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

1、第2课时有机合成路线的设计和有机合成的应用案例探究 2000多年前，希腊生理和医学家希波克拉底 ( Hippocrates ) 就已发现，杨树、柳树的皮和叶中含有镇痛和退热作用的物质，后来的研究发现这种物质是水杨酸 ( ) 。 为了改善水杨酸的疗效，德国化学家霍夫曼 ( Hoffmann ) 又合成了乙酰水杨酸。到目前为止，以乙酰水杨酸为主要成分的阿司匹林 ( Aspirin ) ，应用历史已有百年，是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗消药。 思考: 大量应用的退烧药来源于自然界还是有机合成？自学导引 一、有机合成路线的设计 1. 有机合成路线设计的一般程序 观察 _ 的结构由 _ 逆推 _ ，

2、并设计合成路线对不同合成路线进行 _ 。 2. 原子的经济性 高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使反应达到零排放。 原子利用率 = _ 3. 合成乙酰水杨酸的反应 4. 利用逆推法设计乙酰水杨酸的合成路线 ( 1 ) 观察目标分子的结构乙酰水杨酸 ( 邻乙酰氧基苯甲酸 ) 的结构 ( 2 ) 逆推法设计合成路线 ( 3 ) 优选合成路线 原则: 原料、工艺、适于生产。 合成乙酰水杨酸的最佳路线: 答案1. 目标分子目标分子原料分子优选2. 100% ( 3 ) 绿色化简单化 二、有机合成的应用 ( 1 ) 医学: 合成有机药物； ( 2 ) 农业: 合成农药； ( 3 ) 轻

3、工业: 合成塑料等； ( 4 ) 重工业: 合成橡胶等； ( 5 ) 国防: 合成大威力炸药等。疑难剖析 一、设计有机合成路线的策略 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，先研究结构特点，抓住主要官能团，从生成的可能对目标分子进行拆分，如某目标分子中有酯键，则可将其拆分为酸和醇 ( 或酚 ) ；某目标分子中有肽键，则可将其拆分为氨基和羧基等等。依次类推，直至得到原料分子。 2. 正推法: 研究原料分子的性质，考虑其彼此结合的可能，使它们通过反应生成新的物质；然后再考虑生成的新物质结合的可能性，直至合成出符合要求的目标产物。正推法是合成自然界中尚未存在的有机物的必然

4、方法。 3. 双向结合法: 既从原料分子进行正推，又从目标分子进行逆推，最后通过中间产物衔接思维过程的方法。 【例1】 酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构如下所示，其生产过程是: ( 1 ) 在加热和催化剂作用下，用空气氧化邻二甲苯得邻苯二甲酸。 ( 2 ) 邻苯二甲酸加热到200 时脱水得邻苯二甲酸酐。 ( 3 ) 邻苯二甲酸酐在ZnCl2存在时与苯酚结合成酚酞。 请写出以苯、氯气、邻二甲苯、水、空气为原料，在一定条件下制取酚酞的化学方程式。 思路分析: 首先应分析酚酞的分子结构，它是由邻苯二甲酸酐打开一个与两分子苯酚 ( ) 对位上氢原子缩合一分子水而成。然后分别制取苯酚和邻苯二甲酸酐。由苯制

5、取氯苯，氯苯水解得苯酚；制邻苯二甲酸酐的反应虽在中学未学到，但可由题目所给予的信息提示而解。 思维启示: 设计有机合成路线时，应分析目标分子和原料分子的结构和性质，充分分析题给信息，设计出合理的合成途径。 二、有机合成中的基团保护 邻甲基苯酚上的甲基氧化为羧基时，所用的氧化剂也能将酚羟基氧化，因为还原性: 酚羟基甲基。如何才能将邻甲基苯酚氧化为邻羟基苯甲酸？只有先将酚羟基保护起来即使其先转化为别的不易被氧化的原子团，等到甲基被氧化后再将其还原出来。如: 【例2】 已知下列信息: 烯键在一定条件下氧化可生成二元醇: 醛能发生如下反应生成缩醛: 缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难起反应，但在稀酸中温热，会水解为原来的醛。现有如下合成路线: 试回答下列问题: ( 1 ) 写出A、B的结构简式: _ 、 _ 。 ( 2 ) 写出反应的化学方程式: _ 。 思路分析: 由题给信息知，欲使 CH2CHCHO 变为 CH2OHCHOHCHO，需将 CC 双键氧化，而 CHO 对氧化剂敏感，故应先进行保护，待C双键氧化完毕，再将醛基还原出来，故合成路线为: 思维启示: 一般说来，有机合成若需要基团保护，须给两类信息: 基团保护信息； 被保护基团的还原措施。 从题给信息中选定以上两条信息，然后依据