高考化学二轮复习提优导学案专题七有机推断与有机合成能力提升

【能力提升】[要点精析]要点一有机合成路线设计的原则及常见类型设计的原则①起始原料要廉价、低污染。通常采用含四个碳原子以下的单官能团化合物②步骤越少，最终产率越高③有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现④要按一定的反应顺序和规律引入官能团，综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，设计最佳的合成路线常见类型①R—CHCH2→卤代烃→醇→醛→酸→酯②芳香化合物合成路线:苯及其同系物→卤苯→酚(或醇)→芳香醇→芳香醛→芳香酸→芳香酯③烯烃→一卤代烃→烯烃→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元酸高分子化合物要点二有机合成中官能团的衍变(1)官能团的引入引入的官能团引入官能团的方法—OH烯烃与水的加成、氯代烃水解、醛(酮)与氢气的加成、酯类水解、多糖发酵等—X烷烃与卤素单质的取代、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成、醇类与HX的取代等醇类卤代烃的消去、炔烃的不完全加成等—CHO某些醇氧化、烯烃氧化、炔烃水化、糖类水解等—COOH醛类的氧化、某些苯的同系物被强氧化剂氧化;羧酸盐酸化、酯类的水解等—COO—酯化反应(2)官能团的消除①消除双键:加成反应。②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。③消除醛基:还原和氧化反应。(3)官能团的转化①利用已有知识（官能团的衍生关系）进行转化如以丙烯为例，看官能团之间的转化：上述转化中，包含了双键、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯高分子化合物等形式的关系，领会这些关系，基本可以把常见的有机合成问题解决。②利用题中提供的信息实现官能团的衍变、增碳或缩碳信息功能信息源官能团的衍变(X为Cl或Br)(甘氨酸)增碳转化2CH2CH2CH3CH2CHCH2RCH2CHO+R'COOHRCHCHOH2O2RCOOH+H2OCH2CH—CHCH2+CH2CH2+RCln+nRCHO2HCHOHCOOH+CH3OH缩碳转化RCOOHRH+CO2R—CHCH—O—R'R—CH2CHO+R'OH(CH3)2CCHCH3CH3COOHRCOONa+NaOHRH+Na2CO3特定转化++CH3COOHR—CHCH2R—CH2—CH2—BrR—CHCH2R—CHBr—CH3++CH3CHCH2ClCH2CHCH2键的转化+RMgX+H2O要点三有机合成中的官能团保护有机合成的过程是官能团的变化过程。有时某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待反应完成后再除去保护基，使其复原。有时在引入多官能团时，需要选择恰当的顺序保护特定官能团。例如，同时引入酚羟基和硝基时，由于酚羟基具有强还原性，而硝基的引入使用了强氧化剂硝酸，故需先硝化，再引入酚羟基。被保护的官能团被保护的官能团性质保护方法酚羟基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化①用NaOH溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚:②用碘甲烷先转化为甲苯醚，后用氢碘酸酸化重新转化为酚:氨基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化用盐酸先转化为盐，后用NaOH溶液重新转化为氨基碳碳双键易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化用氯化氢先通过加成转化为卤代物，后用NaOH醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键醛基易被氧化乙醇(或乙二醇)加成保护:【典题演示】类型一常见官能团的识别与名称书写[典题演示1]写出下图中含氧官能团的名称，其中属于酚羟基的在名称后的括号内注明“酚”。[典题演示1答案]A羰基B羟基、醛基C羟基、酚羟基、羧基、酯基【点评】这类考点一般比较容易得分，只要求考生能识别常见的官能团，会书写它们的名称。变式训练1下图为A、B两种物质的结构简式。(1)(2014·南京一模)物质A中含氧官能团的名称为。

(2)(2014·苏州市一模)物质B中官能团的名称。[变式训练1答案](1)羰基、醚键(2)碳碳双键、醛基类型二反应类型的判断与反应方程式的书写典题演示2(2014苏锡常镇徐连二模改编)现有下列六种化合物:（1）C→D的反应可分为两步,其反应类型为、。

（2）写出E转化为F和无机盐的化学方程式:。

【答案】(1)加成反应消去反应(2)2+H2SO4+4H2O2+(NH4)2SO4（方程式写成生成NH4HSO4也正确)【解析】（1）比较C和D的分子结构可发现变化的是官能团-CHO变为-CH=NOH，结合反应物H2NOH,可通过分子式片段比较：-CHO+H2NOH（CH4O2N）变为-CH=NOHN（CH2ON）少了一个H2O,易推知C中醛基首先与H2NOH发生加成反应,再发生消去反应,脱去一分子水。（2）E中含-CN与硫酸生成无机盐应是铵盐(NH4)2SO4或NH4HSO4，根据元素守恒配平即可。【点评】有关反应类型的判断及反应方程式的书写，要在流程中准确判断出各种物质的官能团的变化，且要求熟悉常见官能团的性质，并合理应用书写方程式的守恒思想（如质量守恒）。变式训练2(2013·苏北四市一调改编)化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过下图所示的路线合成:(1)指出下列反应的反应类型。反应1:反应2:

反应3:反应4:

(2)写出D与足量NaOH溶液完全反应的化学方程式:。

【变式训练2答案】(1)氧化反应取代反应酯化反应(或取代反应)取代反应(2)+3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O【解析】(1)结合A的组成和A→B的反应条件,可知反应1为CH3CHO的氧化反应;比较CH3COOH和CH3COCl的结构,可知是—Cl代替了—OH,反应2属于取代反应;结合B→C的反应物,可知反应3是酯化反应,也属于取代反应,产物C的结构为;比较C和D的结构,可知酚羟基上的氢原子被取代,反应4属于取代反应。(2)D属于酯类,上方是1个酚羟基酯,下方是1个普通酯基,所以每份D同时消耗3份NaOH。类型三推测未知物的结构简式及同分异构体的书写典题演示3（2014徐州、宿迁三模改编）根据下列转化关系回答下列问题：(1)有机物C的结构简式为。(2)写出同时满足下列条件的A的同分异构体的结构简式:。①能发生银镜反应②分子的核磁共振氢谱图中有4个峰③能发生水解反应且产物之一遇FeCl3溶液能发生显色反应【典题演示3答案】（1） （2）【解析】(1)根据C生成D所需的物质以及D结构中含有—C2H5可知,C的结构为。(2)根据①可知分子中含有醛基,根据③可知分子中含有(A为苯环),结合②可知,分子中应还含有一个甲基,且与酯基处于对位,故结构简式为。【点评】推断未知物的结构简式往往要审透题中各步信息，准确判断出前后各种物质的结构及反应类型；书写同分异构体时，要紧扣限定条件，注意对官能团的性质的考查、类别间异构体的书写等。变式训练3(2014南京淮安盐城二模改编)已知ABCD的转化关系如下：(1)写出A的结构简式:。(2)写出同时满足下列条件的D的两种同分异构体的结构简式:。Ⅰ.含1个手性碳原子的α-氨基酸Ⅱ.苯环上有3个取代基,分子中有6种不同化学环境的氢Ⅲ.能发生银镜反应,水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应【变式训练3答案】(1)(2)【解析】(1)根据物质之间的转换关系可知反应③为酯化反应,故由D的结构可知C为,反应②为硝化反应,故B的结构为反应①为氧化反应,结合A的分子式可知A为间二甲苯,结构为。(2)α-氨基酸分子中都含有故该手性碳原子为与羧基相连的碳原子,由要求Ⅲ可知分子中含有(甲酸酯),且该基团直接连接到苯环上,且含有两个该基团,结合要求Ⅱ可知苯环上的三个H原子为两类H原子,则符合要求的同分异构体为类型四副产物结构简式的确定典题演示4（2014宿迁、扬州、泰州、南通二模改编）药物萘普生具有较强的抗炎、抗风湿和解热镇痛作用,其合成路线如下:若步骤①④省略物质A与CH3CH2COCl直接反应除生成G()外,最可能生成的副产物(与G互为同分异构体)的结构简式为。【答案】【解析】观察流程中①步-Cl出现的位置（—O—CH3的邻位），④步又将-Cl脱掉，显然是为了防止邻位引入基团；若将步骤①④省略，就在邻位引入该基团了。【点评】解题时要善于把握切入点：官能团引入的不同位置或相近位置等。【参考使用，书本没有】变式训练4(2014前黄中学学情调研改编)慢心律是一种治疗心律失常的药物，它的部分合成路线如下:…ACD由A制备C的过程中有少量副产物E，其相对分子质量为180。则E的结构简式为。变式训练4答案【解析】产物C的分子式为C11H16O2,相对分子质量为180,与副产物相同,应是同分异构体。比较反应物A、B和产物C的结构,可知反应过程中B的环发生断裂,即C—O键断裂。分析B的结构,可知其存在①和②两种断键方式(如下图所示)其中,按方式①断键,生成产物C;如果按方式②断键,则得到副产物。类型五有机合成路线的设计与优化选择典题演示5（2014苏州一模改编）二氢荆芥内酯是有效的驱虫剂。其合成路线如下:写出由制备的合成路线图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2OH【答案】[解析]要合成的物质为一种酯,可由羟基酸HOCH2CH2CH2COOH经酯化反应得到,结合原料可知,该羟基酸中的羧基可以通过原料分子中—CH2OH→—CHO→—COOH得到,而该羟基酸中的羟基可由原料分子中的溴原子在碱性条件下水解得到；合成路线是先氧化再水解，不能先水解再氧化，若先水解溴原子变为-OH，氧化过程中会一并被氧化为-COOH,得不到要制得的产品了。【点评】设计有机合成路线时，一般要将原料与产物对比，比较出官能团的转化，或将产物拆为片段，利用正推法、逆推法或正逆推结合法，并利用已有的知识或题中的信息设计合理的合成路线；有时候要注意官能团的保护。如20XX年江苏高考，化合物H的合成路线中:观察流程中合成路线A→B→C→D→E→F可知为了保护羟基。【参考使用，书本没有】变式训练5．（2014南通市一模改编）橙皮素具有抗氧化、消炎、降血脂、保护心血管和抗肿瘤等多种功效。它的合成路线如下:(1)已知:B→C为取代反应,其另一产物为HCl,写出X的结构简式:。(2)已知:结合流程信息,写出以对甲基苯酚和上述流程中的“X”为原料,制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路