原创2015年南方新高考化学广东专用大一轮配套课件第29讲有机合成与推断共111张

第29讲有机合成与推断考纲定位1.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。2．了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。一、有机合成基本要求(1)原理正确、原料______；(2)途径简捷、便于______；(3)条件适宜、易于______。二、有机合成原理1．官能团的引入(1)引入C─C∶__________________等与H2加成。(2)引入C==C或C≡C：______________的消去。价廉操作分离C==C或C≡C卤代烃或醇类(3)苯环上引入官能团。(4)引入─X：①在饱和碳原子上____________取代；②不饱和碳原子上____________加成；③醇羟基______取代。(5)引入─OH：①________水解；②__________加氢还原；③__________与H2O加成。与X2(光照)与X2或HX与HX卤代烃醛或酮C==C(6)引入─CHO或酮：①______的催化氧化；②________与H2O加成。(7)引入─COOH：①__________氧化；②__________水化；③________水解。(8)引入─COOR：①醇酯由______________酯化；②酚酯由____________取代。(9)引入高分子：①____________的单体加聚；②酚与醛________、二元羧酸与二元醇(或羟基酸)酯化________、二元羧酸与二元胺(或氨基酸)酰胺化________。醇C≡C醛基─CN羧酸酯醇与羧酸酚与羧酸酐含C==C缩聚缩聚缩聚2．官能团的消除(1)通过____________________可以消除C==C或C≡C。如CH2==CH2＋H2――→催化剂△____________。(2)通过______________可消除—OH。如CH3CH2OH――→浓硫酸170℃__________________，2CH3CH2OH＋O2――→催化剂△_____________。浓硫酸170℃加成反应CH3CH3消去或氧化反应CH2==CH2↑＋H2O2CH3CHO＋2H2O(3)通过______________可消除—CHO。如2CH3CHO＋O2――→催化剂△____________，CH3CHO＋H2――→催化剂△________________。(4)通过____________消除—COO—。如CH3COOC2H5＋H2O→____________________。加成或氧化反应2CH3COOHCH3CH2OH水解反应CH3COOH＋C2H5OH3．官能团的衍变根据合成需要(题目信息中会明示某些衍变途径)，可以进行有机物官能团的衍变，使中间产物向目标产物递进，常见的方式有三种类型。(1)利用官能团的衍生关系进行衍变：如伯醇→醛→羧酸→酯。(2)官能团数目的改变，通过某种化学途径使一个官能团变为两个。如：①CH3CH2OH――→消去H2O____________――→与X2加成_________________――→水解_________________。消去H2O水解CH2==CH2X—CH2CH2—XHO—CH2CH2—OH与X2加成1,2二氯环己烷1,2,3,4四氯环己烷(3)官能团位置的改变，通过某种手段，改变官能团的位置。CH3CH==CH2CH3CHClCH3CH3CH==CH2CH3CHClCH3CH3CHOHCH34．有机合成中碳链的增减(1)碳链的增长：如①______________；②____________；③_________；④卤代烃的取代反应等。有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。(2)碳链的缩短：①酯类、蛋白质、二糖和多糖的______；②___________________；③________________________等。酯化反应加聚反应缩聚反应水解石油的裂化和裂解不饱和碳碳键的氧化反应三、根据有机物的化学性质推断发生基本有机反应类型基本反应类型实例取代反应______的光卤代；苯及其同系物的卤代、硝化反应；醇的卤化反应；______与溴水反应；酯化反应；卤代烃、酯类、二糖、多糖、蛋白质的______加成反应碳碳双键、碳碳三键与________、卤素单质、卤化氢、水等的反应；苯环与______的反应；醛基与______反应消去反应卤代烃在____________________、加热条件下的反应；醇在浓硫酸作用下的反应(注意不是所有的醇都能发生消去反应)氧化反应所有有机物的燃烧反应；含碳碳双键和碳碳三键的物质、醇、醛、酚类、苯的同系物等与________________的反应；醇的催化氧化；醛基与__________________________________________的反应烷烃酚类水解氢气氢气氢气氢氧化钠的乙醇溶液酸性高锰酸钾溶液新制氢氧化铜悬浊液新制银氨溶液、考点1有机化合物结构的测定有机化合物结构测定的核心工作是确定其分子式、官能团及官能团的位置。1．元素组成及其质量分数的确定有机化合物的常见元素有C、H、O、N、X(卤素)等元素，一般采用燃烧或加热方式，测定产物的性质和量的大小，然后确定元素的组成和元素的质量分数。元素测定测定方法质量分数的测定碳元素燃烧分析法(氧气气流中)用碱液吸收，测碱液的增重氢元素用吸水剂(如浓硫酸)吸收，测增重氮元素二氧化碳气流中与CuO氧化燃烧用KOH溶液吸收二氧化碳，测氮气体积卤素与NaOH溶液共热、硝酸酸化、加AgNO3溶液水解后测卤化银的沉淀质量，根据该质量计算样品中卤素的质量分数氧元素通过测定C、H、N、X等元素的质量分数后，其和小于100%，其差值就是氧元素的质量分数2.分子式的确定确定有机物分子式的常见条件有：燃烧产物和燃烧化学方程式；元素的质量分数和相对分子质量等求得分子式。3．有机化合物结构式的确定可以根据有机化合物的化学性质或结构特点来确定其结构式；也可以通过现代仪器分析方法来测得有机化合物的结构。官能团C==CC==O脂环C≡C苯环—CN不饱和度1112424．计算有机化合物不饱和度：计算公式为：n(H)为氢原子数。在计算不饱和度时，要注意有机物分子中若含有卤素原子时，可将其视为氢原子；若含有氧原子时，可不考虑；若含有氮原子时，就在氢原子数中减去氮原子数。几种常见的官能团的不饱和度如下表：Ω＝2nC＋2－nH2＝n(C)＋1－nH2，其中n(C)为碳原子数，5.测定有机物的相对分子质量的方法①根据理想气体状态方程测定相对分子质量。理想气体状态方程：pV＝nRT，式中p为压强、V为样品蒸气气体、n为样品物质的量、R为克拉伯龙常数(R＝8.314Pa·m3·mol－1·K－1)、T为开氏温度，式中的n＝m/M，所以测定样品相对分子质量为：M＝mRT/pV。②用质谱仪测定有机化合物的相对分子质量。质谱图中最右边的分子离子峰对应的质荷比表示其相对分子质量。6．官能团确定有机合成主要围绕着官能团的性质及变化，有机推断也主要围绕官能团进行，所以掌握官能团的性质是复习该部分的关键。(1)鉴别和确定有机化合物官能团的常用试剂。①酸性高锰酸钾溶液主要用来鉴别和确定不饱和键(包括碳碳双键和碳碳三键)和有侧链烃基的芳香烃(跟苯环相连的碳原子上必须有氢原子)，现象是紫色褪去。②溴的四氯化碳溶液(或溴水)主要用来检验不饱和键的存在，现象是橙黄色(或红棕色)褪去。③浓溴水用于检验酚羟基，现象是产生白色沉淀。④氯化铁溶液主要用来检验酚羟基的存在，现象是溶液中显示特殊的紫色(显色反应)。⑤银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液用来检验醛基的存在。⑥碳酸氢钠溶液用来检验羧基的存在。⑦硝酸银溶液用来检验卤代烃中含有的卤素原子的种类。(2)根据性质确定官能团。基团结构性质醇羟基R—OH取代(活泼金属、HX、酯化反应)；氧化(催化氧化、KMnO4)；消去(分子内脱水)酚羟基取代(浓溴水)；弱酸性；加成(H2)；显色反应(Fe3＋)醛基—CHO加成或还原(H2)；氧化[O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2]酯基COOR水解(稀硫酸或氢氧化钠溶液)羧基—COOH酸性、酯化羰基—CO—加成或还原(H2)肽键(酰胺键)—CONH—水解(稀硫酸或氢氧化钠溶液)（续表）(3)根据有机反应特殊条件确定官能团。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)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(HX)H2、催化剂加成(碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯环)O2/Cu、加热醇羟基的氧化(—CH2OH等)Cl2(Br2)/Fe苯环Cl2(Br2)/光照烷烃或苯环侧链上烷烃基(4)根据特征现象确定官能团。反应条件可能官能团能与NaHCO3反应羧基能与Na2CO3反应羧基、酚羟基能与Na反应羧基、酚羟基、醇羟基与银氨溶液反应产生银镜或与新制氢氧化铜产生红色沉淀醛基能使溴水褪色C==C、C≡C加溴水产生白色沉淀、遇Fe3＋显紫色酚羟基A是醇(R—CH2OH)或乙烯7.几种重要的数据关系(1)不饱和键数目的确定。①一分子有机物加成一分子H2(或Br2)含有一个双键。②一分子有机物加成两分子H2(或Br2)含有一个三键或两个双键。③一分子有机物加成三分子H2含有三个双键或一个苯环。④一个环相当于一个双键。(2)符合一定碳氢比(物质的量比)的有机物。①C∶H＝1∶1的有乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。②C∶H＝1∶2的有甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃等。③C∶H＝1∶4的有甲烷、甲醇、尿素等。(3)式量相同的有机物和无机物(常见物质)。①式量为28的有：C2H4、N2、CO。②式量为30的有：C2H6、NO、HCHO。③式量为44的有：C3H8、CH3CHO、CO2、N2O。④式量为46的有：C2H5OH、HCOOH、NO2。⑤式量为60的有：C3H7OH、CH3COOH、HCOOCH3、SiO2。⑥式量为74的有：C4H9OH、C2H5COOH、C2H5OC2H5、Ca(OH)2、HCOOC2H5、CH3COOCH3。⑦式量为100的有：H2C==CH—CH2—COOCH3、Mg3N2、CaCO3、KHCO3。⑧式量为120的有：C9H12(丙苯或三甲苯或甲乙苯)、MgSO4、NaHSO4、KHSO3、CaSO3、NaH2PO4、MgHPO4、FeS2。⑨式量为128的有：C9H20(壬烷)、C10H8(萘)。【例1】(2012年浙江高考)化合物A(C12H16O3)经碱性水解、酸化后得到B和C(C8H8O2)。C的核磁共振氢谱表明含有苯环，且苯环上有2种氢原子。B经过下列反应后得到G，G由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量为172，元素分析表明，含碳55.8%，含氢7.0%，核磁共振氢谱显示只有一个峰。请回答下列问题：(1)写出G的分子式：________。(2)写出A的结构简式：________。(3)写出F→G反应的化学方程式：__________________，该反应属于________(填反应类型)。(4)写出满足下列条件的C的所有同分异构体：________。①是苯的对位二取代化合物；②能与FeCl3溶液发生显色反应；③不考虑烯醇()结构。(5)在G的粗产物中，经检测含有聚合物杂质。写出聚合物杂质可能的结构简式(仅要求写出1种)：________。解析：(1)由G的相对分子质量为172，元素分析表明，含碳55.8%，含氢7.0%，可知G分子中含C、H、O的原子个数分别为：C：(172×55.8%)/12＝8；H：(172×7.0%)/1＝12；O：(172－96－12)/16＝4；所以，G的分子式：C8H12O4。(2)由题给的信息：化合物A(C12H16O3)经碱性水解、酸化后得到B和C(C8H8O2)，可知A为酯，水解后生成醇和羧酸。据C(C8H8O2)的核磁共振氢谱表明含有苯环，且