■廣東省佛山市順德區教育發展中心 潘 紅
■廣東省佛山市順德區李兆基中學 王彥迪
高三復習時間緊、任務重,同學們不僅要“重溫”并“串聯”知識考點形成網絡,自主構建“知識地圖”,還需面對新情境、新問題做到“舉一反三”“遷移運用”,從而提高解題能力,從容應對高考。
高考真題是最直接、最有用的復習資料,重視對歷年高考真題的橫向比較和縱向研究,可以幫助同學們準確把握高考動向,精準識別高考重點,針對試題難點和認知障礙進行有效突破。
對于高考有機化學基礎的復習,我們需要把握重點、突破難點,切實提高復習備考的效率。下面就以近兩年高考全國卷有機選考大題為例,重點介紹有機化學復習的重難點內容——有機合成推斷的突破策略。
近年來高考有機選考大題一般采取“合成路線(框圖)+新信息+設問”的試題結構,具有一定的穩定性和連續性。由于高考試題命制具有“創新性”要求,使得題目中的新信息“層出不窮”,對同學們快速解題造成一定心理上的干擾。
例1H2O,則F、G的結構簡式分別為________、 。
解析:對此新信息(羥醛縮合)進行仔細剖析不難發現,斷鍵和成鍵情況如下:

由F的分子式C7H6O及題給信息知F中應有1個—CHO,剩下—C6H5,故F為苯甲醛,然后“依葫蘆畫瓢”即可快速得出F→G的變化:

答案:略。
點撥:近年來高考有機選考大題中常見的新信息有:羥醛縮合反應、烯+炔→環烯、醛酮與NaCN的加成反應、鹵代烴+NaCN的碳鏈增長反應、—CN在酸性條件下水解成—COOH的反應、酯交換反應、偶聯反應、—NO2還原成—NH2的反應等。這些新信息在選修5教科書中沒有涉及,相關官能團的轉化性質也沒有介紹,不需要我們死記硬背,只需要對反應過程中斷鍵和成鍵的位置做深度“解讀”。
近年來高考有機選考大題的合成路線(框圖)中的有機物信息呈現方式有名稱、分子式、結構簡式等,各有機物之間通過箭頭(→)及箭頭上方標注的反應條件連接,形成制備目標產物的一條完整的合成路線。試題設問點大多落在分子式、命名、結構簡式、官能團名稱、反應類型、同分異構體書寫、有機反應方程式書寫等上面,只要快速推斷出合成路線中每一個中間體的結構簡式,以上問題便能迎刃而解。下面以高考真題和改編題為例,在對題給合成路線進行多角度的動態分析的基礎上,探尋快速突破有機合成推斷的策略與方法。
例2以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質轉化平臺化合物。E是一種治療心絞痛的藥物,以葡萄糖為原料合成E的過程如下:

回答下列問題:
(1)葡萄糖的分子式為____。
(2)A中含有的官能團的名稱為____。
(3)由B到C的反應類型為____。
(4)C的結構簡式為____。
(5)由D到E的反應方程式為____。
解析:由葡萄糖為六碳糖及“還原糖”(多羥基醛)的定義可知,葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,在催化劑作用下與氫氣發生醛基的加成反應生成A[CH2OH(CHOH)4CH2OH],A在濃硫酸的作用下發生分子內脫水反應(或稱成醚反應)生成B(分子式C6H10O4),對比B和C的分子式(C6H10O4→C8H12O5)可知,B與1 molCH3COOH發生酯化反應得到C()。同樣地,對比C與D的分子式(C8H12O5→C8H11NO7)可知,C生成D是C分子中另一個羥基與硝酸發生酯化反應(即—OH 上的 H 被—NO2取代)得到 D(),D在氫氧化鈉溶液中水解生成E(),至此解答完畢。
答案:(1)C6H12O6(2)羥基
點撥:(1)本題的“題眼”是葡萄糖的結構簡式,由其分子式C6H12O6(六碳糖)及“還原糖”(多羥基醛)的定義,便能順利寫出葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO;由葡萄糖結構簡式出發,結合合成路線中箭頭(→)上的“反應條件”知,依次是“醛基與H2加成、多元醇分子內脫水成環(類似乙醇脫水成乙醚)、醇酸酯化、硝化(醇羥基—OH中的—H被—NO2取代)、酯的水解”,這些都是課本上出現的常規反應。
(2)本題還需特別注意一個實用推斷策略,即對比有機物轉化前后的分子式,結合結構簡式和反應條件,快速判斷出反應的類型。如對比B和C的分子式(C6H10O4→C8H12O5)可知發生一元酯化反應,對比C和D的分子式(C8H12O5→C8H11NO7)可知發生—OH上的H被—NO2取代的硝化反應。
例3二乙酸-1,4-環己二醇酯可通過下列路線合成:

試確定上述合成路線中A、B、C、D的結構簡式以及各步驟的反應類型。
解析:根據目標產物倒推,即可推出合成路線:

反應類型分別為:(8)酯化反應;(7)水解反應;(6)加成反應;(5)加成反應;(4)消去反應;(3)加成反應;(2)消去反應;(1)取代反應。
答案:略。
點撥:從目標產物到原料反推,即涉及復雜有機物的合成路線時常用逆合成分析法。它是將目標產物倒退一步尋找上一步反應的中間體,依次倒推,直到找到最適宜的基礎原料和確定最終的合成路線。
例4化合物H是一種有機光電材料中間體。實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:

回答下列問題:
(1)A的化學名稱是____。
(2)由C生成D和由E生成F的反應類型分別是____、____。
(3)E的結構簡式為____。
(4)G為甲苯的同分異構體,由F生成H的化學方程式為____。
解析:從前到后順推,對比題給信息①及由A到B的反應條件(CH3CHO,NaOH/H2O,△)可 知,A(芳 香 族 化 合 物)為C6H5CHO(苯甲醛);對比 B(C9H8O)→C(C9H8O2)→D(C9H8Br2O2)的分子式及轉化條件,可知B為 C6H5CH═CHCHO,C為C6H5CH═CHCOOH,D 為C6H5CHBrCHBrCOOH。
從后到前逆推,對比題給信息②及由F到H的反應條件(催化劑),對有機物H進行“切割”,左側圈內結構來源于G(甲苯的同分異構體),圈外結構來源于F,則G為,F 為結 合E→F的反應條件,由F繼續逆推,則E為
答案:(1)苯甲醛 (2)加成反應 取代反應
點撥:有機物的推斷過程中不僅可以采取從原料到目標產物順推的策略,亦可采取從目標產物到原料反推的策略,當然也可以綜合起來雙管齊下,靈活采取“瞻前顧后,左右擠兌”的策略。此策略的關鍵是找到“題眼”,即先確定一個結構明晰的有機物,如例4中的A和H。

值得注意的是,第(2)問的解答可以由C→D和E→F的反應條件快速突破,不難看出分別發生了加成反應和取代反應。
縱觀近兩年的高考有機選考題不難發現,合成路線中總有熟悉的簡單物質、熟悉的轉化條件和常見的反應類型,這些都體現了高考試題“源于課本”的特點,在復習備考中可以采取從典型代表物之間的轉化關系、轉化條件或反應類型的角度全方位多視角地夯實有機化學基礎知識,在此基礎上再面對高考題中“高于課本”的復雜新材料、新藥物等真實合成路線時,就能快速入題,從容解答。