有机化学总复习《有机合成与推断》

有机化学总复习《有机合成推断》编稿：孟海燕审稿：柳世明责编：房鑫【内容讲解】一、有机合成推断题的解题方法1．解题思路审题找出突破口(结构、反应、性质、现象特征)顺推或逆推结论←检验2．解题关键⑴据有机物的物理性质，有机物特定的反应条件寻找突破口。⑵据有机物之间的相互衍变关系寻找突破口。⑶据有机物结构上的变化，及某些特征现象上寻找突破口。⑷据某些特定量的变化寻找突破口。3．官能团的消除⑴通过加成消除不饱和键；⑵通过消去、氧化、酯化等消除醇羟基；⑶通过加成或氧化消除醛基。⑷通过消去、取代等消除卤素原子。4．官能团的转换、引入5．官能团的保护在有机合成中，当某步反应发生时，原有需要保留的官能团可能也发生反应（官能团遭到破坏），从而达不到预期的合成目标，因此必须采取措施，保护官能团，待反应完成后再复原。官能团保护必须符合下列要求：a．只有被保护基团发生反应（保护），而其它基团不反应；b．被保护的基团易复原，复原的反应过程中不影响其它官能团。例如：防止醇羟基被氧化或羧基碱性条件下反应，可利用酯化反应生成酯，从而达到保护羟基或羧基的目的。二、知识要点归纳1、由反应条件确定官能团：反应条件可能官能团浓硫酸△①醇的消去（醇羟基）②酯化反应（含有羟基、羧基）③苯、甲苯的硝化④成醚稀硫酸△①酯的水解（含有酯基）②二糖、多糖的水解NaOH水溶液△①卤代烃的水解②酯的水解NaOH醇溶液△卤代烃消去（－X）H2、催化剂加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基（－CH2OH、）Br2/FeBr3苯环Cl2(Br2)/光照烷烃或苯环上烷烃基2、根据反应物性质确定官能团反应条件可能官能团能与NaHCO3反应的羧基能与Na2CO3反应的羧基、酚羟基能与Na反应的羧基、(酚、醇)羟基与银氨溶液反应产生银镜醛基与新制氢氧化铜产生砖红色沉淀醛基使新制氢氧化铜溶解—COOH使溴水褪色C＝C、C≡C或—CHO加溴水产生白色沉淀、遇Fe3+显紫色酚使酸性KMnO4溶液褪色C=C、C≡C、酚类或—CHO、苯的同系物等、醇A是醇（－CH2OH）3、根据反应类型来推断官能团：反应类型可能官能团加成反应C＝C、C≡C、－CHO、羰基、苯环加聚反应C＝C、C≡C酯化反应羟基或羧基水解反应－X、酯基、肽键、多糖等单一物质能发生缩聚反应分子中同时含有羟基和羧基或羧基和氨基4、注意有机反应中量的关系⑴烃和氯气取代反应中被取代的H和被消耗的Cl2之间的数量关系；⑵不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成时，C＝C、C≡C与无机物分子个数的关系；⑶含－OH有机物与Na反应时，－OH与H2个数的比关系；⑷－CHO与Ag或Cu2O的物质的量关系；⑸RCH2OH→RCHO→RCOOHMM－2M＋14⑹RCH2OHCH3COOCH2RMM＋42(7)RCOOHRCOOCH2CH3(酯与生成水分子个数的关系)MM＋28（8）RCOOH+NaHCO3——CO25、有机合成中的成环反应：类型方式酯成环二元酸和二元醇的酯化成环羟基酸的酯化成环醚键成环二元醇分子内成环二元醇分子间成环肽键成环二元酸和二氨基化合物成环氨基酸成环【经典例题】1．下图A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物根据上图回答问题：（1）D的化学名称是__________，（2）反应③的化学方程式是_________________________________。（有机物须用结构简式表示）（3）B的分子式是_______________。A的结构简式是________________。反应①的反应类型是________________。（4）符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有______个。ⅰ）含有邻二取代苯环结构、ⅱ）与B有相同官能团、ⅲ）不与FeCl3溶液发生显色反应。写出其中任意一种同分异构体的结构简式________________。（5）G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要工业用途______________________________________________。答案：（1）乙醇（2）（3）C9H10O3水解（或取代）（4）3（或或）（5）解析：解题突破口很容易找，由示意图可知反应④是实验室制乙烯的反应，反应③是制乙酸乙酯的反应，由E逆推可知B为，所以B的分子式是C9H10O3。反应①的条件是酯水解生成羧酸和醇的条件，所以A为酯，再由B、C、D向前推可知A为。本题考查考生的逆向思维能力，酯的水解可以看成酯化反应的逆反应。酯化反应的机理是羧酸脱去羟基，醇脱去羟基上的氢原子生成水，其余部分结合成酯。由此可推出A。2．苯丙酸诺龙是一种兴奋剂，结构简式为（1）由苯雨酸诺龙的结构推测，它能__________（填代号）。a．使溴的四氯化碳溶液褪色b．使酸性KMnO4溶液褪色c．与银氨溶液发生银镜反应d．与Na2CO3溶液作用生成CO2苯丙酸诺龙的一种同分异构体A，在一定条件下可发生下列反应：提示：已知反应据以上信息回答（2）～（4）题：（2）B→D的反应类型是________________。（3）C的结构简式为__________。（4）F→G的化学方程式是______________。答案：（1）a、b（2）加成反应（或还原反应）解析：（1）苯丙酸诺龙的结构中含有C＝C，所以a、b成立，结构中不含有－CHO，所以不能发生银镜反应，结构中不含有－COOH，所以不会与Na2CO3溶液反应生成CO2。(2）B与H2在Ni作催化剂下发生的是C＝C及C＝O的加成反应。(3）由可以逆推出H为，根据H和题上的信息得F为：，E为，C为。3.（2010北京）镇痉药物C、化合物N以及高分子树脂的合成路线如下：已知：（1）A的含氧官能团的名称是________。（2）A在催化剂作用下可与H2反应生成B。该反应的反应类型是_________。（3）酯类化合物C的分子式是C15H14O3，其结构简式是_______。（4）A发生银镜反应的化学方程式是_________。（5）扁桃酸有多种同分异构体。属于甲酸酯且含酚羟基的同分异构体共有_________种，写出其中一种含亚甲基（-CH2-）的同分异构体的结构简式__________。（6）F与M合成高分子树脂的化学方程式是___________。（7）N在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是_____________。答案：解析：解答有机合成推断的大题，第一步要浏览全局。本题的题干中已知包括框图、新信息、问题中的第三问C的分子式。第二步要抓住突破点，确立推导大致思路。该题中突破点有：由A得扁桃酸，结合新信息，可以得出A为苯甲醛；由框图中右下角高分子树脂结构简式，类比酚醛树脂的制备，再结合D到E的转换，可以得出F为对甲基苯酚，M为甲醛。由两个突破点入手，用正逆推断结合的方法再推导其他物质。推导其他物质时，要特别关注碳链的变化、官能团的变化和反应条件。通常知道一种物质的分子式，先计算不饱和度，确定可能官能团。例如推导物质C，由分子式得出其不饱和度为9，而扁桃酸的不饱和度为5，它与B酯化反应，得出化合物B的不饱和度为4，分子式为C7H8O，是苯甲醇。4．A、B、C、D、E均为有机化合物，它们之间的关系如图所示(提示：RCH=CHR'在酸性高锰酸钾溶液中反应生成RCOOH和R'COOH，其中R和R'为烷基)。回答下列问题：（1）直链化合物A的相对分子质量小于90，A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814，其余为氧元素，则A的分子式为_________。（2）已知B与NaHCO3溶液完全反应，其物质的量之比为1︰2，则在浓硫酸的催化下，B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是_________，反应类型为_________。（3）A可以与金属钠作用放出氢气，能使溴的四氯化碳溶液褪色，则A的结构简式是_________。（4）D的同分异构体中，能与NaHCO3溶液反应放出CO2的有_______种，其相应的结构简式是_______。答案：（1）C5H10O（2）HOOC—CH2—COOH+2C2H5OHC2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O酯化反应（或取代反应）（3）HO—CH2—CH2—CH=CH—CH3（4）2CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH解析：（1）氧的质量分数为1－0.814＝0.186，假定A分子中氧的原子个数为1，则A的相对分子质量为：＝86＜９０，假设成立，故由A分子中氧的原子个数只能为1，由商余法得（86－16）/12=5……10，即A的分子式为C5H10O。(2）由于B与NaHCO3溶液完全反应，其物质的量之比为1：2，所以B中含有2个－COOH，结合C＋C2H5OHC2H4O2＋H2O可知，C为CH3COOH，即B中含有3个C原子，现已知B中含有2个－COOH，即B中还含有一个CH2，所以B的结构简式为HOOC－CH2－COOH。B与足量的C2H5OH反应的化学方程式为：HOOC—CH2—COOH+2C2H5OHC2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O，反应类型为酯化反应。(3）A可以与金属钠作用放出氢气，说明A中含有的官能团为－OH，能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明A中含有C=C，且A为直链化合物，结合题上的提示可得A的结构简式为：HO—CH2—CH2—CH=CH—CH3。(4）能与NaHCO3溶液反应放出CO2，说明为羧酸，其结构简式为：CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH。