易错32 有机合成路线设计-备战2022年高考化学一轮复习易错题

易错32  有机合成路线设计

【易错分析】

有机合成与推断题中涉及的有机知识点很多，且错纵复杂，如有机反应条件的选择，官能团的引入和消去，各类有机物的相互衍生等，只要有一个环节搞不清，都会给解题带来障碍。有机合成题的实质是利用有机物的性质，进行必要的官能团反应。解答该类题时，首先要正确判断题目要求合成的有机物属于哪一类？含哪些官能团，再分析原料中有何官能团，然后结合所学过的知识或题给的信息，寻找官能团的引入、转换、消去等方法，完成指定合成。一般方法是：①目标有机物的判断：首先判断目标有机物属于哪类有机物，其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系；②目标有机物的拆分：根据给定原料，结合信息，利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段，找出官能团引入、转换的途径及保护方法；③思维方法的运用：找出关键点、突破点后，要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择最佳合成途径。

【错题纠正】

例题1、毗氟氯禾灵的合成路线如下：

已知：。写出由制备高分子化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)，合成流程示意图如下：

【解析】甲苯与氯气在光照条件下发生取代反应生成，然后发生水解反应生成，再发生催化氧化生成，苯甲醛与HCN发生加成反应生成，酸性条件下水解得到，最后发生缩聚反应得到，合成路线流程图为：

。

【答案】

例题2、化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知： ，写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线（其他试剂任选）。

【解析】根据已知②，环己烷需要先转变成环己烯，再与2-丁炔进行加成就可以连接两个碳链，再用Br2与碳链上双键加成即可，即路线图为：。

【答案】

【知识清单】

1. 有机合成路线的设计方法

设计有机合成路线时,先要对比原料的结构和最终产物的结构,官能团发生什么改变,碳原子个数是否发生变化,再根据官能团的性质进行设计。其思维程序可以表示为原料→中间产物→目标产物,即观察目标分子的结构(目标分子的碳骨架特征及官能团的种类和位置)→由目标分子和原料分子综合考虑设计合成路线(由原料分子进行目标分子碳骨架的构建及官能团的引入或转化)→对于不同的合成路线进行优选(以可行性、经济性、绿色合成思想为指导)。物质的合成路线不同于反应过程,只需写出关键的物质、反应条件及使用的物质原料,然后从已知反应物到目标产物进行逐步推断。

(1)正推法。即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法：

(2)逆推法。即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计。如采用逆推法，通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示：，设计合成路线时，要选择反应步骤少，试剂成本低，操作简单，毒性小，污染小，副产物少的路线，即

。

2. 常见的有机合成路线

（1）以熟悉官能团的转化为主型：如设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。

CH2==CHCH3

（3）以分子骨架变化为主型：如以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr

（4）陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)：要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。

如模仿设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图。关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化；硝基引入及转化为氨基的过程)

【变式练习】

1. 各地对食品非法添加和滥用添加剂进行了多项整治活动。其中常用的面粉增白剂过氧化苯甲酰()也被禁用。下面是一种以苯为原料合成过氧化苯甲酰的流程：

已知：，结合题给信息和所学知识，请写出以苯乙烯为原料合成的流程，无机试剂任选，注明反应条件。

2. 化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下，已知：(R代表烃基，R'代表烃基或H)，请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

【易错通关】

1.化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：①② 。写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线_______（其他试剂任选）。

2.氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：

4-甲氧基乙酰苯胺（）是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（）制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线___________（其他试剂任选）。

3.A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示：

参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3-丁二烯的合成路线　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

4. PETG是一种新型材料，可回收利用，对环境不构成任何威胁，其结构简式如下：

已知：RCOOR1＋R2OH―→RCOOR2＋R1OH(R、R1、R2表示烃基)。采用如下图所示的合成路线可合成PETG：

已知：请写出由D及其它必要物质可合成的反应历程________________________________。

5.化合物H是一种香料，其合成路线如下：

写出以1，2-二氯环戊烷和丙烯酸甲酯为原料制备 的合成路线：_________________(其他试剂任选)。

6.E是一种治疗心血管疾病的药物，它的合成路线如下：

写出以邻甲基苯酚()、环氧乙烷()和乙醇为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：

H2C＝CH2 → CH3CH2Br → CH3CH2OH_________________________

7.高分子化合物I为重要的化工原料。其合成路线如下:

己如: ①  ②R—Br R—CN R—COOH
参照上述合成路线，写出由1,3-丁二烯和乙烯为起始原料制备化合物的合成路线(无机试剂任选)

8.芳香族化合物 A（C9H12O）常用于药物及香料的合成，A 有如下转化关系：

已知以下信息：

①A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；

②

③

糠叉丙酮（）是一种重要的医药中间体，请参考上述合成路线，设计一条由叔丁基氯[(CH3)3CCl]和糠醛()为原料制备糠叉丙酮的合成路线（无机试剂任用）。合成流程图示例如下：

9.秸秆(含多糖类物质)的综合应用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：

参照上述合成路线,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线                               。

10.福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物,可通过以下方法合成：

已知:+R3CHO,根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3。

11. 铃兰醛具有甜润的百合香味,常用作肥皂、洗涤剂和化妆品的香料。合成铃兰醛的路线如下图所示(部分试剂和条件未注明)：

已知： ，，

以有机物A、苯酚、甲醛及必要的无机物为原料合成某高分子树脂,其结构为

，合成路线是                     。

某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料，按下列路线合成利尿药美托拉宗。

已知：

R-COOH+

设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选)____。

参考答案

【变式练习】

1.

【解析】以苯乙烯为原料，合成 ，用逆推法可知，要生成羰基和羧基→羰基和醛基→2个羟基→2个卤原子→烯烃的溴代反应，所以合成路线为：

2.

【解析】以和(CH3)2SO4为原料制备，首先分析合成对象与原料间的关系。结合上述合成路线中D到E的变化，可以逆推出合成该有机物所需要的两种反应物分别为和；结合B到C的反应，可以由逆推到，再结合A到B的反应，推到原料；结合学过的醇与氢卤酸反应，可以发现原料与氢溴酸反应即可得到。具体的合成路线流程图如下：

【易错通关】

1. 【解析】依据逆推法，若要生成必然要生成，根据已知②可知，生成应该需要环戊烯和2-丁炔，而生成环戊烯必须需要一氯环戊烷，而一氯环戊烷可由环戊烷与氯气发生取代反应而得。合成路线见答案。

2. OCH3 O2NOCH3 H2NOCH3 H3CONHC OCH3

【解析】由苯甲醚（OCH3）制备4﹣甲氧基乙酰苯胺，可先与浓硝酸发生取代反应生成O2NOCH3，发生还原反应生成H2NOCH3，最后与CH3COCl发生取代反应可生成H3CONHC OCH3，则合成流程为： OCH3 O2NOCH3 H2NOCH3 H3CONHC OCH3。

3.

【解析】根据题给条件，仿照异戊二烯的合成，可设计如图合成路线：。

4.

【解析】根据目标产物，以及题中信息，生成，应是OHCCH2CH(OH)CH(OH)CH2CHO发生消去反应生成，依据，推出生成OHCCH2CH(OH)CH(OH)CH2CHO，应是OHC－CHO与CH3CHO发生，乙二醇氧化产生乙二醛，即路线为。

5.

【解析】先由1，2-二氯环戊烷制取1，3-环戊二烯，然后流程中A生成B的信息，将其与丙烯酸甲酯发生加成反应，再与溴加成，最后依据B生成C的信息，将酯基还原为醇，合成路线为：。

6.

【解析】制备，应先制备乙酸和，乙醇氧化可生成乙酸，乙醇消去可生成乙烯，乙烯氧化可生成，与反应生成，进而氧化可生成，再与乙醇发生酯化反应得到目标物，合成路线流程图。

7.

【解析】由已知①和②R-BrR-CNR-COOH可得，1，3-丁二烯与乙烯反应生成；与溴单质加成生成；与HCN取代生成；在酸性条件下水解生成；所以由1，3-丁二烯和乙烯为起始原料制备化合物的合成路线为：。

8.

【解析】由信息③可知合成需要和反应而得，可由叔丁基氯[(CH3)3CCl]经水解、氧化而制得，则制备糠叉丙酮的合成路线为：

。

9.

【解析】以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线是。

10.

【解析】发生消去反应生成苯乙烯，苯乙烯被臭氧氧化为苯甲醛，苯甲醛与NaCN/NH3作用得到，然后在酸性条件下水解得到，发生缩聚反应得到，合成路线见答案。

11.

【解析】A为2-甲基丙烯,与氯化氢加成生成2-甲基-2-氯丙烷,与苯酚发生类似已知ⅱ的反应,其产物再与甲醛发生缩聚反应即可,流程图见答案。

12.   

【解析】乙烯与水发生加成反应生成乙醇，乙醇被氧化为乙酸，在一定条件下被还原为，乙酸与发生取代反应生成，流程图为。