【步步高】（广西专用）2014届高考化学一轮复习 第十二章 有机合成与推断学案

1 学案学案 6060 有机合成与推断有机合成与推断 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 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 问题思考 1 能否用流程图的形式表示有机合成过程 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 问题思考 2 请用流程图的形式表示逆合成分析法示意图 知识点三 有机推断 常见重要官能团的检验方法 官能团种类试剂判断依据 溴的 CCl4溶液 碳碳双键或 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 FeCl3溶液 酚羟基 浓溴水 银氨溶液 醛基 新制 Cu OH 2悬浊液 羧基NaHCO3溶液 问题思考 3 能与金属钠反应放出 H2的有机化合物有哪些种类 2 一 有机合成中官能团的转化 1 官能团的引入 1 引入卤素原子的方法有哪些 2 引入羟基 OH 的方法有哪些 3 引入碳碳双键或三键的方法有哪些 4 引入 CHO 的方法有哪些 5 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 3 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 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 氧化 氧化 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 完全加成时需 mol H2 1 mol CHO 加成时需 mol H2 而 1 mol 4 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 mol OH 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 典例导悟 2 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 1 3 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 5 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 1 2011 课标全国卷 38 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 2 2011 江苏 17 敌草胺是一种除草剂 它的合成路线如下 6 回答下列问题 1 在空气中久置 A 由无色转变为棕色 其原因是 2 C 分子中有 2 个含氧官能团 分别为 和 填官能团名称 3 写出同时满足下列条件的 C 的一种同分异构体的结构简式 能与金属钠反应放出 H2 是萘 的衍生物 且取代基都在同一个苯环 上 可发生水解反应 其中一种水解产物能发生银镜反应 另一种水解产物分子中有 5 种 不同化学环境的氢 4 若 C 不经提纯 产物敌草胺中将混有少量副产物 E 分子式为 C23H18O3 E 是一种 酯 E 的结构简式为 5 已知 写出以苯酚和乙醇为原料制备 的合成路线流程图 无机试剂任用 合成路线流程图示例如 7 下 H2C CH2CH3CH2BrCH3CH2OH HBr NaOH溶液 题组一 有机合成 1 2011 重庆理综 28 食品添加剂必须严格按照食品安全国家标准 GB2760 2011 的 规定使用 作为食品添加剂中的防腐剂 G 和 W 可经下列反应路线得到 部分反应条件略 1 G 的制备 A 与苯酚在分子组成上相差一个 CH2原子团 它们互称为 常温下 A 在水 中的溶解度比苯酚的 填 大 或 小 经反应 A B 和 D E 保护的官能团是 E G 的化学方程式为 2 W 的制备 8 J L 为加成反应 J 的结构简式为 M Q 的反应中 Q 分子中形成了新的 填 C C 键 或 C H 键 用 Q 的同分异构体 Z 制备 为避免 R OH HO RR 催化剂 O R H2O 发生 则合理的制备途径为酯化 填反应类型 应用 M Q T 的原理 由 T 制备 W 的反应步骤为 第 1 步 第 2 步 消去反应 第 3 步 第 1 3 步用化学方程式表示 题组二 有机推断 2 2011 成都模拟 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 2 3 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 9 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 学案学案 6060 有机合成与推断有机合成与推断 课前准备区 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 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 问题思考 1 2 目标化合物 中间体 基础原料 3 醇 羧酸 酚 课堂活动区 一 1 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 2 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 10 3 某些醇或卤代烃的消去反应引入或 C C 炔烃与 H2 X2或 HX 加成引入 4 烯烃氧化 某些醇的催化氧化 5 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 1 通过加成反应消除不饱和键 2 通过消去 氧化或酯化反应等消除羟基 3 通过加成或氧化反应等消除醛基 3 1 在烃分子中引入官能团 如引入羟基等 2 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 3 增加官能团的数目 可通过卤代烃 a 消去加成 卤代烃 b 达到增加卤 X2 原子的目的 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 1 2 1 3 2 2 1 3 2 1 4 1 5 42 6 1 2 4 1 碳碳三键 2 醛基 3 碳碳双键 4 苯环 5 小于或等于 典例导悟 11 1 1 2 氧化反应 2 1 C2H6O 2 3 a b c d 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O Cu 解析 1 由 B 的蒸气密度是同温同压下氢气密度的 23 倍 可知 B 的相对分子质量为 46 又 分子中碳 氢原子个数比为 1 3 可知 B 为 C2H6O 2 C 的分子式为 C7H8O 不与碱反应 也不能使 Br2的 CCl4溶液褪色 说明该物质结 构中没有碳碳双键和碳碳三键 有苯环结构 有醇羟基而无酚羟基 所以该有机物为苯甲醇 12 3 从合成 A 的流程图及反应条件可以看出 D 和 E 均含有醛基 它们通过题目提供的 信息 醛分子间能发生如下反应 连接在一起 然后消去羟基 将醛基转化为羧基 并在最 后一步与 B 乙醇酯化为 A 4 要写的同分异构体能发生银镜反应说明有 CHO 含 2 个 O 能水解说明有 故应为甲酸酯 课后练习区 高考集训 1 1 C9H6O2 2 取代反应 邻氯甲苯 或 2 氯甲苯 4 4 2 2 1 A 被空气中的 O2氧化 2 羧基 醚键 13 考点集训 1 1 同系物 小 OH 或酚羟基 2 HC CH C C 键 加聚 水解 解析 1 根据同系物的定义可知 A 与苯酚互称为同系物 苯酚的同系物在水中的 溶解度小于苯酚 由反应 A B D E 可见 酚羟基没有改变 E G 的化学方程式为 14 CH3CH2OH H2O 2 由 J L 为加成反应 L 的结构简式为 CH3CHCl2 且与 2 mol HCl 加成可知 则 J 为 HC CH 由 M 和 Q 的结构简式可知 分子中形成了新的 C C 键 为避免 R OH HO RR O R H2O 反应的发生应先酯化再加聚 最后水解 由 M Q T 的结 催化剂 构简式和反应