高考化学二轮复习 专题十三有机合成与推断专题讲义(1).doc

第13讲有机合成与推断主干知识数码记忆有机物结构的推断一、小试能力知多少(判断正误)(1) 淀粉通过下列转化可以得到乙(其ad均为有机物)：淀粉abcd乙。则乙为乙醇()(2)(2013菏泽模拟)1 mol x能与足量的nahco3溶液反应放出44.8 l(标准状况)co2，则x可能为乙二酸()()(3)(2013江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：乙酰水杨酸对乙酰氨基酚 贝诺酯贝诺酯分子中有三种含氧官能团()二、必备知识掌握牢1根据有机物的性质推断官能团(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“”或酚类物质(产生白色沉淀)；(2)能使酸性kmno4溶液褪色的物质可能含有“”、“”、“cho”或酚类、苯的同系物等；(3)能发生银镜反应或与新制cu(oh)2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有cho；(4)能与na反应放出h2的物质可能为醇、酚、羧酸等；(5)能与na2co3溶液作用放出co2或使石蕊试液变红的有机物中含有cooh；(6)能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键()，也可能为卤代烃；(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。2根据性质和有关数据推断官能团的数目 (1)cho(2)2oh(醇、酚、羧酸) h2；(3)2coohco2，cooh,co2； (5)rch2ohch3cooch2r。(mr)(mr42)3根据某些产物推知官能团的位置(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，含有；由醇氧化成酮，含有；若该醇不能被氧化，则必含有coh(与oh相连的碳原子上无氢原子)；(2)由消去反应的产物可确定“oh”“或x”的位置；(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构；(4)由加氢后碳架结构确定或的位置。三、常考题型要明了考查有机物结构、性质、命名及同分异构体典例考查有机物的结构推断演练1考查有机物分子式、结构式的确定演练2典例(2013新课标全国卷)化合物i(c11h12o3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。i可以用e和h在一定条件下合成：已知以下信息：a的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；rch=ch2rch2ch2oh；化合物f苯环上的一氯代物只有两种；通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。回答下列问题：(1)a的化学名称为_。(2)d的结构简式为_。(3)e的分子式为_。(4)f生成g的化学方程式为_，该反应类型为_。(5)i的结构简式为_。(6)i的同系物j比i相对分子质量小14，j的同分异构体中能同时满足如下条件：苯环上只有两个取代基，既能发生银镜反应，又能与饱和nahco3溶液反应放出co2，共有_种(不考虑立体异构)。j的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为221，写出j的这种同分异构体的结构简式_。解析信息表明a物质是(ch3)3ccl，a发生消去反应后生成(ch3)2c=ch2；由信息可知c为(ch3)2chch2oh，c在铜催化下被氧化得到d，d为(ch3)2chcho，d继续被氧化再酸化生成e，e为(ch3)2chcooh，f苯环上的一氯代物只有两种，说明其对称性高，可知其为对甲基苯酚，在光照下f苯环上的甲基发生二氯取代，由信息知g水解酸化后得到对羟基苯甲醛，e和h在一定条件下发生分子间脱水生成。(6)满足条件的j的同分异构体在苯环上只有两个取代基，且含有醛基和羧基两种官能团，两取代基分别处于苯环的邻、间、对位置，这两个取代基可以分别是“cho与ch2ch2cooh”、“cho与ch(ch3)cooh”、“ch2cho与ch2cooh”、“ch2ch2cho与cooh”、“ch(ch3)cho与cooh”、“ch3与ch(cooh)cho”，共18种同分异构体。j的一种同分异构体发生银镜反应并酸化后，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为221，说明该物质对称性相当高，通常取代基处于苯环对位且两个取代基中碳原子数相同，由此可推知该有机物为答案(1)2甲基2氯丙烷(或叔丁基氯)有机物结构推断的常用方法 演练1(2013石家庄联考)已知aj 10种物质的转化关系如图所示：已知：e分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子。c分子中核磁共振氢谱中显示有四种不同的氢原子，且峰面积之比为4321。1 mol f与足量的新制氢氧化铜在加热条件下充分反应可生成2 mol砖红色沉淀。g为白色沉淀。请回答下列问题：(1)a中含有的含氧官能团的名称是_。(2)b的结构简式为_。(3)e生成h的化学方程式为_，该反应的反应类型是_。(4)d的化学名称是_。(5)高分子化合物j的结构简式为_。(6)与c具有相同的官能团和相同的官能团数目，且官能团不在同一个碳原子上的c的同分异构体共有_种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢原子，且峰面积之比为221的是_(写结构简式)。解析：根据框图转化关系、c的分子式及信息可知c为，由c生成f的条件及信息可知f为，由e的分子式及信息可知e为，由信息可知d为nacl，因此b为、h为ch2=chcooh、j为；逆推可知a为答案：(1)羟基、酯基 (6)5hoch2ch2ch2ch2oh演练2(2012课标全国卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：已知以下信息：通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基：d可与银氨溶液反应生成银镜；f的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为11。回答下列问题：(1)a的化学名称为_；(2)由b生成c的化学反应方程式为_该反应的类型为_；(3)d的结构简式为_；(4)f的分子式为_；(5)g的结构简式为_；(6)e的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有_种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为221的是_(写结构简式)。解析：解答本题可采取顺推和逆推相结合的方法。a显然是甲苯，在fe的催化作用下，苯环上的氢会被取代，根据合成的目标产物对羟基苯甲酸丁酯，可判断b是对氯甲苯。在光照条件下，b分子中甲基上的两个h被取代，生成物c是，根据信息、可知d是，e是，f是，g是(1)a的化学名称是甲苯。(2)由b生成c的化学方程式为。(3)d的结构简式为。(4)f的分子式为c7h4o3na2。(5)g的结构简式为。(6)e的同分异构体能发生银镜反应，则含有hcoo或cho。首先写出含有hcoo或cho但不含cl原子的有机物，有如下几种：，上述各物质的苯环上的一氯代物分别有3种、2种、4种、4种，共有13种。 有机物的合成一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012北京高考)乙酸、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体()(2)(2012浙江高考)有机物e(c6h10o3)经缩聚反应生成一种可用于制备隐形镜的高聚物f(c6h10o3)n()(3)(2013广东高考)化合物可由化合物合成：则化合物的结构简式为 ()(4)(2013浙江高考) 和co2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则()二、必备知识掌握牢1有机合成“三路线”(1)一元合成路线：rch=ch2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线：ch2=ch2xch2ch2x二元醇二元醛二元羧酸酯(链酯、环酯、聚酯)(3)芳香族化合物的合成路线2官能团引入“六措施”引入官能团引入方法引入卤素原子烃、酚的取代；不饱和烃与hx、x2的加成；醇与氢卤酸(hx)取代引入羟基烯烃与水加成；醛、酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解；葡萄糖发酵产生乙醇引入碳碳双键；某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成烷烃裂化引入碳氧双键醇的催化氧化；连在同一个碳上的两个卤素原子水解；含碳碳三键的物质与水加成引入羧基醛基氧化；酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解卤代：x2、铁屑；硝化：浓硝酸与浓硫酸共热；烃基氧化；先卤代后水解3官能团消除“四方法”(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。(3)通过加成或氧化反应消除醛基。(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。4官能团改变“三路径”(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团。如醇醛酸。(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个。如ch3ch2ohch2=ch2ch2xch2xch2ohch2ohch2=chch2ch3ch3chxch2ch3ch3ch=chch3ch3chxchxch3ch2=chch=ch2(3)通过某些手段改变官能团的位置。如ch3chxchxch3ch2=chch=ch2ch2xch2ch2ch2x三、常考题型要明了考查有机物的结构与性质典例考查有机合成中官能团的保护演练1考查有机物的结构与性质及有机物的合成演练2典例工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其生产过程如下图。回答下列问题：(1)有机物a的结构简式为_。(2)反应的化学反应方程式(有机物写结构简式，要注明反应条件)：_。(3)在合成线路中，设计第和这两步反应的目的是_。解析由甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的反应流程为： (3)保护酚羟基有机合成中官能团的保护方法在有机合成中，若使用到酸性kmno4溶液等强氧化剂，结果却对原有机物分子结构中的碳碳双键、酚羟基、醇羟基等官能团起到了破坏作用，需要先将这些官能团保护起来，待kmno4溶液氧化其他官能团后，再将其复原。具体过程可表示为：1酚羟基的保护与复原2醇羟基的保护与复原3碳碳双键的保护与复原 演练1吡洛芬是一种用于治疗风湿病的药物，它的合成路线如下：已知：(易被氧化)回答下列问题：(1)bc的反应类型为_。(2)ab反应的化学方程式为_。从整个合成线路看，步骤ab的目的是_。解析：从合成路线中看出，bc的反应中需加入cl2作反应物，cl2具有强氧化性，而题目信息中nh2易被氧化。故步骤ab的目的是保护nh2，防止被cl2氧化。答案：取代反应保护nh2，防止其被cl2氧化演练2(2013江苏淮安调研)化合物e是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过如图所示的路线合成：(1)a中含有的官能团名称为_。(2)c转化为d的反应类型是_。(3)写出d与足量naoh溶液完全反应的化学方程式：_。(4)1 mol e最多可与_mol h2加成。(5)写出同时满足下列条件的b的一种同分异构体的结构简式：_。a能发生银镜反应b核磁共振氢谱只有4组峰c能与fecl3溶液发生显色反应，水解时1 mol可消耗3 mol naoh(6)已知工业上以氯苯水解制取苯酚，而酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任选)。合成路线流程图示例如下：h2c=ch2ch3ch2brch3ch2oh解析：(1)a为乙醛，官能团是醛基。(2)c为，它与ch3cocl发生取代反应生成d和hcl。(3)d中的酯基在足量naoh溶液中发生水解反应，且水解生成的酚羟基也能与naoh反应。(4)e中苯环及碳碳双键能与h2加成，但酯基不能与h2加成，1 mol e最多可与4 mol h2加成。(5)所写有机物应含有酚羟基和甲酸酯基，由核磁共振氢谱只有4组峰知，酚羟基只能在甲酸酯基的对位。答案：(1)醛基(2)取代反应 (6)解答有机合成题的思路与方法有机合成与推断题中提供的材料和涉及的化学知识多数是新情境、新知识，这些新知识以信息的形式在题目中给出，要求学生通过阅读理解信息，进行分析、整理，利用联想、迁移、转换、重组等方法，找出规律，解决有关问题。其命题角度如下：(1)依据题目提供的有机合成路线进行物质结构推断。(2)依据题目提供的信息设计合理的有机合成路线。典题(2013江苏高考)化合物a(分子式为c6h6o)是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。a 的有关转化反应如下(部分反应条件略去)：已知：rbrrmgbr (r表示烃基，r和r表示烃基或氢)(1)写出a 的结构简式：_。(2)g是常用指示剂酚酞。写出g中含氧官能团的名称：_和_。(3)某化合物是e的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式：_(任写一种)。(4)f和d互为同分异构体。写出反应ef的化学方程式：_。(5)根据已有知识并结合相关信息，写出以a和hcho为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：h2c=ch2ch3ch2brch3ch2oh解析本题考查有机合成和推断，意在考查考生对有机合成的综合分析能力。(1)a为苯酚，结构简式为。(2)g中含氧官能团为(酚)羟基和酯基。(3)根据分子中有两种不同化学环境的氢可推知，分子以o原子为中心呈对称结构，从而可以推断其结构简式为或。(4)f和d互为同分异构体，d为则f为，ef为发生分子内脱水(消去反应)答案(1) (2)(酚)羟基酯基 名师支招有机合成解题三方法 针对训练(2013南京模拟)我国科研人员从天然姜属植物分离出一种具有显著杀菌、消炎、解毒作用的化合物h。h的合成路线如下： (1)ab的反应类型是_。(2)化合物b中的含氧官能团为_和_(填官能团名称)。(3)写出同时满足下列条件的b的一种同分异构体的结构简式：_。.苯环上有两个取代基；.分子中有6种不同化学环境的氢原子；.既能与fecl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应。(4)实现fg的转化中，加入的化合物x(c12h14o3)的结构简式为_。(5)化合物是合成紫杉醇的关键化合物，请写出以和ch3cho为原料制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：ch2=ch2ch3ch2ohch3cho解析：(1)由ab可知，反应类型为取代反应。(2)化合物b中的含氧官能团为醛基和醚键。(4)由bc的反应和fg的变化，推出x的结构简式为。(5)由反应原料和ch3cho及流程图中bc的反应可知，两者可生成，选择弱氧化剂将醛基氧化为羧基，如新制的氢氧化铜，即生成，然后与br2的四氯化碳溶液加成生成，最后水解、酸化生成目标产物。答案：(1)取代反应(2)醛基醚键 1(2013山东高考)聚酰胺66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：已知反应：rcnrcoohrcnrch2nh2(1)能与银氨溶液反应的b的同分异构体的结构简式为_。(2)d的结构简式为_；的反应类型为_。(3)为检验d中的官能团，所用试剂包括naoh水溶液及_。(4)由f和g生成h的反应方程式为_。解析：本题考查同分异构体的书写、反应类型、物质检验及反应方程式的书写，意在考查考生灵活运用有机物的结构和性质的关系进行推断的能力。(1)b的分子式是c4h8o，能与银氨溶液反应，则含有醛基，丙基有两种，所以b的同分异构体有ch3ch2ch2cho、(ch3)2chcho。(2)生成d的反应是oh被cl取代的反应，所以d是ch2clch2ch2ch2cl。分析d和ch2(cn)ch2ch2ch2cn的结构知反应是取代反应。(3)加naoh溶液，d中的氯原子水解产生cl，然后加硝酸银溶液和稀硝酸检验cl。(4)f是hooc(ch2)4cooh，g是h2n(ch2)6nh2，则两者发生缩聚反应生成h。答案：(1)ch3ch2ch2cho、(ch3)2chcho(2)ch2clch2ch2ch2cl取代反应(3)hno3、agno32(2013大通模拟)甲酯除草醚(下图中e)是一种光合作用抑制剂，能被叶片吸收，但在植物体内传导速度较慢，它是芽前除草剂，主要用于大豆除草。某烃a合成e的路线如下：(1)写出a、c的结构简式：a_；c_。(2)写出c中官能团的名称：_。(3)写出下列反应的化学方程式：反应_；反应_，反应类型是_。(4)c的同分异构体有多种。写出核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢，且峰面积比为1222的四种有机物的结构简式：_。解析：由反应中光的条件和a的产物可以判断出a是甲苯，由b与甲醇经反应可以推测出c是酯，c的结构简式为，反应是硝化反应，有机物c引入了硝基，硝基的位置由最后的产物可以判断，d的结构简式为。 (2)氯原子、酯基取代反应(4)(写出四种即可)3(2013西安模拟)化合物h是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成：已知：rch=ch2rch2ch2oh(其中b2h6为乙硼烷)请回答下列问题：(1)11.2 l(标准状况)的烃a在氧气中充分燃烧可以生成88 g co2和45 g h2o。a的分子式是_。(2)b和c均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为_。(3)在催化剂存在下1 mol f与2 mol h2反应，生成3苯基1丙醇。f的结构简式是_。(4)反应的反应类型是_。(5)反应的化学方程式为_。(6)与g具有相同官能团的g的芳香类同分异构体共有四种，其中两种分别是和，另外两种的结构简式分别是_。解析：(1)0.5 mol烃a中含有的碳原子的物质的量为88 g44 gmol12 mol，氢原子的物质的量为245 g18 gmol15 mol，所以a的分子式为c4h10。(2)b、c均能发生消去反应生成相同的物质，故a为2甲基丙烷，b、c的名称为2甲基1氯丙烷和2甲基2氯丙烷。(3)结合框图中f生成g的条件可知f中含有醛基，结合1 mol f与2 mol h2反应生成3苯基1丙醇可知f中含有一个碳碳双键，因此f为、g为 (4)由的反应条件可知该反应为消去反应，d为(ch3)2ch=ch2。(5)结合给出的已知信息可知e为(ch3)2ch2ch2oh，反应为g和e发生的酯化反应，因此h的结构简式为。(6)两个取代基位于苯环的邻位和对位，即答案：(1)c4h10(2)2甲基1氯丙烷、2甲基2氯丙烷4(2013南昌模拟)两种有机物a、b分子式均为c11h12o5，a或b在稀h2so4中加热均能生成c和d。已知：a、b、c、d能与nahco3反应；只有a、c能与fecl3溶液发生显色反应，且核磁共振氢谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子；h能使溴水褪色且不含有甲基；f能发生银镜反应。d能发生如下变化：(1)dh的反应类型：_；d中官能团名称：_。(2)写出c的结构简式：_。(3)dg的化学方程式：_。(4)b在naoh溶液中受热的化学方程式：_。(5)c的同分异构体有多种，写出同时满足下列三个条件的同分异构体的结构简式：_、_、_。苯环上一卤代物只有两种；能与fecl3溶液发生显色反应；能发生银镜反应。解析：由d能与nahco3反应可知，d中含有羧基，由h不含甲基可知d中不含甲基，故d的结构简式为hoch2ch2ch2cooh，因此h为ch2=chch2coooh，i为，由d可推知e为，f为ohcch2ch2cooh，两个hoch2ch2ch2cooh分子脱去两分子水生成g，形成环酯，故g为。(1)dh为消去反应。hoch2ch2ch2cooh中含有羟基和羧基两种官能团。(2)a在稀硫酸中生成c和d，因为d的分子式为c4h8o3，故c中含有苯环，且有7个碳原子，由c能与fecl3溶液发生显色反应可知c中苯环上有羟基，能与nahco3反应可知c中含有羧基，由苯环上有两种氢原子可知羧基在苯环上位于羟基的对位，故c为。(3)由上述分析可知，d生成g是酯化反应，其化学方程式为2hoch2ch2ch2cooh 。(4)由c、d的结构简式及b不能与fecl3溶液发生显色反应但能与nahco3反应，可得出b的结构简式为，在naoh溶液中受热发生反应生成、h2o和hoch2ch2ch2coona。(5)能与fecl3溶液发生显色反应，说明苯环上含有羟基，能发生银镜反应说明含有醛基，再结合苯环上一卤代物只有两种可知，符合条件的同分异构体为答案：(1)消去反应羟基、羧基 5(2013湘潭模拟)保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为“微型水库”。有机物为一种保水剂，可通过烃a经下列转化生成：提示：不能稳定存在。请回答下列问题：(1)写出a和i的结构简式：a_，i_。(2)f中官能团的名称为_。(3)反应、和的反应类型：_反应，_反应，_反应。(4)m是一种普遍使用的抗生素类药物，它是由2个f分子在一定条件下脱去两个水分子形成的环状酯，写出该反应的化学方程式：_。(5)d有两种能发生银镜反应且属于链状化合物的稳定同分异构体，请写出它们的结构简式：_。解析：由d、e的分子式可知d、e中分别含有两个双键，结合反应条件可知d中含有一个醛基，e中含有一个羧基，由提示信息可知d、e分别为、，根据框图中的反应条件，逆推可知a、b、c分别为ch3ch=ch2、ch3chbrch2br、ch3ch(oh)ch2oh；顺推可知f、g、h、i分别为ch3ch(oh)cooh、ch2=chcooh、ch2=chcoona、。(1)由上述分析可知a、i分别为ch3ch=ch2、。(2)f中的官能团为羟基、羧基。(3)反应为ch3chbrch2br生成ch3ch(oh)ch2oh，发生的是取代(水解)反应；反应为生成ch3ch(oh)cooh，发生的是加成反应；反应为ch3ch(oh)cooh生成ch2=chcooh，发生的是消去反应。 (2)羟基、羧基(3)取代(或水解)加成消去 (5)ohcch2cho、hcooch=ch26(2013北京海淀区模拟)具有抗hiv、抗肿瘤、抗真菌和延缓心血管老化的活性苯并呋喃衍生物(q)的合成路线如下：已知：rchor1ch2chor1h2o(r、r1表示烃基或氢)(1)a的名称是_。de的反应类型是_。f中含有的官能团有酯基、_和_(写名称)。写出f