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;如果不能直接推
2、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推的方法导出最佳
3、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“NH2”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上寻找解决问题的途径即合
4、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、Na2CO3的原因是酚羟基可与其发生反应,而使冬青油变质。【扩展】1m
5、ol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,从而找到正确的解题思路。答:(1) (2)酯化反应(
6、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CH2=CHCHO。M经氧化后可生成丙烯酸CH2=CHCOOH,由反应条件和D的分
7、子式组成可以推断D是B和N的酯化反应的产物,所以B+C3H4O2C7H12O2H2O。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:CH3CH(CH3)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
8、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
9、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
10、: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=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
11、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 ( )AHCOFBCCl4 CCOCl2 DCH2ClCOOH2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
12、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
13、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,、10