2019高考化学 考点必练 专题27 有机推断与合成知识点讲解.doc

考点二十八 有机推断与合成知识点讲解一、有机物的官能团和它们的性质：官能团结构性质碳碳双键加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（O2、KMnO4）加聚碳碳叁键CC加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（O2、KMnO4）、加聚 苯取代（X2、HNO3、H2SO4）加成（H2）、氧化（O2）卤素原子X水解（NaOH水溶液）消去（NaOH醇溶液）醇羟基ROH取代（活泼金属、HX、分子间脱水、酯化反应）氧化（铜的催化氧化、燃烧）消去 酚羟基取代（浓溴水）、弱酸性、加成（H2）显色反应（Fe3+）醛基CHO加成或还原（H2）氧化O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2 羰基加成或还原（H2） 羧基COOH酸性、酯化 酯基 水解 (稀H2SO4、NaOH溶液)典例1（2018届甘肃省民乐县第一中学高三上学期期中考试）有机物A（C11H12O5）同时满足下列条件：含苯环且不含甲基；苯环上一氯取代物只有2种；1 mol A与足量的NaHCO3反应生成1 mol CO2；遇FeCl3溶液不显色。A有如图所示转化关系：已知：回答下列问题：（1）E中官能团名称_，H的分子式为_。（2）由C生成G的反应类型是_。（3）A的结构简式为_，G的结构简式为_。（4）写出CD反应的化学方程式_；写出IJ反应的离子方程式_。（5）C的同分异构体中能同时满足下列条件：a能发生银镜反应，b能发生皂化反应；c能与Na反应产生H2，共有_种（不含立体异构）。其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为611的是_（写结构简式)。【答案】 碳碳双键、羧基 C7H4O3Na2 酯化反应 5 有1个COOH，而A遇FeCl3溶液不显色，则A不含酚羟基，则A中酯基为羧酸与酚形成的，A中含苯环且不含甲基，且苯环上一氯取代物只有2种，则A中含有2个对位位置的取代基，可推知A的结构简式为：，H为，I为，J为，K为。（1）E为CH2=CHCH2COOH，则E中有碳碳双键、羧基2种官能团；H为，分子式为：C7H4O3Na2，故答案为：碳碳双键、羧基；C7H4O3Na2；（2）由C生成G的反应类型是酯化反应，故答案为：酯化反应；（3）A的结构简式为，G的结构简式为，故答案为：；（4）CD为缩聚反应，故反应方程式为：，苯酚酸性介于碳酸与碳酸氢根之间，故IJ反应的离子方程式：；（5）C为HOCH2CH2CH2COOH，C的同分异构体中能同时满足下列条件：a能发生银镜反应，说明含有醛基，b能发生皂化反应，含有甲酸形成的酯基，c能与Na反应产生H2，还含有羟基，可以看作丙烷中H原子被OH、OOCH取代，OOCH取代甲基中H原子，OH有3种位置，OOCH取代亚甲基中H原子，OH有2种位置，共有5种（不含立体异构），其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为611的是：。故答案为：5；。二、由反应条件确定官能团 ：反应条件可能官能团浓硫酸醇的消去（醇羟基）酯化反应（含有羟基、羧基）稀硫酸酯的水解（含有酯基） 二糖、多糖的水解NaOH水溶液卤代烃的水解 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、羰基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基 （CH2OH、CHOH）Cl2(Br2)/Fe苯环Cl2(Br2)/光照烷烃或苯环上烷烃基碱石灰/加热RCOONa能与NaHCO3反应的羧基能与Na2CO3反应的羧基、酚羟基 能与Na反应的羧基、酚羟基、醇羟基与银氨溶液反应产生银镜醛基 与新制氢氧化铜产生砖红色沉淀 （溶解）醛基 （羧基）使溴水褪色CC、CC加溴水产生白色沉淀、遇Fe3+显紫色酚A是醇（CH2OH）或乙烯 典例2（2018届重庆市第一中学高三11月月考）化合物莫沙朵林(F)是一-种镇痛药，它的合成路线如下:（1）AB的转化属于_反应(填反应类型)，1mol B与足量的金属钠反应可以生成标况下的氢气_L,B的沸点远高于相对分子质量接近的烃类，其原因是_。（2）化合物D中含氧官能团的名称为_（3）化合物C与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为_（4）下列有关化合物E的说法中正确的是_(填序号)。A.化合物E的分子式为C9H12O3B.化合物E能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色C.1mol E发生加成反应最多消耗2 mol H2 D.E中既有非极性共价键也有极性共价键（5）写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:_；I.分子的核磁共振氢谱图中有4组峰;.能发生银镜反应和水解反应;.能与FeCl3溶液发生显色反应，且与溴水反应。1mol该同分异构体与足量NaOH溶液反应，最多可消耗_molNaOH。（6）已知E+XF为加成反应，则化合物X的结构简式为_。【答案】 水解反应 44.8L B可以形成分子间氢键 酯基和羟基 BD 3 CH3-N=C=O（4）有关化合物E分子中有碳碳双键、酯基和羟基等三种官能团。A.化合物E的分子式为C9H10O3，A不正确；B.化合物E能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，B正确；C.1mol E与H2发生加成反应，最多消耗1mol H2 ，C不正确；D.E中有既有非极性共价键也有极性共价键，D正确。所以有关E的说法正确的是BD。（5）I.分子的核磁共振氢谱图中有4组峰，说明分子中只有4种化学环境不同的H；.能发生银镜反应和水解反应，说明分子中有醛基和酯基等官能团；.能与FeCl3溶液发生显色反应，说明有酚羟基，酚可以与溴水反应。同时满足这些条件的B的一种同分异构体的结构简式为 ；该同分异构体是含有酚羟基的酚酯，1mol酚羟基可以消耗1mol NaOH，1mol酚酯可以消耗2mol NaOH ，所以1mol该同分异构体与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3mol NaOH。（6）已知E+XF为加成反应，由E和F的分子组成和结构可以推断出化合物X的结构简式为CH3-N=C=O。三、根据反应类型来推断官能团：反应类型可能官能团加成反应CC、CC、CHO、羰基、苯环 加聚反应CC、CC酯化反应羟基或羧基水解反应X、酯基、肽键 、多糖等单一物质能发生缩聚反应分子中同时含有羟基和羧基或羧基和胺基 典例3（2018届内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三上学期第三次月考）以烃A和芳香烃D为原料合成化合物X的路线如图所示：回答下列问题：（1）A中含有官能团的名称是_，F的名称是_。（2）E生成F的反应类型是_。（3）反应C+FG的化学方程式为_。（4）反应FH的化学方程式为_。（5）X的结构简式为_，下列有关X的说法不正确的是_（填字母）a能发生水解反应 b.能发生银镜反应c.不能使溴的四氯化碳溶液褪色 d.能与浓硝酸发生取代反应（6）芳香族化合物M是G的同分异构体，M能与NaHCO3溶液反应产生气体，其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为6:2:1:1的是_或_（填结构简式）。【答案】 碳碳三键 苯甲醇 取代反应 CH3COOH + C6H5CH2OH C6H5CH2OOCCH3 + H2O 2C6H5CH2OH + O2 2C6H5CHO + 2H2O C6H5CHCHCOOCH2 C6H5 bc （2）C6H5CH2Cl在NaOH水溶液中发生取代反应（或水解反应）生成C6H5CH2OH，所以答案为：取代反应。（3）A为乙炔发生加成反应生成B，B为乙醛，乙醛发生氧化反应生成C，C为CH3COOH，F为C6H5CH2OH，C6H5CH2OH与CH3COOH在浓硫酸和加热的条件下发生酯化反应生成有机物G，化学方程式为：CH3COOH + C6H5CH2OH C6H5CH2OOCCH3 + H2O。（4）F为C6H5CH2OH，发生催化氧化反应生成H（苯甲醛），化学方程式为：2C6H5CH2OH + O2 2C6H5CHO + 2H2O。 （5）按照题给的信息可写出G与H发生反应生成X的化学方程式：C6H5CHO+ C6H5CH2OOCCH3 C6H5CHCHCOOCH2C6H5+H2O，所以X的结构简式为C6H5CHCHCOOCH2C6H5；X中含有酯基可以发生水解反应，有碳碳双键可以与溴水发生加成反应而使溴水褪色，含有苯环可以与硝酸发生取代反应，不含醛基不能发生银镜反应，所以不正确的是bc。（6）M的分子式为C9H10O2，其不饱和度为5，含有一个苯环（不饱和度为4），能与NaHCO3溶液反应产生气体，则分子中含有一个羧基（不饱和度为1），所以分子中还剩余两个碳原子，且不能含有碳碳双键。核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为6:2:1:1，6+2+1+1=10恰好与分子中的氢原子数相等，所以分子中含有两个甲基为一种峰，一个羧基为一种峰，苯环上有3个取代基，且苯环上有两种不同类型氢原子，故苯环上的三个取代基的结构比较对称，据此可写出符合条件的同分异构体有两种：或。四、由反应现象推断：反应的试剂有机物现象与溴水反应(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃溴水褪色，且产物分层(3)醛溴水褪色，且产物不分层(4)苯酚有白色沉淀生成与酸性高锰酸钾反应(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃(3)苯的同系物(4)醇(5)醛高锰酸钾溶液均褪色与金属钠反应(1)醇放出气体，反应缓和(2)苯酚放出气体，反应速度较快(3)羧酸放出气体，反应速度更快与氢氧化钠反应(1)卤代烃分层消失，生成一种有机物(2)苯酚浑浊变澄清(3)羧酸无明显现象(4)酯分层消失，生成两种有机物与碳酸氢钠反应羧酸放出气体且能使石灰水变浑浊银氨溶液或新制氢氧化铜(1)醛有银镜或红色沉淀产生(2)甲酸或甲酸钠加碱中和后有银镜或红色沉淀产生(3)甲酸酯有银镜或红色沉淀生成典例4（2018届吉林省实验中学高三上学期第四次模拟考试）氰基烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性，某种氰基丙烯酸酯(H)的合成路线如下：已知：A的相对分子量为58，氧元素质量分数为0. 276，核磁共振氢谱显示为单峰； 回答下列问题： （1）A的化学名称为_。 （2）C的结构简式为_，F中的含氧官能团名称是_。 （3）由E生成F的反应类型为_，由G生成H的反应类型为_。 （4）由G生成H的化学方程式为_。 （5）写出A的能够发生银镜反应的同分异构体的结构简式_。【答案】 丙酮 醛基 氧化反应 取代反应（酯化反应） + CH3OH + H2O CH3CH2CHO是；H是氰基丙烯酸酯，结合G在浓硫酸条件下与甲醇反应生成H，则H是；逆推G是；F是；E是；D是。解析：根据以上分析，（1）A是CH3COCH3，化学名称为丙酮。（2）C的结构简式为，F是含氧官能团是-CHO，名称是醛基。（3）由的反应类型为氧化反应，在浓硫酸条件下与甲醇反应生成的反应类型为酯化反应。（4）在浓硫酸条件下与甲醇反应生成的反应方程式为+ CH3OH + H2O。（5）能够发生银镜反应说明含有醛基，CH3COCH3含有醛基的同分异构体的结构简式是CH3CH2CHO。五、 由数量关系推断：分子中原子个数比1. CH=11，可能为乙炔、苯、苯乙烯、苯酚。2. CH=l2，可能分为单烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等。3. CH=14，可能为甲烷、甲醇、尿素CO(NH2)2。常见式量相同的有机物和无机物1. 式量为28的有：C2H4，N2，CO。2. 式量为30的有：C2H6，NO，HCHO。3. 式量为44的有：C3H8，CH3CHO，CO2，N2O。4. 式量为46的有：CH3CH2OH，HCOOH，NO2。5. 式量为60的有：C3H7OH，CH3COOH，HCOOCH3，SiO2。6. 式量为74的有：CH3COOCH3，CH3CH2COOH，CH3CH2OCH2CH3，Ca(OH)2，HCOOCH2CH3，C4H9OH。7. 式量为100的有：CH2=C COOCH3，CaCO3，KHCO3，Mg3N2。OH8. 式量为120的有： C9H12(丙苯或三甲苯或甲乙苯)，MgSO4，NaHSO4，KHSO3，CaSO3，NaH2PO4，MgHPO4，FeS2。 9. 式量为128的有：C9H20(壬烷)，C10H8(萘)。典例5（2018届湖南省郴州市高三第一次质量检测）对乙酰氨基苯酚（F）是最常用的非甾体消炎解热镇痛药，用于治疗感冒发烧、关节痛、神经痛、偏头痛等，它可用最简单的烯烃A等合成：已知：请回答下列问题：（1）E的名称为_，C中含有的官能团是_。（2）B的结构简式是_，反应的反应类型是_。（3）F与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_。（4）F的同分异构体有很多，其中一类同时满足下列条件的同分异构体共有_种。苯环上有三个侧链；与FeCl3溶液发生显色反应；能发生银镜反应且醛基直接连在苯环上。（5）参照F的合成路线，设计一条以溴苯为起始原料制备的合成路线_。【答案】 硝基苯 羧基 CH3CHO 取代反应或脱水 20 （或）（或）（5）以溴苯为起始原料制备的合成路线：（或）（或）。六、官能团的引入：1、引入常见的官能团引入官能团有关反应羟基-OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解、醛的氧化卤素原子（X）烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成，醇与HX取代碳碳双键C=C某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢醛基-CHO某些醇(CH2OH)氧化,烯氧化,糖类水解，（炔水化）羧基-COOH醛氧化, 酯酸性水解, 羧酸盐酸化，(苯的同系物被强氧化剂氧化)酯基-COO-酯化反应2、有机合成中的成环反应加成成环：不饱和烃小分子加成（信息题）；二元醇分子间或分子内脱水成环；二元醇和二元酸酯化成环；羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。3、有机合成中的增减碳链的反应增加碳链的反应：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应或者不饱和化合物间的聚合、酯化反应 、 加聚反应、 缩聚反应减少碳链的反应： 水解反应：酯的水解，糖类、蛋白质的水解； 裂化和裂解反应；氧化反应：燃烧，烯催化氧化（信息题），脱羧反应（信息题）。4、官能团的消除通过加成消除不饱和键；通过加成或氧化等消除醛基(CHO)；通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基(OH)典例6（2018届贵州省黔东南州高三第一次模拟）下列有机物的合成路线中，已知：A为烃类化合物，质谱图表明其相对分子质量为92，红外光谱表明分子中没有碳碳双键，核磁共振氢谱显示A有4组峰，其峰面积之比为3221E是一种烃，对H2的相对密度为14，所有原子均在一个平面内。根据以上合成路线回答下列问题：（1）A物质的名称_，步骤中的试剂a及条件是_。（2）反应的化学方程式是_。（3）F的分子式是C4H6O2，F中含有的官能团名称是_。（4）反应的类型_。（5）反应的化学方程式是_。（6）与D具有相同的分子式，含硝基(NO2)且苯环上有两个取代基的同分异构体还有_种（D除外）。（7）已知：，以E为起始原料，选用必要的无机试剂合成F，写出合成路线（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂与反应条件）_。【答案】 甲苯 NaOH水溶液 加热 + Cl2 +HCl 羧基、碳碳双键 取代反应（或硝化反应） 8 CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOHA为甲苯，在浓酸作用下，硝化为B，B为，B在光照条件下，发生取代反应生成C，C为，在NaOH水溶液，加热条件下，水解生成D，D为；从P可知G的结构简式为，则F为；与脱水缩合生成。（1）A物质的名称甲苯，卤原子在碱性条件下水解生成醇，步骤中的试剂a及条件是 NaOH水溶液、加热；（2）反应的化学方程式是 + Cl2 +HCl ；（3）F的分子式是C4H6O2，结构式为，F中含有的官能团名称是羧基、碳碳双键；（4）反应甲苯，在浓酸作用下，硝化生成，反应的类型取代反应（或硝化反应）；（5）酸与醇发生酯化反应，与脱水缩合生成，反应的化学方程式是；（6）除苯环外，组成两个原子团有三种情形：-OH、-CH2NO2-OCH3、-NO2-CH2OH、-NO2，每种情形在苯环上有邻、间、对三种同分异构体，与D具有相同的分子式，含硝基(NO2)且苯环上有两个取代基的同分异构体还有8种；（7）以E为起始原料，选用必要的无机试剂合成F，则乙烯与水加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，由题干信息可知乙醛发生反应生成，再发生消去反应、最后银镜反应氧化生成，所以合成路线为：CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOH。七、有机合成信息的利用1烷基取代苯R可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成COOH，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C一H键，则不容易被氧化得到COOH。【解析】此反应可缩短碳链，在苯环侧链引进羧基。2. 在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含NH2的化合物反应可以生成酰胺，如：【解析】醇、酸、酸酐、酰卤、酯、酰胺胺解都能得到酰胺。3. 已知溴乙烷跟氰化钠反应再水解可以得到丙酸CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH，产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。【解析】卤代烃与氰化物亲核取代反应后，再水解得到羧酸，这是增长一个碳的常用方法。4. 已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐，如：H2O【解析】这是制备酸酐的一种办法。5. 烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。例如：6. RCH=CHR与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸： 常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构。【解析】这都属于烯烃的氧化反应。其中，臭氧化还原水解一般得到醛和酮，而用酸性高锰酸钾得到羧酸。通过分析氧化后的产物，可以推知碳碳双键的位置。7. 环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到： (也可表示为：+)【解析】这是著名的双烯合成，是合成六元环的首选方法。8. 马氏规则与反马氏规则【解析】不对称烯烃与卤化氢加成一般遵守马氏规则，即时H加在原来双键碳中氢多的碳原子上。当有过氧化物存在时，遵守反马氏规则。9. 在药物、香料合成中常利用醛和醇反应生成综醛来保护醛基，此类反应在酸催化下进行。例如：【解析】这是醛基、羰基的保护反应，最后在酸性条件下水解可重新释放出醛基、羰基。10. 武慈反应：卤代烃能发生下列反应：2CH3CH2Br2Na CH3CH2CH2CH32NaBr【解析】这是合成对称烷烃的首选办法。11. 已知两个醛分子在碱性溶液中可以自身加成，加成生成的物质加热易脱水（脱水部位如下框图所示）。如：【解析】这是羟醛缩合反应，是增长碳链的常用办法。12. 通常情况下,多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的,容易自动失水,生成碳氧双键的结构：13. 烯烃碳原子上连接的羟基中的氢原子容易自动迁移到烯键的另一个碳原子上，形成较为稳定的羰基化合物C=COHCHC=O 【解析】烯醇不稳定，会重排成醛或酮。14. 碱存在下，卤代烃与醇反应生成醚（ROR）：RXROHRORHX【解析】这是威廉逊醚合成法，卤代烃与醇发生亲核取代反应，是合成醚的首选方法。典例7（2018届河南省周口市高三上学期期末）芳香族化合物A(C9H12O)可用于医药及香料的合成，A有如下转化关系:已知信息:A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；回答下列向题:(1)BD与HI的反应类型分别为:_、_。(2)K所含官能闭的名称为_，B的结构简式为_。(3)由E生成F的反应方程式为_。(4)J为一种具有3个六元环的酯，则其结构简式为_。(5)F的同分异构体中，能与NaHCO3反应生成CO2，且核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为6:2:1:1的结构有_种。(6)糖叉丙酮()是一种重要的医药中间体，请参考上述合成路线，设计一条由叔丁基氯(CH3)3CCl和糠醛( )为原料制备糖叉丙酮的合成路线(无机试剂任用) _。合成流程图示例如下:【答案】 加成反应 缩聚反应 羰基、碳碳双键 2 H发生酯化反应生成环酯J，J为。由题中信息和可知，C为、K为。(1)BD与HI的反应类型分别为加成反应和缩聚反应。(2)K所含官能闭的名称为羰基、碳碳双键，B的结构简式为。(3)由E生成F的反应方程式为。(4)J为一种具有3个六元环的酯，则其结构简式为。(5)F（）的同分异构体中，能与NaHCO3反应生成CO2，说明分子中有羧基，且核磁共振氢谱为4组峰、峰面积比为6:2:1:1的结构有2，6-二甲基苯甲酸和3，5-二甲基苯甲酸，共2种。(6)参考上述合成路线，由叔丁基氯(CH3)3CCl和糠醛( )为原料制备糖叉丙酮，可以先由叔丁基氯水解制备甲基丙烯，然后根据信息的反应，甲基丙烯经酸性高锰酸钾溶液氧化、酸化后得到丙酮，最后再根据信息的反应，丙酮与糠醛发生反应得到目标产品。具体合成路线如下 ：。