1、- 1 -第 2 课时 有机合成路线的设计有机合成的应用课标要求1了解设计合成路线的一般程序。2在了解合成的一般程序的基础上，继续熟悉有机合成路线的核心碳骨架的构建和官能团的引入与转化。3了解有机合成的意义及应用。4了解绿色合成在有机合成中的地位，形成可持续发展的意识。,1.设计有机合成的路线，首先要比较原料分子和目标分子在官能团和碳骨架两方面的异同，然后设计由原料分子转向目标化合物的合成路线。2设计有机合成路线也可以采用逆推法完成。3绿色合成的主要出发点是：原子经济性；原料的绿色化；试剂与催化剂的无公害性。有 机 合 成 路 线 的 设 计1有机合成路线的设计(1)正推法从确定的某种原料分子
2、开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。首先要比较原料分子和目标化合物分子在结构上的异同，包括官能团和碳骨架两个方面的异同。然后，- 2 -设计由原料分子转向目标化合物分子的合成路线。(2)逆推法采取从产物逆推出原料，设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。(3)优选合成路线依据合成路线是否符合化学原理。合成操作是否安全可靠。绿色合成：绿色合成主要考虑有机合成中的原子经济性、原料的绿色化、试剂与催化剂的无公害性。2利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线(1)观察目标分子的结构(2)逆推，设计合成路线(3)合成方法的设计
3、(设计四种不同的合成方法)- 3 -(4)合成方法的优选路线由甲苯制取苯甲酸和苯甲醇，较合理。路线中制备苯甲酸步骤多、成本较高，且 Cl2的使用不利于环境保护。的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的还原剂 LiAlH4和要求无水操作，成本高。1试分析卤代烃在有机合成中有哪些重要应用？提示：可以实现碳骨架增长，如：卤代烃与 C2H5ONa、CH 3CCNa、NaCN 发生取代反应、使碳骨架增长。卤代烃水解反应，使卤素原子转化为羟基，实现官能团转化。卤代烃消去反应，生成烯烃，使官能团发生转化。2下面是有机合成的三个步骤：对不同的合成路线进行优选 由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线 观察目标化合物
4、分子的结构，正确顺序是什么？提示：- 4 -1有机合成的三种常见方法(1)正向合成法：此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料 中间产物 产品。(2)逆向合成法：简称逆推法，此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品 中间产物 原料。(3)类比分析法：此法要点是采用综合思维的方法，其思维程序为“比较题目所给知识原型找出原料与合成物质的内在联系确定中间产物产品” 。2有机合成路线设计应遵循的五个原则(1)符合绿色化学思想。(2)
5、符合原子经济性的要求。(3)原料价廉，原理正确。(4)路线简捷，便于操作，条件适宜。(5)易于分离，产率高。3有机合成常见的三条合成路线(1)一元合成路线：RCH= =CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线- 5 -1下列有机物不能以苯为原料一步制取得到的是( )解析：选 C A 中物质可以通过苯与浓硫酸直接反应制得；B 中物质可以通过苯与氢气直接加成制得；D 中物质可以通过苯的卤代反应直接制得；而 C 中物质不能以苯为原料一步完成。2由溴乙烷制取 1,2二溴乙烷，下列转化方案中最好的是( )ACH 3CH2BrNaOH 水溶液,CH 3CH2OH CH2=CH2Br2,CH2B
6、rCH2Br 浓 硫 酸 170BCH 3CH2BrBr2,CH2BrCH2BrCCH 3CH2Br CH2=CH2 CH 3CH2BrBr2,CH2BrCH2Br NaOH醇 溶 液 HBr DCH 3CH2Br CH2=CH2Br2,CH2BrCH2Br NaOH醇 溶 液 解析：选 D A 项步骤较多，B 项副产物较多，浪费原料，C 项步骤多，生成物不唯一，原子利用率低，D 项合理。3由 1丙醇制取 ，最简便的流程需要下列反应的顺序应是( )a氧化 b还原 c取代 d加成 e消去 f中和 g缩聚 h酯化Ab、d、f、g、h Be、d、c、a、hCa、e、d、c、h Db、a、e、c、f解
7、析：选 B CH 3CH2CH2OH CH3CH=CH2 CH3CHBrCH2Br CH3CHOHCH2OH 消 去 加 成 Br2 取 代 - 6 - 氧 化 4写出以 CH2ClCH2CH2CH2OH 为原料制备 的各步反应方程式 (无机试剂自选)：_；_；_；_。解析：对比给出的原料与目标产物可知，原料为卤代醇，产品为等碳原子数的环酯，因此，制备过程是醇羟基氧化成羧基，卤素原子再水解成羟基，最后发生酯化反应。答案：2CH 2ClCH2CH2CH2OHO 2 催 化 剂 2CH2ClCH2CH2CHO2H 2O2CH 2ClCH2CH2CHOO 2 催 化 剂 2CH2ClCH2CH2CO
8、OHCH 2ClCH2CH2COOHH 2O NaOH HOCH2CH2CH2COOHHCl- 7 -解析：对比目标产物和给出的原料，借助题目给出的信息，可采用逆推的方法找出合成路线：答案：(1)HOCH 2CH2CHO CH2=CHCHOH 2O 浓 H2SO4 绿 色 合 成 思 想1绿色合成思想的基本出发点有机合成中的原子经济性、原料绿色化、试剂与催化剂无公害性。2绿色化学(1)绿色化学的目标研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各种环节都实现净化和无污染的反应途径。(2)绿色化学的特点在始端应采用预防实际污染的科学手段，其过程和终端均为零排放和零污染。(3)
9、绿色化学的研究意义绿色化学是人类和自然界的生物和谐相处的化学，是对环境更友善的化学。这种绿色意识是人类追求自然完善的一种高级表现，它不把人看成自然界的主宰者，而是看作自然界中- 8 -普通的一员，追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。3绿色合成的具体要求(1)原料要廉价、易得、低毒性、低污染，选择与目标产物结构相似的四个碳以下的单官能团化合物或单取代苯。(2)零排放，零污染。(3)减少步骤，合成反应操作要简单，条件要温和，耗能低，易于实现。1在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为 100%。置换反应 化合反应 分解反应 取代反应 加成反应
10、消去反应 加聚反应 缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是( )A只有 B只有C只有 D只有解析：选 B 根据原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比，比值越高，原子利用率越高，显然原子利用率达到 100%时最高，即反应物完全转化为目标产物。2绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率，原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比，在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是( )- 9 -解析：选 C C 中乙烯氧化制备环氧乙烷的反应中，所有原子全部转化为产物，反应完全，因此原子利用率最高。3绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变为所需产物，不产生副产物，实现零排放。以下反应均可在一定条件下进行，其符合绿色化学原理的是( )乙烷与氯气制备氯乙烷乙醇与浓硫酸共热制取乙烯乙烯在一定条件下制备聚乙烯A BC D解析：选 D 以“原料分子中原子全部转变成所需产物”为解题依据进行分析，乙烷与氯气发生取代反应，生成产物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等及氯化氢，原子不能全部转化为一种产物，不符合题意要求；乙醇在浓硫酸作用下，生成乙烯、水及其他副产物，也不符合要求；而、中反应物的原子可以完全转化为产物，符合要求。- 10 -
