高三化学一轮复习讲义 64　第一篇　第五部分　专题9　第50讲　有机合成路线的设计(能力课)

第50讲有机合成路线的设计(能力课)1．掌握官能团转化的有机合成路线设计。2．掌握碳骨架改变的有机合成路线设计。官能团转化的合成路线设计1．烃及其衍生物之间的衍变关系2．官能团的引入(1)引入碳卤键的方法①烃与卤素单质(X2)发生取代反应。②不饱和烃与卤素单质(X2)或卤化氢(HX)发生加成反应。③醇与HX发生取代反应。(2)引入羟基(—OH)的方法①烯烃与水发生加成反应。②卤代烃碱性条件下发生水解反应。③醛或酮与H2发生加成反应。④酯的水解。⑤酚钠盐中滴加酸或通入CO2。(3)引入碳碳双键或碳碳三键的方法①某些醇或卤代烃的消去反应引入或—C≡C—。②炔烃与H2、X2或HX发生加成反应引入。③烷烃裂化生成烯烃引入。(4)引入—CHO的方法某些醇的催化氧化(含有—CH2OH结构的醇)。(5)引入—COOH的方法①醛被O2或银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化。②酯在酸性条件下水解。③苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上至少有一个氢原子)被酸性KMnO4溶液氧化。3．官能团的消除(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。(3)通过加成或氧化反应消除醛基。(4)通过水解反应消除酯基、酰胺基、碳卤键。4．官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他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：如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当酸性KMnO4氧化—CH3时，—NH(2024·柳州模拟)药物扎来普隆的某合成路线如下：(1)A分子中碳原子的杂化方式为_______________________________________。(2)D→E的反应类型为________________________________________________。(3)B→C反应分两步进行，先在Fe、HCl作用下发生还原反应，再与X反应生成C和HCl，X的结构简式为_______________________________________________________________________________________________________________。(4)B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分子中含有酰胺基；②在酸性溶液中发生水解反应，其中一种水解产物含有苯环，且只有两种不同化学环境的氢原子。(R和R′表示烃基或氢，R″表示烃基)，写出以为原料制备HON的合成路线________________________________________________________________________________________________________________________________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。(1)有机合成路线的表示方法A反应物反应条件B反应物反应条件(2)设计有机合成路线一般程序①分析目标分子和原料分子的结构及其差异。②根据二者差异联想有机反应或已知信息或题干信息，利用正推或逆推设计合成路线。③评价设计的合成路线(从步骤少、反应条件温和、便于操作、试剂原料廉价易得、便于提纯、绿色环保评价)优化最佳合成路线。(3)逆推法设计示意图在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。1．药物异搏定能有效控制血压升高、促进血液循环，其合成路线中有如下转化过程。下列说法正确的是()A．X的沸点高于其同分异构体B．一定条件下，X可与HCHO发生缩聚反应C．Z分子不存在顺反异构体D．等物质的量的X、Y、Z消耗的NaOH的物质的量相等2．设计用为原料合成的合成路线(其他无机试剂任选)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。碳骨架改变的有机合成路线设计1．链增长的反应加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目信息所给的反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应等。(1)醛、酮与HCN加成(2)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α­H)(3)卤代烃与活泼金属作用2R—Cl＋2Na→R—R＋2NaCl(4)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇(5)苯环上的烷基化反应2．链缩短的反应(1)烷烃的裂化反应；(2)酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；(3)利用题目信息所给的反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应等。3．成环的方法(1)二元醇脱水成环醚；(2)二元醇与二元羧酸成环酯；(3)羟基酸分子间成环酯；(4)氨基酸分子间成环；(5)双烯合成：。F是一种抗血小板凝聚的药物，其人工合成路线如图：(1)D分子中采取sp3杂化的碳原子数目是________。(2)B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分子中有4种不同化学环境的氢原子；②苯环上有2个取代基，能发生银镜反应。(3)E→F中有一种相对分子质量为60的产物生成，该产物的结构简式为___________________________________________________________________，实验室中如需确定此产物中含有的官能团，通常使用的分析仪器设备名称为___________________________________________________________________。(4)A→B的反应需经历的过程，中间体Y的分子式为C11H12NF，X→Y的反应类型为_______________________________________。(5)已知：，写出以、、和NBS为原料制备的合成路线__________________________________________________________________________________________________________________________________________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。设计有机合成路线的信息处理(1)根据原料结构和目标分子结构，联想常规有机物转化。(2)分析悟透题中已知信息及反应原理，迁移到有机合成路线设计中。(3)结合原料结构和目标分子结构，在题干合成路线中寻找相似的转化反应，进而迁移至有机合成路线的设计中。——根据已知信息设计合成路线1．下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是()A．由乙醇制备乙二醇：第一步消去，第二步加成，第三步水解B．由2­氯丙烷合成1，2­丙二醇：第一步消去，第二步加成，第三步取代C．由1­溴丁烷制1，3­丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去，第四步加成，第五步消去D．由乙醇制乙二酸乙二酯()反应：第一步消去，第二步加成，第三步氧化，第四步酯化——根据题干合成路线中“部分流程”提供的信息设计合成路线2．(2024·江苏如皋第一次适应性考试)一种药物中间体G的合成路线如下：已知：Ⅰ．R1CHCHR2NaIO4RuCl3R1COOHⅡ．R1CHO＋CH3CHCH2一定条件(1)转化①除物质B外，还有另一含苯环的有机产物生成，则A的结构简式为__________。(2)X的结构简式为__________。(3)已知F与E互为同分异构体，则E→F的反应类型为__________反应。(4)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式：__________。①能与FeCl3溶液发生显色反应；②水解后可得到三种有机产物，其中一种是最简单的α­氨基酸，另两种产物酸化后均只含两种化学环境不同的氢原子。(5)写出以CH2BrCH2CH2Br、CH3COOH、2­丁烯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)。1．(2024·江苏卷，T15)F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如下：(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和______________。(2)A→B中有副产物C15H24N2O2生成，该副产物的结构简式为______________。(3)C→D的反应类型为____________________________；C转化为D时还生成H2O和________________________(填结构简式)。(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________________________________________________________________________。碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子；Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y能与FeCl3溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。(5)已知：HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。2．(2023·江苏卷)化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下：(1)化合物A的酸性比环己醇的________(填“强”或“弱”或“无差别”)。(2)B的分子式为C2H3OCl，可由乙酸与SOCl2反应合成，B的结构简式为____________________________________________________________________。(3)A→C中加入(C2H5)3N是为了结构反应中产生的______________(填化学式)。(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：____________________________________________________________________。碱性条件水解后酸化生成