第四節(jié)-有機合成

石器時代青銅器時代鐵器時代鋼鐵時代高分子時代合成塑料、合成纖維、合成橡膠、高分子膜合成塑料聚四氟乙烯“塑料王”

合成纖維

合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應用于工農業(yè)、國防、交通及日常生活中。合成橡膠的用途防水透氣材料玻璃鋼材料防臭鞋墊隱形眼鏡功能性材料石器時代青銅器時代鐵器時代鋼鐵時代高分子時代合成塑料、合成纖維、合成橡膠、高分子膜有機合成

世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。用化學方法人工合成物質復寫自然物質用化學方法人工合成物質修飾自然物質晶體阿司匹林:第一種重要的人工合成藥物用化學方法人工合成物質創(chuàng)造新物質，如尼龍、滌綸、炸藥、醫(yī)藥等等合成材料顯神威神七飛天青霉素的發(fā)現(xiàn)者——英國細菌學家弗萊明人類治療細菌性感染的第一武器——青霉素最偉大的三項發(fā)明——青霉素、原子彈、雷達人類治療細菌性感染的第一武器——青霉素最偉大的三項發(fā)明——青霉素、原子彈、雷達青霉素的提取者——澳大利亞病理學家弗洛里英國化學家錢恩1945年的諾貝爾生理和醫(yī)學獎1949年以前，“價比黃金”，0.12g青霉素相當于1963年，降為0.9g黃金0.22元白求恩青霉素的結構通式

利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。有機合成的概念原料通常來源于石油和煤的加工產品等

用CH3CH2OH合成乙二醇（CH2OHCH2OH）試設計合成路線并說明理由。CH3CH2OH濃H2SO4CH2CH2堿的水溶液溴水中間體有機合成的設計思路CH2CH2BrBrCH2CH2OHOH中間體1.在這個有機合成過程中，發(fā)生了哪些類型的反應？2.從原料到目標產物，在結構上發(fā)生了哪些變化？3.有機合成的關鍵是什么？消去反應加成反應取代反應一個羥基引入碳碳雙鍵引入兩個溴原子引入兩個羥基目標產物基礎原料交流與學習有機合成的關鍵——官能團的引入①官能團的引入引入碳碳雙鍵(C=C)的途徑a.鹵代烴消去反應碳碳叁鍵(CC)C.醇的消去反應b.叁鍵的加成鹵代烴消去反應a.鹵代烴水解b.烯烴與水加成c.醛酮與H2加成d.酯的水解等。引入羥基(OH)的途徑a.烯烴或炔烴與X2或HX加成反應；b.醇與HX發(fā)生取代反應；c.苯環(huán)上的取代反應；d,.苯的同系物側鏈的取代等。引入鹵原子(X)的途徑引入醛基(CHO)的途徑a.醇的催化氧化等。b.乙烯直接氧化法引入羧基(COOH)的途徑a.醛的氧化b.酯水解等交流與學習②碳骨架的構建增長碳鏈途徑：縮短碳鏈途徑：有機合成的關鍵——碳骨架的構建加聚反應、縮聚反應等。石油的裂解和裂化等。

烷

酯各類有機物的相互轉化關系芳香烴鹵代烴烯醇醛羧酸

取代

取代

加成

取代

消去

水解

加成

水解

氧化

氧化

水解

水解

氧化

水解

取代

加成

氧化1.運用所學“官能團引入”的知識，利用煤及石油化工中易得的廉價原料，設計制備乙二醇的方案，并寫出有關的化學方程式。2.上述反應中出現(xiàn)了幾種有機物？它們在整個合成過程中分別起什么作用？思考與交流CH2＝CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH基礎原料輔助原料中間體1副產物輔助原料中間體2副產物輔助原料目標化合物NaBrBr2的四氯化碳溶液NaOH，水基礎原料輔助原料中間體1副產物輔助原料中間體2副產物輔助原料目標化合物阿司匹林晶體阿司匹林泡騰片2000多年前，希臘生理學家和醫(yī)學家

希波克拉底（Hippocrates）發(fā)現(xiàn)，楊樹、柳樹的皮葉中含有能鎮(zhèn)痛和退熱的物質。鄰羥基苯甲酸俗稱:水楊酸酸性KMnO4基團的保護優(yōu)選合成路線人工合成有機物加熱、加壓CO2H+NaOH1853年，德國化學家柯爾柏合成了水楊酸。水楊酸乙酸酐乙酰水楊酸

1899年由德國拜爾公司開始生產，應用于臨床，取名阿司匹林（Aspirin），是第一種重要的人工合成藥物?！?889年，德國化學家Hoffmann改善了水楊酸的療效修飾自然物質基礎原料乙酰水楊酸水楊酸基礎原料輔助原料中間體1副產物輔助原料中間體2副產物輔助原料目標化合物等基礎原料目標化合物逆合成分析法中間體

科里出生于美國,1945年進入美國麻省理工學院學習，1951年獲得博士學位，現(xiàn)任哈佛大學教授。

科里于1967年提出了“逆合成分析原理”,將有機合成路線設計技巧藝術地變成了有嚴格思維邏輯的科學,并利用電子計算機來設計有機合成路線,開創(chuàng)了計算機輔助有機合成的新紀元。他所提出的有機合成理論及方法,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?！澳婧铣煞治龇ā迸c科里思考與交流

根據對乙二醇合成路線的分析，歸納有機逆合成分析的步驟。CH2＝CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH基礎原料中間體目標化合物認目標巧切斷再切斷……得原料得路線

將上述逆合成分析過程逆向進行，寫出合成路線。認出目標物質官能團用已知的可靠的反應切斷重復上述步驟易于取得的起始原料乙二酸二乙酯(草酸二乙酯)C-OCH2CH3C-OCH2CH3OO

重要的化工原料。主要用于醫(yī)藥工業(yè)中，是硫唑嘌呤、周效磺胺、羧苯脂青霉素、乙哌氧芐青霉素、乳酸氯喹、噻苯咪唑、磺胺甲基異惡唑等藥物的中間體，可作為塑料、染料等產品的中間體，并可作纖維素和香料的溶媒。試用逆合成分析法研究合成草酸二乙酯的路線基礎原料中間體1目標化合物中間體2C-OCH2CH3C-OCH2CH3OO思考與交流C-OCH2CH3C-OCH2CH3OOC-OHC-OHOO+2HO-CH2CH3CHOCHOCH2-OHCH2-OHCH2-ClCH2-ClCH2CH2原材料☆逆合成分析：石油裂解氣NaOH水☆合成路線：Br2O2CuO2C2H5OHH2O濃H2SO4C-OCH2CH3C-OCH2CH3OO

在選擇合成路線時從生產實際和社會效益方面考慮應注意哪些問題？

思考與交流有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得；2）步驟最少的合成路線，且產率較高；3）操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)；4）滿足“綠色化學”的要求。原料的綠色化;試劑與催化劑的無公害性（低毒、低污染）;有機合成中的原子經濟性。

有機合成的設計思路

明確目標化合物的結構設計合成路線合成目標化合物對樣品進行結構、性質、功能的測試大量合成設計合成路線分析基本原料和目標產物的分子結構優(yōu)化合成路線碳骨架特征、官能團種類與數(shù)目碳骨架構建、官能團引入經濟、綠色、合成思想正推法逆推法

簡單易得的原料科學的合成路線

復雜的合成材料性能

人類社會1508年達芬奇提出把鏡片直接戴進眼睛里的想法，時至今日隱形眼鏡已成為最普及的鏡片種類。－CH2－C－［］nCH3COOCH2CH2OH聚甲基丙烯酸羥乙酯請你用(CH3)2CClCOOH和乙醇，合成挑戰(zhàn)訓練1挑戰(zhàn)訓練2聚乳酸

用CH3CH=CH2制（聚乳酸），試設計合成路線并用化學方程式表示出來。CCHOOnCH3身邊的合成材料：有機玻璃聚甲基丙烯酸甲酯思考與探究１？請你設計由甲基丙烯合成甲基丙烯酸的合理路線中間體甲基丙烯酸的一條合成路線結合這一合成路線，請你談一談：1.合成過程中發(fā)生了哪些官能團的引入和轉化？2.官能團的衍變與官能團位置有何關系？試題重現(xiàn)已知與(CH3)3C－OH結構相似的醇不能被氧化。下列是以A為起始反應物合成大分子PMAA的路線。ABCDEFPMAABr2①NaOH/水△②O2/催化劑△O2/催化劑△濃硫酸△③一定條件AF甲基丙烯酸的工業(yè)合成路線HCN催化劑催化劑路線一：路線二：催化劑拓展視野催化劑芳香內酯廣泛存在于植物中，是一類重要的香料。A是一種芳香內酯，請設計合成路線：？思考與探究2信息：R－CH=CH2R－CH2－CH2－Br

HBr過氧化物A芳香內酯A的一條合成路線AHBr過氧化物IIIIII光，一定條件思考與探究3：

結核病藥物PAS－Na的合成PAS－Na（對氨基水楊酸鈉）結構對比，尋求思路氧化水解還原苯胺，不穩(wěn)定，易氧化氧化取代還原？分離PAS－Na（對氨基水楊酸鈉）的一種合成路線對氨基水楊酸鈉為什么先氧化，后水解和還原？結構對比，尋求思路氧化水解還原苯胺，不穩(wěn)定，易氧化？極限運動6－羰基庚酸是合成某些高分子材料和藥物的重要中間體。某實驗室以溴代甲基環(huán)己烷為原料合成6－羰基庚酸。請用合成反應流程圖表示出最合理的合成方案(注明反應條件)。CH2BrCH2CHCH2H2CH2CCH2CH2BrCH3C(CH2)4COOHO溴代甲基環(huán)己烷6-羰基庚酸也可表示為：……提示：CHOR3CR1CR1R3HCR1OR2①O