高考有机合成路线设计的常用方法

本文格式为Word版，下载可任意编辑——高考有机合成路线设计的常用方法有机合成的文化的构成与训练

有机合成题，近几年的XX高考题中，重现率几乎百分之百，从04年的“由丁二烯通过双烯合成，制备甲基环己烷〞到05年的“以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸〞，每年的命题方式、形式略有变化：04年重点在推断物质结构，书写结构简式和化学方程式；05年着重在设计合成流程图，具有新意，但难度太大；06年有所改进。一、要讲技巧，更要讲思想。㈠有机合成的重要意义

有机合成是有机化学的核心。学习和研究有机化学的目的，最终是为了合成自然界已存在的和自然界并不存在而人为设计的具有特定结构，因而具有特定性能和用途的有机化合物以造福人类。现在已经发现的三千多万种物质中，绝大部分是科学家合成的有机物。

在1828年武勒开始有机合成直至本世纪60年代之前，人们一直是从原料开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装最终完成的。但由于没有通用的思维规范，其设计过程往往需要相当丰富的理论和实践经验，十分困难。1964年E.J.Corey首创用逆推的方式设计合成路线，由于他独特的操作方式，高度规范合成设计的程序，并使其具备了相对固定的规律思维推理模式，因而易学易用，大大推动了这一学科的发展。E.J.Corey也因此获得了1990年诺贝尔化学奖。

人们对有机产品的研究，已经达到一个较高的水准了。假使预计某种结构的有机物具有某项特别用途，或特别性质，接下来的问题就是如何寻觅适合的原料，采用合理的合成路线，来合成该物质了，所以有机合成具有广阔前景。㈡有机合成路线的设计原则

①原理正确、步骤简单（产率高）②原料丰富、价格低廉③条件适合、操作便利

④产物纯净、污染物少（易分开）二、有机合成题的训练方法

首先要把握“学情〞，对症下药，进行针对性的讲解和训练；其次要用经典的例题，特别是近三年的高考题进行典型引导，以建构有机合成的“模型〞；再次要充分利用各类有机框图题，进行逆向思维，即以这类题为“素材〞，灵活地进行合成路线的训练。㈠学生中存在的问题

①官能团的引入、消除“硬装斧头柄〞。究其原因是学生有机基本反应类型把握不扎实。②步骤先后随心所欲。究其原因是没有很好理解有关官能团的相互影响等知识。

③合成“绕圈子〞看不出是为了保护官能团。究其原因是思路狭窄，没有理解条件对反应进行的影响。

④题给信息不能很好的吸收应用。究其原因是对题给信息解读不够，审题也不严密。当然，也和教师给学生相关的训练太少有关。不妨把经常出现的信息归纳整理给学生。㈡有机合成的常见题型

①给定原料、指定目标分子，设计合成路线，要求书写化学方程式。

例如：以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)，已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键开启，分别跟（Ⅱ）中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3-羟基醛，此醛不稳定，

受热即脱水而生成不饱和醛（烯醛）：

请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)_________________________________________；

②给定原料、指定目标分子，设计合成路线，要求写出合成路线的流程图。例如：6－羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某试验室以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸。

请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）

提醒：①合成过程中无机试剂任选，②如有需要，可以利用试卷中出现过的信息，③合成反应流程图表示方法例如如下：

③给定原料、目标分子和合成路线，完成中间体和补充反应条件，书写有关方程式。例如：利用自然气在一定条件下可合成多种有机物，以下是一种合成路线的流程图，其中：C是B在少量H2SO4及50℃~60℃条件下生成的三聚物；E是一种极易与血红蛋白结合使人中毒的气体；F是D的钠盐；G是两分子F脱去一分子氢的缩合产物。

（1）写出以下物质的主要成分的化学式：自然气：，混合气体：，E

（2）写出以下物质的结构简式：A：D：F：（3）写出以下反应的化学方程式，并指明反应类型：

B→C：属于反应A+H：属于反应

㈢指导学生运用有机合成常用解题方法

①顺推法

此法是一种正向思维方法，其特点是从已知原料入手，先找出合成最终产物所需的下一步产物（中间产物），并同样找出它的下一步产物，如此继续，直至到达最终产品为止。其思维程序可概括为：原料→中间产物→产品。

②倒推法

又称逆向合成，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间产物），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。其思维程序可

概括为：产品→中间产物→原料，实现途径有两条：①是涉及到碳骨架的变化②是碳骨架不变，只是官能团的改变。

③顺推、倒推法结合运用

先用“顺推法〞缩小范围和得到一个大致结构，再用“倒推法〞来确定微弱结构。这样，比单一的“顺推法〞或“倒推法〞快速而确凿。

附：

有机合成专题学案

从给出的原料出发，运用有机化学反应，设计合成路线，合成繁杂的有机物，称之为有机合成。在设计有机合成路线时，要从原料与产品的组成和结构的差异入手，运用试题给出的信息，以被合成的繁杂有机物为起点，找出产物和原料的各种中间产物，依次向前倒推的逆向思维方法，是设计合成路线的科学思维方法。这其中涉及到官能团的引入、消除和衍变（包括位置的改变）、保护以及碳链的改变等。

一、有机合成相关知识归纳（写出有关的化学方程式）

㈠官能团的引入：①引入羟基——OHa.烯烃与水加成；b.醛、酮与H2加成；c.卤代烃碱性水解；d.酯的水解

②引入卤原子——Xa.烃与X2取代；

b.不饱和烃与HX或X2加成；c.醇与HX取代等。③引入双键

a.某些醇的消去；b.卤代烃的消去；c.某些醇的催化氧化。㈡官能团的消去：

a.通过加成消去不饱和键。

b.通过消去或氧化或酯化等消去羟基（——OH）c.通过加成或氧化等消去醛基（——CHO）d.通过与碱石灰共热消去羧基（制CH4）㈢官能团的衍变：

根据合成需要（有时题目信息会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间物向产物递进。常见的有三种方式。①利用官能团的衍生关系进行衍变，如：

②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如：由CH3CH2OH转变为二氯乙烷再转变为乙二醇

③通过某种手段，改变官能团的位置。例如伯醇转化为仲醇

例题：据报道，目前抑制结核杆菌的药物除雷米封外，PAS—Na(对氨基水杨酸钠)

也是其中一种，它与雷米封同时服用，可以产生协同作用。已知：

请回复以下问题：

（1）写出以下反应的化学方程式：A→B：______________________（2）写出以下物质的结构简式：

C__________________,D_______________________。

（2）指出反应类型：反应Ⅰ___________,反应Ⅱ______________,反应Ⅲ

___________。

（3）所加试剂名称：X___________,Y___________________。

有机合成专题加强训练

1．（16分）2023年是俄国化学家马尔柯夫尼柯夫（V．V．Markovnikov，1838—1904）逝

世100周年。马尔柯夫尼柯夫由于提出碳碳双键的加成规则而著名于世，该规则是指不对称的烯烃与HX或HCN加成时，氢总是加到含氢较多的双键碳原子上。已知：CH3CH2CN

H2O一定条件CH3CH2COOH

以下是某有机物F的合成路线，请填写以下空白。

（1）写出以下物质的结构简式A___________，C____________。

（2）反应①的反应类型是__________，反应②的反应类型是___________。（3）写出③的化学方程式__________________________________________。

（4）写出与D互为同分异构体、结构中含有苯环且苯环上含有一个甲基（苯环上的取

代基处于对位）的酯类的结构简式

_____________________________________________________。2．环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：

（也可表示为：＋║→）

丁二烯乙烯环已烯

试验证明，以下反应中反应物分子的环外双键比环内双键更简单被氧化：现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按以下途径合成甲基环己烷：

请按要求填空：

（1）A的结构简式是；B的结构简式是。（2）写出以下反应的化学方程式和反应类型：

反应④，反应类型反应；⑤，反应类型。3．A是一种可以作为药物的有机物。请根据下图所示的转化关系，回复问题。