3.5.2 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)【 課堂精講精練 】 高二化學(xué)精研課件（人教版選擇性必修3）

第三章烴的衍生物第五節(jié)有機(jī)合成第2課時(shí)

有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)及有機(jī)推斷高二化學(xué)新人教化學(xué)選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》一.有機(jī)合成的設(shè)計(jì)可以從簡(jiǎn)單、易得的原料出發(fā),比較原料分子和產(chǎn)物分子在碳骨架和官能團(tuán)等方面的異同，再有目的地選擇每一步的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。適用于簡(jiǎn)單有機(jī)物的合成設(shè)計(jì)基礎(chǔ)原料輔助原料中間體副產(chǎn)物輔助原料中間體副產(chǎn)物輔助原料目標(biāo)化合物1、正向合成分析法：案例1：乙烯為原料，設(shè)計(jì)合成乙酸的路線。假定該工藝涉及的反應(yīng)和（1）中合成路線的每一步反應(yīng)的產(chǎn)率均為70%請(qǐng)計(jì)算并比較這兩種合成路線的總產(chǎn)率。（2）中乙酸乙酯產(chǎn)率為70%。（1）（2）目前已經(jīng)出現(xiàn)了將乙烯直接氧化生成乙酸的工藝。（1）中乙酸乙酯總產(chǎn)率：70%x70%x70%=34.3%由此可見，在設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線時(shí)，應(yīng)盡量減少反應(yīng)步驟。COCOOC2H5OC2H5COCOOHOHCH3CH2OHCH2CH2ClClCH2CH2OHOHCH2=CH2CH2=CH2

【案例2】

乙二酸二乙酯是一種醫(yī)藥和染料工業(yè)原料，請(qǐng)以乙烯為原料設(shè)計(jì)合成的路線。C—OC2H5C—OC2H5OOCH2CH2?2、逆合成分析法

確定乙二酸二乙酯的基礎(chǔ)原料為乙烯，通過以下5步反應(yīng)完成合成：CH2=CH2+H2O催化劑Δ，加壓CH3CH2OH1.CH2=CH2+Cl2CH2CH2ClCl2.CH2CH2ClCl

+2NaOHH2OΔCH2CH2OHOH

+2NaCl3.CH2CH2OHOH

+2O2催化劑ΔCCHOOHOO

+2H2O4.+2CH3CH2OHCCHOOHOO

+2H2O催化劑ΔCCC2H5OOC2H5OO5.

在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，乙二醇還可以通過環(huán)氧乙烷與水直接化合的方法合成，而環(huán)氧乙烷則可由乙烯直接氧化得到。請(qǐng)比較該方法與以上合成乙二酸二乙酯中的2、3兩步反應(yīng)，分析生產(chǎn)中選擇該路線的可能原因。CH2＝CH2催化劑、△O2H2C—CH2O加壓、△H2OCH2—CH2OHOH思考與討論(1)

2，3兩步反應(yīng)采用氯氣、氫氧化鈉，可能污染環(huán)境，腐蝕設(shè)備；實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)工藝采用氧氣和水，成本低，對(duì)環(huán)境污染小。(2)

2，3兩步反應(yīng)原子利用率小于100%；而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)工藝原子利用率100%(5)在進(jìn)行有機(jī)合成時(shí)，要貫徹“綠色化學(xué)”理念等。3.設(shè)計(jì)合成路線的基本原則(1)步驟較少，副反應(yīng)少，反應(yīng)產(chǎn)率高；(2)原料、溶劑和催化劑盡可能價(jià)廉易得、低毒；(3)反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物易于分離提純；(4)污染排放少；有機(jī)合成合成的任務(wù)合成路線的設(shè)計(jì)構(gòu)建碳骨架官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化、消除及保護(hù)原則成本低、產(chǎn)率高環(huán)境友好、路線短方法逆向設(shè)計(jì)合成路線增長(zhǎng)和縮短、成環(huán)等過程【模型構(gòu)建】Cl切割法分析：碳氧雙鍵一端補(bǔ)—OH，形成—COOH；另一端補(bǔ)上H，形成—OH。H苯甲醇OH苯甲酸【學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)】教材P90OHHCl苯甲酸甲酯的合成路線設(shè)計(jì)：苯甲酸苯甲醇Cl2,光照NaOH溶液，?KMnO4溶液濃H2SO4?引入酰胺基最后一步引入硝基逆推得出F的結(jié)構(gòu)抓住物質(zhì)的堿性，討論物質(zhì)的堿性對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)生的影響。發(fā)生在苯環(huán)側(cè)鏈上的取代CCl3還原反應(yīng)取代反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物原料反應(yīng)物模仿第⑤步NH2NO2在苯環(huán)上引入硝基的方法？（3）合成路線分析有機(jī)合成中的推斷技巧審題并綜合分析突破口（組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)條件、轉(zhuǎn)變關(guān)系、新信息）原題（題干、框圖、新信息、問題）正推或逆推結(jié)論驗(yàn)證(1)順推法：以題給信息順序或?qū)哟螢橥黄瓶?，沿正向思路層層分析推理，逐步做出推斷，得出結(jié)論。(2)逆推法：根據(jù)題給信息或已有知識(shí)，先將產(chǎn)物拆分為若干部分，再根據(jù)所給步驟進(jìn)行逆推，若最終所得物質(zhì)和原料與題目吻合，則說明推斷正確。（1）根據(jù)特征現(xiàn)象進(jìn)行推斷①溴水褪色：一般含碳碳雙鍵、碳碳三鍵或醛基。②酸性高錳酸鉀溶液褪色：含碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基或?yàn)楸降耐滴?與苯環(huán)相連的碳原子上連有氫原子)。③遇FeCl3溶液顯紫色：含酚羥基。④加入新制的Cu(OH)2懸濁液(或銀氨溶液)，加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀(或銀鏡)：含醛基。⑤加入Na，產(chǎn)生H2：含羥基或羧基。⑥加入NaHCO3溶液，產(chǎn)生氣體：含羧基。⑦加入溴水產(chǎn)生白色沉淀：含酚羥基。有機(jī)推斷的知識(shí)儲(chǔ)備(2)根據(jù)反應(yīng)中的特殊條件進(jìn)行推斷①NaOH的水溶液：鹵代烴、酯的水解反應(yīng)。②NaOH的醇溶液：鹵代烴的消去反應(yīng)。③濃硫酸，加熱：醇的消去、成醚、酯化；苯環(huán)的硝化。④溴水或溴的CCl4溶液：烯烴、炔烴的加成。⑤O2/Cu或Ag，加熱：醇的催化氧化。⑥新制的Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液：醛被氧化為羧酸(或羧酸鹽)。⑦稀硫酸：酯的水解；糖、蛋白質(zhì)等的水解。⑧H2，催化劑：烯烴、炔烴、苯環(huán)、醛、酮的加成。⑨鹵素，光照：烷烴、苯環(huán)側(cè)鏈烷基上氫原子的取代。⑩鹵素，催化劑：苯環(huán)上氫原子的取代。有機(jī)推斷的知識(shí)儲(chǔ)備[例12019北京高考，節(jié)選]抗癌藥托瑞米芬的前體K的合成路線如下。(1)有機(jī)物A能與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，其鈉鹽可用于食品防腐。有機(jī)物B能與Na2CO3溶液反應(yīng)，但不產(chǎn)生CO2；B加氫可得環(huán)己醇。A和B反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式是_____________________，反應(yīng)類型是________。-COOH（2）D中含有的官能團(tuán)

（3）E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

例2]席夫堿類化合物G在催化、藥物、新材料等方面有廣泛應(yīng)用。合