专题11有机合成路线的设计

“有机合成路线的设计”一、借用各类有机物之间的相互转化关系进行有机顺合成线路的设计：1）从石油（C 8H 18）出发的顺合成图2）从天然气(甲烷)出发的顺合成图 3）、从粮食（淀粉）出发的顺合成图4）、从甲苯出发的顺合成图5）、(1)一元合成路线：RCH ＝CH 2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线：RCH ＝CH 2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯) 。

(3)【归纳】有机顺合成策略：借助各种有机物之间的相互转化关系从原料开始，利用发散性思维顺向而行完成有机顺合成路线的设计；符合绿色环保意识 二、有机逆合成 1、知识准备（1）、官能团的引入法①羟基的引入——从不同反应类型分析；②卤原子的引入——从加成到取代、从引一个卤原子到引2个卤原子有序分析； ③C=C 双键的引入——从消去到加成有序分析； ④羰基的引入——从醇的氧化分析；⑤羧基的引入——从醛的氧化到酯、肽键的水解； （2）官能团的消除法 ①经从加成反应消除不饱和键②经取代、消去、酯化、氧化等反应消去－OH ③经加成或氧化反应消除－CHO ④经水解反应消去酯基。

⑤经过水解、消去反应消去－X（3）、碳骨架的增减法——引导学生分析下列所给材料，判定在合成信息中比较常见的增减方法：大多通过高温或氧化缩短碳骨架；通过加成增长碳骨架； (1)增长碳链的方法：①不饱和化合物间的加成、聚合(如乙烯→聚乙烯)、不饱和烃与HCN 的加成后水解等。

②酯化反应(如乙酸与乙醇转化为乙酸乙酯等)。

CH 3③有机合成题中碳链的增长，也有可能以信息给出，此类问题中应高度重视反应物与产物中的碳原子数的比较及连接位置关系等。

例1：溴乙烷跟氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2Br NaCN CH3CH2CN H2O CH3CH2COOH例2：已知格氏试剂的合成方法是：（Grignard试剂）。

格氏试剂是有机合成中用途很广的一种试剂，可用来合成烷烃、烯烃、醇、醛、酮、羧酸等一系列化合物。

宽放市用备阳光实验学校有机合成的文化的构成与训练有机合成题，近几年的高考题中，重现率几乎百分之百，从的“由丁二烯通过双烯合成，制备甲基环己烷〞到的“以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸〞：在推断物质结构，书写结构简式和化学方程式；着重在设计合成流程图，具有意，但难度太大；有所改良。

一、要讲技巧，更要讲思想。

㈠有机合成的重要意义有机合成是有机化学的核心。

学习和研究有机化学的目的，最终是为了合成自然界已存在的和自然界并不存在而人为设计的具有特结构，因而具有特性能和用途的有机化合物以造福人类。

现在已经发现的三千多万种物质中，绝大是家合成的有机物。

在1828年武勒开始有机合成直至本60年代之前，人们一直是从原料开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装最后完成的。

但由于没有通用的思维标准，其设计过程往往需要相当丰富的理论和实践经验，十分困难。

1964年首创用逆推的方式设计合成路线，由于他独特的操作方式，高度标准合成设计的程序，并使其具备了相对固的逻辑思维推理，因而易学易用，大大推动了这一学科的开展。

也因此获得了1990年诺贝尔化学奖。

人们对有机产品的研究，已经到达一个较高的水准了。

如果预测某种结构的有机物具有某项特殊用途，或特殊性质，接下来的问题就是如何寻找适宜的原料，采用合理的合成路线，来合成该物质了，所以有机合成具有广阔前景。

㈡有机合成路线的设计原那么①原理正确、步骤简单〔产率高〕②原料丰富、价格低廉③条件适宜、操作方便④产物纯洁、污染物少〔易别离〕二、有机合成题的训练方法首先要掌握“学情〞，对症下药，进行针对性的讲解和训练；其次要用的例题，特别是近的高考题进行典型引导，以建构有机合成的“模型〞；再次要充分利用各类有机框图题，进行逆向思维，即以这类题为“素材〞，灵活地进行合成路线的训练。

㈠学生中存在的问题①官能团的引入、消除“硬装斧头柄〞。

究其原因是学生有机根本反类型掌握不扎实。

②步骤先后随心所欲。

究其原因是没有很好理解有关官能团的相互影响知识。

有机合成路线设计【考纲要求】1.在碳链和碳环上引入、转换或消除除官能团2.根据题目提供信息，增长或缩短有机物碳链3.以合成产物为目标，准确、规范表达有机合成的路线图【重点、难点】有机合成路线设计 【高考考查】 II 卷第2题；（分值4-5分） 【活动过程】活动一：通过有机合成进一步掌握有机物（官能团）之间的相互转化例1. 请写出以乙醇、为原料，合成的合成流程图(无机试剂任用)。

例2．由1－溴丙烷（CH 3CH 2CH 2Br ）和必要的试剂制取合成丙酮（CH 3C CH 3O ）。

已知：通过上述合成流程图的分析，核心整合： 1.官能团引入和消除？2.官能团衍变（醇醛酸、一个变多个、位置变化）？活动二：有机合成路线设计中反应顺序的选择例3．已知：①CH 3KMnO 4/H +②一元取代苯进行苯环上的取代反应时，若原有基团为－CH 3，新进入基团在其邻、对位，若原有基团为－COOH 时，新进入基团则在其间位。

OH OHOOOO③苯环上的卤原子在碱溶液下不易水解请写出以CH 3为原料制备COOH的合成路线图（无机试剂及有机溶剂任用）。

例4．已知：①CH②一元取代苯进行苯环上的取代反应时，若原有基团为－CH 3、－X(卤素原子)，新进入基团在其邻、对位，若原有基团为－NO 2、－COOH 时，新进入基团则在其间位。

请写出以CH 3和乙醇为原料合成COOCH 2CH 32Cl的合成路线（无机试剂及有机溶剂任用）。

通过上述合成流程图的分析，整合反应顺序选择的解题策略：有机合成步骤1：对比原料与目标产物的结构，寻找变化碳架变化官能团变化步骤2：确定合成顺序步骤3：准确表达结构简式准确反应条件准确试题特征有两处及以上出现官能团（或碳架）的变化解题步骤活动三：应用巩固有机合成路线设计中反应顺序选择的解题策略例5 已知：尝试设计以和X为原料制备的合成路线（无机试剂和有机溶剂任用）。

例6．已知：①NO2Fe/HClNH2(弱碱性，易被氧化)②CH3---------------→酸性KMnO4溶液△COOH------------→浓HNO3浓H2SO4，△COOHNO223请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备COOH3，写出相应的合成路线流程图（无机试剂及有机溶剂任用）。

有机合成路线的设计有机合成是指将有机化合物的原料经过一系列化学反应，逐步转化为目标化合物的过程。

有机合成路线的设计是指为了合成一些目标化合物，确定一系列反应步骤和条件，使原料逐步转化为目标产物。

下面将详细介绍有机合成路线设计的步骤和注意事项。

首先是目标分子的选择，根据最终需要合成的目标化合物，确定目标分子的结构和功能。

这需要综合考虑目标分子的价值、用途、合成难度和目前所掌握的合成方法等因素。

第二步是确定反应途径，根据目标分子的结构和功能，结合已有的有机合成方法和技术，确定适合的反应途径。

这包括了反应类型的选择，如加成反应、消除反应、重排反应等，以及反应的顺序和条件等。

第三步是选择中间体和保护基团，有机合成中常常需要合成多个中间体，再通过一系列反应步骤逐步转化为目标产物。

为了保证合成顺利进行，需要选择合适的中间体和保护基团。

中间体的选择应基于中间体的稳定性、合成难度和转化效率等因素。

保护基团的选择则是为了保护一些特定的官能团，防止其在合成过程中与其他试剂发生反应。

第四步是反应步骤的优化，根据已有的有机合成方法和技术，确定每一步反应的条件和试剂。

优化反应步骤考虑到反应的效率和选择性，以及反应物和产物的稳定性等因素。

这个过程中可能需要进行试验和优化多次，以找到最佳条件。

最后，是条件的确定，根据已有的有机合成方法和技术，确定合成路线中每一步反应的温度、压力、溶剂、催化剂等条件。

这些条件的确定需要考虑反应的效率和选择性，以及废物的产量和环境友好性等因素。

在进行有机合成路线设计时，还需要注意以下几点：1.合成步骤的简化和优化：尽量精简合成步骤，减少中间体的合成和纯化次数，以提高合成效率和产率。

2.反应条件的可操作性：合成路线中的反应条件应易于操作和控制，以确保合成的可行性和可重复性。

3.副反应的控制：考虑不同反应条件下的副反应可能性，并采取措施加以控制，以提高产物纯度和选择性。

4.废物产量的控制：考虑反应废物的产量和生成的环境风险，尽量选择环境友好的反应条件和试剂，减少废物产量。