有機合成中“成環”問題歸類探究

張浩偉 徐 輝 曹衛國

（1.安徽省靈璧一中 2.安徽省靈璧中學）

有機合成問題是高考的必考點，解答該類問題首先要解決碳骨架的構建.碳骨架的構建過程中不僅涉及碳鏈的增長或變短，也涉及鏈狀轉化為環狀問題，近年來高考有機合成與推斷題中幾乎是“無成環，不合成”.如2021年全國高考乙卷第36題中利用H2O”成環信息合成環狀化合物年全國高考理綜甲卷中涉及“成環反應，2021年廣東卷涉及“”成環反應等.針對不同情況下的“成環”合成問題逐漸成為有機合成中的一個難點，也是高考的一個易錯點.涉及成環的考點，不僅考查有機化學中常見官能團的轉化，還通過成環進一步考查考生的信息提取與利用能力.下面我們針對該問題做一分析探究.

1 探究“成環”的經典反應類型

1)“雙 烯”合成：雙烯合成又叫Diels-Alder反應，是形成六元環的經典反應，在高考中常以信息形式呈現，是考查信息的獲取與應用的熱點話題.其反應原理為

2)醇羥基間脫水反應：反應基本原理源于教材，反應后羥基之間脫水形成醚鍵，如

3)二元酸形成酸酐反應：反應原理為羧基之間脫水形成酸酐，如

4)通過酯化反應成環：反應原理源于教材，如

5)氨基酸成環：該反應原理源于生物教材，關于氨基酸形成多肽常涉及該反應，如

6)半縮醛或縮醛反應：一分子醛與一分子醇發生加成反應生成半縮醛，半縮醛不穩定，在酸性條件下與醇進一步反應，失去一分子水得穩定的縮醛.若分子中既含有羥基，又含有醛基，則通過半縮醛反應可以形成環狀化合物，如葡萄糖鏈狀結構轉化為葡萄糖環狀結構(如下轉化圖示)就是通過該反應轉化而成，高考中常常以信息形式呈現.

2 經典例題探究

例1丹參醇是存在于中藥丹參中的一種天然產物.合成丹參醇的部分路線如圖1所示.

圖1

(1)A中的官能團名稱為_________(寫兩種).

(2)D→E的反應類型為_________.

(3)B的分子式為C9H14O，寫出B的結構簡式：_________.

①分子中含有苯環，能與FeCl3溶液發生顯色反應，不能發生銀鏡反應；

②堿性條件水解生成兩種產物，酸化后分子中均只有2種不同化學環境的氫原子.

解析

該試題在成環問題中注重考查對雙烯合成信息的理解與應用.根據生產流程，借助C的結構特點，由可以得出C由兩部分組成，即；借助已知信息可以得出B→C轉化為雙烯合成，所以B的結構為；最后設計合成路線，以和為原料制備屬于典型的成環反應，也是典型的雙烯合成知識點的應用，逆推可以得出，若要合成可以使用與發生雙烯合成反應分子可以通過發生消去反應得到，則可以通過與Br2發生加成反應得到，由此可以得出完整的合成路線如圖2所示.

圖2

答案(1)碳碳雙鍵、羰基.(2)消去反應.

(5)見解析.

例2吡唑類化合物L是合成醫藥的重要中間體，其合成路線如圖3所示.

圖3

(1)試劑a是_________.

(2)C生成D的反應類型是_________.

(3)D生成E的化學反應方程式是_________.

(4)生成G的化學方反應程式是_________.

(5)H的結構簡式是________.

(6)寫出符合下列條件的I的同分異構體的結構簡式________.

①是反式結構；

②能發生銀鏡反應；

③苯環上的一氯代物有2種；

④1mol該有機物能與2mol氫氧化鈉反應.

(7)K的分子式是C10H8O2，結構簡式是______.

解析

該題注重考查信息的提取與靈活應用能力.試題提供的信息雖然沒有涉及成環信息，但可以根據所給信息提取出來.本題可采用逆推法，根據需要合成的L分子結構，可以將其劃分為三部分，由此逆向推理，可得出E為針對問題(8)，設計成環反應，我們可以借助信息②得，由此進一步推理得出答案.

答案(1)濃硫酸、濃硝酸.

(2)取代(水解)反應.