高三化學一輪復習+專題4第三單元第3講-有機合成與推斷第2課時-有機合成路線設計++講義

有機合成路線設計（1課時）一、教學流程活動一：構建思維方法問題1：在有機合成設計中我們如何分析設計？[例題1]：以乙烯為原料，設計制備的合成路線(已知：RCHOeq\o(→,\s\up11(HCN),\s\do4(H＋)))。[答案][歸納總結]機合成路線的設計，先對比原料和產物的結構，采用“切割化學鍵”的分析方法，分析官能團發(fā)生了什么改變，碳干骨架發(fā)生了什么變化，再根據熟悉有機物官能團的之間的相互轉化和題給信息進行設計。問題2：在有機合成設計中，還要注意什么？[練習1]化合物F是一種天然產物合成中的重要中間體，其合成路線如下：設計以和為原料制備的合成路線(無機試劑和有機溶劑任用，合成路線示例見本題題干)。_____（練習1出處：江蘇省2021年新高考適應性考試試題）[簡析]：以和為原料制備，從題給流程中可以看出，需發(fā)生的轉化，由此看出，需將轉化為，從而得出合成路線為：[答案]：活動二：重難點突破問題3：有機合成題中有許多沒有學習的信息知識，需要從有機框圖中得到，如何從有機框圖中提取信息？典例簡析[典型題例]化合物H是一種用于合成γ-分泌調節(jié)劑的藥物中間體，其合成路線流程圖如下：已知：(R代表烴基，R'代表烴基或H)。請寫出以、和(CH3)2SO4為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。（典型題例出處：2017年江蘇高考試題）[解析]以和(CH3)2SO4為原料制備，首先分析合成對象與原料間的關系。結合上述合成路線中D到E的變化，可以逆推出合成該有機物所需要的兩種反應物分別為和；結合B到C的反應，可以由逆推到，再結合A到B的反應，推到原料；結合學過的醇與氫鹵酸反應，可以發(fā)現原料與氫溴酸反應即可得到。答案：具體的合成路線流程圖如下：[小結]：設計有機合成路線時，先要對比原料的結構和最終產物的結構，通常用逆合成分析法從合成產物的分子結構入手，采用"切斷一種化學鍵"分析法，分析官能團發(fā)生什么改變，碳原子個數是否發(fā)生變化，結合課本學過的知識和試題所給的新信息，逐步分析直到和原料完美對接。本題就是逆合成分析法的好例子。[練習2]一種利膽藥物F的合成路線如圖：

已知：Ⅰ.+Ⅱ.已知：，綜合上述信息，寫出由和制備的合成路線。（練習2出處：2021年山東省高考試題）[簡析]：由和制備過程需要增長碳鏈，可利用題干中A→B的反應實現，然后利用信息反應I得到目標產物，目標產物中碳碳雙鍵位于端基碳原子上，因此需要與HBr在40℃下發(fā)生加成反應生成，和反應生成，根據信息Ⅰ.+得到反應生成，因此合成路線為故答案為：。[答案]：活動三：鞏固提升1．某研究小組以鄰硝基甲苯為起始原料。按下列路線合成利尿藥美托拉宗。設計以A和乙烯為原料合成C的路線(用流程圖表示，無機試劑任選)2．光刻膠是一種應用廣泛的光敏材料，其合成路線如下(部分試劑和產物略去)：根據已有知識并結合相關信息，寫出以CH3CHO為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任用)。3．G是具有抗菌作用的白頭翁素衍生物，其合成路線如下：請寫出以乙醇為原料制備的合成路線流程圖（無機試劑和有機溶劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干）。4．化合物F是合成某種抗腫瘤藥物的重要中間體，其合成路線如下：寫出以CH3CH2CHO和為原料制備的合成路線流程圖（無機試劑和有機溶劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干）。[參考答案]1．解析：目標產物C為原料為乙烯和因此可先利用乙烯制備乙酸，再將中的硝基還原為氨基，生成其氨基與乙酸中的羧基發(fā)生脫水反應可生成目標物質2．解析：根據已有知識并結合相關信息，CH3CHO在稀氫氧化鈉中加熱得到CH3CH====CHCHO，CH3CH====CHCHO與溴水發(fā)生加成反應和氧化反應生成CH3CHBrCHBrCOOH，CH3CHBrCHBrCOOH在氫氧化鈉的水溶液中加熱發(fā)生水解反應，經酸化得到CH3CH(OH)CH(OH)COOH，CH3CH(OH)CH(OH)COOH在銅的催化下與氧氣反應生成3．解析：有機合成可以采用逆合成分析法，根據產物的結構，結合原流程中F生成G的原理可知，可由CH3CH=CHCH3在加熱條件下得到，結合原流程中B生成C的原理可知，CH3CH=CHCH3可由CH3CH2MgBr和CH3CHO(可由乙醇在Cu作催化劑時被O2氧化得到)在酸性條件下加熱得到，由原流程A生成B的原理可知CH3CH2MgBr可由CH3CH2Br與Mg在乙醚中反應得到，而CH3CH2Br可由原料乙醇與HBr在加熱條件下得到。4．二、教學建議1．復習過程中熟練掌握有機物之間的相互轉化、官能團之間的轉化及有些官能團的消除。2．理清有機合成有解題思路，通常用逆合成分析法從合成產物的分子結構入手，采用"切斷一種化學鍵"分析法，分析官能團發(fā)生什么改變，碳原子個數是否發(fā)生變化，結合課本學過的知識和試題所給的新信息，逐步分析直到和原料完美對接。課堂上把更多的時間留給學生，講練結合，讓學生自己憶、練、評、悟4．附注：有機合成題學生必備知識(1)有機合成的解題思路(2)官能團的轉化①用衍變關系引入官能團，如：②通過不同反應，增加官能團的個數，如：CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(消去))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(加成))BrCH2CH2Breq\o(――→,\s\up15(水解))HOCH2CH2OH③通過不同反應，改變官能團的位置，如：(3)有機合成中常見官能團的引入引入的官能團引入官能團的常用方法—OH①烯烴與水加成；②鹵代烴水解；③醛(或酮)和氫氣加成；④酯的水解—X(鹵原子)①烯烴(炔烴)與X2或HX加成；②醇與HX取代；③烴的取代β碳上有氫原子的醇或鹵代烴消去—CHO含有R—CH2OH結構的醇催化氧化含有結構的醇催化氧化—COOH①—CHO被銀氨溶液、新制Cu(OH)2、O2等氧化；②酯在酸性條件下水解；③酯在堿性條件下水解后酸化—COO—酯化反應苯環(huán)上官能團的引入①用鐵粉作催化劑與鹵素單質反應，在苯環(huán)上引入鹵素原子；②苯的同系物在光照條件下與鹵素單質發(fā)生取代反應，在苯環(huán)側鏈上引入鹵素原子；③與濃硝酸、濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應，在苯環(huán)上引入硝基；④甲苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化，在苯環(huán)上引入羧基(4)有機合成中官能團的消除消除的官能團消除官能團的常用方法—OH①消去反應；②氧化反應；③酯化反應—X(鹵原子)①消去反應；②水解反應消除雙鍵(或三鍵)加成反應—CHO①還原反應；②氧化反應加成反應—COOH①與鹽、堿反應；②酯化反應—COO—水解反應三、情境素材有機合成基本方法——逆推法1.1964年科里(E.J.Corey)首先用逆推的方式設計合成路線，并逐步形成了新的有機合成理論和方法，從而促進了有機合成化學的飛速發(fā)展,因而獲得了1990年諾貝爾化學獎。2.有機逆合成法思維建模逆合成法分析思路：eq\x(目標產物)eq\o(――→,\s\up15(合理切斷))eq\x(尋找中間體)eq\o(――→,\s\up