2026届高三化学一轮复习课件 《阿司匹林的“合成进化史”—解锁有机合成设计密码》

阿司匹林的“合成进化史” 主讲：箴言中学 谢瑶 2026届高考一轮复习 解锁有机合成设计密码 学习目标： 1. 能从宏观上识别阿司匹林合成中涉及的有机物类别，从微观层面分析官能团结构变化，理解结构决定性质的核心思想，培养宏观辨识与微观探析。 2. 基于官能团性质及转化规律，通过证据推理构建有机合成路线设计的基本模型，掌握正向合成与逆向分析的思维方法，培养证据推理与模型认知。 3. 参与阿司匹林合成路线的分析与设计过程，尝试对其结构进行修饰以获得长效缓释阿司匹林，培养科学探究与创新意识。 4. 了解阿司匹林合成的化学史及实际应用，认识有机合成对医药等行业的重要意义，树立严谨的科学态度与社会责任意识。 咏柳 贺知章 碧玉妆成一树高， 万条垂下绿丝绦。 不知细叶谁裁出， 二月春风似剪刀。 新课导入 解热镇痛作用 水杨酸口感辛涩且对胃肠刺激大 代谢快，药效不够持久 可在人体内逐步水解使用疗效更佳 提取 修饰 改造 “百年神药”阿司匹林是一种全世界人们最为熟悉不过的药物，与青霉素、安定并称为“医药史上三大经典药物”。 柳树皮 公元前400多年 天然水杨酸 19世纪 合成水杨酸 1853年 乙酰水杨酸（阿司匹林） 1897年 长效缓释阿司匹林 1982年 今日话题： 重生之我在二十世纪当制药师 前置作业（必备知识） 学生作业： 官能团主要化学性质 基础有机化合物的官能团转化模型 类别 官能团 卤代烃 烯烃 醇 醛 羧酸 酯 加成 消去 氧化 还原 酯化 水解 氧化 消去 加成 取代 取代 水解 酯化 卤原子 碳碳双键 羟基 醛基 羧基 酯基 加成 消去 氧化 还原 酯化 水解 氧化 消去 加成 取代 取代 水解 酯化 变化观 官能团的转化模型 甲苯或苯酚的取代反应主要发生在甲基或酚羟基的邻对位。 任务一：合成水杨酸 水杨酸 最早是由柳树皮中提取获得，无法满足人类的需求，有机化学的发展使得水杨酸的人工合成成为可能 【问题1】请同学们结合所给信息讨论，探究以苯酚为原料合成水杨酸的路线， 无机试剂和已知条件中的试剂任用。已知： 路线1： 路线2： 甲苯或苯酚的取代反应主要发生在甲基或酚羟基的邻对位。 任务一：合成水杨酸 水杨酸 最早是由柳树皮中提取获得，无法满足人类的需求，有机化学的发展使得水杨酸的人工合成成为可能 【问题1】请同学们结合所给信息讨论，探究以甲苯或苯酚为原料合成水杨酸的路线， 无机试剂和已知条件中的试剂任用。已知： 分析思路： 方法分析 结构分析 正合成分析法 碳骨架变化 官能团变化 任务一：合成水杨酸 KMnO4（H+） 信息1迁移 信息2迁移 必备知识 HI 信息2迁移 原料 CH3Br AlCl3 中间体1 CH3I 加压 中间体2 中间体3 产物 苯酚甲基化 酚羟基保护 甲基被氧化 酚羟基还原 基础原料 辅助原料1 中间体1 副产物1 辅助原料2 中间体2 副产物2 辅助原料3 目标化合物 副产物3 概括归纳：正合成分析法的思维模型 模型认知 书写合成路线 注意官能团的保护！ 任务一：合成水杨酸 CH3Br AlCl3 CH3I 加压 KMnO4（H+） HI 概括归纳：合成路线优化原则 合成路线评价 实际生产中，水杨酸的合成路线2如下： 2 1 产率高 （原子经济性原则） 原料 廉价易得 （经济性原则） 反应条件 温和 （可行性与安全性原则） 绿色化学 （可持续性原则） 加压 任务二：合成阿司匹林 水杨酸通过有机合成实现了人工合成，但是很长一段时间没有得到广泛应用，为什么呢？ [资料]25℃，几种有机酸的电离平衡常数如下表： 有机酸 CH3COOH 乙酸 苯甲酸 苯酚 水杨酸 乙酰水杨酸 Ka 1.74×10-5 6.3×10-5 1.1×10-10 Ka1=1.05×10-3 Ka2=4.17×10-13 3.2×10-4 降低酸性 减小对胃肠的刺激 【问题2】以水杨酸为原料，设计阿司匹林（乙酰水杨酸）的合成路线。 任务二：合成阿司匹林 霍夫曼的实际合成路线，选用活性更强的乙酸酐代替乙酸 费利克斯·霍夫曼 由水杨酸合成乙酰水杨酸第一人 酚羟基酯化反应常用的两种方法 任务三：合成长效缓释阿司匹林 实践证明阿司匹林体内代谢快，药效不够持久，长效缓释阿司匹林的结构简式如下： [资料卡片] 切断法是指将有机化合物中某些化学键进行断裂，得到两个或多个较简单的有机分子，再通过其他反应进行组装合成目标有机物。这种方法用于合成复杂有机化合物。断键部位通常是官能团位置。 聚2-甲基丙烯酸 [ CH2—C ]n CH3 COOH HOCH2CH2OH 乙二醇 乙酰水杨酸（阿司匹林） 【问题3】分析长效缓释阿司匹林的结构，进行解构，画出断键部位，并写出3种中间体的结构 逆合成分析法 任务三：合成长效缓释阿司匹林 【问题4】采用逆合成分析法，进一步对中间体的结构进行解构，逆推其合适的基础原料，并分别写出由基础原料合成3种中间体的路线。 已知：① ② HOCH2CH2OH 中间体 官能团转化模型 ClCH2CH2Cl 官能团转化模型 CH2=CH2 乙烯 中间体 [ CH2—C ]n CH3 COOH CH2=C—COOH CH3 单体 CH2=C—CN CH3 信息迁移 信息迁移 丙炔 概括归纳：逆合成分析法的思维模型 目标产物 中间体1 中间体2 基础原料 任务三：合成长效缓释阿司匹林 3种中间体的合成路线 基础原料 中间体或目标产物 其它反应物 反应条件 CH2=CH2 乙烯 ClCH2CH2Cl Cl2 HOCH2CH2OH NaOH水溶液 △ 丙炔 CH2=C—CN CH3 HCN 催化剂 CH2=C—COOH CH3 H2O,H+ 加压 苯酚 乙二醇 2-甲基丙烯酸 阿司匹林 任务三：合成长效缓释阿司匹林 【问题5】写出长效缓释阿司匹林的合成路线 HOCH2CH2OH CH2=C—COOH CH3 乙二醇 2-甲基丙烯酸 浓硫酸 △ 必备知识 CH2=C—COOCH2CH2OH CH3 催化剂 [ CH2—C ]n CH3 COOCH2CH2OH 必备知识 阿司匹林 浓硫酸 △ 必备知识 有机合成思维模型的构建 原料 产品 结构简式 碳骨架 变化 官能团 变化 结构比较 必备知识 信息迁移 必备知识 信息迁移 碳骨架 建构途径 官能团 转化途径 基团保护 碳骨架构建、官能团转化 顺序 基团保护 有机合成 路线 方法分析 正合成分析法 逆合成分析法 （7）依据以上流程信息，结合所学知识，设计以      和H2C=CH-CN 为原料合成          的路线（无机试剂和溶剂任选）。 真题练习·命题洞见 【2025湖南，17】化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F 的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件)： 已知： + 中间体D 真题练习·命题洞见 H2C=CH-CN 信息1 信息2 必备知识 必备知识 信息迁移 信息迁移 照葫芦画瓢 真题练习·命题洞见 【2025湖南，17】化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F 的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件)： （7）依据以上流程信息，结合所学知识，设计以      和H2C=CH-CN 为原料合成          的路线（无机试剂和溶剂任选）。 碱 H2C=CH-CN 碱 H2O,H+ △ 浓硫酸 △ 有机合成帮助人们发现和制备了一系列药物、香料、染料、催化剂、添加剂等，有力地推动了材料科学和生命科学的发展 有机合成使人类在旧的自然界旁又建立起一个新的自然界，大大地改变了社会上物质及商品的面貌，使人类的生活发生了巨大的革命。 ——有机合成大师 伍德沃德 没有最好，只有更好！ 未来等你来挑战！ $