有机合成与推断学案.doc

有机合成与推断 编写：梁凌艳 审核：曹翠红 时间：2013/12/27考纲要求1.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。2.了解烃的衍生物之间的相互联系。回归教材，夯实基础知识点一有机合成的过程1目的利用_的原料，通过有机反应，生成具有_的有机化合物。2任务包括目标化合物分子_的构建和_的转化。知识点二逆合成分析法1原理将_倒退一步寻找上一步反应的中间体，再由此中间体倒退找再上一步反应的中间体，依次倒推，最后确定最适宜的_和最终的_。2以草酸二乙酯的合成为例，采用逆合成分析法，确定每一步的中间体。知识点三有机推断一、常见重要官能团的检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液酸性KMnO4溶液卤素原子NaOH溶液、AgNO3溶液和浓硝酸的混合液醇羟基钠酚羟基FeCl3溶液浓溴水醛基银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液羧基NaHCO3溶液二、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)(1)能使溴水褪色的有机物通常含有_、_、_。(2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有_、_、_或为_。(3)能发生加成反应的有机物通常含有_、_、_、_，其中_、_只能与H2发生加成反应。(4)能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的有机物必含有_。(5)能与钠反应放出H2的有机物必含有_。(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_。(7)能发生消去反应的有机物为_、_。(8)能发生水解反应的有机物为_、_、_、_。(9)遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有_。(10)能发生连续氧化的有机物是含有_的醇或烯烃。比如有机物A能发生如下氧化反应：ABC，则A应是_，B是_，C是_。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_的消去反应。(2)当反应条件为NaOH水溶液并加热时，通常为_的水解。(3)当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为_脱水生成不饱和化合物，或者是_的酯化反应。(4)当反应条件为稀酸并加热时，通常为_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_氧化为醛或酮。(6)当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为_、_、_、_、_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_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_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：1 mol CC加成时需_ mol H2,1 mol碳碳双键完全加成时需_ mol H2,1 mol CHO加成时需_ mol H2，而1 mol苯环加成时需_ mol H2。(2)1 mol CHO与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液完全反应时生成_ mol Ag或_ mol Cu2O。(3)_ molOH或_ mol COOH与活泼金属反应放出1 mol H2。(4)1 mol COOH(足量)与碳酸氢钠溶液反应放出_ mol CO2。(5)1 mol一元醇与足量乙酸反应生成1 mol酯时，其相对分子质量将增加_。(6)1 mol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，则生成 _ mol乙酸，若A与B的相对分子质量相差84时，则生成 _ mol乙酸。4由物质结构推断(1)具有4原子共线的可能含_。(2)具有3原子共面的可能含_。(3)具有6原子共面的可能含_。(4)具有12原子共面的应含有_。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_4，而烃的衍生物中只有CH3Cl、CH2=CHCl、HCHO，在通常情况下是气态。问题思考1能否用流程图的形式表示有机合成过程？2请用流程图的形式表示逆合成分析法示意图。3能与金属钠反应放出H2的有机化合物有哪些种类？4.有机合成中官能团的转化（1）官能团的引入 引入卤素原子的方法有哪些？ 引入羟基(OH)的方法有哪些？ 引入碳碳双键或三键的方法有哪些？引入CHO的方法有哪些？引入COOH的方法有哪些？（2）通过哪些有机反应类型可消去不饱和键、羟基和醛基？（3）有机合成中，卤代烃具有非常重要的作用，根据所掌握的知识，分析卤代烃在有机合成中的作用。典例导悟1. 相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO。已知：请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题：(1)H的结构简式是_。(2)反应的类型是_。(3)反应的化学方程式是_。(4)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成最合理的方案(不超过4步)。2. 香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：已知以下信息：A中有五种不同化学环境的氢；B可与FeCl3溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。请回答下列问题：(1)香豆素的分子式为_；(2)由甲苯生成A的反应类型为_，A的化学名称为_；(3)由B生成C的化学反应方程式为_；(4)B的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_种；(5)D的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中：既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是_(写结构简式)；能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是_(写结构简式)。3某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究。步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂)，氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12 g有机物X的蒸气氧化生成7.04 g二氧化碳和1.8 g水。步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106。步骤三：用核磁共振仪测出X的核磁共振氢谱有2个峰，其面积之比为23，如右图。步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如下图。试填空：(1)X的分子式为_；X的名称为_。(2)写出X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式：_。(3)X以醋酸为溶剂在催化剂作用下用氧气氧化得到另一种重要的化工原料PTA，查阅资料得知PTA的溶解度：25 时0.25 g、50 时0.97 g、95时7.17 g。得到的粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的实验方案：_。4. 有机物A(C11H12O2)可调配果味香精。用含碳、氢、氧三种元素的有机物B和C为原料合成A。(1)有机物B的蒸气密度是同温同压下氢气密度的23倍，分子中碳、氢原子个数比为13。有机物B的分子式为_。(2)有机物C的分子式为C7H8O，C能与钠反应，不与碱反应，也不能使Br2的CCl4溶液褪色。C的结构简式为_。(3)已知两个醛分子间能发生如下反应：用B和C为原料按如下路线合成A：上述合成过程中涉及的反应类型有：_。(填写序号)a取代反应b加成反应c消去反应d氧化反应e还原反应B转化成D的化学方程式为：_。G和B反应生成A的化学方程式为_。(4)F的同分异构体有多种，写出既能发生银镜反应又能发生水解反应，且苯环上只有一个取代基的所有同分异构体的结构简式：_。有机合成与推断学案答案知识点一 1简单、易得特定结构和功能 2骨架官能团知识点二 1目标化合物基础原料合成路线2.知识点三一、红棕色褪去溶液紫色褪去有沉淀产生有氢气放出 显紫色有白色沉淀产生有银镜生成有砖红色沉淀产生有CO2气体放出2(1)卤代烃(2)卤代烃或酯(3)醇醇与酸(4)酯或淀粉(糖)(5)醇 (6)碳碳双键碳碳三键苯环醛基酮羰基 (7)烷烃或苯环侧链烃基上苯环上3(1)1213(2)21(3)21(4)1(5)42 (6)124(1)碳碳三键(2)醛基(3)碳碳双键(4)苯环5小于或等于问题思考1.2目标化合物中间体基础原料。3醇、羧酸、酚。4.(1) 烃与卤素单质(X2)取代；不饱和烃与卤素单质(X2)或卤化氢(HX)加成；醇与卤化氢(HX)取代。烯烃与水加成；卤代烃碱性条件下水解；醛或酮与H2加成；酯的水解；苯的卤代物水解生成苯酚。某些醇或卤代烃的消去反应引入或CC；炔烃与H2、X2或HX加成引入 基团。烯烃氧化；某些醇的催化氧化。醛被O2或银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化；酯在酸性条件下水解；苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。(2)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。(3)在烃分子中引入官能团：如引入羟基等；改变官能团在碳链上的位置。由于不对称的烯烃与HX加成时条件不同，会引起卤原子连接的碳原子不同。这样可通过：卤代烃a消去加成卤代烃b水解，这样就会使卤原子的位置发生改变或引起其他官能团(如OH)的位置发生改变；增加官能团的数目：如可通过卤代烃a消去加成卤代烃b，达到增加卤原子的目的。典例导悟1(1) (2)氧化反应 3(1)C9H6O2(2)取代反应邻氯甲苯(或2氯甲苯) (4)422(1)C8H10对二甲苯或1,4二甲苯(2) 4H2O(3)将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤