20级有机合成与推断专题llqq

暨华中学高2020级化学组第1页共12页有机合成与推断专题一、有机合成1.有机合成任务分子骨架的构建、官能团的转化→实现目标化合物2.有机合成原则（1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染（2）应尽量选择步骤最少的合成路线（3）原子经济性高，具有较高的产率（4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现3.有机合成的分析方法（1）正合成法：原料→中间体→产物（2）逆合成法：产物→中间体→原料（3）正逆结合法4.有机合成题的解题思路5.有机化合物相互转化关系（1）烃暨华中学高2020级化学组第2页共12页（2）芳香族化合物（3）烃的衍生物6.有机合成中碳骨架的构建（1）碳链的增长①加聚或缩聚反应②酯化反应如CH3CH2OH＋CH3COOH浓H2SO4△CH3COOCH2CH3＋H2O③有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。i烯烃、炔烃与HCN的加成反应ii卤代烃与金属钠反应；烷基化反应；羰基和格氏试剂反应；聚合反应；羟醛缩合；卤代烃在醇溶液中与NaCN的取代反应；有机铜锂与卤代烃的反应等等暨华中学高2020级化学组第3页共12页（2）碳链的减短①信息：如脱羧反应：R—COONa＋NaOH――→CaO△R—H＋Na2CO3②氧化反应：③水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解等④烃的裂化或裂解反应C16H34――→高温C8H18＋C8H16；C8H18――→高温C4H10＋C4H8（3）常见由链成环的方法暨华中学高2020级化学组第4页共12页暨华中学高2020级化学组第5页共12页（4）开环反应①环酯发生水解②环状烯烃的水解7．有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入I.引入羟基(—OH)①烯烃与水加成：如CH2=CH2＋H2O→CH3CH2OH②醛(酮)与H2加成：如――→催化剂△CH3CH2OH③卤代烃在碱性条件下水解：如CH3CH2Br＋H2O――→NaOH△CH3CH2OH＋HBr④酯的水解：如CH3CH2COOCH2CH3H＋△CH3CH2COOH＋CH3CH2OHII、引入卤原子（-X）暨华中学高2020级化学组第6页共12页②不饱和烃与HX或X2加成反应如CH2=CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br、CH2=CH2＋HBr―→CH3CH2Br③醇与HX取代反应如CH3CH2OH＋HBr→CH3CH2Br＋H2O④酚的取代：如苯酚与浓溴水III、双键的引入①醇的消去反应。例如：CH3CH2OH――→浓H2SO4170℃CH2=CH2↑＋H2O②卤代烃的消去反应。例如：CH3CH2Br――→NaOH、醇△CH2=CH2↑＋HBr③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质的不完全加成(限制物质的量)可得到。例如：CH≡CH＋H2――→催化剂△CH2=CH2CH≡CH＋HCl――→催化剂△CH2=CHClCH≡CH＋Cl2→CHCl=CHCl④烷烃的裂化IV、双键的引入①醇的催化氧化。例如：2RCH2OH＋O2→2RCHO＋2H2O②连在同一个碳上的两个羟基脱水③含碳碳双键的物质与水加成V、羧基的引入方法①醛被弱氧化剂（新制的氢氧化铜、新制的银氨溶液）氧化成酸。CH3CHO＋2Cu(OH)2→CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O②醛被氧气氧化成酸。例如：2CH3CHO＋O2――→催化剂△2CH3COOH③酯在酸存在下水解。CH3COOCH2CH3＋H2OH＋△CH3COOH＋CH3CH2OH暨华中学高2020级化学组第7页共12页④含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如：⑤肽、蛋白质、羧酸盐的水解(2)官能团的消除①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)；例：②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基（-OH）；例：③通过加成或氧化反应等消除醛基；例：④通过水解反应消除酯基、肽键；例：⑤通过消去反应、水解反应消除卤原子。例：(3)官能团的衍变①通过官能团之间的衍变关系改变官能团如烃⇋卤代烃⇋醇⇋醛→羧酸⇋酯②通过“消去”“加成”等使官能团数目增加；如：a.CH3CH2OH→CH2=CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OHb.CH2=CHCH2CH3→CH3CHXCH2CH3→CH3CH=CHCH3→CH3CHXCHXCH3→CH2=CHCH=CH2③通过“消去”“加成”等改变官能团的位置如CH3CHXCHXCH3→CH2=CHCH=CH2→CH2XCH2CH2CH2X(4)官能团的保护有机合成时，往往要在有机物分子中引入多个官能团，但有时在引入某一个官能团时会对其他官能团造成破坏，导致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。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先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa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：如对硝基甲苯制取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。④有机合成中醛基的保护醛和醇反应生成缩醛（），生成的缩醛比较稳定，与稀碱液和氧化剂均难反应，但在稀酸中微热，缩醛会水解为原来的醛8、常见合成路线（1）烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系烃⇋卤代烃⇋醇⇋醛→羧酸酸⇋酯（2）一元合成路线暨华中学高2020级化学组第8页共12页（3）二元合成路线（4）芳香族化合物合成路线二、有机推断1．有机推断的解题思路（1）正向推断法：此法采用正向思维方法，从已知反应物入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物和条件，逐步推向目标有机化合物，其思维程序是：原料—中间产物—产品（2）逆向推断法：此法是利用逆向思维的原理，采取反向推导的思维方法。首先根据生成物的类别，然后再考虑这一有机化合物如何从另一有机化合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化合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（3）综合比较法：即从可能的几种途径中选择最佳途径，也可以“前后归中”2．常用确定官能团的方法链酯、聚酯暨华中学高2020级化学组第9页共12页（1）根据试剂或特征现象推知官能团的种类遇浓硝酸变黄含有苯环结构的蛋白质遇碘单质（I2）变蓝淀粉暨华中学高2020级化学组第10页共12页（2）根据性质和有关数据推知官能团的数目（3）根据某些产物推知官能团的位置①由醇氧化成醛(或羧酸)，—OH一定在链端（-CH2OH）；由醇氧化成酮，—OH一定在链中；若该醇不能被氧化，则与—OH相连的碳原子上无氢原子②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置③由取代产物的种类可确定碳链结构④由加氢后碳架结构确定或—C≡C—的位置（4）由官能团的特殊结构确定有机物的类别①羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇，而直接连在苯环上的物质为酚。②与连接醇羟基(或卤素原子)碳原子相邻的碳原子上没有氢原子，则不能发生消去反应。③-CH2OH氧化生成醛，进一步氧化生成羧酸，-CHOH氧化生成酮④1mol—COOH与NaHCO3反应时生成1molCO2。（5）根据反应条件推断①“――→光照”这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件，如a.烷烃的取代；b.芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中烷基的取代③“――→浓H2SO4△”是a.醇消去H2O生成烯烃或炔烃；b.酯化反应；c.醇分子间脱水生暨华中学高2020级化学组第11页共12页成醚的反应；d.纤维素的水解反应的条件④“――→NaOH醇溶液△”或“――→浓NaOH醇溶液△”是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条件⑤“――→NaOH水溶液△”是a.卤代烃水解生成醇；b.酯类水解反应的条件⑥“――→稀H2SO4△”是a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应条件⑦“――→Cu或Ag△，O2”或“――→[O]，催化加”为醇氧化的条件⑧“FeBr3”或“――→Fe”为苯及其同系物苯环上的氢被卤素原子取代的反应条件⑨“溴水或Br2的CCl4溶液”是不饱和烃加成反应的条件。⑩“O2或Cu（OH）2或Ag（NH3）2OH”“――→[O]”是醛氧化的条件。（6）根据有机物相对分子质量的变化推断发生的反应①若相对分子质量增加16，加入了氧原子，如醛氧化为酸，乙烯氧化为乙醛②醇与乙酸发生酯化反应，相对分子质量增加42，该醇含有一个-OH③酸与乙醇发生酯化反应，相对分子质量增加28，该酸中含有一个-COOH④当醇被氧化为醛或酮后，相对分子质量减小2，则含一个-OH⑤相对分子质量增加2，加成H2⑥相对分子质量增加79，一元溴代⑦相对分子质量减少18，醇的消去，分之内脱水成环酯，环醚，环肽⑧相对分子质量增加18，烯、炔加水，环酯、环肽水解⑨相对分子质量减少81，消去HBr（7）根据有机物的空间结构推断官能团①具有4原子共线的可能含碳碳三键②具有4原子共面的可能含醛基③具有6原子共面的可能含碳碳双键④具有12原子共面的可能含有苯环（8）根据有机反应中定量关系进行推断①烃和卤素单质的取代：取代1mol氢原子，消耗1mol卤素单质(X2)②的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量比1∶1加成③含—OH有机物与Na反应时：2mol—OH生成1molH2④1mol—CHO对应2molAg；或1mol—CHO对应1molCu2O（9）由一些特殊的转化关系推断①直线型转化暨华中学高2020级化学组第12页共12页a．与O2反应：醇――→O2醛――→O2羧酸，乙烯――→O2乙醛――→O2乙酸b．与H2反应：炔烃――→加H2烯烃――→加H2烷烃②三角型转化（10）根据物理性质推断①有机物的状态a．固态：碳原子数较多的烃类，如石蜡、沥青；稠环芳香烃，如萘、蒽；酚，如苯酚；饱和高级脂肪酸；脂肪；糖类物质；TNT；高分子化合物等。b．液态：碳原子数大于4的烃类，如己烷、环己烷、苯等；绝大多数卤代烃；醇、醛、低级羧酸；油酸酯；硝基苯；乙二醇；丙三醇等。c．气态：碳原子数小于或等于4的烃类，还有一氯甲烷、新戊烷、甲醛（含氧衍生物中唯一的气体）等。②有机物的气味a．无味：甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3等杂质而带有臭味)b．稍有气味：乙烯c．特殊气味：苯及苯的同系物、石油、苯酚d．刺激性气味：甲醛、甲酸、乙酸、乙醛e．香味：乙醇、低级酯f．苦杏仁味：硝基苯③液态有机物的水溶性及密度a．不溶于水且比水轻的：液态烃、一氯代烃、苯及苯的同系物、酯(包括油脂)b．不溶于水且比水重的：硝基苯、溴苯、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃c．水溶性的有机物：低级醇(甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等)；低级醛(甲醛、乙醛等)；低级酸(甲酸、乙酸、乙二酸等)；单糖和二糖；温度高于65℃时的苯酚（11）常见有机反应类型①取代反应：卤代、酯化、水解、硝化、磺化②加成反应：烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等③消去反应：卤代烃、醇等④氧化反应：（加氧或去氢）燃烧、酸性高锰酸钾溶液、O2催化氧化⑤还原反应：（加氢或去氧）⑥聚合反应：加聚反应、缩聚反应⑦与浓硝酸的颜色反应：蛋白质（含苯环）⑧与FeCl3溶液的显色反应：酚类物质