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有机合成的一般解题方法

专题有机合成题的一般解题方法
【复习目标】熟悉有机合成中需要具备的基础知识(有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系,官能团的引
入和消去,碳链的增减,官能团的保护等),掌握有机合成的思路方法。

新课程理念下的有机化学基础(选修5,人教版),与过渡教材相比,新教材在编排上作了较大调整:突出从官能团的结构出发对有机物进行分类,增加了获取有机物结构信息的现代物理方法(质谱法、红外光谱、核磁共振扬
氢谱),增加了有机合成及合成高分子化合物的基本方法。

这些变化有可能对高考的有机试题命题带来影响。

特别是有机合成的新题型应引起重视。

【机化学基础(选修5,人教版)P64-65 :以有机反应为基础的有机合成,是有机化学的一个重要内容。

它是利用简单、易得的原料,通过
有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。

有机合成___________ 骨架的构建和官能团的转化,其过程就象建筑师建造一座大厦,从基础开始一层一层地向上构建。

利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应连上一个官能团或一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成出第二个中间体……经过多步反应,按照目标化合物的要求,合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。

逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法,它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中
间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。

而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样,是从更上一步的中间体得来的。

依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。

所确定的合成路线的各步反应其反应条件必须比较温和,并具有较高的产率,所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。


(一)有机物合成的基础知识
1 •有机合成中官能团的引入和消去
(1)在分子中引入官能团的方法
①引入卤原子a•烯烃、炔烃的加成反应b•取代反应
②引入羟基a•加成反应(烯加水、醛酮加氢)b•水解反应酯的水解
③引入双键a•加成反应(炔烃的加氢)b•消去反应(卤代烃、醇的消去)
④引入醛基或酮基:由醇羟基通过氧化反应可得到醛基或酮基。

(2)从分子中消除官能团的方法
①经加成反应消除不饱和键
②经取代、消去、酯化、氧化等反应消去—0H
③经加成或氧化反应消除—CHO
④经水解反应消去酯基。

⑤经过水解、消去反应消去—X
2 •有机合成中碳链的增减
(1)增长碳链的方法:①不饱和化合物间的加成、聚合(如乙烯T聚乙烯)、不饱和烃与HCN的加成后水解等。

②酯化反应(如乙酸与乙醇转化为乙酸乙酯等)。

③有机合成题中碳链的增长,也有可能以信息给出,此类问题中应
高度重视反应物与产物中的碳原子数的比较及连接位置关系等。

(2)缩短碳链的方法,其方法主要有:①烃的裂化裂解
(石油的裂化、裂解)。

②某些烃的氧化(如苯的同系物、烯
烃等)。

③羧酸的脱羧反应。

④酯的水解反应
3.有机合成中官能团的保护
在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下产生副反应,这样就不能达到预 计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。

(备考指南P 125 - 6)
例如为防止一 0H 被氧化可先将其酯化,
为保护C = C 不受氧化可先将其与 HBr 加成或与水加成,在含有C =
C 和—CHO 的化合物中欲用溴水检验 C = C ,应先将—CHO 用弱氧化剂(银氨溶液、新制 C U (0H )2氧化)等。

(二)有机物合成的途径 解答有机合成题要注意:(1)选择出合理简单的合成路线,同时应把握以下原则:合成路线的原理正确、路线简 捷、易于提纯、反应条件温和、具有较高的产率,原料低毒性、低污染、易得和廉价的等; (2)熟练掌握好各类有机
物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。

(三)有机物合成的思路方法
(1)正向合成法:采用正向思维,结合原料的化学性质,寻找符合需要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标 物,其过程可用“原料f 中
间产物if 中间产物n ……f 目标物”来表示。

⑵逆向追溯法:采用逆向思维,按“目标物f 中间产物if 中间产物n ……f 原料”的顺序确定合成顺序。

(3)综合法:采用正逆向思维相结合,由两端推中间或中间推向两端。

〖例题〗(MCEJ05-24 ) 6 —羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。

某实验室以溴代甲基环己烷 为原料合成6-羰基庚
酸。

咅一礙基康酸
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)
提示: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 示例如下:
1简析〗 说明:在23题中出现过下面的信息。

R H
\
Z
…EC
0-0 + o-c
II
CH 厂C YH 才 COOH
(1) 一兀合成路线: RCH = CH 2f 一卤代烃f 一兀醇f 一兀醛f 一兀羧酸f 酯 (2)
二元合成路线:
RCH = CH 2f 二卤代烃f 二兀醇f 二兀醛f 二兀羧酸f 酯
(链酯、环酯、聚酯)。

在实际合成题中,有机物往往含有多种官能团,
a CH
2CI
o 昴2。

匕—
要充分考虑官能团的转化顺序。

-
f 酯
COOH
A
反应物 u 反应物 严 反应条件 反应条件
■ I *1 I >1
(3)芳香族化合物合成路线:
—CH 3
CH.Br
也可表
凍代甲基环已烷
II
CH 3—C —(CH^- COOH
将环打开。

搜索中学阶段学习的有机知识,并无这类反应。

因此,需要在试题中寻找开环的信息。

分析烯烃氧化断 键的信息时,可以假想开环犹如
一个圆环被剪断一样。

进一步
分析信息发现,C = C 断裂时,2个C 分别与0结合,形成2个C =O 而得到醛或酮。

现目标产物含有的是羰基 和羧基,说明 C = C 氧化后
曾产生过醛基,经继续氧化转化为羰基
(已有知识)。

另外还有一个 C = C 的位置问题,
是 还是 呢?如果是
的话,氧化C = C
产生C = C ,而不是在支链上产生 C = C 呢?这里涉及到不对称醇发生消去反应时脱水的方式,
中学阶段并未学习,
只能大胆假设。

〖练习1〗
已知:R —CN+ 工 H 2C>4*R —C 0 0H + NH 5
某课外活动小组用电石、一氯甲烷为基本原料合成聚丙烯酸甲酯,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,其它无机试剂可自选,有机物用结构简式表示)。

合成流程图表示方法示例如下:
起始原料 为环状结构,而目标产物是链状结构 ,那么,首先要考虑的是如何
并不会将环打开,而只会得到环酮
和HCHO 。

至此可采取逆推法逐步推向起始原料。

A
--- ► 0
上述推断过程中,还有一处地方存在疑问,
H0
II
CH/—C YH 沪 COOH
发生消去反应时,为何是在环上
际网勒-底加潮
6 G-竺CE YH-竺NH」-=CH H J=C H C O OH
CH,Cl皿豐"叱氏0 H --------- ----------------------------
A液琦醛
C H^=CHC 0 OC 且旦叫•一f c H*—C H-tr
I
CODCH,
试回答下列
(1)_____________________ 写出结构简式Y
D
(2)______________________________ 属于取代反应
的有
(3)______________________________ ImolBAD 最
多可与含______________________________
(4)写出方程式
反应④
B+G 〜H _____________________
答案(1)CH3CH=CH2 ;
(2)①②⑤(3)6
(4)
2 CH-CH-CHs
OH
O
II
+ 6 2 CH^C-CH^ +2H a C
BAD的合成路线如下:
CH3
和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD ,已知G不能发生银镜反应,BAD结构简式为:
6
1练习2〗利用芳香烃X

+W
A B
(分子式C6H6O)
BAD
E
3
H
CC)2_ 125 21--------- 1
4O0-7(IkFa I ----- '
(L>分子式Oj且5□吐
b)
③ ④
II
c —c
比十
OH
一定無件.HoO^O
CHs
OH 4-2 HiO
答案:
____ o
_ (填数字序号)。

molNaOH的溶液完全反应。

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