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2018--第一学期化学-高三选修5总复习之有机合成与推断
C=C、C≡C或—CHO C=C、C≡C、酚类或—CHO、苯的同系
物等
A是醇(-CH2OH)
3、根据有机反应中定量关系进行推断 (1)根据与H2加成时所消耗的H2的物质的量进行突破:碳碳双键、三键、醛基、 苯环
(2)1mol-CHO完全反应时生成2molAg或1molCu2O。 (3)2mol-OH或2mol-COOH与活泼金属反应放出1molH2. (4)1mol-COOH与碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2.
2、依据特征结构、性质及现象推断 (1)由反应条件确定发生的性质及官能团:
反应条件
可能官能团
浓硫酸/△
①醇的消去(醇羟基)②酯化反应(含有羟基、羧基)
稀硫酸/△
①酯的水解(含有酯基)②二糖、多糖的水解
NaOH水溶液/△ ①卤代烃的水解②酯的水解
NaOH醇溶液/△ 卤代烃消去(-X)
H2、催化剂
加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基、苯环)
(3)卤素原子引入: ①烷烃的卤代; ②α-H的卤代; ③烯烃、炔烃的加成(HX、X2); ④芳香烃与X2的加成; ⑤芳香烃苯环上的卤代; ⑥芳香烃侧链上的卤代; ⑦醇与HX的取代; ⑧烯烃与HO-Cl的加成。
(4)羟基的引入方法: ①烯烃与水加成; ②卤代烃的碱性水解; ③醛的加氢还原; ④酮的加氢还原; ⑤酯的酸性或碱性水解; ⑥苯氧离子与酸反应; ⑦烯烃与HO-Cl的加成。
2、复习策略: (1)掌握各类官能团的名称和结构简式的书写;掌握各种代表物的性质变化及其 方程式的书写。 (2)掌握有机物分子式、结构简式、键线式的书写方法。 (3)了解同分异构体的概念和找寻方法,了解核磁共振氢谱的意义和应用,重视 有机物的分离、提纯、鉴定实验。 3、解题关键: ⑴据有机物的物理性质,有机物特定的反应条件寻找突破口。 ⑵据有机物之间的相互衍变关系寻找突破口。 ⑶据有机物结构上的变化,及某些特征现象上寻找突破口。 ⑷据某些特定量的变化寻找突破口。
已完全转化
【解答】 以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线为
A. 由上述分析可知,A为氯代环戊烷,故A错误; B. 反应①为光照条件下的取代反应,反应②为在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去 反应,故B正确; C. 反应②的反应试剂和反应条件为氢氧化钠醇溶液、加热,反应③的条件为常温, 故C错误; D. B为环戊烯,含碳碳双键,环戊二烯含碳碳双键,均能使高锰酸钾褪色,则酸 性KMnO4溶液褪色不能证明环戊烷已完全转化成环戊二烯,故D错误; 答案:B
4、依据题目提供的信息推断,熟悉常见的有机新信息 (1)苯环侧链引羧基
如
(R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成
可缩短碳链。
,此反应
(2)卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸
如 CH3CH2Br――N―aC―N―→CH3CH2CN―H―2O→CH3CH2COOH ,卤代烃与
氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个碳原子的常用方法。
考点一、有机合成的原则
原料价廉、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高,成 本低。
考点二、有机合成的方法
1、常见的有机合成路线 (1)一元合成路线:
(2)二元合成路线
(3)芳香化合物合成路线: A:
B:
COOH
COOR
2、引入官能团的方法 (1)C=C的形成: ①一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX; ②醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O; ③炔烃加氢。 (2)C≡C的形成: ①二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的HX; ②一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX; ③实验室制备乙炔原理的应用。
(1)A为C(CH3)3COOCH2(CH2)3CH3,A所属有机物的类别是酯,B结构简 式为CH3(CH2)3CH2OH,B可以发生的反应类型有取代反应、消去反应、氧化反 应, 故答案为:酯;取代反应、消去反应、氧化反应; (2)F的结构简式为CH3(CH2)2CH=CH2,F分子所含的官能团名称是碳碳双键, 故答案为:碳碳双键; (3)E的结构简式为(CH3)3CCOOH,与D、E具有相同官能团的同分异构体中 的一种结构简式为(CH3)2CHCH2COOH 或 CH3CH2CH(CH3)COOH,
故答案为:(CH3)3CCOOH;(CH3)2CHCH2COOH 或 CH3CH2CH(CH3)COOH; (4)答案:
例7、肉桂酸是一种重要的有机合成中间体,被广泛应用于香料.食品.医药和感光 树脂等精细化工产品的生产,它的一条合成路线如下:
已知:
完成下列填空: (1)反应类型:反应II______________,反应IV____________。 (2)写出反应I的化学方程式___________________________________。上述反应 除主要得到B外,还可能得到的有机产物是______________(填写结构简式)。 (3)写出肉桂酸的结构简式______________________。 (4)欲知D是否已经完全转化为肉桂酸,检验的试剂和实验条件_______________。 (5)写出任意一种满足下列条件的C的同分异构体的结构简式。 ①能够与NaHCO3(aq)反应产生气体 ②分子中有4种不同化学环境的氢原子。 ___________________________。
(5) 羟醛缩合 有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成 β-羟基醛,称为羟醛缩合反应。
6、弄清常见有机物之间的相互转化关系,并掌握方程式 掌握各类有机物间的相互联系,使有机化学知识形成体系。各类链烃及其衍生物 间的关系可表示如下:
6、弄清常见有机物之间的相互转化关系,并掌握方程式 掌握各类有机物间的相互联系,使有机化学知识形成体系。各类链烃及其衍生物 间的关系可表示如下:
有机合成与推断
备考建议: 1、题型分析: 有机合成与推断是高考的重点。主要是根据某有机物的组成和结构推断其同分异 构体的结构;根据相互衍变关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型; 根据实验现象(或典型用途)推断有机物的组成或结构;根据反应规律推断化学反 应方程式。 题型以填空题为主。命题多以框图的形式给出,有时还给出一定的新信息来考查 学生的应用信息的能力。
例5、布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是 ()
A. 布洛芬的分子式为C13H18O2 B. 布洛芬与苯乙酸是同系物 C. 1mol 布洛芬最多能与3mol 氢气发生加成反应 D. 布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
【解答】 A. 由结构简式可知布洛芬的分子式为C13H18O2,故A正确; B. 含有一个苯环、一个羧基,与苯乙酸是同系物,故B正确; C. 能与氢气发生加成反应的只有苯环,则1mol 布洛芬最多能与3mol 氢气发生加成 反应,故C正确; D. 结构对称,则布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有2种,故D错误。 答案:D
(5)醛基或羰基引入: ①烯烃的催化氧化; ②烯烃的臭氧氧化分解; ③炔烃与水的加成; ④醇的催化氧化。
(6)羧基的引入: ①羧酸盐酸化; ②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化; ③醛的催化氧化; ④酯水解; ⑤-CN的酸性水解; ⑥多肽、蛋白质的水解; ⑦酰氨的水解。
(7)酯基的引入方法: ①酯化反应的发生; ②酯交换反应的发生。 (8)硝基的引入方法: 硝化反应的发生。 (9)苯环上引入基团的方法:
(2)根据试剂或特征现象推知官能团的种类: 反应性质
能与NaHCO3反应的 能与Na2CO3反应的
能与Na反应的 银氨溶液反应产生银镜
可能官能团 羧基
羧基、酚羟基 羧基、(酚、醇)羟基
醛基
新制氢氧化铜产生砖红色沉淀 (溶解)
醛基 (若溶解则含—COOH)
使溴水褪色 A使酸性氧 K化M nO4B溶 液褪氧 色化 C
例4、A、B是两种重要的有机合成原料,下列说法正确的是( )
A. A与B是同系物 B. A与B中相同的官能团是苯环 C. 在一定条件下,A 与B 均能发生取代反应 D. A与B都能使溴的四氧化碳溶液褪色
【解答】 A. A与B结构不同,不是同系物,故A错误; B. 苯环不是官能团,故B错误; C. A含有羟基、B含有羧基,可发生取代反应,故C正确; D. B不含碳碳双键,与溴不能发生加成反应,故D错误; 答案:C
例3、有机物W 在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是 A. N、W 互为同系物 B. M、N、W 均能发生加成反应和取代反应 C. W 能发生皂化反应 D. M 的二氯代物有8种
【解答】 A. N含有官能力为羧基,属于羧酸类,W含有官能团为酯基,属于酯类,不是同 系物,选项A错误; B. M.N.W 三种有机物结构中均含有苯环,均能与氢气发生加成反应,M能够与溴. 铁作催化剂发生取代反应生成溴苯,N能与醇发生酯化反应,W能在酸性或碱性环 境下发生水解反应,选项B正确; C. 高级脂肪酸甘油酯在碱性环境下水解为皂化反应,W不属于高级脂肪酸甘油酯, 能够与碱反应,但不是皂化反应,选项C错误; D. M的二氯代物有:环上有2个氯.1个甲基,这样的有机物有6种,环上有一个 CHCl2,只有1种,环上有1个氯.1个CH2Cl,这样的有机物有3种,共计有10种,选 项D错误。 答案:B
(3)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如
RCH==CHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,发生双键断裂生 成羧酸,通过该反应可推断碳碳双键的位置。
(4) 双烯合成 如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,
,这是著名的双烯合成,也是合成六元环的
首选方法。
(1)由反应条件确定发生的性质及官能团:
反应条件 反应条件 O2/Cu、加热 Cl2(Br2)/Fe Cl2(Br2)/光照
溴水 碱石灰/加热 酸性高锰酸钾
可能官能团 可能官能团 醇羟基 (-CH2OH、-CHOH) 苯环 烷烃或苯环上烷烃基 不饱和有机物的加成反应 R-COONa(信息题) 不饱和有机物或苯的同系物侧链上的氧化反应