北京专用高考化学一轮复习专项突破四有机合成与推断综合题的突破策略讲义资料.ppt

,考情分析,分类突破,栏目索引,专项突破四 有机合成与推断,综合题的突破策略,有机综合推断题是考查有机化学知识的主流题型,为高考必考题,常以框图题形式出现,解题的关键是找出解题的突破口,一般采用“由,特征反应推知官能团的种类,由反应机理推知官能团的位置,由转化关,系和产物结构推知碳架结构,再综合分析验证,最终确定有机物的结,构”的思路求解。,考法突破,类型一、依据有机物的结构与性质推断,1.根据有机物的特殊反应确定有机物分子中的官能团,(1)使溴水褪色,则物质中可能含有“,”或“,”,等;,(2)使KMnO,4,(H,+,)溶液褪色,则该物质中可能含有“,”或,“,”或“CHO”或酚羟基等;,(3)遇FeCl,3,溶液显紫色,或加入浓溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚,羟基;,(4)遇浓硝酸变黄,则该物质是含有苯环结构的蛋白质;,(5),遇,I,2,变蓝,则该物质为淀粉,;,(6),加入新制的,Cu(OH),2,悬浊液,加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶,液,加热有银镜生成,表示含有“,CHO”;,(7)加入Na放出H,2,表示含有“OH”或“COOH”;,(8)加入NaHCO,3,溶液产生气体,表示含有“COOH”。,2.由官能团的位置确定有机物的类别或性质,(1)羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇,而直接连在苯环上的,物质为酚;,(2)与醇羟基(或卤素原子)相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,则,不能发生消去反应;,(3)CH,2,OH催化氧化生成醛,进一步氧化生成羧酸;,催化氧,化生成酮。,3.根据特定的反应条件进行推断,(1)“光照”是烷烃和烷基中的氢原子被取代的反应条件。,(2)“,”为不饱和键加氢反应的条件,包括,、,、,等与H,2,的加成。,(3)“,”是醇的消去反应、酯化反应、纤维素的水解反应等,的条件。,(4)“,”是卤代烃的消去反应的条件。,(5)“,”是卤代烃的水解反应、酯类水解反应的条件。,(6)“,”是酯类水解、糖类水解的反应条件。,(7)“,”为醇催化氧化的条件。,(8)“,”为苯及其同系物苯环上的氢原子被卤素原子取代的反应,条件。,(9)溴水或Br,2,的CCl,4,溶液是不饱和烃加成反应的条件。,(10)“,”“,”是醛氧化的条件。,4.根据有机反应中的定量关系进行推断,(1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X,2,);,(2),的加成:与H,2,、Br,2,、HCl、H,2,O等加成时按物质的量之比,11加成;,(3)含OH的有机物与Na反应时:2 mol OH生成1 mol H,2,;,(4)醛与银氨溶液或新制Cu(OH),2,反应时:1 mol CHO对应2 mol Ag;,1 mol CHO对应1 mol Cu,2,O;,(5)物质转化过程中相对分子质量的变化(,M,代表第一种有机物的相对,分子质量):,RCH,2,OH,RCHO,RCOOH,M,M,-2,M,+14,RCH,2,OH,CH,3,COOCH,2,R,M,M,+42,RCOOH,RCOOCH,2,CH,3,M,M,+28,典例1,化合物A的分子式为C,9,H,15,OCl,分子中含有一个六元环和一个甲,基,环上只有一个取代基;F分子中不含甲基;A与其他物质之间的转化如,图所示:,(1)AF的反应类型是,;G中含氧官能团的名称是,。,(2)AC的反应方程式是,。,(3)H的结构简式是,E的结构简式是,。,(4)有的同学认为B中可能没有氯原子,你的观点是,(填“同意”,或“不同意”),你的理由:,。,(5)某烃的含氧衍生物X符合下列条件的同分异构体中,核磁共振氢谱显,示为2组峰的是,(写结构简式);只含有两个甲基的同分,异构体有,种。,相对分子质量比C小54,氧原子数与C中相同,能发生水解反应,答案,(1)消去反应羧基,(2),+NaOH,+NaCl,(3),(4)同意在碱性环境中氯原子可能水解,(5)HCOOC(CH,3,),3,5,解析,化合物A的分子式为C,9,H,15,OCl,分子中含有一个六元环和一个甲,基,环上只有一个取代基,A能与新制氢氧化铜反应,说明含有醛基,所以,A的结构简式为,;A能与氢氧化钠的醇溶液反应生,成F,F分子中不含甲基,则F的结构简式为,;F与新制,氢氧化铜反应并酸化后生成G,则G的结构简式为,;G,发生加聚反应生成高分子化合物H,则H的结构简式为,;A,发生水解反应生成C,则C的结构简式为,;C发生银,镜反应并酸化后得到D,则D的结构简式为,;D发,生缩聚反应生成E,则E的结构简式为,。,(1)根据以上分析可知,AF的反应类型是消去反应;G中含氧官能团的,名称是羧基;,(4)由于在碱性条件下氯原子可能水解,所以B中可能没有氯原子;,(5)相对分子质量比C少54;氧原子数与C中相同;能发生水解反,应,说明含有酯基,因此分子式为C,5,H,10,O,2,。核磁共振氢谱显示为2组峰的,是HCOOC(CH,3,),3,;只含有两个甲基的同分异构体有CH,3,COOCH,2,CH,2,CH,3,、,CH,3,CH,2,COOCH,2,CH,3,、CH,3,CH,2,CH,2,COOCH,3,、HCOOCH,2,CH(CH,3,),2,、,HCOOCH(CH,3,)CH,2,CH,3,共计5种。,1-1,有机物间存在如下转化关系:,已知:C、E均能发生银镜反应;H的结构简式为,。,回答下列问题:,(1)写出A的分子式:,。,(2)写出E的结构简式:,。,(3)F分子中含有的官能团的名称是,。,(4)由A转化成B和F的反应类型属于,(填序号)。,氧化反应消去反应加成反应取代反应,还原反应,(5)写出由F生成H的化学方程式:,(有机物用结构简式表示)。,答案,(1)C,10,H,12,O,3,(2)HCOOCH,3,(3)羟基、羧基(4),(5),+H,2,O,解析,根据H的结构简式可以推断出F为,;根据转,化关系及C、E均能发生银镜反应,可知B为CH,3,OH,C为HCHO,D为,HCOOH,E为HCOOCH,3,;根据B、F的结构简式可知A为,。(1)A的分子式为C,10,H,12,O,3,。(3),分子中含有的官能团为羟基、羧基。(4)A转化,为B和F的反应为水解反应,水解反应属于取代反应。(5)由F生成H的反,应为酯化反应,化学方程式为,+H,2,O。,1-2,A(C,2,H,2,)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式,聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:,回答下列问题:,(1)A的名称是,B含有的官能团是,。,(2)的反应类型是,的反应类型是,。,(3)C和D的结构简式分别为,、,。,(4)异戊二烯分子中最多有,个原子共平面,顺式聚异戊二烯的,结构简式为,。,(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体:,(填结构简,式)。,(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备,1,3-丁二烯的合成路线:,。,答案,(1)乙炔碳碳双键和酯基,(2)加成反应消去反应,(3),CH,3,CH,2,CH,2,CHO,(4)11,(5),、,、,(6),解析,(1)依题意可知A是乙炔,B是,与CH,3,COOH发生加成,反应的产物即,含有的官能团有碳碳双键和,酯基。(2)反应是,与CH,3,COOH的加成反应;反应是醇分,子内脱水的消去反应。(3)依题意,C是,发生水解,反应生成的聚乙烯醇,即C为,由C及聚乙烯醇缩丁醛的,结构简式可确定D为丁醛(CH,3,CH,2,CH,2,CHO)。(4)在异戊二烯,(,)分子中,只有甲基上的2个氢原子与其他原子不,可能共平面,其余11个原子均可以在同一平面内。(5)分子式为C,5,H,8,的,炔烃有3种:,、,和,。,类型二、依据有机物之间的转化关系推断,有机综合推断题常以框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在,一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题,的关键是熟悉烃及各种烃的衍生物之间的转化关系及转化条件。,(1)甲苯的一系列常见的衍变关系,(2)二甲苯的一系列常见的衍变关系,典例2,下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。根据下图回,答问题。,(1)D的化学名称是,。,(2)反应的化学方程式是,。(有机物用结构简式表示),(3)B的分子式是,;A的结构式是,;反,应的反应类型是,。,(4)符合下列3个条件的B的同分异构体有,种。,()苯环上只有两个取代基且处于邻位;()与B具有相同官能团;()不,与FeCl,3,溶液发生显色反应。,写出其中任意一种同分异构体的结构简式,。,(5)G是重要的工业原料,用化学方程式表示G的一种重要的工业用途:,。,答案,(1)乙醇,(2)CH,3,COOH+CH,3,CH,2,OH,CH,3,COOC,2,H,5,+H,2,O,(3)C,9,H,10,O,3,水解反应(或取代反应),(4)3,、,、,(填写其中一种结构简式即可),(5),n,CH,2,CH,2,CH,2,CH,2,或CH,2,CH,2,+H,2,O,CH,3,CH,2,OH(其他合理答案也可),解析,由E的结构简式及BE的反应条件可推出B为,;由DG的反应条件及D、G的分子式可推出D为CH,3,CH,2,OH,G为CH,2,CH,2,;由反应可推出C为CH,3,COOH。,2-1,某有机物X的相对分子质量不超过170,是苯环上的邻位二取代物,既能和FeCl,3,溶液发生显色反应,又能和NaHCO,3,溶液发生反应。1 mol有,机物X完全燃烧生成CO,2,和H,2,O的物质的量之比为31,同时消耗标准,状况下的O,2,201.6 L。,(1)该有机物的分子式为,结构简式为,。1 mol X和足量的溴水反应消耗Br,2,mol。,(2)芳香族化合物G是X的同分异构体,含有2个六元环,能和金属钠反应,水解产物能发生显色反应。物质G可通过下列路线合成:,B,C的反应类型为,。,已知C+E,F属于取代反应,产物中有小分子HCl,该反应的化学方,程式为,。,符合条件的G的结构简式为,或,。,答案,(1)C,9,H,6,O,3,4,(2)取代反应,CH,3,COCl+,+HCl,(两空可互换),解析,(1)1 mol有机物X完全燃烧生成CO,2,和H,2,O的物质的量之比为3,1,则可设X的分子式为C,3,a,H,2,a,O,b,根据X的性质知,X中含有酚羟基和羧基,则,b,3;根据耗氧量可得3,a,+,-,=9,即7,a,-,b,=18,结合X的相对分,子质量可得36,a,+2a+16b,170,即19,a,+8,b,85,由讨论得,a,=,b,=,3,故X的化学式为C,9,H,6,O,3,。,(2)B,C为羧基中的羟基被氯原子取代,发生的是取代反应。由,F的结构简式反推E为,。由于G的分子式为C,9,H,6,O,3,含有2个六元环,则环上必有一个酯基;水解产物能发生显色反应,说明含,有酚酯的结构;能和Na反应,说明含有羟基;根据G分子的不饱和度可确,定酯环中还有一个碳碳双键,由此可推知符合条件的G的结构简式为,或,。,2-2,有机物N和R为高分子材料,其制取的流程如图所示:,已知:,(1)反应的反应条件是,;化合物C的结构简式是,。,(2)由,生成,的反应类型是,;D生成E的过,程中,浓硫酸的作用是,。,(3)B中的含氧官能团为,。,(4)反应的化学方程式为,。,(5)下列说法中正确的是,(填序号)。,a.常温下,A能和水以任意比混溶,b.A可与NaOH溶液反应,c.化合物C可使高锰酸钾酸性溶液褪色,d.E存在顺反异构体,答案,(1)Cl,2,/Fe粉(或Cl,2,/FeCl,3,),(2)取代反应催化剂、脱水剂(3)羟基、羧基,(4),+CH,3,OH,+H,2,O,(5)bc,解析,(1)从N逆推知,C为,。(2),生成,是苯,环上的氢原子被取代,发生取代反应。从D到E发生醇的消去反应,浓硫,酸的作用为催化剂、脱水剂。(3)B的结构简式为,含,有的含氧官能团有羟基、羧基。(4)反应的化学方程式为,+CH,3,OH,+H,2,O。(5)a项,A是苯酚,在常温下微溶于水,错误;b项,苯酚可与NaOH溶液反应生成苯,酚钠和水,正确;c项,化合物C中含有醛基、碳碳双键,可使高锰酸钾酸性,溶液褪色,正确;d项,E没有顺反异构体,错误。,类型三、利用题给新信息推断,有机信息题常以新材料、高科技为背景,考查有机化学的基础知识。这,类题目内容新颖,新知识以信息的形式出现,要求通过阅读理解、分析,整理给予信息,找出关键。这类试题通常要求解答的问题并不难,特点,是“起点高、落点低”。,1.苯环侧链引入羧基,如,(R代表烃基)被酸性KMnO,4,溶液氧化生成,此反应可缩短碳链。,2.卤代烃与氰化钠反应再水解引入羧基,如CH,3,CH,2,Br,CH,3,CH,2,CN,CH,3,CH,2,COOH,此方法可增长碳链。,3.烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮,如,CH,3,CH,2,CHO+,。,4.双烯合成,如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,+,这是著名的双烯合成反应,是合成六元环,的首选方法。,5.羟醛缩合,有-H的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成-,羟基醛,称为羟醛缩合反应。,如,CH,3,CH,CHCHO,2CH,3,CH,2,CHO,典例3,G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成路线如,下:,已知:A能与FeCl,3,溶液发生显色反应;,RCH,CH,2,+CO+H,2,RCH,2,CH,2,CHO;,+CH,2,CH,2,;,+,回答下列问题:,(1)A的名称为,。,(2)G中含氧官能团名称为,。,(3)D的分子中含有,种不同化学环境的氢原子。,(4)E与新制的氢氧化铜反应的化学方程式为,。,(5)写出符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式:,。,a.分子中有6个碳原子在一条直线上;,b.分子中含有OH。,(6)正戊醛可用作香料、橡胶促进剂等,写出以乙醇为原料制备CH,3,(CH,2,),3,CHO的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:,H,2,C,CH,2,CH,3,CH,2,Br,CH,3,CH,2,OH,答案,(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚),(2)酯基,(3)2,(4),+2Cu(OH),2,+NaOH,+Cu,2,O+3H,2,O,(5)CH,3,C,CC,CCH,2,CH,2,OH、,、,CH,3,CH,2,C,CC,CCH,2,OH,(6)CH,3,CH,2,OH,CH,3,CHO,CH,2,CH,CHCHO,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,OH,CH,3,CH,2,CH,CH,2,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,CHO,解析,A分子式为C,7,H,8,O,遇FeCl,3,溶液显色,说明含有酚羟基,结合G的结,构简式可知甲基与酚羟基处于间位,结构简式为,;由信息,及G的结构简式可知C为,。由C和G的结构简式可,以反推出F为(CH,3,),2,CHCH,2,COOH,E为(CH,3,),2,CHCH,2,CHO,由信息可知,D为CH,2,C(CH,3,),2,。,(5)由A的分子式可知不饱和度为4,分子中含有OH,由于6个碳原子共,直线,可知符合条件的同分异构体中含有2个碳碳三键。,3-1,席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合,成G的一种路线如下:,已知以下信息:,R,1,CHO+,1 mol B经上述反应可生成2 mol C,且C不能发生银镜反应,D属于单取代芳香烃,其相对分子质量为106,核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢,RNH,2,+,+H,2,O,回答下列问题:,(1)由A生成B的化学方程式为,反应类型为,。,(2)D的化学名称是,由D生成E的化学方程式为,。,(3)G的结构简式为,。,(4)F的同分异构体中含有苯环的还有,种(不考虑立体异构),其,中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6221的是,(写,出其中一种的结构简式)。,(5)由苯及化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺:,H,I,J,反应条件1所选用的试剂为,反应条件2所选用的试剂为,I的结构简式为,。,答案,(1),+NaOH,+NaCl+H,2,O消去,反应,(2)乙苯,+HNO,3,+H,2,O,(3),(4)19,或,或,(5)浓硝酸、浓硫酸铁粉/稀盐酸,解析,1 mol烯烃B能生成2 mol C,则B为结构对称的烯烃,又因C不能发,生银镜反应,故C为,B为,进而可确定A为,。106,12=8,10,故D的分子式为C,8,H,10,D为单取代芳香烃,则D为,结合信息可确定E为,F为,。(2)D为乙苯,D生成E是苯环中乙基对位上的氢原,子被NO,2,取代的反应,方程式见答案。(3)由信息知G为,。(4),的含有苯环的同分异构,体考虑如下:,中的1个H原子被NH,2,取代的产物有,4种,(为NH,2,取代的位置,下同);,的取代产物有2种:,;,的取代产物有3种:,;,的,取代产物有4种:,还有,、,、,、,、,、,共19种。其中核磁共振氢谱为4组峰,且,面积比为6221的有,、,和,。(5)用逆推法不难确定N-异丙基苯胺的合成途径为,故反应条,件1所选用的试剂为浓硝酸、浓硫酸,反应条件2所选用的试剂为铁粉/,稀盐酸,I的结构简式为,。,3-2,肉桂酸甲酯是调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食,用香精,用于肥皂、洗涤剂、风味剂和糕点的调味,在医药工业中作为,有机合成的中间体。合成肉桂酸甲酯的工业流程如下图所示:,银氨溶液,酸化,已知:.醛与醛能发生反应,原理如下:,.已知烃A在标准状况下的密度为1.25 gL,-1,。,(1)化合物H中的官能团为,。,(2)肉桂酸甲酯的结构简式为,J的结构简式为,。,(3)GH的反应类型为,。,(4)写出反应BC的化学方程式:,。HI的反应条件,(填“能”或“不,能”)改用酸性高锰酸钾溶液,简述理由:,。,(5)符合下列条件的I的同分异构体共有5种。写出另两种同分异构体的,结构简式:,A.能发生水解反应,B.与银氨溶液作用出现光亮的银镜,C.能与溴发生加成反应,、,、,、,、,。,答案,(1)碳碳双键和醛基,(2),(3)消去反应,(4)2CH,3,CH,2,OH+O,2,2CH,3,CHO+2H,2,O不能氧化醛基的同时会氧,化碳碳双键,(5),解析,烃A在标准状况下的密度为1.25 gL,-1,则A的摩尔质量是1.25 gL,-1,22.4 Lmol,-1,=28 gmol,-1,则A是乙烯;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,则B是乙醇;乙醇在Cu作催化剂、加热条件下与氧气反应生成乙醛,所,以C是乙醛;甲苯发生侧链取代后再发生水解反应生成苯甲醇,苯甲醇发,生催化氧化生成苯甲醛,所以F是苯甲醛;乙醛与苯甲醛发生反应生成的,G的结构简式为,;G加热失水得到的H为,被银氨溶液氧化,再酸,化后,醛基变为羧基。,(1)H中的官能团是碳碳双键和醛基;,(2)肉桂酸甲酯是苯丙烯酸与甲醇反应生成的酯,其结构简式为,;J是苯丙烯酸发生加聚反应的产物,结构,简式是,;,(3)GH发生的是消去反应;,(4)反应BC是乙醇的催化氧化反应,化学方程式是2CH,3,CH,2,OH+O,2,2CH,3,CHO+2H,2,O;HI的反应条件不能改用酸性高锰酸钾溶液,因,为碳碳双键也会被酸性高锰酸钾溶液氧化;,(5)根据题意可知I的同分异构体中含有甲酸酯基、碳碳双键,另外两种,同分异构体的结构简式是,、,。,