热点题空13 有机合成路线的设计1．常见官能团的引入(或转化)方法官能团引入(或转化)的常用方法—OH烯烃与水加成反应、卤代烃水解反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合反应、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下的水解反应等烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H与卤素单质光照下的取代反应、苯环上的烷基与卤素单质在催化剂下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等醇类或卤代烃的消去反应、炔烃不完全加成—COOH醛类的氧化、被酸性KMnO4溶液氧化成、酯类的水解、醛(酮)与HCN加成后在酸性条件下水解生成α-羟基酸等—CHORCH2OH(伯醇)氧化、羟醛缩合、烯烃臭氧氧化等—COO—R酯化反应硝化反应硝基的还原(Fe/HCl)2.官能团的消除方法官能团名称消除的常用方法碳碳双键加成反应、氧化反应羟基消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应醛基还原反应、氧化反应碳卤键取代反应、消去反应3.常考官能团的保护方法(1)酚羟基：易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化常用的保护方法：①NaOH溶液与酚羟基反应，先转化为酚钠，最后再酸化重新转化为酚羟基：eq\o(,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(H＋))。②用碘甲烷先转化为醚，最后再用氢碘酸酸化重新转化为酚：eq\o(,\s\up7(CH3I),\s\do5(HI))。(2)氨基：易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化常用的保护方法：用盐酸先转化为盐，最后再用NaOH溶液重新转化为氨基。(3)碳碳双键：易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化常用的保护方法：用氯化氢先与烯烃加成转化为氯代物，最后再用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键：HOCH2CH==CHCH2OHeq\o(――→,\s\up7(HCl))HOCH2CH2CHClCH2OHeq\o(――――→,\s\up7(KMnO4/H＋))eq\o(――――――→,\s\up7(1NaOH/醇，△),\s\do5(2酸化))HOOC—CH==CH—COOH。(4)醛基：易被氧化常用的保护方法：醛基保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)：eq\o(――――――→,\s\up7(HOCH2CH2OH))eq\o(―――→,\s\up7(H＋/H2O))。4．碳链的增长或缩短(1)增长碳链①醛、酮与HCN的加成反应可使醛、酮增加1个碳原子，如。②卤代烃与炔钠反应可使碳链增加2个及以上的碳原子。如溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋CH3C≡CNa―→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr。③羟醛缩合反应实际上是醛的加成反应，醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)较活泼，能与另外一分子的醛基发生加成反应：CH3CHO＋―→。(2)缩短碳链①不饱和烃的氧化反应。如烯烃在酸性高锰酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂：eq\o(―――――――→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))CH3COOH＋。②某些苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸：eq\o(――――――→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))。③羧酸或羧酸盐的脱羧反应。如CH3COONa＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(CaO),\s\do5(△))CH4↑＋Na2CO3。5．有机合成路线设计的思路第一步：合成所用的关键信息往往隐藏于整个流程中，首先要在整个流程中寻找与目标化合物“形似”的结构。第二步：采用“逆推”法，比对原料和目标化合物的相同点、差异，解剖目标化合物。第三步：结合反应条件、“已知”的陌生信息等，准确、详细分析原流程中的合成历程、断键、成键、官能团转化等，如法炮制合成路线。在写有机合成路线时，所需条件切忌越位和自由发挥，必须来自于已知信息或题干流程中给予的信息。信息优先，所学原理次之。考向一 有机合成路线的补充1．[2022·全国甲卷，36(7)节选]下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。如果要合成H的类似物H′()，参照上述合成路线，写出相应的D′和G′的结构简式__________、__________。答案 解析 第一步比较H与H′的相同点和不同点。第二步类比D＋G→H成键情况，分析H′的成键部位，逆推即可得D′和G′的结构简式。2．[2021·北京，17(6)]从黄樟素()经过其同分异构体N可制备L()。已知：i．R1CH==CHR2eq\o(―――――→,\s\up7(①O3),\s\do5(②Zn，H2O))R1CHO＋R2CHOii.eq\o(――→,\s\up7(H2O2),\s\do5(乙酸))写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式：________、__________、__________。答案解析 根据Q到L的转化条件可知Q为酯类，结合L的结构简式()可推知Q的结构简式为；结合信息i和信息ii可推知P到Q的转化条件为H2O2/乙酸，故P的结构简式为；由N到P的反应条件(O3/Zn，H2O)及N为黄樟素的同分异构体可推知N的结构简式为。3．(2022·福建南平模拟)已知：ⅰeq\o(――→,\s\up7(NaBH4))RCH2NH2；ⅱ.＋HO—Req\o(――→,\s\up7(DMF))。以和为原料合成的步骤如下：请写出产物1及产物2的结构简式：__________________________、________________。答案 考向二 模仿题干流程设计合成路线4．[2022·广东，21(6)]基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。答案解析 根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种是含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→Ⅴ的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物，则合成路线见答案。5．[2021·海南，18(6)]二甲双酮是一种抗惊厥药，以丙烯为起始原料的合成路线如下：设计以为原料合成乌头酸的路线(无机试剂任选)。答案解析 分析产物的骨架结构，羧基来自—CN的水解，碳碳双键来自羟基的消去，结合所给的信息，合成路线见答案。6．(2022·安徽黄山二模)化合物J是一种医药中间体，实验室中J的一种合成路线如下：已知：＋eq\o(――――→,\s\up7(C2H5ONa),\s\do5(△))(其中R1、R2为烃基或氢原子，R3为烃基)。回答下列问题：参照上述部分合成路线和信息，以CH3CHO和为原料(无机试剂任选)，设计制备的合成路线。答案 CH3CHOeq\o(―――――→,\s\up7(H2、催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OHeq\o(―――→,\s\up7(),\s\do5(吡啶))eq\o(―――――→,\s\up7(CH3CHO),\s\do5(C2H5ONa、△))7．化合物G是重要的药物中间体，以有机物A为原料制备G，其合成路线如下：关注微信公众号《全元高考》领取高中精品资料参考上述合成线路，写出以1-丙醇、丙二酸二甲酯(CH3OOCCH2COOCH3)、尿素[CO(NH2)2]为起始原料制备的合成路线(其他试剂任选)。答案 解析 参考题述流程信息知，可将CH3CH2CH2OH转化为CH3CHBrCH3，再与CH3OOCCH2COOCH3发生取代反应生成，接着与尿素发生取代反应得到目标产物，合成路线见答案。