江蘇 張新中

五步突破有機合成

江蘇 張新中

隨著社會的進(jìn)步，有機物的合成越來越受到社會的廣泛關(guān)注，因此，有機合成題也越來越受高考的青睞，因此全面掌握有機合成的方法尤為重要。目前常見的方法有正向合成法、逆向合成法、三步法等，但從實施情況來看，有的方法不容易被學(xué)生掌握，不知道如何運用；有的方法則不能適用所有有機合成題，因此此考點仍然是中學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。

筆者經(jīng)過認(rèn)真思考，多年實踐，研究出一種有機合成的新方法——“五步法”，以期幫助中學(xué)生迅速解決有機合成路線的設(shè)計。下面給出此方法的具體步驟，并舉例說明。

1.具體步驟

第一步：切割。對比目標(biāo)有機物和所給基礎(chǔ)原料的結(jié)構(gòu)，找出它們之間的差異，然后根據(jù)相同或相似之處，特別是碳原子數(shù)，將目標(biāo)有機物切割成幾個與基礎(chǔ)原料相近的結(jié)構(gòu)。

第二步：轉(zhuǎn)化。利用學(xué)過的知識或題給信息，將基礎(chǔ)原料一一轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝徊街星懈畛鰜淼慕Y(jié)構(gòu)。

第三步：排序。根據(jù)基團(tuán)合成的條件以及反應(yīng)條件對其他基團(tuán)的影響和有機合成遵循的原則，排出最合理的合成順序。

第四步：拼接。將第三步中排列出來的順序進(jìn)行整合、拼接，形成一條合理的合成路線。

第五步：美化。在第四步的合成路線的轉(zhuǎn)化過程中添上適宜的試劑和條件，也可以修正因試劑的加入而導(dǎo)致的基團(tuán)變化。

2.典例分析

第五步：美化。在拼接后的轉(zhuǎn)化過程中添加適宜的試劑和條件，即得如下合成路線：

【例2】有機物M是合成某種治療心臟病藥物的中間體，根據(jù)已有知識和相關(guān)信息，寫出以N為原料制備M的合成路線流程圖（其他無機、有機試劑任用）。

第三步：排序。由第二步分析可知，只有一個順序要確定，即先去碳碳雙鍵，還是先氧化醛基。由于碳碳雙鍵也易被氧化，故應(yīng)先加氫去碳碳雙鍵，此時醛基也會被還原為羥基，然后再將羥基氧化為羧基。雖然酸性KM n O4溶液能將羥基（—OH）直接氧化為羧基（—C O OH），但由于其也能將苯環(huán)側(cè)鏈烴基氧化，故應(yīng)用氧氣逐步氧化。

第五步：美化。由于羥醛縮合在堿性條件下進(jìn)行，故酚羥基（—OH）會轉(zhuǎn)化為酚鈉（—ON a），以后在酸性條件下又會轉(zhuǎn)變?yōu)榉恿u基（—OH），因而除了在拼接后的轉(zhuǎn)化過程中添加適宜的試劑和條件，還要注意基團(tuán)的變化，即得如下合成路線：

【例3】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：

第五步：美化。在拼接后的轉(zhuǎn)化過程中添加適宜的試劑和條件，即得如下合成路線：

【例4】化合物E是一種醫(yī)藥中間體，常用于制備抗凝血藥，可以通過下圖所示的路線合成：

第三步：排序。兩種結(jié)構(gòu)的合成互不干擾，可分兩條線進(jìn)行，故順序不難確定。

第五步：美化。在拼接后的轉(zhuǎn)化過程中添加適宜的試劑和條件，即得如下合成路線：

【例5】鹽酸阿立必利是一種強效止吐藥。它的合成路線如下：

第三步，排序。由題中合成路線C→D可知，醇會使—NHC O CH2CH2CH3中的肽鍵斷開，故應(yīng)先合成酯基—C O O CH3，再合成—NHC O CH2CH2CH3；又由于—NO2轉(zhuǎn)變成—NH2的條件是酸性，而—C O O CH3會發(fā)生水解，從而降低其產(chǎn)率并引入雜質(zhì)，故在合成—C O O CH3之前，應(yīng)先合成—NH2，之前則應(yīng)引入—NO2。

第五步：美化。在拼接后的轉(zhuǎn)化過程中添加適宜的試劑和條件，即得如下合成路線：

3.實戰(zhàn)演練

藥物F具有抗腫瘤、降血壓、降血糖等多種生物活性，其合成路線如下：

由于步驟比較固定，“五步法”應(yīng)該是進(jìn)行有機合成的行之有效的方法，其關(guān)鍵是對比原料和目標(biāo)有機物的結(jié)構(gòu)，確定切割的位置（一般根據(jù)碳原子個數(shù)的多少），再進(jìn)行后續(xù)步驟。方法簡單易學(xué)，中學(xué)生只要在理解的基礎(chǔ)上，通過一定量的練習(xí)，就能熟練掌握應(yīng)用。當(dāng)然，進(jìn)行有機合成時，在運用“五步法”的同時，也可以根據(jù)題目要求和實際情況，靈活使用其他方法，以更好更快地完成任務(wù)。

（作者單位：江蘇省邗江中學(xué)）