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有机微合成教学设计

【重点】：根据题设信息结合原料与目标产物设计最佳合成路线

【重点】：官能团的引入、转换、保护方法或将片段拼接衍变。

在合成路线的设计中分析对比原料与产物结构上的区别与联系，充分利用有机物之间的转化关系，并结合题目流程中的信息，用正推、逆推或正逆推结合的方式将目标分子分成若干片段或寻求官能团的引入、转换、保护方法或将片段拼接衍变。

【高考回眸】

以2017年一、三卷中选做题中的微合成为例，明确高考的考点。在复习备考中紧扣考纲，突出复习的重难点。有机合成路线的设计是高考考查的热点题型，常根据题设信息结合原料与目标产物设计最佳合成路线。合成路线常考查碳链增长或缩短、链状变成环状(或环状变成链状)、官能团的转换等，其难度稍大。

一、知识梳理

1．有机合成的分析方法和原则

(1)有机合成的分析方法

①正向合成分析法的过程

基础原料―→中间体―→目标化合物。

②逆向合成分析法的过程

目标化合物―→中间体―→基础原料。

(2)有机合成遵循的原则

①起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。

②应尽量选择步骤最少的合成路线。

③合成路线要符合“绿色、环保”的要求。

④有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。

⑤要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。

2．合成路线的选择

(1)一元转化关系

以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：

催化剂①CH2CH2＋HCl――→CH3CH2Cl，

水②CH3CH2Cl＋NaOH――→CH3CH2OH＋NaCl，

△Cu或Ag③2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O，

△浓H2SO4④CH3CH2OH＋CH3COOH(2)二元转化关系

△CH3COOC2H5＋H2O。

以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：

3．有机合成中碳骨架的构建

(1)碳链的增长

有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。

①与HCN的加成反应

(2)碳链的减短

(3)常见碳链成环的方法

4．有机合成中官能团的转化

(1)官能团的引入

(2)官能团的消除

如CH2===CH2在催化剂作用下与H2发生加成反应。

②通过消去或氧化反应可消除—OH。

如CH3CH2OH消去生成CH2===CH2，CH3CH2OH氧化生成CH3CHO。

③通过加成或氧化反应可消除—CHO。

如CH3CHO氧化生成CH3COOH，CH3CHO加H2还原生成CH3CH2OH。

④通过消去反应或水解反应可消除卤素原子。

如CH3CH2Cl消去反应生成CH2===CH2，CH3CH2Cl水解反应生成CH3CH2OH。

(4)官能团位置的改变

消去HCl如①CH3CH2CH2Cl――→CH3CH===CH2

与HCl加成――→CH3CHClCH3；

消去H2O②CH3CH2CH2OH――→CH3CH===CH2

与HCl加成――→水解CH3CHClCH3――→CH3CH(OH)CH3。

(5)有机合成中常见官能团的保护

①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。

②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，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。

③氨基(—NH2)的保护：如在利用对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2，防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。

二、题型归纳分析

类型一:官能团的转化为主型

1.(2016年全国丙卷节选)已知:

(6)写出用2-苯基乙醇(D()的合成路线:

2.(2016年天津卷节选)已知:

)为原料(其他无机试剂任选)制备化合物

。

RCHO+R'OH+R″OH (5)以D(框中将合成路线的后半部分补充完整。

)为主要原料制备己醛(目标化合物),在方

……

3.(2015年全国乙卷节选)已知: 目标化合物

C2H2①

②

顺式聚

异戊二烯

异戊二烯

③

④

回答下列问题:(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由C2H2和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线。

二

类型二 分子骨架变化为主型

4.(2016年全国乙卷节选)已知: (反,反)-2,4-己二烯二酸

(6)参照上述合成路线,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线。

5.(2015年山东卷节选)已知:①+;②R—CH2BrR—CH2MgBr; ③RMgBrRCH2CH2OH+。

(4)结合题给信息,以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1-丁醇,设计合成路线(其他试剂任选)。

合成路线流程图示例:CH3CH2ClCH3CH2OH 类型三 含陌生官能团兼有骨架显著变化型

6.(2016年江苏卷节选)(5)已知:①②

③苯胺(④)易被氧化

CH3COOCH2CH3

请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备任用,合成路线流程图示例见本题题干)。

7.(2015年江苏卷节选)(4)已知: ①

②RCH2CN请写出以试剂可任选)。

; RCH2CH2NH2。

,写出相应的合成路线流程图(无机试剂为原料制备化合物X(结构简式见下图)的合成路线流程图(无机

化合物X 合成流程图示例如下: CH3CHO

CH3COOHCH3COOCH2CH3