江蘇 尤 娟

設(shè)計(jì)合成路線(xiàn)成趨勢(shì)，捕獲應(yīng)用信息是關(guān)鍵

2017年全國(guó)高考理綜卷Ⅰ有機(jī)化學(xué)選修模塊，題型傳統(tǒng)，但考查角度靈活,重在考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的掌握。根據(jù)近五年試題的對(duì)照分析，發(fā)現(xiàn)2017年的試題中有機(jī)合成線(xiàn)路題的難度在提高，要求考生要有較強(qiáng)的信息捕獲能力與信息應(yīng)用能力。

一、近五年全國(guó)理綜卷Ⅰ有機(jī)化學(xué)選修模塊試題分析

以2013—2017年全國(guó)高考理綜卷Ⅰ有機(jī)化學(xué)選修模塊真題為例，分析題中的信息并進(jìn)行歸納，總結(jié)有機(jī)合成題考查的舊知識(shí)、新知識(shí)以及命題趨勢(shì)。

表1 2013—2017年全國(guó)高考理綜卷Ⅰ有機(jī)化學(xué)選修模塊真題

續(xù)表

表2 2013—2017年全國(guó)高考理綜卷I有機(jī)化學(xué)選修模塊考查的新信息及舊知識(shí)

分析2013—2017年的化學(xué)選修模塊試題發(fā)現(xiàn)有機(jī)合成在內(nèi)容上重點(diǎn)考查烯烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯之間的轉(zhuǎn)化及典型反應(yīng)(取代、加成、氧化、還原、消去反應(yīng)等)；在考查形式上最后一小題的有機(jī)合成路線(xiàn)題從無(wú)到有，并慢慢呈現(xiàn)出常態(tài)化趨勢(shì)。區(qū)別于以往的理綜卷I，從2014年開(kāi)始出現(xiàn)將一條合成路線(xiàn)單獨(dú)以一小題的形式考查。由于首次出現(xiàn)，當(dāng)年的有機(jī)合成路線(xiàn)題相對(duì)比較簡(jiǎn)單，給出一條現(xiàn)成的線(xiàn)路，要求學(xué)生回答其中某一步的反應(yīng)條件、反應(yīng)試劑和反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。從2014年的試題中已經(jīng)能感受到該題對(duì)考生閱讀信息、捕獲信息、處理信息能力的要求在提高。2015年開(kāi)始出現(xiàn)以獨(dú)立的一小題要求考生完成有機(jī)合成路線(xiàn)的設(shè)計(jì)，給出原料要求合成目標(biāo)產(chǎn)物，而合成過(guò)程中所需用到的原理、反應(yīng)條件都在試題中隱性給出。有機(jī)合成路線(xiàn)的設(shè)計(jì)區(qū)別于有機(jī)方程式的書(shū)寫(xiě)，路線(xiàn)只需寫(xiě)出反應(yīng)物、有機(jī)產(chǎn)物、反應(yīng)條件，不用配平，不用寫(xiě)無(wú)機(jī)產(chǎn)物?？此谱兒?jiǎn)單了，實(shí)則不然。在設(shè)計(jì)合成線(xiàn)路時(shí)，由于原料與目標(biāo)產(chǎn)物在分子結(jié)構(gòu)上存在較大的跨度，考生要思考的是如何一步一步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，其中包含官能團(tuán)的引入、消除及保護(hù)，還要考慮反應(yīng)步驟的先后順序，以期以最簡(jiǎn)捷的線(xiàn)路合成較純凈的目標(biāo)產(chǎn)物。由于新增了合成路線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)，所以當(dāng)年該題中沒(méi)有出現(xiàn)有機(jī)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)。2016、2017年的有機(jī)合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)題與2015年保持一致，需要從題中獲取信息，而且還要運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，將新舊知識(shí)相結(jié)合。在完成合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生需要具有條理性、整體化的有機(jī)知識(shí)，能靈活、敏捷、準(zhǔn)確地獲取試題所給相關(guān)信息，把已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和新的信息進(jìn)行整合，分析評(píng)價(jià)信息并應(yīng)用新信息解題。如何培養(yǎng)學(xué)生捕獲和應(yīng)用信息的能力，筆者和學(xué)生一起進(jìn)行了如下教學(xué)實(shí)踐。

二、有機(jī)合成路線(xiàn)題的教學(xué)啟示

1.關(guān)注教材，從課本中獲取信息

引領(lǐng)學(xué)生除了關(guān)注課本的基本信息外，還要從課本中獲取拓展信息，讓學(xué)生知曉閱讀和查看文獻(xiàn)或課本是獲取信息的主要途徑之一。在選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中存在一些拓展性的信息。如下表：

表3 蘇教版選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》

對(duì)于課本的拓展信息，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)行分析，提升學(xué)生整合信息的能力。若對(duì)教材中以拓展視野方式給出的“苯環(huán)的大π鍵”從結(jié)構(gòu)角度分析共軛體系形成的條件、共軛體系使分子更加穩(wěn)定的原因，這將有利于學(xué)生理解“烯烴等不飽和烴的對(duì)稱(chēng)加成的主要產(chǎn)物”“鹵代烴或醇消去的主要方向”等一類(lèi)信息；若對(duì)教材中提及的苯的同系物氧化與甲苯、苯酚取代規(guī)則加以引申，闡明基團(tuán)間的相互影響，提出氫活潑性的原因(特別是α - H的活潑性)，這將有利于學(xué)生辨識(shí)、搜集一類(lèi)相關(guān)信息；切斷價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化時(shí)，若能結(jié)合電性分析(碳負(fù)離子、碳正離子)，就能讓學(xué)生深刻理解各種親核、親電反應(yīng)的一般規(guī)律，譬如“鹵代烴與帶負(fù)電荷基團(tuán)的親核取代”“格氏試劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用”等一類(lèi)信息；這將有利于學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中從系統(tǒng)的角度理解各類(lèi)信息的本質(zhì)，形成潛意識(shí)整合信息的習(xí)慣。這些不僅不會(huì)增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，反而會(huì)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

除此之外，在教材習(xí)題中也多次出現(xiàn)一些拓展性信息，引導(dǎo)學(xué)生研究教材中出現(xiàn)的拓展性信息，與給學(xué)生布置課外作業(yè)比較，更能夠充分發(fā)揮教材的功能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、理解信息和應(yīng)用信息的能力。

2.對(duì)比結(jié)構(gòu)，挖掘有用信息

在設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線(xiàn)時(shí)如何從流程中挖掘信息，挖掘什么有用的信息，“對(duì)比”是一種有效“抓手”。即對(duì)比原料和目標(biāo)產(chǎn)物在轉(zhuǎn)化前后結(jié)構(gòu)上的差別，對(duì)比碳架，學(xué)會(huì)切割碳架，以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)在前后轉(zhuǎn)化過(guò)程中哪些地方發(fā)生了變化，從對(duì)比中獲取下列信息：什么地方發(fā)生了變化？怎么變化的？為什么會(huì)這樣變？為什么要這樣變？那么如何從這些對(duì)比中挖掘信息呢？我們可從2016年全國(guó)理綜I第38題第(6)小題舉例分析：“參照上述合成路線(xiàn)，以(反，反) - 2，4 - 己二烯和C2H4為原料(無(wú)機(jī)試劑任選)，設(shè)計(jì)制備對(duì)苯二甲酸的合成路線(xiàn)”。

表4 原料與目標(biāo)產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)上的差別

從目標(biāo)產(chǎn)物分析，苯環(huán)的引入是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，這是考生已有知識(shí)中不具備的，只能從題給的信息中去找。這樣學(xué)生能明確要挖掘的信息就是如何引入苯環(huán)，在題目流程中去尋找，不難發(fā)現(xiàn)有苯環(huán)新生成的步驟。

(截取部分流程路線(xiàn)圖)

事實(shí)上無(wú)論是挖掘流程圖中的信息還是從題給信息中再挖掘隱藏信息都是通過(guò)對(duì)比結(jié)構(gòu)和切割碳鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.應(yīng)用信息，設(shè)計(jì)合理路線(xiàn)

設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線(xiàn)時(shí)最常用的是逆向法：以目標(biāo)產(chǎn)物為起點(diǎn)，向前步步遞推，得出結(jié)論。由于學(xué)生認(rèn)知水平、獲取信息的能力存在差異，設(shè)計(jì)的合成路線(xiàn)可能有好幾種，或是物質(zhì)轉(zhuǎn)變的條件選擇也會(huì)不同，因此課堂中教師應(yīng)善于提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生根據(jù)自己的情況設(shè)計(jì)不同路線(xiàn)，并對(duì)這些路線(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)、修改、整合。這樣不僅可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)表達(dá)、傾聽(tīng)、反思的意識(shí)和能力，更能夠把學(xué)生掌握的知識(shí)和獲取的信息充分展示出來(lái)，使獲取的新信息與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的知識(shí)信息建立聯(lián)系。例如2015年全國(guó)理綜I第38題：A(C2H2)是基本有機(jī)化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(xiàn)(部分反應(yīng)條件略去)如下所示：

第(6)問(wèn)：“參照異戊二烯的上述合成路線(xiàn)，設(shè)計(jì)一條由A和乙醛為起始原料制備1，3 - 丁二烯的合成路線(xiàn)。”

表5 原料與目標(biāo)產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)上的差別

。

所以學(xué)生通過(guò)模仿所給信息可能寫(xiě)出的合成路線(xiàn)有：

路線(xiàn)A:

也有學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)“醇轉(zhuǎn)變?yōu)橄┑臈l件應(yīng)該是濃硫酸加熱”，如路線(xiàn)B:

還有學(xué)生先選擇消去，再加成，如路線(xiàn)C:

路線(xiàn)A、B、C到底選擇哪條路線(xiàn)是最佳的呢？針對(duì)學(xué)生給出的不同答案，要及時(shí)引導(dǎo)其分析、對(duì)比。反應(yīng)條件到底是選擇試題中的條件還是課本上的呢？根據(jù)以往的批卷經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)答案都是按照試題中的反應(yīng)條件給出的，所以在平時(shí)教學(xué)中也要養(yǎng)成習(xí)慣。反應(yīng)條件的選擇優(yōu)先選擇試題信息中給出的。在選擇先加成還是先消去時(shí)，要考慮可能的副產(chǎn)物。如果先消去后加成，則H2的用量很難控制，若H2過(guò)量則會(huì)生成副產(chǎn)物正丁烷。

江蘇省黃埭中學(xué))