师：同学们好，今天我们一起来学习人教版化学选择性必修三第三章第五节有机合成的第三课时。我们今天的学习目标是：一、能够运用所学知识和给定条件设计指定化合物分子的合成路线；二、了解有机合成的发展史，以及对人类社会进步做出的贡献。
请大家看屏幕上的这个分子，知道它的名字吗？这个分子是青霉素，是人类发现的第一种抗生素，拯救了无数人的生命。弗莱明爵士当年发现的是青霉素G。后来为优化青霉素的疗效，科学家又研发了多种青霉素药物，它们都是在青霉素G的基础上改变一些基团形成的。事实上，在医药、材料等领域中，科学家经常需要根据需求对已有物质进行化学修饰，设计新分子的合成路线。在这个过程中，我们需要设计一步或多步化学反应，将原料转化为目标产物。
按照设计思路的方向不同，合成设计可以分为正合成分析和逆合成分析。其中逆合成分析是将复杂的分子通过切断其中某根化学键，将其转化为简单的分子片段，重复这一过程，最终将整个分子转变为原料的一种分析方法。为和正常的合成加以区分，逆合成分析用双线箭头表示。
有机合成是一个随时代不断发展和变革的领域。在刚起步时，人们对有机反应的机理了解还不够深入，掌握的有机反应类型也有限。当时以正合成分析为主，有时正合成分析需要很强的洞察力才能想到合成路线。因此早期的有机合成是一门充满个人色彩、讲究天赋和机遇的手艺活。
靛蓝的合成就是典型例子。滇茄酮是一种重要的医药中间体，经后续加工可制作药物阿托品。为获得稳定的滇茄酮来源，化学家韦尔斯泰特通过15步反应实现了廉价原料到滇茄酮的转化，最终产率只有0.75%。数年后，化学家罗宾逊利用新发现的反应，只花三步反应就实现了靛蓝的合成，产率提升到90%以上，效率差别之大令人惊讶。
20世纪60年代，化学家科里提出了系统化的逆合成分析概念，这个划时代的概念将有机合成从手艺活变成了一门可系统教授的科学，任何经过训练的有机化学家都能从事有机合成工作。逆合成分析的一般流程如下：运用逆合成分析时，我们首先要观察目标化合物的分子结构，找到其碳骨架特征和包含的官能团种类及位置；然后对目标分子进行逆合成分析；最后在存在多条可能的合成路线时，依照绿色化学经济性和设备可行性等方面，选择最佳合成路线。下面让我们来看几个有机合成设计的具体例子。
首先是例一，参照阿比多尔的合成路线，请设计由乙醇和异丙胺制备化合物h的合成路线，无机试剂任选。请同学们暂停读题，思考该如何合成。
我们观察化合物h的结构，已有的化学知识很难迅速找到用所给原料构建它的方法，因此这里用逆合成分析法比较合适。然后我们注意到目标化合物h和阿比朵尔合成路线中涉及的化合物b结构类似，那么就可以参照b的合成方法对化合物h进行逆合成切断。切断完成后我们得到两个片段，其中一个是原料之一的异丙胺，另一个是中间体乙酰乙酸乙酯。接下来我们需要对中间体进行逆合成分析。中间体的合成方法，题目信息中已给出，需要2分子乙酸乙酯进行反应。乙酸乙酯是我们熟悉的物质，可以由乙酸和乙醇酯化反应制备，而乙酸又可由乙醇氧化制备，这样我们就完成了化合物h的逆合成分析。最后我们将前面得到的逆合成分析思路转化成合成路线：乙醇经过两次催化氧化转化为乙酸，乙酸和乙醇通过酯化反应得到乙酸乙酯，2分子乙酸乙酯反应得到乙酰乙酸乙酯，乙酰乙酸乙酯再和异丙胺反应得到目标化合物h。在书写合成路线时不要忘记补齐反应条件和必要的无机原料。
通过前面例题的练习，我们学习了如何根据已有知识和条件设计有机化合物分子的合成路线。下面进行方法小结：遇到有机合成问题时，我们可以从以下角度进行分析。一、在已知流程中找出与目标分子具有相似结构的分子，模仿它的合成方法；二、分析题目中给出的信息反应的特点，如成断键、官能团转化等；三、运用逆合成分析将目标分子逐步切割成小片段直至原料；四、按照逆合成分析流程，加入合适的无机原料和条件，从原料合成目标分子。
下面请大家用刚才总结的方法，自己尝试解决例2的问题：参照实验室制备氟他胺G的合成路线，以苯、甲醚和乙醛为原料，设计具备化合物e的合成路线。请同学们暂停读题，思考该如何合成。
首先，我们还是要找到氟他胺G的合成路线中和化合物e结构相似的分子。发现有一个没展开写的酰胺键，据此找到同样是酰胺的化合物d。参考d的合成方法，可以将e逆合成切割成对甲氧基苯甲酸和乙酰氯，但二者均不是原料，需要进一步逆合成分析。
先来看中间体乙酰氯，由题目所给信息可得，酰卤可由羧酸和二卤亚砜反应制备，故乙酰氯可由乙酸转化，乙酸则是乙醛的氧化产物。至此，我们完成了中间体乙酰氯的逆合成分析。
再来看中间体2对甲氧基苯胺，这是一个甲氧基和氨基二取代的苯环。甲氧基可直接从原料苯甲醚中获得，因此我们只需要想办法在苯环上引入氨基。继续在氟他胺G的合成路线中寻找含有苯胺结构的分子，化合物c是苯胺衍生物，所以化合物b到化合物c的转化即为引入氨基的方法。那么中间体2可以按照相同的条件由中间体3制备。中间体3和原料苯甲醚之间只差一步苯环硝化反应，但苯环上的反应需要考虑定位基效应。我们一定能得到对硝基苯甲酸吗？这一点可以通过题目所给信息确认。题目的第2条信息说明，当苯环上有烷氧基时，硝化会发生在烷氧基的对位，据此，中间体3可由原料硝化制备。