資源簡介

題型突破4　有機合成路線的設(shè)計
1.(2024·山東卷)C()→E()的合成路線設(shè)計如下:
CG(C14H11NO)E
試劑X為　　　　(填化學(xué)式);試劑Y不能選用KMnO4,原因是　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　NaOH　G中的—CH2OH會被KMnO4氧化為—COOH,無法得到E
解析　C為,E為,結(jié)合C→E的合成路線設(shè)計圖可知,C在NaOH水溶液的作用下,—Br被羥基取代,得到G(),G與試劑Y(合適的氧化劑,如:O2)發(fā)生氧化反應(yīng)得到E,試劑X為NaOH,試劑Y不能選用KMnO4,原因是G中的—CH2OH會被KMnO4氧化為—COOH,無法得到E。
2.(2024·吉林卷)特戈拉贊(化合物K)是抑制胃酸分泌的藥物,其合成路線如下:
已知:
Ⅰ.Bn為,咪唑為;
Ⅱ.和不穩(wěn)定,能分別快速異構(gòu)化為和。
苯環(huán)具有與咪唑環(huán)類似的性質(zhì)。參考E→X的轉(zhuǎn)化,設(shè)計化合物 Ⅰ 的合成路線如下(部分反應(yīng)條件已略去)。其中M和N的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　和　　　　　　　　。
答案　　
解析　氧化得到的M為,中羧基與苯環(huán)發(fā)生E→F中第①步反應(yīng)得到的N為,中碳氧雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)得到。
3.(2024·安徽卷)化合物I是一種藥物中間體,可由下列路線合成(Ph代表苯基,部分反應(yīng)條件略去):
已知:
ⅰ)RXRMgX
ⅱ)RMgX易與含活潑氫化合物(HY)反應(yīng):
RMgX+HY—→RH+
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
參照上述合成路線,設(shè)計以和不超過3個碳的有機物為原料,制備一種光刻膠單體的合成路線(其他試劑任選)。
答案　
解析　結(jié)合題干中反應(yīng)類型,發(fā)生已知ⅰ)中第一步反應(yīng)得到
,和發(fā)生已知ⅰ)中第二步反應(yīng)得到,和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)得到,
發(fā)生消去反應(yīng)得到。
4.(2024·江蘇卷)F是合成含松柏基化合物的中間體,其合成路線如下:
已知:HSCH2CH2SH與HOCH2CH2OH性質(zhì)相似。寫出以、、
HSCH2CH2SH和HCHO為原料制備
的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線示例見本題題干)。
答案　
解析　參考E→F的反應(yīng),E中有類似HOCH2CH2OH的結(jié)構(gòu),HOCH2CH2OH可與丙酮反應(yīng)形成F中的五元環(huán)結(jié)構(gòu)(脫去虛線框內(nèi)的2個H原子和1個O原子),反應(yīng)為。則目標分子中右側(cè)的部分結(jié)構(gòu)來自原料與HSCH2CH2SH的反應(yīng)。目標分子左側(cè)的部分結(jié)構(gòu)來自原料
,發(fā)生水解反應(yīng)后得到,再氧化即可。目標分子中間的部分結(jié)構(gòu)
可由類似A→B的反應(yīng)合成。注意中也含有酮羰基,遇到HCHO也會發(fā)生類似A→B的反應(yīng):
+H2O,因此必須先與HSCH2CH2SH發(fā)生反應(yīng),以保護其中的酮羰基。因此總合成路線為
。
命題立意:試題常以物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中的“片段結(jié)構(gòu)”或題給信息為情景素材,涉及合成路線,主要涉及官能團的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化等必備知識。此類試題常以某種有機物的合成路線為載體,在分析“目標產(chǎn)物”結(jié)構(gòu)的前提下考查學(xué)生信息獲取與加工、邏輯推理和論證能力。
1.有機合成中官能團的引入
官能團的引入(或轉(zhuǎn)化) —OH +H2O;R—X+NaOH水溶液;R—CHO+H2;RCOR'+H2;R—COOR'+H2O;多糖水解
—X 烷烴+X2;烯(炔)烴+X2(或HX);R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烴不完全加成
—CHO 某些醇氧化;烯烴氧化;炔烴水化;糖類水解
—COOH R—CHO+O2;苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳上至少有一個氫)被強氧化劑氧化;羧酸鹽酸化;R—COOR'+H2O(酸性條件下)
—COOR 酯化反應(yīng)
2.有機合成中官能團的保護
官能團 官能團的性質(zhì) 保護方法
酚羥基 (—OH) 易被氧氣、臭氧、H2O2溶液、酸性高錳酸鉀溶液氧化 ①用NaOH溶液將酚羥基先轉(zhuǎn)化為酚鈉,然后再酸化重新轉(zhuǎn)化為酚,如 ②用碘甲烷先轉(zhuǎn)化為醚,后用氫碘酸酸化重新轉(zhuǎn)化為酚,如
碳碳雙鍵 () 易與鹵素單質(zhì)加成,易被氧氣、臭氧、H2O2溶液、酸性高錳酸鉀溶液氧化 用氯化氫先通過加成轉(zhuǎn)化為氯代物,后用NaOH的乙醇溶液在加熱條件下通過消去反應(yīng)重新轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵
醛基 (—CHO) 易被氧化 用乙醇(或乙二醇)進行保護:
氨基 (—NH2) 易被O2、O3、 H2O2溶液、 KMnO4(H+)溶液氧化 先用鹽酸轉(zhuǎn)化為鹽酸鹽,再用NaOH溶液重新轉(zhuǎn)化為氨基
3.有機合成中碳鏈的增長和縮短
類型 應(yīng)用示例
增長 碳鏈 2R—ClR—R+2NaCl
CH3CHO
R—ClR—CNR—COOH
CH3CHO
+ +H2O(該反應(yīng)稱為“羥醛縮合反應(yīng)”
縮短 碳鏈 +NaOHRH+Na2CO3
R1—CHCH—R2R1CHO+ R2CHO
CH3CHC(CH3)2CH3COOH+CH3COCH3(丙酮)
4.有機合成路線設(shè)計的幾種常見類型
根據(jù)目標分子與原料分子在碳骨架和官能團兩方面變化的特點,我們將合成路線的設(shè)計分以下情況:
(1)以熟悉官能團的轉(zhuǎn)化為主型
如:以CH2==CHCH3為主要原料(無機試劑任用)設(shè)計CH3CH(OH)COOH的合成路線流程圖(注明反應(yīng)條件)。
CH2==CHCH3
(2)以碳骨架變化為主型
如:以苯甲醛和乙醇為原料設(shè)計苯乙酸乙酯()的合成路線流程圖(注明反應(yīng)條件)。
提示:R—Br+NaCN—→R—CN+NaBr。
(3)陌生官能團兼有碳骨架顯著變化型
要注意模仿題干中的變化,找到相似點,完成陌生官能團及碳骨架的變化。
如:模仿
設(shè)計以苯甲醇、硝基甲烷為主要原料制備苯乙胺()的合成路線流程圖。
關(guān)鍵是找到原流程中與新合成路線中的相似點。(碳骨架的變化、官能團的變化;硝基引入及轉(zhuǎn)化為氨基的過程)
1.已知:,設(shè)計由苯甲醇()為原料合成化合物
的路線(其他試劑任選)。
答案　
2.已知:
設(shè)計用甲苯和乙醛為原料制備
的合成路線,其他無機試劑任選。
答案　
解析　甲苯與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成,該物質(zhì)與NaOH水溶液共熱,發(fā)生反應(yīng)生成,苯甲醛與乙醛在稀堿作用下發(fā)生醛與醛的加成反應(yīng)生成。
3.已知:①ArH++(Ar指芳香化合物);
②++H2O
設(shè)計以O(shè)HCCH2CH2COOH和苯為原料制備的合成路線(無機試劑任選)。
答案　
解析　先將OHCCH2CH2COOH與H2加成,然后分子內(nèi)脫水得,再根據(jù)信息②轉(zhuǎn)化為,加氫后再消去得目標產(chǎn)物。
4.已知信息:。聚苯乙烯樹脂是一種良好的保溫材料,請以苯甲醛為原料,設(shè)計路線合成其單體苯乙烯(其他試劑任選)。
答案　
解析　根據(jù)信息反應(yīng),利用苯甲醛和CH3MgCl反應(yīng)生成,經(jīng)水解得
,再在濃硫酸、加熱條件下消去可得苯乙烯。
5.有機物I是制備藥物普魯苯辛的中間體,I的一種合成路線如下圖所示:
根據(jù)上述路線中的相關(guān)知識,以丙酮為主要原料用不超過3步的反應(yīng)設(shè)計合成的路線(無機試劑任選)。
答案　
解析　結(jié)合題干合成路線中的反應(yīng)⑤⑥⑦,以丙酮為主要原料合成,可先將在氫氧化鈉的作用下與鋅發(fā)生還原反應(yīng)生成,再與氰化鈉發(fā)生取代反應(yīng)生成,先在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng),再用鹽酸酸化得到,由此可得合成路線。(共35張PPT)
第一篇　新高考題型突破
板塊Ⅶ　有機化學(xué)
題型突破主觀題　題型突破4　有機合成路線的設(shè)計
真題導(dǎo)航
核心整合
模擬預(yù)測
NaOH
G中的—CH2OH會被KMnO4氧化為—COOH,無法得到E
2.(2024·吉林卷)特戈拉贊(化合物K)是抑制胃酸分泌的藥物,其合成路線如下:
3.(2024·安徽卷)化合物I是一種藥物中間體,可由下列路線合成(Ph代表苯基,部分反應(yīng)條件略去):
4.(2024·江蘇卷)F是合成含松柏基化合物的中間體,其合成路線如下:
答案　
。
命題立意:試題常以物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中的“片段結(jié)構(gòu)”或題給信息為情景素材,涉及合成路線,主要涉及官能團的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化等必備知識。此類試題常以某種有機物的合成路線為載體,在分析“目標產(chǎn)物”結(jié)構(gòu)的前提下考查學(xué)生信息獲取與加工、邏輯推理和論證能力。
1.有機合成中官能團的引入
官能團的引入 (或轉(zhuǎn)化) —OH +H2O;R—X+NaOH水溶液;R—CHO+H2;RCOR'+H2;
R—COOR'+H2O;多糖水解
—X 烷烴+X2;烯(炔)烴+X2(或HX);R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烴不完全加成
—CHO 某些醇氧化;烯烴氧化;炔烴水化;糖類水解
—COOH R—CHO+O2;苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳上至少有一個氫)被強氧化劑氧化;羧酸鹽酸化;R—COOR'+H2O(酸性條件下)
—COOR 酯化反應(yīng)
2.有機合成中官能團的保護
3.有機合成中碳鏈的增長和縮短
4.有機合成路線設(shè)計的幾種常見類型
2.已知:
答案　
5.有機物I是制備藥物普魯苯辛的中間體,I的一種合成路線如下圖所示:

展開更多......

收起↑