2018届二轮复习有机化学基础学案（全国通用）(1)

2018届二轮复习有机化学基础学案（全国通用）(1)

第17讲　有机化学基础 ‎[最新考纲]‎ ‎1．有机化合物的组成与结构 ‎(1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。‎ ‎(2)了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。‎ ‎(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。‎ ‎(4)能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。‎ ‎(5)能够正确命名简单的有机化合物。‎ ‎(6)了解有机分子中官能团之间的相互影响。‎ ‎2．烃及其衍生物的性质与应用 ‎(1)掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。‎ ‎(2)掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化。‎ ‎(3)了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。‎ ‎(4)根据信息能设计有机化合物的合成路线 ‎3．糖类、氨基酸和蛋白质 ‎(1)了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。‎ ‎(2)了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。‎ ‎4．合成高分子 ‎(1)了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。‎ ‎(2)了解加聚反应和缩聚反应的含义。‎ ‎(3)了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。‎ ‎1．(2017·课标全国Ⅰ，36)‎ 化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________。‎ ‎[命题点：结构推断与命名]‎ ‎(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、________。‎ ‎[命题点：有机反应类型]‎ ‎(3)E的结构简式为________________。‎ ‎[命题点：结构推断]‎ ‎(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为 ‎_________________________________________________________________。‎ ‎[命题点：有机反应方程式书写]‎ ‎(5)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________________________________________。‎ ‎[命题点：结构推断]‎ ‎(6)写出用环戊烷和2－丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。‎ ‎[命题点：设计有机合成路线]‎ 解析　(1)A→B发生题给信息①反应，B中含有9个碳原子，则A中含有7个碳原子且有—CHO，A为苯甲醛()，B为，C为，D为 ‎。由F与G发生题给成环反应，E中有碳碳三键，E为，F为。(2)C→D发生的是加成反应，E→F发生的是取代反应(酯化反应)。(4)对比F和G的结构，结合题给信息反应2，可知G为。(5)F除苯环外还有5个碳原子，2个氧原子，3个不饱和度。由限制条件可知含有—COOH，另外还有4个碳原子，2个不饱和度。由于只有4种氢，为对称结构，其中有6个氢原子相同，即有2个对称—CH3结构，另外2个碳原子组成碳碳三键。(6)要将两种物质组合在一起，由题给信息，一种含有碳碳三键(2－丁炔)，另一种有碳碳双键。环戊烷先与氯气取代生成一氯环戊烷，再在NaOH醇溶液、加热条件下消去，生成环戊烯，再与2－丁炔发生反应，最后与溴加成。‎ 答案　(1)苯甲醛　(2)加成反应　取代反应(酯化反应)‎ ‎(3) ‎ ‎(4)‎ ‎(6)‎ ‎2．(2017·课标全国Ⅱ，36)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：‎ 已知以下信息：‎ ‎①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。‎ ‎②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为________________。‎ ‎[命题点：结构推断]‎ ‎(2)B的化学名称为________________。‎ ‎[命题点：有机物命名]‎ ‎(3)C与D反应生成E的化学方程式为__________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎[命题点：有机方程式书写]‎ ‎(4)由E生成F的反应类型为________________。‎ ‎[命题点：有机反应类型]‎ ‎(5)G的分子式为________________。‎ ‎[命题点：有机结构推断]‎ ‎(6)L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，L共有________种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为____________________、____________________。‎ ‎[命题点：同分异构体的推断与书写]‎ 解析　A的化学式为C2H4O，其核磁共振氢谱为单峰，则A为；B的化学式为C3H8O，核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶‎ ‎1，则B的结构简式为CH3CH(OH)CH3；D的化学式为C7H8O2，其苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应，则苯环上有酚羟基和—CH2OH，且为对位结构，则D的结构简式为。(1)A的结构简式为；(2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3，其化学名称为2－丙醇；(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2和发生反应生成E的化学方程式为：HOCH2CH2OCH(CH3)2＋＋H2O；‎ ‎(4) 和发生取代反应生成F；(5)有机物G的分子式为C18H31NO4；(6)L是的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，满足条件的L共有6种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为、。‎ ‎3．(2016·全国Ⅰ卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：‎ 已知：‎ ‎①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰 回答下列问题：‎ ‎(1)A 的化学名称为________。‎ ‎[命题点：结构推断与命名]‎ ‎(2)B的结构简式为________，其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________。‎ ‎[命题点：有机物结构的测定]‎ ‎(3)由C生成D的反应类型为________。‎ ‎[命题点：有机反应类型]‎ ‎(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎[命题点：化学方程式]‎ ‎(5)G中的官能团有________、________、________。(填官能团名称)‎ ‎[命题点：官能团名称]‎ ‎(6)G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种。(不含立体异构)‎ ‎[命题点：同分异构体]‎ 解析　(1) A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，经计算知A中只含一个氧原子，结合信息②知A是一种酮或醛，因A的核磁共振氢谱显示为单峰，即分子中只有1种氢原子，则A为，名称为丙酮。‎ ‎(2)根据信息②可知，B的结构简式为，分子中含有2种氢原子，故核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积比为6∶1。‎ ‎(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为，在光照条件下C与Cl2应发生—CH3上的取代反应。‎ ‎(4)由反应条件可知，D生成E的反应为氯原子的水解反应，由E的分子式为C4H5NO可推知，D为，该反应的化学方程式为。‎ ‎(5)由E―→F―→G的反应条件可推知，G为，分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。‎ ‎(6)能发生银镜反应，则分子中含有醛基，且与G含有相同的官能团，符合条件的G的同分异构体应为甲酸酯类，分别为 ‎(5)碳碳双键　酯基　氰基　(6)8‎ 分析评价 题型：选修　填空题 评价：有机化学选修：考查角度一般为依据给定的合成路线及路线图中的原料和一些反应信息，要求考生推断出合成路线中的一些未知物，然后以推断出的未知物为载体考查有机化学基础知识。这类试题一般考查考生获取信息和应用信息的能力，以及灵活运用教材中知识的能力。‎ 启示：①注意给定信息的理解与应用；②官能团的特征反应在合成推断中的应用。‎ ‎ [考点精要]‎ ‎1．常见官能团的结构及其特征性质 官能团 主要化学性质 烷烃 ‎①在光照下发生卤代反应；②不能使酸性KMnO4溶液褪色；③高温分解 不饱和烃 烯烃 ‎①跟X2、H2、HX、H2O等发生加成反应；②加聚；③易被氧化，可使酸性KMnO4溶液褪色 炔烃 ‎①跟X2、H2、HX、H2O等发生加成反应；②易被氧化，可使酸性KMnO4溶液褪色；③加聚 苯 ‎①取代——硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe或Fe3＋作催化剂)；②与H2发生加成反应 苯的同系物 ‎①取代反应；②使酸性KMnO4溶液褪色 卤代烃 ‎—X ‎①与NaOH溶液共热发生取代反应；②与NaOH醇溶液共热发生消去反应 醇 ‎—OH ‎①跟活泼金属Na等反应产生H2；②消去反应，加热时，分子内脱水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化(取代)反应 酚 ‎—OH ‎①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀；③遇FeCl3溶液呈紫色 醛 ‎①与H2加成为醇；②被氧化剂(如O2、[Ag(NH3)2]＋、Cu(OH)2等)氧化为羧酸 羧酸 ‎①酸的通性；②酯化反应 酯 发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇 ‎2.有机物的命名 ‎(1)命名关键：①确定类别　②选准主链　③注意细节(如数字与汉字不能直接相连)‎ ‎(2)命名举例：①：3，4－二甲基己烷 ‎②：2－乙基－1－丁烯(主链必须含双键)‎ ‎③：2，3－二甲基－1，3－丁二烯 ‎④：邻甲基乙苯 ‎⑤：3－甲基－2－氯丁烷 ‎⑥：3－甲基－2－乙基－1－丁醇 ‎⑦：2－甲基丙醛 ‎⑧：甲酸异丙酯 说明：命名含有多个不同官能团化合物的关键在于要选择优先的官能团作为母体。官能团作为母体的优先顺序为(以“＞”符号表示优先)：羧酸＞酯＞醛＞酮＞醇＞胺，如名称为聚甲基丙烯酸甲酯。‎ ‎3．有机反应基本类型与有机物类型的关系 有机反应基本类型 有机物类型 取代 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物等 反应 酯化反应 醇、羧酸、纤维素等 水解反应 卤代烃、酯等 硝化反应 苯和苯的同系物等 磺化反应 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 氧化 反应 燃烧 绝大多数有机物 酸性KMnO4溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛、酚等 直接 (或催化)氧化 醇、醛、葡萄糖等 新制Cu(OH)2悬浊液、新制银氨溶液 醛 还原反应 醛、酮、葡萄糖等 聚合 反应 加聚反应 烯烃、炔烃等 缩聚反应 苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸、氨基酸等 与FeCl3 溶液显色反应 酚类 ‎4.限定条件下的同分异构体数目判定方法 ‎(1)思维流程 ‎(2)注意事项 书写要有序进行，如书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2含苯环的属于酯类的同分异构体为甲酸某酯：‎ ‎、 (邻、间、对)；乙酸某酯：；苯甲酸某酯：。‎ ‎(3)判断多元取代物的同分异构体的2种方法 ‎①定一移一法 对于二元取代物同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再改变另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。如分析C3H6Cl2的同分异构体，先固定其中一个Cl的位置，移动另外一个Cl。‎ ‎②定二移一法 对于芳香化合物中若有3个取代基，可以固定其中2个取代基的位置为邻、间、对的位置，然后移动另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。‎ ‎5．官能团保护3情况 ‎(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH(或羧酸)反应，把—OH变为—ONa(或酯基)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。‎ ‎(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。‎ ‎(3)氨基(—NH2)的保护：如对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。‎ ‎6．自行设计合成路线 ‎[示例]苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示，并注明反应条件)。‎ 提示：①R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr；‎ ‎②合成过程中无机试剂任选；‎ ‎③合成路线流程图示例如下：‎ ‎ [考法指导]‎ ‎　以推断为背景合成有确定结构简式有机物(难度系数☆☆☆)‎ ‎【典例演示1】 (2017·课标全国Ⅲ，36)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为________。C的化学名称是________。‎ ‎(2)③的反应试剂和反应条件分别是____________________________________，‎ 该反应的类型是________。‎ ‎(3)⑤的反应方程式为_______________________________________________。‎ 吡啶是一种有机碱，其作用是_______________________________________。‎ ‎(4)G的分子式为__________________________________________________。‎ ‎(5)H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有________种。‎ ‎(6)4－甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4－甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。‎ 解析　(1)由反应①‎ 的条件、产物B的分子式及C的结构简式，可逆推出A为甲苯；C可看作甲苯中甲基中的三个氢原子全部被氟原子取代，故其化学名称为三氟甲(基)苯；‎ ‎(2)对比C与D的结构，可知反应③为苯环上的硝化反应，故反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4，加热，反应类型为取代反应；‎ ‎(3)对比E、G的结构，由G可倒推F的结构，然后根据取代反应的基本规律，可得反应方程式，吡啶是碱，可以消耗反应产物HCl；‎ ‎(4)G的分子式为C11H11O3N2F3；‎ ‎(5)当苯环上有三个不同的取代基时，先考虑两个取代基的异构，有邻、间、对三种异构体，然后分别在这三种异构体上找第三个取代基的位置，共有10种同分异构体(见下图，三种取代基分别用X、Y、Z表示)，除去G本身还有9种：‎ ‎(6)对比原料和产品的结构可知，首先要在苯环上引入硝基(类似流程③)，然后将硝基还原为氨基(类似流程④)，最后与反应得到4－甲氧基乙酰苯胺(类似流程⑤)。‎ 答案　(1) 　三氟甲苯 ‎(2)浓HNO3/浓H2SO4，加热　取代反应 ‎(3) ‎ 吸收反应产生的HCl，提高反应转化率 ‎(4)C11H11O3N2F3‎ ‎(5)9‎ ‎【当堂指导】‎ 对于给定结构简式的有机合成题，一般根据最终合成物质进行逆向推断，题目设置往往围绕有机物的组成、结构、性质和用途等主干知识，设计问题考查考生对有机化学知识的理解和掌握情况。对于考生学习中未接触的知识，多以信息的形式给出，来考查考生接受新信息和处理信息的能力。在解题过程中要求考生紧紧抓住新信息或新问题与已学知识的联系，熟练掌握各类有机物的衍变关系，运用联想、类比、迁移和演绎的方法，加强起始反应物、中间产物、最终产物之间的联系，在思维上要做到左右逢源、灵活自如，在方法上可采用逆推法和综合法进行解题。‎ ‎【考法训练1】‎ ‎ 某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下(部分反应略去试剂和条件)：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)抗结肠炎药物有效成分的分子式是________________；烃A的名称为________。反应②的反应类型是________。‎ ‎(2)①下列对该抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质的推测正确的是________。‎ A．水溶性比苯酚好 B．能发生消去反应也能发生聚合反应 C．1 mol该物质最多可与4 mol H2发生反应 D．既有酸性又有碱性 ‎②E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是_____________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(3)符合下列条件的抗结肠炎药物有效成分的同分异构体有________种。‎ A．遇FeCl3溶液有显色反应；‎ B．分子中甲基与苯环直接相连；‎ C．苯环上共有三个取代基。‎ ‎(4)已知：苯环上连有烷基时再引入一个取代基，常取代在烷基的邻对位，而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此按先后顺序写出以A为原料合成邻氨基苯甲酸()合成路线中两种中间产物的结构简式(部分反应条件已略去) 。‎ 解析　(1)根据抗结肠炎药物有效成分的结构简式可知，其分子式是C7H7O3N；根据综合推断知，A是甲苯；反应②为取代反应。(2)①‎ 该有机物中含有亲水基酚羟基、羧基和氨基，所以水溶性比苯酚好，A项正确；该有机物不能发生消去反应，B项错误；该有机物中只有苯环能与氢气发生加成反应，故1 mol该有机物最多可与3 mol H2发生反应，C项错误；酚羟基和羧基具有酸性，氨基具有碱性，所以该有机物既有酸性又有碱性，D项正确。(3)遇FeCl3溶液有显色反应，说明分子中含有酚羟基；分子中甲基与苯环直接相连，且苯环上共有三个取代基，则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基，如果硝基和甲基处于邻位，则酚羟基有4种位置关系；如果硝基和甲基处于间位，则酚羟基有4种位置关系；如果硝基和甲基处于对位，则酚羟基有2种位置关系，所以符合条件的同分异构体共有10种。(4)以甲苯为原料合成邻氨基苯甲酸时，甲苯先和浓硝酸发生取代反应生成邻甲基硝基苯，然后邻甲基硝基苯在酸性高锰酸钾溶液的作用下发生氧化反应生成邻硝基苯甲酸，最后邻硝基苯甲酸在Fe、HCl的作用下生成邻氨基苯甲酸，其合成路线为。‎ 答案　(1)C7H7O3N　甲苯　取代反应 ‎　以推断为背景合成未知结构有机物(难度系数☆☆☆)‎ ‎【典例演示2】 芳香酯I的合成路线如下：‎ 已知以下信息：‎ ‎①A～I均为芳香化合物，A的苯环上只有一个取代基，B能发生银镜反应，D的相对分子质量比C大4，E的核磁共振氢谱有3组峰。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)A→B的反应类型为________，G所含官能团的名称为________。‎ ‎(2)步骤E→F与F→G的顺序能否颠倒？________(填“能”或“否”)，理由：____________________________________________________________________。‎ ‎(3)B与银氨溶液反应的化学方程式为____________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)I的结构简式为__________________________________________________。‎ ‎(5)符合下列要求的A的同分异构体有________种。‎ ‎①遇氯化铁溶液显紫色　②属于芳香化合物 ‎(6)根据已有知识并结合相关信息，写出以CH3CH2OH为原料制备CH3CH2CH2CH2OH的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：‎ CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3‎ 解析　(1)由反应条件确定A→B发生氧化反应，因为E的核磁共振氢谱有3组峰，所以为对氯甲苯，F为对氯苯甲酸，F到G为卤代烃的取代反应，所以G中含有羧基和羟基。(2)E→F和F→G的顺序不能颠倒，因为酚羟基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化。(3)A为苯乙醇，B为苯乙醛。(4)由G的结构简式和I的分子式知，D中有16个碳原子，结合信息反应③知2分子B生成1分子C，C为，D的相对分子质量比C大4，应为C加氢还原，D为，则I为D与G发生酯化反应生成的 ‎。‎ 答案　(1)氧化反应　羟基、羧基 ‎(2)否　如果颠倒，(酚)羟基会被KMnO4/H＋氧化 ‎(5)9‎ ‎(6)CH3CH2OHCH3CHO CH3CH===CHCHOCH3CH2CH2CH2OH ‎【当堂指导】‎ 充分利用已知信息和框图信息 ‎①提炼信息：对新信息进行提炼，找出与所学知识的相似之处，通过联想，将陌生信息转化为熟悉的信息。‎ ‎②联系信息：联想已有知识，将所提炼的信息纳入已有知识体系中，从反应条件以及部分有机物的结构中找出关联信息。‎ ‎③应用信息：一般题目中给出的新信息都会用到，根据框图中提示的“试剂”和“反应条件”，判断并应用新信息。‎ ‎【考法训练2】 有机化合物K是一种治疗心脏病药物的中间体，其合成路线如图所示：‎ 已知：①有机化合物K的分子结构中含有3个六元环。‎ ‎②R1—CHO＋R2—CH2—CHO。‎ 回答以下问题：‎ ‎(1)已知A为最简单的烯烃，A的名称为________。‎ ‎(2)B的结构简式为________________，C的结构简式为________________。‎ ‎(3)D的核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶1；D能与新制的Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色沉淀，且能与FeCl3溶液发生显色反应。则D的结构简式为________________，其分子中的含氧官能团名称为________。‎ ‎(4)F生成G的反应类型为________，G生成H的反应类型为________。‎ ‎(5)能满足下列条件的E的同分异构体的结构简式为________。‎ ‎①苯环上只有两个对位取代基；‎ ‎②能发生银镜反应；‎ ‎③与FeCl3溶液发生显色反应；④能发生水解反应。‎ 解析　(1)最简单的烯烃为乙烯(A)。(2)乙烯与水发生加成反应生成乙醇(B)，乙醇发生氧化反应生成乙醛(C)。(3)D能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀，说明含有醛基或甲酸酯基，又能与氯化铁溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，其核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶1，结合D的分子式可知D的结构简式为，含有的含氧官能团的名称为醛基、酚羟基。(4)结合已知信息②可知，C(乙醛)与D(‎ ‎)发生反应生成E()，E发生氧化反应生成F()。F在浓硫酸的作用下发生消去反应生成G()，根据K的分子结构中含有3个六元环可知，G与HCl发生加成反应生成H()，H在碱性条件下反应后酸化生成I()，两分子I在浓硫酸作用下发生酯化反应生成K()。‎ ‎(5)根据②、④知，分子中含有甲酸酯基，根据③知，分子中含有酚羟基，又苯环上只有两个对位取代基，则符合条件的E的同分异构体的结构简式为。‎ 答案　(1)乙烯 ‎(2)CH3CH2OH　CH3CHO ‎(3) 　醛基、(酚)羟基 ‎(4)消去反应　加成反应 ‎　以推断为背景合成有机高分子化合物(难度系数☆☆☆)‎ ‎【典例演示3】 A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的名称是________，B含有的官能团是__________________________________________________________________。‎ ‎(2)①的反应类型是_________________________________________________，‎ ‎⑦的反应类型是____________________________________________________。‎ ‎(3)C和D的结构简式分别为________、________。‎ ‎(4)异戊二烯分子中最多有________个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为__________________________________________________________________。‎ ‎(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体_________________________________________________(填结构简式)。‎ 解析　A为乙炔；B的分子式为C4H6O2，由B发生加聚反应生成，可知B的结构简式为CH2===CHOOCCH3，含有碳碳双键和酯基，由此说明CH≡CH与CH3COOH发生了加成反应。水解生成C，C的结构简式为。由聚乙烯醇缩丁醛的结构，可知该化合物是聚乙烯醇()与丁醛的反应获得的，故D为丁醛(CH3CH2CH2CHO)。反应⑦‎ 是羟基发生消去反应生成碳碳双键。(4)碳碳双键及其所连的原子共平面，通过C—C单键的旋转可以使两个双键结构共平面，—CH3上的3个氢原子，最多1个与双键共平面，有2个氢原子不共平面，故最多11个原子共平面。(5)异戊二烯含有5个碳原子，2个不饱和度，含有碳碳三键的同分异构体的碳架结构，有共3种结构(其中标★处可为碳碳三键)。‎ 答案　(1)乙炔　碳碳双键和酯基 ‎(2)加成反应　消去反应 ‎【当堂指导】‎ 高聚物的合成往往以有机小分子物质为起始物，以合成某药物或药物中间体为命题素材。合成路线主要以官能团变化为主线，通过反应试剂及条件引导考生逐步推断物质的结构简式。对于物质转化中涉及的陌生的化学反应，往往以新信息的形式给出。其中，对信息的迁移应用和对合成路线的设计(大多为4步以内的路线设计)是考查重点。‎ ‎【考法训练3】 (2016·北京高考，25)功能高分子P的合成路线如下：‎ ‎(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是_______________________________。‎ ‎(2)试剂a是________________。‎ ‎(3)反应③的化学方程式：________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团：________________。‎ ‎(5)反应④的反应类型是________________。‎ ‎(6)反应⑤的化学方程式：_____________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(7)已知：。‎ 以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线(用结构简式表示有机物)，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件。‎ 解析　(1)该题可用逆推法，由高分子P的结构简式和A的分子式为C7H8，可以推出D为，G为，由D可推出C为，由C可推出B为，那么A应该为甲苯()。‎ ‎(2)甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成对硝基甲苯，所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。‎ ‎(3)反应③C()生成D()，条件是氢氧化钠的水溶液，加热，化学方程式为：＋NaOH＋NaCl。‎ ‎(4)因G为，由G可推出F为：，由F可推出E为：。‎ ‎(7)乙烯和水在催化剂作用下加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，乙醛在题给信息的条件下反应生成，在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成 CHCHO在催化剂、氧气加热条件下发生催化氧化生成和乙醇发生酯化反应，即可得物质E，合成路线为：‎ 答案 （1）‎ ‎(2)浓HNO3和浓H2SO4‎ ‎(3) ‎ ‎(4)碳碳双键、酯基 ‎(5)加聚反应 ‎(6) ＋nC2H5OH 原创总结 有机合成路线设计思维导图 ‎(2016·江苏，20(5))‎ 化合物H是合成抗心律失常药物的一种中间体，可通过以下方法合成：‎ 已知：1.苯胺易被氧化 请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备，写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。‎ ‎①有机合成初步构想图 通过分析构想图，发现在有机合成第二步就出现了与已知相矛盾的错误，且在后面的步骤中也出现了残缺的部分(在教材中没有学习过的有机化学反应)。错误的地方需要否定且进行修正，即苯甲酸不能在邻位取代上硝基，而甲苯可以在邻位取代上硝基，因此第一步应该进行修正。残缺的部分需要继续获取信息，仔细观察题目给出的化合物H的合成方法中A→B，B→C的反应条件，即可以解决—NO2最终到—NHCOCH3的问题。兼顾考虑已知1，利用思维导图的直观性和递进性可以轻松地得出正确的合成路线。‎ ‎②正确合成路线思维导图 ‎[模型示例]‎ 菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下：‎ ‎(1)A的结构简式为________________，A中所含官能团的名称是________。‎ ‎(2)由A生成B的反应类型是________________，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为________________。‎ ‎(3)写出D和E反应生成F的化学方程式_________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(4)结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1－丁醇，设计合成路线(其他试剂任选)。‎ 合成路线流程图示例：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3COOCH2CH3‎ ‎[分析建模]‎ ‎1．审题——正确解题的基础 看清题中已知信息和框图信息，综合已知信息和框图信息，理解物质的转化过程。‎ ‎2．析题——正确解题的关键 运用“三看”突破物质间的变化：‎ ‎(1)看碳链结构变化。‎ 根据已知物质的结构简式，确定反应前后碳链的增减，形状的变化(如链状变为环状)，确定反应的过程。‎ ‎(2)看官能团的变化。‎ 如果反应中已经给出了部分物质的结构简式，可对比这些物质的结构简式，确定未知物质的结构和反应过程。‎ ‎(3)看反应条件。‎ 观察反应过程的反应条件，可推断物质变化过程中可能发生的反应，以及反应类型。‎ ‎3．解题——正确解题的步骤 有机推断的过程完成后，分析题中问题，确定所要书写的有机物的结构、重要的反应等。解答时要注意规范书写有机物的结构简式，特别注意氢原子数的书写；正确书写有机物反应，注意不要漏掉水等。有些题目解答过程可能和析题过程交替进行，从而使解题过程不断深入，此外有些题目的问题中也蕴含着解题的信息，应注意合理运用。‎ ‎4．检查——正确解题的保证 最后要对照试题进行认真的检查核对，避免失误。‎ ‎[模型解题]‎ 应用已知信息第1个方程式即可推出A的结构 联系A的结构特点及条件信息，判断“A→B”的反应类型 观察流程碳架的变化，可推F中的部分来自E，再依据问题(2)的限制条件，“一种相同化学环境的氢”即可写出符合条件的E的同分异构体为 易错警示：酯化反应不要漏掉小分子“H2O”‎ 迁移应用下列变化：‎ 即可完成合成路线图的设计 ‎[标准答案]‎ ‎(1) 　碳碳双键、醛基 ‎(2)加成(或还原)反应　CH3COCH3‎ ‎(4)CH3CH2BrCH3CH2MgBrCH3CH2CH2CH2OH ‎【当堂指导】‎ 有机合成推断思维模式归纳 ‎[当堂应用]‎ ‎【应用】 (2017·北京理综，25))‎ 羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：‎ 已知：‎ RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋ R′OH(R、R′、R″代表烃基)‎ ‎(1)A属于芳香烃，其结构简式是_______________________________________。‎ B中所含的官能团是_________________________________________________。‎ ‎(2)C→D的反应类型是______________________________________________。‎ ‎(3)E属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程式：_________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(4)已知：2EF＋C2H5OH。F所含官能团有和________。‎ ‎(5)以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：‎ 解析　(1)根据A到B的条件，确定是硝化反应，B到C是硝基发生还原反应，都不影响碳原子数，所以A碳原子数为6，故A为苯；B的官能团为硝基；‎ ‎(2)根据D的分子式C6H6O2，不饱和度为4的芳香化合物，即苯环上有两个羟基的结构，而C中有两个氨基，故可以确定是氨基被羟基所取代，故为取代反应类型；‎ ‎(3)E是分子式为C4H8O2的酯类物质，仅以乙醇为有机原料制备得到，只能是乙醇发生连续氧化先制乙酸，然后发生酯化反应，制得乙酸乙酯；‎ ‎(4)2E到F属于陌生信息推导，直接推出F的准确结构有一定难度，但是根据断键方式，从2分子乙酸乙酯中脱出1分子乙醇，说明必须断开一个乙酸乙酯的碳氧单键，得到—OC2H5‎ ‎，到乙醇必须还有一个H，故另一个酯只需要断碳氢单键，剩余两部分拼接在一起，第一个乙酸乙酯保留羰基，第二个乙酸乙酯保留酯基，故答案为酯基；‎ ‎(5)D中有两个酚羟基，F中有羰基，故D与F第一步发生信息反应1－羰基与酚羟基邻位H加成，得到中间产物1；中间产物1的侧链必有醇羟基，根据最终产物，发现羟基发生消去反应，得到具有双键的中间产物2；中间产物2中侧链有酯基，与其邻位酚羟基发生信息反应2－酯交换，得到羟甲香豆素，并有一分子乙醇脱出。从而倒推出中间产物2结构为：；倒推出中间产物1的结构为：；从而D与F的结构也能确定。‎ 答案　(1) 　硝基 ‎(2)取代反应 ‎(3)①2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，‎ ‎②2CH3CHO＋O22CH3COOH，‎ ‎③CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O ‎(4) (酯基)‎ ‎(5)D为；F为；中间产物1为 ‎；中间产物2为。‎ ‎1．化合物H是合成新型杀虫剂茚虫威的中间体。H的一种合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)X所含官能团的名称是________________；Z转化成R的反应类型为________________。‎ ‎(2)Y的结构简式为__________________________________________。‎ ‎(3)Y分子中最多有________个原子共平面。‎ ‎(4)写出G生成H的化学方程式________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(5)T是H的同分异构体，T同时满足下列条件：‎ ‎①属于芳香化合物 ‎②1 mol T与足量银氨溶液反应，生成6 mol Ag ‎③在核磁共振氢谱上T分子有3个峰 写出T的一种结构简式为_____________________________________________。‎ ‎(6)参照上述流程，以为主要原料，设计合成路线制备(其他试剂自选)：___________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ 解析　(1)X所含官能团有氯原子、醛基。Z转化成R的反应类型是取代反应。(2)Y到Z发生加成反应，由Z的结构简式逆推，Y的结构简式为 ‎。(3)Y分子中含有苯环、碳碳双键和羧基，苯环和碳碳双键均为平面结构，通过旋转羧基中的碳氧单键，可以使羧基中的所有原子处于同一平面，故Y分子中所有原子均可能共平面，即Y分子中最多有19个原子共平面。(5)根据条件①和②知，T分子含有苯环和3个醛基；根据条件③知，T分子含有3种不同化学环境的氢原子，则满足条件的T的结构简式为。‎ 答案　(1)氯原子、醛基　取代反应 ‎(2) ‎ ‎(3)19‎ ‎(4)‎ ‎(5) (任写一种)‎ ‎(6)‎ ‎2．以甲苯为原料可以合成某种食用香料(有机物G)和某种治疗肺结核药物的有效成分(有机物PAS—Na)的路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)由B生成C的反应类型是_________________________________________。‎ ‎(2)肉桂酸中含氧官能团的名称是______________________________________。‎ ‎(3)写出由A生成B的化学方程式：___________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(4)质谱图显示试剂b的相对分子质量为58，分子中不含甲基，且为链状结构，写出肉桂酸与试剂b生成G的化学方程式：______________________________。‎ ‎ (5)当试剂d过量时，可以选用的试剂d是________(填字母序号)。‎ a．NaOH b．Na2CO3 c．NaHCO3‎ ‎(6)写出C与NaOH反应的化学方程式：_________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(7)在肉桂酸分子中碳碳双键催化加氢后得到化合物X(分子式为C9H10O2)，X有多种同分异构体，符合下列条件的有________种。‎ a．苯环上有两个取代基 b．能发生银镜反应 c．与Na作用有H2产生 答案　(1)氧化反应　(2)羧基 ‎(5)c ‎(7)18‎ ‎3．在有碱存在下卤代烃与醇反应生成醚(R—O—R′)：R—X＋R′—OHR—O—R′＋HX，化合物A经下列四步反应可得到常见溶剂四氢呋喃，反应框图如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)1 mol A和1 mol H2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇Y，Y中碳元素的质量分数约为65%，则A的分子式为________。‎ ‎(2)第①、②步反应类型分别为①________、②________。‎ ‎(3)化合物B具有的化学性质是________(填写字母代号)。‎ A．可发生氧化反应 B．强酸或强碱条件下均可发生消去反应 C．可发生酯化反应 D．催化条件下可发生加聚反应 ‎(4)写出C与氢氧化钠水溶液反应的化学方程式___________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(5)四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体有________种。‎ ‎(6)已知，根据提示的信息，模仿以下提示的流程图设计以苯酚为主要原料合成的路线，标明每一步的反应物及反应条件(有机物写结构简式，其他原料自选)。‎ 解析　Y为饱和一元醇，设其分子式为CnH2n＋2O，其中碳元素的质量分数为×100%＝65%，解得n＝4，即Y的分子式为C4H10O，1 mol A和1 mol H2恰好反应生成C4H10O，则A的分子式为C4H8O，且A能和Br2/CCl4反应，说明A分子中含有，由信息卤代烃与醇反应生成醚知，A中还含有—OH，结合四氢呋喃的结构简式，可知A为CH2===CHCH2CH2OH，则B为CH2BrCHBrCH2CH2OH，C为。(1)由上述分析可知，A的分子式为C4H8O。(2)反应①是加成反应，反应②是取代反应。(3)化合物B为CH2BrCHBrCH2CH2OH，含有—OH可以发生氧化反应、可以在强酸条件下发生消去反应、可以发生酯化反应，含有—Br可以在强碱条件下发生消去反应，A、B、C项正确；化合物B不能发生加聚反应，D项错误。(5)四氢呋喃链状醚类的同分异构体有：CH2===CHOCH2CH3、CH2===CHCH2OCH3、CH3CH===CHOCH3、CH2===C(CH3)OCH3，共4种。(6)以苯酚为主要原料合成的流程为：苯酚与氢气发生加成反应，生成环己醇，环己醇氧化生成环己酮，环己酮发生信息中反应生成，‎ 发生酯化反应得到。‎ 答案　(1)C4H8O　(2)加成反应　取代反应　(3)ABC ‎(4)‎ ‎(5)4‎ ‎4．有机物F是一种香料，可从柑橘类物质中提取，它的一种合成路线如下：‎ 已知：C能与碳酸氢钠溶液反应，D为一氯代烃，E的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种不同化学环境的氢原子。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)A中含有的官能团的名称为________，F的结构简式为____________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应①②③④⑤中属于取代反应的是_________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(3)C有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：____________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________(不考虑立体异构)。‎ ‎①含有苯环 ‎②与C具有相同的官能团 ‎(4)反应⑤的化学方程式为_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(5)若由A到C的过程中，将①的条件改为O2、Cu、加热，A经过两步氧化后能否得到C，并说明原因。______________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(6)以苯乙烯为原料，无机物任选，请设计合成的流程。‎ 示例如下：‎ ……‎ 解析　C能与碳酸氢钠溶液反应，说明C中含有羧基，则A→B→C的官能团变化是羟基→醛基→羧基，B为，‎ C为；C4H10有正丁烷和异丁烷两种同分异构体，D为一氯代烃，则E为一元醇，由“E的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种不同化学环境的氢原子”，可知E为(CH3)2CHCH2OH，逆推知C4H10为异丁烷。C与E发生酯化反应生成F。(6)由苯乙烯制取，比较二者结构可知，碳碳双键消失，出现羰基和羧基两个新的官能团，所以首先苯乙烯与卤素单质加成，然后水解得到二元醇，再将产物氧化得到羰基和醛基，最后进一步氧化得到目标产物。‎ 答案　(1)碳碳双键、羟基 ‎(2)③④⑤‎ ‎(5)不能，因A中含有碳碳双键，用O2氧化羟基时，可能同时会将碳碳双键氧化 ‎5．(2017·天津理综，8)2－氨基－3－氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）分子中不同化学环境的氢原子共有　　　　种，共面原子数目最多为　　　　。‎ ‎（2）B的名称为　　　　　　　　。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式　　　　　　　　。‎ a．苯环上只有两个取代基且互为邻位 b．既能发生银镜反应又能发生水解反应 ‎（3）该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是 ‎___________________________________________________________________。‎ ‎（4）写出⑥的化学反应方程式：_______________________________________‎ ‎___________________________________________________________________，‎ 该步反应的主要目的是　　　　　　　　。‎ ‎（5）写出⑧的反应试剂和条件：_____________________________________；‎ F中含氧官能团的名称为　　　　。‎ ‎（6）在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。‎ 解析　（1）甲苯（）分子中不同化学环境的氢原子共有4种，由苯和甲基的空间构型可推断甲苯分子中共面原子数目最多为13个。（2）B（）的名称为邻硝基甲苯（或2－硝基甲苯）； B同分异构体中能发生银镜反应可推知含有醛基或甲酸酯基，还能发生水解反应可推知含有酯基或者肽键，并且苯环上只有两个取代基且互为邻位，再根据B的分子式，符合条件的B的同分异构体的结构简式为：和。（3）由①②③三步反应制取B的信息可知，若甲苯直接硝化，甲苯中甲基的邻位和对位均可发生硝化反应，有副产物生成。（4）由题意 可知C为邻氨苯甲酸（），⑥为C（）与反应生成的反应，所以⑥为取代反应，故该反应的方程式为：；又因产物F（）中含有氨基，所以可推知，⑥的目的是保护氨基，防止在后续反应中被氧化。（5）由D（）和F（）的结构简式可推知E中含有氯原子，苯环上引入氯原子的方法是在Fe或FeCl3作催化剂的条件下与Cl2发生取代反应；F（）的含氧官能团为羧基。（6）由题意9的反应提示，以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程为：‎ 答案　（1）4　13‎ ‎（2）2－硝基甲苯或邻硝基甲苯　‎ ‎（3）避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代（或减少副产物，或占位）‎ ‎（4）＋HCl　保护氨基 ‎（5）Cl2/FeCl3（或Cl2/Fe）　羧基 ‎6．（2017·江苏化学，17）化合物H是一种用于合成γ－分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下：‎ ‎（1）C中的含氧官能团名称为　　　　和　　　　。‎ ‎（2）D→E的反应类型为　　　　。‎ ‎（3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：　　　　。‎ ‎①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；②能发生水解反应，水解产物之一是α－氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。‎ ‎（4）G的分子式为C12H14N2O2，经氧化得到H，写出G的结构简式：　　　　。‎ ‎（5）已知：（R代表烃基，R′代表烃基或H）‎ 请写出以、和（CH3）2SO4为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。‎ 解析　（2）对比D、E结构可知D中N原子上的H原子被－CH2COCH3取代，同时还有HBr生成。（3）水解产物之一是α－氨基酸，说明水解产物中含有结构，能水解，说明含有酯基，即有结构。结合含有一个手性碳原子和另一水解产物只有2种不同环境的氢，若左端连在苯环上有：，另一水解产物为CH3OH，符合条件；若右端连在苯环上有：，另一水解产物为，符合条件。（4）对比F、G的结构，结合反应类型“氧化”，可知F中—CH2OH被MnO2氧化为—CHO，G为。（5）对比原料和产品之间的不同，可知酚—OH→CH3O—，利用A→B的反应；将两种原料连结，利用D→E的反应条件，因此—NO2要被还原为—NH2，与HBr反应生成。因为题给信息—NH2可以和（CH3）2SO4反应，因此，先将酚—OH与（CH3）2SO4反应，再将—NO2还原为—NH2。‎ 答案　（1）醚键　酯基　（2）取代反应 ‎（4）‎ ‎（5）‎