独家高考化学一轮讲练析学案有机合成与推断

独家高考化学一轮讲练析学案有机合成与推断

‎2011年高考化学一轮讲练析精品学案 第34讲 有机合成与推断 考点解读 1、 认识有机合成对人类的重大影响。‎ 2、 认识烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的相互联系。‎ 3、 举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。‎ 基础过关 第1课时 有机合成 一、有机化合物合成 ‎1、有机合成是指以单质、无机化合物以及易得到的有机物（一般是四个碳以下的有机物、石油化工生产容易得到的烯烃、芳香烃等化合物）为原料，用化学方法制备较复杂的有机化合物。‎ ‎2、有机化合物合成的准备知识 ‎（1）熟悉烃类物质（乙烯、乙炔、1，3—丁二烯、苯、甲苯等），烃的衍生物（卤代烃、乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氨基酸、乙二醇等）、淀粉、纤维素等有机物的重要化学性质。‎ ‎（2）熟悉取代、加成、消去、酯化、水解、氧化、加聚等重要有机反应类型。‎ ‎（3）熟悉烃和烃的衍生物的相互转化关系 ‎3、有机化合物合成流程的示意图 明确目标化合物的结构 设计合成路线 合成目标化合物 对样品进行结构测定试验其性质或功能 二、有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入和消除 ‎1、碳骨架的构建：构建碳骨架是合成有机物的重要任务，包括在有机原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链、成环或开环等。‎ ‎（1）增长碳链的方法：常见有加聚、缩聚、酯化反应等，另外卤代烃与NaCN在乙醇溶液的取代反应，溴乙烷和丙炔钠的反应等 ‎ H+‎ 液氨 ‎①CH3CH2Br + NaCN CH3CH2CN + NaBr ‎ CH3CH2CN + 2H2O CH3CH2COOH + NH3 ‎ ‎②CH‎3C CH + 2Na 2CH‎3C CNa + H2 ‎ CH3CH2Br+NaCN + CH‎3C CNa CH3CH‎2C CCH3 + NaBr ‎ ‎（2）减短碳链的方法：烯烃、炔烃的部分氧化反应是减短碳链的有效途径，苯的同系物氧化成苯甲酸，羧酸或羧酸盐脱羧反应也使碳链减短。‎ ‎ CH3COONa + NaOH CH4↑+ Na2CO3 ‎ ‎2、官能团的引入 催化剂 加热加压 ‎（1）引入羟基：乙烯和水的加成反应，卤代烃的水解反应，醛酮的加H2，此外，酯的水解，葡萄糖的分解反应，醛的部分氧化成羧酸、磺化反应中引入的-SO3H中也含的羟基等。‎ CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH ‎ NaOH H+‎ CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + HBr 催化剂 CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH C6H12O6(葡萄糖) 2CH3CH2OH + 2CO2↑ ‎ 催化剂 加热加压 催化剂 ‎—Br ‎（2）引入卤原子：烯炔和卤素、卤化氢的加成，烷烃、苯及其同系物、醇的取代等。‎ CH2 = CH2 + HCl CH3CH2Cl CH2 = CH2 + Br2 CH2BrCH2Br CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O ‎ ‎+ Br2 +HBr 催化剂 加热 ‎（3）引入双键：炔烃的不完全加成，醇和卤代烃的消去等。‎ CH CH + H2 CH2 = CH2 ‎ NaOH/醇 加热 CH3CH2Br CH2 = CH2 ↑+ HBr ‎（4）其他有生成醛、酮：烯与水的催化氧化，醇的催化氧化等。‎ ‎3、官能团的消除 ‎（1）不饱和键：烯烃等加成、加聚反应 ‎（2）羟基：消去生成不饱和烃，催化氧化生成醛，与氢卤酸的取代，与酸的酯化反应，分子间脱水反应等 ‎（3）卤原子：水解和消去反应等 三、有机合成题的分类 ‎1、设计有机合成的路线 ‎（1）顺推法：从确定的原料分子开始，比较原料分子和目标分子在结构上的异同，特别是官能团和碳骨架的差别，设计由原料分子转向目标分子的合成路线。‎ ‎（2）逆推法：从产物逆推出原料，设计合理的合成路线。‎ ‎2、有机合成题的分类 ‎（1）给出原料合成物质，要求写出各步化学方程式和相应的基本反应类型。‎ ‎（2）给出所得物质的合成路线，要求填写物质和相应的基本反应类型。‎ 解题的关键是要熟悉有机物的化学性质，有机物间的相互关系，以及有关化学反应方程式。‎ 典型例题 ‎【例1】（2010全国卷1，30）（15分）有机化合物A~H的转换关系如下所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）链烃A有南链且只有一个官能团，其相对分子质量在65~75之间，1 mol A完全燃烧消耗7 mol氧气，则A的结构简式是 ，名称是 ；‎ ‎（2）在特定催化剂作用下，A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式是 ；‎ ‎（3）G与金属钠反应能放出气体，由G转化为H的化学方程式是 ；‎ ‎（4）①的反应类型是 ；③的反应类型是 ；‎ ‎（5）链烃B是A的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊为烷，写出B所有可能的结构简式 ‎（6）C也是A的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种（不考虑立体异构，则C的结构简式为 。‎ ‎【解析】（1）由H判断G中有5个碳，进而A中5个C，再看A能与H2加成，能与Br2加成，说明A中不饱和度至少为2，又据A1mol燃烧，消耗7molO2,故A分子式为：C5H8,再据题意A中只有一个官能团，且含有支链，可以确定A的结构简式如下：（CH3）2CHCCH，命名：3-甲基-1-丁炔（炔烃的命名超纲）；‎ ‎（2）（CH3）2CHCCH与等物质的量的H2完全加成后得到E：（CH3）2CHCH=CH2,E再与Br2加成的反应就很好写了，见答案(2)；‎ H2SO4(浓)‎ ‎△‎ ‎（3）二元醇和二元酸发生酯化反应，注意生成的水不能掉了！反应条件用应该也可以，或者用 应该也可以，见答案 ‎(4)反应类型略 ‎（5）难度增大，考查了共轭二烯烃的共面问题，超纲！注意有的同学写CH2=CH-CH2-CH=CH2是不符合一定共面这个条件的，球棍模型为：；CH3CH=CH-CH=CH2（存在顺反异构）是共轭二烯烃，中间单键不能旋转可以满足；CH3CH2CCCH3可以满足，三键周围的四个碳原子是在同一条直线的，那另外那个碳原子无论在哪个位置都是和这4个碳共面的，因为（因为：一条直线和直线外一点确定一个平面）‎ ‎（6）难度更大，超出一般考生的想象范围，其实在早几年的全国化学竞赛试题里已经考过，要抓住不饱和度为2，，一个三键不能满足1氯代物只有一种，同样两个双键也不能满足，一个环，一个双键也不能满足，逼得你想到两个环，5个碳只能是两个环共一个碳了！‎ ‎【答案】‎ ‎【命题意图】考查有机物的转化关系，结构—官能团—性质，这条主线一直是高考的主干题型，今年的题目试图烃和烃的衍生物连续起来考查官能团的转化关系，涉及到具体的知识点有：通过计算确定分子式和结构简式，并对其命名；三键的加成，双键的加成，卤代烃的水解，二元醇与二元酸的酯化；方程式的书写，反应类型的书写，同分异构体的判断与书写。‎ ‎【点评】继续延续2009年的题型，将烃和烃的衍生物联系起来考查，考了多年未考的炔烃结构简式及其命题（命名是超纲的，与2009年卤代烃的命名一样），（1）~（4）一般考生能顺利完成，（5）难度增大，其中二烯烃的书写，并且要写共面的共轭二烯烃，这实在是能力要求太高，超出教学大纲的要求了，说明命题人不熟悉高中化学课本，这给以后的教学带来误导，给学生增加负担！（6）书写同分异构体要求更是离谱，明显这是竞赛题的要求，而且是前些年竞赛的原题，根本不是高考要求！这里的区分度“很好”，对于参加过化学竞赛辅导的学生很容易做出，而对于其他未参加辅导的同学就显得很不公平了！难道命题人到了江郎才尽，非得借助于竞赛题来命制高考题吗？同分异构体的书写是该加强，但是不能太离谱！不能将高考与竞赛混为一谈，两者虽相通，但是能力要求差别很大，大纲各不相同！‎ ‎【例2】（2010天津卷，8）（18分）‎ Ⅰ．已知：R－CH＝CH－O－R′ R－CH2CHO + R′OH ‎ ‎（烃基烯基醚）‎ 烃基烯基醚A的相对分子质量（M r）为176，分子中碳氢原子数目比为3∶4 。与A相关的反应如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎⑴ A的分子式为_________________。‎ ‎⑵ B的名称是___________________；A的结构简式为________________________。‎ ‎⑶ 写出C → D反应的化学方程式：_______________________________________。‎ ‎⑷ 写出两种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：‎ ‎_________________________、________________________。‎ ‎① 属于芳香醛；‎ ‎② 苯环上有两种不同环境的氢原子。‎ Ⅱ．由E转化为对甲基苯乙炔（）的一条路线如下：‎ ‎⑸ 写出G的结构简式：____________________________________。‎ ‎⑹ 写出① ~ ④步反应所加试剂、反应条件和 ① ~ ③ 步反应类型：‎ 序号 所加试剂及反应条件 反应类型 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎——‎ 解析：(1) (2)由B可催化氧化成醛和相对分子质量为60可知，B为正丙醇；由B、E结合题给信息，逆推可知A的结构简式为：‎ ‎ 。‎ ‎(3)C→D发生的是银镜反应，反应方程式为：‎ ‎(4)符合苯环上有两种不同环境H原子的结构对称程度应较高，有：‎ ‎。‎ ‎(5)(6)生成含有碳碳三键的物质，一般应采取卤代烃的消去反应，故第①步是醛加成为醇，第②步是醇消去成烯烃，第③步是与Br2加成，第④步是卤代烃的消去。‎ 答案：‎ ‎(1)C12H16O ‎(2) 正丙醇或1—丙醇 ‎ ‎(3) ‎ ‎(4) ‎ ‎(5) ‎ ‎(6) ‎ 序号 所加试剂及反应条件 反映类型 ‎①‎ ‎，催化剂（或），‎ 还原（或加成）反应 ‎②‎ 浓,‎ 消去反应 ‎③‎ ‎（或）‎ 加成反应 ‎④‎ ‎ ‎ 命题立意：典型的有机推断、有机合成综合性试题，全面考查了有机分子式和结构简式的推导，结构简式和化学方程式的书写，同分异构体的判断与书写，有机合成，和有机信息的理解与应用。全面考查了学生思维能力、分析问题和解决问题的能力。‎ ‎【例3】（2010广东理综卷，30）（16分）固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。CO2与化合物Ⅰ反应生成化合物Ⅱ，与化合物Ⅲ反应生成化合物Ⅳ，如反应 ‎①和②所示（其他试剂、产物及反应条件均省略）。‎ ‎(1)化合物Ⅰ的分子式为______，1 mol该物质完全燃烧需消耗_______mol O2 。‎ ‎(2)由通过消去反应制备Ⅰ的化学方程式为________(注明反应条件)。‎ ‎(3)Ⅱ与过量C2H5OH在酸催化下发生酯化反应，生成的有机物的结构简式为________。‎ ‎(4)在一定条件下，化合物V能与CO2发生类似反应②的反应，生成两种化合物（互为同分 异构体），请写出其中任意一种化合物的结构简式：________。‎ ‎(5)与CO2类似，CO也能被固定和利用。在一定条件下，CO、和H2三者发生反 应（苯环不参与反应），生成化合物Ⅵ和Ⅶ，其分子式均为C9H8O，且都能发生银镜反应．下 列关于Ⅵ和Ⅶ的说法正确的有________（双选，填字母）。‎ A．都属于芳香烃衍生物 B．都能使溴的四氯化碳溶液褪色 C．都能与Na反应放出H2 D． 1 molⅥ或Ⅶ最多能与4 mol H2发生加成反应 解析：(1) Ⅰ的分子式为C8H8，耗氧为(8+8/4)mol=10mol。‎ ‎(2)根据卤代烃在NaOH、醇溶液作用下可发生消去反应，可写出方程式为：‎ ‎(3)根据酯化反应原理，可知生成的酯的结构为。‎ ‎(4)反应②可以理解为加成反应，O＝C＝O断开一个碳氧键，有机物也断开碳氧键加成。由此可类比化合物V的两种产物为。‎ 例1.可在有机物中引进羟基的反应类型可能有：①取代、②加成、③消去、④酯化、⑤氧化、⑥还原，其中正确的是 A．①②③ B．①④⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．①②③⑥‎ ‎[解析] 乙烯和水的加成反应，卤代烃的水解反应，醛酮的加H2，此外，酯的水解，葡萄糖的分解反应，醛的部分氧化成羧酸（可以看成有羟基）、磺化反应中引入的-SO3H中也含的羟基等。答案选C。‎ ‎【例4】乙二醇是一种重要的化工原料，工业上用乙醇为原料经过三步反应来制取，在下图方框内填入相应有机物的结构简式，在括号中填入反应物或反应条件。‎ ‎ ‎ ‎[解析] 根据逆推法，产物分子与原料乙醇比较，碳骨架没有变化，而羟基由一个变为两个碳原子都有一个羟基，在卤代烃水解反应中，一个卤素原子水解可以得到一个羟基，即可逆推出每步的中间产物。答案如下：‎ COOH ‎【例5】“芬必得”是一种目前很受欢迎的解热、镇痛及抗菌类药物的商品名，其主要成分是化合物对-异丁基-α-甲基苯乙酸 ‎ ‎ CH3 CH3 O ‎ CH3—CH—CH2— —CH—C—OH ‎ ‎ ‎ 药名为布洛芬（Brufeum），有多种合成路线。下 面是合成布洛芬的一种路线：‎ ‎—R 催化剂 ‎+ RCl ‎+ HCl 已知：‎ O CN COOH ‎1‎ 催化剂 反应Ⅰ 反应Ⅱ H2(1mol)‎ Ni ‎2‎ HCl ZnCl2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎△‎ ‎+ NH4Cl 反应Ⅲ 反应Ⅳ 反应Ⅴ ‎（1）请写出方框内化合物的结构简式（有机物）和分子式（无机物）：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎（2）请指出反应Ⅰ~Ⅴ的反应类型：（请在“加成、消去、取代、氧化、还原”中选择）‎ Ⅰ： ，Ⅱ： ，Ⅲ： ，Ⅳ： ，Ⅴ： 。‎ ‎ O CH3— C—Cl ‎[解析]根据题目所给苯环与卤代烃的取代反应的信息，可以推断加入的试剂1含有卤 素原子和羰基，结合反应前后有机物结构的特点，即为 ；从反应Ⅴ反应前后有机物组成分析，得出加入试剂 5的组成元素5个H、2个O、1个Cl，应为无机试剂，从即为H2O和HCl。‎ ‎ 推断合成有机物的中间产物2、3及反应所需加入试剂4是本题的难点。用逆推法，比较反应Ⅰ的产物和反应Ⅳ的产物，官能团是羰基转变为CN，增加一个碳原子，则反应Ⅳ是卤化物与NaCN；中间产物2与HCl反应生成3‎ 是引入一个氯原子的反应，可以是碳碳双键的加成、醇的取代反应，结合反应Ⅱ羰基与H2的加成，即可推断各物质的结构。‎ 答案为 ‎5‎ HCl + H2O ‎1‎ ‎ O CH3— C—Cl ‎ O ‎（或CH3— C—Br）‎ ‎2‎ OH ‎3‎ Cl ‎4‎ NaCN（或KCN）‎ ‎（1）‎ ‎ （2）Ⅰ：取代，Ⅱ：加成或还原，Ⅲ：取代，Ⅳ：取代，Ⅴ：取代 ‎【例6】已知水解聚马来酸酐（HPMA）普遍用于锅炉用水中作阻垢剂。按下列图步骤可以从不饱和烃A合成HPMA。‎ NaOH ‎△‎ RX + H2O ROH + HX ，RCH2CH2X RCH = CH2 + HX NaOH、乙醇 ‎△‎ 已知：‎ 水解 J NaOH溶液 ‎△ ②‎ ‎+ Br2‎ ‎1:1 ①‎ A HO—CH2—CH2—CH —CH2OH ‎ Cl 分子内脱水 ‎⑦‎ B C HCl催化剂 ‎③‎ 氧化 ‎④‎ F NaOH、乙醇 ‎⑤‎ G H+‎ ‎⑥‎ H I ‎⑧‎ HPMA ‎（1）写出下列物质结构简式：A ，C 。‎ ‎（2）反应①属于 反应，反应②属于 反应。（填反应类型）‎ ‎（3）写出下列反应的化学方程式：‎ ‎② ；‎ ‎⑤ ；‎ ‎⑧ 。‎ ‎（4）在上述合成路线中，有人提议略去③④⑤⑥，由C直接制H而使实验简化，请你评论此建议是否合理 ，理由， 。‎ ‎[解析] 根据中间产物HO—CH2—CH2—CH —CH2OH及反应条件逆推反应原料A为1，3—丁 C l 二烯；同理根据反应条件顺推出产物。‎ 答案（1），‎ ‎（2）加成反应、取代反应 ‎（3）‎ ‎—，‎ nHC = CH C C O O O ‎[HC — CH]n O C C O O Cl ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（4）不合理； 在氧化过程中，碳碳双键可被氧化。‎ ‎ [点评] 本题既考查根据已知中间产物的结构及反应条件推断反应原料和产物的题型，又考查了有机合成中官能团的保护问题。在有机合成中，多种官能团之间相互影响或受到反应的影响，分子中已有的官能团或者被破坏，或者首先发生了反应，造成制备过程的困难甚至失败，需要将有些已经存在的官能团，用恰当的方法保护，达到合成的目的。‎ 基础过关 第2课时 有机综合推断 一、研究有机化合物的方法和步骤 ‎1、研究有机化合物要经过以下几个步骤:‎ 定量分析 粗产品 定性分析 分离提纯 结构分析 测定分子量 确定组成元素 除杂质 质量分析 结构式 分子式 实验式或最简式 ‎2、元素分析：定性分析——有机物的组成元素分析；定量分析——分子内各元素原子的质量分数 分析方法：李比希氧化产物吸收法；现代元素分析法 ‎3、相对分子质量的测定——质谱法 原理：用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子，在磁场的作用下，由于它们的相对质量不同而使其到达检测器的时间也先后不同，其结果被记录为质谱图 注：相对丰度：以图中最强的离子峰（基峰）高为100﹪，其它峰的峰高则用相对于基峰的百分数表示。‎ ‎4、分子结构的鉴定 可用的方法: 红外光谱; 核磁共振氢谱;X-射线晶体衍射技术 ‎（1）红外光谱：在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，当用红外线照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。‎ ‎（2）核磁共振氢谱：氢原子核具有磁性，如用电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在图谱上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称作化学位移;而且吸收峰的面积与氢原子数成正比. ‎ 注：确定有机化合物结构一般过程归纳如下：‎ 二、有机合成 有机合成是高考试题中的一种重要题型，它要求学生能用给定的原料制取各种有机物。有机合成的实质是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短，或在碳链引入、调换各种官能团，以得到不同类型、不同性质的有机物。某些较复杂的有机化合物，不能通过简单的一步反应来制备，往往要经过多步，甚至采取迂回的方法才能合成。因此，在解有机合成题时，需掌握一定的方法和思维程序。主要的思维方法有：‎ 逆合成法：此法是利用逆向思维的原理，采取反向推导的思维方法。首先确定所要合成有机物的类别，然后再考虑这一有机物如何从另一有机物经一步反应而制得。如果甲不是已知原料，则又进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直往前推导到被允许使用的原料为止。‎ 逆合成法一般是解答有机合成题的捷径。其思维程序可概括如下：‎ 正向合成法：此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料——中间产物——产品。 　　综合比较法：即从可能的几种途径中选择最佳途径。它指的是用最少的反应步骤以获取成本低、产率高、易提纯的生成物。还要考虑反应条件、原料的利用率，生成物的纯度等。‎ 三、有机合成与推断基础知识网络：‎ ‎1．不饱和键数目的确定：‎ ‎① 1mol有机物加成1molH2（或Br2）含有一个双键；‎ ‎② 加成2molH2（或Br2）含有一个叁键或两个双键；‎ ‎③ 加成3molH2含有三个双键或一个苯环。或者一个双键和一个叁键。‎ ‎④ 一个双键相当于一个环。‎ ‎2、符合一定碳氢比（物质的量比）的有机物：‎ C：H=1：1的有乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。‎ C：H=1：2的有甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃。    3、有特殊性的有机物归纳：   ① 含氢量最高的有机物是：CH4；   ② 一定质量的有机物燃烧，消耗量最大的是：CH4；   ③ 完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是：环烷烃、饱和一元醛、酸、酯（通式 符号CnH2nOx的物质，X=0，1，2，……）    ④ 使FeCl3溶液显特殊颜色的是：酚类化合物；    ⑤ 能水解的是：酯、卤代烃、糖类（单糖除外）、肽类（包括蛋白质）；    ⑥ 含有羟基的是：醇、酚、羧酸（能发生酯化反应，有些可与Na作用生成H2；    ⑦ 能与NaHCO3作用成CO2的是：羧酸类；    ⑧ 能与NaOH发生反应的是：羧酸和酚类。    4、重要的有机反应规律：   ①双键的加成和加聚：双键断裂成单键，加上其它原子或原子团或断开键相互连成链。   ②醇的消去反应：总是消去与羟基所在碳原子相邻的碳原子（β－C）上的氢原子（β－H）上，若没有相邻的碳原子（如CH3OH）或相邻的碳原子上没有氢原子【如（CH3）3CCH2OH】的醇不能发生反应。    ③ 醇的催化氧化反应：和羟基相连的碳原子上若有二个或三个氢原子（ α-H )，被氧化成醛；若有一个氢原子被氧化成酮；若没有氢原子( ‎ α-H)，一般不会被氧化。    ④ 酯的成分和水解及肽键的生成和水解：    R1—CO—|OH+H|18O—R2 →R1—CO—18O—R2+H2O；    R1—CH（NH2）—CO—|18OH+H—|NH—CH（R2）COOH→R1—CH（NH2）—CO—NH—CH（R2）COOH+H2（18）O（|为断键处）    ⑤ 有机物成环反应：(1)二元醇脱水，(2)羟基的分子内或分子间的酯化，(3)氨基的脱水。(4)二元羟基酸脱水 典型例题 ‎【例1】（2010山东卷，33）（8分）【化学——有机化学基础】K^S*5U.C#O%下 利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下图：‎ 根据上述信息回答：‎ ‎（1）D不与NaHC溶液反应，D中官能团的名称是______，BC的反应类型是____。‎ ‎（2）写出A生成B和E的化学反应方程式______。K^S*5U.C#O%下 ‎（3）A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下I和J分别生产，鉴别I和J的试剂为_____。‎ ‎（4）A的另一种同分异构体K用于合成高分子材料，K可由制得，写出K在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式_______________‎ 解析：由可知，为，发生取代反应生成醚；则为（官能团是醛基），与足量银氨溶液反应生成，再与反应生成，由结合信息逆推可知H为，因为第一步加入的是溶液，故是酚钠生成酚，是羧酸钠生成羧酸，是硝化反应，故A的结构简式为：，由 逆推得I和J结构分别是: ,一种是醇，另一种是酚，故可氯化铁或溴水的鉴别，要生成聚合物，必须两个官能团都发生反应，应发生缩聚反应，故高聚物为。‎ 答案：（1）醛基 取代反应 ‎（2）‎ ‎（3）或溴水 ‎（4）‎ ‎【例2】（2010安徽卷，26）（17分）‎ F是新型降压药替米沙坦的中间体，可由下列路线合成：‎ ‎ （1）AB的反应类型是 ，DE的反应类型是 ，EF的反应类型是 。‎ ‎ （2）写出满足下列条件的B的所有同分异构体 （写结构式）。‎ ‎ ①含有苯环 ②含有酯基 ③能与新制Cu(OH)2反应 ‎ （3）C中含有的它能团名称是 。已知固体C在加热条件下可深于甲醇，下列CD的有关说法正确的是 。‎ ‎ a.使用过量的甲醇，是为了提高B的产 b.浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑 ‎ c.甲醇即是反 物，又是溶剂 d.D的化学式为C2H2NO4‎ ‎ （4）E的同分异构苯丙氨酸经 合反应形成的高聚物是 （写结构简式）。‎ ‎ （5）已知；在一定条件下可水解为 ‎， F在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是 。‎ 答案：（1）氧化 还原 取代 ‎（2）‎ ‎（3）硝基 羧基 acd ‎ ‎（4）‎ ‎(5)‎ 解析：根据前后关系推出BC结构简式即可 ‎【例3】（2010福建卷）从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分：‎ ‎（1）甲中含氧官能团的名称为 。‎ ‎（2）由甲转化为乙需经下列过程（已略去各步反应的无关产物，下同）：‎ 其中反应Ⅰ的反应类型为 ，反应Ⅱ的化学方程式为 （注明反应条件）。‎ ‎(3)已知：‎ ‎ ‎ 由乙制丙的一种合成路线图如下（A~F均为有机物，图中Mr表示相对分子质量）：‎ ‎①下列物质不能与C反应的是 （选填序号）‎ a． 金属钠 b． c． 溶液 d． 乙酸 ‎②写出F的结构简式 。‎ ‎③D有多种同分异构体，任写其中一种能同时满足下列条件的异构体结构简式 。‎ a． 苯环上连接着三种不同官能团 b． 能发生银镜反应 ‎ c．能与发生加成反应 d。遇溶液显示特征颜色 ‎④综上分析，丙的结构简式为 。‎ ‎【解析】答案：‎ ‎（1）很明显甲中含氧官能团的名称为羟基OH；‎ ‎（2）甲在一定条件下双键断开变单键，应该发生加成反应；‎ 催化氧化生成Y为；Y在强氧化钠的醇溶液中发生消去反应。‎ （1） ‎①C的结构简式为，不能与碳酸钠反应 ‎②F通过E缩聚反应生成 ‎③D能发生银镜反应，含有醛基，能与发生加成反应，说明含有不饱和双键；遇溶液显示特征颜色，属于酚。综合一下可以写出D的结构简式 ‎④丙是C和D通过酯化反应得到的产物，有上面得出C和D的结构简式，可以得到丙的式子 ‎【例4】（2010福建卷，28）（14分）最近科学家获得了一种稳定性好、抗氧化能力强的活性化合物，其结构如下：‎ ‎ ‎ ‎ A B 在研究其性能的过程中，发现结构片段X对化合物A的性能有重要作用。为了研究X的结构，将化合物A在一定条件下水解只得到B和C。经元素分析及相对分子质量测定，确定C的分子式为C7H6O3，C遇FeCl3水溶液显紫色，与NaHCO3溶液反应有CO2产生。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）化合物B能发生下列哪些类型的反应 。‎ A. 取代反应 B.加成反应 C. 缩聚反应 D.氧化反应 ‎（2）写出化合物C所有可能的结构简式 。‎ ‎（3）化合物C能经下列反应得到G（分子式为C8H6O2，分子内含有五元环）；‎ ‎ ‎ ‎①确认化合物C的结构简式为 。‎ ‎②FG反应的化学方程式为 。‎ ‎③化合物E有多种同分异构体，核磁共振谱图表明，其中某些同分异构体含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢，写出这些同分异构体中任意三种的结构简式 。‎ 试题解析：‎ 题给信息：1、A→B+C，根据A与B的结构的区别，此反应为酯的水解反应，A含羟基则C含羧基。2、C的分子式为C7H6O3，缺氢分析（16-6）/2=5,结构中含有苯环和羧基。3、C遇FeCl3水溶液显紫色，与NaHCO3溶液反应有CO2产生。根据2、3可以判断C的结构中韩苯环、酚羟基、羧基。‎ 各小题分析：（1）化合物B含碳碳双键和醇羟基，而且是伯醇羟基。所以只有缩聚反应不能发生。答案：ABD。‎ ‎（2）C所有可能的结构简式为：‎ ‎（3）‎ ‎①‎ C: → D: →E: →F: →G:‎ ‎①的答案为 ‎②FG反应的化学方程式为：‎ ‎③‎ 教与学提示：‎ 有机合成推断是近几年必考的题型。进行缺氢的定量分析可以准确判断分子结构中存在的不饱和键可能存在形式。要能顺利解题必须对有机物官能团的性质非常熟悉。要研究和分析题给的信息，在适当时机选择使用题给信息。此种题型对于学生熟练和深入掌握有机化学基础知识有重要意义。在教学中要进行较长时间，较多题型的专项训练。比如官能团改变的、碳链加长或缩短的、成环的或开环的等等。‎ ‎【例5】（2010上海卷，29）粘合剂M的合成路线如下图所示：‎ 完成下列填空：‎ ‎1）写出A和B的结构简式。‎ A B ‎ ‎2）写出反应类型。反应⑥ 反应⑦ ‎ ‎3）写出反应条件。反应② 反应⑤ ‎ ‎4）反应③和⑤的目的是 。‎ ‎5）C的具有相同官能团的同分异构体共有 种。‎ ‎6）写出D在碱性条件下水的反应方程式。‎ ‎ ‎ 答案：1）A：CH3CH=CH2；B：CH2=CHCH2Cl（CH2=CHCH2Br）；2）反应⑥：酯化反应；反应⑦：加聚反应；3）反应②：NaOH/H2O，加热；反应⑤NaOH/C2H5OH，加热；4）保护碳碳双键；5）4种；6）。‎ 解析：此题考查了有机合成知识。1）根据合成路线图，A为C3H6和后续反应，其为丙烯；A转化为B后，B可以继续生成CH2=CHCH2OH，说明B是卤代烃；2）根据路线图中的变化，可知反应⑥是酯化反应；反应⑦是加聚反应；3）反应②是卤代烃水解，其反应条件为：NaOH/H2O，加热；反应⑤的条件是：NaOH/C2H5OH，加热；4）反应过程中③和⑤的目的是保护碳碳双键；5）C是CH2=CH-COOCH3，其含有相同官能团的同分异构体有4种；6）D在碱性条件下水解得到：。‎ 技巧点拨：解答有机合成题时：首先要判断待合成有机物的类别、带有何种官能团，然后结合所学知识或题给新信息，分析得出官能团的引入、转换、保护或消去的方法，找出合成该有机物的关键和题眼。‎ ‎①顺推法：研究原料分子的性质，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向待合成的有机化合物。‎ ‎②逆推法：从目标分子入手，分析目标有机物的结构特点，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，再设计出合理的线路。‎ ‎③综合法:既从原料分子进行正推，也从目标分子进行逆推法，同时通过中间产物衔接两种方法得出最佳途径的方法。‎ ‎【例6】（2010江苏卷，19） (14分)阿立哌唑(A)是一种新的抗精神分裂症药物，可由化合物B、C、D在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。‎ ‎ (1)E的结构简式为 。‎ ‎ (2)由C、D生成化合物F的反应类型是 。‎ ‎ (3)合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G，G的结构简式为 。‎ ‎ (4)H属于氨基酸，与B的水解产物互为同分异构体。H能与溶液发生显色反应，且苯环上的一氯代物只有2种。写出两种满足上述条件的H的结构简式： 。‎ ‎ (5)已知：，写出由C制备化合物的合成路 线流程图（无机试剂任选）。合成路线流程图示例如下：‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）取代反应 ‎【解析】本题是一道综合性的有机物合成题，本题主要考察的是结构简式、同分异构体的书写、有机反应类型和根据条件进行有机合成，同时也要关注重要官能团的性质。‎ ‎（1）比较容易，就是羟基上的B和Br进行取代，可知其结构为 ‎（2）同样通过F的结构式分析可知由C、D合成化合物F仍然是卤素原子与H的取代反应 ‎（3）通过对其相对分质量的分析可知，出来发生取代反应外，又发生了消去反应，故其结构为；‎ ‎（4）综上分析可知，在H分子结构中，有苯环、氨基、羧基、羟基，由此不难得出其分子结构为和；‎ ‎（5）关注官能团种类的改变，搞清反应机理。‎ ‎【备考提示】解答有机推断题时，我们应首先认真审题，分析题意，分离出已知条件和推断内容，弄清被推断物和其他有机物的关系，以特征点作为解题突破口，结合信息和相关知识进行推理，排除干扰，作出正确推断，一般可采取的方法有：顺推法（以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论）、逆推法（以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论）、多法结合推断（综合应用顺推法和逆推法）等。‎ ‎【例7】（2010四川理综卷，28）（13）已知：‎ 以乙炔为原料，通过下图所示步骤能合成有机中间体E（转化过程中的反应条件及部分产物已略去）。‎ 其中，A,B,C,D分别代表一种有机物，B的化学式为C4H10O2，分子中无甲基。‎ 请回答下列问题：‎ （1） A生成B的化学反应类型是____________________________。‎ （2） 写出生成A的化学反应方程式_________________________________________。‎ （3） B在浓硫酸催化下加热，可生成多种有机产物。写出2种相对分子质量比A小的有机产物的结构简式:_________________、__________________。‎ （4） 写出C生成D的化学反应方程式：‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎（5）含有苯环，且与E互为同分异构体的酯有______种，写出其中一种同分异构体的结构简式：____________________________________________________________________。‎ 答案：（1） 加成反应（还原反应）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎（5）6 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解析：本题考查学生接受信息的能力，根据题目提供的新信息结合已有的知识进行综合处理。‎ A到B结合B的分子式C4H10O2，可知由乙炔和甲醛反应有2mol甲醛参与反应。A到B是与氢气反应属于加成或者还原反应。根据B的分子式可知A与2mol氢气加成。B到C是进一步氧化为醛，两端的羟基全部被氧化为醛基。（3）问考查了醇的消去，有三种消去方式。任写两种即可。（4）要想作对这一问需要仔细观察题目给的信息第二个反应机理。（5）考查官能团位置异构，即酯基异构。‎ 有机合成与推断单元测试 一、选择题　‎ ‎1．现在为婴儿特制成一种新型的尿布——“尿不湿”．这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保留水的物质．据你的推测，这种特殊物质的结构可能是（　）‎ ‎　　A．B．C．　　D．‎ ‎　　2．有一环状化合物，它不能使含溴的溶液褪色，它的分子中碳环上的一个氢原子被氯取代后的衍生物只有一种．这种环状化合物可能是（　）‎ ‎　　A．B．C．（立方烷）D．（环辛四烯）‎ ‎　　3．下列芳香烃的一氯取代物的同分异物体数目最多的是（　）‎ ‎　　A．连二苯　　　　B．菲 ‎　　C．蒽　　　　　　 D．连三苯 ‎　　4．一定量的有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞试液呈红色，煮沸5 min后，溶液颜色变浅，再加入盐酸显酸性后，沉淀出白色晶体；取少量晶体放到溶液中，溶液又呈紫色，则该有机物可能是（　）‎ ‎　　A．　　　　　　　B．‎ ‎　　C．　　　　　　　　D．‎ ‎　　5．有一种称为“摇头丸”的毒品已从国外流入我国某些省市，我国司法机关将坚决予以查缉和打击．已知这种毒品中氮元素的百分含量为10.37％，它可能的结构简式是（　）‎ ‎　　A．　　　　　　　　 B．‎ ‎　　C．　　　　　　　　　D．‎ ‎　　6．下列物质分子中的所有碳原子不可能在同一平面上的是（　）‎ ‎　　A．　　　　　　　B．‎ ‎　　C．　 D．‎ ‎　　7．将一定质量有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得到沉淀20 g，滤液质量比原石灰水减少5.8 g．该有机物可能是（　）‎ ‎　　A．乙烯　　　　 B．乙二醇　　　C．乙醇　　　　D．甲酸甲酯 ‎　　8．下列物质中最简式相同，但既不是同系物，又不是同分异构体的是（　）‎ ‎　　A．CH3CH=CH2和 B．乙炔和苯 ‎　　C．甲醛和甲酸甲酯 D．和 ‎　　9．核糖和脱氧核糖是人类生命中不可缺少的物质，它们的结构简式为 和．在一定条件下，它们都能发生的反应是（　）‎ ‎　　①氧化反应　②还原反应　③酯化反应　④水解反应　⑤加成反应　⑥中和反应 ‎　　A．①②③⑥　　 B．①③④⑥　　C．①③④⑤　　D．③④⑤⑥‎ ‎　　10．某有机物甲经氧化后得乙（分子式为），而甲经水解可得丙，1 mol丙和2 mol乙反应得到一种含氯的酯（），由此推断甲的结构简式为（　）‎ ‎　　A．　　　　　　　B．‎ ‎　　C．　　　　　　　　 D．‎ ‎　　11．有机物结构式可以简化，如：可表示为，某有机物的多种同分异构体中，属于芳香醇的一共有（　）‎ ‎　　A．6种　　　　　B．5种　　　　C．4种　　　　 D．3种 ‎　　12．某有机物A的分子式为，1 molA经水解后可得到1 molB和2 molC，C经分子内脱水可得D，D可发生加聚反应生成高分子化合物，由此可推断A的结构简式为（　）‎ ‎　　A． B．‎ ‎　　C． D．‎ ‎　　13．某饱和一元醛（R—CHO）中碳元素的质量分数是氧元素的3倍，此醛可能的结构有（　）‎ ‎　　A．2种　　　　　B．3种　　　　C．4种　　　　 D．5种 ‎　　14．萘的结构简式为或，两者是等同的．当萘与物质的量的加成后，所是的产物如下：‎ ‎　　①　②　③　④　⑤‎ ‎　　其中属于萘环1，4-加成的产物的是（　）‎ ‎　　A．②④　　　　 B．①③⑤　　　C．②④⑤　　　D．②③④‎ ‎　　15．环丙烷的结构简式可表示为△‎ ‎，而环已烷因碳原子在空间排列方式不同，有两种空间异构体（如图）a为船式，b为椅式的结构，当环已烷的不同碳原子上连有两个重氢（D）原子时，包括重氢在六个碳环上位置不同与空间异构在内的异构体共有（　）‎ ‎　　A．6种　　　　　B．12种　　　 C．16种　　　　D．10种 ‎　　16．下式表示一种有机物的结构，关于它的性质叙述中不正确的是（　）‎ ‎　　A．它有酸性，能与纯碱溶液反应 B．它可以水解，水解产物只有一种 C．1 mol该有机物最多能和7 mol NaOH反应 D．该有机物能发生取代反应 二、推断题 ‎17．2004年诺贝尔化学奖授予阿龙·切哈诺沃等三位科学家，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。化合物A是天然蛋白质水解的最终产物，其相对分子质量为165，其中O元素的质量分数小于20％，N元素的质量分数小于10％。‎ ‎（1）化合物A的分子式为 ；光谱测定显示，化合物A分子结构中不存 在甲基(—CH3)，则化合物A的结构简式为 。‎ ‎（2）化合物B是A的同分异构体，是某芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在芳环上)。则化合物B的结构简式是 。‎ ‎18．A是石油化学工业最重要的基础原料，以A为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成一种常见的医用胶（结构简式为）。已知两个醛分子在一定条件下可以发生如下反应：‎ 请根据下列各物质间的转化关系（图中副产物均未写出），回答问题：‎ ‎⑴B的结构简式是 ；J的结构简式是 。‎ ‎⑵上述反应中，属于取代反应的有 （填反应序号，下同）；属于消去反应的有 。‎ ‎⑶写出下列反应的化学方程式：‎ ‎ 反应⑤ ；‎ ‎ 反应⑧ 。‎ ‎19．已知两个羟基同时连在同一碳原子上的结构是不稳定的，它要发生脱水反应：‎ 现有分子式为C9H8O2X2（X为一未知元素）的物质M，可在一定条件下发生上述一系列反 应 ：‎ 试回答下列问题：‎ ‎⑴A中所含的官能团为 （填名称），上述转化中其中属于氧化反应的共有_____步（填数字）；M与NaOH溶液共热时的反应类型是 反应。‎ ‎⑵M的结构简式为 。‎ ‎⑶写出下列反应的化学方程式：‎ ‎①B→D ；‎ ‎②D在一定条件下发生加聚反应： ；‎ ‎③E和银氨溶液反应的化学方程式： 。‎ ‎20、有机化学反应中，同样的反应物因反应条件不同，可生成不同的有机产品．即使在相同的条件下，也往往有副产物生成。如：‎ 氢化阿托醛是一个很有用的香料，下列是氢化阿托醛在工业上的合成路线示意图，根据该转化关系，回答下列问题。‎ ‎ (1)写出下列反应属于有机反应的类型。反应②                                ；反应④                                  ；‎ ‎(2)工业生产过程中，中间产物A须经过反应②③④得到D，而不采取直接转化为D的方法，其主要的原因是 ；‎ ‎(3)写出反应③的化学方程式，并注明必要的反应条件:‎ ‎ ；‎ ‎(4)氢化阿托醛有多种同分异构体，其中一种同分异构体具有下列性质：加入溴水中，‎ 能反应生成沉淀；能与钠反应放出氢气；其分子中有苯环，苯环上的一溴代物有2种。请写出该物质一种可能的结构简式 。‎ ‎21．对乙酰氨基酚，俗称扑热息痛（Paracetamol），具有很强的解热镇痛作用，工业上通过下列方法合成（B1和B2、C1和C2分别互为同分异构体，无机产物略去）：‎ 请按要求填空：‎ ‎⑴上述①～⑤的反应中，属于取代反应的有_____________（填数字序号）。‎ ‎⑵C2分子内通过氢键又形成了一个六元环，用“”表示硝基、用“…”表示氢键，画出C2分子的结构______________________。C1只能通过分子间氢键缔合，工业上用水蒸气蒸馏法将C1和C2分离，则首先被蒸出的成分是_________（填“C1”或“C2”）。‎ ‎⑶工业上设计反应①、②、③，而不是只通过反应②得到C1、C2，其目的是____________________________________________。‎ ‎⑷扑热息痛有很多同分异构体，符合下列要求的同分异构体有5种：(Ⅰ)是对位二取代苯；(Ⅱ)苯环上两个取代基一个含氮不含碳、另一个含碳不含氮；(Ⅲ)两个氧原子与同一原子相连。其中2种的结构简式是和 ‎，写出另3种同分异构体的结构简式________________________________。‎ ‎22、 卤代烃分子里的卤原子与活泼金属的阳离子结合发生下列反应(X代表卤原子)：‎ R-X+2Na+X-R′→R-R′+2NaX 根据下列各物质的转化关系：‎ 其中D为一种合成纤维，E为一种合成塑料，F为一种合成橡胶。填写下列空白：‎ ‎(1)A的分子式是_________，E的结构简式是_________。‎ ‎(2)B→D的化学方程式(不必注明反应条件，但是要配平)是_________。‎ ‎(3)C→F的化学方程式(不必注明反应条件，但是要配平)是_________。‎ ‎23、 已知(1)(格氏试剂)‎ ‎(2) ‎ ‎(3) ‎ 因此常用醛和卤代烃来合成醇。现若要合成问：‎ ‎(1)所用的醛和卤代烃分别是什么?写出结构简式：‎ 醛__________________，卤代烃__________________。‎ ‎(2)现有苯、乙烯、Cl2、Mg、乙醚、H2O、O2等物质(所用催化剂不在此列)，写出合成此醇的各步反应的化学方程式。‎ 参考答案 ‎　　1．C　2．C　3．B　4．D　　5．B　6．D　7．BC　8．BC　9．A10．A　11．B　12．C　13．A　14．C　　15．B　 16．C ‎17．⑴C9H11O2N ⑵‎ ‎18．⑴CH3CH2OH N≡C－CH2COO(CH2)3CH3 ‎ ‎⑵④⑧⑨⑥‎ ‎⑶2CH3CHO→CH3CH2OHCH2CHO ClCH2COOH＋CH3 (CH2)3OHClCH2COO(CH2)3CH3‎ ‎　　19、⑴ 醛基； 4步；取代（或水解）⑵ ‎ ‎⑶ ①2 CH3OH＋O2 2HCHO ＋2H2O ‎ ‎② ‎ ‎ ③HCOOH＋2Ag(NH3)2OH (NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3↑＋H2O ‎ ‎20、（1） 消去反应 水解（或取代）反应 ‎ ‎（2）因为A中含有 ，直接水解生成 ，氧化后不能得到产品成为杂质。‎ ‎（3） ‎ ‎ ‎ ‎（4）‎ ‎21、‎ ‎⑴ ①②③⑤ ⑵ C2 ⑶保护酚羟基不被硝酸氧化 ⑷ ‎ ‎1.3.5‎ ‎22、解析： 此题解题关键是要能准确地将题中所给出的信息迁移到题设的情境中来，充分发挥卤代烃的桥梁作用。由于A与HCl反应生成了，且可加聚生成一种合成塑料，故A必为CH=CH，E必为，C必为在Na的作用下生成的 ‎，B必为。这里借助于卤代烃，由A→B增加了1个碳原子，由A→C增加了2个碳原子。‎ ‎1.3.5‎ ‎1,3,5‎ ‎23、解析 解答此题必须先读懂题中所给信息，了解卤代烃在反应中起怎样的作用，关键是分析判断在所给原料苯和乙烯中，用什么来制取卤代烃，用什么来制取醛比较方便。这里用乙烯制乙醛，用苯制卤代烃，再制取格氏试剂。‎