第3章第1节有机化合物的合成第三课时.ppt

有机合成路线的设计,（交流.研讨）,某种医用胶的单体为某同学以乙烯为起始物，设计了这种化合物的合成路线。,某医用胶的合成路线,欣赏后分析下列问题：1.从碳骨架的构建和官能团的引入两个角度分析，每一步分别完成了什么任务？2.综合分析各步变化的设计目的是什么？3.体会：设计者是如何想到这条路线的？,设计有机合成路线的基本思路,尝试设计,请分析设计由CH3CH2CH2Br到CH3CH(OH)CH3的合成路线。,无变化,种类：-Br-OH位置：1号碳2号碳,先消去后加成,逆推法,1964年科里(E.J.Corey)首先用逆推的方式设计合成路线，并逐步形成了新的有机合成理论和方法，从而促进了有机合成化学的飞速发展,因而获得了1990年 诺贝尔化学奖。,逆推法的一般程序示意图,案例:利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线,苯甲酸苯甲酯(苯甲酸苄酯)存在于多种植物香精中，它可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用做塑料、涂料的增塑剂。此外，苯甲酸苯甲酯具有杀灭虱、蚤和疥虫的作用且不刺激皮肤，无异臭和油腻感，可用于治疗疖疮。,合成背景,完成任务,任务1：分析目标化合物分子的结构，并逆推出原料分子。提示：充分利用已学有机化合物的化学性质 原料分子尽量是常见烃类物质 新信息提供：,分析苯甲酸苯甲酯分子的结构可知它是一种酯类化合物,汇报总结,任务2：找出可能的合成路线,任务3：优选合成路线。提示：优选合成路线的基本原则 已知LiAlH4价格较为昂贵，且要求无水操作，成本高。,（思考和交流）：只用乙烯一种有机物(无机物可以任选),合成:,请同学们说出其过程.,CH2BrCH2Br,CH2OHCH2OH,探究学习工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯（一种常用的化妆品防霉剂），其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）：,请回答：写出A、B的结构简式在合成路线中设计反应和的目的是,CH3,A,Cl2,催化剂,一定条件下,CH3I,C2H5OH,B,HO,COOC2H5（产品）,HI,官能团的保护,【例1】乙酰水杨酸，又名邻乙酰氧基苯甲酸，是阿司匹林的主要成分，为白色晶体或粉末，略有酸味，易溶于乙醇等有机溶剂，微溶于水，是常用的解热镇痛药。下面是某化学小组利用逆推法设计乙酰水杨酸合成路线的过程。,（1）查阅资料：通过查阅资料得知，以水杨酸为原料合成乙酰水杨酸的反应为：,由苯酚制备水杨酸的途径：,(2)实际合成路线的设计：观察目标分子乙酰水杨酸的结构乙酰水杨酸分子中有3种典型的官能团，即_、_、_。（填名称）由目标分子逆推原料分子并设计合成路线首先，考虑酯基的引入：由水杨酸与乙酸酐反应引入酯基；然后分别考虑水杨酸和乙酸酐的合成路线。其中，乙酸酐的合成路线为_。,根据题给信息和以前所学知识，水杨酸可以有以下几种不同的合成路线：（3）优选水杨酸的合成路线：以上两种合成路线中较合理的是_，理由是_。,【思路点拨】解答本题要注意以下两点：,【自主解答】本题以乙酰水杨酸的合成为载体，考查了逆推法合成有机物的相关知识，通过观察目标产物分子的结构可看出，该分子中有3种典型的官能团，即苯环、羧基、酯基。根据所学知识逆推：乙酸酐可由乙酸合成、乙酸可由乙醛氧化得到、乙醛可由乙烯氧化得到，而乙烯是一种最基本的原料。因此乙酸酐的合成路线为CH2CH2 CH3CHO CH3COOH 水杨酸的第2种合成路线中，,邻甲基苯酚上甲基被氧化为羧基时选用的氧化剂为酸性KMnO4溶液，会将酚羟基氧化，故在氧化前将酚羟基氧化为不能被氧化的基团。甲基被氧化后再将酚羟基还原出来，由于此过程复杂，因此在工业上合成水杨酸，常由苯酚出发。干燥的苯酚钠与CO2在加热、加压条件下反应生成邻羟基苯甲酸钠，经酸化得水杨酸。,答案：（2）苯环 羧基 酯基CH2CH2 CH3CHO CH3COOH（3）途径1 途径1原料易得，工艺相对简单，途径2过程复杂,【变式训练】6-羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6-羰基庚酸。溴代甲基环己烷,请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）（提示：合成过程中无机试剂任选，合成反应流程图表示方法示例如下：）,【解析】原料分子与目标分子的碳骨架和官能团均有较大差别。在合成过程中，要进行碳链的开环及官能团的转化。结合已掌握的官能团的性质及化学反应的类型，设计合成路线如下：,答案：,（2010山东高考）利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下图：,根据上述信息回答：（1）D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是_，BC的反应类型是_。（2）写出A生成B和E的化学反应方程式_。,（3）A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下I和J分别生成 和，鉴别I和J的试剂为_。（4）A的另一种同分异构体K用于合成高分子材料，K可由 制得，写出K在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式_。,【思路点拨】解答本题要注意以下三点：,【自主解答】由C为甲醚可知，B为CH3OH，发生了取代反应；则D为HCHO（官能团是醛基），与足量银氨溶液反应生成（NH4）2CO3，再与H+反应生成CO2，由Y逆推可知，H为；因为第一步加入的是NaOH溶液，故EF是酚钠生成酚，FG是羧酸钠生成羧酸，GH发生硝化反应，故A的结构简式为：。,答案：（1）醛基 取代反应,【互动探究】若将上述合成路线中E F G，改为E G,其他部分不变，能否实现利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品？,提示：,1.用苯做原料，经过一步化学反应不能制得的是()A.硝基苯 B.环己烷C.苯酚 D.溴苯【解析】选C。苯可与浓硫酸和浓硝酸的混合酸发生硝化反应生成硝基苯；苯可与H2发生加成反应生成环己烷；苯可与液溴（Br2）在Fe的催化作用下发生取代反应生成溴苯，溴苯在NaOH的水溶液中加热可水解生成苯酚，所以从苯到苯酚必须经过两步。,2.对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：3FeCl2+2H2O，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是（）,【解析】选B。由于苯胺还原性强，易被氧化，所以在引入氨基前应先把甲基氧化成羧基，然后再引入硝基，最后还原硝基得到目标产物。,3(2010黄浦区模拟)绿色化学的一个原则是“原子经济”，最理想的“原子经济”是全部反应物的原子都嵌入期望的产物中。在下列反应类型中，“原子经济”程度较低的是()A.化合反应 B.取代反应 C.加成反应 D.加聚反应【解析】选B。化合反应、加成反应、加聚反应均能使原子利用率达100%，取代反应的特征是有进有出，原子利用率不能达到100%，故取代反应的“原子经济”程度较低。,4.用乙炔为原料合成CH2BrCHBrCl时的反应过程是（）A.先加HCl再加HBr B.先加HBr后加HClC.先加HCl再加Br2 D.先加HBr后加Cl2【解析】选C。由CHCH与 的结构变化知，需要加上一分子Br2和一分子HCl才能得到所需产物。,5.(2009广东模拟)茉莉花是一首脍炙人口的江苏民歌。茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯（）是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下：,（1）C的结构简式为_。（2）写出反应的化学方程式：_。（3）反应的反应类型为_。（4）反应_（填序号）原子的理论利用率为100%，符合绿色化学的要求。,【解析】乙醇经过反应得到的A为CH3CHO；CH3CHO经过反应得到的B为CH3COOH；甲苯与Cl2在光照条件下生成 水解生成的C为 与CH3COOH发生酯化,反应会生成。原子的理论利用率为100%，符合绿色化学要求的是反应2CH3CHO+O2 2CH3COOH答案：（1）（2）2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O（3）酯化（或取代）反应（4）,