林宏強

（江寧高級中學江蘇南京211100）

有機合成題命題素材的真實性分析

林宏強

（江寧高級中學江蘇南京211100）

以一道常見的有機合成題為研究對象，分析其命題意圖，探討命制該類習題時需注意的素材的真實性和科學性，避免偽合成題的出現(xiàn)。

有機合成；真實性；習題情境；偽合成題

有機合成題是近年江蘇高考命題的熱門題型，該題綜合考查學生有機化學基礎(chǔ)知識（如官能團的性質(zhì)、反應(yīng)條件等）和信息處理能力。各地模擬題中均出現(xiàn)了該題型，以提高學生應(yīng)試水平，而這些合成題的真實性和科學性如何？本文以一道高考模擬題為例［該題流程及（1）～（4）小題略］進行簡要分析。

【例題】“逆合成分析法”創(chuàng)始人哈佛大學Corey在合成赤霉酸的時候需要用到螺環(huán)-烯酮，其利用對苯二酚作為主要原料的合成流程如下。

一、解題分析

本題是一道常見有機合成題，運用逆合成分析法易作如下分析：從目標產(chǎn)物1，4-環(huán)己二醇的結(jié)構(gòu)分析，該物質(zhì)是在環(huán)己烷的1，4位引入兩個羥基，要想實現(xiàn)該步轉(zhuǎn)化首先要在環(huán)己烷的a、b處()各引入一個鹵原子，該步需通過1，3-環(huán)己二烯（）的1，4-加成實現(xiàn)()；共軛二烯烴則需要通過環(huán)己烯()先加成（與X2）后消去（脫去2分子HX）制得，最后逆推至由苯酚催化加氫得到的環(huán)己醇發(fā)生消去反應(yīng)制備環(huán)己烯。

圖1 逆合成分析1，4-環(huán)己二醇的制備

由苯酚制備1，4-環(huán)己二醇包含了官能團數(shù)目及位置的變化，其中涉及了加成、消去、加成、消去、加成、加成及水解等7步反應(yīng)，需要學生掌握逆合成分析法的合成思路（圖1）。根據(jù)高中階段所學基本有機反應(yīng)，將圖1稍加變化便可得到下列流程圖，即該題的參考答案（圖2）。

圖2 原題的合成路線圖

二、題目素材的真實性分析

1.合成原料真實性分析

例題與人教版教材的一道課后習題［1］極為相似；二者最大的不同就是以環(huán)己烷作為基礎(chǔ)原料合成環(huán)己醇（A），而例題則用苯酚催化加氫的方法，這個看似微小的區(qū)別對命題真實性有影響嗎？

【選修5有機化學基礎(chǔ)第三章第四節(jié)《有機合成》習題第2題】二乙酸-1，4-環(huán)己二酯可通過下列合成路線合成（路線圖見圖3，圖中D物質(zhì)即例題的目標產(chǎn)物1，4-環(huán)己二醇），請你寫出各步反應(yīng)的化學方程式，并指出反應(yīng)類型。（提示：路線中（5）的反應(yīng)可利用1，4-加成反應(yīng)）。

圖3 選修5第三章第四節(jié)《有機合成》習題第2題流程圖

2.合成步驟科學性分析

人教版選修5《有機合成》一節(jié)的“學與問［1］”欄目給出了一個思考題：

卡托普利為血管緊張素抑制劑，……各步反應(yīng)的產(chǎn)率如下：

請計算該合成路線的總產(chǎn)率是多少？

就一般的有機合成而言，該流程圖中各步轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高了，均在80%以上，而只經(jīng)過四步的合成，該合成路線總產(chǎn)率也只有58.54%；再看例題的合成路線圖（圖2），共7步反應(yīng)，假設(shè)各步產(chǎn)率為80%，其總產(chǎn)率只有20.97%。若按原路線提高各步產(chǎn)率意義不大，能否縮短合成步驟呢？

王洪軍博士2010年在《分子催化》曾發(fā)表文章《對苯二酚催化加氫制備1，4-環(huán)己二醇的研究》一文，該文主要研究以對苯二酚為基本原料發(fā)生催化加氫反應(yīng)制備1，4-環(huán)己二醇，討論了Ru/C催化劑對對苯二酚加氫反應(yīng)的反應(yīng)條件的影響［2］。該方案的最大優(yōu)點是反應(yīng)步驟少（1步反應(yīng)），在合適條件下，對苯二酚的轉(zhuǎn)化率達到了98.8%，目標產(chǎn)物的選擇性為77.7%。顯然，對苯二酚作為反應(yīng)原料可以大大縮短合成步驟，提高反應(yīng)產(chǎn)率。

三、有機合成命題建議

在近年江蘇高考、競賽（初賽）試題的引領(lǐng)下，各類模擬題中的有機合成題應(yīng)運而生。命制該類試題最為缺乏的便是命題素材，而出于考查學生對基礎(chǔ)有機化學知識的掌握（如反應(yīng)條件、官能團的性質(zhì)等），教師往往會刻意編造出一些合成路線，但其命題素材的合理性和科學性卻有待商榷。倘若僅考慮知識點考查的全面性，會造就大量的偽合成試題的出現(xiàn)，這對形成學生的科學態(tài)度是有百害而無一利的，試題的真實性和可行性必需科學合理。

1.強調(diào)命題素材的真實性

有機合成是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中原料選擇、反應(yīng)原理、反應(yīng)產(chǎn)率等諸多因素的考慮往往環(huán)環(huán)相扣，一條合適的合成路線是若干實踐小結(jié)出的結(jié)果，就一個反應(yīng)溫度的確定或許要經(jīng)過若干次的嘗試，所以我們在命題過程中不能憑空想象，盡量選用較成熟的合成路線；當然考慮到高中學生的知識面，我們要選擇反應(yīng)原理簡單、熟悉，個別未知反應(yīng)可以通過信息的形式給出，也能考查學生運用信息解決實際問題的能力?？v觀江蘇近年高考試題（表1），其中的合成路線素材均采自實際的化工實踐，其科學性不言而喻。

表1 近年高考江蘇卷有機合成題的命題素材分析

2.滿足實際操作的可行性

除了考慮合成背景的真實性以外，其具體操作的科學性也值得命題者認真考慮，如考慮原料及輔料的來源是否廣泛（價格、可持續(xù)性）、是否環(huán)境友好等；反應(yīng)步驟、各步產(chǎn)率如何；目標產(chǎn)物是否有合成價值……

例如以甲苯為基本原料合成多種植物香精中含有的苯甲酸苯甲酯（又稱安息香芐酯，）是有機合成講解過程中的經(jīng)典例題。倘若就高中階段的一般思維方式，我們定將選擇苯甲酸與苯甲醇在濃硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應(yīng)合成該物質(zhì)，而該法中涉及到甲苯光鹵代產(chǎn)物的不確定性（是否均能C.沒感覺，無所謂

1008-0546（2013）01-0083-02

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.033