内容正文:
大题逐点突破3 有机合成路线的分析与设计
【例1】 (2025·河南高考18题节选)化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为。
(2)由D生成E的反应类型为取代反应。
(3)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为C23H26F3NO3,则J的结构简式为(或或)(写出一种即可)。
【流程分析】
第一步:确定目标产物
目标产物I为。
第二步:前后对比+类比推断有机合成路线中的未知物质
解析:A在氯化铁催化下与氯气发生氯代反应生成B(),则A为,B与异丙醇()发生取代反应生成C(),C发生硝化反应生成D(),D与发生取代反应生成E(),E与铁粉、氯化氢发生还原反应生成F(),F与3-戊酮在一定条件下生成H(),H与乙酰氯发生反应生成I()。
(1)由A的分子式和B的结构简式及AB的反应条件可推知,A的结构简式为。
(2)CD在苯环上引入—NO2,DE在苯环上氯原子处引入,EF在Fe、HCl存在的条件下将—NO2还原为—NH2,故DE的反应类型为取代反应。
(3)分析题目所给信息:RNH2+可知,题目中FH的反应是先发生上述信息反应,然后发生互变异构生成,再由该物质发生分子内取代得到H和。则反应中的中间体J的结构简式为、、。
【例2】 (2025·安徽高考18题节选)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
已知:酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,MCPBA)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯甲酯的合成路线(其他试剂任选)。
答案:
【流程分析】
第一步:确定目标产物的结构
根据名称苯甲酸苯甲酯可确定目标产物的结构为。
第二步:类比分析合成思路
第三步:设计有机合成路线
的合成路线为。
解析:根据已知的反应可知,得到苯甲酸苯甲酯,需要合成,模仿D→F的合成路线,苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成,再发生E→F的反应得到,具体合成路线为。
【模型构建】
1.原有机合成路线中的未知物质推断模型
2.新有机物合成路线的设计模型
1.(2024·江苏高考15题节选)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
已知:HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、
HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
答案:
解析:参考E→F的反应,E中有类似HOCH2CH2OH的结构,HOCH2CH2OH可与丙酮反应形成F中的五元环结构,则目标分子中右侧的部分结构来自原料与HSCH2CH2SH的反应,反应为。目标分子左侧的部分结构来自原料,发生水解反应后得到,再氧化即可。目标分子中间的部分结构可根据题干中A→B的反应合成。注意中也含有酮羰基,遇到HCHO也会发生反应:+H2O,因此必须先与HSCH2CH2SH发生反应,以保护其中的酮羰基。
2.(2025·湖南高考17题节选)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知:
依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和H2CCH—CN为原料合成的路线(无机试剂和溶剂任选)。
答案:
解析:运用逆合成分析法,由发生分子内酯化反应得到,由发生水解反应得到,由和CH2CHCN发生加成反应得到,由发生已知信息中的物质转化得到,由此可设计合成路线。
1.(2025·广西来宾一模节选)化合物H是一种合成药物中间体,一种合成化合物H的人工合成路线如图所示。
已知:Ⅰ.同一个碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:+H2O;
Ⅱ.R1—NH2+R2—CHO
R1—NH—CHOH—R2。
根据以上题目信息,写出以苯和丙酮为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)。
答案:
解析:和苯环发生类似E到F的反应生成,与Cl2在光照条件下发生取代反应生成,在氢氧化钠水溶液中、加热发生水解,同时同一个碳上连接两个羟基不稳定,自动脱水形成,因此合成路线为。
2.(2025·湖南常德一模节选)罗格列酮(F)是一种抗糖尿病药物,其合成路线如图所示:
已知:++H2O(R1、R2、R3、R4为烃基或氢)
请结合上述流程,设计以为原料制备的路线(其他试剂任选)。
答案:
解析:先发生氧化反应生成,两分子发生已知信息的反应生成,发生还原反应得到目标产物,故合成路线为。
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