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第七篇 有机化学基础
专项 49 有机合成路线的确定
近年来,有机推断题中出现给定信息设计有机合成路线,涉及面广,能力要求高,充分体现有利于高
校选拔人才需要。合成路线图表达方式:
当题中有已知信息时,有机合成路线的设计一般会用到已知信息中的反应,解题时首先要联系已知信
息,善于模仿题干中的变化,找到相似点,对比官能团的变化,然后结合原料和目标产物的组成与结构,
完成陌生官能团及骨架的变化,分析其他转化步骤,最后写出最佳合成路线。
1.(2022•海南省选择性考试节选)设计以 为原料合成 的路线_______(其他
试剂任选)。已知: +CO
2
【答案】【解析】已知 +CO ,则以 为原料合成 时,
2
可先将 与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成 , 再依次与
NaOH熔融条件下、HCl反应生成 , 再与CHCOCl发生取代反应生成
3, 氧化可得到 , 再与AlCl
3
反应可得到 ,则合成路线为:
。
2.(2022•河北省选择性考试节选)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 ,目标物质W可由2个
与1个 合成,故设计合成路线如下:
。
3.(2022•湖南选择性考试节选)以 和 为原料,设计合成
的路线_______(无机试剂任选)。
【答案】【解析】先将 转化为 ,再使 和 反应生成
,并最终转化为 ;综上所述,合成路线为:
。
4.(2022•山东卷节选)已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成 的路线_______。【答案】
【解析】由题给信息可知,以4—羟基邻苯二甲酸二乙酯制备 的合成步骤为在碳酸钾
作用下 与phCHCl发生取代反应生成发生取代反应生成 ,
2
发生信息Ⅱ反应生成 , 在Pd—C做催化剂
作用下与氢气反应生成 ,合成路线为
。
5.(2022·浙江省1月选考节选)已知:R Br R MgBr
1 1
+以化合物苯乙炔( )、溴苯和环氧乙烷( )为原料,设计如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】溴苯和镁、乙醚反应生成 , 和环氧乙烷反应生成 ,
发生催化氧化生成 , 和苯乙炔反应生成 , 合成路线为
。
6.(2022·浙江省6月选考节选)已知:① ;②
设计以 和 为原料合成 的路线(用流程图表示,无机试剂任
选)_______。
【答案】 ; CHCHCl,NH
3 2 3
【解析】乙烯首先氧化得到环氧乙烷 ,乙烯和HCl加成生成CHCHCl,之后NH 和 反应生
3 2 3
成 ,再和 反应生成 ,结合信息②和CHCHCl反应得到
3 2
,具体流程为: ; CHCHCl,NH
3 2 3
。
7.(2022•广东选择性考试节选)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。
选用含二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。写出VIII的单体的合成路线_______(不用注明反应条件)。
【答案】
【解析】根据化合物Ⅷ的结构简式可知,其单体为 ,其原料中的含氧有机物
只有一种含二个羧基的化合物,原料可以是 , 发生题
干Ⅳ→V的反应得到 , 还原为 ,再加成得到 ,
和 发生酯化反应得到目标产物,则合成路线为。
1.给定信息设计有机合成路线解题流程
表达方式 AB――→C……―→D
总体思路 根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化
设计关键 信息及框图流程的运用
从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架
及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或
正向合成法 者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线,其思维程序为
从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出
常用
原料分子,并进行合成路线的设计,其思维程序为
方法 逆向合成法
采用正推和逆推相结合的方法,是解决合成路线题的最实用的方
正逆双向合成 法,其思维程序为
法
2.给定信息设计有机合成路线解题策略
(1)审题
看清题中已知信息和框图信息,综合已知信息和框图信息,理解物质的转化过程。
(2)分析
一看碳链结构变化:根据已知物质的结构简式,确定反应前后碳链的增减、形状的变化 (如碳链变成
了碳环),确定反应过程。
二看官能团变化:如果反应中已经给出了部分物质的结构简式,可对比这些物质的结构简式,确定未
知物质的结构和反应过程。
三看反应条件:观察反应过程的条件,可推断物质变化过程中可能发生的反应和反应类型。
(3)解题
有机推断的过程完成后,分析题中问题,确定所要书写的有机物的结构、重要的反应等,解答时要注意规范书写有机物的结构简式,特别注意氢原子数的书写,有些题目解答过程可能和分析过程交替进行,
从而使解题过程不断深入,此外,有些题目的问题中也蕴含着解题的信息,应注意合理运用。
(4)检查
最后要对照试题进行认真的检查核对,避免失误。
3.给定信息设计有机合成方法
(1)正合成分析法:从基础原料入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向合成的目标有机
物,其合成示意图:基础原料→中间体1→中间体2……→目标有机物。如以乙烯为原料合成乙酸乙酯,可
采用此法:
。
(2)逆合成分析法:设计复杂有机物的合成路线时常用的方法。它是由目标有机物倒推寻找上一步反应
的中间体n,而中间体n又可以由中间体(n-1)得到,依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成
路线,其合成示意图:目标有机物→中间体 n→中间体(n-1)……→基础原料。如通过苯甲酸苯甲酯(
)的结构分析可知,合成该有机物的是苯甲酸和苯甲醇,继续逆推可得出原料为甲苯,
如图所示:
设计合成路线时,要选择反应步骤少,试剂成本低,操作简单,毒性小、污染少、副作用少的的路线,
即:
1.(2023届·浙江省温州中学高三模拟)以 、乙烯、甲醇为原料,设计下图所示化合物的合
成路线(用流程图表示,无机试剂(不含碳元素)、有机溶剂任选) _______。【答案】
【解析】根据已知条件ⅱ结合产物的结构简式可知,需要 和 即可通过已知条件ⅱ制
得产物,故只需制得 即可, 可通过甲醛和 通过已知条件ⅲ制得,由甲醇易得甲
醛,故只需制备 即可, 可由 通过已知条件ⅲ得到,由乙烯易得 ,故可得
合成路线如下:
。
2.(2022·湖南省高三三模节选)设计由HO(CH)OH和乙醇为起始原料制备
2 7
的合成路线______(无机试剂、反应条件试剂任选)。
【答案】HO(CH)OH OHC(CH )CHO HOOC(CH )COOH
2 7 2 5 2 5HC OOC(C H)COOC H
5 2 2 5 2 5
【解析】预利用HO(CH)OH和乙醇制备目标化合物,首先将HO(CH)OH与O 在Cu做催化剂的条件
2 7 2 7 2
下发生催化氧化生成OHC(CH )CHO,随后将OHC(CH )CHO氧化为HOOC(CH )COOH以便后续的反应,
2 5 2 5 2 5
然后利用HOOC(CH )COOH和乙醇的酯化反应生成对应的酯HC OOC(C H)COOC H,最后根据已知条
2 5 5 2 2 5 2 5
件生成目标化合物,具体的反应流程为:HO(CH)OH OHC(CH )CHO
2 7 2 5
HOOC(CH )COOH HC OOC(C H)COOC H 。
2 5 5 2 2 5 2 5
3.(20232·安徽省高三二模节选)以乙烷和碳酸二甲酯( )为原料(无机试剂任
选),设计制备异丁酸的一种合成路线:_______。
【答案】
【解析】)异丁酸结构简式为: ,原料为乙烷,则反应过程中碳原子数增加;原料中有
,可根据题干过程逆推,比如产物中-COOH,想要获得-COOH,可以参照F转化为酮基
布洛芬步骤中在H+条件下将-CN转化为-COOH。故可得出 ,同理可得出合成路线: 。
4.(2022·黑龙江省哈师大附中高三模拟节选)已知:
a、
b、 RCHO
设计用甲苯和乙醛为原料制备 的合成路线,其他无机试剂任选。_______
【答案】
【解析】甲苯与Cl 在光照条件下发生取代反应产生 ,该物质与NaOH水溶液共热,
2
发生反应产生 ,苯甲醛与乙醛在稀碱作用下发生醛与醛的加成反应产生
。故以甲苯与乙醛反应制取 的合成路线为:。
5.(2022·浙江省马寅初中学高三选考模拟节选)已知:
① ②
设计以 和乙醇为原料,制备 的合成路线(无机试剂任用,用
流程图表示):_______。
【答案】
【解析】以 和乙醇为原料,制备 ,需将 转化为
,乙醇转化为乙醛,从而得出合成路线为:
。6.(2022·湖南省攸县第一中学高三模拟节选)已知克莱森重排反应: 。以
和 为主要原料设计合成邻丁子香酚( ),写出合成路
线_______ (其他试剂任选)。
【答案】
【解析】 可在浓硫酸加热条件下发生醇的消去反应生成 ,
与 发生取代反应生成 , 发生信息中的克莱森
重排反应生成 ,合成路线为
。
7.(2023届·江苏省南通市高三期初调研节选)已知: ++CH OH。设计以1,3-丁二烯、CHOH和CHCHONa为原料制取 的
3 3 3 2
路线图(无机试剂及有机溶剂任用)。___________
【答案】CH=CHCH=CH CHBrCHCHCHBr HOOCCH CHCHCHCOOH
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
+ CHOH
3
【解析】1,3-丁二烯通过加成反应引入卤素原子,然后发生C生成D的反应原理引入碳原子生成羧酸,
羧酸和甲醇加成生成酯,酯在乙酸钠作用下发生(5)提供的已知反应原理生成目标产物;路线为:
CH=CHCH=CH CHBrCHCHCHBr HOOCCH CHCHCHCOOH
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
+ CHOH。
3
8.(2023届·河北省邢台市高三开学考试节选)已知:
(ⅰ)
(ⅱ)环氧羧酸酯在一定条件下可发生反应:
2-苯基-1-丙醇( )是一种重要的有机合成原料,请以苯乙酮( )和 为原料,设计合成2-苯基-1-丙醇( )的合成路线_______(无机试剂、含有
两个及两个以下碳的有机试剂任选)。
【答案】
【解析】以苯乙酮( )和 为原料合成2-苯基-1-丙醇( ),
和ClCH COOC H、C HONa反应生成 ,
2 2 5 2 5
先发生碱性水解,然后HCl酸化生成 , 和H 发生
2
还原反应生成 ,具体合成路线为。
9.(2023届·广西桂林市高三开学考试节选)设计由 、乙醛、无水乙醚和本题合成路线中
的无机试剂制备 的合成路线:(合成需要四步)_______。
【答案】
【解析】模仿C→D→E→F→G的转化, 与Mg/乙醚反应生成 ,再与乙醛
反应生成 ,然后水解生成 ,最后发生消去反应生成
,合成路线为。
10.(2022·河北省名校联盟高三联考节选)以 和 为原料制备
的合成路线为_______(无机试剂及三个碳以下的有机试剂任选)。
【答案】
【解析】由A生成E的转换原理可知,制备 ,首先 和 发生
取代反应生成CHCOOCH CHCN,CHCOOCH CHCN在甲醇和硫酸作用下生成
3 2 2 3 2 2CHCOOCH CHCOOCH ,然后在乙醇作用下成环得到 ,故合成路线为:
3 2 2 3
。
11.(2023届·河北省秦皇岛市高三开学考试节选)已知:
① (Ar指芳香化合物)
②
设计以 和苯为原料制备 的合成路线(无机试剂任选):_______。
【答案】【解析】根据信息② ,先将
与H 加成后分子内脱水得 ,转化为 ,加氢后得目标产物:
2
。
12.(2022·河南省名校联盟高三联考节选)延胡索乙素具有镇痛和催眠作用,其中间体G的一种合成
路线如下:
1,2-二苯胺乙烷( )是制备抗组胺药物的中间体,设计以苯甲腈( )和OHC-CHO为起始原料制备1,2-二苯胺乙烷的合成路线:___________(无机试剂任选)。
【答案】
【解析】 与HO在HSO 存在条件下反应产生 ,该物质与NaClO作用,
2 2 4
反应产生 , 在OHC-CHO、H/Ni条件下反应产生
2
,故以苯甲腈( )和OHC-CHO为起始原料制备1,2-二苯胺乙烷的合成
路线为:
。
13.(2023届·广东省金山中学高三摸底考试节选)设计由乙酸乙酯和4—甲基苯酚为原料,制备的合成路线(无机试剂任选)_______。
【答案】
【解析】由题给信息可知,由乙酸乙酯和4—甲基苯酚为原料制备 的合成步骤
为 在光照条件下与氯气发生取代反应生成 , 与氢氧化钠溶液共热发生水解反
应后,酸化得到 , 与CHCOOCH CH 发生②反应生成 ,合成路
3 2 3线为 。
14.(2022·河南省南阳中学高三模拟节选)药物中间体G的一种合成路线如下图所示:
根据上述路线中的相关/知识,以 和 为主要原料设计合成 ,写
出合成路线_______。
【答案】
【解析】由 和 合成 ,逆合成分析: 含醚键,
可由 合成, 由 水解得到, 由和 发生类似B到C的反应得到, 由1,3-丁二烯和
氯气发生1,4-加成得到,合成路线为
。
15.(2022·江苏省南京市高三模拟节选)抗高血压药物替米沙坦中间体F的合成路线如图:
写出以苯、(CHO) 和 为有机原料制备 的合成路线流程图(无机
2 n
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】苯、(CHO) 发生B生成C的反应原理生成 , 发生C生成D的
2 n
反应原理生成 , 和 发生E生成F的反应原理生成最终产物
;故流程为:
。