2024届高考化学有机合成路线设计的基本方法（讲义）

沐澹化学 有机合成路线设计的基本方法 一、基础知识 1.各类有机物的相互转化 2.各类官能团的引入方法 引入官能团 引入方法 引入卤素原子 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2的加成； ③醇与氢卤酸(HX)反应 引入羟基 ①烯烃与水加成； ②醛、酮与氢气加成； ③卤代烃在碱性条件下水解； ④酯的水解 引入碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃不完全加成； ③烷烃裂化 引入碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③含碳碳三键的物质与水加成 引入羧基 ①醛基氧化； ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 3.构建碳骨架的方法 (1)利用HCN的加成增长碳链 (2)利用羟醛缩合增长碳链 (3)利用氧化反应缩短碳链 (4)利用周环反应成环 4．官能团的保护与恢复 (1)碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 HOCH2CH=CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CH=CH—COOH。 (2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 (3)醛基：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ① ② (4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 (5)醇羟基、羧基可以成酯保护。 二、真题突破 1.（2022年全国甲卷36题）用 N-杂环卡宾碱(NHC base)作为催化剂，可合成多环化合物。下面是一种多环化合物 H 的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。 (6)如果要合成 H 的类似物 H'()，参照上述合成路线，写出相应的 D'和 G'的结构简式 、 。 【答案】、 【解析】对比 H()与 H'()的结构可知，将合成 H 的原料 D 中的苯环换为,即得到 D',将 G 中的苯环去掉即得到 G',所以 D'、G'分别为、。 2.（2022湖南19）物质 J 是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下： 已知：① ② 参照上述合成路线，以和为原料,设计合成的路线(无机试剂任选) 【答案】 【解析】结合题给信息①、②,及由 G 到 I 的转化过程可知,可先将转化为,再使和反应生成,并最终转化为,即合成路线见答案。 3.（2022广东21）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。 选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。 【答案】 【解析】该高分子化合物的单体为；通过观察发现其中含有酯基。故需要通过和反应获得；而 可以通过按化合物Ⅴ→化合物Ⅵ→化合物Ⅶ的步骤获得； 则可以按化合物Ⅳ→化合物Ⅴ的步骤获得；由于目标产物形成碳碳双键的碳上还连着一个甲基，因此分子中含两个羧基的化合物应为。 4.(2022年1月浙江)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。 以化合物苯乙炔()、溴苯和环氧乙烷()为原料，设计如下图所示化合物的合成路线(用流程图表示，无机试剂、有机溶剂任选)。 【答案】 【解析】由题目的已知条件可知，只需将条件中的R3和R4均为H，即为要合成的物质，这也就知道了合成目标产物的的中间体。再结合原料，可知，需要将溴苯和环氧乙烷的碳链即可得到中间体，由所给为第一条已知信息，可知连接碳链的方法，这也就得到了合成路线。 5.（2022河北）舍曲林(Sertraline)是一种选择性 5-羟色胺再摄取抑制剂，用于治疗抑郁症，其合成路线之一如下： 已知： W是一种姜黄素类似物，以香兰素()和环己烯()为原料，设计合成 W 的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。 【答案】 【解析】根据题给信息(ⅲ)，目标物资 W 可由 2 个与 1 个合成，其余步骤较为简单。 6.（2022江苏）化合物 G 可用于药用多肽的结构修饰，其人工合成路线如下: 已知: (R1和 R2表示烃基或氢，R3表示烃基)； 写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图。(无极试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】 【解析】根据已知的第一个反应可知, 与 CH3MgBr 反应后再在酸性条件下水解生成，再被氧化为，根据已知的第二个反应可知，可以转化为，根据流程图中 D→E 的反应可知，和 NH2OH 反应生成 7.(2022年6月浙江)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。 已知：① ② 设计以 CH2=CH2和CH3NH2为原料合成的路线(用流程图表示，无机试剂任选)。 【答案】 【解析】本问难点为意识到可以连两个氢原子，即氨气与发生反应。其他路线按题干信息