高考化学有机合成与推断.资料

第13讲有机合成与推断[主干知识·数码记忆]有机物结构的推断一、小试能力知多少(判断正误)(1)淀粉通过下列转化可以得到乙(其A～D均为有机物)：淀粉―――→稀H2SO4△A―――→一定条件B―――→浓H2SO4170℃C――→Br2D――――→NaON溶液△乙。则乙为乙醇(×)(2)(2013·菏泽模拟)1molx能与足量的NaHCO3溶液反应放出44.8L(标准状况)CO2，则x可能为乙二酸()(√)(3)(2013·江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：乙酰水杨酸对乙酰氨基酚贝诺酯贝诺酯分子中有三种含氧官能团(×)二、必备知识掌握牢1．根据有机物的性质推断官能团(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“”或酚类物质(产生白色沉淀)；(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有“”、“”、“—CHO”或酚类、苯的同系物等；(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有—CHO；(4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等；(5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有—COOH；(6)能水解的有机物中可能含有酯基()、肽键()，也可能为卤代烃；(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。2．根据性质和有关数据推断官能团的数目(1)—CHO322[]2AgNHAg＋22Cu(OH)2CuO(2)2—OH(醇、酚、羧酸)――→2Na)H2；(3)2—COOH――→CO2－3CO2，—COOH―――→HCO－3),CO2；(5)RCH2OH――――→CH3COOH酯化CH3COOCH2R。(Mr)(Mr＋42)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)，含有；由醇氧化成酮，含有；若该醇不能被氧化，则必含有COH(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)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构；(4)由加氢后碳架结构确定或的位置。三、常考题型要明了考查有机物结构、性质、命名及同分异构体典例考查有机物的结构推断演练1考查有机物分子式、结构式的确定演练2[典例](2013·新课标Ⅱ全国卷)化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成：已知以下信息：①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；②R—CH===CH2――――――→①B2H6②H2O2/OH－R—CH2CH2OH；③化合物F苯环上的一氯代物只有两种；④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。回答下列问题：(1)A的化学名称为________________________。(2)D的结构简式为________________________。(3)E的分子式为________________________。(4)F生成G的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________，该反应类型为__________________。(5)I的结构简式为_____________________________________________________。(6)I的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有________种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，写出J的这种同分异构体的结构简式___________________________________________________________________________________。[解析]信息①表明A物质是(CH3)3C—Cl，A发生消去反应后生成(CH3)2C===CH2；由信息②可知C为(CH3)2CHCH2OH，C在铜催化下被氧化得到D，D为(CH3)2CHCHO，D继续被氧化再酸化生成E，E为(CH3)2CHCOOH，F苯环上的一氯代物只有两种，说明其对称性高，可知其为对甲基苯酚，在光照下F苯环上的甲基发生二氯取代，由信息④知G水解酸化后得到对羟基苯甲醛，E和H在一定条件下发生分子间脱水生成。(6)满足条件的J的同分异构体在苯环上只有两个取代基，且含有醛基和羧基两种官能团，两取代基分别处于苯环的邻、间、对位置，这两个取代基可以分别是“—CHO与—CH2CH2COOH”、“—CHO与—CH(CH3)COOH”、“—CH2CHO与—CH2COOH”、“—CH2CH2CHO与—COOH”、“—CH(CH3)CHO与—COOH”、“—CH3与－CH(COOH)CHO”，共18种同分异构体。J的一种同分异构体发生银镜反应并酸化后，核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，说明该物质对称性相当高，通常取代基处于苯环对位且两个取代基中碳原子数相同，由此可推知该有机物为[答案](1)2­甲基­2­氯丙烷(或叔丁基氯)有机物结构推断的常用方法———————————————————————————————————[演练1](2013·石家庄联考)已知A～J10种物质的转化关系如图所示：已知：①E分子中含有一个连有4个不同原子或原子团的碳原子。②C分子中核磁共振氢谱中显示有四种不同的氢原子，且峰面积之比为4∶3∶2∶1。③1molF与足量的新制氢氧化铜在加热条件下充分反应可生成2mol砖红色沉淀。④G为白色沉淀。请回答下列问题：(1)A中含有的含氧官能团的名称是____________。(2)B的结构简式为____________________________。(3)E生成H的化学方程式为________________________________________________，该反应的反应类型是________________。(4)D的化学名称是________________________。(5)高分子化合物J的结构简式为________________。(6)与C具有相同的官能团和相同的官能团数目，且官能团不在同一个碳原子上的C的同分异构体共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢原子，且峰面积之比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。解析：根据框图转化关系、C的分子式及信息②可知C为，由C生成F的条件及信息③可知F为，由E的分子式及信息①可知E为，由信息④可知D为NaCl，因此B为、H为CH2===CHCOOH、J为；逆推可知A为答案：(1)羟基、酯基(6)5HOCH2CH2CH2CH2OH[演练2](2012·课标全国卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：已知以下信息：①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基：②D可与银氨溶液反应生成银镜；③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。回答下列问题：(1)A的化学名称为________；(2)由B生成C的化学反应方程式为________________________________该反应的类型为________；(3)D的结构简式为__________________________________________________；(4)F的分子式为________________；(5)G的结构简式为________________________________________________________；(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。解析：解答本题可采取顺推和逆推相结合的方法。A显然是甲苯，在Fe的催化作用下，苯环上的氢会被取代，根据合成的目标产物——对羟基苯甲酸丁酯，可判断B是对氯甲苯。在光照条件下，B分子中甲基上的两个H被取代，生成物C是，根据信息①、②可知D是，E是，F是，G是(1)A的化学名称是甲苯。(2)由B生成C的化学方程式为。(3)D的结构简式为。(4)F的分子式为C7H4O3Na2。(5)G的结构简式为。(6)E的同分异构体能发生银镜反应，则含有HCOO—或—CHO。首先写出含有HCOO—或—CHO但不含Cl原子的有机物，有如下几种：，上述各物质的苯环上的一氯代物分别有3种、2种、4种、4种，共有13种。有机物的合成一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012·北京高考)乙酸、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体(×)(2)(2012·浙江高考)有机物E(C6H10O3)经缩聚反应生成一种可用于制备隐形镜的高聚物F[(C6H10O3)n](×)(3)(2013·广东高考)化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：则化合物Ⅲ的结构简式为(×)(4)(2013·浙江高考)和CO2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则(√)二、必备知识掌握牢1．有机合成“三路线”(1)一元合成路线：R—CH===CH2――→HX卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2)二元合成路线：CH2===CH2――→X2X—CH2—CH2—X―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)(3)芳香族化合物的合成路线2．官能团引入“六措施”引入官能团引入方法引入卤素原子①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；③醇与氢卤酸(HX)取代引入羟基①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；③卤代烃在碱性条件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖发酵产生乙醇引入碳碳双键；①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃不完全加成③烷烃裂化引入碳氧双键①醇的催化氧化；②连在同一个碳上的两个卤素原子水解；③含碳碳三键的物质与水加成引入羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解①卤代：X2、铁屑；②硝化：浓硝酸与浓硫酸共热；③烃基氧化；④先卤代后水解3．官能团消除“四方法”(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。(3)通过加成或氧化反应消除醛基。(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。4．官能团改变“三路径”(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团。如醇―→醛―→酸。(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个。如①CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2XCH2X―→CH2OHCH2OH②CH2===CHCH2CH3―→CH3CHXCH2CH3―→CH3CH===CHCH3―→CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2(3)通过某些手段改变官能团的位置。如CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2―→CH2XCH2CH2CH2X三、常考题型要明了考查有机物的结构与性质典例考查有机合成中官能团的保护演练1考查有机物的结构与性质及有机物的合成演练2[典例]工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其生产过程如下图。回答下列问题：(1)有机物A的结构简式为_________________________________________________。(2)反应⑤的化学反应方程式(有机物写结构简式，要注明反应条件)：________________________________________________________________________________________