高三化学有机合成与综合推断

高三化学有机合成与综合推断1、有机合成与推断的解题思路：设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时，首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析：一、碳干有何变化，二、官能团有何变更。一般碳干的变化有几种情况：4种。（1）碳链增长；（2）碳链缩短；（3）增加支链；（4）碳链与碳环的互变。(例1、例2、例3)2、有机合成与推断的突破口（题眼）：找解题的“突破口”的一般方法是：①信息量最大的点；②最特殊的点；③特殊的分子式；④假设法。技巧：①找已知条件最多的地方，信息量最大的；②寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等；③特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；④如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。（例4、例5）3、有机合成与推断遵循的原则（1）．所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。（2）．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。（3）．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事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。（4）．所选用的合成原料要易得，经济。（例6、例7）4．有机合成与推断题的解题技巧：①综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。②充分利用题给的信息解题。③掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。例1用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成。资料1资料2分析：从原料到产品在结构上产生两种变化：①从碳链化合物变为芳环化合物；②官能团从“—C≡C—”变为“—Br”。由顺推法可知：由乙炔聚合可得苯环，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代的方法，即只有将苯先变为苯酚或苯胺，再溴代方可；而三溴苯酚中的“—OH”难以除去。而根据资料2可知，中的“—NH2”可通过转化为重氮盐，再进行放氮反应除去。方程式：设计合成有机物的路线时，主要应从哪里进行思考呢？分析、对比、归纳出：①解题的关键是找出原料与产品的结构差别是什么，然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线。②在解题时应考虑引入新的官能团，能否直接引入，间接引入的方法是什么？这些问题的解决就需要我们熟练掌握有机物的特征反应。例2左下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林的过程；（1）写出①、②、③步反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式_________；（2）B溶于冬青油致使产品不纯，用NaHCO3溶液即可除去，简述原因_________；（3）在（2）中不能用NaOH也不能用Na2CO3的原因是____。答案：（1）（2）冬青油中混有少量可用小苏打溶液除去的原因是：，产物可溶于水相而与冬青油分层，便可用分液法分离而除杂。（3）在（2）中不能用NaOH、Na2CO3的原因是酚羟基可与其发生反应，而使冬青油变质。【扩展】1mol阿斯匹林最多可和几摩氢氧化钠发生反应呢？3mol例3近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林的结构简式如下：试填写以下空白：（1）高分子载体结构简式为_________。（2）阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是_______。（3）缓释长效阿斯匹林在肠胃中变为阿斯匹林的化学方程式是_______。分析：本题的关键词语是“通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上”。缓释长效阿斯匹林可分为三部分：①高分子载体；②阿斯匹林；③作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿斯匹林的反应，则属于水解反应，从而找到正确的解题思路。答：（1）（2）酯化反应（或取代反应）（3）例4有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程生产的。图中的M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。试写出：（1）物质的结构简式：A____；M_____。物质A的同类别的同分异构体为_______。（2）N+B→D的化学方程式_______.（3）反应类型：X_____；Y_________。分析：①解本题的“突破口”即“题眼”是M的结构简式。②因为本题中对M的信息量最丰富，M可以发生银镜反应，一定有醛基，M的结构式除—CHO外，残留部分是C2H3—，而C2H3—只能是乙烯基，则M的结构简式为CH2=CH—CHO。③M经氧化后可生成丙烯酸CH2=CH—COOH，由反应条件和D的分子式组成可以推断D是B和N的酯化反应的产物，所以B+C3H4O2→C7H12O2＋H2O。根据质量守恒原理，B的分子式为C4H10O，是丁醇，A为丁醛。根据A的烃基上一氯取代物有3种，则A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为：CH3CH（CH3）CHO。答案：（1）A：CH3CH2CH2CHOM：CH2=CH—CHO（2）CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOHCH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O（3）X：加成反应Y：加聚反应【反馈练习】例5化合物C和E都是医用功能高分子材料，且组成中元素质量分数相同，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下图所示。B和D互为同分异构体。试写出：化学方程式A→D_____，B→C____。反应类型：A→B____，B→C____，A→E____，E的结构简式____。A的同分异构体（同类别有支链）的结构简式：____及____。思路1以A为突破口，因其信息量大。A具有酸性，有—COOH。A→B（C4H8O3→C4H6O2），A物质发生脱水反应，又由于B可使溴水褪色，因而B中含有C=C，属消去反应，则A中应具有—OH。A→D的反应是由A中—COOH与—OH发生酯化反应，生成环状酯D，由于D为五原子环状结构，A的结构简式为HOCH2CH2CHCOOH，A→E的反应为缩聚反应。答案：A→D：B→C：A→B：消去反应，B→C：加聚反应，A→E：缩聚反应。E的结构简式：A的同分异构体：例6酸牛奶中含有乳酸，其结构为：它可由乙烯来合成，方法如下：（1）乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇，其酯的式量由小到大的结构简式依次为：____、____、____。（2）写出下列转化的化学方程式：A的生成____。CH3CHO的生成____，C的生成____。（3）A→B的反应类型为____。答案：（3）水解反应（或取代反应）【评点】本题的特点是，提供了合成的路线和反应条件，考查大家的基础知识和观察能力和应变能力。而有些题虽然也提供相应合成路线，但侧重于合成方案的选择。例7请认真阅读下列3个反应：利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。请写出A、B、C、D的结构简式。【归纳】在选择合成途径时应注意哪些问题呢？误区：①误认为只有苯与硝酸反应生成硝基苯，而甲苯与硝酸只能生成三硝基甲苯。②不能由DSD酸的结构确定硝基与磺酸基为间位关系。③忽视苯胺具有还原性，NaClO具有氧化性，选择错误的合成途径。正确答案：结论：①每一步的反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰；②确定反应中官能团及它们互相位置的变化；③确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在NaOH溶液中水解时，是否有苯酚生成，把C=C氧化时是否有—CHO存在，使用氧化剂时是否存在还原性基团如—NH2等；④反应条件的正确选择；⑤题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用，一定要认真分析，信息与反应物、生成物、中间产物的关系，从中得到启示。有机合成与综合推断配套练习及答案一、选择题1．化合物的中的—OH被卤原子取代所得的化合物称为酰卤，下列化合物中可以看作酰卤的是（）A．HCOFB．CCl4C．COCl2D．CH2ClCOOH2．合成结构简式为的高聚物，其单体应是（）①苯乙烯②丁烯③丁二烯④丙炔⑤苯丙烯A．①、②B．④、⑤C．③、⑤D．①、③3．自藜芦醇广范存在于食物（例如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌性。能够跟1mol该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别是（）A．1mol，1molB．3.5mol，7molC．3.5mol，6molD．6mol，7mol4．A、B、C、D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也得到C。若M（X）表示X的摩尔质量，则下式中正确的是（）A．M（A）=M（B）+M（C）B．ZM（D）=M（B）+M（C）C．M（B）＜M（D）＜M（C）D．M（D）＜M（B）＜M（C）二、非选择题5．提示：通常，溴代烃既可以水解生成醇，也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如：请观察下列化合物A～H的转换反应的关系图（图中副产品均未写出）并填写空白：（1）写出图中化合物C、G、H的结构简式。C____；G____；H____。（2）属于取代反应的有（填写代号，错答要倒扣分）____。6．有机物E和F可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂，它们的分子量相等，可用以下方法合成：请写出：有机物的名称：A____，B____。化学方程式：A+D→E______，B+G→F____。X反应的类型及条件：类型____，条件____。E和F的相互关系属____（多选扣分）。①同系物②同分异构体③同一种物质④同一类物质7．乙酰水杨酸（）俗称阿司匹林，1982年科学家将其连接在高分子载体上，使之在人体内持续水解释放出乙酰水杨酸，称为长效阿司匹林，它的一种结构是：（1）将乙酰水杨酸溶于适量NaOH溶液中并煮沸，然后滴入盐酸至呈酸性，析出白色晶体A，将A溶于FeCl3溶液，溶液呈紫色。①白色晶体A的结构简式为______。②A的同分异构体中，属于酚类，同时还属于酯类的化合物有______。③A的同分异构体中，属于酚类，但不属于酯类或羧酸类的化合物必定含有___________基。（2）长效阿司匹林水解后可生成三种有机物，乙酰水杨酸、醇类有机物和一种高聚物。该醇的结构简式为______，该高聚物的单体的结构简式为______。答案一、选择题1．A、C2．D3．D4．D二、非选择题5．（1）C：C6H5—CH=CH2G：C6H5—C≡CH（2）①、③、⑥、⑧6．A：对苯二甲醇B：对苯二甲酸X：取代，光，②、④