高考有机合成路线设计问题直击

2019-02-28广东省佛山市三水区三水中学周曼文

中学生数理化(高中版.高考理化) 2019年2期

■广东省佛山市三水区三水中学周曼文

高考化学命题总是基于学科特点考查学科关键能力和学科核心素养，而关键能力和学科核心素养只有在解决真实情境问题时才能淋漓尽致地表现。近年高考对有机合成路线的考查，既体现了有机合成的重要地位，也贯彻了普通高中化学课程标准和教材的教学要求，能很好地测试考生的独立思考能力和学习潜能。

一、基于教材知识的迁移应用和已知合成路线的关键步骤来设计合成路线

设计有机合成路线时的基本思路：解读题干→解读提示信息→解读流程，要以全面获取关键信息为起点，加工信息，应用信息进行设计，按题目要求规范表述结果。这个过程体现的是对考生信息能力及学科核心素养的要求。基于上述理解，要求同学们具备信息检索能力，具备信息甄别和批判能力，具备对自己认知体系进行补充、重构和优化能力，具备参照经验却又不拘泥于习惯的创新能力。

例1化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

分析：教育部考试中心单旭峰博士认为，目前高考对有机合成的考查思路可以分为三种类型：官能团简单转化、官能团转化与连接、构建新的碳骨架。本题中涉及的合成路线，基本上可视为官能团转化与连接这一种类型，所需迁移应用的关键信息为至于如何由苯甲醇变成卤代烃，则可由教材中乙醇转化为溴乙烷进行迁移应用。进一步解题思路与步骤分析如表1。

表1

技巧点拨：在解题过程中，需要的不仅是知识的再现和输出，还涉及考查考生认知能力和水平，以及因地制宜地解决问题的能力。如本题中直接利用醇氧化成酸的机理，只能将苯甲醇氧化成苯甲酸，但与制备苯乙酸苄酯所需的苯乙酸不同，因此需要重新寻找转化机理，即已知合成路线中的反应②和反应③。

二、基于理解并创新应用教材知识和已知反应式来设计合成路线

高考有机题的呈现一般包含四个部分：题干(题目背景或意义描述)，有机物转化流程图，提示信息(补充信息)，问题。其中题干虽然简略，但都非常明确地阐述了有机物的用途或流程的实践意义。

例2丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下：

分析：本题的合成路线流程图的设计主要属于构建新的碳骨架这一种类型。设计本题合成路线的关键信息为解答该题需要达到学习理解、迁移实践、创新应用的认知水平，如何将单烯烃变成共轭二烯烃，则需要对教材中烯烃→二卤代烃→二烯烃的转化规律的理解与拓展应用，详细的解题思路与步骤分析如表2。

表2

答案：

技巧点报：在分析和解决此类问题过程中，需要同学们分解实际问题(题设情景)，找出应答关键，能够选择和调用储备的有机知识，将它们分解、迁移、转换(联想、类比、模仿和改造)、重新建构。如本题中能否快速调用“环戊烯转化环戊二烯”的知识储备，也是解答关键之一。

三、证据推理在合成路线关键步骤的反应试剂与条件中的应用

近几年高考有机合成路线设计问题几乎都涉及“拓展性信息”，通过信息增加一些陌生知识，考查考生对信息的理解、加工和转化的能力，从而达到良好区分度的命题目标。同时，通过某些“拓展信息”可以对教材进行补充和完善，有利于同学们拓展视野、提升能力以及形成更完善的知识结构。

例3化合物N具有镇痛、消炎等药理作用，其合成路线如下：

参照上述合成路线，以 OH 为原料，采用如下方法制备医药中间体 ═ 。

该路线中试剂与条件1为____，X的结构简式为____；试剂与条件2为____，Y的结构简式为____。

分析：本题侧重考查考生接受、吸收、整合信息的能力，以及在此基础上的分析和解决问题的能力。解答时，同学们需要重点注意两个关键步骤，一是找出原型并进行深度学习，二是学习理解和模仿迁移。分析见表3。

表3

答案或

技巧点拨：信息的不同呈现方式会影响试题的难度，对信息的加工处理是解题的关键，高考试题往往将“关键信息”隐藏在题干中，需要同学们自主辨认、获取、加工和应用才能解决问题。复习备考时要结合实例，了解新型的有机合成反应(特别是在高效催化剂作用下的高产率、高选择性、绿色化的新型反应)。

四、设计有机合成路线的策略

1.强化信息的收集、整合和应用。

研究表明，高考命题的立意包含三个层次：基于知识记忆和理解的知识立意，基于信息迁移、类比推理的能力立意，基于构性分析、证据推理及创新能力的素养立意。设计合成路线要求我们具备信息检索能力，具备信息甄别和批判能力，具备对自己认知体系进行补充、重构和优化的能力，具备参照经验却又不拘泥于习惯的创新能力。因此，我们要关注信息呈现方式，目前有两种信息呈现方式，如例1在合成路线中，而例2在合成路线下的已知反应式中。解题时需要我们能够在题设情景中收集、整理并同化新信息，建构新知识体系，掌握新规律，创造性地解决新问题。

2.积极训练和培养证据推理素养、自主学习能力。

目前高考化学试题对合成路线的设计，通常是给出目标化合物和原料。解题方法是解析原料与目标化合物在分子结构方面的差异，特别是官能团和碳骨架的差异。要求考生利用逆合成分析方法拆解目标有机物，将其逆向分解为中间化合物，并能继续将中间化合物拆解，直至题目提供的原料。基本思路是要求考生独立地获取试题中提供的陌生反应信息，将已学的有机合成反应和题目给出的新反应相结合，以可靠的转化反应为依据，加上合适的反应试剂和反应条件，设计出符合题目要求的合成路线。