化學(xué)鍵切斷法破解有機(jī)流程題

張玉榮

【中圖分類號(hào)】G4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0068-03

分析近幾年江蘇高考化學(xué)卷，每年II卷中都有一道有機(jī)題，其中第5小題就是要求考生書寫有機(jī)物合成的流程圖。從歷年考生反映和我們平時(shí)高考復(fù)習(xí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對有機(jī)物合成的流程圖解決比較困難，得分率低。在我們高考前的多次測試中發(fā)現(xiàn)許多考生干脆就放棄該題的解答。主要原因有這幾個(gè)方面：一、學(xué)生缺少對合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與原料物質(zhì)結(jié)構(gòu)之間建立邏輯思維；二、學(xué)生不能夠分析、應(yīng)用、提取題中給出的信息，并建立橋梁將合成產(chǎn)物和原料聯(lián)系起來；三、學(xué)生對有機(jī)官能團(tuán)的性質(zhì)熟悉度不夠。

面對這些原因筆者在高考化學(xué)復(fù)習(xí)中，抓實(shí)學(xué)生對有機(jī)官能團(tuán)的熟悉的基礎(chǔ)上，通過多個(gè)題型的分析歸納總結(jié)，為學(xué)生總結(jié)了一種適用有效的破解有機(jī)流程題的思維方法——化學(xué)鍵切斷法。幫助學(xué)生分析提取信息，建立邏輯思維，架起原料與產(chǎn)物之間的橋梁。取得了良好的教學(xué)效果。

一、化學(xué)鍵切斷法

1.主要要領(lǐng)：對合成產(chǎn)物分子進(jìn)行化學(xué)鍵的切斷，寫斷鍵后的原分子結(jié)構(gòu)；再斷鍵，再寫二次斷鍵后的原分子結(jié)構(gòu)；……這樣一直逆向到原料。

2.主要步驟：

第一步：對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行斷鍵處理。（找斷鍵處：①官能團(tuán)；②結(jié)合信息和條件）

第二步：從產(chǎn)物出發(fā)結(jié)合條件寫出逆向流程。

第三步：寫出正確的合成流程圖。

3.注意事項(xiàng)：（1）必須充分利用、分析、提取題目流程中信息和題目已知的信息。（2）寫完整每一步的反應(yīng)條件，題中提供的條件優(yōu)先使用。

二、舉例分析

例1（2010江蘇卷19節(jié)選）.阿立哌唑（A）是一種新的抗精神分裂癥藥物，可由化合物B、C、D在有機(jī)溶劑中通過以下兩條路線合成得到。

（5）已知： ，寫出由C制備化合物 的合成路

線流程圖（無機(jī)試劑任選）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標(biāo)物分析：該物質(zhì)的環(huán)酯，因此合成最后一步是酯化反應(yīng)，從酯鍵入手；標(biāo)出該物質(zhì)中的碳原子個(gè)數(shù)，共有6個(gè)碳原子，與原料C物質(zhì)比較還缺兩個(gè)碳原子。因此必須增加兩個(gè)碳原子。

（2）從已知條件分析：該小題的已知條件就是告訴我們?nèi)绾卧黾犹荚訑?shù)。

結(jié)合以上分析得出大致思路：將C物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可以增加碳原子的結(jié)構(gòu)——增加碳原子——氧化成羧酸——酯化合成。

化學(xué)鍵切斷：

第一步：找切斷的化學(xué)鍵，寫切斷后的中間體分子

第二步：結(jié)合信息寫中間的分子和逆向流程：

第三步：書寫正確流程圖：（根據(jù)上面分析由學(xué)生自主書寫）

例2（2011江蘇17節(jié)選）.敵草胺是一種除草劑。它的合成路線如下：

（5）已知： ，寫出以苯酚和乙醇為原料制備 的合成路線流程圖（無機(jī)試劑任用）。合成路線流程圖例如下：

思維分析：

（1）目標(biāo)物分析：該物質(zhì)的酯，因此合成最后一步是酯化反應(yīng)，從酯鍵入手；同時(shí)該物質(zhì)與原料比較發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)是從苯酚出發(fā)得到。

（2）從已知條件分析：從題目流程B 到C及該小題的已知條件告訴我們?nèi)绾卧诒椒拥姆恿u基上連接其他基團(tuán)。

結(jié)合以上分析得出大致思路：將乙醇C轉(zhuǎn)化成乙酸——用氯原子乙酸分子的甲基上的氫——與苯酚鈉取代——與乙醇酯化合成。

化學(xué)鍵切斷：

第一步：找切斷的化學(xué)鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結(jié)合信息寫中間的分子和逆向流程：

第三步：書寫正確流程圖：由學(xué)生自主完成流程圖。

例3（2014江蘇17節(jié)選）非諾洛芬是一種治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物，可通過以下方法合成：

（5）根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息，寫出以 為原料制備 的合成路線流程圖（無機(jī)試劑任用）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標(biāo)物分析：該物質(zhì)與原料對比發(fā)現(xiàn)需增加一個(gè)碳原子，而且這個(gè)碳原子是由氰基提供，同時(shí)氰基可以氧化為羧基。

（2）條件分析：根據(jù)流程中信息，要上氰基，必須先引入溴原子；要引入溴原子需先引入羥基，而且羥基的位置必須是和苯環(huán)直接連接的碳原子。

結(jié)合以上分析得出大致思路：由原料轉(zhuǎn)化為苯乙醇——消去反應(yīng)得苯乙烯——用溴化氫加成——用氰基取代溴原子——將氰基轉(zhuǎn)化為羧基

基團(tuán)的轉(zhuǎn)變和化學(xué)鍵切斷：

第一步：找切斷的化學(xué)鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結(jié)合信息寫中間的分子和逆向流程：

第三步：書寫正確流程圖：由學(xué)生自主完成。

例4（2015江蘇17節(jié)選）.化合物F是一種抗心肌缺血藥物的中間體，可以通過以下方法合成：

（4）已知： ，請寫出以 為原料制備化合物X（結(jié)構(gòu)簡式見下圖1）的合成路線流程圖（無機(jī)試劑可任選）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標(biāo)物分析：化合物X是環(huán)氧結(jié)構(gòu)，與原料的二元醇對比可知在濃硫酸的催化下二元醇可分子內(nèi)失水形成環(huán)氧結(jié)構(gòu)；另外在原料物質(zhì)上要增加甲氨基。

（2）條件分析：根據(jù)該小題的條件可知分子中的氰基可還原為甲氨基，因此只要在原料物質(zhì)上引入氰基；再根據(jù)題中C到D流程信息知氰基可以通過鹵素原子引入。這樣只要在原料分子的碳碳雙鍵加成引入氯原子即可。

結(jié)合以上分析得到大致思路：有原料與氯化氫加成引入氯原子——在濃硫酸催化下進(jìn)行分子內(nèi)失水合成環(huán)氧結(jié)構(gòu)——用氰基取代氯原子——用氫氣還原氰基。或者：由原料在濃硫酸催化下合成環(huán)氧結(jié)構(gòu)——再進(jìn)行氯化氫加成引入氯原子——（同上）。

化學(xué)鍵切斷和基團(tuán)引入：

第一步：找切斷的化學(xué)鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結(jié)合信息寫中間的分子和逆向流程：

第三步：書寫正確流程圖：

（5）根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息，寫出以A和HCHO為原料制備 的合成路線流程圖（無機(jī)試劑任用）。合成路線流程圖示例如下：

參考文獻(xiàn)：

[1]吳春峰 高曉瑩. 淺議有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014.（10）58-60.