高三专题：有机合成与推断.ppt

高三专题：有机合成与推断,2010.5.14,有机合成的推断历来是高考的重点和难点，要完成有机合成和推断，必须全面掌握各类有机物的结构、性质以及相互转化等知识；同时还要具有较高的思维能力、抽象概括能力和知识迁移能力。有机合成的实质是利用有机基本反应规律，进行必要的官能团反应，合成目标产物。有机推断的实质是具体物质的合成流程中的某个环节、物质、反应条件缺省，或通过已知的信息推断出未知物的各种信息。有机推断题属于综合应用各类官能团性质、相互转化关系的知识，结合计算并在新情景下加以迁移的能力题。此类题目综合性强，难度大，情景新，要求高，只有在熟练掌握各类有机物及相互衍变关系的基础上，结合具体的实验现象和数据，再综合分析，才能作出正确、合理的推断。,（一）、有机推断 有机推断的解题模式、方法和思路,有机推断题的解答思维模式：,解答有机推断题的常用的解题方法： 顺推法：以有机物的结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论。 逆推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论 注意：在有机推断中思路要开阔，打破定势。应该考虑到某有机物可能不止一种官能团，或者只有一种单不止一个官能团。要从链状结构想到环状结构等。突破口也有可能不止一个，更多的是多种突破口的融合，这样疑难问题就可迎刃而解了。 夹击法：从反应物和生成物同时出发，以有机物的结构、性质为主线，推出中间过渡产物，从而解决过程问题并得出正确结论。 分层推理法：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确推论。,有机推断题的解题思路： 此类试题通常以框图题的形式出现，解题的关键是确定突破口。常见的突破口的确定角度在推断和合成过程中常涉及到下列情况： 从有机物的物理特征突破。有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔沸点等往往各有特点，平时留心归纳，可能由此找到解题突破口。例如常温下为气体的烃的含氧衍生物只有甲醛一种。,以有机物的反应条件作为突破口。有机反应往往具有特定的条件，因此反应的特定条件可以是解题的突破口。具体概括如下： 注意有机反应条件的重要性。 重要的试剂反应条件有： I、有机反应要在适当的条件下才能发生。书写有机反应式时要正确标明反应条件。 II、反应条件不同，反应类型和反应产物均有可能不同。 A温度不同，反应产物和反应类型不同。如乙醇与浓硫酸共热； B溶剂不同，反应产物和反应类型不同，如溴乙烷与NaOH共热在水和醇作溶剂时； C催化剂不同，反应产物不同，如甲苯与氯气在光照或加Fe时；乙醇的燃烧与催化氧化。 D浓度不同，产物不同，如蔗糖在稀硫酸作用下水解得葡萄糖；在浓硫酸作用下发生炭化。,重要的综合反应条件：,从官能团的特征反应入手：即从结构上突破。 官能团是钥匙，它能打开未知有机物对你关闭的大门。 官能团是地图，它能指引你走进有机物的陌生地带。,1、有机物的官能团和它们的性质：,2、由反应条件确定官能团 ：,3、根据反应物性质确定官能团 :,4、根据反应类型来推断官能团：,5反应类（从特征现象上突破）,从定量关系角度入手 常见式量相同的有机物和无机物，即从特定的量的关系上突破。 1.从反应的定量关系角度,从而进一步确定官能团的个数，如关系式： n(双键)=n(H2)=n(HX)=n(X2)=n(H2O=n(HCN) 2n(三键)=n(H2)=n(HX)=n(X2)=n(H2O=n(HCN) n(CHO)=2n(Ag)=n(Cu2O) 2n(OH)=n(H2) 2n(COOH)=n(CO32)=n(CO2),2.分子量关系： A每增加1个碳原子相当于减少12个氢原子，因此当烃的氢原子个数达到20以上时，要注意上述关系的转化。如：C9H20与C10H8之间就有相同的分子量。 B烷烃与较它少一个碳原子的饱和一元醛（酮）的相对分子质量相等。 C饱和一元醇与比它少一个碳原子的饱和一元羧酸相对分子质量相等。 D某酸乙醇酯nH2O 酯的式量比对应酸多28n 某醇乙酸酯nH2O 酯的式量比对应醇多42n。 E 特定的式量 (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 OH (8) 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),F特定的量变关系 烃和氯气取代反应中被取代的H和被消耗的Cl2 之间的数量关系； 不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成时，CC、CC与无机物分子个数的关系； 含OH有机物与Na反应时，OH与H2个数的比关系； CHO与Ag或Cu2O的物质的量关系； RCH2OH RCHO RCOOH M M2 M14 RCH2OH CH3COOCH2R M M42 (7)RCOOH RCOOCH2CH3 (酯基与生成水分子个数的关系) M M28 (关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量) G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,.利用官能团的衍生关系进行衍变（从特定的转化关系上突破） 各类有机物之间的转变见如下三个转化图,（二）、有机合成,1合成方法： 识别有机物的类别，含何官能团，它与何知识信息有关 据现有原料，信息及反应规律，尽可能合理把目标分子分成若干片断,或寻求官能团的引入、转换，保护方法或设法将各片断拼接衍变 正逆推，综合比较选择最佳方案 2合成原则: 原料价廉，原理正确路线简捷，便于操作，条件适宜易于分离，产率高,3解题思路: 剖析要合成的物质(目标分子)，选择原料，路线(正向、逆向思维，结合题给信息) 合理的合成路线由什么基本反应完全，目标分子骨架 目标分子中官能团引入 （1）合成原则：原料价廉，原理正确，途径简便，便于操作，条件适宜，易于分离。 （2）思路：将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。 根据合成过程的反应类型，所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息，审题分析，理顺基本途径。 根据所给原料，反应规律，官能团引入、转换等特点找出突破点。 综合分析，寻找并设计最佳方案。 (3)方法指导：找解题的“突破口”的一般方法是： a.找已知条件最多的地方，信息量最大的； b.寻找最特殊的特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等； c.特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构； d.如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。,1、官能团的引入：,其中苯环上引入基团的方法：,3、有机合成中的成环反应,4. 官能团的消除 （1）通过加成消除不饱和键； 如CH2CH2 H2 CH3CH3 （2）通过消去或氧化或酯化消除羟基（OH）； 通过消去、氧化可消除OH。如CH3CH2OHCH2CH2 H2O 、2CH3CH2OH O2 2CH3CHO 2H2O （3）通过加成或氧化等消除醛基（CHO）。 如2CH3CHO O2 2CH3COOH 、CH3CHO H2 CH3CH2OH (4)通过水解反应消除COO。 如CH3COOC2H5 H2O CH3COOH C2H5OH。,5. 官能团的衍变 根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式： （1）利用官能团的衍变关系进行衍变，如RCH2OH醛羧酸。 （2）通过某种化学途径使一个官能团变为两个。 如CH3CH2OHHOCH2CH2OH。,（3）通过某种手段，改变官能团的位置。 6.官能团的保护 如双键，酚羟基等在转化中的保护。 7. 碳骨架的增减, 一般会以信息形式给 （1）增长：有机合成中碳链的增长 如信息： 另：常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 （2）变短：如烃的裂化，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化，羧酸盐脱羧反应等。,2CH3CH2Br +2Na CH3CH2CH2CH3 +2NaBr,（三）专项训练,1.（成都市2009届二次诊断理综） 有机物A 由C 、H 、O 、Cl 四种元素组成，其相对分子质量为198.5，Cl在侧链上。当A 与Cl2分别在Fe 作催化剂和光照条件下以物质的量之比为1 : 1 反应时，分别是苯环上一氯取代有两种和侧链上一氯取代有一种；A 与NaHCO3 溶液反应时有气体放出. A 经下列反应可逐步生成BG。,( 1 ) A 的化学式为_, D 的结构简式为_； ( 2 ）上述反应中属于取代反应的是_（填编号）； ( 3 ) C 中含氧官能团的名称为_； ( 4 ) E 的同分异构体中，满足 苯环上只有一个侧链，且侧链上含有一个 CH3； 能发生银镜反应； 属于酯类则其结构简式为（写3 种）：_、_、_ ( 5 ）写化学方程式（有机物写结构简式）： A 与NaOH 的醇溶液共热：_ E 在一定条件下生成F：_,2. （2007全国卷1 ）下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物 根据上图回答问题： （1）D的化学名称是 。 （2）反应的化学方程式是 。（有机物须用结构简式表示） （3）B的分子式是 。A的结构简式是 。反应的反应类型是 。 （4）符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有 个。 i）含有邻二取代苯环结构 ii）与B有相同官能团 iii）不与FeCl3溶液发生显色反应 写出其中任意一个同分异构体的结构简式 。 （5）G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途 。,3. （08全国理综29） A、B、C、D、E、F和G都是有机化合物，它们的关系如下图所示： （1）化合物C的分子式是C7H8O，C遇到FeCl3溶液显示紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，则C的结构简式为 ； （2）D为一直链化合物，其相对分子质量比化合物C的小20，它能跟NaHCO3反应放出CO2，则D分子式为 ，D具有的官能团是 ； （3）反应的化学方程式是 ； （4）芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体，通过反应化合物B能生成E和F，F可能的结构简式是 ； （5）E可能的结构简式是 。,请认真阅读下列3个反应： 利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。 请写出A、B、C、D的结构简式。,（2009江苏高考）多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下：,写出D中两种含氧官能团的名称： 和 。 写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。 苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；与Na2CO3溶液反应放出CO2气体； 水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。 E F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为 。 由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl)，X的结构简式为 。,【解析】该题以“治疗高血压药物多沙唑嗪的合成方法”为背景，从官能团名称、同分异构体概念、有机副产物的推断、有机化合物结构简式的书写和简单有机化合物的合成路线等多角度考查学生对有机化学基础知识的掌握程度和应用能力。该