蘇教版化學選修五新素養(yǎng)學案專題4微專題突破3有機合成與推斷Word版含答案

有機合成與推斷一、常見的有機合成路線1．一元合成路線。例如：R—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(HX),\s\do5())鹵代烴eq\o(→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))一元醇eq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())一元醛eq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())一元羧酸→酯2．二元合成路線。例如：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(X2),\s\do5())CH2X—CH2Xeq\o(→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))HOH2C—CH2OHeq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())OHC—CHOeq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())HOOC—COOH→鏈酯、環(huán)酯、聚酯3．芳香化合物合成路線。例如：(1)eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(FeCl3))eq\o(→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))(2)eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(光照))eq\o(→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())eq\o(→,\s\up7([O]),\s\do5())→芳香酯二、有機推斷題解題的突破口1．根據特征反應確定官能團的種類(1)能使溴水褪色的物質可能含有“”“—C≡C—”或羥基等。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物質可能含有“”“—C≡C—”“—CHO”或羥基等。(3)能發(fā)生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2反應生成紅色沉淀的物質一定含有—CHO。(4)能與Na反應放出H2的物質可能為醇、酚、羧酸等。(5)能與Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物中含有—COOH。(6)能水解的有機物中可能含有酯基()、鹵素原子、肽鍵()等。(7)能發(fā)生消去反應的物質有醇或鹵代烴等。2．根據性質和有關數據推知官能團的數目(1)—CHOeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7([Ag（NH3）2]＋))2Ag,\o(→,\s\up7(Cu（OH）2))Cu2O))(2)2—OH(醇、酚、羧酸)eq\o(→,\s\up7(Na))H2(3)2—COOHeq\o(→,\s\up7(COeq\o\al(2－,3)),\s\do5())CO2—COOHeq\o(→,\s\up7(HCOeq\o\al(－,3)))CO2(4)eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5(Br2))eq\o(→,\s\up7(消去))—C≡C—eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5(2Br2))3．根據某些產物推知官能團的位置(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，—OH一定在鏈端；由醇氧化成酮，—OH一定在鏈中；若該醇不能被氧化，則與—OH相連的碳原子上無氫原子。(2)由取代產物的種類可確定碳鏈結構。4．根據反應條件推斷反應類型(1)在NaOH的水溶液中加熱，可能是酯的水解反應或鹵代烴的水解反應。(2)在NaOH的乙醇溶液中加熱，發(fā)生鹵代烴的消去反應。(3)在濃H2SO4存在的條件下加熱，可能發(fā)生醇的消去反應、酯化反應、成醚反應或硝化反應等。(4)與H2在Ni作用下發(fā)生反應，則為烯烴、炔烴、芳香烴、醛的加成反應或還原反應。(5)在O2、Cu(或Ag)、加熱或CuO、加熱條件下，發(fā)生醇的氧化反應。(6)與O2或新制的Cu(OH)2或銀氨溶液反應，則該物質發(fā)生的是—CHO的氧化反應。(如果連續(xù)兩次出現O2，則為醇→醛→羧酸的過程)(7)在稀H2SO4加熱條件下，發(fā)生酯、低聚糖、多糖等的水解反應。(8)在光照、X2條件下，發(fā)生烷基上的取代反應；在Fe粉、X2條件下，發(fā)生苯環(huán)上的取代反應。三、有機合成題的解題技巧1．綜合運用有機反應中官能團的衍變關系2．充分利用題給信息解有機合成題，首先必須全面掌握有機物的性質以及有機物之間相互轉化的關系，推斷過程中經常使用的一些典型信息：(1)結構信息(碳骨架、官能團等)；(2)組成信息(相對分子質量、組成基團、組成元素的質量分數等)；(3)反應信息(燃燒、官能團轉換、結構轉變等)。3．理順有機合成題的解題思路eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(反應特征→官能團的種類,反應機理→官能團的位置,數據處理→官能團的數目,產物結構→碳骨架))eq\o(→,\s\up7(綜合分析))結構4．掌握正確的思維方法基礎原料eq\o(,\s\up7(正推),\s\do5(逆推))中間體eq\o(,\s\up7(正推),\s\do5(逆推))eq\a\vs4\al(目標產物)有機合成中官能團的保護方法(1)有機合成中酚羥基的保護由于酚羥基極易被氧化，在有機合成中，如果遇到需要用氧化劑進行氧化時，經常先將酚羥基通過酯化反應轉化為酯，待氧化過程完成后，再通過水解反應，將酚羥基恢復。(2)有機合成中醛基的保護醛與醇反應生成縮醛：R—CHO＋2R′OH→RCHOR′OR′＋H2O，生成的縮醛比較穩(wěn)定，與稀堿和氧化劑均難反應，但在稀酸中微熱，縮醛會水解為原來的醛。工業(yè)上用甲苯生產對羥基苯甲酸乙酯()，其過程如圖所示：eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(①))Aeq\o(→,\s\up7(),\s\do5(②))eq\o(→,\s\up7(CH3I),\s\do5(③))eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(④))Beq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(⑤))Ceq\o(→,\s\up7(HI),\s\do5(⑥))根據合成路線填寫下列空白：(1)有機物A的結構簡式為________，B的結構簡式為________；(2)反應④屬于________，反應⑤屬于________；(3)③和⑥的目的是_____________________________________________________；(4)寫出反應⑥的化學方程式：___________________________________________。[解析]反應①是甲苯與Cl2的取代反應，可知A是鹵代烴，從反應②的產物可知，反應②是鹵代烴的水解反應，這樣我們就可直接推出A。B、C兩種物質的推斷應結合起來，反應⑤是B與C2H5OH的反應，而最后的產物是對羥基苯甲醇乙酯()，說明反應⑤是酯化反應；那么反應④是引入—COOH的反應，這樣就可推出B和C。從④是氧化反應知，反應③和⑥的目的是保護酚羥基，防止被氧化。[答案](1)(2)氧化反應酯化(或取代)反應(3)保護酚羥基，防止被氧化(4)＋HI→＋CH3I【突破訓練】1．有一種脂肪醇通過一系列反應可得丙三醇，該醇通過氧化、酯化、加聚反應而制得高聚物，這種脂肪醇是()A．CH3CH2CH2OH B．CH2=CH—CH2OH解析：選B。采用逆推法，加聚反應前：CH2=CHCOOCH2CH=CH2，酯化反應前：CH2=CH—COOH，氧化反應前：CH2=CH—CH2OH。2．苯乙酸乙酯()是一種常見的合成香料。請設計合理的方案以苯甲醛()和乙醇為原料合成苯乙酸乙酯(用合成路線流程圖表示，并注明反應條件)。提示：①R—Br＋NaCN→R—CN＋NaBr，R—CNeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5())R—COOH；②合成過程中無機試劑任選；③合成路線流程圖示例如下：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2))BrCH2—CH2Br。解析：采用逆合成分析法合成苯乙酸乙酯：答案：eq\o(→,\s\up7(H2/Ni),\s\do5(加熱、加壓))eq\o(→,\s\up7(HBr))eq\o(→,\s\up7(NaCN),\s\do5())eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5())eq\o(→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\do5(濃硫酸，△))3．烷烴A有三種一氯取代產物，分別是B、C和D，C的結構簡式是，B和D分別與強堿的醇溶液共熱，都只能得到有機化合物E，以上反應及B的進一步反應如圖所示。請回答下列問題：(1)A的結構簡式是_____________________________________________________。(2)H的結構簡式是_____________________________________________________。(3)B轉變?yōu)镕的反應屬于________反應(填反應類型)。(4)B轉變?yōu)镋的反應屬于________反應(填反應類型)。(5)1.16gH與足量NaHCO3作用，在標準狀況下，可得CO2的體積是________mL。解析：根據題意知A為，B、D兩種一氯代物經消去反應可得到同一種產物E，從A的碳架結構可看出E只能是，則B、D分別是(CH3)3CCH2CH2Cl和中的一種，又因為B水解生成F，F經氧化生成G，G能發(fā)生銀鏡反應，則知B為(CH3)3CCH2CH2Cl，H是(CH3)3CCH2COOH。答案：(1)(2)(3)取代(或水解)(4)消去(5)2244．化合物H是一種有機光電材料中間體。實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下：已知：①RCHO＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))；RCH=CHCHO＋H2O②?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學名稱是____________。(2)由C生成D和E生成F的反應類型分別為________________、________________。(3)E的結構簡式為__________________________。(4)G為甲苯的同分異構體，由F生成H的化學方程式為__________________________。(5)芳香化合物X是F的同分異構體，X能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出CO2，其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學環(huán)境的氫，峰面積比為6∶2∶1∶1。寫出2種符合要求的X的結構簡式：________________________________________________________________________。(6)寫出用環(huán)戊烷和2-丁炔為原料制備化合物的合成路線(其他試劑任選)。解析：由H的結構簡式逆推可知A、B、C、D、E、F苯環(huán)上均只有一個取代基。結合信息①及B的分子式，則A為苯甲醛，B為，由B→C的反應條件可知B→C的轉化為醛基轉化為羧基，C為，C與Br2發(fā)生加成反應，生成D()，D在KOH的乙醇溶液中加熱發(fā)生消去反應，酸化后生成E()，E與乙醇發(fā)生酯化反應(或取代反應)生成F()，F與G發(fā)生類似信息②所給反應(加成反應)生成H，逆推可知G的結構簡式為。(5)F為，苯環(huán)外含有5個碳原子、3個不飽和度和2個O原子，其同分異構體能與飽和碳酸氫鈉溶液反應生成CO2，即必含有羧基，核磁共振氫譜顯示有4種氫原子，則具有較高的對稱性，氫原子個數比為6∶2∶1∶1，可知含有兩個對稱的甲基，還有2個碳原子和2個不飽和度，則含有碳碳三鍵，故滿足條件的同分異構體的結構簡式為(6)由產物的結構簡式，遷移信息②可知要先制出，可由氯代烴發(fā)生消去反應得到，而氯代烴可由環(huán)戊烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應制得。答案：(1)苯甲醛(2)加成反應取代反應(3)(4)(6)5．化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體，一種合成G的路線如下：已知以下信息：①A的核磁共振氫譜為單峰；B的核磁共振氫譜為三組峰，峰面積比為6∶1∶1。②D的苯環(huán)上僅有兩種不同化學環(huán)境的氫；1molD可與1molNaOH或2molNa反應。回答下列問題：(1)A的結構簡式為____________。(2)B的化學名稱為____________。(3)C與D反應生成E的化學方程式為____________________________________。(4)由E生成F的反應類型為____________。(5)G的分子式為________________。(6)L是D的同分異構體，可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，1mol的L可與2mol的Na2CO3反應，L共有________種；其中核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為3∶2∶2∶1的結構簡式為________________、________________。解析：結合C的結構簡式，A、B的分子式及信息①可確定B的結構簡式為(CH3)2CHOH，A的結構簡式為。結合G的結構簡式可逆推出F的結構簡式為則E為，再結合C的結構簡式及信息②