化學鍵切斷法破解有機流程題

張玉榮

【中圖分類號】G4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0068-03

分析近幾年江蘇高考化學卷，每年II卷中都有一道有機題，其中第5小題就是要求考生書寫有機物合成的流程圖。從歷年考生反映和我們平時高考復習發(fā)現，學生對有機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)現許多考生干脆就放棄該題的解答。主要原因有這幾個方面：一、學生缺少對合成產物結構進行有效分析，產物結構與原料物質結構之間建立邏輯思維；二、學生不能夠分析、應用、提取題中給出的信息，并建立橋梁將合成產物和原料聯系起來；三、學生對有機官能團的性質熟悉度不夠。

面對這些原因筆者在高考化學復習中，抓實學生對有機官能團的熟悉的基礎上，通過多個題型的分析歸納總結，為學生總結了一種適用有效的破解有機流程題的思維方法——化學鍵切斷法。幫助學生分析提取信息，建立邏輯思維，架起原料與產物之間的橋梁。取得了良好的教學效果。

一、化學鍵切斷法

1.主要要領：對合成產物分子進行化學鍵的切斷，寫斷鍵后的原分子結構；再斷鍵，再寫二次斷鍵后的原分子結構；……這樣一直逆向到原料。

2.主要步驟：

第一步：對產物結構進行斷鍵處理。（找斷鍵處：①官能團；②結合信息和條件）

第二步：從產物出發(fā)結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：（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（無機試劑任選）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標物分析：該物質的環(huán)酯，因此合成最后一步是酯化反應，從酯鍵入手；標出該物質中的碳原子個數，共有6個碳原子，與原料C物質比較還缺兩個碳原子。因此必須增加兩個碳原子。

（2）從已知條件分析：該小題的已知條件就是告訴我們如何增加碳原子數。

結合以上分析得出大致思路：將C物質轉化成可以增加碳原子的結構——增加碳原子——氧化成羧酸——酯化合成。

化學鍵切斷：

第一步：找切斷的化學鍵，寫切斷后的中間體分子

第二步：結合信息寫中間的分子和逆向流程：

第三步：書寫正確流程圖：（根據上面分析由學生自主書寫）

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（無機試劑任用）。合成路線流程圖例如下：

思維分析：

（1）目標物分析：該物質的酯，因此合成最后一步是酯化反應，從酯鍵入手；同時該物質與原料比較發(fā)現該物質是從苯酚出發(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如何在苯酚的酚羥基上連接其他基團。

結合以上分析得出大致思路：將乙醇C轉化成乙酸——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。

化學鍵切斷：

第一步：找切斷的化學鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結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濕性關節(jié)炎的藥物，可通過以下方法合成：

（5）根據已有知識并結合相關信息，寫出以 為原料制備 的合成路線流程圖（無機試劑任用）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標物分析：該物質與原料對比發(fā)現需增加一個碳原子，而且這個碳原子是由氰基提供，同時氰基可以氧化為羧基。

（2）條件分析：根據流程中信息，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。

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

基團的轉變和化學鍵切斷：

第一步：找切斷的化學鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結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（結構簡式見下圖1）的合成路線流程圖（無機試劑可任選）。合成路線流程圖示例如下：

思維分析：

（1）目標物分析：化合物X是環(huán)氧結構，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失水形成環(huán)氧結構；另外在原料物質上要增加甲氨基。

（2）條件分析：根據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上引入氰基；再根據題中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——在濃硫酸催化下進行分子內失水合成環(huán)氧結構——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)氧結構——再進行氯化氫加成引入氯原子——（同上）。

化學鍵切斷和基團引入：

第一步：找切斷的化學鍵，寫切斷后的中間體分子：

第二步：結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）根據已有知識并結合相關信息，寫出以A和HCHO為原料制備 的合成路線流程圖（無機試劑任用）。合成路線流程圖示例如下：

參考文獻：

[1]吳春峰 高曉瑩. 淺議有機合成路線的設計 中學化學教學參考，2014.（10）58-60.