突破有機(jī)合成的“三部曲”

馮建設(shè)

隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)材料的要求越來越高，傳統(tǒng)材料已經(jīng)難以滿足高科技發(fā)展的需要。為此，新型合成材料逐漸登上歷史的舞臺(tái)，其中有著“黑色黃金”美譽(yù)的碳纖維尤其耀眼。它廣泛應(yīng)用于航空、航天、交通、軍用裝備等眾多領(lǐng)域，如F1賽車、空客A380、F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)等。

雖然碳纖維的制造工藝十分復(fù)雜，但是其間伴隨的化學(xué)變化大家都基本了解，包括脫氫、環(huán)化、氧化及脫氧等。因此，高考化學(xué)有機(jī)合成與推斷題很容易結(jié)合此類熱點(diǎn)材料來綜合考查考生的有機(jī)知識(shí)。本文介紹有機(jī)合成的“三部曲”分析法，幫助大家以不變應(yīng)萬變，輕松突破高考有機(jī)合成題。

“三部曲”分析法

第一部曲：路線的選擇

①一元合成路線：

一元醛→一元羧酸→酯

②二元合成路線：

→二元羧酸→

③芳香化合物合成路線：

④改變官能團(tuán)位置的方法：

第二部曲：碳骨架的增長與縮短

（1）鏈的增長

①與HCN的加成反應(yīng)：

R—CH=CH2+HCN→R—CH（CN）CH3

→R—CH（COOH）CH3

②酯化反應(yīng)：

CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+

H2O

（2）鏈的縮短

①脫羧反應(yīng)：

R—COONa+NaOHR—H+Na2CO3

②氧化反應(yīng)：

C6H5CH2CH3C6H5COOH+CO2↑

（3）常見由鏈成環(huán)的方法

①二元醇成環(huán)：

HOCH2CH2OH

②羥基酸酯化成環(huán)：

HO（CH2）3—

③氨基酸成環(huán)：

H2NCH2CH2COOH→

④二元羧酸成環(huán)：

HOOCCH2CH2COOH

第三部曲：解題方法

解答有機(jī)合成題時(shí)，首先要正確判斷合成的有機(jī)物屬于哪一類有機(jī)物，帶有何種官能團(tuán)，然后結(jié)合所學(xué)過的知識(shí)或題給信息，尋找官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換、保護(hù)或消去的方法，盡快找出合成目標(biāo)有機(jī)物的關(guān)鍵點(diǎn)和突破點(diǎn)。有機(jī)合成解題方法主要有三種：

（1）順藤摸瓜法（正向合成法）。此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標(biāo)合成有機(jī)物，其思維程序是：原料→中間產(chǎn)物→產(chǎn)品。

（2）順藤摸根法（逆向合成法）。此法采用逆向思維方法，從目標(biāo)合成有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手，找出合成所需的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向已知原料，其思維程序是：產(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料。

（3）首尾突破法（綜合分析法）。此法采用綜合思維的方法，將正向和逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進(jìn)行比較，得出最佳合成路線。

高考在線

例1 （2014·安徽卷節(jié)選）Hagemann酯（H）是一種合成多環(huán)化合物的中間體，可由下列路線合成（部分反應(yīng)條件略去）（見圖1）：

E→F的化學(xué)方程式是_________________________。

【“三部曲”分析法】

第一部曲：一元合成路線

（A）HC≡CH→（B）HC≡C—CH=CH2

第二部曲：碳骨架的增長與縮短

（1）鏈的增長：（B）HC≡C—CH=CH2 →（C）

；由（D） CH3C≡CH→

（E）CH3C≡C—COOH→ （F）CH3C≡CCOOCH2CH3

（2）鏈的縮短：（C）與（F）

CH3C≡CCOOCH2CH3→（G）

第三部曲：解題方法

（1）本題采用正向思維方法，從已知原料（A）→中間產(chǎn)物（B）→產(chǎn)品（C），再從已知原料（D）→中間產(chǎn)物（E）→產(chǎn)品（F）。

（2）綜合分析法：此法采用綜合思維的方法，將已知（C）和原料（F）與產(chǎn)物（G）對(duì)比分析。

【解析】A→B為兩個(gè)乙炔進(jìn)行加成得到（B）HC≡C—CH=CH2，然后繼續(xù)與甲醇加成得到C；D→E，可以看出羧基在乙炔基末端插入，生成羧基物質(zhì)（E）CH3C≡C—COOH，然后與乙醇酯化，得到F；E+F→G為1，3-丁二烯與乙炔的加成成環(huán)反應(yīng)，生成G。

【答案】CH3C≡C—COOH+CH3CH2OHCH3C≡C—COOCH2CH3+H2O

例2 （2014·山東卷節(jié)選）3?-對(duì)甲苯丙烯酸甲酯（E）是一種用于合成抗血栓藥的中間體，其合成路線如下：

已知：HCHO+CH3CHOCH2=CHCHO+H2O

（1） 是E的一種同分異構(gòu)體，該物質(zhì)與足量NaOH溶液共熱的化學(xué)方程式為____________________。

（2）E在一定條件下可以生成高聚物F，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。

【“三部曲”分析法】

第一部曲：芳香化合物合成路線

【解析】（1）該物質(zhì)的酯基是酚羥基與羧基發(fā)生酯化反應(yīng)形成的，因此1 mol該物質(zhì)可與2 mol NaOH反應(yīng)，由此可得反應(yīng)的方程式。

（2）D與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)得到E（結(jié)構(gòu)簡式為），F(xiàn)為E發(fā)生加聚反應(yīng)的高聚物，故可得F的結(jié)構(gòu)簡式為。

【答案】（1） +2NaOH→H3CONa+CH3CH=CHCOONa+H2O

（2）