浙江省高考化学一轮复习导航 第8单元第37讲 有机合成与有机推断课件 新课标

一、有机合成的方法一、有机合成的方法1引入新的官能团 2.官能团的消除 (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去或氧化或酯化等消除羟基(OH)。 (3)通过 加成或氧化 等消除醛基(CHO)。 3官能团的衍变 根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径)，可进行有机物官能团衍变，以使中间物向目标产物递进，常见的有三种方法： (1)利用官能团的衍生关系进行衍变，如： (2)通过某种反应途径使一个官能团变为两个，如：(3)通过某种手段改变官能团的位置，如： 二、有机合成的路线二、有机合成的路线 有机合成往往要经过多步反应才能完成，因此确定有机合成的途径和路线时，就要进行合理选择。选择的基本要求是原料价廉，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。中学常用的合成路线有： 1一元合成路线(官能团衍变) RCH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯2二元合成路线 3芳香化合物合成路线 4改变官能团的位置 三、有机推断的三、有机推断的“题眼题眼” 1符合一定碳氢比(物质的量比)的有机物： (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、单烯烃。 2有特殊性的有机物归纳： (1)含氢量最高的有机物是：CH4； (2)一定质量的有机物燃烧，消耗O2量最大的是：CH4； (3)使FeCl3溶液显特殊颜色的是：酚类化合物； (4)能水解的是：酯、卤代烃、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质)； (5)含有羟基的是：醇、酚、羧酸； (6)能与NaHCO3作用成CO2的是：羧酸类； (7)能与NaOH发生反应的是：羧酸和酚类。 3重要的有机反应规律： (1)能使溴水褪色的物质可能含有不饱和键如碳碳双键、碳碳叁键或酚类物质(产生白色沉淀)； (2)醇的消去反应：总是消去与羟基所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子，若没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子如(CH3)3CCH2OH的醇不能发生反应； (3)醇的催化反应：和羟基相连的碳原子上若有二个或三个氢原子，被氧化成醛；若有一个氢原子被氧化成酮；若没有氢原子，一般不会被氧化； (4)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质可能含有碳碳双键、碳碳叁键等不饱和键、醛基或酚类、苯的同系物等； (5)有机物成环反应：a.二元醇脱水，b.羟基的分子内或分子间的酯化，c.氨基的脱水。考点一 根据有机物的性质推断结构 例例1 (1)分子式为C5H11Br的有机物A与稀NaOH溶液共热后生成有机物B，B能与金属钠反应放出气体，但不能发生消去反应。C与B互为同分异构体，C分子中含有一个支链，且分子内脱水可生成两种不同的烯烃。则A的结构简式为_；写出 符 合 题 意 的 C 可 能 的 结 构 简 式 为_。C(CH3)3CH2Br C(CH3)2OHCH2CH3 CH(CH3)2CHOHCH3 (2)有机物M(C6H8O4)为食品包装纸的常用防腐剂，能使溴水褪色；M难溶于水，但在酸性条件下可发生水解反应得到N(C4H4O4)和甲醇。N结构中没有支链，能与氢氧化钠溶液反应。则由N制M的化学方程式为_。HOOCCH=CHCOOH+2CH3OHCH3OOCCH=CHCOOCH3+2H2O 浓H2SO4 【解析】本题考查了根据有机物的性质及有机反应的推断。(1)A和稀NaOH发生取代反应生成醇B(C5H11OH)，B不能发生消去反应，可知B中无aH(相邻碳原子上没有H)，可知B的结构为C(CH3)3CH2Br。C和B为同分异构体，只有一个支链，则主链上4个碳原子，结构为 ，分子内脱水可生成两种不同的烯烃，则C的结构为C(CH3)2OHCH2CH3或CH(CH3)2CHOHCH3。(2)M能使溴水褪色，说明分子中含有不饱和键，M水解生成N和甲醇，可知N分子中含有2份羰基及C=C，则N结构为HOOCCH=CHCOOH。 【方法技巧点拨】一般可按“由特征反应推知官能团种类、由反应机理推知官能团位置、由数据处理推知官能团数目、由转化关系和产物结构推知碳架结构，再经过综合分析和验证，确定有机物的结构”这一思路求解。考点二 需要数据处理有机物推断题 例例2 部分有机物之间的转化关系以及转化过程相对分子质量变化关系如下： 物质转化关系： RCH2OH RCHO RCOOH 相对分子质量：MM-2M+14O2O2 已知：物质A中只含有C、H、O三种元素，一定条件下能发生银镜反应，物质C的相对分子质量为104。A与其他物质之间的转化关系如下图所示：请回答下列问题：(1)F中含有的官能团为_， FG的反应类型为_。(2)G的结构简式_， (3)由C、D在一定条件下反应还能生成环状化合物，其化学反应方程式为_。 (4)A的同分异构体很多，写出与A中所含官能团不同，但能与NaOH溶液反应的各种异构体的结构简式：_。 【解析】本题考查了涉及有机物相对分子质量转化的推断。A在一定条件下能发生镜反应，A可能含有醛基，A能发生两步连续氧化，说明A分子中含有OH，RCH2OH RCHO RCOOH，A分子中含有OH、CHO两种官能团，CHO易被氧化成COOH，相对分子质量增加16，醇到羧酸相对分子质量增加14，C的相对分子质量为104，则A的相对分子质量为(104-14-16)=74，由残基法知除CHO、OH外的基团相对分子质量为74-17-29=28，剩余基团为C2H4，由于OH能被氧化到COO，可知是伯醇，结构简式为HOCH2CH2CHO。O2O2F为CH2=CHCHO，G为 ，B为HOCCH2CHO，C为HOOCCH2COOH，D为HOCH2CH2CH2OH。A的分子式为C3H6O3，符合羧酸和酯的通式。 【答案】 (1)C=C(碳碳双键)、醛基加成反应(或聚合反应)(4)CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COOCH3【方法技巧点拨】本题易错在由于不理解物质变化过程中相对分子质量的变化，而造成A的推断失误，如A中含有醛基，醛也会被氧化成羧酸，相对分子质量要增加16。因此A的相对分子质量是104-16-14得到的。二是只有伯醇(CH2OH)才能被氧化为羧酸。考点三 限定原料的合成题 例例3 为原料(其他无机试剂任选)，合成 ，写出有关反应的化学方程式(注明反应条件)。 上引入OH；引入OH的方法：C=C与水的加成；C=C转 【解析】本题为典型的有机合成题。比较原料和产物，引入了COOH，结合中学有机化学知识只有碳链末端的OH(伯醇)可氧化成COOH，所以首先要考虑在化成卤代烃，由卤代烃水解，在 中，由于碳碳双键不对称，与H2O加成得到的是 醇中OH不能氧化成COOH，所以应采用方法。就能找到该题的解题思路为：烯烃RXROHRCHORCOOH，合成线路初步可以确定为： 【答案】 【方法技巧点拨】 (1)有同学从甲苯在酸性KMnO4条件下氧化为苯甲酸出发写出了如下的合成反应： 这样的线路显然是错误的。因为苯的同系物不论侧链多长，氧化后的产物都是苯甲酸，更何况本题起始物中还存在碳碳双键呢！所以每步反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰。(2)由于产物中有两种官能团：双键和羧基，而羧基又是通过醇氧化为醛再氧化而得到的。这就有一个问题值得思考：因羧基是通过醇氧化得到的，而C=C性质活泼容易被氧化，因此，是先把CH2OH氧化为COOH，还是 如果解题时没有考虑到C=C溶液被氧化，在合成线路上就很可能会先安排消去得到C=C，这样一来，就无法得到产物。注意反应先后顺序是要注意能否发生其他反应。考点四 限定合成路线的合成题(如框图型合成题) 例例4 利用芳香烃X和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD，已知G不能发生银镜反应，BAD结构简式为：BAD的合成路线如下：试回答下列问题：(1)写出结构简式Y_D_。(2)属于取代反应的有_(填数字序号)。(3)1 mol BAD最多可与含_ mol NaOH的溶液完全反应(4)写出方程式：反应_B+GH_。 【解析】观察BAD的结构发现它是由 反应生成的酯，由D的分子式C7H5O3Na，酸化可得E分子式为C7H6O3，则E的结构为 G，G不能发生银镜反应，可推知G为 F为 ，烃Y为丙烯；B为苯酚，则A为氯苯，烃X为苯。【答案】 【方法技巧点拨】有机合成题分析方法：(1)顺向合成法：此法是一种正向思维方法，其特点是从已知原料入手，先找出合成最终产物所需的下一步产物(中间产物)并同样找出它的下一步产物，如此继续，直至到达最终产品为止。其思维程序可概括为：原料中间产物产品。 (2)逆向合成法：此法是一种逆向思维方法，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料(中间产物)，并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。其思维程序可概括为：产品中间产物原料。 1. 是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成： (1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是_。 (2)BC的反应类型是_。 (3)写出两种满足下列条件的E的同分异构体的结构简式_。 苯环上的一取代产物只有两种； 能发生银镜反应； 能与FeCl3溶液发生显色反应。 (4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：_。 (5)下列关于G的说法正确的是_。 a能与溴的四氯化碳溶液反应 b能与金属钠反应 c1 mol G最多能和3 mol氢气反应 d分子式是C9H6O3 【解析】此题主要考查常见有机反应类型，难度一般。推导出各物质的结构是解题的关键： A能发生银镜反应，且被O2氧化为CH3COOH，所以A为CH3CHO；D与CH3OH在浓硫酸作用下应该发生了酯化反应，所以E的结构为 再据转化关系图，其他设问都能迎刃而解。要注意(4)F与NaOH反应，其水解成的(酚)羟基也会与NaOH反应。 【答案】 (1)CH3CHO(2)取代反应 (4) (5)a、b、d 2.有机物A是最常用的食用油抗氧化剂，分子式为C10H12O5，可发生如下转化： 已知B的相对分子质量为60，分子中只含一个甲基。C的结构可表示为：请回答下列问题：(1)根据系统命名法，B的名称为_。(2)官能团X的名称为_，高聚物E的链节为_。(3)A的结构简式为_。(4)反应的化学方程式为_。 (5)C有多种同分异构体，写出其中2种符合下列要求的同分异构体的结构简式_。 .含有苯环 .能发生银镜反应 .不能发生水解反应 (6)从分子结构上看，A具有抗氧化作用的主要原因是_(填序号)。 a含有苯环 b含有羰基 c含有酚羟基 【解析】从BDE的关系可知，B含有OH，再从题给信息(只有一个甲基、相对分子质量为60)有：60-15(CH3)-17(OH)=28，则为两个亚甲基，所以B的结构简式为CH3CH2CH2OH。它在浓硫酸作用下，发生消去反应，可生成CH3CH=CH2，双键打开则形成聚合物，其键节为 。 从A、B的分子式可推出C含7个碳，从反应可知C含有羧基、酚羟基和苯环，再结构题给C的结构，可推出X为羧基，Y为羟基。由此可得出C的结构简式为 。 A显然为酯，水解时生成了醇B和酸C。由B与C的结构，不难写出酯A的结构简式。C与NaHCO3反应时，只是羧基参与反应，由于酚羟基的酸性弱，不可能使NaHCO3放出CO2气体。 (5)C的同分异构体中，能发生银镜反应，则一定要有醛基，不能发生水解，则不能是甲酸形成的酯类。显然，可以将一个羧基换成一个醛基和一个羟基，在苯环作位置变换即可。 (6)抗氧化即为有还原性基团的存在，而酚羟基易被O2氧化，所以选C项。【答案】 (1)1丙醇(或丙醇) (2)羧基 (6) c