2018版高考化学总复习专题十二有机合成与推断教学案

上课时间6有机合成和推定“会话解释”作为选拔模块，有机化学在高考中以有机推定和合成的综合主题出现，一般为新课程全国卷第38题，分数为15分。 主要考察有机物的命名、有机反应条件和有机反应类型的判断、有机物结构的简单推定、有机反应方程式的记述等。 有关物质多为教材熟悉的物质和当年在重大影响和科学技术上取得了很大突破的物质，调查的还是有机化学的主干知识。 其中根据问题设定信息，设计有机合成途径有可能成为今后高考命题的热点。微点焦点一有机合成途径综合分析有机合成问题调查的知识点多种多样，进行综合分析主要涉及官能团的引入和转换，碳骨架的构建等。典型的问题例【例1】 (2016全国卷)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要意义。 以下，表示以秸秆为原料合成聚酯系高分子化合物的途径回答以下问题(1)以下糖类的说法正确的是_ (填写符号)。a .糖类有甜味，有CnH2mOm的通式b .麦芽糖水解生成互相为异构体的葡萄糖和果糖c .无法判断银镜反应中淀粉的水解是否完全d .淀粉和纤维素都属于多糖类的天然高分子化合物(2)B生成c的反应类型为_。(3)D的官能团名称为_ _ _ _ _ _，d生成e的反应类型为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)F的化学名称是_ _ _ _ _，从f生成g的化学方程式是中国语，中国语，中国语(5)具有一个官能团的二取代芳香化合物w是e的异构体，0.5 mol W与充分的碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，w是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _种(不含立体异构)，其中核磁共振氢光谱为三组峰的结构是(6)参考上述合成途径，以(相反)-2，4 -己二烯和C2H4为原料(无机试剂为可选)，设计制造对苯二甲酸的合成途径解析(1)糖类不一定具有甜味，不符合碳水化合物的通式，a项错误的麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，b项错误的碘水是否淀粉完全水解可以用银氨溶液检测淀粉是否水解，c项是正确的淀粉，纤维素都是多糖类的天然高分子化合物，d项是正确的。 (2)BC发生酯化反应，也称为取代反应。 (3)D中官能基的名称为酯基、碳-碳双键。 d生成e，增加了碳和碳的两个双键，表示会发生消除反应。 (4)F是二羧酸，被称为己二酸或1，6 -己二酸。 己二酸和1，4 -丁二醇在一定条件下合成聚酯，链端连接氢原子和羟基，脱离小分子的水的数量为(2n-1 )，高分子化合物中的聚合度n不能漏写。 (5)W具有官能团，非官能团的w为二取代芳香族化合物时，苯环上有两个取代基，0.5 mol W与充分的碳酸氢钠反应生成44g CO2，显示w分子中含有两个羧基。 - CH2 cooh，-ch2cooh； COOH，CH2CH2COOH； COOH，CH(CH3)COOH； CH3，CH(COOH)COOH。 各组取代基在苯环上有相邻、间、对三种位置关系，w共计有12种结构。 核磁共振氢光谱只有3组峰，显示分子为对称结构，结构简单。 (6)流程图中有两个新的信息反应原理： c和乙烯反应生成d，生成六元环，第二个是DE，在Pd/C中，加热去除H2以增加不饱和度。 把这两种反应原理结合起来就可以得到合成路径。答案(1)光盘(2)取代反应(酯化反应)(3)酯基、碳-碳双键的消除反应(4)己二酸(2n-1)H2O(五)十二(6)【解法指导】一、官能基的转换1 .官能基的导入(2)卤素原子的导入2 .官能团的除去(1)通过加成反应，如CH2=CH2，可以与H2在催化作用下发生加成反应。(2)通过消除、氧化或酯化反应，-oh :例如，CH3CH2OH消除生成CH2=CH2、CH3CH2OH氧化生成CH3CHO。(3)可以通过加成(还原)或氧化反应除去CHO :例如，CH3CHO被氧化以生成CH3COOH，而CH3CHO被H2还原以生成CH3CH2OH。(4)可以通过水解反应除去例如，CH3COOC2H5在酸性条件下水解，生成CH3COOH和C2H5OH。(5)通过消去反应或水解反应除去卤素原子。例如，CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生脱离反应，生成乙烯和氯化钠，在NaOH水溶液中发生水解反应，生成乙醇和氯化钠。3 .官能团的保护有机合成中常见官能团的保护：(1)酚性羟基的保护：酚性羟基容易被氧化，因此在氧化其他基团之前与NaOH反应，使-oh成为ONa进行保护，氧化后变成-oh。(2)碳-碳双键的保护：碳-碳双键也容易被氧化，可以在氧化其他基之前通过与HCl等的加成反应进行保护，氧化后通过消除反应转变为碳-碳双键。(3)氨基(-nh2)的保护：从对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸时，将CH3氧化为COOH后，将- no 2还原为-nh2。 如果KMnO4氧化CH3，NH2 (具有还原性)也不会被氧化。二、有机合成碳骨架的构建1 .连锁生长的反应加成聚合反应； 缩聚反应； 酯化反应； 利用主题信息作出反应。 卤化烃的置换反应、醛固酮的加成反应(1)醛、酮和HCN的加成：(2)醛、酮和RMgX的加成：(3)醛、酮羟基醛缩合(其中的至少一个为-H ) :(4)苯环上的烷基化反应：(5)卤代烃和活性金属的作用：2CH3Cl 2NaCH3CH3 2NaCl2 .链变短的反应(1)烷烃的分解反应(2)酯类、糖类、蛋白质等的水解反应(3)利用主题信息的反应。 例如，烯烃、炔的氧化反应、羧酸及其盐的脱羧反应体验感觉1.(2016北京调查)化合物a (分子式为C6H6O2)是有机化学工业的原料，容易在空气中氧化。 由a合成的黄樟油(e )和香料f的合成途径如下(部分反应条件被省略)。已知b的分子式为C7H6O2，既不能与银镜反应，也不能与NaOH溶液反应。(1)写下e中含有氧的官能团的名字。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)写出反应CD的反应类型。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(3)写出反应AB的化学方程式。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)某些芳香族化合物是d的异构体，分子中只有两种不同化学环境的氢。 简单地写下这个芳香族化合物的结构。 _ _ _ _ _ (写下其中一个)。(5)根据现有知识和过程中的相关信息，制作作为主要原料制作的合成途径的流程图(采用无机试剂)。合成路线的流程图的例子如下所示ch3ch2brch2=ch2ch2-ch2分析该问题，旨在考察有机反应的类型、官能团、异构体、结构的简化、有机化学方程式的记述等，调查考生对知识的理解和应用能力。 根据合成路线和已知信息假定a为b或。 由(1)e的结构式可知，含氧官能团中有羰基和醚键。 (2)c和d的结构的简化和反应条件比较的话，可知CD是置换反应。 (3)AB可以理解为BrCH2Br在碱性条件下生成ho-ch2-oh，与ho-ch2-oh进行分子间脱水生成。 (5)在碱条件下生成水解反应，在与H2O的作用下生成与HBr的置换反应，两分子被氧化成在Mg存在下生成。答案(1)醚键羰基(2)取代反应(3) CH2Br2 2NaOH 2NaBr 2H2O (或CH2Br2 2NaBr )(4) (或可以作出合理的回答)(5)2.(2016太原质量检测)盐酸利多卡因为局部麻醉药和抗心律失常药，可以芳烃a为原料合成已知：回答下面的问题。(1)B的官能团名为_ _ _ _，d的分子式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)反应的化学方程式为： _，反应类型为_，在上述过程中，反应类型与相同_ _ _ _ _ (填写反应编号)。(3)除了生成反应e外，另一种生成物的化学式是.(写出ClCH2COCl与足量的NaOH溶液反应的化学方程式。 _ _ _ _ .已知NaOH NaCl(R为烃基)(5)C的芳香族异构体中，苯环中只有一个取代基的异构体为_ _ _ _ _ _ _ _ (不考虑立体异构体)，其中核磁共振氢光谱具有4组峰，峰面积比为6:2:2:1的异构体为_ _ _ _ _ _ _ (填充结构简单)。分析主题主要考察有机物的推定、官能团、反应类型、异构体的判断、化学方程式的记述等。 从已知的信息可知b是。 b的还原反应，即硝基被还原成氨基，得到c。 c中氨基上的氢原子被置换生成d，d继续进行置换反应生成e。 (1)根据以上分析，b的官能团名称为硝基，d的分子式为C10H12ONCl。 (2)从以上分析可知，反应中间二甲苯发生硝化反应生成b，反应的化学方程式为HNO3(浓) H2O。 在上述流程中，反应类型与相同，也有。 (3)根据原子保存，除了生成反应e外，另一种生成物的化学式是HCl。 (4)问题表明，ClCH2COCl与足够的NaOH溶液反应的化学方程是CLC2c OCL3NaOHhoch2oona2naclh2o。 (5)C芳香族异构体中，苯环上只有一个取代基的是、其中等效氢的个数比为6:2:2:1。回答(1)硝基C10H12ONCl(2) HNO3(浓) H2O取代反应(3) PS(4) CLC h2CoCl3NaOHhoch2COO na2NaCl h2o(五)五【问题型模板】1 .解决问题的想法2 .有机合成原则(1)原料廉价容易买到，毒性低，污染低。(2)尽量选择顺序少的合成路线。(3)原子经济性高，具有高收率。(4)有机合成反应操作简单，条件温和，能耗低，容易实现。(5)按一定的反应顺序和规则导入官能团，不可推测不存在的反应。微点焦点二有机估计问题方法规则有机推断问题必须利用反应的特殊性、特殊现象、正推、反推法来推断。典型的问题例【例2】 (2016全国卷ii )氰基丙烯酸酯在碱性条件下可以迅速聚合，因此具有粘性。 某氰基丙烯酸酯(g )的合成途径如下已知：A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢光谱显示为单峰二回答以下问题(1)A的化学名称叫做.(2)B的结构很简单，核磁共振氢光谱显示出组的峰值，峰值面积比为。(3)从c生成d的反应类型为_。(4)从d生成的e的化学方程式是。(5)G中官能团为： _ _ _、_ _ _、_ (填写官能团名)。(6)G的异构体中，具有与g相同的官能团，发生银镜反应的是_种(不包括立体异构体)。分析本问题主要目的是探讨有机合成和估计，探讨考生有机合成途径的综合分析能力。 (1)a发生已知的反应时，a含有(羰基)，根据已知的氧的质量分数，a中o的个数=1，核磁共振氢光谱显示单峰，两端的取代基相同，结合相对分子质量为58，a的结构简单地说，化学名为丙酮和(2)B的结构，因为有两种氢原子，核磁共振氢光谱有两组峰，峰面积比为16或61。 (3)C的CD的反应条件为光，反应类型为置换反应。 (4)D是DE为d的水解反应，生成的e的结构简单地如下。 (5)G中所含官能基为碳-碳双键、酯基、氰基。 (6)与g具有相同的官能团，发生银镜反应的g的异构体应该含有甲酸酯基，hcoch2-ch=chch、HCOOCH=CHCH2CN、共8种。答案(1)丙酮(2) 2 61 (或1:6 )(3)取代反应(4) NaOH NaCl(5)碳-碳双键酯基氰基(6)8【知识支持】1 .根据反应中的特殊条件进行估计(1)NaOH水溶液卤代烃、酯类的水解反应。(2)加热2)NaOH的醇溶液，加热卤代烃的消除反应。(使H2SO4变浓，加热消除醇，进行酯化、苯环硝化等反应。(4)溴水或溴的CCl4溶液烯烃、炔的加成反应、酚的置换反应。(5)O2、Cu、加热醇的催化氧化反应。(6)将新型Cu(OH)2悬浊液加热(或银氨溶液、水浴加热) 醛氧化成羧酸的反应。(7)希H2SO4酯的水解等反应。(8)H2、催化剂烯烃、烯烃的加成、芳香族烃的加成、醛向醇的还原反应。(9)光烷基上的氢原子被卤素原子取代。(10)Fe或FeX3(X为卤素原子) 苯环上的氢原子被卤素原子取代。2 .根据特征现象进行估计(1)如果使溴水褪色，表示物质中可能含有碳-碳双键、碳-碳三键、酚性羟基(产生白色沉淀)等。(2)使酸性KMnO4溶液退色的话，该物质可能含有碳-碳双键、碳-碳三键或苯的同系物等。(FeCl3溶液变成紫色时，可以看出该物质含有酚性羟基。(4)新制备的Cu(OH)2悬浮液和加热沸腾时会产生砖的红色沉淀，或与银氨溶液进行水浴加热时会发生银镜反应，说明该物质中含有CHO。(5)与金属钠的反应显示产生H2，物质中可能存在-oh和COO