2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第8章有機化學(xué)基礎(chǔ)高考專題講座五有機推斷與合成的突破方略學(xué)案魯科版

PAGE11-有機推斷與合成的突破方略突破1有機推斷的突破口1．依據(jù)特定的反應(yīng)條件進行推斷(1)“eq\o(→,\s\up10(光照))”這是烷烴和烷基中的氫原子被取代的反應(yīng)條件，如a.烷烴的取代；b.芳香烴及其他芳香族化合物側(cè)鏈烷基的取代；c.不飽和烴中烷基的取代。(2)“eq\o(→,\s\up10(Ni),\s\do10(△))”為不飽和鍵加氫反應(yīng)的條件，包括與H2的加成。(3)“eq\o(→,\s\up10(濃硫酸),\s\do10(△))”是a.醇消去H2O生成烯烴或炔烴；b.酯化反應(yīng)；c.醇分子間脫水生成醚的反應(yīng)；d.纖維素的水解反應(yīng)。(4)“eq\o(→,\s\up10(NaOH醇溶液),\s\do10(△))”或“eq\o(→,\s\up10(濃NaOH醇溶液),\s\do10(△))”是鹵代烴消去HX生成不飽和有機物的反應(yīng)條件。(5)“eq\o(→,\s\up10(NaOH水溶液),\s\do10(△))”是a.鹵代烴水解生成醇；b.酯類水解反應(yīng)的條件。(6)“eq\o(→,\s\up10(稀硫酸),\s\do10(△))”是a.酯類水解；b.糖類水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反應(yīng)條件。(7)“eq\o(→,\s\up10(Cu或Ag),\s\do10(△))”“eq\o(→,\s\up10([O]))”為醇催化氧化的條件。(8)“eq\o(→,\s\up10(FeX3))”為苯及其同系物苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代的反應(yīng)條件。(9)“溴水或Br2的CCl4溶液”是不飽和烴加成反應(yīng)的條件。(10)“eq\o(→,\s\up10(O2或CuOH2),\s\do10(或AgNH32OH))”“eq\o(→,\s\up10([O]))”是醛氧化的條件。2．依據(jù)試劑或特征現(xiàn)象推斷官能團的種類(1)使溴水或Br2的CCl4溶液褪色，則表示該物質(zhì)中可能含有結(jié)構(gòu)。(2)使KMnO4(H＋)溶液褪色，則該物質(zhì)中可能含有或為苯的同系物等結(jié)構(gòu)。(3)遇FeCl3溶液顯紫色，或加入溴水出現(xiàn)白色沉淀，則該物質(zhì)中含有酚羥基。(4)遇濃硝酸變黃，則表明該物質(zhì)是含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。(5)遇I2變藍，則該物質(zhì)為淀粉。(6)加入新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱煮沸有紅色沉淀生成或加入新制銀氨溶液加熱有銀鏡生成，表示含有—CHO。(7)加入Na放出H2，表示含有—OH或—COOH。(8)加入Na2CO3或NaHCO3溶液產(chǎn)生氣體，表示含有—COOH。3．依據(jù)性質(zhì)確定官能團的位置(1)若醇能氧化為醛或羧酸，則醇分子中應(yīng)含有結(jié)構(gòu)—CH2OH；若能氧化成酮，則醇分子中應(yīng)含有結(jié)構(gòu)。(2)由消去反應(yīng)的產(chǎn)物可確定—OH或—X的位置。(3)由一鹵代物的種類可確定碳骨架結(jié)構(gòu)。由加氫后的碳骨架結(jié)構(gòu)，可確定的位置。(4)由有機物發(fā)生酯化反應(yīng)能生成環(huán)酯或聚酯，可確定有機物是羥基酸，并依據(jù)環(huán)的大小，可確定—OH與—COOH的相對位置。4．依據(jù)數(shù)據(jù)確定官能團的數(shù)目(5)某有機物與醋酸反應(yīng)，相對分子質(zhì)量增加42，則含有1個—OH；增加84，則含有2個—OH。(6)由—CHO轉(zhuǎn)變?yōu)椤狢OOH，相對分子質(zhì)量增加16；若增加32，則含2個—CHO。(7)當醇被催化氧化成醛或酮后，相對分子質(zhì)量減小2，則含有1個—OH；若相對分子質(zhì)量減小4，則含有2個—OH。5．依據(jù)有機物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷有機物的類別醇、醛、羧酸、酯之間的相互衍變關(guān)系是有機結(jié)構(gòu)推斷的重要突破口，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系可用下圖表示：上圖中，A能連續(xù)氧化生成C，且A、C在濃硫酸存在下加熱生成D，則：(1)A為醇、B為醛、C為羧酸、D為酯。(2)A、B、C三種物質(zhì)中碳原子數(shù)相同，碳骨架結(jié)構(gòu)相同。(3)A分子中含—CH2OH結(jié)構(gòu)。(4)若D能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則A為CH3OH，B為HCHO、C為HCOOH，D為HCOOCH3。6．依據(jù)核磁共振氫譜推斷有機物的結(jié)構(gòu)有機物的分子中有幾種氫原子，在核磁共振氫譜中就出現(xiàn)幾種峰，峰面積的大小和氫原子個數(shù)成正比。[題組訓(xùn)練]1．以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路途如圖，則下列說法正確的是()A．A的結(jié)構(gòu)簡式是B．①②的反應(yīng)類型分別是取代反應(yīng)、消去反應(yīng)C．反應(yīng)②③的條件分別是濃硫酸加熱、光照D．酸性KMnO4溶液褪色可證明已完全轉(zhuǎn)化為B解析：以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路途為。A項，由上述分析可知，A為氯代環(huán)戊烷；B項，反應(yīng)①為光照條件下的取代反應(yīng)，反應(yīng)②為在氫氧化鈉醇溶液中加熱條件下的消去反應(yīng)；C項，反應(yīng)②的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件為氫氧化鈉醇溶液、加熱，反應(yīng)③的條件為常溫；D項，B為環(huán)戊烯，含碳碳雙鍵，環(huán)戊二烯也含碳碳雙鍵，均能使酸性KMnO4溶液褪色，則酸性KMnO4溶液褪色，不能證明環(huán)戊烷已完全轉(zhuǎn)化成環(huán)戊二烯。2．4-溴甲基-1-環(huán)己烯的一種合成路途如下：下列說法正確的是()A．化合物W、X、Y、Z中均有一個手性碳原子B．①、③的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)和取代反應(yīng)C．由化合物Z一步制備化合物Y的轉(zhuǎn)化條件是NaOH醇溶液，加熱D．化合物Y先經(jīng)酸性高錳酸鉀溶液氧化，再與乙醇在濃硫酸催化下酯化可制得化合物XB解析：A項，X、Y、Z連接支鏈的碳原子為手性碳原子，連接4個不同的原子或原子團，W中沒有手性碳原子，錯誤；B項，由官能團的轉(zhuǎn)化可知1，3-丁二烯與丙烯酸乙酯發(fā)生加成反應(yīng)生成X，Y發(fā)生取代反應(yīng)生成Z，正確；C項，由化合物Z一步制備化合物Y，應(yīng)發(fā)生水解反應(yīng)，應(yīng)在氫氧化鈉的水溶液中進行，錯誤；D項，Y含有碳碳雙鍵，可被酸性高錳酸鉀溶液氧化，錯誤。3．制備乙酸乙酯的綠色合成路途之一為下列說法正確的是()A．淀粉與纖維素水解的最終產(chǎn)物不同B．M的分子式為C12H22O11C．N的結(jié)構(gòu)簡式為C2H4O2D．④的反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)D解析：淀粉和纖維素水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖，分子式為C6H12O6，A、B項錯誤；由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知N為乙酸，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOH，C項錯誤；反應(yīng)④是酯化反應(yīng)，也屬于取代反應(yīng)，D項正確。4．化合物A是合成自然橡膠的單體，分子式為C5H8，A的一系列反應(yīng)如下(部分反應(yīng)條件略去)：回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________________________，化學(xué)名稱是__________________。(2)B的分子式為________。(3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為_________________________。(4)反應(yīng)①和③的反應(yīng)類型分別是____________、______________。(5)C為單溴代物，分子中有兩個亞甲基，反應(yīng)④的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________。答案：(1)2-甲基-1,3-丁二烯(或異戊二烯)(2)C5H8O2(3)(4)加成反應(yīng)取代反應(yīng)(5)突破2有機物的合成路途設(shè)計一、有機合成中碳骨架的構(gòu)建1．鏈增長的反應(yīng)(1)醛、酮與HCN加成(2)醛、酮與RMgX加成(3)醛、酮的羥醛縮合(其中至少一種有α-H)(4)鹵代烴與活潑金屬作用2R—Cl＋2Na→R—R＋2NaCl2．鏈減短的反應(yīng)(1)烷烴的裂化反應(yīng)。(2)酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng)。(3)利用題目信息所給的反應(yīng)，如烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)，羧酸及其鹽的脫羧反應(yīng)……3．成環(huán)的方法(1)二元醇脫水成環(huán)醚。(2)二元醇與二元羧酸成環(huán)酯。(3)羥基酸分子間成環(huán)酯。(4)氨基酸分子間成環(huán)。(5)雙烯合成：。二、常見官能團轉(zhuǎn)化1．官能團的引入(1)引入鹵素原子的方法①烴與鹵素單質(zhì)(X2)發(fā)生取代反應(yīng)。②不飽和烴與鹵素單質(zhì)(X2)或鹵化氫(HX)發(fā)生加成反應(yīng)。③醇與HX發(fā)生取代反應(yīng)。(2)引入羥基(—OH)的方法①烯烴與水發(fā)生加成反應(yīng)。②鹵代烴堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)。③醛或酮與H2發(fā)生加成反應(yīng)。④酯的水解。⑤酚鈉鹽中滴加酸或通入CO2。(3)引入碳碳雙鍵或碳碳三鍵的方法①某些醇或鹵代烴的消去反應(yīng)引入或。②炔烴與H2、X2或HX發(fā)生加成反應(yīng)引入。(4)引入—CHO的方法某些醇的催化氧化(含有—CH2OH結(jié)構(gòu)的醇)。(5)引入—COOH的方法①醛被O2或銀氨溶液或新制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。(6)通過某些化學(xué)途徑使一個官能團變成兩個如①CH3CH2OH→CH2=CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OH；②CH2=CHCH2CH3→CH3CHXCH2CH3→CH3CH=CHCH3→CH3CHXCHXCH3→CH2=CHCH=CH2。(7)通過某些手段變更官能團的位置如CH3CHXCHXCH3→H2C=CHCH=CH2eq\o(→,\s\up10(1，4-加成))CH2XCH=CHCH2X→CH2XCH2CH2CH2X。2．官能團的消退(1)通過加成反應(yīng)消退不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))。(2)通過消去、氧化、酯化反應(yīng)消退羥基。(3)通過加成或氧化反應(yīng)消退醛基。(4)通過水解反應(yīng)消退酯基、肽鍵、鹵素原子。3．官能團的愛護(1)酚羥基的愛護：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應(yīng)(或與CH3I反應(yīng))，把—OH變?yōu)椤狾Na(或—O—CH3)將其愛護起來，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H。(2)碳碳雙鍵的愛護：碳碳雙鍵也簡單被氧化，在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其愛護起來，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(—NH2)的愛護：如在對硝基甲苯合成對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2。防止當酸性KMnO4氧化—CH3時，—NH2(具有還原性)也被氧化。[題組訓(xùn)練]1．已知：①②當苯環(huán)上已有一個“—CH3”或“—Cl”時，新引入的取代基一般在原有取代基的鄰位或?qū)ξ唬划敱江h(huán)上已有一個“—NO2”或“—COOH”時，新引入的取代基一般在原有取代基的間位。請用合成反應(yīng)流程圖表示出由甲苯和其他物質(zhì)合成的最佳方案。合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下eq\o(→,\s\up10(反應(yīng)物),\s\do10(反應(yīng)條件))……eq\o(→,\s\up10(反應(yīng)物),\s\do10(反應(yīng)條件))解析：在設(shè)計合成路途時，應(yīng)依據(jù)題設(shè)信息，充分考慮苯環(huán)上取代基占位問題，關(guān)鍵是思索引入基團的先后依次和先引入的基團對后引入基團的影響，最好的結(jié)果是先引入的一些基團對后引入的基團的定位效應(yīng)一樣。經(jīng)分析，應(yīng)先引入對位硝基，此時，苯環(huán)上的硝基(間位定位基)和甲基(鄰位定位基)的定位效應(yīng)一樣，再引入氯原子進入甲基的鄰位，然后氧化甲基為羧基，最終與乙醇酯化。答案：2．已知鹵代烴與金屬鎂反應(yīng)生成“格林試劑”，如：R—X＋Mgeq\o(→,\s\up10(乙醚))RMgX(格林試劑)。利用格林試劑與羰基化合物(醛、酮)等的反應(yīng)可以合成醇類，如：試以苯、溴、乙烯、鎂、水、空氣等為主要原料，輔以必要的催化劑，合成化合物，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明反應(yīng)條件。解析：格林試劑與羰基化合物(醛、酮)等的反應(yīng)可以合成醇類，同時增長碳鏈。分析上述信息可知，合成醇的關(guān)鍵步驟：①制備鹵代烴，合成格林試劑；②制備醛或酮；③格林試劑和醛或酮作用，再將所得產(chǎn)物水解生成醇。答案：3．聚酯纖維F和維綸J的合成路途如下：已知：ⅰ.乙烯醇不穩(wěn)定，會快速轉(zhuǎn)化為乙醛。ⅱ.CH2=CH2＋eq\f(1,2)O2＋CH3COOHeq\o(→,\s\up10(催化劑))CH2=CHOOCCH3＋H2O。ⅲ.。(1)G中官能團的名稱是__________________________________________。(2)C的結(jié)構(gòu)簡式是________________________________________。(3)芳香烴D的一氯代物只有兩種，則D的結(jié)構(gòu)簡式是_______________________________________________________________。(4)反應(yīng)③的反應(yīng)類型是___________________________。(5)反應(yīng)②和⑤的化學(xué)方程式分別是②_____________________________________________________________；⑤_____________________________________________________________。解析：A(乙烯)與溴加成生成B，B為1,2-二溴乙烷，B在氫氧化鈉溶液中水解生成C，C為乙二醇；依據(jù)信息ⅱ，乙烯在乙酸存在時氧化生成G，G為CH2=CHOOCCH3，依據(jù)維綸的結(jié)構(gòu)，結(jié)合信息ⅲ，I為，則H為。依據(jù)芳香烴D的一氯代物只有兩種，D的結(jié)構(gòu)簡式為，D在酸性高錳酸鉀溶液中氧化生成對苯二甲酸，與乙二醇發(fā)生縮聚反應(yīng)生成F，F(xiàn)為。答案：(1)碳碳雙鍵、酯基(2)(3)(4)加聚反應(yīng)(5)n＋neq\o(→,\s\up10(催化劑))＋(2n－1)H2O⑤高考常見的新信息反應(yīng)(1)丙烯α-H被取代的反應(yīng)：CH