20202021年高考化学一轮复习知识讲解下有机推断与合成pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《有机推断与合成》【知识梳理】一、有机合成概念有机合成是指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物任务有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化要求起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染应尽量选择步骤最少的合成路线合成路线要符合“绿色、环保”的要求有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应方法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：原料中间产物产品逆向合成法此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，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，其思维程序是：产品中间产物原料综合比较法采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。其思维程序概括为：“比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品”路线选择一元合成二元合成芳香合成转化碳碳双键的形成一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去X2烷烃的热裂解和催化裂化卤素原子的引入烷烃的卤代（主要应用于甲烷）烯烃、炔烃的加成（HX、X2）芳香烃苯环上的卤代（Fe做催化剂）芳香烃侧链上的卤代（光照）醇与HX的取代羟基的引入烯烃与水加成卤代烃的碱性水解醛（酮）的加氢还原酯的酸性或碱性水解羧基的引入苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化醛的催化氧化酯的水解肽、蛋白质的水解酯基的引入酯化反应硝基的引入硝化反应官能团的消除通过加成反应消除不饱和键通过消去反应或氧化反应或酯化反应等消除羟基（—OH）通过加成反应或氧化反应等消除醛基（—CHO）有机物成环二元酸和二元醇的酯化成环二元醇分子内脱水醚键成环二元醇分子间脱水醚键成环二元酸和二氨基化合物肽键成环氨基酸肽键成环在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此必须采取官能团的保护措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原保护措施必须符合如下要求，只对要保护的基团发生反应，而对其它基团不反应；反应较易进行，精制容易；保护基易脱除，在除去保护基时，不影响其它基团例题1、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：已知：回答下列问题：（1）A的化学名称为为__________。（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别为__________、_________。（3）E的结构简式为____________。（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________。（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∶2∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________。（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）。[指点迷津]常见的合成方法：解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。基本方法有：(1)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。(2)逆向合成法：此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，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，其思维程序是：产品中间产物原料。（3）综合比较法：采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。其思维程序概括为：“比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品”。二、有机推断1．有机推断题的突破口：解题的突破口也叫做题眼，题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件，或在框图推断试题中，有几条线同时经过一种物质，往往这就是题眼。根据有机的知识，突破口可从下列几方面寻找：（1）从有机物的物理特征突破。有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点，平时留心归纳，解题时可能由此找到题眼。（2）有机反应往往各有特定的条件，因此反应的特定条件可以是突破口。例如“浓H2SO4，170℃”的条件可能是乙醇消去制乙烯；“烃与溴水反应”，则该烃应为不饱和烃，且反应一定是加成反应，而不会是取代反应。（3）从特定的转化关系突破。例如某有机物能氧化再氧化，该有机物就可能是烯烃或醇。因为；。这是两条重要的氧化系列。若某物既被氧化又被还原，则该物质A可能是醛，醛是能被氧化(转化成羧酸)又能被还原(转化为醇)的物质。可见，熟悉有机物的转化关系非常必要。（4）从结构关系突破。这其实也是转化关系的原理。例如某醇催化氧化能得到相应的醛，则该醇必为伯醇；若醇催化氧化得到的是酮，则醇必为仲醇；若醇催化氧化得不到相应的醛、酮，则必为叔醇。消去反应、生成环酯的反应等都与特定的结构有关。（5）从特征现象突破。如加FeCl3溶液发生显色反应，有机物可能是酚类。能与银氨溶液反应生成银镜，则有机物为含醛基的物质。特征现象可以从产生气体沉淀颜色、溶液颜色变化等方面考虑。2．推断题中的信息能使溴水褪色的有机物通常含有“-C＝C-”、“”或“”能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“-C＝C-”或“”、“”或“苯的同系物”化学性质能发生加成反应的有机物通常含有“-C＝C-”、“”、“”或“苯环”能发生银镜反应或能与新制的Cu（OH）2悬浊液反应的有机物必含有“-CHO”能与钠反应放出H2的有机物必含有“-OH”或“-COOH”能与Na2CO3和NaHCO3溶液反应放出CO2或能使石蕊试液变红的有机物中必含有“-COOH”能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖类（低聚糖和多糖）或蛋白质遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基反应条件当反应条件为NaOH的醇溶液并加热时，通常为卤代烃的消去反应当反应条件为NaOH的水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚和不饱和烃的反应或醇与酸的酯化反应当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化生成醛（酮）或醛氧化生成酸的反应当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应当反应条件为光照且与X2（卤素单质）反应时，通常是X2与烷烃或苯环侧链烃基上的H原子发生取代反应，而当反应条件为有催化剂存在且与X2反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代反应数据根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破：1mol“”加成时需1molH2，1mol“”完全加成时需2molH2，1mol“—CHO”加成时需1molH2，而1mol苯环完全加成时需3molH21mol“—CHO”完全反应时生成2molAg或1molCu2O2mol“-OH”或“-COOH”与足量活泼金属完全反应时放出1molH21mol“-COOH”与足量碳酸氢钠溶液完全反应时放出1molCO21mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时，其相对分子质量将增加42，1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加841mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时，若A与B的相对分子质量相差42，则生成1mol乙酸，若A与B的相对分子质量相差84时，则生成2mol乙酸例题2、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；1molD可与1molNaOH或2molNa反应。回答下列问题：（1）A的结构简式为____________。（2）B的化学名称为____________。（3）C与D反应生成E的化学方程式为____________。（4）由E生成F的反应类型为____________。（5）G的分子式为____________。（6）L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1mol的L可与2mol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___________、____________。[指点迷津]解答有机推断题时，首先要通读全题，“瞻前顾后”，阅读理解并升华有机信息，大胆运用和迁移所学知识，同时又要做到谨慎细心，具体答题时应注意：（1）正确区分有机化合物的“名称”、“分子式”、“结构简式”。（2）回答有机官能团需注意以下几点：（“名称”还是“结构”；有无限制性条件；注意规范表示；其他如醚键、羰基不能写成醚基、酮基，氨基不能写成“胺或铵基”、酯基不能写成“脂基”，苯环一般不作官能团。（3）回答有关反应类型抓住两点“正确判断”和“正确书写”。正确判断扣住“加成、消去、取代、氧化、还原、加聚、缩聚”的特点；正确书写不能出现错别字。（4）根据价键理论书写结构简式，注意“H”原子数必须准确无误；原子的连接次序不要出错：硝基（－NO2）、醛基（－CHO）、酯基（）、聚丙烯（）。（5）有机反应方程式的书写：需检查是否遗漏小分子（H2O等），建议书写时先写小分子在再写有机分子；注意重要的反应条件（加氢条件、硝化条件、卤代烃水解和消去条件、醇分子内分子间脱水条件、酯化条件等）；注意同一条件下多个官能团同时反应，不能顾此失彼！三、合成高分子化合物1．概念（1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。（2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。（3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。如2.合成反应（1）加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为。（2）缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为：（3）简单高分子化合物单体的判断方法物质类别高分子化合物方法单体加聚产物CH2===CH2CH2===CH—CH3和CH2===CH2缩聚产物例题3、高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下：已知：Ⅰ．RCOOR′+R′′18OHRCO18OR′′+R′OH（R、R′、R′′代表烃基）Ⅱ．（R、R′代表烃基）（1）①的反应类型是________。（2）②的化学方程式为________。（3）PMMA单体的官能团名称是________、________。（4）F的核磁共振氢谱显示只有一组峰，⑤的化学方程式为________。（5）G的结构简式为________。（6）下列说法正确的是________（填字母序号）。a．⑦为酯化反应b．B和D互为同系物c．D的沸点比同碳原子数的烷烃高d．1mol与足量NaOH溶液反应时，最多消耗4molNaOH（7）J的某种同分异构体与J具有相同官能团，且为顺式结构，其结构简式是________。（8）写出由PET单体制备PET聚酯（化学式为C10nH8nO4n或C10n+2H8n+6O4n+2）并生成B的化学方程式。【课时练习】1．下列说法正确的是A．婴儿纸尿裤中含有聚丙烯酸钠高吸水性树脂B．“熔喷布”可用于制作N95型等口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，它属于纯净物催化剂加热C．人造纤维是以石油、煤、天然气等为原料经过聚合反应制成D．有机玻璃是通过缩聚反应制得的合成塑料，具有良好透光性2．用丙醛(CH3-CH2-CHO)制取聚丙烯的过程中发生的反应类型为()①取代②消去③加聚④缩聚⑤氧化⑥还原A．①④⑥B．⑤