高中化学专题三让有机反应为人类造福3.1有机药物制备课件苏教版选修2.ppt

1、第一单元有机药物制备第一单元有机药物制备1什么是有机物？什么是有机物？2有机物的性质有哪些？有机物的性质有哪些？ 提示提示有机物大多难溶于水，不导电，可燃，熔沸点较低。有机物大多难溶于水，不导电，可燃，熔沸点较低。3常见有机反应类型有哪些？常见有机反应类型有哪些？ 提示提示取代、加成、氧化、还原、酯化、水解、消去。取代、加成、氧化、还原、酯化、水解、消去。1了解阿司匹林的化学合成路线，认识阿司匹林等有机药物对了解阿司匹林的化学合成路线，认识阿司匹林等有机药物对保障人类健康的重要性。保障人类健康的重要性。2了解制备乙酰水杨酸的原理和方法。了解制备乙酰水杨酸的原理和方法。3了解研制和生产有机药物时

2、需要关注的技术问题。了解研制和生产有机药物时需要关注的技术问题。 1. 水杨酸与乙酰水杨酸水杨酸与乙酰水杨酸 水杨酸与乙酰水杨酸的分子中都含有水杨酸与乙酰水杨酸的分子中都含有 和和 。水杨酸分。水杨酸分子中羟基上的氢原子被子中羟基上的氢原子被 取代生成乙酰水杨酸。取代生成乙酰水杨酸。苯环苯环羧基羧基乙酰基乙酰基2阿司匹林的成分和分子结构阿司匹林的成分和分子结构 主要成分是主要成分是 ，另外还含有惰性黏合剂，另外还含有惰性黏合剂(通常通常用淀粉用淀粉)。3阿司匹林的合成阿司匹林的合成 (1)主要原料：主要原料： ，其分子的结构简式为，其分子的结构简式为 。乙酰水杨酸乙酰水杨酸氯苯氯苯(2)合成路

3、线。合成路线。首先，苯的一氯代物首先，苯的一氯代物(氯苯氯苯)在催化剂及高温、高压条件下发生水在催化剂及高温、高压条件下发生水解反应制得苯酚，化学方程式为：解反应制得苯酚，化学方程式为：苯酚可以在适当条件下与二氧化碳发生反应生成水杨酸，化学苯酚可以在适当条件下与二氧化碳发生反应生成水杨酸，化学方程式为：方程式为： 水杨酸再与醋酸酐反应生成乙酰水杨酸，即阿司匹林，化学方水杨酸再与醋酸酐反应生成乙酰水杨酸，即阿司匹林，化学方程式为：程式为： 笃学二笃学二 有机药物的制备有机药物的制备1. 有机药物合成的基本步骤有机药物合成的基本步骤 每一种有机药物的制备都是一个复杂的过程，首先，要通过每一种有机药

4、物的制备都是一个复杂的过程，首先，要通过结构分析确定有机药物的结构分析确定有机药物的 ；然后，根据它的分子；然后，根据它的分子结构研究这种物质的结构研究这种物质的 ；最后，通过具体的化；最后，通过具体的化学合成实验探索合成每一种学合成实验探索合成每一种 的生成条件，以求的生成条件，以求用用 的手段制备出目标产物。的手段制备出目标产物。2有机药物合成时需要注意的关键问题有机药物合成时需要注意的关键问题 在合成过程中还要防止产生对环境有害的在合成过程中还要防止产生对环境有害的 或或 。分子结构分子结构化学合成路线化学合成路线中间产物中间产物副产物副产物废弃物废弃物最经济最经济3化学合成药物的重要作

5、用化学合成药物的重要作用 化学合成药物已在人类生活中得到广泛应用，在化学合成药物已在人类生活中得到广泛应用，在 、 、 等方面作出了重大贡献。等方面作出了重大贡献。随着科学技术的发展，人类必将制备出更多的对提高人体健随着科学技术的发展，人类必将制备出更多的对提高人体健康水平有重大作用的药物。康水平有重大作用的药物。抵御疾病抵御疾病增强人体免疫力增强人体免疫力节约自然资源节约自然资源 提示提示取代反应取代反应(水解反应水解反应)【慎思慎思1】 【慎思慎思2】 苯酚有哪些化学性质？苯酚有哪些化学性质？提示提示弱酸性弱酸性 科学家制备药物的一般过程？科学家制备药物的一般过程？提示提示从从(植物中植物

6、中)发现发现测定测定(组成、结构组成、结构)合成合成改进改进(药效、副作用药效、副作用)设计设计(新药新药)合成合成 【慎思慎思3】1氯苯的制取氯苯的制取 合成阿司匹林可用氯苯为原料。氯苯分子中的氯原子和乙烯合成阿司匹林可用氯苯为原料。氯苯分子中的氯原子和乙烯分子中的氯原子的地位很相似，氯原子直接和苯环上的杂化分子中的氯原子的地位很相似，氯原子直接和苯环上的杂化碳原子相连，氯原子的一对碳原子相连，氯原子的一对p电子参与电子参与p共轭，因此，该氯共轭，因此，该氯原子也很不活泼，在一般条件下不能进行取代反应。原子也很不活泼，在一般条件下不能进行取代反应。氯苯为无色液体，沸点为氯苯为无色液体，沸点为

7、132 ，可用苯直接氯化制得，反应，可用苯直接氯化制得，反应的化学方程式如下：的化学方程式如下：工业上也可用苯蒸气、空气及氯化氢通过氯化铜催化来制备，工业上也可用苯蒸气、空气及氯化氢通过氯化铜催化来制备，反应的化学方程式如下：反应的化学方程式如下：氯苯可用作溶剂和有机合成的原料。氯苯可用作溶剂和有机合成的原料。2 水杨酸的制备水杨酸的制备 苯的一氯代物苯的一氯代物(氯苯氯苯)在催化剂及高温、高压条件下发生水解在催化剂及高温、高压条件下发生水解反应制得苯酚，苯酚可以在适当条件下与二氧化碳发生反应反应制得苯酚，苯酚可以在适当条件下与二氧化碳发生反应生成水杨酸。生成水杨酸。3乙酰水杨酸的制取乙酰水杨

8、酸的制取 水杨酸是双官能团化合物，它既是酚又是羧酸，因此它能发水杨酸是双官能团化合物，它既是酚又是羧酸，因此它能发生几种不同的酯化反应，它既能与醇反应，也能与酸反应。生几种不同的酯化反应，它既能与醇反应，也能与酸反应。在醋酸酐存在下，水杨酸生成乙酰水杨酸在醋酸酐存在下，水杨酸生成乙酰水杨酸(阿司匹林阿司匹林)。 反应的化学方程式：反应的化学方程式：由于水杨酸既有羧基又有羟基，有少量高聚副产物在反应中生由于水杨酸既有羧基又有羟基，有少量高聚副产物在反应中生成，使反应变得复杂化。例如，在生成乙酰水杨酸的同时，水成，使反应变得复杂化。例如，在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成

9、少量聚合物，如下所杨酸分子之间可以发生缩合反应，生成少量聚合物，如下所示：示：乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐，而高聚副产乙酰水杨酸能与碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐，而高聚副产物不能溶于碳酸氢钠溶液，这种性质上的差别可以用于阿司匹物不能溶于碳酸氢钠溶液，这种性质上的差别可以用于阿司匹林的纯化，反应的化学方程式如下：林的纯化，反应的化学方程式如下：最可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸，它的存在是由于乙最可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸，它的存在是由于乙酰化反应不完全，或者由于产物在分离步骤中发生水解造成酰化反应不完全，或者由于产物在分离步骤中发生水解造成的。该物质可在各个纯化阶段和产

10、物的最后重结晶过程中被除的。该物质可在各个纯化阶段和产物的最后重结晶过程中被除去。水杨酸和大多数酚一样，能与氯化铁形成深色配合物，因去。水杨酸和大多数酚一样，能与氯化铁形成深色配合物，因此，可以利用这个性质对此杂质的存在进行检验。此，可以利用这个性质对此杂质的存在进行检验。4合成路线合成路线 下面是工业合成治疗帕金森症下面是工业合成治疗帕金森症(震颤麻痹症震颤麻痹症)的药物左旋多巴的药物左旋多巴(C)的结构简式以及美国科学家发明的合成的结构简式以及美国科学家发明的合成路线。路线。【例例1】 (南通模拟南通模拟)在上述反应中，关于在上述反应中，关于(1)、(2)两步的反应类型，全部正确的是两步的

11、反应类型，全部正确的是()。A化合反应，分解反应化合反应，分解反应 B加成反应，水解反应加成反应，水解反应C还原反应，分解反应还原反应，分解反应 D氧化反应，水解反应氧化反应，水解反应解析解析反应反应(1)是是A分子中的碳碳双键变成了分子中的碳碳双键变成了B分子中的碳碳单分子中的碳碳单键，属于加成反应；反应键，属于加成反应；反应(2)是水分子中的氢原子取代了是水分子中的氢原子取代了B分子分子中的中的 ，属于取代反应或水解反应，属于取代反应或水解反应答案答案B取代反应、加成反应和氧化反应、还原反应本质不同，而水解取代反应、加成反应和氧化反应、还原反应本质不同，而水解反应也属取代反应。反应也属取代

12、反应。 下列三种有机物是某些药物中的有效成分：下列三种有机物是某些药物中的有效成分：【体验体验1】以下说法正确的是以下说法正确的是 ()。A三种有机物都能与浓溴水发生反应三种有机物都能与浓溴水发生反应B三种有机物苯环上的氢原子若被氯原子取代，其一氯三种有机物苯环上的氢原子若被氯原子取代，其一氯 代物都只有代物都只有2种种C将等物质的量的三种物质加入氢氧化钠溶液中，阿司将等物质的量的三种物质加入氢氧化钠溶液中，阿司 匹林消耗氢氧化钠最多匹林消耗氢氧化钠最多D使用使用FeCl3溶液能鉴别出这三种有机物溶液能鉴别出这三种有机物解析解析三种有机物中只有对羟基桂皮酸能与溴水反应，故三种有机物中只有对羟基

13、桂皮酸能与溴水反应，故A项错项错误；其苯环上的一氯代物种数分别为误；其苯环上的一氯代物种数分别为2、2、4，故，故B项错误；项错误；C项中项中1 mol三种物质反应时，消耗三种物质反应时，消耗NaOH的物质的量分别为的物质的量分别为2 mol、1 mol、3 mol，故，故C项正确；项正确；FeCl3溶液能与含有酚羟基的溶液能与含有酚羟基的物质发生显色反应，只能鉴别出对羟基桂皮酸，后两者无法加物质发生显色反应，只能鉴别出对羟基桂皮酸，后两者无法加以鉴别。以鉴别。答案答案C1所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于

14、分离，避免采用副产物多的反应。产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。2发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。可能少而简单。3要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。4所选用的合成原料要易得、经济。所选用的合成原料要易得、经济。5原子的利用率要高，不产生污染，体现绿色合成理念。原子的利用率要高，不产生污染，体现绿色合成理念。 阿司匹林能迅速解

15、热、镇痛。长效缓释阿司匹林可在体阿司匹林能迅速解热、镇痛。长效缓释阿司匹林可在体内逐步水解而疗效更佳。用丙酮为主要原料合成长效缓释内逐步水解而疗效更佳。用丙酮为主要原料合成长效缓释阿司匹林的流程如下图。阿司匹林的流程如下图。【例例2】 聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。下边是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于点。下边是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于 ()。无机化合物有机化合物高分子化合物离子无机化合物有机化合物高分子化合物离子化合物共价化合物化合物共价化合物A B C D【体验体验2】答案答案C