有機合成的常規方法及解題思路
有機合成題是近幾年來高考的難點題型之一。有機合成題的實質是利用有機物的性質,進行必要的官能團反應。要熟練解答合成題,必須掌握下列知識。
1.有機合成的常規方法
(1)官能團的引入
①引入羥基(—OH):a.烯烴與水加成;b.醛(酮)與氫氣加成;c.鹵代烴鹼性水解;d.酯的水解等。
②引入滷原子(—X):a.烴與X2取代;b.不飽和烴與HX或X2加成;c.醇與HX取代等。
(2)官能團的消除
①透過加成消除不飽和鍵。
②透過消去或氧化或酯化等消除羥基(—OH)。
(3)官能團間的衍變
根據合成需要(有時題目資訊中會明示某些衍變途徑),可進行有機物的官能團衍變,以使中間物向產物遞進。常見的有三種方式:
①利用官能團的衍生關係進行衍變,如伯醇→醛→羧酸;
②透過某種化學途徑使一個官能團變為兩個,如CH3CH2OH→ CH2═CH2 →Cl—CH2—CH2—Cl →HO—CH2—CH2—OH;
(4)碳骨架的增減
①增長:有機合成題中碳鏈的增長,一般會以資訊形式給出,常見方式為有機物與HCN反應以及不飽和化合物間的加成、聚合等。
②變短:如烴的裂化裂解,某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化、羧酸鹽脫羧反應等。
2.有機合成路線的選擇
有機合成往往要經過多步反應才能完成,因此確定有機合成的途徑和路線時,就要進行合理選擇。選擇的基本要求是原料價廉,原理正確,路線簡捷,便於操作、條件適宜、易於分離,產率高,成本低。中學常用的合成路線有三條。
(1)一元合成路線
R—CH═CH2 →鹵代烴 →一元醇 →一元醛 →一元羧酸 →酯
(2)二元合成路線
(3)芳香化合物合成路線
3.有機合成題的解題方法解答有機合成題時,首先要正確判斷合成的有機物屬於哪一類有機物,帶有何種官能團,然後結合所學過的知識或題給資訊,尋找官能團的引入、轉換、保護或消去的方法,儘快找出合成目標有機物的關鍵和突破點。基本方法有:
(1)正向合成法:此法採用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間產物,逐步推向目標合成有機物,其思維程式是:原料 →中間產物 →產品。(2)逆向合成法:此法採用逆向思維方法,從目標合成有機物的組成、結構、性質入手,找出合成所需的直接或間接的中間產物,逐步推向已知原料,其思維程式是:產品 →中間產物 →原料。(3)綜合比較法:此法採用綜合思維的方法,將正向或逆向推匯出的幾種合成途徑進行比較,得出最佳合成路線。
例題 在醛、酮中,其他碳原子按與羧基相連的順序,依次叫α,β,γ,…碳原子,如: 。在稀鹼或稀酸的作用下,2分子含有α-氫原子的醛能自身加成生成1分子β-羥基醛,如:
巴豆酸(CH3—CH═CH—COOH)主要用於有機合成中制合成樹脂或作增塑劑。現應用乙醇和其他無機原料合成巴豆酸。請寫出各步反應的化學方程式。
解析 用反推法思考:
有機合成的常規方法及解題思路
有機合成題是近幾年來高考的難點題型之一。有機合成題的實質是利用有機物的性質,進行必要的官能團反應。要熟練解答合成題,必須掌握下列知識。
1.有機合成的常規方法
(1)官能團的引入
①引入羥基(—OH):a.烯烴與水加成;b.醛(酮)與氫氣加成;c.鹵代烴鹼性水解;d.酯的水解等。
②引入滷原子(—X):a.烴與X2取代;b.不飽和烴與HX或X2加成;c.醇與HX取代等。
(2)官能團的消除
①透過加成消除不飽和鍵。
②透過消去或氧化或酯化等消除羥基(—OH)。
(3)官能團間的衍變
根據合成需要(有時題目資訊中會明示某些衍變途徑),可進行有機物的官能團衍變,以使中間物向產物遞進。常見的有三種方式:
①利用官能團的衍生關係進行衍變,如伯醇→醛→羧酸;
②透過某種化學途徑使一個官能團變為兩個,如CH3CH2OH→ CH2═CH2 →Cl—CH2—CH2—Cl →HO—CH2—CH2—OH;
(4)碳骨架的增減
①增長:有機合成題中碳鏈的增長,一般會以資訊形式給出,常見方式為有機物與HCN反應以及不飽和化合物間的加成、聚合等。
②變短:如烴的裂化裂解,某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化、羧酸鹽脫羧反應等。
2.有機合成路線的選擇
有機合成往往要經過多步反應才能完成,因此確定有機合成的途徑和路線時,就要進行合理選擇。選擇的基本要求是原料價廉,原理正確,路線簡捷,便於操作、條件適宜、易於分離,產率高,成本低。中學常用的合成路線有三條。
(1)一元合成路線
R—CH═CH2 →鹵代烴 →一元醇 →一元醛 →一元羧酸 →酯
(2)二元合成路線
(3)芳香化合物合成路線
3.有機合成題的解題方法解答有機合成題時,首先要正確判斷合成的有機物屬於哪一類有機物,帶有何種官能團,然後結合所學過的知識或題給資訊,尋找官能團的引入、轉換、保護或消去的方法,儘快找出合成目標有機物的關鍵和突破點。基本方法有:
(1)正向合成法:此法採用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間產物,逐步推向目標合成有機物,其思維程式是:原料 →中間產物 →產品。(2)逆向合成法:此法採用逆向思維方法,從目標合成有機物的組成、結構、性質入手,找出合成所需的直接或間接的中間產物,逐步推向已知原料,其思維程式是:產品 →中間產物 →原料。(3)綜合比較法:此法採用綜合思維的方法,將正向或逆向推匯出的幾種合成途徑進行比較,得出最佳合成路線。
例題 在醛、酮中,其他碳原子按與羧基相連的順序,依次叫α,β,γ,…碳原子,如: 。在稀鹼或稀酸的作用下,2分子含有α-氫原子的醛能自身加成生成1分子β-羥基醛,如:
巴豆酸(CH3—CH═CH—COOH)主要用於有機合成中制合成樹脂或作增塑劑。現應用乙醇和其他無機原料合成巴豆酸。請寫出各步反應的化學方程式。
解析 用反推法思考: