高考化学总复习 第十章 第五节高分子化合物 有机合成推断精讲课件 .ppt

第十章烃的衍生物和营养物质高分子化合物和有机合成 第五节高分子化合物有机合成推断 有机合成 1 有机合成路线设计的思维模型 2 官能团的转化 1 官能团的引入 2 官能团的消除 通过加成反应消除不饱和键 通过消去 氧化或酯化反应等消除羟基 通过加成或氧化反应等消除醛基 通过水解反应消除 通过消去反应或水解反应可消除卤素原子 4 官能团的保护 在有机合成中 某些不希望起反应的官能团 在反应试剂或反应条件的影响下发生副反应 这样就不能达到预计的合成目标 因此 必须采取措施保护某些官能团 待完成反应后 再除去保护基 使其复原 如 为了防止 oh被氧化可先将其酯化 为保护碳碳双键不被氧化可先将其与hbr加成或与水加成 为保护酚羟基 可先用naoh溶液使oh转化为 再通入使其复原 3 有机合成中碳骨架的构建方法 1 常见增长碳链的方法 增长碳链的方法主要有卤代烃的取代反应 醛 酮的加成反应等 醛 酮与hcn加成 醛 酮与rmgx加成 醛 酮的羟醛缩合 其中至少一种含有 h 苯环上的烷基化反应 卤代烃与金属钠作用 2ch3cl 2na ch3 ch3 2nacl 2 常见碳链减短的反应 减短碳链的反应主要有烯烃 炔烃的氧化反应 羧酸盐的脱羧反应以及烷烃的裂化反应等 3 常见碳链成环的方法 有机物成环一种方法是通过加成反应 聚合反应来实现 另一种方法是至少含两个相同或不同的官能团的有机物分子通过脱去小分子实现的 二元醇成环 如 羟基酸环内酯化 如 二元羧酸成环 如 氨基酸成环 如 特别提醒选择增长碳链反应时 一方面要注意碳链变化的位置和结构 另一方面要注意分析需要变化位置的官能团 才能联想和利用相应的反应或方法 例1 优良的有机溶剂对孟烷 耐热型特种高分子功能材料pmnma的合成路线如下 已知芳香化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的烷基取代 如 r为烷基 x为卤原子 1 b为芳香烃 由b生成对孟烷的反应类型是 ch3 2chcl与a生成b的化学方程式是 a的同系物中相对分子质量最小的物质是 2 1 08g的c与饱和溴水完全反应生成3 45g白色沉淀 e不能使br2的ccl4溶液褪色 f的官能团是 c的结构简式是 反应 的化学方程式是 3 下列说法正确的是 填字母 a b可使酸性高锰酸钾溶液褪色b c不存在醛类同分异构体c d的酸性比e弱d e的沸点高于对孟烷 4 g的核磁共振氢谱有3种峰 其峰面积之比为321 g与nahco3反应放出co2 反应 的化学方程式是 解析 本题通过有机合成意在考查考生对烃的衍生物的性质的理解 应用和有机反应类型等 1 结合合成路线可知a为甲苯 ch3 2chcl与甲苯 a 发生取代反应得到b b的结构简式为 b 对孟烷是b中苯环与氢气发生加成反应 有机化学中把加氢的反应也叫还原反应 甲苯的同系物中相对分子质量最小的物质是苯 2 c与溴水反应能生成沉淀 则c应含有酚羟基 结合结构分析 苯环上还含有一个甲基 所以c为甲基苯酚 相对分子质量为108 物质的量为0 01mol 质量增加3 45g 1 08g 2 37g 反应机理为br取代苯环上的h 相对分子质量变为80 1 79 参加反应的br原子的物质的量为 由比例关系 1分子c有三个h原子发生了取代反应 则应在苯环的两个邻位和一个对位上 所以甲基应在间位上 由此得出c为间甲基苯酚 其结构简式为 由c的结构简式和对孟烷的结构简式可推知d是c与 ch3 2chcl发生取代反应得到的有机物 其结构简式为 反应 为d与氢气的加成反应 反应方程式为 e 结构简式为 属于醇类 发生消去反应 脱去1个h2o 得到f 故f为烯烃 含有的官能团是碳碳双键 3 甲苯可以被酸性kmno4氧化 a正确 c的分子式中含有1个氧原子 可以写出属于醛类的结构简式 b错 d属于酚类 具有弱酸性 e为醇类 呈中性 故d的酸性比e的强 c错 e为醇类 分子间可形成氢键 其沸点高于相对分子质量比e还小的对孟烷 d正确 4 由g的分子式和有关信息可知g的结构简式为 则g与e发生酯化反应得到h h的 结构简式为 反应 则是h发生加聚反应得到高分子 依据烯烃的性质 可发生加聚反应 知反应 的方程式为 有机合成的基本思路 1 分析碳链的变化 有无碳链的增长或缩短 有无成环或开环 2 分析官能团的改变 引入了什么官能团 是否要注意官能团的保护 3 读懂信息 题中的信息可能会成为物质转化中的重要一环 因而要认真分析信息中牵涉到的官能团 或碳链的结构 与原料 产品或中间产物之间的联系 4 可以由原料正向推导产物 也可以从产物逆向导出原料 也可以从中间产物出发向两侧推导 还可以由原料和产物推导中间产物 针对训练 1 2013 广东卷 脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应 例如 1 化合物 的分子式为 1mol该物质完全燃烧最少需要消耗 molo2 2 化合物 可使 溶液 限写一种 褪色 化合物 分子式为c10h11cl 可与naoh水溶液共热生成化合物 相应的化学方程式为 3 化合物 与naoh乙醇溶液共热生成化合物 的核磁共振氢谱除苯环峰外还有四组峰 峰面积之比为1112 的结构简式为 4 化合物 是ch3cooch2ch3的一种无支链同分异构体 碳链两端呈对称结构 且在cu催化下与过量o2反应生成能发生银镜反应的化合物 的结构简式为 的结构简式为 5 一定条件下 也可以发生类似反应 的反应 有机产物的结构简式为 有机推断中常见的突破口 1 由性质推断 填写官能团的结构式或物质的种类 6 能与na2co3或nahco3溶液反应放出co2或使石蕊试液变红的有机物中必含有 cooh 7 能发生消去反应的有机物为醇 卤代烃 8 能发生水解反应的有机物为卤代烃 酯类 二糖或多糖 蛋白质 9 遇fecl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基 10 能发生连续氧化的有机物是含有 ch2oh的醇或烯烃 如有机物a能发生如下氧化反应 则a应是含有 ch2oh的醇 b是醛 c是酸 2 由反应条件推断 1 当反应条件为naoh醇溶液并加热时 必定为卤代烃的消去反应 2 当反应条件为naoh水溶液并加热时 通常为卤代烃或酯的水解 3 当反应条件为浓h2so4并加热时 通常为醇脱水生成不饱和化合物 或者是醇与酸的酯化反应 4 当反应条件为稀酸并加热时 通常为酯或淀粉 糖 的水解反应 5 当反应条件为催化剂 铜或银 并有氧气时 通常是醇氧化成醛或酮 6 当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时 通常为碳碳双键 碳碳三键 苯环 醛基 酮羰基的加成反应 7 当反应条件为光照且与x2反应时 通常是x2与烷烃或苯环侧链烃基上h原子发生的取代反应 而当反应条件为fe或fex3作催化剂且与x2反应时 通常为苯环上的h原子直接被取代 3 由反应数据推断 1 根据与h2加成时所消耗h2的物质的量进行突破 1molcc加成时需1molh2 1mol完全加成时需2molh2 1mol cho加成时需1molh2 而1mol苯环加成时需3molh2 2 1mol cho与银氨溶液或新制cu oh 2悬浊液完全反应时生成2molag或1molcu2o 3 2mol oh或2mol cooh与活泼金属反应放出1molh2 4 1mol cooh 足量 与碳酸氢钠溶液反应放出1molco2 5 1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时 其相对分子质量将增加42 6 1mol某酯a发生水解生成b和乙酸时 若a与b的相对分子质量相差42时 则生成1mol乙酸 若a与b的相对分子质量相差84时 则生成2mol乙酸 4 由物质结构推断 1 具有4原子共线的可能含碳碳三键 2 具有3原子共面的可能含醛基 3 具有6原子共面的可能含碳碳双键 4 具有12原子共面的应含有苯环 5 由物理性质推断 在通常状况下为气态的烃 其碳原子数均小于或等于4 而烃的衍生物中只有ch3cl ch2 chcl hcho 在通常情况下是气态 例2 2013 通州八校联考 某种芳香族化合物a 其蒸气密度是相同条件下h2密度的82倍 a由碳 氢 氧三种元素组成 经测定碳 氢的质量分数分别为73 2 和7 32 1 a的分子式是 2 已知 又知a在一定条件下能发生如下转化 某些生成物 如h2o等 已略去 请回答 步骤 的目的是 若g为气体 且相对分子质量是44 则e的结构简式是 e的核磁共振氢谱中有 个吸收峰 填数字 f h的反应类型是 f在一定条件下可发生酯化反应 生成m m与fecl3反应 溶液呈紫色 且分子结构中含有苯环和一个七元环 请写出该反应的化学方程式 a的结构简式是 上述转化中b d的化学方程式是 3 已知a的某种同分异构体k具有如下性质 k与fecl3反应 溶液呈紫色 k在一定条件下可发生银镜反应 k分子中的取代基上无甲基 请写出k所有可能的结构简式 针对训练 2 2013 和田实验中学考试 根据下列转化关系填空 1 化合物a含有的官能团是 2 b在酸性条件下与br2反应得到e e在足量的氢氧化钠醇溶液作用下转变成f 由e转变成f时发生两种反应 其反应类型分别是 3 d的结构简式是 4 1mola与2molh2反应生成1molg 其反应方程式是 5 与a具有相同官能团的a的同分异构体的结构简式是 有机反应的基本类型 1 取代反应 1 取代反应指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 2 烃的卤代 芳香烃的硝化或磺化 卤代烃的水解 醇分子间的脱水反应 醇与氢卤酸的反应 酚的卤代 酯化反应 酯的水解和醇解以及蛋白质的水解等都属于取代反应 3 在有机合成中 利用卤代烷的取代反应 将卤原子转化为羟基 氨基等官能团 从而制得用途广泛的醇 胺等有机物 2 加成反应 1 加成反应指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反应 2 能与分子中含碳碳双键 碳碳三键等有机物发生加成反应的试剂有氢气 卤素单质 氢卤酸 水等 此外 苯环的加氢 醛 酮与h2 hcn等的加成 也是必须掌握的重要的加成反应 3 加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变 这一点对推测有机物的结构很重要 4 利用加成反应可以增长碳链 也可以转换官能团 在有机合成中有广泛的应用 3 消去反应 1 消去反应指的是在一定条件下 有机物脱去小分子物质 如h2o hx等 生成分子中含双键或三键的不饱和有机物的反应 2 醇分子内脱水 卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应 3 醇类发生消去反应的规律与卤代烃的消去规律相似 但反应条件不同 醇类发生消去反应的条件是浓硫酸 加热 而卤代烃发生消去反应的条件是naoh 醇 加热 或naoh的醇溶液 要注意区分 4 在有机合成中 利用醇或卤代烷的消去反应可以在碳链上引入双键 三键等不饱和键 4 有机化学中的氧化反应和还原反应 1 有机化学中 通常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化反应 而将有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应 2 在氧化反应中 常用的氧化剂有o2 酸性kmno4溶液 o3 银氨溶液和新制的cu oh 2悬浊液等 在还原反应中 常用的还原剂有h2 lialh4和nabh4等 3 有机物的燃烧 有机物被空气氧化 有机物被酸性kmno4溶液氧化 醛基被银氨溶液和新制的cu oh 2悬浊液氧化 烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反应 而不饱和烃的加氢 硝基 还原为氨基 醛基或酮基的加氢 苯环的加氢等都属于还原反应 4 利用氧化反应或还原反应 可以转变有机物的官能团 实现醇 醛 羧酸等物质间的相互转化 如 5 加聚反应 1 相对分子质量小的化合物 也叫单体 通过加成反应互相聚合成为高分子化合物的反应叫做加聚反应 2 加聚反应的特点 链节 也叫结构单元 的相对分子质量与单体的相对分子质量 或相对分子质量和 相等 产物中仅有高聚物 无其他小分子生成 但生成的高聚物由于n值不同 是混合物 注意 6 缩聚反应 缩聚反应与加聚反应相比较 其主要的不同之处是缩聚反应中除生成高聚物外同时还有小分子生成 7 显色反应 某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应 1 苯酚遇fecl3溶液显紫色 常用于苯酚或酚类物质的鉴别 2 淀粉遇碘单质显蓝色 这是一个特征反应 常用于淀粉与碘单