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1、高三化学 有机合成与综合推断1、有机合成与推断的解题思路:设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时,首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析:一、碳干有何变化,二、官能团有何变更。一般碳干的变化有几种情况:4 种。(1)碳链增长;(2)碳链缩短;(3)增加支链;(4)碳链与碳环的互变。(例 1、例 2、例 3)2、有机合成与推断的突破口(题眼):找解题的“突破口”的一般方法是:信息量最大的点;最特殊的点;特殊的分子式;假设法。技巧:找已知条件最多的地方,信息量最大的;寻找最特殊的特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等;特殊的分子式,这种分子式只能有一种结构;如果不
2、能直接推断某物质,可以假设几种可能,认真小心去论证,看是否完全符合题意。(例 4、例 5)3、有机合成与推断遵循的原则(1)所选择的每个反应的副产物尽可能少,所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离,避免采用副产物多的反应。(2)发生反应的条件要适宜,反应的安全系数要高,反应步骤尽可能少而简单。(3)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,必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。(4)所选用的合成原料要易得,经济。(例 6、例 7)4有机合成与推断题的解题技巧:综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。充分利用题给的信息解题。掌握正确的思维方法。 有时则要综合运用顺推或逆
3、推的方法导出最佳的合成路线。例 1 用乙炔和适当的无机试剂为原料,合成。资料 1资料 2分析:从原料到产品在结构上产生两种变化:从碳链化合物变为芳环化合物;官能团从“CC”变为“Br”。由顺推法可知:由乙炔聚合可得苯环,如果由苯直接溴代,只能得到溴苯,要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代的方法,即只有将苯先变为苯酚或苯胺,再溴代方可;而三溴苯酚中的“OH”难以除去。而根据资料 2 可知,中的“NH 2”可通过转化为重氮盐,再进行放氮反应除去。方程式:设计合成有机物的路线时,主要应从哪里进行思考呢?分析、对比、归纳出:解题的关键是找出原料与产品的结构差别是什么,然后在熟知物质性能的基础
4、上寻找解决问题的途径即合成路线。在解题时应考虑引入新的官能团,能否直接引入,间接引入的方法是什么?这些问题的解决就需要我们熟练掌握有机物的特征反应。例 2 左下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林的过程;(1)写出、步反应的化学方程式,是离子反应的写离子方程式_;(2)B 溶于冬青油致使产品不纯,用 NaHCO3溶液即可除去,简述原因_;(3)在(2)中不能用 NaOH 也不能用 Na2CO3的原因是_。答案:(1)(2)冬青油中混有少量可用小苏打溶液除去的原因是:,产物可溶于水相而与冬青油分层,便可用分液法分离而除杂。(3)在(2)中不能用 NaOH、Na 2CO3的原因是酚羟基可与其发
5、生反应,而使冬青油变质。【扩展】1mol 阿斯匹林最多可和几摩氢氧化钠发生反应呢?3mol例 3 近年,科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上,制成缓释长效阿斯匹林,用于关节炎和冠心病的辅助治疗,缓释长效阿斯匹林的结构简式如下:试填写以下空白:(1)高分子载体结构简式为_。(2)阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是_。(3)缓释长效阿斯匹林在肠胃中变为阿斯匹林的化学方程式是_。分析:本题的关键词语是“通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上”。缓释长效阿斯匹林可分为三部分:高分子载体;阿斯匹林;作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿斯匹林的反应,则属于水解反应,从而找到正确
6、的解题思路。答:(1)(2)酯化反应(或取代反应)(3)例 4 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料,是按下列流程生产的。图中的M(C3H4O)和 A 都可以发生银镜反应,N 和 M 的分子中碳原子数相等,A 的烃基上一氯取代位置有三种。试写出:(1)物质的结构简式:A_;M_。物质 A 的同类别的同分异构体为_。(2)N+BD 的化学方程式_.(3)反应类型:X_;Y_。分析:解本题的“突破口”即“题眼”是 M 的结构简式。因为本题中对 M 的信息量最丰富,M 可以发生银镜反应,一定有醛基,M 的结构式除CHO 外,残留部分是 C2H3,而 C2H3只能是乙烯基,则 M 的结构简式为
7、CH2=CHCHO。M 经氧化后可生成丙烯酸 CH2=CHCOOH,由反应条件和 D 的分子式组成可以推断 D是 B 和 N 的酯化反应的产物,所以 B+C3H4O2C 7H12O2H 2O。根据质量守恒原理,B 的分子式为C4H10O,是丁醇,A 为丁醛。根据 A 的烃基上一氯取代物有 3 种,则 A 的结构简式为CH3CH2CH2CHO,它的同类物质的同分异构体为:CH 3CH(CH 3)CHO。答案:(1)A:CH3CH2CH2CHO M:CH2=CHCHO(2)CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOH CH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O(3)X:加成反应 Y:加聚反应【反
8、馈练习】例 5 化合物 C 和 E 都是医用功能高分子材料,且组成中元素质量分数相同,均可由化合物A(C4H8O3)制得,如下图所示。B 和 D 互为同分异构体。试写出:化学方程式AD_,BC_。反应类型:AB_,BC_,AE_,E 的结构简式_。A 的同分异构体(同类别有支链)的结构简式:_及_。思路 1 以 A 为突破口,因其信息量大。A 具有酸性,有COOH。AB(C4H8O3C4H6O2), A 物质发生脱水反应,又由于 B 可使溴水褪色,因而 B 中含有 C=C,属消去反应,则 A 中应具有OH。AD 的反应是由 A 中COOH 与OH 发生酯化反应,生成环状酯 D,由于 D 为五原
9、子环状结构,A 的结构简式为 HOCH2CH2CHCOOH,AE 的反应为缩聚反应。答案:AD:BC:AB:消去反应,BC:加聚反应,AE:缩聚反应。E 的结构简式: A 的同分异构体:例 6 酸牛奶中含有乳酸,其结构为:它可由乙烯来合成,方法如下:(1)乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇,其酯的式量由小到大的结构简式依次为:_、_、_。(2)写出下列转化的化学方程式:A 的生成_。CH3CHO 的生成_,C的生成_。(3)AB 的反应类型为_。答案:(3)水解反应(或取代反应)【评点】本题的特点是,提供了合成的路线和反应条件,考查大家的基础知识和观察能力和应变能力。而有些题虽然也提供相应合成
10、路线,但侧重于合成方案的选择。例 7 请认真阅读下列 3 个反应:利用这些反应,按以下步骤可以从某烃 A 合成一种染料中间体 DSD 酸。请写出 A、B、C、D 的结构简式。【归纳】在选择合成途径时应注意哪些问题呢?误区:误认为只有苯与硝酸反应生成硝基苯,而甲苯与硝酸只能生成三硝基甲苯。不能由 DSD 酸的结构确定硝基与磺酸基为间位关系。忽视苯胺具有还原性,NaClO 具有氧化性,选择错误的合成途径。正确答案:结论:每一步的反应都要符合反应规律或信息提示,不能杜撰;确定反应中官能团及它们互相位置的变化;确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在 NaOH 溶液中水解时,是否有苯酚生成,把 C
11、=C 氧化时是否有CHO 存在,使用氧化剂时是否存在还原性基团如NH2 等;反应条件的正确选择;题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用,一定要认真分析,信息与反应物、生成物、中间产物的关系,从中得到启示。有机合成与综合推断配套练习及答案一、选择题1化合物的中的OH 被卤原子取代所得的化合物称为酰卤,下列化合物中可以看作酰卤的是 ( )AHCOFBCCl 4 CCOCl 2 DCH 2ClCOOH2合成结构简式为的高聚物,其单体应是( )苯乙烯 丁烯 丁二烯 丙炔 苯丙烯A、 B、 C、 D、3自藜芦醇广范存在于食物(例如桑椹、花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性。能够跟 1mol 该化合
12、物起反应的 Br2 或 H2 的最大用量分别是( )A1mol,1mol B3.5mol,7mol C3.5mol,6mol D6mol,7mol4A、B、C、D 都是含碳、氢、氧的单官能团化合物,A 水解得 B 和 C,B 氧化可以得到 C 或D,D 氧化也得到 C。若 M(X)表示 X 的摩尔质量,则下式中正确的是 ( )AM(A)=M(B)+M(C) BZM(D)=M(B)+M(C)CM(B)M(D)M(C) DM(D)M(B)M(C)二、非选择题5提示:通常,溴代烃既可以水解生成醇,也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如:请观察下列化合物 AH 的转换反应的关系图(图中副产品均未写出)并填写
13、空白:(1)写出图中化合物 C、G、H 的结构简式。C_;G_;H_。(2)属于取代反应的有(填写代号,错答要倒扣分)_。6有机物 E 和 F 可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂,它们的分子量相等,可用以下方法合成:请写出:有机物的名称:A_,B_。化学方程式:A+DE_,B+GF_。X 反应的类型及条件:类型_,条件_。E 和 F 的相互关系属_(多选扣分)。同系物 同分异构体 同一种物质 同一类物质7乙酰水杨酸( )俗称阿司匹林,1982 年科学家将其连接在高分子载体上,使之在人体内持续水解释放出乙酰水杨酸,称为长效阿司匹林,它的一种结构是:(1)将乙酰水杨酸溶于适量 NaOH 溶液中并煮沸,然后滴入盐酸至呈酸性,析出白色晶体A,将 A 溶于 FeCl3溶液,溶液呈紫色。白色晶体 A 的结构简式为_。A 的同分异构体中,属于酚类,同时还属于酯类的化合物有_。A 的同分异构体中,属于酚类,但不属于酯类或羧酸类的化合物必定含有_基。(2)长效阿司匹林水解后可生成三种有机物,乙酰水杨酸、醇类有机物和一种高聚物。该醇的结构简式为_,该高聚物的单体的结构简式为_。答 案一、选择题1A、C 2D 3D 4D二、非选择题5(1)C:C6H5CH=CH2 G:C6H5CCH(2)、6A:对苯二甲醇 B:对苯二甲酸X:取代,光,、