專(zhuān)題有機(jī)合成與推斷

1、專(zhuān)題：有機(jī)合成與推斷【題型說(shuō)明】有機(jī)合成與推斷型綜合題是高考有機(jī)化學(xué)選做題的重要考查形式，該題型多以新型有機(jī)物的合成路線為載體，并結(jié)合題目所給物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)反應(yīng)信息，綜合性考查有機(jī)化合物的推斷、官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型的判斷、有機(jī)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)點(diǎn)，通常有45個(gè)設(shè)問(wèn)，題目綜合性強(qiáng)，情境新，考查全面，難度稍大，大多以框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系形式呈現(xiàn)，能夠很好地考查學(xué)生綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，獲取信息、整合信息和對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力，在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)予以重視。有機(jī)合成路線的綜合分析題型示例【示例1】 (2014·全國(guó)大綱卷，30)“心得安”是治療心臟病的藥物，下面

2、是它的一種合成路線(具體反應(yīng)條件和部分試劑略)：回答下列問(wèn)題： (1)試劑a是_，試劑b的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，b中官能團(tuán)的名稱(chēng)是_。(2)的反應(yīng)類(lèi)型是_。(3)心得安的分子式為_(kāi)。(4)試劑b可由丙烷經(jīng)三步反應(yīng)合成：C3H8XY試劑b反應(yīng)1的試劑與條件為_(kāi)，反應(yīng)2的化學(xué)方程式為_(kāi)， 反應(yīng)3的反應(yīng)類(lèi)型是_。(5)芳香化合物D是1­萘酚的同分異構(gòu)體，其分子中有兩個(gè)官能團(tuán)，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，D能被 KMnO4酸性溶液氧化成E(C2H4O2)和芳香化合物F(C8H6O4)，E和F與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)均能放出CO2氣體，F(xiàn)芳環(huán)上的一硝化產(chǎn)物只有一種。D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)；由F生成一硝化產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_(kāi)，

3、該產(chǎn)物的名稱(chēng)是_。思路點(diǎn)撥(1)反應(yīng)可用NaOH(或Na2CO3)與1­萘酚中酚羥基反應(yīng)生成1­萘酚鈉；根據(jù)A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和b的分子式(C3H5Cl)，可推測(cè)出b的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為ClCH2CH=CH2，故b分子中含有的官能團(tuán)為氯原子、碳碳雙鍵 。(2)反應(yīng)由B()C()是斷了碳碳雙鍵，加了一個(gè)氧原子，故屬于加氧型的氧化反應(yīng)。(3)根據(jù)心得安的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式即可確定其分子式為C16H21O2N。(4)由丙烷(CH3CH2CH3)經(jīng)三步反應(yīng)合成ClCH2CH=CH2的流程圖如下：CH3CH2CH3 CH2=CHCH3ClCH2CH=CH2，由此得反應(yīng)1的試劑與條件為Cl2、光照；反應(yīng)2

4、的化學(xué)方程式為：NaOHCH2=CHCH3NaClH2O；反應(yīng)3的反應(yīng)類(lèi)型為取代反應(yīng)。(5)根據(jù)1­萘酚的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式()可確定D的分子式為C10H8O，又知芳香族化合物D可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，故確定含有醛基，D能被酸性KMnO4氧化成E(C2H4O2)和芳香化合物F(C8H6O4)，且均與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2，可確定E為CH3COOH，又由F芳環(huán)上的一硝基代物只有一種，故F為結(jié)合D的分子式可確定D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為由F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式即可得出其一硝基取代物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為該硝化產(chǎn)物的名稱(chēng)為2­硝基­1,4­苯二甲酸或硝基對(duì)苯二甲酸。硝化反應(yīng)所需試劑為濃硝酸和濃硫酸，所

5、以由F生成一硝化產(chǎn)物的化學(xué)方程式為 答案(1)NaOH(或Na2CO3)ClCH2CH=CH2氯原子、碳碳雙鍵(2)氧化反應(yīng)(3)C16H21O2N(4)Cl2、光照CH2=CHCH3NaClH2O取代反應(yīng)【歸納總結(jié)】1常見(jiàn)的有機(jī)合成路線(1)一元合成路線RCH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯。(2)二元合成路線CH2=CH2 二元醇二元醛二元羧酸。(3)芳香化合物合成路線：2有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入、消去和轉(zhuǎn)化(1)官能團(tuán)的引入引入鹵素原子引入羥基引入羧基(2)官能團(tuán)的消去通過(guò)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。通過(guò)消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)或酯化反應(yīng)消除羥基(OH)。通過(guò)加成(還原)反應(yīng)或氧化反應(yīng)消除醛基(C

6、HO)。通過(guò)消去反應(yīng)或水解(取代)反應(yīng)消除鹵素原子。(3)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化利用衍變關(guān)系引入官能團(tuán)，如鹵代烴伯醇(RCH2OH)醛羧酸。通過(guò)不同的反應(yīng)途徑增加官能團(tuán)的個(gè)數(shù)，如通過(guò)不同的反應(yīng)，改變官能團(tuán)的位置，如3有機(jī)合成中常見(jiàn)官能團(tuán)的保護(hù)(1)酚羥基的保護(hù)：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把OH變?yōu)镺Na(或OCH3)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)镺H。(2)碳碳雙鍵的保護(hù)：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(NH2)的保護(hù)：如對(duì)硝基甲苯對(duì)氨基苯甲酸的過(guò)程中應(yīng)先把C

7、H3氧化成COOH之后，再把NO2還原為NH2。防止當(dāng)KMnO4氧化CH3時(shí)，NH2(具有還原性)也被氧化。題組精練1(2013·重慶，10)華法林是一種治療心腦血管疾病的藥物，可由化合物E和M在一定條件下合成得到(部分反應(yīng)條件略)(1)A的名稱(chēng)為_(kāi)，AB的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)。(2)DE的反應(yīng)中，加入的化合物X與新制Cu(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)GJ為取代反應(yīng)，其另一產(chǎn)物分子中的官能團(tuán)是_。(4)L的同分異構(gòu)體Q是芳香酸，QR(C8H7O2Cl)ST，T的核磁共振氫譜只有兩組峰，Q的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，RS的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)上圖中，能縮合成體型高分子化合物的酚類(lèi)單

8、體是_。(6)已知：LM的原理為C6H5OH C2H5OH和C2H5OH，M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。解析(1)AB的反應(yīng)為CH3CCHH2O 屬于加成反應(yīng)。(2)DE的反應(yīng)為(3)GJ的反應(yīng)為 (4)根據(jù)T的核磁共振氫譜只有兩組峰，Q應(yīng)為(5) 能和醛類(lèi)縮合成體型高分子化合物。答案(1)丙炔加成反應(yīng)(6)2(2014·江蘇，17)非諾洛芬是一種治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物，可通過(guò)以下方法合成：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)非諾洛芬中的含氧官能團(tuán)為_(kāi)和_(填名稱(chēng))。(2)反應(yīng)中加入的試劑X的分子式為C8H8O2，X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。(3)在上述五步反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是_(填序號(hào))。(4)B的一種同分異構(gòu)

9、體滿足下列條件：.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。 .分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且分子中含有兩個(gè)苯環(huán)。 寫(xiě)出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_。(5)根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息，寫(xiě)出以的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用)。 合成路線流程圖示例如下：CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3解析(1)由非諾洛芬的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可知含有醚鍵和羧基。(2)對(duì)比A、B結(jié)構(gòu)可知A中Br被取代，結(jié)合X的分子式可推知X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (3)上述五步反應(yīng)中，為取代反應(yīng)，為還原(或加成)反應(yīng)(酮羰基還原為醇羥基)，為取代反應(yīng)(羥基被Br取代)，為取代反應(yīng)(Br被CN取代)，為水解反

10、應(yīng)(CN生成COOH)。(4)B的結(jié)構(gòu)除掉2個(gè)苯環(huán)外還有2個(gè)碳原子，2個(gè)氧原子，1個(gè)不飽和度。能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說(shuō)明同分異構(gòu)體中存在甲酸酚酯結(jié)構(gòu)另外還有一個(gè)飽和碳原子，1個(gè)苯環(huán)，結(jié)合分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，可寫(xiě)出同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(5)由題中反應(yīng)信息采用逆向分析法，由原料發(fā)生還原反應(yīng)生成對(duì)比 官能團(tuán)的位置發(fā)生改變，可先通過(guò)醇消去反應(yīng)，然后再與HBr發(fā)生加成反應(yīng)實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的位置轉(zhuǎn)化。答案(1)醚鍵羧基(3)【題型模板】有機(jī)合成題的解題思路有機(jī)推斷題的解題策略題型示例【示例2】 (2014·天津，8)從薄荷油中得到一種烴A(C10

11、H16)，叫­非蘭烴，與A相關(guān)反應(yīng)如下：(1)H的分子式為_(kāi)。 (2)B所含官能團(tuán)的名稱(chēng)為_(kāi)。 (3)含兩個(gè)COOCH3基團(tuán)的C的同分異構(gòu)體共有_種(不考慮手性異構(gòu)), 其中核磁共振氫譜呈現(xiàn)2個(gè)吸收峰的異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。 (4)BD，DE的反應(yīng)類(lèi)型分別為_(kāi)、_。 (5)G為含六元環(huán)的化合物，寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_。 (6)F在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)可得到一種高吸水性樹(shù)脂，該樹(shù)脂名稱(chēng)為_(kāi)。 (7)寫(xiě)出EF的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(8)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，A與等物質(zhì)的量的Br2進(jìn)行加成反應(yīng)的產(chǎn)物共有_種(不考慮立體異構(gòu))。思路點(diǎn)撥AH是碳碳雙鍵的加成反應(yīng)，碳架結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，根據(jù)已知信息，再結(jié)合

12、A、B分子式和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可以判斷：A為，B為再根據(jù)各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化條件，可知：D為 (1)根據(jù)碳原子的成鍵特點(diǎn)，可知化合物H的分子式為C10H20。(2)由B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其所含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)為羰基和羧基。(3)含有兩個(gè)COOCH3基團(tuán)的C的同分異構(gòu)體有：CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3、共4種，其中核磁共振氫譜呈現(xiàn)2個(gè)吸收峰(即有2種不同的氫原子)的結(jié)構(gòu)為 (4)由B和D的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件，可知BD為加成反應(yīng)或還原反應(yīng)。由D和E的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件，可知DE的反應(yīng)為取代反應(yīng)。(6)F發(fā)生加聚反應(yīng)得到樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)為其名稱(chēng)為聚丙烯酸鈉。(7)EF為鹵代烴的消去反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2Na

13、OHCH2=CHCOONaNaBr2H2O。(8)A與等物質(zhì)的量的Br2進(jìn)行加成反應(yīng)共有3種方式，其加成產(chǎn)物分別為：共3種。答案(1)C10H20(2)羰基羧基(4)加成反應(yīng)(或還原反應(yīng))取代反應(yīng)【知識(shí)歸納】1確定官能團(tuán)的方法性質(zhì)結(jié)構(gòu)代表物質(zhì)酸性含有COOH、酚羥基乙酸、苯酚水解反應(yīng)含有X、COOR、的物質(zhì)及二糖、多糖；其中在酸性及堿性溶液中均能水解的物質(zhì)含有酯基或肽鍵CH3CH2Cl、乙酸乙酯使溴水褪色含有或CC或CHO或是酚類(lèi)物質(zhì)CH2=CH2使溴的CCl4溶液褪色或CCCHCH使酸性高錳酸鉀溶液褪色含有OH、CHO、或CC及苯環(huán)上含有側(cè)鏈的物質(zhì)CH3CHO與FeCl3溶液作用顯紫色含有酚羥基苯酚與銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡或與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生紅色沉淀含有CHO乙醛與鈉反應(yīng)放出H2含有OH或COOH乙醇、乙酸與Na2CO3或NaHCO3反應(yīng)放出CO2含有COOH乙酸2.有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型的推斷(1)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型判斷的基本思路(2)根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類(lèi)型在NaOH的水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，可能是酯的水解反應(yīng)或鹵代烴的水解反應(yīng)。在NaOH的乙醇溶液中加熱，發(fā)生鹵代烴的消去反應(yīng)。在濃H2SO4存在的條件下加熱，可能發(fā)生醇的消去反應(yīng)、酯化反應(yīng)、成醚反應(yīng)或硝化反應(yīng)等。能與溴水或溴的CCl4溶液反應(yīng)，可能為烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。