高中化学 知识导学 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第1节 有机化合物的合成（第2课时）有机合成路线的设计和有机合成的应用学案 （答案不全）鲁科版选修5（通用）

第二时间有机合成路线的设计及有机合成的应用个案研究两千多年前，希腊生理学家希波克拉底发现杨树、柳树的皮和叶子含有具有镇痛和解热作用的物质，后来研究了这种物质叫水杨酸。为了提高水杨酸的功效，德国化学家霍夫曼重新合成了乙酰水杨酸。到目前为止，以乙酰水杨酸为主要成分的阿司匹林(Aspirin)已经使用了100年，是世界上应用最广泛的解热、止痛药和抗炎药物。请想想：常用的解热剂是来自自然，还是来自有机合成。自学指南一、有机合成路线设计1.有机合成路线设计的一般程序_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _原子的经济高效的有机合成必须充分利用原料分子中的每个原子，使反应达到零排放。原子利用率=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _乙酰水杨酸的合成反推法合成乙酰水杨酸的工艺路线设计(1)观察目标分子的结构乙酰水杨酸(o-乙酰氧苯甲酸)的结构(2)反向推理设计合成路径(3)最佳合成路径原则：适用于原料、技术、生产。合成乙酰水杨酸的最佳途径：答案1.目标分子目标分子原料分子优化2.100%(3) 绿色简化二、有机合成应用(1)医疗：合成有机药物；(2)农业：合成杀虫剂；(3)轻工业：合成塑料等；(4)重工业：合成橡胶等；(5)国防：合成大功率炸药等。困难的分析一、有机合成路线设计策略1.逆推法：逆推法是设计有机合成路线的首选方法。从目标分子开始，首先研究结构特征，抓住主要作用机理，从可生成的开始(如目标分子有酯键)分割目标分子，可以分为酸和醇(或苯酚)。如果目标分子有肽键，可以分解成氨基、羧基等。顺序类推，直到获得原料分子。2.正推法：研究原料分子的性质，考虑相互结合的可能性，通过反应生成新物质。然后，考虑到生成的新物质结合的可能性，直到合成符合结果的目标为止。丁丑法是合成自然界中尚不存在的有机物的必然方法。3.双向耦合法：是在原材料分子中双向推进，在目标分子中反向推进，通过中间产品嫁接思维过程的方式。例1酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构如下，其生产工艺为：(1)在加热和催化作用下，o-二甲苯氧化成空气，形成邻苯二甲酸酯。(2)邻苯二甲酸酯加热到200 时脱水苯酐。(3)苯酐存在ZnCl2，与苯酚结合，成为酚酞。试写以苯、氯、o-二甲苯、水、空气为原料，在一定条件下制造酚酞的化学方程式。思路分析：首先要分析邻苯二甲酸酐与2分子苯酚配对的氢原子，并对1分子水凝结生成的酚酞的分子结构进行分析。然后分别制造苯酚和苯酐。由苯制备氯苯，氯苯水解苯酚。苯酐制造的反应在中学没有学过，但被解释为标题给的信息提示。当：启发设计有机合成路线时，要分析目标分子和原料分子的结构和性质，充分分离信息，设计合理的合成路线。二、有机合成中的群体保护O-甲基苯酚的甲基氧化会氧化羧基时使用的氧化剂酚羟基。还原性：苯酚羟基甲基。如何将O-甲基苯酚氧化成o-羟基苯甲酸？首先用保护苯酚羟基，即使先切换到其他难氧化的原子团，也要等到甲基氧化后再还原。示例2以下信息已知：如果日元结合在特定条件下氧化，就会产生二元醇：醛能引起以下反应，产生缩醛：缩醛相对稳定，与稀碱或氧化剂难以反应，但在稀酸中加热后，会水解为原来的醛。现有合成路径：回答以下问题：(1) a，b的结构简单的： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _想法分析：是信息所知的，要将CH2 ch-CHO更改为ch2oh-choh-CHO，必须将c c氧化为双键，-CHO对氧化剂敏感，因此必须先保护，用c 双键氧化，然后还原醛基，合成途径为：想法：通常有机合成在需要组保护的情况下提供两种类型的信息：组保护信息；保护组还原措施。