2020年高考化学提升突破专题十七 有机合成的思路与方法附答案

专题17 有机合成的思路与方法

——证据推理与模型认知

在高考有机复习中，有机推断与合成既是难点也是重点，其主要内容是根据有机物的衍变关系学会归纳碳链的增减、官能团之间的转换，掌握有机物的化学性质及其结构特征，从有机物的性质结构特征及其反应条件等寻求解题的突破口，促进学生的自主学习，其一般解法是：寻找突破口、大胆假设、左推右想、顺推逆想、层层逼近、逐个击破。

相对于传统的有机推断题，有机合成设计与评价题的考查对学生的逻辑思维能力以及信息的迁移能力要求更高。在高三一轮复习中虽然已经系统复习有机化学基础知识，但学生在有机知识综合应用能力、信息迁移能力和逻辑思维能力等方面还比较薄弱。通常具体表现为：(1)官能团的引人与转化生搬硬套，不能灵活应用；(2)题给信息不能很好地吸收应用，对题给信息解读不够，审题也不严密；(3)步骤先后随心所欲，没有很好理解有关官能团的引人次序及基团间的相互影响等知识；(4)合成“绕圈子”，没有理解条件对反应进行的影响，合成步骤较多；(5)合成思路狭隘，表达不规范；(6)对有机合成路线没有评价思路，不知道从哪些角度去评价。

1．[2019新课标Ⅰ] 化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：

（1）A中的官能团名称是。

（2）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳。

（3）写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式。(不考虑立体异构，只需写出3个)

（4）反应④所需的试剂和条件是。

（5）⑤的反应类型是。

（6）写出F到G的反应方程式。

（7）设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂

任选)。

【答案】（1）羟基

（2）

（3）

（4）C2H5OH/浓H2SO4、加热

（5）取代反应

（6）

（7）

【解析】有机物A被高锰酸钾溶液氧化，使羟基转化为羰基，B与甲醛发生加成反应生成C，C中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，则D的结构简式为。D与乙醇发生酯化反应生成E，E中与酯基

相连的碳原子上的氢原子被正丙基取代生成F，则F的结构简式为，F首先发生水解反应，

然后酸化得到G，据此解答。

（1）根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。

（2）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，则根据B的结构简式可知B中的手性碳原子可表示为。

（3）具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式中含有醛基，则可能的结构为

。

（4）反应④是酯化反应，所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。

（5）根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。

（6）F到G的反应分两步完成，方程式依次为：

、

。

（7）由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备，可以先由甲苯合成，再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯合成，最后根据题中反应⑥的信息由

合成产品。具体的合成路线图为：

，

。

【素养解读】本题考查有机物的推断和合成，涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、

合成路线设计等知识，利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、

化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的

能力；考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反

应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常

碰到的问题，掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关

系与各类官能团的数目关系，充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。难点是设计合成路

线图时有关信息隐含在题干中的流程图中，需要学生自行判断和灵活应用。

体现化学学科价值的有机合成，其问题解决涉及碳骨架建构与官能团转换等核心任务，结构比较、信息加工、逆合成分析等思维方法，控制副反应、优选合成路线等绿色化学观念。

一、重要有机物的相互转化

可基于烃及其重要衍生物的转化规律，引导学生把握常见官能团转化的途径和条件，为有机合成奠定结构化的知识基础。例如：

二、有机合成的核心任务与基本方法

明确有机合成的核心任务和常用方法，必须聚焦建构碳骨架和导入官能团的路径和契机，明晰有机合成

的常用方法逆合成分析法，为有机合成奠定方法基础。具体见下图：

三、有机物合成路线设计的思维模型

建构有机合成问题解决的思维模型，引导学生从结构比较出发，分析碳骨架建构和官能团转化途径，认证碳骨架建构和官能团转化的顺序，形成有机合成问题解决的思维模型。具体如下图：

有机合成题主要考查考生思维的敏捷性，主要靠平时积累的解题方法加上灵活运用来解题。解答此类题时，对试题给予的信息进行分析，区分哪些是有用的信息，哪些是与解题无关的信息，一定要围绕如何利用信息这个角度来思考，对于信息方程式要观察旧化学键的断裂(位置)方式和新化学键的生成(位置)方式，反应物和产物结构上的差异。找出新信息与题目要求及旧知识之间的联系，同时解题过程中要不断地进行验证或校正。

【典例1】【2019•江苏】化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体，其合成路线如下：

（1）A中含氧官能团的名称为________和________。

（2）A→B的反应类型为________。

（3）C→D的反应中有副产物X（分子式为C12H15O6Br）生成，写出X的结构简式：________。

（4）C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。

①能与FeCl3溶液发生显色反应；

②碱性水解后酸化，含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。

（5）已知：（R表示烃基，R'和R"表示烃基或氢），写出以和CH3CH2CH2OH为原料制备的合成路线流程图（无

机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。________________________

【答案】（1）（酚）羟基羧基（2）取代反应

（3）（4）

（5）

【解析】有机物A和SOCl2在加热条件下发生取代反应生成B，B和甲醇发生取代反应生成C，C和CH3OCH2Cl 在三乙胺存在条件下发生取代反应生成D，D和CH3I在K2CO3条件下发生取代反应生成E，E在LiAlH4条件下发生还原反应生成F，据此解答。

（1）由A的结构简式可知，A中含氧官能团为-OH和-COOH，名称为(酚)羟基、羧基；

（2）根据以上分析可知，A→B的反应中-COOH中的羟基被氯原子取代，反应类型为取代反应；