序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇有機合成的方法范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

有機合成是有機物的性質的應用，要求學生熟練掌握好各類有機物的組成、結構、性質、相互衍生關系以及重要官能團的引入和消去等基礎知識。在前三節的學習中，學生掌握了醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的結構特點、物理性質、化學性質以及用途等方面的知識。學生的邏輯思維能力以及信息遷移能力有了顯著提高,通過本節課的學習,學生將會認識到合成的有機物與人們生活的密切關系.對學生滲透熱愛化學、熱愛科學的思想教育；通過有機物逆合成分析法的推理，進-步培養學生邏輯思維能力以及信息的遷移能力。

二、學生分析

1.學生已有知識分析：已知各類有機物的性質

烷烯炔苯及苯的同系物、鹵代烴、醇、苯酚、醛、羧酸、酯的性質。

2.學生思維能力要求：充分運用正向思維和逆向思維方法,掌握有機合成的解題方法,特別是逆向合成分析法。通過教材例題掌握逆合成分析法的解題思路，并能熟練運用。

三、新課程標準要求

1、舉例說明烴類物質在有機合成和有機化工中的重要作用；

2、認識鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結構特點，知道它們的轉化關系

四、教學目標

1、知識與技能目標：

①掌握烴及烴的衍生物性質及官能團相互轉化的一些方法

②了解有機合成的基本過程和基本原則

③掌握逆向合成法在有機合成用的應用

2、過程與方法目標：

①通過小組討論，歸納整理知識，培養學生對物質性質和官能團轉化方法的歸納能力

②通過有梯度的與生活實際相關的有機合成的訓練，培養學生的逆合成分析法的邏輯思維能力

③通過設計情景問題，培養逆合成分析法在有機合成中的應用能力

3、情感、態度與價值觀目標：

①培養學生理論聯系實際的能力，會結合生產實際選擇適當的合成路線

②通過對新聞資料的分析，使學生關注某些有機物對環境和健康可能產生的影響，關注有機物的安全生產和使用問題

③通過逆合成分析法的研究，培養學生邏輯思維的能力

五、教學重、難點：

①官能團相互轉化的方法歸納

②逆合成分析法在有機合成過程分析中的應用

教學難點：

逆合成分析法思維能力的培養

六、教學方法、手段：

①新聞材料分析，分組討論，引導啟發、激發思考、情景問題的創設與解決、多媒體

②針對難點突破而采用的方法：通過設置有梯度的情景問題，分三步，讓學生由淺入深的進行合成訓練，在動手訓練中自己體會、掌握逆合成分析法的思維方法

七、課時安排：1課時

八、教學過程設計：

教師活動

學生活動

設計意圖

【引入】

多媒體展示與PVC保鮮膜有關的“新聞鏈接”以及“資料卡”，創設一個與生活密切相關的合成情景引入新課（資料見后附表）

【情景創設1】

你能夠根據已學的知識，利用一些常用的原材料，合成PVC嗎？

【教師評價】

讓學生把自己的方案寫到黑板上，做出評價

【新課】

教師作歸納，以PVC的合成為例，引出有機合成的過程，以流程圖直觀展現

【過渡】

實際上很多時候有機合成是不能一步到位的，那我們要學會分析比較目標化合物和基礎原料之間在骨架構建和官能團轉化的聯系，這就要求我們掌握一些官能團的引入或轉化方法。請同學們以學習小組為單位，共同討論完成“思考與交流”

歸納內容

【教師引導】觀察學生的討論情況，做出適當的引導

【教師評價】提問不同小組學生的討論成果，作出肯定與評價，引導學生做好歸納總結

【過渡】當我們掌握了一些官能團的引入或轉化方法后，就要學會把這些方法應用到有機合成過程中了

【情景創設2】

在日常生活中，飲料、糖果中常常添加一些有

水果香味的酯類香料，例如具有蘋果香味的戊酸戊酯，你能利用1-戊烯為原料合成戊酸戊酯這種香料嗎？

【教師評價】

對學生的成果作出評價，及時糾正錯誤；

引導學生思考總結逆合成分析方法的思路

【過渡】

我們發現，在分析合成路線的時候，可能會出現要對不同原料或合成路線的選擇，那么

【情景問題創設3】

想一想：結合生產實際，同學們，你認為在選擇原料和合成途徑時，你應該注意一些什么問題？

【教師歸納】

選擇有機合成路線應遵循的一些原則：

???反應條件必須比較溫和

?產率較高

?原料地毒性、低污染、廉價

【過渡】

逆合成分析法是在設計復雜化合物的合成路線是，它是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體，該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物。而這個中間體的合成也是從更上一步的中間體得來的。依次倒推，最后確定最適宜的基礎原料和最終的合成路線。下面，我們就利用這種分析法，來完成這一道練習：

【例題練習】

試用逆合成分析法研究合成草酸二乙酯的路線

【小結】

本節我們要重點掌握：

1、一些常見官能團引入的方法

2、在有機合成中應用逆合成分析法

【作業布置】

1、課后習題1、3題

2、思考課本P64學與問

通過閱讀新聞資料，聯系已學知識，解決一個合成問題，初步體會合成的過程與方法

【活動1】

遷移已學知識解決新問題，寫出方程式

自我評價

形成對有機合成的基本過程的認識，初步了解有機合成的思路

【活動2】

以學習小組為單位進行討論，共同合作完成“思考與交流”的歸納

在評價過程中自我糾正錯誤，對官能團的引入和轉化方法做出更準確的歸納

【活動3】

利用已學的知識，解決問題，尋找出合成路線

自我評價

受啟發，思考

思路分析

聯系生活中的實際，思考選擇有機合成路線應遵循的一些原則，

各抒己見

應用逆合成分析法完成練習，分析思路，寫方程式。

自我評價

總結歸納本節知識，

了解課堂學習重點

創設情景，聯系時事新聞、生活實際，激發學生學習興趣；

設計一個較容易的實際合成訓練，為培養有機合成的分析方法作鋪墊，作為完成后面的練習做準備

以學生所做的練習做過渡，引出有機合成過程，培養學生理論聯系實際的能力

通過小組合作，培養學生的合作能力，而且本活動要求學生有一定歸納能力，學生之間可以互補

培養學生歸納總結的能力

培養學生邏輯思維的能力，對知識的應用能力

初步培養學生的逆合成分析法的思維能力

設計一個中等難度的實際合成訓練，為培養有機合成的分析方法作鋪墊，作為完成課本中有一定難度的例題做一個過渡

培養學生的理論聯系實際的能力

進一步培養逆合成分析法的思維，在訓練中掌握逆合成分析法在有機合成中的應用

將課本的學與問部分留給學生課后思考交流，將在下一課時作出評價

附表1：

新聞鏈接：

?2005年9月2日,中國包裝網刊登了題為《美國:保鮮膜包食品有害健康》的文章,指出PVC含有致癌物

九.教學資源建議：

1、為了增強學生的理性和感性認識，可利用大量的圖片信息、flas和視頻材料。

例如在對不同有機物的相互轉化的教學中可利用動畫模擬轉化過程中官能團中舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程，讓學生從立體的角度對有機合成有一個理性的理解。

2.充分利用人民教育出版社的相關網站及教師研修網等查詢所須內容。

例如：對某些教學內容的教學圖片和圖片，可以充分利用網站:資源。

篇(2)

關鍵詞：有機合成 閃速化學 微反應器

有機合成是人類改造、創造世界的有力工具，是有機化學不可分割的重要內容，其發展水平直接關系到有機化學研究的發展。近年來，隨著我國社會經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，在有機合成化學領域也取得了許多令人矚目的成績，例如生物活性天然產物合成、金屬參與有機合成等方面有很多突破性的成果，并逐漸從物理有機化學向化學生物學、計算化學、綠色化學等領域發展，科研與生產能力得到了大幅度的提升。本文對閃速化學的原理與應用進行研究，旨在發揮新理念、新技術的優勢，更好的促進我國有機合成化學的發展。

一、有機合成化學發展回顧

據統計，目前已知的有機化學反應數量達到3000多個，被廣泛應用的有200多個，并且不斷有新的有機合成被研發出來投入應用，這些有機化學反應直接催生出2000多萬種有機化合物。在有機合成化學領域研究中，合成路線、合成策略、合成方法需要兼顧原子經濟性、高效性、環境友好等原則，通過科學合理的合成設計與巧妙的方法確保有機合成的綜合效益。

在1902年至2005年前，諾貝爾化學獎有25項給予了對有機合成領域有突出貢獻的科學家，可見有機合成的重要地位及其發展速度之快。最近幾十年來有機合成領域發展速度進一步加快，傳統有機合成已向綠色合成轉變，并滲透到生命科學等學科中產生了巨大的推動作用，組合化學、正向合成分析等理論與技術為精細化學品的研發提供助力，超聲波、微波等技術的應用日益廣泛，微生物、人工酶的利用工藝日益精湛，很好的體現了有機合成的創造性魅力，為人類的生產生活提供方方面面的支持和幫助。

二、閃速合成目標化合物的原理及特點

在有機合成過程中，我們通常要考慮如何在不降低產物收率的情況下更大幅度的減小反應時間，而一般情況下二者相互矛盾難以統一，降低反應時間往往導致反應過程無法有效控制，最終導致產物收率降低，甚至生成許多副產物。為了有效解決這一問題，Yoshida提出了閃速化學的方法，并在聚合物快速合成中實驗成功。其實早在上個世紀該理念便已體現在有機合成中，例如我們所熟知的閃速真空熱解技術即是利用載氣將前驅物帶入裂解室快速獲得產物，但因無法控制反應過程僅停留在理論層面。

新世紀以來微反應器技術的應用使閃速化學的實現成為了可能，微反應器的結構特點決定了其具有高效的熱轉換能力，可以對反應溫度進行有效控制，能夠快速、精確混合反應物料，并且精確控制滯留時間、快速實現物質分離轉移，避免不必要的副產物生成。借助微反應器的諸多功能優勢，閃速化學得以真正在有機合成中得到應用，對提高合成產物的產量和效率做出了重大的貢獻。

閃速化學反應包括五種類型，主要針對有活性物質參與，或是易生成副產物、產物不穩定、放熱劇烈以及需要高活性激發源的有機合成反應。閃速化學反應的特點主要是反應時間短，需要對反應物分子通過熱激發、微波輻射等方式進行活化，并且往往產生敏感的高活性物質。

三、閃速合成目標化合物的應用

閃速化學的應用領域十分廣泛，可以在氧化、酰化、取代、縮合等反應過程中應用，借助微反應器可以完成許多常規容器中無法實現的反應。下文中將進行列舉分析。

1.中間體易分解反應中的應用

在常規容器中中間體易分解的反應，可以利用微反應器的滯留時間控制能力，在中間體分解前轉移到后續反應，使化學合成得以順利實現。例如以醇制備羰基化合物時需要進行低溫 Swern-Moffatt 氧化，反應過程需要在零下50℃條件下進行以抑制副產物生成，而利用微反應器，在20℃條件下將滯留時間控制在0.01s產物收率高達90%，與使用常規容器相比不僅對反應條件限制更小，而且產物收率更高。又如羥醛縮合反應中生成的烯醇鹽活性高不易積累，而借助微反應器控制滯留時間將其快速轉移，僅用15s即可生成高產率的合成產物。另外如溴鋰置換反應等均可通過控制中間體滯留時間來實現閃速置換。

2.易生成副產物反應中的應用

為了提高合成反應速度通常需攪拌反應體系，導致難以研究動力學過程和產品選擇性，需要依靠降溫等方式來減慢反應速率。而憑借微反應器可以在自然速率下控制反應，獲得動力學信息，得到選擇性產物。例如通過微反應器控制格式反應能夠抑制多取代產物的生成，其他如微反應器中的芳香化合物碘化反應也可提高產物選擇性。

3.產物易分解反應中的應用

許多有機合成反應產物穩定性差，滯留時間長會分解從而降低收率，憑借微反應器中的閃速合成可以精確控制滯留時間，避免產物分解。例如β-羥基酮的酸催化脫水反應在微反應器中用氫氧化鈉溶液冷浸停止，能夠有效降低產物滯留時間，避免酸催化產生的環化產物等副產物，獲得接近100%純度的產物。

4.高放熱反應中的應用

對于高放熱反應常規方法是控制反應速率，然而局部過熱現象難以避免，利用微反應器可以及時導出熱量，對反應溫度進行有效控制，從而提高產物收率和反應速率。有文獻研究證實，憑借微反應器對氟化反應的放熱量和反應溫度進行控制具有顯著效果，類似的研究還有硝化反應、鹵素與金屬置換反應等等。

四、結語

有機合成是化學研究領域的重要內容，推動有機合成化學的發展對于經濟發展與科技進步具有積極意義。閃速化學借助微反應器的功能優勢，能夠更高速、高效的完成許多常規容器內無法實現的合成反應，對于有機合成化學的發展有著重要的促進作用。但是關于閃速化學的研究與應用尚不成熟，未來需要進一步深入研究，將其推向工業生產，以滿足現代生產生活對分子快速合成的需求。

參考文獻

[1]（美）卡雷，（美）松德貝里.高等有機化學：反應與合成[M]. 科學出版社，2009.1.

篇(3)

關鍵詞：有機合成 逆合成分析 切斷 官能團

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0112-02

1824年，德國化學家魏勒（Wohler）在蒸發氰酸銨的水溶液時，意外地得到了一種白色晶體―尿素。這是第一個人工合成的有機化合物，開創了有機化合物人工合成的新紀元。有機合成是一個富有創造性的領域，它不僅要合成自然界含量稀少的有用化合物，也要合成自然界不存在的、新的有意義的化合物。有機合成的基石是各種類型的有機反應以及組合這些有機反應以獲得目標化合物的合成設計及策略。

有機合成是有機化學的中心，有機合成的教學貫穿于整個有機化學課程的教學過程中，也是有機化學課程的教學目的所在。在講解各類有機化合物的制備時，其實就是進行有機合成，只不過這類合成比較簡單，通常一眼就可以看出由什么原料來制備，由原料到產物所經反應步驟也不會太長。但對于復雜有機化合物分子的合成，特別是那些具有特殊結構的新物質的合成，就很難看出由哪些原料，經過什么反應來制備。這就必須從所要合成產物的分子結構著手，通過逆推得到簡單的起始原料，即“逆合成分析”[1]。逆合成分析于20世紀60年代由哈佛大學教授科瑞（E.J.Corey）提出的[2]，該法是針對目標分子（target molecule，簡寫為TM），通過化學鍵切斷（disconnection，簡寫為dis，在反應式中，切斷用波紋線表示）的方法得到目標分子的前體，這些前體用已知的反應可重新生成目標分子。上述過程反復進行，直至前體為簡單的起始原料（start molecule，簡寫為SM）。逆合成分析用雙線箭頭“”表示。將逆合成分析逆轉，加上試劑、條件并作適當修改，即得合成設計方案（圖1）。

由此可見，逆合成分析的關鍵是如何進行化學鍵的切斷。因為任何有機化合物分子，特別是復雜的有機化合物分子中都含有很多化學鍵，切斷時，確定如何把它分割成更小的部分以及應當打破哪一個化學鍵是極其重要的。一個好的切斷應同時滿足三點：（1）有合適的反應機理，即切斷后所得的分子碎片（正、負離子或自由基）有對應的合成等價物。（2）最大可能的簡化。（3）給出認可的原料。除烷烴外，一般有機化合物都含有官能團，目標分子中的官能團是確定切斷位置的最好方法。在逆合成分析的過程中，有時需要進行官能團的轉換（functional group interconversion，簡寫為FGI，由一種官能團轉換成另一種或幾種官能團，包括官能團的引入和官能團的消除）來達到實現好的切斷的目的[3]。筆者根據多年的教學經驗，總結了含不同官能團化合物的逆合成策略，并運用實例加以闡明，以期學生能運用逆合成分析的方法去進行合成設計，在進行合成設計的過程中增強運用各種有機化學反應的能力和技巧。

1 含一個官能團化合物的切斷

對于單官能團化合物通常在官能團旁或附近切斷。這里需要強調的是：醇是有機合成的重要中間體，醇可通過簡單的反應轉變成含其他官能團的各簇化合物（圖2），而各種結構的醇本身很容易通過格利雅（Grignard）試劑或烷基鋰試劑與含羰基化合物的親核加成或與環氧化合物的開環反應來合成。因此，對于只含一個官能團化合物的合成，在可能的情況下我們可以先把它通過FGI，轉變為醇的合成（例1）。

例1 如何用苯和不超過兩個碳的化合物合成（TM 1）

逆合成分析如圖3。

分析：（1）官能團轉換，把酯基轉變為相應的醇，使合成大為簡化。（2）該步的切斷是利用對稱的二級醇可以通過Grignard試劑與甲酸酯反應來制備。（3）鹵代烴與金屬鎂反應可制備Grignard試劑。（4）又是官能團轉換，鹵代烴的合成轉變成醇的合成。（5）環氧乙烷與Grignard試劑反應可以制備多兩個碳的伯醇。（6）苯通過溴代，再與鎂反應，很容易制備苯基溴化鎂。因此，制備TM 1所使用的原料有：苯，環氧乙烷，甲酸甲酯，乙酸。（無機試劑略去）

2 含兩個官能團化合物的切斷

由于篇幅所限，這里我們只考慮含碳的官能團。根據兩個官能團的位置關系，又可分為以下幾種。

2.1 1，2-雙官能團化合物的切斷

1，2-雙官能團化合物常見的有α-氰醇、α-羥基酸、α-羰基酸、α-羥基酮、1，2-二醇、1，2-二酮等。在進行逆合成分析時，通常將接有官能團的兩個碳原子之間的鍵切斷。該類切斷運用的反應有醛酮和HCN的親核加成、苯偶姻（Benzoin）縮合反應、酮或酯的雙分子還原、烯烴的部分氧化、環氧化合物的開環等。

2.2 1，3-雙官能團化合物的切斷

1，3-雙官能團化合物常見的有β-羥基醛（酮、酸、酯）、β-羰基酯、1，3-二酮以及α，β-不飽和羰基化合物等。這些化合物可以通過α，β-之間的碳碳鍵的切斷得到合理的合成等價物。它們的正向合成反應主要包括羥醛（Aldol）縮合、克萊森（Claisen）酯縮合、迪克曼（Deckmann）酯縮合、酮酯縮合、瑞弗馬斯基（Reformatsky）反應、烯胺的?；?、活性亞甲基化合物的?；?。

2.3 1，4-雙官能團化合物的切斷

1，4-雙官能團化合物有γ-羰基酸（酯）、1，4-二酮等，逆合成分析主要在中間鍵斷開。乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等含活性亞甲基的化合物以及酰胺與α-鹵代羰基化合物的反應是制備1，4-雙官能團化合物的重要方法。

2.4 1，5-雙官能團化合物的切斷

典型的1，5-雙官能團化合物有1，5-二酮、1，5-酮酸、1，5-酮酯以及1，5-二酸，這類化合物可以對兩個中間鍵之一進行逆向切斷。含有活潑氫的化合物（如乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等）與α，β-不飽和羰基化合物進行的邁克爾（Michael）加成反應是構建該類分子骨架的重要反應。

2.5 1，6-雙官能團化合物的切斷

1，6-雙官能團化合物的變換常使1，6位逆向連接得到環己烯或其衍生物，因此環己烯及其衍生物的氧化是制備1，6-雙官能團化合物，尤其是1，6-二羰基化合物的常用反應，而環己烯及其衍生物可以由狄爾斯-阿德爾（Diels-Alder）反應得到。

綜上所述，對于雙官能團化合物的合成，根據兩個官能團的位置關系，我們有不同的合成策略。若所要合成的目標分子含有兩個以上的官能團，此時不同的官能團之間將有不同的位置關系，那么在進行逆合成切斷時，總是本著最大程度簡化目標分子的原則進行分析（例2）。

例2：合成目標分子

（TM 2）

逆合成分析如圖4。

分析：在目標分子TM 2里，共有四個官能團：三個酯基，一個羰基，它們的位置關系有1，3-位，1，4-位和1，5-位。經過分析，首先考慮1，3-雙官能團的切斷，對應的正向反應是迪克曼酯縮合；得到的前體A再經過1，5-雙官能團切斷進一步簡化得前體B，此步利用的反應是邁克爾加成；前體B經1，4-雙官能團切斷得最終的簡單的原料，利用的反應是丙二酸二乙酯的活性亞甲基與α-溴代酯的反應。

有機分子骨架構建、官能團的引入和轉換以及反應的立體化學控制是有機合成中的三個方面的任務，其中有機分子骨架的構建，通常是碳碳鍵的構建是最基礎的有機合成工作。本文主要介紹利用目標分子中官能團及官能團之間的位置關系對有機化合物進行碳碳鍵的構建的逆合成策略，并總結了實現這些策略所需運用的基本有機反應。當然，學生要想熟練運用這些逆合成策略，除了需要熟練掌握基本有機反應外，還需要加強練習，在不斷練習的基礎上總結經驗，最終做到“胸有成竹”。

參考文獻

[1] 巨勇，趙國輝，席嬋娟.有機合成化學與路線設計[M].清華大學出版社，2002.

篇(4)

關鍵詞： 香豆素 水楊醛 有機合成 試題分析

有機合成與推斷是目前高考中主要的考查模塊，通過該題型的考查方式能考查學生對有機化合物的結構與性質模塊知識點的融會貫通能力?？v觀近幾年的高考與各地模擬試題，對天然產物和藥物合成的考查幾乎每年出現，現以關于香豆素合稱為例進行介紹。

1.香豆素及其合成方法簡介

香豆素及其衍生物是天然產物中一類重要的化合物，因具有多種生物活性及藥理活性引起了天然藥物化學家的極濃厚的興趣。首個天然香豆素（coumarin）是由Vogel在1820年從圭亞那的零陵香豆（即黃香草木樨）中獲得的[1]。

香豆素的最基本結構單元為苯并α-吡喃酮，可當做順式鄰羥基桂皮酸脫水形成的內酯。據生物合成途徑發現大部分的香豆素母核上常有羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等取代基。

香豆素的化學合成方法眾多，如Perkin反應、Knoevengol縮合、Ponndorf反應、Wittig反應、Pechmann反應、Houben-Hoesch反應、Baylis-Hillman反應、Vilsmeier-Haack反應等，其中有些方法在經歷了幾十年甚至上百年的試驗后，在現代香豆素合成中仍然扮演著重要角色，這些方法操作簡便、儀器試劑條件易行、反應快捷、應用范圍廣泛[2]。近年來，科學家們發展了利用過渡金屬催化的方法高效實現了母核內酯環的構建，豐富了香豆素衍生物的多樣化合成。在上述的這些合成方法中Perkin反應最經典，主要以水楊醛（鄰羥基苯甲醛）與乙酸酐為原料在堿催化的作用下完成香豆素的合成，在中學階段以香豆素為題材的知識點的考查多以此反應為主。

2.涉及香豆素的背景信息試題分析

以香豆素為題材的試題在魯教版教材《有機化學基礎》[3]中作為練習題的方式師生已不再陌生，該題設置問題的方式簡明扼要，對學生了解有機合成的逆反應合成分析具有很高價值。

2.1香豆素的結構鑒定分析

高考考試大綱上明確要求學生“了解確定有機化合物結構的化學方法和物理方法”，近幾年各省市對該方面的要求也進行了考查，這就要求學生對有機分子中的官能團參與化學反應的性質掌握到位。

2.2香豆素及其衍生物的合成

歷年的高考試題中，考查具有重要價值的有機化合物的合成是有機合成與推斷的命題主流。有機化合物的性質變化多樣、內容相對獨立，這就要求熟練掌握各類有機物的組成、結構、性質及相互間的衍生關系，密切起始反應物、中間產物、最終產物之間的聯系，通過類比、聯想、知識遷移等方法進行演繹推導，同時注意增強思維的整體性、嚴密性和靈活性。

3.以香豆素為背景的試題考查價值

以天然產物香豆素為背景信息的試題考查，也是高中階段知識的升華與延伸，考查的內容和方式可靈活多樣，與高中化學教學也有密切聯系。在試題的命制中可以加入很多考查元素，如氧化、水解、取代反應、官能團的保護與去保護、基于碳負離子的C-C鍵的構建等，如表1所示。鑒于中學教學實際，所考查的香豆素衍生物不能太復雜，只限于最基本的核心骨架的結構分析。

以上有些反應是以信息形式在試題中呈現的，在今后的學習中要重視這些陌生的但是?？嫉膬热?，這樣有利于形成較完整的知識結構而達到能力的提高。

綜上所述，在香豆素及其衍生的合成路線中，除了合成香豆素基本結構單元的反應外，在對原料的合成中均是中學階段涉及的基本反應。因此，以香豆素合成反應的相關知識可以考查學生利用有機化學基礎對試題中給予的新知識的自學能力、知識重組與遷移能力及分析問題與解決問題的能力。

參考文獻：

[1]徐任生.天然產物化學（第二版）[M].北京：科學出版社，2004：590.

篇(5)

一、反應機理

布萊斯反應可能的機理如下：首先，2-烷基溴乙酸乙酯B與活化后的鋅粉反應生成鋅烯醇化合物，再與加入反應體系中的腈A生成含亞氨基的酯類有機鋅中間體E，E在堿性條件下水解生成β-氨基酯類化合物C[4]；在酸性條件下水解則得到β-酮脂類化合物D[5]。

二、優化反應條件

布萊斯反應與雷夫爾-馬斯基反應（Refomatsky Reaction）十分相似，但是由于目標產物收率較低及存在競爭反應等缺點導致其以前在有機合成中的應用遠不如后者廣泛。隨著科技的進步及有機合成的發展，布萊斯反應又因為其起始產物簡單易得，生成的β-酮脂類化合物成為有機合成關鍵中間體, β-氨基酯類可制備雜環化合物等優點重新得到人們的青睞。于是，大量的學者開始不斷探索優化布萊斯反應的條件，以期提高的目標產物收率。目前為止，使用酸洗、電解、超聲波、堿性條件下用鉀鹽及氯化鋅等方法來活化鋅離子參與反應成為提升目標產物產率的有效手段。以下例舉幾例有代表性的文獻報道：1983年Hannick及 Kishi率先報道了反應前對于鋅粉的活化處理是影響反應收率的一個重要因素。其建議的處理步驟為依次使用3N鹽酸、蒸餾水、乙醇、乙醚洗滌，之后進行真空干燥。在報道的例案中，β-酮脂G的收率達到了66%。

自此，如何活化鋅粉成為學者們關注的焦點。

1997年Lee, A. S.等報道了使用聲化學方法經布萊斯反應一鍋法制備β-氨基-α, β-不飽和酯的路線。在該路線中39k Hz超聲波和催化量氧化鋅的使用使得產物I的產率最高達到了90%。

2004年Shin, H.等報道了新的活化鋅粉的方法。他們將鋅粉用1.0mol%的甲磺酸、氯代乙酸、三氟乙酸等有機酸處理，將β-酮脂J的產率提升到85%。

2007年Lee, J. H等發現，可以在堿性條件下使用丙二酸乙酯鉀鹽和氯化鋅來參與反應，不但可以避免使用鹵代酯，而且氯化鋅的用量僅為0.5到1.0摩爾比。并最終以79%的收率得到β-氨基-α, β-不飽和酯K。

三、布萊斯反應在雜環合成中的運用

近年來布萊斯反應的產物β-氨基酯類被用于雜環合成的報道日漸增多。其中韓國首爾梨花女子大學的課題組對此進行了長時間的深入的研究，目前已在J.O.C.及O.L.等期刊上發表了多篇論文。以下例舉其重要的階段性成果來說明布萊斯反應在雜環合成中具有其獨到的作用。

2004年、2007年Shin, H.課題組在Synthesis及J.O.C.上發表的兩篇論文分別闡述了可以用有機酸活化鋅粉及堿性條件下使用丙二酸乙酯鉀鹽和氯化鋅代替鹵代酯這兩種方法來提高布萊斯反應產物收率，在第二節中已有詳細敘述。

2009年7月，該課題組報道了在布萊斯反應完成后，直接向反應體系中加入炔酯類化合物，此時未水解的有機鋅中間體E將與炔基發生親核加成，再由氨基與酯基發生環合生成2-羰基吡啶類化合物M的路線[6]，成為新的合成吡啶環的方法。該方法不僅直接將腈類化合物用于吡啶環合成，還可以提供各種含特定取代基的2-羰基吡啶類化合物，具有良好的實用性。

2011年1月，該課題組報道了選用特定的鄰溴苯溴乙酸乙酯，通過布萊斯反應制得有機鋅中間體后，在鈀催化下可發生分子內環合形成吲哚類衍生物N，O的路線[7]。這一結果也為進一步探索將布萊斯反應有機鋅中間體應用于雜環化合物的合成提供了新的思路。

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1 格氏試劑與格氏反應簡介

1.1 格氏試劑

格氏試劑通常是用有機鹵素衍生物（鹵代烷、活潑鹵代芳烴等，其中溴代烷用得最多）與金屬鎂在絕對乙醚（absolute ether or dry ether）存在下作用而成。反應方程式如下：

（實驗中常用一小粒碘和溫水浴引發）

乙醚（也可四氫呋喃）不僅是生成的有機鎂化合物的溶劑，同時也和RMgX結合成絡合物，結構如圖1。C-Mg鍵為共價鍵，Mg-X鍵基本上是離子鍵，即：R-Mg+X-。C-Mg鍵的成鍵原子的電負性不同，C為2.50，Mg為1.23，C的電負性大于Mg，導致成鍵電子富集于C一方，起碳負離子的作用，使得烴基帶部分負電荷，Mg帶部分正電荷，C-Mg鍵是強極性鍵，即：

1.2 格氏反應

通常把格氏試劑和醛、酮、酯的加成反應叫做格氏反應，烷基鋰也能進行此反應[3]。

格氏試劑的發明將有機合成技術向前推進了一大步，用它可以增長碳鏈。它不僅可以用于合成烴類、醇類、醛類和酮類，還可以用于合成羧酸、硫醇、亞磺酸以及金屬有機化合物等，如在蘇教版教材《有機化學基礎》中，還例舉了格式試劑在有機合成中的應用[4]：

2 醇在高中化學的重要地位

在有機化學中，醇是烴的含氧衍生物的開篇，是有機合成中應用極廣的一類化合物，不僅用作溶劑，其中的羥基還是有機合成中關鍵的官能團，它可轉變為別的官能團的各族化合物。伯醇和仲醇分別催化氧化為醛和酮，又是醇的轉化的重要岔路口。其關系如圖2所示：[5]

3 高中階段合成醇的方式的局限性

在高中階段，合成醇的方法主要有：鹵代烴水解法；烯烴水化法；醛、酮的還原法等。無論上述哪種方法，都只是官能團的變化，碳架并未發生變化。由水煤氣合成和淀粉發酵產物獲得也相對單一，從有機合成的角度看，有著較高的局限性。幾十年來，高考對醇的考查也相當精細，對醇的合成方面的背景信息不斷拓展，例如有些地區的高考或模擬中出現烯烴的硼氫化-氧化（如2009年全國理綜卷1的第30題）、氫化鋁鋰還原羧酸、格氏試劑法合成醇的背景信息。

4 利用格氏試劑合成各種醇進行考查的價值

實驗過程如下：

①合成格氏試劑：實驗裝置如圖3所示。向三頸瓶加入0.75 g鎂屑和一小粒碘，裝好裝置，在恒壓漏斗中加入3.2 mL溴苯和15 mL乙醚混勻，開始緩慢滴加混合液。待反應引發后開始攪拌，繼續滴完后待用。

②制備三苯甲醇：實驗裝置如圖3所示。將5.5 g二苯酮與15 mL乙醚在恒壓漏斗中混勻，攪拌，滴加。40℃左右水浴回流0.5 h，加入20 mL飽和氯化銨溶液，冷卻，放好，待提純。

③提純：用圖4所示裝置進行提純。

（1）合成格氏試劑過程中，為加快反應速率以及提高格氏試劑的產率，可采取的措施有 。

（2）合成格氏試劑過程中，如果混合液滴加過快

將導致格氏試劑產率下降，其原因是 。

（3）在制備三苯甲醇的過程中，不能先將20 mL飽和氯化銨溶液一起加入后再水浴回流的原因是

。

解析：（1）對于已給定物質，加快反應速率要從改變濃度、壓強、溫度和催化劑等角度考慮；綜合考慮反應物及裝置特點，排除濃度、壓強和催化劑的因素，為防止反應物大量揮發，選擇適當的溫度。由于合成格式試劑是液相與固相的反應，為使其充分進行，選擇攪拌操作。（2）參考已知③，三頸瓶中已生成的格氏試劑會與溴苯反應生成副產物聯苯，使產率下降。（3）參考已知①，格氏試劑易與水反應，使三苯甲醇產率降低。

例2 （2013江蘇高考）化合物A（分子式為C6H6O）是一種有機化工原料，在空氣中易被氧化。A的有關轉化反應如下（部分反應條件略去）：

例3 （2013年浙江省高中學生競賽）1912年Victor Grignard因其對格氏試劑的研究而獲諾貝爾化學獎。格氏試劑RMgX由Mg和鹵代烴RX在室溫下的干燥乙醚中反應得到。格氏試劑具有很強的堿性以及很強的親核進攻能力，廣泛用于復雜有機化合物的合成。化合物G的結構如下圖所示，是著名的香料，其合成路線如下（問題略）：

6 結束語

格氏反應是高考重要的背景信息，也是高中階段知識的延伸，與高中化學有著密切的聯系。鑒于中學的實際，格氏試劑法合成醇作為信息還只限于格氏試劑與醛、酮以及環氧乙烷的反應，與酯的反應要求較高。雖然高考不是引導中學教學的唯一導向標，但也要充分重視高考和競賽選擇背景信息的內涵及其重要意義。

參考文獻：

[1][4]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·有機化學基礎[M].南京：江蘇教育出版社，2009：64.

[2]金仲雅，陳永宏.格氏試劑在有機合成中的應用[J].鄖陽師范高等?？茖W校學報，2001，21（3）：68～70.

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1.1課程內容枯燥，無法激發學生的學習興趣

精細合成課程的內容包括精細合成的基本理論及工藝學基礎，精細有機合成單元反應的分類、主要反應機理，各單元反應的典型品種的合成工藝及基本精細有機物的合成方法，其中有大量的反應機理、合成方法的內容已經在有機化學課程中講授過，在本課程中重新講解無法激發學生的學習興趣，容易引起學生的抵觸情緒。

1.2傳統的教學方法以教師傳授知識為主，忽略了學生的主動性

在精細合成課程傳統的教學過程中，以灌輸式教學方法為主，教師傳授知識，學生被動接受，不能夠很好地發揮學生主動學習的積極性,同時對學生在解決實際問題能力的培養方面也有諸多不足。

1.3課程考核方式單一，不利于評價學生的綜合素質

精細合成課程的考核還是采用一份試卷定成績的傳統模式，缺乏準確性和全面性。學生對于課程中講授的有機合成反應機理和單元反應，雖然能在考試過程中給出正確答案，但是這并不意味著學生可以解決任何一個精細合成事例從研發到生產過程中出現的問題，因此采用一份試卷來評價學生對本課程的掌握程度是不合適的。

2CDIO工程教育模式在“精細合成”教學中的應用

為了解決傳統教育模式下精細合成教學的不足，我們在借鑒其他高校教學經驗的前提下，對精細合成課程教學進行改革，嘗試在本課程的教學過程中引入CDIO工程教育模式，將企業產品生產全過程映射至高校人才培養的全過程，使學生在“構思-設計-實現-運作”有機結合的教學過程中開闊思維,激發創新能力，培養學生自學能力、發現和解決問題能力，從而完成整個教學過程。

2.1CDIO工程教育模式下精細合成課程的教學目標的改革

在CDIO教育模式下，精細合成課程教學目標由兩部分組成，一個是技術目標，一個是CDIO能力培養目標。技術目標主要是學生在課程學習中需要掌握技術的具體要求，由以下5個方面組成：精細合成反應機理，精細合成單元反應，各單元反應的典型品種的合成工藝，基本的精細化合物合成方法，精細合成工藝學基礎。CDIO能力培養目標包括培養學生的工程基礎能力、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力，培養學生自學和解決問題以及產品研發的能力。改革后的教學目標可以更好的培養學生的綜合素質和創新精神。

2.2CDIO工程教育模式下精細合成課程的教學過程改革

為了在整個教學過程中貫徹CDIO工程教育理念，首先由任課教師在課堂上講授精細合成中的合成路線與反應機理，然后選擇合適的精細化工產品做為生產目標，設計了五個CDIO項目，分別為十二烷基苯磺酸鈉的合成項目、己二酸的制備項目、甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯項目、鄰氯苯甲醚的合成項目、脂肪醇硫酸鈉的合成項目，然后讓學生分組實施，學生對目標進行分析研究，并設計實施方案，按照CDIO工程模式完成構思、設計、實現和運作的步驟，從而在實踐中掌握教師在課堂上講授的合成路線與反應機理，從而完成由實際化工產品反推學習理論知識、合成機理的過程。在教學中有一個綜合練習項目，把環己醇氧化制己二酸做為CDIO項目載體，讓學生分組設計合成路線，通過這個項目設計學生不僅可掌握包括氧化、還原、硝化、磺化、烷基化、?；?、重氮化和偶合等常見單元反應的基本原理和影響因素，而且通過真實的實踐操作任務掌握了單元反應的基本操作及嘗試工藝的改進方法，最后以小組為單位進行PPT匯報，教師評定成績。

2.3CDIO工程教育模式下精細合成課程考核方式改革

在教學過程中應用了CDIO工程教育模式后，我們同時也改變了僅憑一張試卷定成績的考核模式，在課程教學的不同階段，將不同的精細化工產品設計成目標產品，讓學生按照CDIO工程模式完成從產品研發到生產的整個過程，然后由教師對學生設計的合成過程進行打分?？偟恼f來，決定一個合成的質量好壞的主要是四個指標：（一）途徑越簡捷越好；（二）原料越便宜越好；（三）產率越高越好；（四）環境污染越小越好[5]。通過這四個指標的衡量就可以判斷學生對合成反應機理、有機合成路線設計與技巧、經驗的掌握程度和熟練程度，進而對學生成績進行合理的評價。

3CDIO工程教育模式在“精細合成”教學中的教學效果

CDIO工程教育模式是一種注重能力培養的教育模式，改變了以往以知識傳授為主的教學理念，突出了精細合成理論學習與工程實踐的結合，對教學效果的促進作用體現在以下幾個方面：1、培養了學生的個人能力與協同能力，尤其是項目組織、設計、開發和實施能力；2、培養了學生的創新意識、協作精神和理論聯系實際的學風。3、在課程中設計的豐富實踐項目，改變了以往枯燥乏味的學習方法，開闊了學生思維,激發學生創新能力。4、提高了學生的工程意識與工程素養，適應當前社會對工程技術人才的需求。

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