微专题大素养19有机合成的方法和路线\n【知识基础】有机合成中的“五个”基本环节1．官能团的引入(1)引入羟基(—OH)：①烯烃与水加成，②醛(酮)与氢气加成，③卤代烃水解，④酯的水解等，最重要的是卤代烃水解。(2)引入卤原子(—X)：①烃与X2取代，②不饱和烃与HX或X2加成，③醇与HX取代等，最主要的是不饱和烃的加成。(3)引入双键：①某些醇或卤代烃的消去引入②醇的氧化引入等。\n2．官能团的消除(1)通过加成消除不饱和键。(2)通过消去或氧化、酯化等消除羟基(—OH)。(3)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)。\n3．官能团间的衍变根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径)，可进行有机物的官能团衍变，以使中间物质向产物递进。常见的有三种方式：(1)利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇醛羧酸。(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH。(3)通过某种手段，改变官能团的位置。\n4．碳骨架的增减(1)增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。(2)减短：如烃的裂化和裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化，羧酸盐脱羧反应等。\n5．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，所以在氧化其它基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH转变为—ONa将其保护起来，待氧化后再将其转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其它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：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中先把—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。\n【素养专练】1．某研究小组以芳香族化合物A为起始原料，按下列路线合成高血压药物阿替洛尔。\n已知：化合物H中除了苯环还有其他环；请回答：（1）下列说法正确的是。A．化合物D能发生加成、取代、氧化反应，不发生还原反应B．化合物E能与FeCl3溶液发生显色反应C．化合物I具有弱碱性D．阿替洛尔的分子式是C14H20N2O3BC\n\n有机物I的结构简式为（CH3）2CHNH2；根据有机物A的分子式及有机物B的结构简式，可得有机物A的结构简式为。（1）有机物D能发生加成、取代、氧化和还原反应，选项A错误；有机物E分子中含有酚羟基，能与氯化铁溶液发生显色反应，选项B正确；有机物Ⅰ分子中含有氨基，具有弱碱性，选项C正确；阿替洛尔的分子式为C14H22N2O3，选项D错误。\n（2）写出化合物E的结构简式___________________________。（3）写出F＋G→H的化学方程式。\n解析：（2）有机物E的结构简式为（3）有机物F与G反应可以转化为H和HCl，反应的化学方程式为\n（4）设计从A到B的合成路线（用流程图表示，无机试剂任选）。\n解析：（4）有机物A转化为有机物B，可通过A在Cl2、光照条件下生成，再利用题给已知信息得到B。\n（5）写出化合物C同时符合下列条件的同分异构体的结构简式。①1H－NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有4种氢原子，无氮氧键和碳氮双键；②除了苯环外无其他环。\n解析：（5）根据题意，要求无N===O键、N—O键、C===N键，除苯环外没有其他环，且有四种氢原子，则结构应为对称结构，符合条件的结构简式为\n2．2-氨基3-氯-苯甲酸（F）是重要的医药中间体，其制备流程图如下：\n（1）分子中不同化学环境的氢原子共有种，共面原子数目最多为。（2）B的名称为。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式________________________。a．苯环上只有两个取代基且互为邻位b．既能发生银镜反应又能发生水解反应回答下列问题：4132－硝基甲苯或邻硝基甲苯\n解析：（1）甲苯（）分子中不同化学环境的氢原子共有4种，由苯和甲基的空间构型可推断甲苯分子中共面原子数目最多为13个。（2）B（）的名称为邻硝基甲苯（或2－硝基甲苯）；B同分异构体中能发生银镜反应可推知含有醛基或甲酸酯基，还能发生水解反应可推知含有酯基或者肽键，并且苯环上只有两个取代基且互为邻位，再根据B的分子式，符合条件的B的同分异构体的结构简式为：\n（3）该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是______________________________________________________。（4）写出⑥的化学反应方程式：____________________________________________，该步反应的主要目的是。避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代（或减少副产物，或占位）保护氨基\n解析：（3）由①②③三步反应制取B的信息可知，若甲苯直接硝化，甲苯中甲基的邻位和对位均可发生硝化反应，有副产物生成。成的反应，所以⑥为取代反应，故该反应的方程式为：―→＋HCl；又因产物F是保护氨基，防止在后续反应中被氧化。中含有氨基，所以可推知，⑥的目的\n（5）写出⑧的反应试剂和条件：__________________；F中含氧官能团的名称为_______。Cl2/FeCl3（或Cl2/Fe）羧基解析：（5）由的结构简式可推知E中含有氯原子，苯环上引入氯原子的方法是在Fe或FeCl3作催化剂的条件下与Cl2发生取代反应；F（）的含氧官能团为羧基。\n（6）在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。\n解析：（6）由题⑨的反应提示，以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程为：\n3．以葡萄糖为原料制得的山梨醇（A）和异山梨醇（B）都是重要的生物质转化平台化合物，E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路线如下：\n回答下列问题：（1）葡萄糖的分子式为。（2）A中含有的官能团的名称为。（3）由B到C的反应类型为。C6H12O6羟基取代反应解析：（1）葡萄糖是一种重要的单糖，其分子式为C6H12O6。（2）根据生成A的反应条件可知A中含有的官能团为羟基。（3）由B和C的结构简式可知该反应为酯化反应或取代反应。\n（4）C的结构简式为。（5）由D到E的反应方程式为。（6）F是B的同分异构体，7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳（标准状况），F的可能结构共有种（不考虑立体异构），其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。＋CH3COONa9\n（6）结合图示可知B的分子式为C6H10O4，即F的分子式也为C6H10O4，其摩尔质量为146g·mol－1，7.30gF的物质的量为＝0.05mol，结合0.05molF与饱和NaHCO3溶液反应生成2.24L（0.1mol）CO2可知1molF中含2mol—COOH，则F的结构中，主链上含有4个碳原子时有6种情况，\n
