2022屆新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)有機(jī)合成與推斷學(xué)案

第2課時有機(jī)合成與推斷(1)中官能團(tuán)的名稱為碳碳雙鍵、酯基。()提示:√。該有機(jī)物含有碳碳雙鍵、酯基兩種官能團(tuán)。(2)環(huán)己烷與苯可用酸性KMnO4溶液鑒別。()提示:×。環(huán)己烷與苯都不能跟酸性KMnO4溶液反應(yīng),混合后現(xiàn)象相同。(3)中的官能團(tuán)名稱為碳碳雙鍵、酯基。()提示:×。中的官能團(tuán)名稱為碳碳雙鍵、羰基。(4)的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件分別是濃HNO3/濃H2SO4、加熱,該反應(yīng)的類型是加成反應(yīng)。()提示:×。硝化反應(yīng)也是取代反應(yīng)。(5)的同分異構(gòu)體只有和兩種。()提示:×。分子式為C6H6的有機(jī)物很多。有機(jī)合成路線的“微設(shè)計”氧化白藜蘆醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反應(yīng)合成W的一種方法:利用Heck反應(yīng),由苯和溴乙烷為原料制備,寫出合成路線____________。(無機(jī)試劑任選)

【解析】由題意中的Heck反應(yīng)可知需要一個反應(yīng)物中含雙鍵,一個反應(yīng)物中含I;從苯出發(fā)可以經(jīng)過溴乙烷和溴化鐵的反應(yīng)制得乙苯,乙苯在乙基上通過烷烴的取代反應(yīng)引入氯原子,鹵代烴在氫氧化鈉醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)產(chǎn)生雙鍵,得到苯乙烯;可以仿照反應(yīng)①通過相同條件在苯環(huán)上引入一個碘原子,因此合成路線圖為。答案:結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和官能團(tuán)的保護(hù)反-2-己烯醛(D)是一種重要的合成香料,下列合成路線是制備D的方法之一。根據(jù)該合成路線回答下列問題:+A+E已知:RCHO+R′OH+R"OH(1)A的名稱是____________;B分子中共面原子數(shù)目最多為____________;C分子中與環(huán)相連的三個基團(tuán)中,不同化學(xué)環(huán)境的氫原子共有________種。

(2)D中含氧官能團(tuán)的名稱是____________,寫出檢驗(yàn)該官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)方程式:________________。

(3)E為有機(jī)物,能發(fā)生的反應(yīng)有________。

a.聚合反應(yīng) b.加成反應(yīng)c.消去反應(yīng) d.取代反應(yīng)(4)B的同分異構(gòu)體F與B有完全相同的官能團(tuán),寫出F所有可能的結(jié)構(gòu):____________。

(5)以D為主要原料制備己醛(目標(biāo)化合物),在方框中將合成路線的后半部分補(bǔ)充完整。目標(biāo)化合物(6)問題(5)的合成路線中第一步反應(yīng)的目的是________________。

【解析】(1)A是丁醛,B為CH2CHOC2H5,分子中共面原子數(shù)目最多為9個,如圖,C分子中與環(huán)相連的三個基團(tuán)中,8個碳原子上的氫原子化學(xué)環(huán)境都不同,共有8種。(2)D為,含氧官能團(tuán)為醛基。(3)C在酸性條件下生成、CH3CH2CH2CHO和CH3CH2OH,因此E為CH3CH2OH,屬于醇,能發(fā)生的反應(yīng)有消去反應(yīng)和取代反應(yīng),故選cd;(4)B的同分異構(gòu)體F與B有完全相同的官能團(tuán),F可能的結(jié)構(gòu)有CH2CHCH2OCH3、、、;(5)D為,己醛的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH2CH2CHO,根據(jù)信息和己醛的結(jié)構(gòu),首先需要將碳碳雙鍵轉(zhuǎn)化為單鍵,然后在酸性條件下反應(yīng)即可;(6)醛基也能夠與氫氣加成,(5)中合成路線中第一步反應(yīng)的目的是保護(hù)醛基。答案:(1)正丁醛(或丁醛)98(2)醛基+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O(3)cd(4)CH2CHCH2OCH3、、、(5)CH3(CH2)4CHO(6)保護(hù)醛基(或其他合理答案)【自我反思·知不足】知識點(diǎn)是否掌握學(xué)習(xí)索引是否有機(jī)合成與推斷【典例】有機(jī)堿,例如二甲基胺()、苯胺()、吡啶()等,在有機(jī)合成中應(yīng)用很普遍,目前“有機(jī)超強(qiáng)堿”的研究越來越受到關(guān)注,以下為有機(jī)超強(qiáng)堿F的合成路線:已知如下信息:①H2CCH2②+RNH2③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為________________。

(2)由B生成C的化學(xué)方程式為________________。

(3)C中所含官能團(tuán)的名稱為________________。

(4)由C生成D的反應(yīng)類型為____________。

(5)D的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(6)E的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中,能與金屬鈉反應(yīng),且核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為6∶2∶2∶1的有________種,其中,芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡式為

________________________________________。

【解析】(1)由題中信息可知,A的分子式為C2HCl3,其結(jié)構(gòu)簡式為ClHCCCl2,其化學(xué)名稱為三氯乙烯。(2)B與氫氧化鉀的醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成C(),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為+KOH+KCl+H2O。(3)由C的分子結(jié)構(gòu)可知其所含官能團(tuán)有碳碳雙鍵和氯原子。(4)C()與過量的二環(huán)己基胺生成D,D與E發(fā)生信息②的反應(yīng)生成F,由F的分子結(jié)構(gòu)可知,C的分子中的兩個氯原子被二環(huán)己基胺所取代,則由C生成D的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。(5)由D的分子式及F的結(jié)構(gòu)可知D的結(jié)構(gòu)簡式為。(6)已知苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體。E()的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中,能與金屬鈉反應(yīng),則其分子中也有羥基;核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為6∶2∶2∶1的有、、、、、,共6種,其中,芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡式為。答案:(1)三氯乙烯(2)+KOH+KCl+H2O(3)碳碳雙鍵、氯原子(4)取代反應(yīng)(5)(6)6高考常見的新信息反應(yīng)總結(jié)(1)丙烯αH被取代的反應(yīng):CH3—CHCH2+Cl2Cl—CH2—CHCH2+HCl。(2)共軛二烯烴的1,4加成反應(yīng):①CH2CH—CHCH2+Br2。②+‖。(3)烯烴被O3氧化:R—CHCH2R—CHO+HCHO。(4)苯環(huán)側(cè)鏈的烴基被酸性KMnO4溶液氧化:。(5)苯環(huán)上硝基被還原:。(6)醛、酮的加成反應(yīng)(加長碳鏈,—CN水解得—COOH):①CH3CHO+HCN;②+HCN;③CH3CHO+NH3(作用:制備胺);④CH3CHO+CH3OH(作用:制半縮醛)。(7)羥醛縮合:+。(8)醛或酮與格氏試劑(R′MgX)發(fā)生加成反應(yīng),所得產(chǎn)物經(jīng)水解可得醇:+R′MgX。(9)羧酸分子中的αH被取代的反應(yīng):RCH2COOH+Cl2+HCl。(10)羧酸用LiAlH4還原時,可生成相應(yīng)的醇:RCOOHRCH2OH。(11)酯交換反應(yīng)(酯的醇解):R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH。利用結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行推斷【典例1】維生素E是一種人體必需的脂溶性維生素,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、營養(yǎng)品、化妝品等。天然的維生素E由多種生育酚組成,其中α-生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。下面是化合物E的一種合成路線,其中部分反應(yīng)略去。已知以下信息:a)b)+c)回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為________________。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(3)反應(yīng)物C含有三個甲基,其結(jié)構(gòu)簡式為_______________。

(4)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為____________________。

(5)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為____________________。

(6)化合物C的同分異構(gòu)體中能同時滿足以下三個條件的有________個(不考慮立體異構(gòu)體,填標(biāo)號)。

(ⅰ)含有兩個甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含CCO);(ⅲ)不含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。(a)4(b)6(c)8(d)10其中,含有手性碳(注:連有四個不同的原子或基團(tuán)的碳)的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。

【解析】(1)A分子中羥基直接連在苯環(huán)上屬于酚類,甲基和羥基處于間位,故化學(xué)名稱為3-甲基苯酚(或間甲基苯酚)。(2)由信息a)可知該反應(yīng)條件下,—CH3取代羥基鄰位上的氫原子,結(jié)合B的分子式可確定兩個鄰位氫原子都被取代,則B的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)由信息b)及反應(yīng)④前后有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式可知,結(jié)合“C含有三個甲基”,確定其結(jié)構(gòu)簡式為。(4)反應(yīng)⑤發(fā)生信息c)的反應(yīng),對照反應(yīng)前后有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式發(fā)現(xiàn),羰基中的一個化學(xué)鍵斷裂,氧原子連氫原子,碳原子連—C≡CH,故屬于加成反應(yīng)。(5)由信息c)的反應(yīng)機(jī)理可確定D的結(jié)構(gòu)簡式為,反應(yīng)⑥后碳碳三鍵變成了碳碳雙鍵,則化學(xué)方程式為。(6)由(3)分析知C為,其同時滿足題意三個條件的同分異構(gòu)體:①碳鏈沒有支鏈時:、、;②有一個支鏈:、、、、;共8種。其中中號碳原子為手性碳。答案:(1)3-甲基苯酚(或間甲基苯酚)(2)(3)(4)加成反應(yīng)(5)(6)(c)準(zhǔn)確提取信息推斷有機(jī)物的結(jié)構(gòu)題給信息推斷結(jié)論(1)芳香化合物含有苯環(huán)(2)某有機(jī)物能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)該有機(jī)物含有酚羥基(3)某有機(jī)物不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),但水解產(chǎn)物之一能發(fā)生此反應(yīng)該有機(jī)物中不含酚羥基,水解后的生成物中含有酚羥基(4)某有機(jī)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)該有機(jī)物含有醛基或(5)某有機(jī)物若只含有一個官能團(tuán),既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)該有機(jī)物可能為甲酸某酯(6)某有機(jī)物能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體該有機(jī)物含有羧基(7)0.5mol某有機(jī)酸與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成44gCO2該有機(jī)酸是二元羧酸,一個分子中含有2個羧基(8)某有機(jī)物的核磁共振氫譜中有4組峰,且峰面積比為6∶2∶2∶1該有機(jī)物含有四種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,且氫原子的個數(shù)比為6∶2∶2∶1(9)某氣態(tài)有機(jī)物的密度是同溫同壓下H2密度的28倍該氣態(tài)有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為56g·mol-1(10)某有機(jī)物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色有機(jī)物中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、羥基或有機(jī)物為苯的同系物等利用數(shù)據(jù)、條件進(jìn)行推斷【典例2】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(yīng)用前景。PPG的一種合成路線如下:已知:①烴A的相對分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)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(zhì)量差14的同系物,F是福爾馬林的溶質(zhì);④R1CHO+R2CH2CHO?；卮鹣铝袉栴}:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________。

(2)由B生成C的化學(xué)方程式為__。

(3)由E和F生成G的反應(yīng)類型為________,G的化學(xué)名稱為________。

(4)①由D和H生成PPG的化學(xué)方程式為__。

②若PPG平均相對分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度約為________(填標(biāo)號)。

a.48b.58c.76d.122(5)D的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的共有________種(不含立體異構(gòu));

①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生皂化反應(yīng)其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的是________(寫結(jié)構(gòu)簡式);D的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是________(填標(biāo)號)。

a.質(zhì)譜儀b.紅外光譜儀c.元素分析儀 d.核磁共振儀【解析】(1)(2)烴A的相對分子質(zhì)量為70,有一種化學(xué)環(huán)境的氫,所以A為,B為A和氯氣的單取代產(chǎn)物,所以B為,C為B的消去產(chǎn)物,所以C為。(3)E、F為相對分子質(zhì)量差14的同系物,F是福爾馬林的溶質(zhì),則F為甲醛,E為乙醛。由信息④可知乙醛和甲醛發(fā)生了加成反應(yīng),G的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CHO,名稱為3-羥基丙醛。(4)G與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成H,所以H為HOCH2CH2CH2OH。C氧化為D,則D為戊二酸,D和H的反應(yīng)為++(2n-1)H2O。根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知鏈節(jié)的式量是172,所以若PPG平均相對分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度為10000÷172≈58,答案選b。(5)①能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體,說明含有羧基;②既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生皂化反應(yīng),說明含有醛基和酯基,因此是甲酸形成的酯基,所以可能的結(jié)構(gòu)簡式為HCOOCH2CH2CH2COOH、HCOOCH2CH(COOH)CH3、HCOOCH(COOH)CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2COOH、HCOOC(CH3)2COOH,共計5種。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6∶1∶1的是。答案:(1)(2)(3)加成反應(yīng)3-羥基丙醛(或β-羥基丙醛)(4)①++(2n-1)H2O②b(5)5c準(zhǔn)確利用反應(yīng)條件推斷有機(jī)反應(yīng)類型反應(yīng)條件思考方向氯氣、光照烷烴取代、苯的同系物側(cè)鏈上的取代液溴、催化劑苯及苯的同系物發(fā)生苯環(huán)上的取代濃溴水碳碳雙鍵和三鍵加成、酚取代、醛氧化氫氣、催化劑、加熱碳碳不飽和鍵、苯、醛、酮加成氧氣、催化劑、加熱某些醇氧化、醛氧化酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液烯、炔、苯的同系物、醛、醇、酚等氧化銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化氫氧化鈉溶液、加熱鹵代烴水解、酯水解、蛋白質(zhì)水解等氫氧化鈉的醇溶液、加熱鹵代烴消去濃硫酸,加熱醇消去、醇酯化、醇生成醚濃硝酸、濃硫酸,加熱苯環(huán)上取代稀硫酸,加熱酯水解、二糖和多糖、蛋白質(zhì)等水解氫鹵酸(HX),加熱醇取代反應(yīng)1.常見的有機(jī)合成路線(1)一元合成路線RCHCH2RCH2CH2X一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線H2CCH2二元醛二元羧酸QUOTE鏈酯環(huán)酯高聚酯鏈酯環(huán)酯高聚酯(3)芳香化合物合成路線芳香酯2.官能團(tuán)的引入官能團(tuán)有關(guān)反應(yīng)羥基(—OH)烯烴與水加成,醛/酮加氫,鹵代烴水解,酯的水解、醛的還原鹵素原子(—X)烴與X2取代,不飽和烴與HX或X2加成,醇與HX取代碳碳雙鍵()某些醇或鹵代烴的消去,炔烴不完全加氫醛基(—CHO)某些醇(—CH2OH)氧化,烯氧化,糖類水解,炔水化羧基(—COOH)醛氧化,酯酸性水解,羧酸鹽酸化,苯的同系物被強(qiáng)氧化劑氧化酯基(—COO—)酯化反應(yīng)3.有機(jī)合成中的成環(huán)反應(yīng)(1)加成成環(huán):不飽和烴小分子加成(信息題);(2)二元醇分子間或分子內(nèi)脫水成環(huán);(3)二元醇和二元酸酯化成環(huán);(4)羥基酸、氨基酸通過分子內(nèi)或分子間脫去小分子成環(huán)。4.有機(jī)合成中的增減碳鏈的反應(yīng)(1)增加碳鏈的反應(yīng):有機(jī)合成題中碳鏈的增長,一般會以信息形式給出,常見方式為有機(jī)物與HCN反應(yīng)或者不飽和