有机合成、有机推断 必备基础知识

有机合成、有机推定所需的基础知识一、各种烃代表物的结构、特性类别烷烃烯烃乙炔苯和同系物通式CnH2n 2(n1 )CnH2n(n2 )CnH2n-2(n2 )CnH2n-6(n6 )代表物结构式HCCH相对分子质量Mr16282678碳键长度(10-10m )1.541.331.201.40钥匙角10928 约120180120分子的形状正四面体六个原子共面性四个原子同一直线型12个原子在同一平面上(正六边形)主要化学性质光下卤素降解对酸性KMnO4溶液褪色的可添加X2、H2、HX、H2O、HCN，进行容易氧化的加成聚合X2、H2、HX、HCN上附加容易被氧化； 可集电的导电性塑料在H2中加成FeX3催化剂下的卤化； 硝化磺化反应二、烃类衍生物的重要分类和各类衍生物的重要化学性质和相互转化类别通式官能团代表物分子结构节点主要化学性质卤代烃卤代烃：r-x战斗机多价饱和卤代烃： CnH2n 2-mXm卤素原子-xC2H5Br(Mr:109 )卤素原子与烃基直接键合-碳中有氢原子时，发生脱离反应通过与NaOH水溶液共热的置换反应生成醇通过与NaOH醇溶液共热的脱离反应生成乙烯酒精一元醇：ROH饱和多元醇：CnH2n 2Om酒精羟基-ohCH3OH(Mr:32 )C2H5OH(Mr:46 )羟基与链烃基直接键合，o-h和c-o均具有极性。-碳中有氢原子时，就会发生脱离反应。-碳中有氢原子时会被催化氧化，伯醇不会被醛氧化，仲醇不会被酮氧化，叔醇不会被催化氧化。1 .与活性金属反应生成H22 .与卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃3 .脱水反应：乙醇140分子间脱水到醚中170分子内脱水生成乙烯4 .催化氧化为醛或酮5 .生成酯乙醚r-o-r 醚键C2H5O C2H5(Mr:74 )c-o键有极性性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应苯酚酚羟基-oh(Mr:94 )-oh直接与苯环上的碳连接，在苯环的影响下微弱电离。1 .弱酸性2 .与浓溴水发生置换反应生成沉淀FeCl3变成紫色4 .易被氧化醛类醛基HCHO(Mr:30 )(Mr:44 )HCHO相当于两个CHO有极性，可以附加。1 .加入h 2、HCN等和酒精2 .被氧化剂(O2、多伦多试剂、弗林试剂、酸性高锰酸钾等)氧化为羧酸酮羰基(Mr:58 )有极性，可以附加H2，在HCN中加入酒精不能被氧化剂氧化成羧酸羧酸羧基基团(Mr:60 )由于羰基的影响，o-h电离h，由于羟基的影响无法加成。1 .有酸的通性2 .酯化反应时一般羧基中的碳氧单键不能附加在H2上3 .含有NH2物质和水可以减去生成酰胺(肽键)以斯帖酯基HCOOCH3(Mr:60 )(Mr:88 )酯基中碳氧单键容易断裂1 .发生水解反应生成羧酸和醇2 .还可发生醇解反应生成新酯和新醇烃类知识网络：烃和烃的衍生物知识网络：试剂NaNaOHNa2CO3NaHCO3Br2水(Br2 )KMnO4/H烷烃()烯烃脾气脾气阿尔金脾气脾气()()脾气RCl脾气ROH脾气脾气脾气脾气脾气脾气脾气RCHO脾气脾气RCOOH脾气脾气脾气脾气我叫rco or脾气三、有机合成的常规方法(1)官能团导入：羟基导入：烯烃与水的加成； 醛(酮)与氢加成； 卤代烃的碱水解； 酯水解等卤素原子导入：烃与X2的取代； 不饱和烃与HX或X2加成； 酒精和HX的置换等。双键导入：一部分醇或卤代烃的消除导入C=C； 酒精的氧化导入C=O等。(2)官能团除去：通过加成消除不饱和键羟基(-OH )；通过加成或氧化等除去醛基(-CHO) 通过除去或水解除去卤素原子。(3)官能团间的衍生变化：单元合成途径(官能团派生)RCHCH2 卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯双重合成路线芳香族化合物合成途径(4)基团的保护：在有机合成中，含有2个以上官能团的分子为了保护其中的某个官能团免受反应破坏，用某种试剂进行保护，反应结束后取下保护剂。四、深入了解反应原理，记住键断裂部位，如醇催化氧化、卤代烃与醇的清除反应、酯化反应等重要反应类型的本质。 一反三、触类旁路、联想发散。乙醇催化氧化可以推测如下：从乙醇的消去反应可以推测出以下情况(3)乙醇脱水生成醚，可以推测：略从酯化反应的原理可以推测(肽键相同)有机合成、有机推定方法一、基本方法(结构、反应、性质、现象特征)结论检验二、一般程序步骤1 :推定官能团的种类和物质的种类。 根据反应条件、反应物的性质(反应现象)、反应类型、派生规则推定官能团的种类和物质的种类。突破口1，由反应条件决定的官能团反应条件可能的官能团浓硫酸酒精的消去(酒精的羟基)酯化反应(包括羟基、羧基)稀硫酸酯的水解(含酯基)二糖、多糖类的水解羧酸钠NaOH水溶液卤代烃的水解酯的水解NaOH醇溶液消除卤代烃(-X )H2、催化剂加成(碳双键、碳三键、醛基、羰基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基(-CH2OH、-CHOH )Cl2(Br2)/Fe苯环Cl2(Br2)/光源烷烃或苯环上烷基a.a乙组联赛氧化反应氧化反应c.ca为酒精(-CH2OH )或乙烯突破口2，根据反应类型推断官能团的种类：反应型可能的官能团加成反应C=C、CC、-CHO、羰基、苯环加聚反应C=C，CC酯化反应羟基或羧基水解反应-X、酯基、肽键、多糖类等消去反应卤代烃，酒精突破口3，根据反应物性质确定官能团：反应试剂有机物现象与溴水反应(1)烯烃，二烯(2)阿尔金溴水褪色，产物层化(3)醛澳大利亚的水褪色，产物没有分层(4)苯酚产生白色沉淀酸性高锰酸钾反应(1)烯烃，二烯(2)阿尔金(3)苯的同系物(4)酒精(5)醛高锰酸钾溶液全部退色了与金属钠反应(一)酒精；放出气体缓和反应(2)苯酚放出气体，反应速度快(3)羧酸放出气体后，反应速度加快氢氧化钠和反应(1)卤代烃层消失生成有机物(2)苯酚浑浊清楚(3)羧酸无明显现象(4)酯层消失，生成两种有机物与碳酸氢钠反应羧酸放出气体可以使石灰水浑浊能与Na2CO3反应酚羟基无明显现象羧基基团放出气体银氨溶液或新型氢氧化铜(1)醛产生银镜或红色沉淀(2)甲酸或甲酸钠用碱中和会产生银镜和红色沉淀(3)甲酸酯产生银镜或红色沉淀葡萄糖、果糖和麦芽糖产生银镜或红色沉淀其次，确定官能团的数量。 反应中定量关系、有机物的相对分子质量的变化、由化学式自身推测官能团的数量有机反应中的定量关系为烃与氯气的置换反应，置换后的h原子与消耗的分子的数值关系为1:1。 在不饱和烃分子与、等分子加成反应中，键与无机物分子的个数比关系分别为1，1:2。 在与所含有机物的反应中，与分子的个数比为21。 或与物质的量比关系为1:2，1:1。 在醇被醛或酮氧化的反应中，被氧化物和消耗物的个数比关系为2:1。 酯化反应或肽中的酯基或肽键与生成的水分子的个数比为11。 1mol一元醇与足够量的乙酸反应生成1mol酯时，其相对分子量为42，1 mol二元醇与足够量的乙酸反应生成酯时，其相对分子量增加84。 某酯a1mol发生水解反应生成b和醋酸时，a和b的相对分子质量有42的差生成1mol醋酸，a和b的相对分子质量有84的差生成2mol醋酸。酒精引起脱离反应分子内脱水的反应要求c有氢酒精引起催化氧化反应要求：-C有氢-C有2个氢，催化氧化生成醛-C有一个氢，催化氧化生成酮酒精引起置换反应在分子间脱水中生成醚通过与hx的加热反应生成卤代烃步骤2 :确定分子式或碳原子的个数。 已知于主题，通过计算或根据产物推定分子式或含有的碳原子的个数。步骤3 :估计官能团的位置和碳骨架。 根据某个反应的产物推定官能团的位置和碳骨架结构。 被酒精氧化的醛或羧酸、-OH必定与有2个氢原子的碳原子结合； 被酒精氧化的酮、-OH与只有一个氢原子的碳原子结合。 通过清除反应生成物，可决定“-OH”或“-X”的位置。 取代产物的种类决定了碳链结构。 根据氢化碳的骨架，可以确定“c|c”或“CC”的位置三、回答有机推导问题应注意哪些事项？1、书写过程中的规范化(结构式中氢原子的数量、化学方程式中的小分子)。2、确定主题的要求(分子式，结构简单，有什么要求的异构体)总体思路：寻找突破口大胆猜测，慎重验证顺推与逆推相结合模拟联想没有想法先看问题再看框图。挖掘发现运用所赋予的新信息四、异构体的标记重要的是芳香族化合物的异构体标记。 请注意以下几点1 .异构体的标记顺序：主链从长到短，支链从整到散，位置从心到边，配置从邻接到间。2 .氯化铁溶液能变成紫色的是含有酚羟基的物质。3 .发生银镜反应的物质为含醛基物质：甲酸盐、甲酸某酯、某醛。4 .苯环上的一氯苯有2种异构体时，必定存在2个显示位置分布的不同取代基。5 .苯环上只有一个氯苯的情况下，一个表示对位分布的相同取代基有可能存在两个对二甲苯； 另一个可能存在对称分布的3个相同的取代基，例如，间三甲苯。6 .写同类异构体时，要特别注意芳香族醇和酚类的异构化，羧酸和酯类的异构化(特别是)注意羧酸酚酯的存在)，氨基酸和硝基甲烷的等级异构化。7 .考虑含羟基物质和氢氧化钠的作用时，醇的羟基没有氢氧化钠的作用，要注意苯酚的羟基和羧基基团和氢氧化钠的作用。200903188 .考虑到含卤素原子的物质和氢氧化钠的作用，需要注意1摩尔一卤代苯和2摩尔氢氧化钠的作用1摩尔单卤代烷基和1摩尔氢氧化钠的作用。9 .发生水解反应的物质特征：含卤素原子、肽键、酯基。10 .取代反应包括卤化、硝化、磺化、酯水解、肽和蛋白质水解、多糖水解、皂化反应反应酒精成为乙醚。11 .低碳羧酸中的羧基与碳酸盐反应，酚羟基与碳酸盐不反应。12 .含酚羟基物质与氯化铁溶液发生显色反应，与氢氧化钠发生中和反应钠发生置换反应，与羧酸发生酯化反应，有可能与浓溴水发生置换反应。13 .残基法：可以从全化学式(或者式量)中减去某个基团的化学式(或者式量)，得到残基的化学式(或者式量)，写出有机物的结构。有机信息问题想法：正确理解信息，模仿模拟。高考信息试题调查的知识点未必能从书本上找到原理，但从试题中得到信息和解答问题的提示，调出自己所拥有的化学知识，通过联想和推理，加工、变换、重组、利用有效信息，可以解决实际问题。 这种与实际生活和科技前沿密切相关的命题方式维持了高考化学问题的意外性和科学性，开阔了学生的视野，引导学生关注