有机合成突破：有机推断--简化(有答案).doc

有机合成及推断小结有机物的官能团和它们的性质：一官能团结构性质碳碳双键加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（O2、KMnO4）加聚碳碳叁键CC加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（O2、KMnO4）、加聚 苯取代（X2、HNO3、H2SO4）加成（H2）、氧化（O2）卤素原子X水解（NaOH水溶液）消去（NaOH醇溶液）醇羟基ROH取代（活泼金属、HX、分子间脱水、酯化反应）氧化（铜的催化氧化、燃烧） 消去 酚羟基取代（浓溴水）、弱酸性、加成（H2）显色反应（Fe3+）醛基CHO加成或还原（H2）氧化O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2 羰基加成或还原（H2） 羧基COOH酸性、酯化 酯基 水解 (稀H2SO4、NaOH溶液)二. 由反应条件确定官能团 ：反应条件可能官能团浓硫酸醇的消去（醇羟基）酯化反应（含有羟基、羧基）稀硫酸酯的水解（含有酯基） 二糖、多糖的水解NaOH水溶液卤代烃的水解 酯的水解 NaOH醇溶液卤代烃消去（X）H2、催化剂加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基 （CH2OH、CHOH）Cl2(Br2)/Fe苯环Cl2(Br2)/光照烷烃或苯环上烷烃基碱石灰/加热RCOONa典例1（2016天津）化合物X是一种有机合成中间体，Z是常见的高分子化合物，某研究小组采用如下路线合成X和Z：已知：化合物A的结构中有2个甲基RCOOR+RCH2COOR 请回答：（1）写出化合物E的结构简式 ，F中官能团的名称是 。（2）YZ的化学方程式是 。（3）GX的化学方程式是 ，反应类型是_。（4）若C中混有B，请用化学方法检验B的存在（要求写出操作、现象和结论）_ 小结：一. 根据反应物性质确定官能团 ：反应条件可能官能团能与NaHCO3反应的羧基能与Na2CO3反应的羧基、酚羟基 能与Na反应的羧基、酚羟基、醇羟基与银氨溶液反应产生银镜醛基 与新制氢氧化铜产生砖红色沉淀 （溶解）醛基 （羧基）使溴水褪色CC、CC加溴水产生白色沉淀、遇Fe3+显紫色酚A是醇（CH2OH）或乙烯 二. 根据反应类型来推断官能团：反应类型可能官能团加成反应CC、CC、CHO、羰基、苯环 加聚反应CC、CC酯化反应羟基或羧基水解反应X、酯基、肽键 、多糖等单一物质能发生缩聚反应分子中同时含有羟基和羧基或羧基和胺基 三. 由反应现象推断：反应的试剂有机物现象与溴水反应(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃溴水褪色，且产物分层(3)醛溴水褪色，且产物不分层(4)苯酚有白色沉淀生成与酸性高锰酸钾反应(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃(3)苯的同系物(4)醇(5)醛高锰酸钾溶液均褪色与金属钠反应(1)醇放出气体，反应缓和(2)苯酚放出气体，反应速度较快(3)羧酸放出气体，反应速度更快与氢氧化钠反应(1)卤代烃分层消失，生成一种有机物(2)苯酚浑浊变澄清(3)羧酸无明显现象(4)酯分层消失，生成两种有机物与碳酸氢钠反应羧酸放出气体且能使石灰水变浑浊银氨溶液或新制氢氧化铜(1)醛有银镜或红色沉淀产生(2)甲酸或甲酸钠加碱中和后有银镜或红色沉淀产生(3)甲酸酯有银镜或红色沉淀生成四. 由数量关系推断：（一）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。（二）. 常见式量相同的有机物和无机物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。OH8. 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)。典例2 （2015福建）“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物，其有效成分M的结构简式如右图所示。（1）下列关于M的说法正确的是_(填序号)。a属于芳香族化合物 b遇FeCl3溶液显紫色 c能使酸性高锰酸钾溶液褪色 d1molM完全水解生成2mol醇（2）肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：已知： 烃A的名称为 。步骤I中B的产率往往偏低，其原因是 。 步骤II反应的化学方程式为 。 步骤III的反应类型是 . 肉桂酸的结构简式为 。 C的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有_种。 有机合成小结一. 官能团的引入：引入官能团有关反应羟基-OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解、醛的氧化卤素原子（X）烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成，醇与HX取代碳碳双键C=C某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢醛基-CHO某些醇(CH2OH)氧化,烯氧化,糖类水解，（炔水化）羧基-COOH醛氧化, 酯酸性水解, 羧酸盐酸化，(苯的同系物被强氧化剂氧化)酯基-COO-酯化反应二. 有机合成中的成环反应：加成成环：不饱和烃小分子加成（信息题）；二元醇分子间或分子内脱水成环；二元醇和二元酸酯化成环；羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。三. 有机合成中的增减碳链的反应：增加碳链的反应：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应或者不饱和化合物间的聚合、酯化反应 、 加聚反应、 缩聚反应减少碳链的反应： 水解反应：酯的水解，糖类、蛋白质的水解； 裂化和裂解反应；氧化反应：燃烧，烯催化氧化（信息题），脱羧反应（信息题）。四. 官能团的消除通过加成消除不饱和键；通过加成或氧化等消除醛基(CHO)；通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基(OH)常用新信息小结：（自己再添加）1烷基取代苯R可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成COOH，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C一H键，则不容易被氧化得到COOH。【解析】此反应可缩短碳链，在苯环侧链引进羧基。2. 在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含NH2的化合物反应可以生成酰胺，如：【解析】醇、酸、酸酐、酰卤、酯、酰胺胺解都能得到酰胺。3. 已知溴乙烷跟氰化钠反应再水解可以得到丙酸CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH，产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。【解析】卤代烃与氰化物亲核取代反应后，再水解得到羧酸，这是增长一个碳的常用方法。4. 已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐，如：H2O【解析】这是制备酸酐的一种办法。5. 烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。例如：6. RCH=CHR与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸： 常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构。【解析】这都属于烯烃的氧化反应。其中，臭氧化还原水解一般得到醛和酮，而用酸性高锰酸钾得到羧酸。通过分析氧化后的产物，可以推知碳碳双键的位置。7. 环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到： (也可表示为：+)【解析】这是著名的双烯合成，是合成六元环的首选方法。8. 马氏规则与反马氏规则【解析】不对称烯烃与卤化氢加成一般遵守马氏规则，即时H加在原来双键碳中氢多的碳原子上。当有过氧化物存在时，遵守反马氏规则。9. 在药物、香料合成中常利用醛和醇反应生成综醛来保护醛基，此类反应在酸催化下进行。例如：【解析】这是醛基、羰基的保护反应，最后在酸性条件下水解可重新释放出醛基、羰基。10. 武慈反应：卤代烃能发生下列反应：2CH3CH2Br2Na CH3CH2CH2CH32NaBr【解析】这是合成对称烷烃的首选办法。11. 已知两个醛分子在碱性溶液中可以自身加成，加成生成的物质加热易脱水（脱水部位如下框图所示）。如：【解析】这是羟醛缩合反应，是增长碳链的常用办法。12. 通常情况下,多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的,容易自动失水,生成碳氧双键的结构：13. 烯烃碳原子上连接的羟基中的氢原子容易自动迁移到烯键的另一个碳原子上，形成较为稳定的羰基化合物C=COHCHC=O 【解析】烯醇不稳定，会重排成醛或酮。14. 碱存在下，卤代烃与醇反应生成醚（ROR）：RXROHRORHX【解析】这是威廉逊醚合成法，卤代烃与醇发生亲核取代反应，是合成醚的首选方法。热身训练1.（2015山东）菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下：已知：（1）A的结构简式为_，A中所含官能团的名称是_。（2）由A生成B的反应类型是_，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为_。（3）写出D和E反应生成F的化学方程式 。（4）结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1-丁醇，设计合成路线（其他试剂任选）。2. A(C3H6)是基本有机化工原料。由A制备聚合物C和的合成路线（部分反应条件略去）如图所示。已知： ； 回答下列问题：(1) A的名称是 。B为反式结构，其结构简式为 。(2) C含有的官能团的名称是 ，AD的反应类型为 。(3) DE的化学方程式为 。(4)中最多有 个原子共平面，发生缩聚反应生成聚酯的结构简式为 。(5)W是 B(C5H8O2)的同分异构体且同时满足以下条件，则W共有 种(不考虑立体异构)1mol的W与1molBr2发生加成反应 W既能发生银镜反应，又能发生水解反应 (6)结合题给信息，以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸，设计合成路线（其他无机试剂任选）。3.常用药羟苯水杨胺，其合成路线如下。回答下列问题：（1）羟苯水杨胺的化学式为 。对于羟苯水杨胺，下列说法正确的是_。 A1 mol羟苯水杨胺最多可以和2 mol NaOH反应 B不能发生硝化反应 C可发生水解反应 D可与溴发生取代反应（2）D的名称为 。（3）AB所需试剂为 ；DE反应的有机反应类型是 。 （4）B C反应的化学方程式为 。（5）F存在多种同分异构体。F的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号（或数据）完全相同，该仪器是 。A质谱仪 B红外光谱仪 C元素分析仪 D核磁共振仪F的同分异构体中既能与FeCl3发生显色反应，又能发生银镜反应的物质共有 种；写出其中核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积之比为1:2:2:1的同分异构体的结构简式 。4.肉桂酸甲酯由C、H、O三种元素组成，质谱分析其分子的相对分子质量为162，核磁共振氢谱谱图显示有6个峰，其面积之比为1:2:2:1:1:3，利用红外光谱仪检测其中的某些基团，测得红外光谱如下图：则肉桂酸甲酯的结构简式是 （不考虑立体异构）.现有2.8g有机物A，完全燃烧生成0.15molCO2和1.8gH2O，A的质谱图如下图所示：已知：（X为卤原子，M为烃基或含酯基的取代基等)，由有机物A合成G（香豆素）的步骤如下：回答下列问题：（1）A的分子式为 。（2）写出C中含氧官能团名称: ；FG 的反应类型是 。（3）写出A和银氨溶液反应的化学方程式 。（4）F有多种同分异构体，写出同时满足下列条件的两种同分异构体的结构简式： 。分子中除苯环外，无其它环状结构； .苯环上有两个处于对位的取代基；能发生水解反应，不能与Na反应； .能与新制Cu(OH)2按物质的量比1:2发生氧化反应（5）又知： (R，R为烃基)，试写出以苯和丙烯（CHCH3）为原料，合成的路线流程图：合成路线的书写格式如下：5.一种用烃A合成高分子化合物N的流程如下图：经测定烃A在标准状况下的密度为116 gL1，F和G是同系物，核磁共振氢谱显示有机物H中有四种峰，且峰值比为3 ：3 ：1 ：1。 回答下列问题：（1）写出A的结构简式_。（2）H中所含官能团的名称是_。（3）HI、MN的反应类型分别是 、 。（4）写出F和G反应生成H的化学方程式 。（5）E和I反应生成M的化学方程式为 。 （6）芳香族化合物Q是M的同分异构体，与M具有相同官能团，且水解可以生成2丙醇，则Q的种类有_种。（不考虑立体异构）（7）请参考以上流程，依照：原料产物模式，设计一个由乙烯合成2丁烯醛的流程，无机试剂自选6.化合物G是生命合成核酸的必需前体物质，对机体免疫功能和修复具有重要作用。化合物G 的一种合成路线如下：（1）化合物A中含氧官能团的名称为 。（2）化合物E的分子式为C5H10O3N2，其结构简式为 ；由FG的反应类型为 。（3）一定条件下F可转化为H（ ），写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式 。能与FeCl3溶液发生显色反应； 能与盐酸反应；分子中只含有3种不同化学环境的氢。（4）已知：有机合成及推断小结1.【答案】（1），碳碳双键、醛基。（2）加成（或还原）反应；CH3CH3，（3）(CH2)2COOH+CH2=CHCH2OH(CH2)2COO CH2CH= CH2+H2O（4）CH3CH2BrCH3CH2MgBr CH3CH2CH2CH2OH2. 【答案】(1)丙烯(1分) (2分)(2)羧基(1分) 取代反应(1分)(3) CH2=CHCH2Cl + NaOH CH2=CHCH2OH+NaCl (2分)(4)10(1分) (2分)(5)8