浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第8單元第37講 有機合成與有機推斷課件 新課標

一、有機合成的方法一、有機合成的方法1引入新的官能團 2.官能團的消除 (1)通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵。 (2)通過消去或氧化或酯化等消除羥基(OH)。 (3)通過 加成或氧化 等消除醛基(CHO)。 3官能團的衍變 根據(jù)合成需要(有時題目信息中會明示某些衍變途徑)，可進行有機物官能團衍變，以使中間物向目標產(chǎn)物遞進，常見的有三種方法： (1)利用官能團的衍生關(guān)系進行衍變，如： (2)通過某種反應(yīng)途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€，如：(3)通過某種手段改變官能團的位置，如： 二、有機合成的路線二、有機合成的路線 有機合成往往要經(jīng)過多步反應(yīng)才能完成，因此確定有機合成的途徑和路線時，就要進行合理選擇。選擇的基本要求是原料價廉，原理正確，路線簡捷，便于操作、條件適宜、易于分離，產(chǎn)率高，成本低。中學(xué)常用的合成路線有： 1一元合成路線(官能團衍變) RCH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯2二元合成路線 3芳香化合物合成路線 4改變官能團的位置 三、有機推斷的三、有機推斷的“題眼題眼” 1符合一定碳氫比(物質(zhì)的量比)的有機物： (1)C H=1 1的有乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。 (2)C H=1 2的有甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、單烯烴。 2有特殊性的有機物歸納： (1)含氫量最高的有機物是：CH4； (2)一定質(zhì)量的有機物燃燒，消耗O2量最大的是：CH4； (3)使FeCl3溶液顯特殊顏色的是：酚類化合物； (4)能水解的是：酯、鹵代烴、糖類(單糖除外)、肽類(包括蛋白質(zhì))； (5)含有羥基的是：醇、酚、羧酸； (6)能與NaHCO3作用成CO2的是：羧酸類； (7)能與NaOH發(fā)生反應(yīng)的是：羧酸和酚類。 3重要的有機反應(yīng)規(guī)律： (1)能使溴水褪色的物質(zhì)可能含有不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳叁鍵或酚類物質(zhì)(產(chǎn)生白色沉淀)； (2)醇的消去反應(yīng)：總是消去與羥基所在碳原子相鄰的碳原子上的氫原子，若沒有相鄰的碳原子(如CH3OH)或相鄰的碳原子上沒有氫原子如(CH3)3CCH2OH的醇不能發(fā)生反應(yīng)； (3)醇的催化反應(yīng)：和羥基相連的碳原子上若有二個或三個氫原子，被氧化成醛；若有一個氫原子被氧化成酮；若沒有氫原子，一般不會被氧化； (4)能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)可能含有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵等不飽和鍵、醛基或酚類、苯的同系物等； (5)有機物成環(huán)反應(yīng)：a.二元醇脫水，b.羥基的分子內(nèi)或分子間的酯化，c.氨基的脫水。考點一 根據(jù)有機物的性質(zhì)推斷結(jié)構(gòu) 例例1 (1)分子式為C5H11Br的有機物A與稀NaOH溶液共熱后生成有機物B，B能與金屬鈉反應(yīng)放出氣體，但不能發(fā)生消去反應(yīng)。C與B互為同分異構(gòu)體，C分子中含有一個支鏈，且分子內(nèi)脫水可生成兩種不同的烯烴。則A的結(jié)構(gòu)簡式為_；寫出 符 合 題 意 的 C 可 能 的 結(jié) 構(gòu) 簡 式 為_。C(CH3)3CH2Br C(CH3)2OHCH2CH3 CH(CH3)2CHOHCH3 (2)有機物M(C6H8O4)為食品包裝紙的常用防腐劑，能使溴水褪色；M難溶于水，但在酸性條件下可發(fā)生水解反應(yīng)得到N(C4H4O4)和甲醇。N結(jié)構(gòu)中沒有支鏈，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。則由N制M的化學(xué)方程式為_。HOOCCH=CHCOOH+2CH3OHCH3OOCCH=CHCOOCH3+2H2O 濃H2SO4 【解析】本題考查了根據(jù)有機物的性質(zhì)及有機反應(yīng)的推斷。(1)A和稀NaOH發(fā)生取代反應(yīng)生成醇B(C5H11OH)，B不能發(fā)生消去反應(yīng)，可知B中無aH(相鄰碳原子上沒有H)，可知B的結(jié)構(gòu)為C(CH3)3CH2Br。C和B為同分異構(gòu)體，只有一個支鏈，則主鏈上4個碳原子，結(jié)構(gòu)為 ，分子內(nèi)脫水可生成兩種不同的烯烴，則C的結(jié)構(gòu)為C(CH3)2OHCH2CH3或CH(CH3)2CHOHCH3。(2)M能使溴水褪色，說明分子中含有不飽和鍵，M水解生成N和甲醇，可知N分子中含有2份羰基及C=C，則N結(jié)構(gòu)為HOOCCH=CHCOOH。 【方法技巧點撥】一般可按“由特征反應(yīng)推知官能團種類、由反應(yīng)機理推知官能團位置、由數(shù)據(jù)處理推知官能團數(shù)目、由轉(zhuǎn)化關(guān)系和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)推知碳架結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過綜合分析和驗證，確定有機物的結(jié)構(gòu)”這一思路求解?？键c二 需要數(shù)據(jù)處理有機物推斷題 例例2 部分有機物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及轉(zhuǎn)化過程相對分子質(zhì)量變化關(guān)系如下： 物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系： RCH2OH RCHO RCOOH 相對分子質(zhì)量：MM-2M+14O2O2 已知：物質(zhì)A中只含有C、H、O三種元素，一定條件下能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，物質(zhì)C的相對分子質(zhì)量為104。A與其他物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：請回答下列問題：(1)F中含有的官能團為_， FG的反應(yīng)類型為_。(2)G的結(jié)構(gòu)簡式_， (3)由C、D在一定條件下反應(yīng)還能生成環(huán)狀化合物，其化學(xué)反應(yīng)方程式為_。 (4)A的同分異構(gòu)體很多，寫出與A中所含官能團不同，但能與NaOH溶液反應(yīng)的各種異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_。 【解析】本題考查了涉及有機物相對分子質(zhì)量轉(zhuǎn)化的推斷。A在一定條件下能發(fā)生鏡反應(yīng)，A可能含有醛基，A能發(fā)生兩步連續(xù)氧化，說明A分子中含有OH，RCH2OH RCHO RCOOH，A分子中含有OH、CHO兩種官能團，CHO易被氧化成COOH，相對分子質(zhì)量增加16，醇到羧酸相對分子質(zhì)量增加14，C的相對分子質(zhì)量為104，則A的相對分子質(zhì)量為(104-14-16)=74，由殘基法知除CHO、OH外的基團相對分子質(zhì)量為74-17-29=28，剩余基團為C2H4，由于OH能被氧化到COO，可知是伯醇，結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CHO。O2O2F為CH2=CHCHO，G為 ，B為HOCCH2CHO，C為HOOCCH2COOH，D為HOCH2CH2CH2OH。A的分子式為C3H6O3，符合羧酸和酯的通式。 【答案】 (1)C=C(碳碳雙鍵)、醛基加成反應(yīng)(或聚合反應(yīng))(4)CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COOCH3【方法技巧點撥】本題易錯在由于不理解物質(zhì)變化過程中相對分子質(zhì)量的變化，而造成A的推斷失誤，如A中含有醛基，醛也會被氧化成羧酸，相對分子質(zhì)量要增加16。因此A的相對分子質(zhì)量是104-16-14得到的。二是只有伯醇(CH2OH)才能被氧化為羧酸?？键c三 限定原料的合成題 例例3 為原料(其他無機試劑任選)，合成 ，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(注明反應(yīng)條件)。 上引入OH；引入OH的方法：C=C與水的加成；C=C轉(zhuǎn) 【解析】本題為典型的有機合成題。比較原料和產(chǎn)物，引入了COOH，結(jié)合中學(xué)有機化學(xué)知識只有碳鏈末端的OH(伯醇)可氧化成COOH，所以首先要考慮在化成鹵代烴，由鹵代烴水解，在 中，由于碳碳雙鍵不對稱，與H2O加成得到的是 醇中OH不能氧化成COOH，所以應(yīng)采用方法。就能找到該題的解題思路為：烯烴RXROHRCHORCOOH，合成線路初步可以確定為： 【答案】 【方法技巧點撥】 (1)有同學(xué)從甲苯在酸性KMnO4條件下氧化為苯甲酸出發(fā)寫出了如下的合成反應(yīng)： 這樣的線路顯然是錯誤的。因為苯的同系物不論側(cè)鏈多長，氧化后的產(chǎn)物都是苯甲酸，更何況本題起始物中還存在碳碳雙鍵呢！所以每步反應(yīng)都要符合反應(yīng)規(guī)律或信息提示，不能杜撰。(2)由于產(chǎn)物中有兩種官能團：雙鍵和羧基，而羧基又是通過醇氧化為醛再氧化而得到的。這就有一個問題值得思考：因羧基是通過醇氧化得到的，而C=C性質(zhì)活潑容易被氧化，因此，是先把CH2OH氧化為COOH，還是 如果解題時沒有考慮到C=C溶液被氧化，在合成線路上就很可能會先安排消去得到C=C，這樣一來，就無法得到產(chǎn)物。注意反應(yīng)先后順序是要注意能否發(fā)生其他反應(yīng)?？键c四 限定合成路線的合成題(如框圖型合成題) 例例4 利用芳香烴X和鏈烴Y可以合成紫外線吸收劑BAD，已知G不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，BAD結(jié)構(gòu)簡式為：BAD的合成路線如下：試回答下列問題：(1)寫出結(jié)構(gòu)簡式Y(jié)_D_。(2)屬于取代反應(yīng)的有_(填數(shù)字序號)。(3)1 mol BAD最多可與含_ mol NaOH的溶液完全反應(yīng)(4)寫出方程式：反應(yīng)_B+GH_。 【解析】觀察BAD的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)它是由 反應(yīng)生成的酯，由D的分子式C7H5O3Na，酸化可得E分子式為C7H6O3，則E的結(jié)構(gòu)為 G，G不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可推知G為 F為 ，烴Y為丙烯；B為苯酚，則A為氯苯，烴X為苯?！敬鸢浮?【方法技巧點撥】有機合成題分析方法：(1)順向合成法：此法是一種正向思維方法，其特點是從已知原料入手，先找出合成最終產(chǎn)物所需的下一步產(chǎn)物(中間產(chǎn)物)并同樣找出它的下一步產(chǎn)物，如此繼續(xù)，直至到達最終產(chǎn)品為止。其思維程序可概括為：原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品。 (2)逆向合成法：此法是一種逆向思維方法，其特點是從產(chǎn)物出發(fā)，由后向前推，先找出產(chǎn)物的前一步原料(中間產(chǎn)物)，并同樣找出它的前一步原料，如此繼續(xù)直至到達簡單的初始原料為止。其思維程序可概括為：產(chǎn)品中間產(chǎn)物原料。 1. 是一種醫(yī)藥中間體，常用來制備抗凝血藥，可通過下列路線合成： (1)A與銀氨溶液反應(yīng)有銀鏡生成，則A的結(jié)構(gòu)簡式是_。 (2)BC的反應(yīng)類型是_。 (3)寫出兩種滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_。 苯環(huán)上的一取代產(chǎn)物只有兩種； 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)； 能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。 (4)寫出F和過量NaOH溶液共熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。 (5)下列關(guān)于G的說法正確的是_。 a能與溴的四氯化碳溶液反應(yīng) b能與金屬鈉反應(yīng) c1 mol G最多能和3 mol氫氣反應(yīng) d分子式是C9H6O3 【解析】此題主要考查常見有機反應(yīng)類型，難度一般。推導(dǎo)出各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵： A能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且被O2氧化為CH3COOH，所以A為CH3CHO；D與CH3OH在濃硫酸作用下應(yīng)該發(fā)生了酯化反應(yīng)，所以E的結(jié)構(gòu)為 再據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，其他設(shè)問都能迎刃而解。要注意(4)F與NaOH反應(yīng)，其水解成的(酚)羥基也會與NaOH反應(yīng)。 【答案】 (1)CH3CHO(2)取代反應(yīng) (4) (5)a、b、d 2.有機物A是最常用的食用油抗氧化劑，分子式為C10H12O5，可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： 已知B的相對分子質(zhì)量為60，分子中只含一個甲基。C的結(jié)構(gòu)可表示為：請回答下列問題：(1)根據(jù)系統(tǒng)命名法，B的名稱為_。(2)官能團X的名稱為_，高聚物E的鏈節(jié)為_。(3)A的結(jié)構(gòu)簡式為_。(4)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 (5)C有多種同分異構(gòu)體，寫出其中2種符合下列要求的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_。 .含有苯環(huán) .能發(fā)生銀鏡反應(yīng) .不能發(fā)生水解反應(yīng) (6)從分子結(jié)構(gòu)上看，A具有抗氧化作用的主要原因是_(填序號)。 a含有苯環(huán) b含有羰基 c含有酚羥基 【解析】從BDE的關(guān)系可知，B含有OH，再從題給信息(只有一個甲基、相對分子質(zhì)量為60)有：60-15(CH3)-17(OH)=28，則為兩個亞甲基，所以B的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2OH。它在濃硫酸作用下，發(fā)生消去反應(yīng)，可生成CH3CH=CH2，雙鍵打開則形成聚合物，其鍵節(jié)為 。 從A、B的分子式可推出C含7個碳，從反應(yīng)可知C含有羧基、酚羥基和苯環(huán)，再結(jié)構(gòu)題給C的結(jié)構(gòu)，可推出X為羧基，Y為羥基。由此可得出C的結(jié)構(gòu)簡式為 。 A顯然為酯，水解時生成了醇B和酸C。由B與C的結(jié)構(gòu)，不難寫出酯A的結(jié)構(gòu)簡式。C與NaHCO3反應(yīng)時，只是羧基參與反應(yīng)，由于酚羥基的酸性弱，不可能使NaHCO3放出CO2氣體。 (5)C的同分異構(gòu)體中，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則一定要有醛基，不能發(fā)生水解，則不能是甲酸形成的酯類。顯然，可以將一個羧基換成一個醛基和一個羥基，在苯環(huán)作位置變換即可。 (6)抗氧化即為有還原性基團的存在，而酚羥基易被O2氧化，所以選C項。【答案】 (1)1丙醇(或丙醇) (2)羧基 (6) c