高三化學(xué)第十二章學(xué)案60有機(jī)合成與推斷

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)案60有機(jī)合成與推斷［考綱要求］1.舉例說明烴類物質(zhì)在有機(jī)合成和有機(jī)化工中的重要作用。2.了解烴的衍生物之間的相互聯(lián)系。知識點(diǎn)一有機(jī)合成的過程1．目的利用__________的原料,通過有機(jī)反應(yīng)，生成具有______________________的有機(jī)化合物。2．任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子__________的構(gòu)建和__________的轉(zhuǎn)化.問題思考1．能否用流程圖的形式表示有機(jī)合成過程？知識點(diǎn)二逆合成分析法1．原理將____________倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，再由此中間體倒退找再上一步反應(yīng)的中間體,依次倒推，最后確定最適宜的__________和最終的____________。2．以草酸二乙酯的合成為例，采用逆合成分析法，確定每一步的中間體.問題思考2．請用流程圖的形式表示逆合成分析法示意圖。知識點(diǎn)三有機(jī)推斷常見重要官能團(tuán)的檢驗(yàn)方法官能團(tuán)種類試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴的CCl4溶液酸性KMnO4溶液鹵素原子NaOH溶液、AgNO3溶液和濃硝酸的混合液醇羥基鈉酚羥基FeCl3溶液濃溴水醛基銀氨溶液新制Cu（OH）2懸濁液羧基NaHCO3溶液問題思考3．能與金屬鈉反應(yīng)放出H2的有機(jī)化合物有哪些種類？一、有機(jī)合成中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化1．官能團(tuán)的引入（1)引入鹵素原子的方法有哪些?(2)引入羥基（—OH）的方法有哪些？（3）引入碳碳雙鍵或三鍵的方法有哪些?（4)引入—CHO的方法有哪些？（5）引入—COOH的方法有哪些？2．通過哪些有機(jī)反應(yīng)類型可消去不飽和鍵、羥基和醛基？3．有機(jī)合成中,鹵代烴具有非常重要的作用，根據(jù)所掌握的知識,分析鹵代烴在有機(jī)合成中的作用。典例導(dǎo)悟1相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機(jī)化工原料,研究部門以它為初始原料設(shè)計(jì)出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(部分產(chǎn)物、合成路線、反應(yīng)條件略去）.其中A是一氯代物，H是一種功能高分子,鏈節(jié)組成為C7H5NO。已知：請根據(jù)所學(xué)知識與本題所給信息回答下列問題：(1）H的結(jié)構(gòu)簡式是________________________________________________________________________.（2)反應(yīng)②的類型是________________________________________________________________________.（3)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)請用合成反應(yīng)流程圖表示出由和其他無機(jī)物合成最合理的方案(不超過4步)。二、有機(jī)推斷中常見的突破口1．由性質(zhì)推斷（填寫官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式或物質(zhì)的種類)（1)能使溴水褪色的有機(jī)物通常含有________、________________________________________________________________________、__________.（2）能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機(jī)物通常含有__________、__________、__________或?yàn)開___________.（3）能發(fā)生加成反應(yīng)的有機(jī)物通常含有_______________、________、________、________，其中__________、______只能與H2發(fā)生加成反應(yīng).（4)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或能與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀的有機(jī)物必含有__________。(5)能與鈉反應(yīng)放出H2的有機(jī)物必含有____________.（6)能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2或使石蕊試液變紅的有機(jī)物中必含有________。（7）能發(fā)生消去反應(yīng)的有機(jī)物為____、__________.（8)能發(fā)生水解反應(yīng)的有機(jī)物為________、________、__________、________。（9）遇FeCl3溶液顯紫色的有機(jī)物必含有______。（10)能發(fā)生連續(xù)氧化的有機(jī)物是含有________的醇或烯烴。比如有機(jī)物A能發(fā)生如下氧化反應(yīng)：Aeq\o（→，\s\up7（氧化））Beq\o(→，\s\up7(氧化）)C，則A應(yīng)是__________，B是____,C是____。2．由反應(yīng)條件推斷（1)當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH醇溶液并加熱時(shí)，必定為______的消去反應(yīng)。（2)當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH水溶液并加熱時(shí)，通常為______的水解。（3)當(dāng)反應(yīng)條件為濃H2SO4并加熱時(shí)，通常為____脫水生成不飽和化合物,或者是________的酯化反應(yīng)。(4)當(dāng)反應(yīng)條件為稀酸并加熱時(shí)，通常為____________水解反應(yīng)。（5)當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑（銅或銀）并有氧氣時(shí)，通常是____氧化為醛或酮。(6)當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑存在下的加氫反應(yīng)時(shí)，通常為__________、__________、________、________、________的加成反應(yīng)。（7）當(dāng)反應(yīng)條件為光照且與X2反應(yīng)時(shí)，通常是X2與____________________________H原子發(fā)生的取代反應(yīng)，而當(dāng)反應(yīng)條件為Fe或FeX3作催化劑且與X2反應(yīng)時(shí)，通常為______________的H原子直接被取代.3．由反應(yīng)數(shù)據(jù)推斷(1）根據(jù)與H2加成時(shí)所消耗H2的物質(zhì)的量進(jìn)行突破：1molCC加成時(shí)需____molH2,1mol完全加成時(shí)需____molH2,1mol-CHO加成時(shí)需____molH2,而1mol苯環(huán)加成時(shí)需____molH2.(2)1mol—CHO與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液完全反應(yīng)時(shí)生成____molAg或____molCu2O。(3)____mol—OH或____mol-COOH與活潑金屬反應(yīng)放出1molH2。(4)1mol-COOH(足量）與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出____molCO2。(5）1mol一元醇與足量乙酸反應(yīng)生成1mol酯時(shí)，其相對分子質(zhì)量將增加____.（6)1mol某酯A發(fā)生水解生成B和乙酸時(shí)，若A與B的相對分子質(zhì)量相差42,則生成____mol乙酸，若A與B的相對分子質(zhì)量相差84時(shí)，則生成____mol乙酸.4．由物質(zhì)結(jié)構(gòu)推斷(1)具有4原子共線的可能含__________。（2）具有3原子共面的可能含________。(3）具有6原子共面的可能含____________.（4)具有12原子共面的應(yīng)含有________.5．由物理性質(zhì)推斷在通常狀況下為氣態(tài)的烴,其碳原子數(shù)均____________4,而烴的衍生物中只有CH3Cl、CH2=CHCl、HCHO，在通常情況下是氣態(tài)。典例導(dǎo)悟2有機(jī)物A(C11H12O2)可調(diào)配果味香精。用含碳、氫、氧三種元素的有機(jī)物B和C為原料合成A。(1)有機(jī)物B的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的23倍,分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶3。有機(jī)物B的分子式為__________。（2）有機(jī)物C的分子式為C7H8O，C能與鈉反應(yīng)，不與堿反應(yīng)，也不能使Br2的CCl4溶液褪色。C的結(jié)構(gòu)簡式為________________.(3)已知兩個(gè)醛分子間能發(fā)生如下反應(yīng)：用B和C為原料按如下路線合成A：①上述合成過程中涉及的反應(yīng)類型有：________________________________________________________________________。（填寫序號)a．取代反應(yīng)b．加成反應(yīng)c．消去反應(yīng)d．氧化反應(yīng)e．還原反應(yīng)②B轉(zhuǎn)化成D的化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.③G和B反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)F的同分異構(gòu)體有多種，寫出既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．（2011·課標(biāo)全國卷，38）香豆素是一種天然香料,存在于黑香豆、蘭花等植物中。工業(yè)上常用水楊醛與乙酸酐在催化劑存在下加熱反應(yīng)制得：以下是由甲苯為原料生產(chǎn)香豆素的一種合成路線（部分反應(yīng)條件及副產(chǎn)物已略去)：已知以下信息：①A中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫；②B可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；③同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基通常不穩(wěn)定，易脫水形成羰基。請回答下列問題：（1）香豆素的分子式為__________；(2）由甲苯生成A的反應(yīng)類型為__________,A的化學(xué)名稱為__________；（3）由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(4)B的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有__________種，其中在核磁共振氫譜中只出現(xiàn)四組峰的有________種；（5)D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有________種,其中：①既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng)的是__________________________(寫結(jié)構(gòu)簡式）;②能夠與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2的是________________________（寫結(jié)構(gòu)簡式)。2．(2011·江蘇，17）敵草胺是一種除草劑。它的合成路線如下：回答下列問題：（1)在空氣中久置，A由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣湓蚴莀_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）C分子中有2個(gè)含氧官能團(tuán),分別為________和__________(填官能團(tuán)名稱）。(3）寫出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。①能與金屬鈉反應(yīng)放出H2；②是萘()的衍生物，且取代基都在同一個(gè)苯環(huán)上;③可發(fā)生水解反應(yīng)，其中一種水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，另一種水解產(chǎn)物分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫。(4）若C不經(jīng)提純，產(chǎn)物敵草胺中將混有少量副產(chǎn)物E(分子式為：C23H18O3),E是一種酯.E的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）已知：，寫出以苯酚和乙醇為原料制備的合成路線流程圖（無機(jī)試劑任用)。合成路線流程圖示例如下：H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr))CH3CH2Breq\o(→，\s\up7（NaOH溶液），\s\do5(△））CH3CH2OH題組一有機(jī)合成1．(2011·重慶理綜，28）食品添加劑必須嚴(yán)格按照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760。2011）的規(guī)定使用。作為食品添加劑中的防腐劑G和W，可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到(部分反應(yīng)條件略）.(1)G的制備①A與苯酚在分子組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，它們互稱為__________；常溫下A在水中的溶解度比苯酚的______（填“大”或“小”）.②經(jīng)反應(yīng)A→B和D→E保護(hù)的官能團(tuán)是__________。③E→G的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。（2）W的制備①J→L為加成反應(yīng)，J的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。②M→Q的反應(yīng)中，Q分子中形成了新的________（填“C—C鍵”或“C-H鍵”).③用Q的同分異構(gòu)體Z制備，為避免R-OH＋HO—Req\o（→，\s\up7(催化劑),\s\do5(△）)R—O—R＋H2O發(fā)生，則合理的制備途徑為酯化、______、________（填反應(yīng)類型）。④應(yīng)用M→Q→T的原理，由T制備W的反應(yīng)步驟為:第1步________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第2步:消去反應(yīng)；第3步:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（第1、3步用化學(xué)方程式表示）題組二有機(jī)推斷2．(2011·成都模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組為確定一種從煤中提取的液態(tài)烴X的結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行探究。步驟一：這種碳?xì)浠衔镎魵馔ㄟ^熱的氧化銅(催化劑），氧化成二氧化碳和水，再用裝有無水氯化鈣和固體氫氧化鈉的吸收管完全吸收。2.12g有機(jī)物X的蒸氣氧化生成7.04g步驟二:通過儀器分析得知X的相對分子質(zhì)量為106。步驟三:用核磁共振儀測出X的核磁共振氫譜有2個(gè)峰,其面積之比為2∶3,如右圖Ⅰ。步驟四：利用紅外光譜儀測得X分子的紅外光譜如下圖Ⅱ。試填空：(1）X的分子式為__________;X的名稱為__________.(2）寫出X與足量濃硝酸和濃硫酸混合物反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。（3)X以醋酸為溶劑在催化劑作用下用氧氣氧化得到另一種重要的化工原料PTA,查閱資料得知PTA的溶解度:25℃時(shí)0.25g、50℃時(shí)0。97g、________________________________________________________________________。學(xué)案60有機(jī)合成與推斷【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識點(diǎn)一1．簡單、易得特定結(jié)構(gòu)和功能2．骨架官能團(tuán)知識點(diǎn)二1．目標(biāo)化合物基礎(chǔ)原料合成路線2.知識點(diǎn)三紅棕色褪去溶液紫色褪去有沉淀產(chǎn)生有氫氣放出顯紫色有白色沉淀產(chǎn)生有銀鏡生成有磚紅色沉淀產(chǎn)生有CO2氣體放出問題思考1.2．目標(biāo)化合物→中間體……→基礎(chǔ)原料。3．醇、羧酸、酚.【課堂活動區(qū)】一、1.（1）①烴與鹵素單質(zhì)（X2）取代；②不飽和烴與鹵素單質(zhì)(X2）或鹵化氫(HX)加成;③醇與鹵化氫(HX)取代。(2)①烯烴與水加成;②鹵代烴堿性條件下水解；③醛或酮與H2加成；④酯的水解;⑤苯的鹵代物水解生成苯酚。(3）①某些醇或鹵代烴的消去反應(yīng)引入或—C≡C—；②炔烴與H2、X2或HX加成引入。(4）①烯烴氧化；②某些醇的催化氧化。(5)①醛被O2或銀氨溶液、新制Cu（OH）2懸濁液氧化；②酯在酸性條件下水解；③苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。2．(1）通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵。（2）通過消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基。（3）通過加成或氧化反應(yīng)等消除醛基。3．(1)在烴分子中引入官能團(tuán).如引入羥基等；（2）改變官能團(tuán)在碳鏈上的位置。由于不對稱的烯烴與HX加成時(shí)條件不同，會引起鹵原子連接的碳原子不同。這樣可通過:鹵代烴a→消去→加成→鹵代烴b→水解，這樣就會使鹵原子的位置發(fā)生改變或引起其他官能團(tuán)(如—OH)的位置發(fā)生改變；(3）增加官能團(tuán)的數(shù)目?？赏ㄟ^鹵代烴a→消去eq\o(→，\s\up7（X2)）加成→鹵代烴b，達(dá)到增加鹵原子的目的.2．(1）鹵代烴(2)鹵代烴或酯（3)醇醇與酸(4)酯或淀粉(糖)（5)醇(6)碳碳雙鍵碳碳三鍵苯環(huán)醛基酮羰基（7）烷烴或苯環(huán)側(cè)鏈烴基上苯環(huán)上3．(1）1213(2）21（3)21(4)1（5）42(6）124．(1）碳碳三鍵（2)醛基(3)碳碳雙鍵(4）苯環(huán)5．小于或等于典例導(dǎo)悟1．（1）（2)氧化反應(yīng)2．（1）C2H6O（2）（3）①a、b、c、d②2CH3CH2OH＋O2eq\o(→，\s\up7（Cu)，\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O解析(1）由“B的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的23倍”可知B的相對分子質(zhì)量為46，又“分子中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶3”可知B為C2H6O.（2）“C的分子式為C7H8O，不與堿反應(yīng)