2021高考化学一轮复习第九章第7课时有机合成与推断教案鲁科版

-1-第7课时有机合成与推断[课型标签:题型课提能课]考点一有机物的综合推断一、有机推断题的解题思路二、根据特定的反应条件进行推断反应条件反应类型常见反应取代反应烷烃的取代芳香烃侧链烷基的取代不饱和烃中烷基的取代加成反应、—C≡C—、与H2加成消去反应醇消去H2O生成烯烃或炔烃取代反应酯化反应醇分子间脱水生成醚的反应纤维素的水解反应消去反应卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应取代(水解)反应卤代烃水解生成醇酯类水解水解反应酯类水解糖类水解油脂的酸性水解或氧化反应醇氧化-2-取代反应苯及其同系物苯环上的氢原子被卤素原子取代的反应溴的CCl4溶液加成反应不饱和烃加成反应氧化反应醛氧化生产羧酸三、根据试剂或特征现象推断官能团的种类1.使溴水或溴的CCl4溶液褪色,则表示该物质中可能含有或—C≡C—结构。2.使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有、—C≡C—、—CHO或为苯的同系物等结构。3.遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。4.遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯基结构的蛋白质。5.遇I2变蓝则该物质为淀粉。6.加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入新制银氨溶液加热有银镜生成,表示含有—CHO。7.加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。8.加入Na2CO3或NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。四、根据性质确定官能团的位置1.若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构—CH2OH;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构。2.由消去反应的产物可确定—OH或—X的位置。3.由一卤代物的种类可确定碳骨架结构。由加氢后的碳骨架结构,可确定或—C≡C—的位置。4.由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据酯基的位置,可确定—OH与—COOH的相对位置。五、根据数据确定官能团的数目1.—CHO。2.2—OH(醇、酚、羧酸)H2。3.2—COOHCO2,—COOHCO2。-3-4.,—C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2—,。5.某有机物与醋酸反应,相对分子质量增加42,则含有1个—OH;增加84,则含有2个—OH。6.由—CHO转变为—COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个—CHO。7.当醇被氧化成醛或酮后,相对分子质量减小2,则含有1个—OH;若相对分子质量减小4,则含有2个—OH。六、依据提供的信息进行推断1.苯环侧链引羧基如(R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成,此反应可缩短碳链。2.卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH;卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个碳原子的常用方法。3.烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮如CH3CH2CHO+;RCHCHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,发生双键裂生成羧酸,通过该反应可推断碳碳双键的位置。4.双烯合成如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,,这是著名的双烯合成,也是合成六元环的首选方法。5.羟醛缩合有α-H的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β-羟基醛,称为羟醛缩合反应。—CHO-4-CH3CHCHCHO如:2CH3CH2CHO七、根据核磁共振氢谱推断有机物的结构有机物的分子中有几种氢原子,在核磁共振氢谱中就出现几种峰,峰面积的大小和氢原子个数成正比。类型一依据结构特征、性质及现象推断[典例1](2017·北京卷)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如下:(图中虚线表示氢键)下列说法不正确的是()A.聚维酮的单体是B.聚维酮分子由(m+n)个单体聚合而成C.聚维酮碘是一种水溶性物质D.聚维酮在一定条件下能发生水解反应解析:由题干信息可知聚维酮化学式为,其单体为,A说法正确;B项中聚维酮由(2m+n)个单体聚合而成,B说法不正确;C项由题干信息知该物质存在水溶液,故可溶于水;D项,结构含有类似肽键()的结构,可以水解。答案:B-5-[对点精练1]分子式为C3H6O2的有机物有多种同分异构体,现有其中的四种X、Y、Z、W,它们的分子中均含甲基,将它们分别进行下列实验以鉴别,其实验记录如下:NaOH溶液银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液金属钠X中和反应无现象溶解产生氢气Y无现象有银镜加热后有砖红色沉淀产生氢气Z水解反应有银镜加热后有砖红色沉淀无现象W水解反应无现象无现象无现象回答下列问题:(1)写出四种物质的结构简式X:,Y:,Z:,W:。(2)①Y与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为。②Z与NaOH溶液反应的化学方程式为。解析:X能发生中和反应,故X中含有—COOH,X为CH3CH2COOH;由Y的实验现象判断Y的分子结构中含有—CHO,则Y的结构为;Z能发生水解反应,又能发生银镜反应,则Z为HCOOCH2CH3;W只发生水解反应且结构中含有—COO—和—CH3,则其结构为CH3COOCH3。答案:(1)CH3CH2COOHHCOOCH2CH3CH3COOCH3(2)①+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O②HCOOCH2CH3+NaOHHCOONa+CH3CH2OH类型二依据转化关系推断有机物[典例2](2018·全国Ⅱ卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的路线如下:-6-回答下列问题:(1)葡萄糖的分子式为。(2)A中含有的官能团的名称为。(3)由B到C的反应类型为。(4)C的结构简式为。(5)由D到E的反应方程式为。(6)F是B的同分异构体。7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。解析:(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6。(2)葡萄糖中含有羟基和醛基,醛基与氢气发生加成反应生成羟基,因此A中的官能团只有羟基。(3)B分子含有羟基,能与乙酸发生酯化反应,因此该反应类型为取代反应(或酯化反应)。(4)由C的分子式可知,B中只有一个羟基发生取代反应,因此C的结构简式为。(5)D生成E的反应为酯在氢氧化钠作用下的水解反应,该反应的化学方程式为。(6)B的分子式为C6H10O4,其相对分子质量为146,F是B的同分异构体,则7.30gF的物质的量为0.05mol,生成的二氧化碳的物质的量为0.1mol,因此F分子中含有两个羧基,根据同分异构体的书写方法可判断符合要求的F的可能结构有9种,其中满足题意要求的结构简式为。答案:(1)C6H12O6(2)羟基(3)取代反应(或酯化反应)-7-(4)(5)(6)9[对点精练2]“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物,其有效成分M的结构简式如图所示。肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:已知:(1)烃A的名称为。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低,其原因是。(2)步骤Ⅱ反应的化学方程式为。(3)步骤Ⅲ的反应类型是。(4)肉桂酸的结构简式为。(5)C的同分异构体有多种,其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有种。解析:(1)根据步骤Ⅱ的条件及已知反应,可知B为,根据步骤Ⅰ的条件,可知A为,其名称为甲苯。步骤Ⅰ为Cl取代甲苯中甲基上的氢原子,还可能生成一氯取代物和三氯取代物,因此产率较低。-8-(2)根据已知信息可知,步骤Ⅱ中先水解为,然后失水转化为。(3)步骤Ⅲ为加成反应。(4)C发生消去反应生成D,D为,D发生氧化反应得到肉桂酸,肉桂酸的结构简式为。(5)苯环上的取代基可以有三种组合:ⅰ.—CH3、—COOCH3,ⅱ.—CH3、CH3COO—,ⅲ.—CH3、HCOOCH2—,每种组合在苯环上有邻、间、对3种位置关系,因此共有9种。答案:(1)甲苯反应中有一氯取代物和三氯取代物生成(2)+2NaOH+2NaCl+H2O(3)加成反应(4)(5)9[对点精练3](2017·全国Ⅱ卷)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。-9-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、。解析:(1)由A的核磁共振氢谱为单峰,即4个H只有一种状态,所以结构简式为,即。(2)由分子式与核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1知,结构简式为,名称为2-丙醇或异丙醇。(3)由D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢,1molD可与1molNaOH反应或2molNa反应,则说明有一个酚羟基与一个醇羟基,且在对位,所以D为,所以反应为++H2O。(4)E生成F的反应为C12H18O3+C3H5ClO+KOHC15H22O4+KCl+H2O知为取代反应。(5)由图中知,G的分子式为C18H31NO4。(6)L为D的同分异构体且1molL与2molNa2CO3反应,则有2个酚羟基。则L的结构可能为、、、、、共6种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的是、。答案:(1)(2)2-丙醇(或异丙醇)-10-(3)++H2O答案:(4)取代反应(5)C18H31NO4(6)6类型三依据已知信息进行推断[典例3]已知:+CH2CH—M(X为卤原子,M为烃基或含酯基的取代基等),由有机物A合成G(香豆素)的步骤如下:请回答下列问题:(1)A的名称为,D的结构简式为。(2)C含有的官能团名称是;F→G的反应类型是。(3)写出A和银氨溶液反应的化学方程式:。1molE最多能和molNaOH发生反应。(4)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的两种同分异构体的结构简式:。Ⅰ.分子中除苯环外,无其他环状结构Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基Ⅲ.能发生水解反应,不能与Na反应Ⅳ.能与新制Cu(OH)2悬浊液按物质的量比1∶2发生氧化反应-11-解析:由G、F的结构简式可知F脱去1分子水得到G,再由E、F的结构可知,E→F可以在氢氧化钠水溶液、加热条件下水解,再酸化得到F;A能与银氨溶液反应、酸化得到B,则A中含有—CHO,B与甲醇发生酯化反应生成C,根据E的结构简式和D的分子式可推得C为CH2CHCOOCH3,A为CH2CHCHO,则B为CH2CHCOOH;结合已知信息和E的结构可知,C+DE发生信息的反应为取代反应,所以D为。(1)根据以上分析可知A的名称为丙烯醛,D的结构简式为。(2)C含有官能团名称是碳碳双键和酯基;F→G的反应类型是取代反应或酯化反应。(3)A和银氨溶液反应的化学方程式为CH2CHCHO+2Ag(NH3)2OHCH2CHCOONH4+2Ag↓+H2O+3NH3;E分子含有2个酯基,其中一个是酚羟基形成的,则1molE最多能和3molNaOH发生反应。(4)Ⅰ.分子中除苯环外,无其他环状结构;Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;Ⅲ.能发生水解反应,不能与Na反应,说明含有酯基,不能存在羟基;Ⅳ.能与新制Cu(OH)2悬浊液按物质的量比1∶2发生氧化反应,说明还存在醛基,则符合条件的有机物结构简式为、、、、。答案:(1)丙烯醛(2)酯基、碳碳双键取代反应(或酯化反应)(3)CH2CHCHO+2Ag(NH3)2OHCH2CHCOONH4+2Ag↓+H2O+3NH33(4)、、、、(任写两种)-12-[对点精练4]E是一种环保型塑料,其合成路线如图所示:已知:a.+;b.(R1、R2、R3、R为烃基)。请回答下列问题:(1)A中官能团的名称是,检