有机合成中的逆推法

2015-12-08 07:37潘志华
中学化学 2015年11期
关键词:官能团骨架题型

潘志华

有机合成是高考的活跃题型,也是考生最容易拉开档次的题型;由于涉及的知识面广,关系错综复杂,有时原料与产物之间跨度大,难以找出问题的突破口,本文介绍解合成题最常用的方法——逆推法。

一、必备知识

1.常见官能团的性质。

2.有机反应的类别、条件。

3.各有机物(官能团)之间的衍变关系。

4.官能团的引入和消除。

5.官能团位置的改变。

6.碳骨架的增减(一般以信息的形式出现)。

二、能力基础

1.敏捷接受题给信息的能力:通过阅读题给信息,将它们吸收过来,与已掌握的知识结合起来。有些信息可能没学过,要从断键方式上去理解。

2.消化和重组题给信息的能力:将所接受的信息与已有的知识相结合,形成新的知识网络,迁移到新情境中去。

3.在分析、评价的基础上应用信息的能力:在研读、分析题给信息时,应能敏锐的觉察到题给信息的目的性和它向更深一层拓展的可能性。

三、题型分析

针对分子结构的骨架和官能团这两部分的变或不变,有四种类型:

1.骨架与官能团不变而官能团的位置变化。

2.骨架不变而官能团变。

3.骨架变而官能团不变。

4.骨架与官能团都变。

四、基本思路

1.读通读懂信息:题中的信息是物质转化中的重要一环,要认真分析信息中牵涉到哪些官能团与原料、产品或中间产物之间的联系。

2.分析碳链的变化:有无碳链的增长或缩短,有无成环或开环。

3.分析官能团的改变:引入了什么官能团,是否要注意官能团的保护。

4.采用逆推法将目标有机物分解成若干片断,设法将片断(小分子)拼接,找出合成途径。

5.在合成时可能会产生多种不同的方法和途径,应选择最合理、最简单的途径。

五、典题例析

例1提示:

已知:

R-CH=CH2HBr/过氧化物R-CH2-CH2-Br

请设计合理方案从

CHClCH2COOH合成CH2CH2OCO

(用反应流程图表示,并注明反应条件)

解析由逆推法可知:

CH2CH2OCO

CH2CH2OHCOOH

CH2CH2BrCOOH

CHCH2COOH

CHClCH3

COOH。有的同学认为

CH2CH2OCO

CH2CH2OHCOOH

CHCH2COOH

CHClCH3

COOH

路线更简捷,但是-CH=CH2与H2O加成时,-OH不一定在H多的碳上;此外,也没有利用题目中所给的信息,充分利用题目中的新信息是合成突破的重要方法。

所以,答案为:

例2已知有如下化学反应:

①苯磺酸在稀酸中可以水解:

SO3H+H2OH2SO4+H2SO4

②苯酚与浓硫酸易发生磺化反应:

OH+2H2SO4(浓)△

SO3HOHSO3H

+2H2O

请用化学方程式表示以苯、水、液溴、浓硫酸、烧碱为原料合成OHBr         的过程。

解析OH与Br2的取代发生在与-OH相应的两个邻位和一个对位上;而邻溴苯酚的结构是OHBr,只是-OH的一个邻位上的H被Br取代,所以OH在与Br2发生取代时,其-OH的一个邻位和一个对位上必须有其他官能团暂时占据;而题给两条信息恰能满足这一点。综合上述即可顺利完成逆推:

OHBrH2O

SO3HHO3SOHBrBr2SO3HHO3SOH浓H2SO4OHNaOHH2O

Br

Br2Fe

得相关化学方程式为:

(1)+Br2FeBr2Br+HBr

(2)Br+H2ONaOHOH

+HBr

(3)OH

+2H2SO4(浓)△

SO3HOHSO3H+2H2O

(4)SO3HOHSO3H+Br2

SO3HBrOHSO3H+HBr

(5)SO3HBrOHSO3H+2H2OH2SO4

OHBr+2H2SO4

(收稿日期:2015-08-10)

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