有機化學第八講 有機合成與推斷

1、有機化學第八講 有機合成與推斷【考綱要求】1、理解官能團概念并能夠識別官能團。2、以一些典型的烴類衍生物為例，了解官能團在化合物中的作用，掌握各主要官能團的性 質(zhì)和主要化學反應(yīng)。3、綜合應(yīng)用各類化合物的化學反應(yīng)，進行區(qū)別、鑒定、分離、提純或推導(dǎo)未知物的結(jié)構(gòu)簡式。組合多個化合物的化學反應(yīng)，合成具有指定結(jié)構(gòu)簡式的產(chǎn)物?！久}預(yù)測】1、試題提供一種新的物質(zhì)，這種物質(zhì)是新科技或新發(fā)現(xiàn)的成果，具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，往往是多官能團的復(fù)合體，試題借以考查官能團的性質(zhì)以及同系物、同分異構(gòu)體的知識等。2、將課本知識置于新的背景下考查的問題與新的背景有一定的聯(lián)系，但沒有本質(zhì)性的關(guān)聯(lián)。3、試題給出部分有機物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

2、，或者部分數(shù)據(jù)，推導(dǎo)有機物的分子式和結(jié)構(gòu)式等。4、試題給出部分新信息，結(jié)合合成某物質(zhì)的流程圖以及已知知識，融計算、推斷、合成、鑒別于一個題目中，全面考查考生綜合能力5、試題常見形式：框圖形或敘述形6、試題常見設(shè)問方式：1）官能團的名稱（鹵素原子，羰基，醛基）2）結(jié)構(gòu)簡式書寫； 3）反應(yīng)類型的判斷； 4）方程式的書寫；5）限制條件的同分異構(gòu)體書寫； 6）合成流程圖【高考真題】1、（2010江蘇）阿立哌唑(A)是一種新的抗精神分裂癥藥物，可由化合物B、C、D在有機溶劑中通過以下兩條路線合成得到。 (1)E的結(jié)構(gòu)簡式為 。 (2)由C、D生成化合物F的反應(yīng)類型是 。 (3)合成F時還可能生成一種相對

3、分子質(zhì)量為285的副產(chǎn)物G，G的結(jié)構(gòu)簡式為 。 (4)H屬于氨基酸，與B的水解產(chǎn)物互為同分異構(gòu)體。H能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，且苯環(huán)上的一氯代物只有2種。寫出兩種滿足上述條件的H的結(jié)構(gòu)簡式： 。 (5)已知：，寫出由C制備化合物的合成路線流程圖（無機試劑任選）。合成路線流程圖示例如下：【答案】（1） （2）取代反應(yīng)【解析】本題是一道綜合性的有機物合成題，本題主要考察的是結(jié)構(gòu)簡式、同分異構(gòu)體的書寫、有機反應(yīng)類型和根據(jù)條件進行有機合成，同時也要關(guān)注重要官能團的性質(zhì)。（1）比較容易，就是羥基上的B和Br進行取代，可知其結(jié)構(gòu)為（2）同樣通過F的結(jié)構(gòu)式分析可知由C、D合成化合物F仍然是鹵素原子與H的取代反應(yīng)

4、（3）通過對其相對分質(zhì)量的分析可知，出來發(fā)生取代反應(yīng)外，又發(fā)生了消去反應(yīng)，故其結(jié)構(gòu)為；（4）綜上分析可知，在H分子結(jié)構(gòu)中，有苯環(huán)、氨基、羧基、羥基，由此不難得出其分子結(jié)構(gòu)為和；（5）關(guān)注官能團種類的改變，搞清反應(yīng)機理?！緜淇继崾尽拷獯鹩袡C推斷題時，我們應(yīng)首先認真審題，分析題意，分離出已知條件和推斷內(nèi)容，弄清被推斷物和其他有機物的關(guān)系，以特征點作為解題突破口，結(jié)合信息和相關(guān)知識進行推理，排除干擾，作出正確推斷，一般可采取的方法有：順推法（以有機物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和實驗現(xiàn)象為主線，采用正向思維，得出正確結(jié)論）、逆推法（以有機物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和實驗現(xiàn)象為主線，采用逆向思維，得出正確結(jié)論）、多法結(jié)合推斷（綜合應(yīng)

5、用順推法和逆推法）等。2、（09年江蘇）多沙唑嗪鹽酸鹽是一種用于治療高血壓的藥物。多沙唑嗪的合成路線如下：（1）寫出D中兩種含氧官能團的名稱： 和 。（2）寫出滿足下列條件的D的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。苯的衍生物，且苯環(huán)上的一取代產(chǎn)物只有兩種；與Na2CO3溶液反應(yīng)放出氣體；水解后的產(chǎn)物才能與FeCl3 溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。（3）EF的反應(yīng)中還可能生成一種有機副產(chǎn)物，該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為 。（4）由F制備多沙唑嗪的反應(yīng)中要加入試劑X（C10H10N3O2Cl），X的結(jié)構(gòu)簡式為 。（5）苯乙酸乙酯是一種常見的合成香料。請設(shè)計合理的方案以苯甲醛和乙醇為原料合成苯乙酸乙酯（用合成路線流程圖表示，并

6、注明反應(yīng)條件）。提示：RBr+NaRCN+NaBr ；合成過程中無機試劑任選；合成路線流程圖示例如下：CH3CH2OHH2CCH2Br2BrH2CCH2Br答案：（1）羧基、醚鍵（2）（或或）（3）（4）（5）解析：（1）比較容易 （2）書寫同分異構(gòu)體（有限制條件的）要求熟練掌握各種官能團的性質(zhì)結(jié)合題目信息即可得出答案。（3）審題認真，看看反應(yīng)實質(zhì)是什么，結(jié)合反應(yīng)物物質(zhì)的量之比進行判斷，結(jié)合信息，可以判斷反應(yīng)物物質(zhì)的量之比如果控制不好達到21就會出現(xiàn)副產(chǎn)物結(jié)合答案進行認真分析。（4）結(jié)合反應(yīng)物與產(chǎn)物及題目提供的X（C10H10N3O2Cl），不難得出答案。（5）關(guān)注官能團種類的改變，搞清反應(yīng)機

7、理?！究键c分析】本題是一道綜合性的有機合成試題，考察了同分異構(gòu)題的書寫，及根據(jù)條件進行有機合成。同時也要關(guān)注重要官能團的性質(zhì)。【規(guī)律總結(jié)】一、 有機推斷的解題思路與解題技巧1.解題思路： 原題(結(jié)構(gòu)、反應(yīng)、性質(zhì)、現(xiàn)象特征) 結(jié)論檢驗2.解題關(guān)鍵： 據(jù)有機物的性質(zhì)，有機物特定的反應(yīng)條件尋找突破口。據(jù)有機物之間的相互衍變關(guān)系尋找突破口。據(jù)有機物結(jié)構(gòu)上的變化，及某些特征現(xiàn)象上尋找突破口。據(jù)某些特定量的變化尋找突破口。有機推斷的解題技巧1、由物理特性確定物質(zhì) 歸納：一些有機物的物理性質(zhì)（1）常溫下是氣體的物質(zhì)：分子中碳原子數(shù)小于、等于4的烴（不排除新戊烷）、一氯甲烷、甲醛。（2）密度比水小的油狀液體：

8、液態(tài)烴（己烷、己烯、苯及同系物等）、酯、油酸等。（3）密度比水大的油狀液體：溴苯、硝基苯、溴乙烷、四氯化碳等。（4）可溶于水的：分子中碳原子數(shù)小于、等于4的低級的醇、醛、酮、羧酸等。（5）不溶于水的：烴類、鹵代烴、酯、硝基化合物等。2、由反應(yīng)條件確定官能團 ：反應(yīng)條件可能官能團濃硫酸醇的消去（醇羥基）酯化反應(yīng)（含有羥基、羧基）稀硫酸酯的水解（含有酯基） 二糖、多糖的水解NaOH水溶液鹵代烴的水解 酯的水解 NaOH醇溶液鹵代烴消去（X）H2、催化劑加成(碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、醛基、羰基、苯環(huán))O2/Cu、加熱醇羥基 （CH2OH、CHOH）Cl2(Br2)/Fe苯環(huán)Cl2(Br2)/光照烷烴或苯

9、環(huán)上烷烴基3、根據(jù)性質(zhì)確定官能團反應(yīng)條件可能官能團能與NaHCO3反應(yīng)的羧基能與Na2CO3反應(yīng)的羧基、酚羥基 能與Na反應(yīng)的羧基、(酚、醇)羥基與銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡醛基 與新制氫氧化銅產(chǎn)生磚紅色沉淀 （溶解）醛基 （若溶解則含COOH）使溴水褪色CC、CC或CHO加溴水產(chǎn)生白色沉淀、遇Fe3+顯紫色酚使酸性KMnO4溶液褪色C=C、CC、酚類或CHO、苯的同系物等AB氧化氧化CA是醇（CH2OH）或乙烯 4、根據(jù)定量關(guān)系確定官能團（1）官能團的定量關(guān)系與X2反應(yīng)：（取代）HX2；（加成）C=CX2；CC2X2與H2加成反應(yīng)：C=CH2；CC2H2；C6H63H2；（醛或酮）C=OH2與HX

10、反應(yīng)：（醇取代）OHHX；（加成）C=CHX；CC2HX銀鏡反應(yīng)：CHO2Ag；（HCHO4Ag）與新制Cu(OH)2反應(yīng)：CHO2Cu(OH)2；COOH Cu(OH)2 與Na反應(yīng)：（醇、酚、羧酸）OH H2 與NaOH反應(yīng)：（酚）OHNaOH； （羧酸）COOHNaOH； （醇酯）COORNaOH；（酚酯）COOC6H52NaOH（2）由式量變化確定官能團的數(shù)目：式量變化情況發(fā)生的反應(yīng)增加2加成H2減少2醇的催化氧化增加16醛氧化到羧酸 烯烴氧化到醛減少16醇消去 分子內(nèi)脫水成酯、醚、肽等增加18乙烯、乙炔水化 酯、肽等的水解增加28羧酸與乙醇酯化增加42醇與乙酸酯化5、依據(jù)某些產(chǎn)物推知

11、官能團的位置（1）由醇氧化成醛或羧酸，推知醇為CH2OH 由醇氧化為酮，推知醇為CHOH 由醇不能被催化氧化，可推知醇為COH（2）由消去產(chǎn)物可確定“OH”或“X”的位置（3）由加氫后的碳架結(jié)構(gòu)確定 碳碳雙鍵、“CC”的位置。 由烯烴臭氧氧化還原水解反應(yīng)的產(chǎn)物可以確定烯烴中雙鍵的位置6、據(jù)有機物之間的相互衍變關(guān)系尋找突破口二、有機合成的常規(guī)方法1引入官能團：（1）引入C=C的方法：醇、鹵代烴的消去，炔的不完全加成，*醇氧化引入C=O（2）引入-X的方法：烯、炔的加成，烷、苯及其同系物、醇的取代（3）引入-OH的方法：烯加水，醛、酮加氫，醛的氧化、酯的水解、鹵代烴的水解、糖分解為乙醇和CO2(4

12、)引入CHO或酮：醇的催化氧化；CC與H2O加成。(5)引入COOH：醛基氧化；CN水化；羧酸酯水解。(6)引入COOR：醇酯由醇與羧酸酯化；酚酯由酚與羧酸酐取代。(7)引入高分子：含CC的單體加聚；酚與醛縮聚、二元羧酸與二元醇（或羥基酸）酯化縮聚、二元羧酸與二元胺（或氨基酸）酰胺化縮聚2消除官能團2消除官能團：（1）消除雙鍵方法：加成反應(yīng)（2）消除羥基方法：消去、氧化、酯化（3）消除醛基方法：還原和氧化3官能團數(shù)目和位置的改變：如(1)CH3CH2OHCH2CH2 XCH2CH2XHOCH2CH2OH 。(2)。(3)CH3CH2CH2ClCH3CHCH2CH3CHClCH3(4)CH3CH

13、2CH2OH CH3CHCH2 CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。4增長碳鏈：酯化，炔、烯加HCN，聚合等5.縮短碳鏈：酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脫羧6、有機合成中的成環(huán)反應(yīng)規(guī)律a、有機成環(huán)方式一種是通過加成、聚合反應(yīng)來實現(xiàn)的，另一種是至少含有兩個相同或不同官能團的有機分子，如多元醇、羥基酸、氨基酸通過分子內(nèi)或分子間脫去小分子的成環(huán)。b 成環(huán)反應(yīng)生成的環(huán)上應(yīng)至少含有3個原子，其中以形五員環(huán)或六員環(huán)比較穩(wěn)定。類型： <1> 加成成環(huán)如：CH2=CHCH= CH2+CH2=CH2<2> 醇分子間脫水成環(huán) CH2(OH) CH2OH +2H2O <3&

14、gt; 醇分子內(nèi)脫水成環(huán)如：HOCH2CH2CH2CH2OH + H2O<4> 醇與酸酯化成環(huán)（氨基和羧基同）：如： HOCH2CH2OH+HOOCCOOH+2H2O又如： HOCH2CH2CH2CH2COOH+H2O 三、規(guī)范答題應(yīng)注意問題：1、寫官能團名稱、反應(yīng)類型時不能出現(xiàn)錯別字,不能多字或少字; 2、寫有機物的分子式、結(jié)構(gòu)簡式、官能團的結(jié)構(gòu)時要規(guī)范，不能有多氫或少氫的現(xiàn)象; 3、寫有機反應(yīng)方程式時，要注明反應(yīng)條件，要配平；特別注意小分子不要漏寫(如H2O、HX等).【鞏固練習】1、（08年江蘇）下列現(xiàn)象或事實可用同一原理解釋的是A濃硫酸和濃鹽酸長期暴露在空氣中濃度降低B氯水

15、和活性炭使紅墨水褪色C漂白粉和水玻璃長期暴露在空氣中變質(zhì)D乙炔和乙烯使溴的四氯化炭溶液褪色答案：D解析：選項A中濃硫酸的濃度下降，是由于濃硫酸具有吸水性，而鹽酸濃度的下降是由于濃鹽酸具有揮發(fā)性；選項B中氯水使紅墨水褪色，是由于氯水中含有HClO，HClO具有氧化性，破壞有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而活性炭使紅墨水褪色，是由于活性炭具有吸附性，將紅墨水吸附在活性炭的表面；選項C中漂白粉和水玻璃均與空氣中的CO2和H2O反應(yīng)，但漂白粉反應(yīng)生成CaCO3和HClO，HClO分解生成HCl和O2；選項D中乙烯、乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色，乙烯和乙炔與Br2發(fā)生了加成反應(yīng)，它們的原理相同。2、（08年江蘇）下列離子

16、方程式正確的是A用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液：2Cl- + 2H+ H2+ Cl2B用銀氨溶液檢驗乙醛中的醛基： CH3CHO +2Ag(NH3)2+ + 2OH-CH3COO- + NH4+ +3NH3 + 3Ag+ H2OC苯酚鈉溶液中通入少量CO2：CO2 + H2O + 2C6H5O- 2C6H5OH + 2CO32-DNa2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色：5SO32- + 6H+ + 2MnO4- = 5SO42- + 2Mn2+ 3H2O答案：B、D解析：選項A中水為弱電解質(zhì)，書寫離子方程式時不能改寫；選項C中正確的離子方程式為：OCO2H2OOHHCO3。3、（08年江蘇）香

17、蘭素是重要的香料之一，它可由丁香酚經(jīng)多步反應(yīng)合成。有關(guān)上述兩種化合物的說法正確的是A常溫下，1 mol丁香酚只能與1 molBr2反應(yīng)B丁香酚不能FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)C1 mol香蘭素最多能與3 mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)D香蘭素分子中至少有12個原子共平面答案：D解析：處于酚羥基的鄰對位的H原子均可與Br2發(fā)生取代反應(yīng)，甲子CH2CH=CH2中含有一個CC，所以1mol丁香酚可與2mol分Br2發(fā)生反應(yīng)；選項B中丁香酚中含有酚羥基，能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)；選項C中含有3個CC和一個CO，所以1mol的香蘭素可與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)；選項D中和苯環(huán)相連接的原子均在同一平面內(nèi)，CHO的

18、H和O原子也與它共面，所以香蘭素分子中至少有12個原子共平面。4、（08年江蘇）某有機樣品3.1 g完全燃燒，燃燒后的混合物通入過量的澄清石灰水，石灰水共增重7.1 g，經(jīng)過濾得到10 g沉淀。該有機樣品可能是A乙二醇B乙醇C乙醛D甲醇和丙三醇的混合物答案：A、D解析：n(CaCO3)=0.1mol，m(CO2)=4.4g，m(C)=1.2g，m(H2O)=7.1g4.4g=2.7g，m(H)=0.3g，所以有機物中含氧的質(zhì)量為：31g1.2g0.3g1.6g，所以n(O)=0.1mol，即n(C)n(H)n(O)0.1mol0.3mol0.1mol131，選項A中C、H、O的原子個數(shù)比為13

19、1；選項B中的原子個數(shù)比為：261；選項C中的原子個數(shù)比為：121；選項D中甲醇的原子個數(shù)比為：141，丙三醇中的原子個數(shù)比為383，其中甲醇的H原子個數(shù)大于3，而丙三醇的H原子個數(shù)小于3，滿足題意要求。5、（09年江蘇）下列所列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)就能實現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是abcAAlAlCl3Al（OH）3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DCH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO答案：B解析：A項：AlAlCl3 （2Al6HCl=2AlCl33H2或者2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，AlCl3Al(OH)3 （AlCl33NH3·H2O=

20、Al(OH)33NHCl），Al(OH)3AlCl3（Al(OH)33HCl=AlCl33H2O），Al(OH)3Al的轉(zhuǎn)化必須經(jīng)過Al(OH)3Al2O3（反應(yīng)方程式為：2Al(OH)3Al2O33H2O）和Al2O3Al（2Al2O34Al3O2）這兩步，所以A項不選；B項：HNO3NO （8HNO33Cu=3Cu(NO3)22NO4H2O），NONO2（2NOO2=2NO2），NO2NO（3NO2H2O=2HNO3NO），NO2HNO3（3NO2H2O=2HNO3NO），所以B項正確；C項：SiSiO2（SiO2=SiO2），SiO2H2SiO3必須經(jīng)過兩步（SiO22NaOH=Na2S

21、iO3H2O和Na2SiO3H2OCO2=H2SiONa2CO3），D項：CH2=CH2CH3CH2OH（CH2=CH2H2OCH3CH2OH），CH3CH2OHCH3CHO（2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O），CH3CHOCH3CH2OH（CH3CHOHH2=CH3CH2OH），CH3CHOHCH2=CH2就必須經(jīng)過兩步（CH3CHOH2CH3CH2OH和CH3CH2OHCH2=CH2H2O）【考點分析】熟練掌握元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系6、（09年江蘇）下列有關(guān)試驗操作的敘述正確的是A實驗室常用右圖所示的裝置制取少量的乙酸乙酯B用50mL酸式滴定管可準確量取25.00mLKM

22、nO4溶液C用量筒取5.00mL 1.00mol·L-1鹽酸于50mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，可配制0.100 mol·L-1鹽酸D在苯萃取溴水中的溴，分液時有機層從分液漏斗的下端放出答案：B解析：A項，導(dǎo)氣管深入到飽和碳酸鈉溶液中去了，這樣容易產(chǎn)生倒吸，所以該裝置不能用于制備乙酸乙酯；B項，準確量取一定體積的溶液，用的儀器室滴定管，滴定管有兩種：酸式和堿式，具體使用范圍是：酸式滴定管不得用于裝堿性溶液，因為玻璃的磨口部分易被堿性溶液侵蝕，使塞子無法轉(zhuǎn)動。堿式滴定管不宜于裝對橡皮管有侵蝕性的溶液，如碘、高錳酸鉀和硝酸銀等。所以量取高錳酸鉀溶液用酸式滴定管。C項，有兩點錯誤

23、之處，第一點量筒只能精確到小數(shù)點后一位，第二點在配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時，溶解操作應(yīng)在燒杯內(nèi)溶解，不允許在容量瓶內(nèi)溶解。D項，苯的密度比水小，飄在水上面，故有機層應(yīng)該從上口倒出?！究键c分析】常見實驗的儀器組裝，操作過程、注意事項要牢記；常見儀器的使用，以及在使用過程中所需要注意的地方（精確度）7、（09年江蘇）具有顯著抗癌活性的10-羥基喜樹堿的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于10羥基喜樹堿的說法正確的是A分子式為C20H16N2O5B不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)C不能發(fā)生酯化反應(yīng)D一定條件下，1mol該物質(zhì)最多可與1molNaOH反應(yīng)答案：A解析：根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式，很容易查出C、H、N、O的原子個

24、數(shù)，所以分子式為C20H16N2O5，A項對；因為在苯環(huán)上有羥基，構(gòu)成羥基酚的結(jié)構(gòu)，所以能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)，B項錯；從結(jié)構(gòu)簡式可以看出，存在OH，所以能夠發(fā)生酯化反應(yīng)，C項錯；D項，有三個基團能夠和氫氧化鈉反應(yīng)，苯酚上的羥基、酯基和肽鍵，所以消耗的氫氧化鈉應(yīng)該為3mol?！究键c分析】原子共平面問題（深層次）根據(jù)結(jié)構(gòu)能判斷該物質(zhì)的類別。根據(jù)官能團判斷該物質(zhì)具有的化學性質(zhì)，以及能發(fā)生哪些反應(yīng)類型。根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷發(fā)生一些化學反應(yīng)時的定量關(guān)系8、（10江蘇）阿魏酸在食品、醫(yī)藥等方面有著廣泛用途。一種合成阿魏酸的反應(yīng)可表示為下列說法正確的是A可用酸性 W W W K S 5 U . C O M溶液檢測上述反應(yīng)是否有阿魏酸生成B香蘭素、阿魏酸均可與、溶液反應(yīng)C通常條