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第2课时 有机合成路线设计（1课时）
一、教学流程
活动一：构建思维方法
问题1： 在有机合成设计中我们如何分析设计？
[例题1]：以乙烯为原料，设计制备的合成路线
(已知：RCHO)。
[答案]
[归纳总结] 机合成路线的设计，先对比原料和产物的结构，采用“切割化学键”的分析方法，分析官能团发生了什么改变，碳干骨架发生了什么变化，再根据熟悉有机物官能团的之间的相互转化和题给信息进行设计。
问题2：在有机合成设计中，还要注意什么？
[练习1] 化合物F是一种天然产物合成中的重要中间体，其合成路线如下：
设计以和为原料制备的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。_____
（练习1出处：江苏省2021年新高考适应性考试试题）
[简析]：
以和为原料制备，从题给流程中可以看出，需发生的转化，由此看出，需将转化为，从而得出合成路线为：
[答案]：
活动二：重难点突破
问题3：有机合成题中有许多没有学习的信息知识，需要从有机框图中得到，如何从有机框图中提取信息？
典例简析
[典型题例] 化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下：
已知：(R代表烃基，R'代表烃基或H)。请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
（典型题例出处： 2017年江苏高考试题）
[解析]以和(CH3)2SO4为原料制备，首先分析合成对象与原料间的关系。结合上述合成路线中D到E的变化，可以逆推出合成该有机物所需要的两种反应物分别为和；结合B到C的反应，可以由逆推到，再结合A到B的反应，推到原料；结合学过的醇与氢卤酸反应，可以发现原料与氢溴酸反应即可得到。
答案：具体的合成路线流程图如下：
[小结]：设计有机合成路线时，先要对比原料的结构和最终产物的结构，通常用逆合成分析法从合成产物的分子结构入手，采用"切断一种化学键"分析法，分析官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，结合课本学过的知识和试题所给的新信息，逐步分析直到和原料完美对接。本题就是逆合成分析法的好例子。
[练习2] 一种利胆药物F的合成路线如图：
已知：Ⅰ.+
Ⅱ.
已知：，综合上述信息，写出由和制备的合成路线。
（练习2出处：2021年山东省高考试题）
[简析]：
由和制备过程需要增长碳链，可利用题干中A→B的反应实现，然后利用信息反应I得到目标产物，目标产物中碳碳双键位于端基碳原子上，因此需要与HBr在40℃下发生加成反应生成，和反应生成，根据信息Ⅰ.+得到
反应生成，因此合成路线为故答案为：
。
[答案]：
活动三：巩固提升
1．某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料。按下列路线合成利尿药美托拉宗。
设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选)
2．光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下(部分试剂和产物略去)：
根据已有知识并结合相关信息，写出以CH3CHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
3．G是具有抗菌作用的白头翁素衍生物，其合成路线如下：
请写出以乙醇为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。
4．化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：
写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。
[参考答案]
1．
解析：目标产物C为原料为乙烯和因此可先利用乙烯制备乙酸，再将中的硝基还原为氨基，生成其氨基与乙酸中的羧基发生脱水反应可生成目标物质
2．
解析：根据已有知识并结合相关信息，CH3CHO在稀氢氧化钠中加热得到CH3CH====CHCHO，CH3CH====CHCHO与溴水发生加成反应和氧化反应生成CH3CHBrCHBrCOOH，CH3CHBrCHBrCOOH在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应，经酸化得到CH3CH(OH)CH(OH)COOH，CH3CH(OH)CH(OH)COOH在铜的催化下与氧气反应生成
3．
解析：有机合成可以采用逆合成分析法，根据产物的结构，结合原流程中F生成G的原理可知，可由CH3CH===CHCH3在加热条件下得到，结合原流程中B生成C的原理可知，CH3CH===CHCH3可由CH3CH2MgBr和CH3CHO(可由乙醇在Cu作催化剂时被O2氧化得到)在酸性条件下加热得到，由原流程A生成B的原理可知CH3CH2MgBr可由CH3CH2Br与Mg在乙醚中反应得到，而CH3CH2Br可由原料乙醇与HBr在加热条件下得到。
4．
二、教学建议
1．复习过程中熟练掌握有机物之间的相互转化、官能团之间的转化及有些官能团的消除。
2．理清有机合成有解题思路，通常用逆合成分析法从合成产物的分子结构入手，采用"切断一种化学键"分析法，分析官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，结合课本学过的知识和试题所给的新信息，逐步分析直到和原料完美对接。
3．课堂上把更多的时间留给学生，讲练结合，让学生自己忆、练、评、悟
4．附注：有机合成题学生必备知识
(1)有机合成的解题思路
(2)官能团的转化
①用衍变关系引入官能团，如：
② 通过不同反应，增加官能团的个数，如：
CH3CH2OHCH2===CH2BrCH2CH2BrHOCH2CH2OH
③通过不同反应，改变官能团的位置，如：
(3) 有机合成中常见官能团的引入
引入的官能团 引入官能团的常用方法
—OH ①烯烃与水加成；②卤代烃水解；③醛(或酮)和氢气加成；④酯的水解
—X(卤原子) ①烯烃(炔烃)与X2或HX加成；②醇与HX取代；③烃的取代
β碳上有氢原子的醇或卤代烃消去
—CHO 含有R—CH2OH结构的醇催化氧化
含有结构的醇催化氧化
—COOH ①—CHO被银氨溶液、新制Cu(OH)2、O2等氧化；②酯在酸性条件下水解；③酯在碱性条件下水解后酸化
—COO— 酯化反应
苯环上官能团的引入 ①用铁粉作催化剂与卤素单质反应，在苯环上引入卤素原子；②苯的同系物在光照条件下与卤素单质发生取代反应，在苯环侧链上引入卤素原子；③与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生硝化反应，在苯环上引入硝基；④甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化，在苯环上引入羧基
(4)有机合成中官能团的消除
消除的官能团 消除官能团的常用方法
—OH ①消去反应；②氧化反应；③酯化反应
—X(卤原子) ①消去反应；②水解反应
消除双键(或三键) 加成反应
—CHO ①还原反应；②氧化反应
加成反应
—COOH ①与盐、碱反应；②酯化反应
—COO— 水解反应
三、情境素材
有机合成基本方法——逆推法
1.1964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。
2.有机逆合成法思维建模
逆合成法分析思路：
设计合成路线：
3.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。
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