《高中化学第18课时·有机推断与合成(选修)（四月）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第18课时·有机推断与合成(选修)（四月）（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 第18课时有机推断与合成 选修 3 本部分的知识内容主要在化学选修五的教材中 主要为 理解 和 综合应用 层次 在高考试题中主要以有机框图和有机信息题形式出现 在 考试大纲 中 它主要涵盖以下几点要求 1 了解有机化合物结构测定的一般程序和方法 能进行确定有机化合物分子式的简单计算 2 能根据组成分子的元素种类 分子中碳链的结构 分子中含有的官能团对常见的有机物进行分类 能建立起脂肪烃 烷 烯 炔 芳香烃 苯及其同系物 其他常见芳香烃 和烃的衍生物 卤代烃 醇 酚 醛 羧酸 酯 的分类框架 知道它们的转化关系 3 了解根据有机化合物结构预测其能发生的有机反应类型的一般思路 了解有机合成路线
2、设计的一般程序 4 一 有机合成 常用的有机信息 有机合成遵循的原则 起始原料要廉价 易得 低毒性 低污染 应尽量选择步骤最少的合成路线 合成路线要符合 绿色 环保 的要求 有机合成反应要操作简单 条件温和 能耗低 易于实现 要按一定的反应顺序和规律引入官能团 不能臆造不存在的反应事实 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 掌握正确的思维方法 5 1 烷基取代苯可以被KMnO4的酸性溶液氧化生成 但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子上没有C H键 则不容易被氧化得到 解析 此反应可缩短碳链 在苯环侧链引进羧基 6 2 在一定条件下 羧酸酯或羧酸与含 NH2的化合物反应可以生成酰胺
3、如 解析 醇 酸 酸酐 酰卤 酯胺解都能得到酰胺 7 3 已知溴乙烷跟氰化钠反应再水解可以得到丙酸 产物分子比原化合物分子多了一个碳原子 增长了碳链 解析 卤代烃与氰化物发生亲核取代反应后 再水解得到羧酸 这是增长一个碳的常用方法 8 4 烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮 例如 9 产物分子比原化合物分子多了一个碳原子 增长了碳链 点拨 这都属于烯烃的氧化反应 其中 臭氧氧化还原水解一般得到醛和酮 而用酸性高锰酸钾得到羧酸 通过分析氧化后的产物 可以推知碳碳双键的位置 常利用该反应的产物反推含碳碳双键化合物的结构 10 5 环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得 点拨 这是著名的
4、双烯合成 是合成六元环的首选方法 11 6 马氏规则与反马氏规则 和Br所加成的位置 点拨 不对称烯烃与卤化氢加成一般遵守马氏规则 即将H加在原来双键碳中氢多的碳原子上 当有过氧化物存在时 遵守反马氏规则 12 7 在药物 香料合成中常利用醛和醇反应生成缩醛来保护醛基 此类反应在酸催化下进行 例如 点拨 这是醛基 羰基的保护反应 最后在酸性条件下水解可重新释放出醛基 羰基 13 8 武慈反应 卤代烃能发生下列反应 点拨 这是合成对称烷烃的首选办法 14 9 已知两个醛分子在碱性溶液中可以自身加成 加成生成的物质加热易脱水 脱水部位如下框图所示 如 点拨 这是羟醛缩合反应 是增长碳链的常用办法
5、15 10 通常情况下 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的 容易自动失水 生成碳氧双键的结构 16 11 烯烃碳原子上连接的羟基中的氢原子容易自动迁移到双键的另一个碳原子上 形成较为稳定的羰基化合物 点拨 烯醇不稳定 会重排成醛或酮 17 12 碱存在下 卤代烃与醇反应生成醚 R O R 点拨 这是威廉逊醚合成法 卤代烃与醇发生亲核取代反应 是合成醚的首选方法 18 13 脱水反应成环 1 多元醇分子内脱水成环 如 2 多元醇分子间脱水成环 如 19 3 酯化反应成环 A 多元醇与多元酸酯化反应生成环状酯 如 20 B 羟基羧酸分子间脱水成环 如 21 22 4 缩合反应成环 氨基
6、酸可以分子内缩合生成内酰胺 也可分子间缩合生成交酰胺 A 分子内缩合 如 23 B 分子间缩合 如 点拨 遵循酸脱羟基醇 氨 脱氢的基本原则 24 14 缩合反应 点拨 小分子合成高分子及高分子反推单体要能熟练运用 25 有机推断题是每年高考必考 选考 的一个题型 在内容上虽然每年都有变化 但有很多的共性内容 考查点主要是有机物中某些物质在一定条件下的相互转化或给出一定的信息来进行推断或计算 分析未知物的结构 包括组成元素 最简式 空间结构 异构体和化学反应之间有关量的计算等 性质 转化的反应类型 具体的化学反应方程式等 它不仅可以全面地考查学生对烃和烃的衍生物的结构 性质和相互转化关系的掌握
7、情况 也能较全面地测试考生的自学能力 观察能力 思维能力 推理能力 因而受到命题人的青睐 有机推断题的解题关键是寻找突破口 也叫题眼 解题重点是官能团的定性 定量推断以及碳骨架的确定 二 有机推断题的解题思路和技巧 26 题眼可以是一种特殊的现象 反应 性质 用途或反应条件 或在框图推断试题中 有几条线同时经过一种物质 往往这就是题眼 根据有机的知识 突破口可从下列几方面寻找 1 特殊的结构或组成 1 分子中原子处于同一平面的物质乙烯 苯 甲醛 乙炔 后者在同一直线 2 一卤代物只有一种同分异构体的烷烃 C 10 甲烷 乙烷 新戊烷 还有2 2 3 3 四甲基丁烷 27 3 烃中含氢量最高的为
8、甲烷 等质量的烃燃烧耗氧量最多的也是甲烷 4 常见的有机物中C H个数比C H 1 1的有 乙炔 苯 苯酚 苯乙烯C H 1 2的有 烯烃 甲醛 乙酸 甲酸甲酯 葡萄糖 果糖C H 1 4的有 甲烷 尿素 乙二胺 28 2 特殊的现象和物理性质 1 特殊的颜色 酚类物质遇Fe3 呈紫色 淀粉遇碘水呈蓝色 部分蛋白质遇浓硝酸呈黄色 苯酚无色 但在空气中因部分氧化而显粉红色 2 特殊的气味 硝基苯有苦杏仁味 乙醇和低级酯有香味 甲醛 乙醛 甲酸 乙酸有刺激性味 乙二醇 丙三醇 蔗糖 葡萄糖有甜味 苯及其同系物 苯酚 石油 萘有特殊气味 乙炔 常因混有H2S PH3等而带有臭味 甲烷无味 29 3
9、特殊的水溶性 熔沸点等 苯酚常温时水溶性不大 但高于65 以任意比互溶 烃类 酯类 卤代烃通常不溶于水 低级醇 醛 羧酸能溶于水 能沉在水下的主要注意CCl4 硝基苯 溴苯 常温下呈气态的物质有 碳原子小于4的烃类 甲醛 新戊烷 CH3Cl等 4 特殊的用途 甲苯 苯酚 甘油 纤维素能制备炸药 乙二醇可用做防冻液 甲醛的水溶液可用来消毒 杀菌 浸制生物标本 葡萄糖或醛类物质可用于制镜业 30 3 特殊的化学性质 转化关系和反应 1 与银氨溶液或新制Cu OH 2悬浊液反应的物质有 醛 甲酸 甲酸盐 甲酸酯 葡萄糖 果糖 麦芽糖 2 使溴水褪色的物质有 含碳碳双键或碳碳三键的物质因加成而褪色 含
10、醛基的物质因氧化而褪色 酚类物质因取代而褪色 液态饱和烃 液态饱和酯 苯及其同系物 氯仿 四氯化碳因萃取而褪色 3 使高锰酸钾溶液褪色的物质有 含碳碳双键或碳碳三键的物质 醛类物质 酚类物质 苯的同系物 还原性糖 都是因氧化而褪色 31 4 直线型转化 与同一物质反应 32 5 交叉型转化 33 6 能形成环状物质的反应有 多元醇 大于或等于二元 以下同 和多元羧酸酯化反应 羟基羧酸分子间或分子内酯化反应 氨基酸分子间或分子内脱水 多元醇分子内或分子间脱水 多元羧酸分子间或分子内脱水 34 4 反应条件 35 36 37 5 现代分析方法 1 相对分子质量的测定 质谱法原理 用高能电子流轰击样
11、品 使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子 在磁场的作用下 由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的位置也不同 其结果被记录 注 运用时只要看最右一根线对应的数值 即为该有机物相对分子质量 38 2 分子结构的鉴定可用的方法 红外光谱 核磁共振氢谱 红外光谱 确定有机物中化学键或官能团 如下图 39 核磁共振氢谱 确定有机物中氢原子种类和比例 如下图 40 一 利用有机合成思维方法合成给定的有机物 例1 EDTA是一重要分析试剂 其结构简式如下 41 42 43 44 45 例2 2011 江苏 敌草胺是一种除草剂 它的合成路线如下 二 利用有机合成思维方法推断有机物 46 回答下列问
12、题 1 在空气中久置 A由无色转变为棕色 其原因是 2 C分子中有2个含氧官能团 分别为 和 填官能团名称 3 写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式 能与金属钠反应放出H2 是萘 的衍生物 且取代基都在同一个苯环上 可发生水解反应 其中一种水解产物能发生银镜反应 另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢 47 48 解析 本题是一道基础有机合成题 仅将敌草胺的合成过程列出 着力考查阅读有机合成方案 利用题设信息解决实际问题的能力 也考查了学生对信息接受和处理的敏锐程度 思维的整体性和对有机合成的综合分析能力 本题涉及有机物性质 有机官能团 同分异构体推理和书写 合成路线流程图设
13、计与表达 49 答案 1 A被空气中的O2氧化 2 羧基醚键 解析 由A的结构简式可看出 A中含有酚羟基 易被空气中的氧气氧化 能与金属钠反应放出H2说明含有羟基 可发生水解反应 其中一种水解产物能发生银镜反应 说明是甲酸某酯 另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢 说明水解产物苯环支链一定是对称的 且支链是一样的 由C和E的分子式可知 E是由A和C反应生成的 50 51 52 例2 2011 福建 透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶 制备它的一种配方中含有下列四种物质 三 有机高分子合成 53 填写下列空白 1 甲中不含氧原子的官能团是 下列试剂能与甲反应而褪色的是
14、 填标号 a Br2 CCl4溶液b 石蕊溶液c 酸性KMnO4溶液 2 甲的同分异构体有多种 写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式 54 55 56 5 化合物丁仅含碳 氢 氧三种元素 相对分子质量为110 丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色 且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种 则丁的结构简式为 解析 1 由甲的结构简式可得出含有的官能团是碳碳双键和酯基 有碳碳双键所以可以使溴的四氯化碳或酸性高锰酸钾溶液褪色 57 解析 2 由于不能含有甲基 所以碳碳双键只能在末端 故结构简式是CH2 CH CH2 CH2 COOH 3 由框图转化不难看出 淀粉水解得到葡萄糖 葡萄糖在酶的作用下分解生成乙醇 乙醇通过消去反应得到乙烯 乙烯加成得到1 2 二卤乙烷 最后通过水解即得到乙二醇 58 解析 59 解析 5 丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色 说明丁中含有苯环和酚羟基 苯酚的相对分子质量为94 110 94 16 因此还含有一个氧原子 故是二元酚 又因为丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种 所以只能是对位的 结构简式是 60 答案
