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2020年选修5人教版 第三章 第四节有机合成 重点问题讲解有机合成路线的选择(知识精讲与训练)
【合作交流】
乙酰水杨酸又称阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药。其主要用于治感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病,还能抑制血小板聚集,用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肌梗塞、脑血栓形成,应用于血管形成术及旁路移植术也有效。其结构如图所示:,你知道合成乙酰水杨酸需要哪些步骤?如何设计乙酰水杨酸的合成路线,在过程中应注意什么问题?
1.有机合成中,对起始原料有何要求?
提示 廉价、易得、低毒性、低污染。
2.设计合成路线时,遵循什么原则?
提示 步骤少、产率高、绿色、环保。
3.将直接氧化能得到吗?
提示 不能。该转化的要求是只将醇羟基转化为羧基,但是由于在此过程中酚羟基也易被氧化。因此需要先对酚羟基实施保护。具体的转化过程为
4.试写出由2-丁烯制备1,3-丁二烯的合成路线。
【点拨提升】
1.合成路线选择的原则
(1)原料的选择:
①原料要廉价、易得、低毒、低污染。
②原料一般含有目标产品的某个“子结构”(或可转化为某个“子结构”)。
(2)路线的选择:
①尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越小,最后产率越高。
②合成路线要符合“绿色、环保”的要求。要最大限度地利用原料分子中的每个原子,尽量达到零排放。
(3)条件的选择:
要求操作简单、条件温和、能耗低,易于实现。
2.合成路线选择的实例
(1)一元合成路线:R—CH===CH2一元羧酸―→酯。
一元醛一元醇卤代烃
(2)二元合成路线:CH2===CH2HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯。
OHC—CHOCH2OH—CH2OHCH2X—CH2X
(3)芳香化合物合成路线:
3.有机合成中常见官能团的保护
(1)酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH。
(2)碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
(3)氨基(—NH2)的保护:如对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
针对性训练