有機(jī)合成+高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3+

第三章第五節(jié)有機(jī)合成一、有機(jī)合成的主要任務(wù)二、有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)與實(shí)施第三章第五節(jié)第一課時(shí)有機(jī)合成的主要任務(wù)一、官能團(tuán)的引入二、構(gòu)建碳骨架三、官能團(tuán)的保護(hù)【科普視頻】阿司匹林的前世今生課程導(dǎo)入阿司匹林(解熱鎮(zhèn)痛藥)的前世今生柳樹皮止痛消炎柳樹皮中提取“柳苷”合成水楊酸與乙酸酐合成乙酰水楊酸公元前19世紀(jì)1853年1897年改良緩釋乙酰水楊酸20世紀(jì)柳苷“燒心”的酸性費(fèi)利克斯?霍夫曼官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：碳鹵鍵①烷烴、苯及其同系物、酚的鹵代氣體純溴、液溴、溴蒸汽等氣體飽和溴水官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：碳鹵鍵②不飽和烴與鹵素單質(zhì)(X2)、鹵化氫(HX)加成(無條件加成)(遵循“馬氏規(guī)則”)官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：碳鹵鍵③醇和鹵化氫取代濃溶液官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：碳碳雙鍵①鹵代烴的消去②醇的消去y③炔烴的不完全加成官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：羥基①烯烴與水加成②醛/酮與H2加成官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：羥基③鹵代烴的水解④酯的水解官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：羧基①醛的氧化②酯的水解(酸性環(huán)境)③酰胺的水解(酸性環(huán)境)官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：羧基④烯烴、炔烴、苯的同系物、伯醇被酸性KMnO4溶液氧化官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：醛基①醇的氧化反應(yīng)②炔烴與水的加成反應(yīng)官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)：醛基③二鹵代烴的水解④乙烯氧化法構(gòu)建碳骨架碳鏈增長(zhǎng)引入氰基(CN)乙腈構(gòu)建碳骨架碳鏈增長(zhǎng)羥醛縮合鹵代烴與Na構(gòu)建碳骨架碳鏈增長(zhǎng)醛或酮與格氏試劑(RMgX)加成格氏試劑：用鹵代烴與鎂直接反應(yīng)制備的有機(jī)金屬化合物RX+MgRMgX醚構(gòu)建碳骨架碳鏈縮短烯烴被酸性高錳酸鉀溶液/臭氧氧化構(gòu)建碳骨架碳鏈縮短炔烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化芳香烴側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化構(gòu)建碳骨架成環(huán)共軛二烯烴的第爾斯-阿爾德反應(yīng)(Diels-Alderreaction)環(huán)酯構(gòu)建碳骨架成環(huán)環(huán)醚環(huán)氧乙烷構(gòu)建碳骨架開環(huán)環(huán)酯水解反應(yīng)環(huán)烯烴氧化開環(huán)官能團(tuán)的保護(hù)思考：如何完成下列有機(jī)物的轉(zhuǎn)化？若直接用酸性高錳酸鉀溶液氧化，酚羥基也可能同時(shí)被氧化！含多官能團(tuán)的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，非目標(biāo)官能團(tuán)可能會(huì)受到影響，需要將官能團(tuán)保護(hù)(轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的官能團(tuán))起來，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原！可將酚羥基成酯、成醚或成鹽！官能團(tuán)的保護(hù)一些常用的官能團(tuán)保護(hù)思路：乙酸酐乙酰氯官能團(tuán)的保護(hù)合成路線設(shè)計(jì)一(成酯)：官能團(tuán)的保護(hù)合成路線設(shè)計(jì)二(成鹽)：合成路線設(shè)計(jì)三(成醚)：官能團(tuán)的保護(hù)思考：在下列合成路線中，步驟⑥、步驟①和⑦各起到了什么作用？步驟⑥：保護(hù)氨基，防止磺化時(shí)氨基被破壞！官能團(tuán)的保護(hù)思考：在下列合成路線中，步驟⑥、步驟①和⑦各起到了什么作用？步驟①和⑦：磺酸基(SO3H)起到占位作用，減少副產(chǎn)物！官能團(tuán)的保護(hù)分析一：如圖是某有機(jī)物E的合成路線，下列說法正確的是()反應(yīng)①實(shí)際經(jīng)歷了兩步反應(yīng)，分別是加成反應(yīng)和消去反應(yīng)反應(yīng)①的目的是保護(hù)醛基不被氧化，而反應(yīng)③是為了脫去對(duì)醛基的保護(hù)物質(zhì)D是電解質(zhì)分子E中所有碳原子不可能都共平面D官能團(tuán)的保護(hù)分析二：某同學(xué)設(shè)計(jì)了從甲苯到阿司匹林的合成路線，如下圖。請(qǐng)?jiān)u價(jià)該設(shè)計(jì)方案是否合理？若不合理，又該如何改進(jìn)呢？不合理之處：步驟③中酚羥基也會(huì)被氧化；優(yōu)化：將步驟②和③順序互換；阿司匹林結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式官能團(tuán)的保護(hù)分析三：在上述乙酰水楊酸的合成路線中，為了提高產(chǎn)物的產(chǎn)率，步驟①能否進(jìn)一步優(yōu)化？甲基是鄰對(duì)位取代基，為了減少對(duì)位的取代，可以用磺酸基占位！優(yōu)化后路線官能團(tuán)的保護(hù)分析四：對(duì)氨基苯甲酸(化合物甲)可通過下列路線合成(分離方法和其他產(chǎn)物已經(jīng)略去)，下列說法不正確的是()甲可以發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)步驟①反應(yīng)的化學(xué)方程式為步驟④的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)步驟①和④在合成甲的過程中的目的是保護(hù)氨基不被氧化B第三章第五節(jié)第二課時(shí)有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)與實(shí)施一、正合成分析法二、逆合成分析法溫故而知新思考：人們最初由發(fā)酵法制備乙酸，現(xiàn)代工業(yè)中大多使用以乙烯為原料合成乙酸。就此你能設(shè)計(jì)出哪些路線？路線一：路線二：溫故而知新思考：人們最初由發(fā)酵法制備乙酸，現(xiàn)代工業(yè)中大多使用以乙烯為原料合成乙酸。就此你能設(shè)計(jì)出哪些路線？路線三：路線四：深度思考：若每一步反應(yīng)的產(chǎn)率都為70%，請(qǐng)計(jì)算比較上述這四種合成路線的總產(chǎn)率。正合成分析法有機(jī)合成路線的確定，需要在掌握碳骨架構(gòu)建和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化基本方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與選擇，以較低的成本和較高的產(chǎn)率，通過簡(jiǎn)便而對(duì)環(huán)境友好的操作得到目標(biāo)產(chǎn)物。有機(jī)合成過程示意圖正合成分析法任務(wù)一：設(shè)計(jì)合成路線用乙烯合成乙二酸(草酸)路線一：路線二：路線三：正合成分析法任務(wù)二：請(qǐng)客觀地評(píng)價(jià)上述三種合成路線。路線一：光照條件下用氯氣取代，產(chǎn)物種類太多，目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率低！氯氣有毒，不環(huán)保！能用酸性KMnO4溶液氧化嗎？正合成分析法任務(wù)二：請(qǐng)客觀地評(píng)價(jià)上述三種合成路線。路線二：氯氣有毒，不環(huán)保！燒堿較貴，而且有腐蝕性！路線三：前兩步原子利用率達(dá)到了100%，優(yōu)秀！合成路線的設(shè)計(jì)合成路線設(shè)計(jì)原則：基本原則：要貫徹“綠色化學(xué)”理念，選擇最佳合成路線，以較低的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境代價(jià)得到目標(biāo)產(chǎn)物；多方面因素的選擇：合成步驟較少，副反應(yīng)少，反應(yīng)產(chǎn)率高；原料、溶劑和催化劑盡可能價(jià)廉易得、低毒；反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物易于分離提純；污染排放少；合成路線的設(shè)計(jì)任務(wù)三【合成路線的評(píng)價(jià)與選擇】：乙二醇可通過兩種路線進(jìn)行合成，分析生成中應(yīng)該選擇哪種路線，為什么？路線一：CH2=CH2+Cl2

ClCH2CH2Cl路線二：原料成本角度：路線一使用了氯氣和NaOH，而路線二使用了O2和H2O，成本更低；原子利用率角度：路線一第二步的取代反應(yīng)有副產(chǎn)物，原子利用率低，而路線二的原子利用率高；環(huán)境保護(hù)的角度：路線一使用了有毒的氯氣和有腐蝕性的NaOH，對(duì)環(huán)境不夠友好！逆合成分析法在目標(biāo)化合物的適當(dāng)位置斷開適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)鍵，目的是使得到的較小片段所對(duì)應(yīng)的中間體經(jīng)過反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物；接下來繼續(xù)斷開中間體適當(dāng)位置的化學(xué)鍵，使其可以從更上一步的中間體反應(yīng)得來；依次倒推，最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和合成路線。逆合成分析示意圖逆合成分析法緩釋乙酰水楊酸(目標(biāo)產(chǎn)物)HOCH2CH2OH中間體1中間體2中間體3逆合成分析法中間體1：中間體2：中間體3：逆合成分析法緩釋乙酰水楊酸的合成：碳鏈的變化官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化分子片段的組裝合成路線的設(shè)計(jì)合成路線設(shè)計(jì)原則：書寫格式(轉(zhuǎn)化圖示，并非化學(xué)方程式)：設(shè)計(jì)思路：關(guān)注碳骨架和官能團(tuán)的變化+正、逆合成逆合成分析法任務(wù)四【逆合成分析法的應(yīng)用】：乙二酸二乙酯的結(jié)構(gòu)如圖所示，以乙烯為原料可合成該有機(jī)物。請(qǐng)用“逆合成分析法”對(duì)該工藝進(jìn)行分析。逆合成分析法任務(wù)四【逆合成分析法設(shè)計(jì)合成路線】：1,4-二氧雜環(huán)己烷(又稱1,4-二氧六環(huán)或1,4-二噁烷)是一種常用的溶劑，在醫(yī)藥、化妝品、香料等精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請(qǐng)以乙烯為基礎(chǔ)原料，使用逆合成分析法設(shè)計(jì)它合成路線(提示：參考乙醇分子間脫水生成