人教版高考化學一輪復習選擇性必修3微項目4有機合成與推斷的問題解決能力集訓課件

有機合成與推斷的問題解決能力集訓微項目4【項目梳理過關】

一、根據(jù)題給信息推斷有機化合物結構簡式的能力梳理歸納有機合成與推斷中的重要反應題型剖析解題思路題型訓練1.(2021河北卷)丁苯酞(NBP)是我國擁有完全自主知識產權的化學藥物,臨床上用于治療缺血性腦卒中等疾病。ZJM-289是一種NBP開環(huán)體(HPBA)衍生物,在體內外可經酶促或化學轉變成NBP和其他活性成分,其合成路線如下:已知信息:回答下列問題:(1)A的化學名稱為

。

(2)D有多種同分異構體,其中能同時滿足下列條件的芳香族化合物的結構簡式為

、

。

①可發(fā)生銀鏡反應,也能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;②核磁共振氫譜有四組峰,峰面積比為1∶2∶2∶3。(3)E→F中步驟(1)的化學方程式為

。

(4)G→H的反應類型為

。若用NaNO3代替AgNO3,則該反應難以進行,AgNO3對該反應的促進作用主要是因為

。

(5)HPBA的結構簡式為

。通常酯化反應需在酸催化、加熱條件下進行,對比HPBA和NBP的結構,說明常溫下HPBA不穩(wěn)定、易轉化為NBP的主要原因

。

答案:(1)鄰二甲苯(或1,2-二甲苯)(4)取代反應Ag+與Br-生成AgBr沉淀,使c(Br-)減小,促進反應進行(5)

HPBA分子中的羥基與羧基常溫下易發(fā)生酯化反應脫水成環(huán),生成更穩(wěn)定的NBP解析:本題考查了有機物的合成與推斷。(1)根據(jù)有機化合物A的分子式和物質B以及反應條件可知,A為

,其名稱為鄰二甲苯或1,2-二甲苯。(2)根據(jù)物質D的分子結構及同分異構體的要求,說明其同分異構體中含有醛基、酚羥基,核磁共振氫譜有四組峰,則同分異構體應具有對稱性,再根據(jù)核磁共振氫譜峰面積之比,即可得出符合題目要求的同分異構體為(4)比較物質G和H,只是將取代基中的—Br替換成—ONO2,屬于取代反應;若用NaNO3代替AgNO3,反應難以進行,說明AgNO3中Ag+與Br-生成AgBr沉淀,使c(Br-)減小,促進物質G中碳溴間的共價鍵斷裂。(5)根據(jù)NBP中所含的官能團和反應條件,NBP生成HPBA是NBP中的酯基在堿性條件下水解,然后在酸性條件下生成HPBA,故HPBA的結構簡式為

;由于HPBA分子中的羥基與羧基常溫下易發(fā)生酯化反應脫水成環(huán),因此HPBA不穩(wěn)定,易轉化為NBP。(6)根據(jù)有機合成及反應物和產物的結構與官能團的轉化,可推知由2.(2023湖南卷)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一種合成該類化合物的路線如下(部分反應條件已簡化)?；卮鹣铝袉栴}。(1)B的結構簡式為

。

(2)從F轉化為G的過程中所涉及的反應類型是

、

。(3)物質G所含官能團的名稱為

、

。

(4)依據(jù)上述流程提供的信息,下列反應產物J的結構簡式為

。

(5)下列物質的酸性由大到小的順序是

(寫標號)。

(6)

(呋喃)是一種重要的化工原料,其能夠發(fā)生銀鏡反應的同分異構體中,除H2C═C═CH—CHO外,還有

種。

(7)甲苯與溴在FeBr3催化下發(fā)生反應,會同時生成對溴甲苯和鄰溴甲苯。依據(jù)由C到D的反應信息,設計以甲苯為原料選擇性合成鄰溴甲苯的路線(無機試劑任選)。(5)③>①>②(6)4解析:(1)A→B為酚與溴水的取代反應,且—Br取代位置為—OH的鄰位或對位,結合B的分子式和F的結構簡式可知僅發(fā)生鄰位上的取代,所以B的結構簡式為

。(2)分析F和G的結構及反應流程可知,所涉及的反應類型有消去反應和加成反應。(3)根據(jù)已知結構簡式寫官能團名稱便可,G中所含官能團為醚鍵和碳碳雙鍵。(4)根據(jù)題述流程提供的信息,將兩步反應拆解為

(5)物質的酸性取決于O—H的極性,與①相比,CH3—為推電子基團,降低了O—H的極性,酸性減弱,而CF3—為吸電子基團,增強了O—H的極性,酸性增強,故3種物質酸性大小順序為③>①>②。二、根據(jù)題給信息設計有機合成路線的能力的訓練梳理歸納

1.有機合成的原則(1)起始原料要廉價易得,低毒性、低污染。(2)應盡量選擇步驟最少的合成路線。(3)原子經濟性高,具有較高產率。(4)有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。2.表達方式:合成路線示意圖3.官能團的引入(1)引入鹵素原子:烯烴、炔烴與HX或X2發(fā)生加成反應;烷烴與X2發(fā)生取代反應;醇與HX發(fā)生取代反應。(2)引入羥基:烯烴與水發(fā)生加成反應;醛(酮)與氫氣發(fā)生加成反應;鹵代烴在堿性條件下發(fā)生水解反應;酯的水解等。(3)引入雙鍵:加成反應(炔烴加氫或HX),消去反應(鹵代烴、醇的消去),醇的氧化引入

等。4.官能團的消除(1)通過加成反應或聚合反應消除不飽和鍵。(2)通過取代反應、消去反應、酯化反應、氧化反應等消除羥基(—OH)。(3)通過加成反應或氧化反應消除醛基(—CHO)。(4)通過水解反應消除酯基。(5)通過水解反應、消去反應消除鹵素原子。5.碳鏈的增減(1)增長:如不飽和物質的加成或聚合;有機化合物與HCN反應(一般會以信息形式給出)。(2)縮短:如苯的同系物、烯烴的氧化;烴的裂化或裂解;酯的水解反應等。6.官能團的保護(1)酚羥基的保護:因酚羥基易被氧化,所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應,把—OH變?yōu)椤狾Na(或—OCH3)將其保護起來,待氧化后再酸化將其轉變?yōu)椤狾H。(2)碳碳雙鍵的保護:碳碳雙鍵也容易被氧化,在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應將其保護起來,待氧化后再利用消去反應轉變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(—NH2)的保護:如在對硝基甲苯

對氨基苯甲酸的過程中應先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2還原為—NH2。防止當KMnO4氧化—CH3時,—NH2(具有還原性)也被氧化。題型剖析解題思路1.首先確定要合成的有機化合物屬于何種類型,以及題中所給的條件與所要合成的有機化合物之間的關系。2.以題中要求最終物質為起點,考慮這一有機化合物如何從另一有機化合物甲經過一步反應制得。若甲不是所給已知原料,需再進一步考慮甲又是如何從另一有機化合物乙經一步反應制得,過程中需要利用給定(或隱藏)信息,一直推導到題目給定的原料為終點。3.在合成某產物時,可能會產生多種不同方法和途徑,應當在兼顧原料省、產率高的前提下選擇最合理、最簡單的方法和途徑。題型訓練1.化合物I是合成含六元環(huán)甾類化合物的一種中間體。合成I的路線如下,回答下列問題。(1)B→C反應的化學方程式為

。

(2)化合物E和I的結構簡式分別是

、

。

(3)C→D和F→G的反應類型分別是

、

。

(4)寫出符合下列條件的G的同分異構體的結構簡式

。①與氫氧化鈉完全反應時,兩者物質的量之比為1∶3;②有4種不同化學環(huán)境的氫。2.(2021山東卷)一種利膽藥物F的合成路線如下:回答下列問題:(1)A的結構簡式為

;符合下列條件的A的同分異構體有

種。

①含有酚羥基②不能發(fā)生銀鏡反應③含有四種化學環(huán)境的氫(2)檢驗B中是否含有A的試劑為

;B→C的反應類型為

。

(3)C→D的化學方程式為

;E中含氧官能團共

種。

(2)A中含有酚羥基,B中不含酚羥基,可利用FeCl3溶液檢驗B中是否含有A,若含有A,則加入FeCl3溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B→C的反應類型為氧化反應?！卷椖坑柧毻黄啤?/p>

1.酯類化合物與格氏試劑(RMgX,X=Cl、Br、I)的反應是合成叔醇化合物的重要方法,可用于制備含氧多官能團化合物。化合物F的合成路線如下,回答下列問題:(1)A的結構簡式為

,B→C的反應類型為

,C中官能團的名稱為

,C→D的化學方程式為

。

(2)寫出符合下列條件的D的同分異構體

(填結構簡式,不考慮立體異構)。

①含有五元環(huán)碳環(huán)結構;②能與NaHCO3溶液反應放出CO2氣體;③能發(fā)生銀鏡反應。(3)判斷化合物F中有無手性碳原子,若有,用“*”標出。(1)F的結構簡式為

,①的反應類型為

,E中官能團名稱為

,⑤的反應的化學方程式為

。

(2)寫出符合下列條件E的同分異構體

(填結構簡式,不考慮立體異構)。

①含有苯環(huán),遇FeCl3溶液不變色②能發(fā)生銀鏡反應③核磁共振氫譜圖中峰面積之比為1∶3∶6∶6(3)判斷化合物E中有無手性碳原子,若有,用“*”標出。(4)寫出以1,3-丙二醇和甲醇為原料制備

的合成路線(其他試劑任選)。(2)E的分子式為C12H16O6,符合下列條件E的同分異構體:①含有苯環(huán),遇FeCl3溶液不變色說明其不含酚羥基;②能發(fā)生銀鏡反應,說明其含醛基;③核磁共振氫譜圖中峰面積之比為1∶3∶6∶6,說明有四種氫,且數(shù)目分別為3.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一種可降解的聚酯類高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的應用前景。PPG的一種合成路線如下:已知:①烴A的相對分子質量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學環(huán)境的氫。②化合物B為單氯代烴;化合物C的分子式為C5H8。③E、F為相對分子質量差14的同系物,F是福爾馬林的溶質。回答下列問題:(1)A的結構簡式為

。

(2)由B生成C的化學方程式為

。

(3)由E與F生成G的反應類型為

,G的化學名稱為

。

(4)①由D與H生成PPG的化學方程式為

;

②若PPG平均相對分子質量為10000,則其平均聚合度約為

(