07发展素养(十七)证据推理-有机推断与合成【正文】听课手册

发展素养(十七)证据推理——有机推断与合成有机推断一、有机综合推断的突破口1.根据转化关系推断有机物的类别醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机物结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:(1)A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。(2)A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。(3)A分子中含—CH2OH结构。2.根据反应条件推断反应类型或可能含有的官能团反应条件反应类型及可能含有的官能团或基团浓硫酸,加热醇的消去(醇羟基);成醚反应(羟基);酯化反应(含有羟基、羧基)稀硫酸,加热酯的水解(酯基);二糖、多糖的水解NaOH水溶液,加热卤代烃的水解(碳卤键);酯的水解(酯基)NaOH醇溶液,加热卤代烃的消去(碳卤键)O2/Cu、加热醇羟基的催化氧化(—CH2OH、)Cl2(Br2)/Fe或FeX3苯环的卤代反应Cl2(Br2),光照烷烃或苯环上烷基的卤代反应Br2的CCl4溶液加成(、—C≡C—)H2/催化剂加成(、—C≡C—、—CHO、酮羰基、苯环)A氧化生成B,B氧化生成CA→B:氧化反应(A含—CH2OH或);B→C:氧化反应(B含醛基)3.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目(1)烃和卤素单质的取代:取代1mol氢原子,消耗1mol卤素单质(X2)。(2)的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。(3)含—OH的有机物与Na反应时:2mol—OH生成1molH2。(4)1mol—CHO对应2molAg或1mol—CHO对应1molCu2O(注意:HCHO中相当于有2个—CHO)。二、有机综合推断思维模型例1[2024·北京卷]除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。(1)D中含氧官能团的名称是。

(2)A→B的化学方程式是

。

(3)I→J的制备过程中,下列说法正确的是(填序号)。

a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯(4)已知:++R2OH①K的结构简式是。

②判断并解释K中氟原子对α-H的活泼性的影响: 。

(5)M的分子式为C13H7ClF4N2O4。除苯环外,M分子中还有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为C—O键和键,M的结构简式是。

变式题化合物H是一种治疗高血压药物的中间体。实验室以A为原料制备H的合成路线如下:已知:。回答下列问题:(1)A的结构简式为;由B生成C的反应类型为。

(2)D中官能团的名称为。

(3)1molH与足量Na、NaOH溶液反应,参与反应的Na、NaOH的物质的量之比为。

(4)由E生成F的反应方程式为

;

设计由E生成F、由G生成H两步转化的目的为。

(5)同时满足下列条件的H的同分异构体有

种(不含立体异构)。①苯环上含有两个取代基②能与NaHCO3溶液反应生成气体③能与FeCl3溶液发生显色反应有机合成路线设计1.设计的原则(1)起始原料要廉价、低污染,原料通常是含四个碳原子以下的简单有机化合物。(2)步骤要尽可能少,产率要尽可能高,副反应要尽可能少或不发生,副产品要尽可能少。(3)有机合成反应需要的条件要尽量容易实现。(4)要按一定的反应顺序和规律引入官能团,结合题中所给的提示信息,设计最佳合成路线。2.设计步骤[微点拨]合成路线中的注意事项(1)比较原料与目标产物中基团变化与碳、氢、氧、氮、卤素原子的变化,找到原料之间的用量比。(2)引进基团时要考虑定位效应(信息会提示)和基团保护,据此设计引进基团的顺序。(3)基团的保护与复原,还有一些原有基团被酸(碱)化或氧化(还原)后,要复原成原基团。例2某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):已知:R3BrR3MgBr。以化合物F、溴苯和甲醛为原料,设计如下所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。(也可表示为)【信息解读】1.合成路线中问题思考与信息解读问题思考信息解读R3BrR3MgBr【新信息】卤代烃(溴苯)可以合成格氏试剂烃基卤化镁(苯基溴化镁),还可以继续与HCHO发生加成反应,并水解得到相应的醇如何将F和溴苯连接起来?【题干信息】来自非天然氨基酸X合成流程中F→G反应的信息迁移如何确定F与溴苯、目标产物的用料比?分析原料F有5个碳原子,溴苯有6个碳原子,甲醛有1个碳原子,而目标产物是12个碳原子,由此确定三种原料的用量比是1∶1∶12.流程设计(1)目标产物中Br从哪里来?很显然不是溴苯原来的Br,意味着格氏试剂与HCHO加成、水解后得到的产物中含有“—OH”,再与HBr反应得到。(2)格氏试剂水解得到,但羟基不在与苯基直接相连的第1个碳原子上,苯基溴化镁没有直接与HCHO发生加成反应。从而确定反应有①溴苯与Mg反应,②苯基溴化镁与反应,③与HCHO反应再水解,④与HBr反应。(3)本题中没有定位效应与基团保护问题,只有反应的先后顺序,根据反应原理确定反应顺序①②③④。变式题[2023·湖南卷节选]含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化)