第Ⅳ板块 第三步 重点突破(三) 有机合成路线的设计(Word教师用书)-【创新方案】2023高考化学二轮复习专题辅导与测试（老教材）

重点突破(三)　有机合成路线的设计 有机合成与推断大题中有机合成路线的设计，此问难度较大。试题要求以某种已知的简单有机物为原料，利用题给路线转化或结合题给信息来合成某种目标有机物。一般合成步骤为3～4步，通常是单线合成，也有些是双线合成。要想突破此点，需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，以被合成的复杂有机物为起点，找出产物和原料的各种中间产物，采用正推和逆推相结合进行解题。 一、有机合成的原则和方法 (一)有机合成路线设计的原则 1．步骤少，产率高是选择合成路线的重要因素 如化学反应：AABABCABCD 假如反应每步产率90%，则3步后总产率为 (0.9)3×100%≈73% 假如反应每步产率70%，则3步后总产率为 (0.7)3×100%≈34% 1直线法 AABABCABCDABCDEABCDEF 如用5步反应，每步产率90% 则5步后总产率为(0.9)5×100%≈59%　 2平衡法 　　ABCDEF 其中只有3步连续，总产率为(0.9)3×100%＝73%　　 2．原料易得是指合成要用一些基本的原料 常用“三烯一炔”(乙、丙、丁烯及乙炔)，“三苯一萘”(苯、甲苯、二甲苯及萘)及小于C4原子的醇类和甲醛、乙醛、草酸、卤苯、环己烷、丙二酸二乙酯等。 (二)有机物衍变关系示例 1．常见有机物的衍变关系 2．芳香化合物的衍变关系 3．增长碳链示例 (R1、R3为烃基，R2为H或烃基) 4．成环反应示例 (三)有机合成路线的设计方法 1．正推法 即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线，其思维程序为 ⇨……⇨⇨ 如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： 2．逆推法 即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计，其思维程序为⇨……⇨⇨ 如采用逆推法，通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得出原料分子为甲苯，如图所示： 设计合成路线时，要选择反应步骤少，试剂成本低，操作简单，毒性小，污染小，副产物少的路线，即 3．正逆双向结合法 采用正推和逆推相结合的方法，是解决合成路线题的最实用的方法，其思维程序为 ⇨……⇦ 二、有机综合大题中常见的有机合成路线 1．以熟悉官能团的转化为主型 如设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。 2．以分子骨架变化为主型 如以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr 3．陌生官能团兼有骨架显著变化型 要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。 [典例]　有机物G是合成免疫抑制剂药物霉酚酸的中间体，可由如下路径合成得到： 已知：直接与苯环相连的卤素原子难与NaOH溶液发生取代反应。根据已有知识并结合相关信息，设计以、HCHO为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。 [解析]　分析①：目标有机物与原料的结构及差异 物质 结构简式 结构1 结构2 结构3 结构4 目标有机物 羟基—OH 苯环 亚甲基—CH2— 甲酸酯基HCOO— 原料1 羟基—OH 苯环 2个溴原子—Br 原料2 HCHO 醛基—CHO 差异 目标有机物比原料1少2个溴原子，多了侧链—CH2OOCH(位于羟基的邻位) 分析②：从表中分析来看，目标有机物中的结构1与结构2在原料1中都存在，因此不需要转变。目标有机物中的结构3和结构4合起来为—CH2OOCH，即为酯类，因此需要用HCOOH与—CH2OH反应得到。分析原料可知，HCOOH可由HCHO经氧化得到。而—CH2OH可由—CH2Cl经水解得到，因此如何引入—CH2Cl是关键，此基团可由—CH3通过氯代得到，但根据已学的知识在苯环上引入一个—CH3无法实现，此时需要应用其他方法。分析有机物G的合成路线，可知D→E引入了—CH2Cl，问题得到解决。目标有机物中没有溴原子，而原料1中有溴原子，因此必须想办法将其去掉。回忆所学知识，没有这方面的讲解，故必须在题中寻找，发现C→D可实现这一转化。 分析③：由分析②可知，有3个顺序需要确定，一是引入—CH2Cl，二是除去溴原子，三是酯化反应。从有机物G的合成路线中C→E看，会误认为可以先除去溴原子，再引入—CH2Cl，出现这样的错误是由于没有弄清反应的原理，D物质中—OH的邻、对位已部分被其他基团占据，故再引入—CH2Cl，不会出现大量副产物，而若先除去中溴原子，则得到，此时再引入—C