高中化学官能团的引入与转化

1．依据特定反应条件确定官能团的种类(1)――→光照这是烷烃和烷基中的氢原子被取代的反应条件，如a.烷烃的取代；b.芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中烷基的取代。(2)――→Ni△或――→催化剂△为不饱和键加氢反应的条件，包括与H2的加成。有机合成官能团的确定、引入及转化(3)――→浓H2SO4△是a.醇消去H2O生成烯烃或炔烃；b.酯化反应；c.醇分子间脱水生成醚的反应；d.纤维素的水解反应条件。(4)――――――→NaOH醇溶液△或――――――――――→浓NaOH醇溶液△是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条件。(5)――――――→NaOH水溶液△是a.卤代烃水解生成醇；b.酯类水解反应的条件。(6)――――→稀H2SO4△是a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应条件。(7)――――→Cu或Ag△为醇氧化的条件。(8)――→催化剂或――→Fe为苯及其同系物苯环上的氢原子被卤素原子取代的反应条件。(9)溴水或Br2的CCl4溶液是不饱和烃加成反应的条件。(10)――――――→O2或CuOH2或AgNH32OH是醛氧化的条件。•例1已知：CH3CH=CH2＋HBr―→CH3—CHBr-CH3(主要产物)，1mol某烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O。该烃A在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。•(1)A的化学式：__________，A的结构简式：____。•(2)上述反应中，①是________反应，⑦是________反应。(填反应类型)•(3)写出C、D、E、H物质的结构简式：•C________________，D________________，•E________________，H________________。•(4)写出D―→F反应的化学方程式_______________________。卤代烃在有机合成中的应用(1)官能团的引入和转化①引入羟基：R—X＋NaOH――→水△ROH②引入碳碳不饱和键：2(2)改变官能团的位置如：R—CH2—CH2OH――→NaOH/乙醇△R—CH===CH2――→加成一定条件(3)增加官能团的数目增加碳碳双键数目：如：CH3CHCHCH3――→X2――→NaOH/乙醇△CH2===CH—CH===CH2（4）、卤代烃在烃的衍生物转化中的“桥梁”作用通过烷烃、芳香烃与X2发生取代反应，烯烃、炔烃与X2、HX发生加成反应等途径可向有机物分子中引入—X，引入卤素原子常常是改变物质性能的第一步反应，卤代烃在有机物的转化、合成中具有“桥梁”的重要地位和作用。其合成路线如下：•(1)一元合成路线•RCH===CH2―→一卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯•(2)二元合成路线•RCH===CH2―→二卤代烃―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)(R代表烃基或H)•例2•香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：•以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：•已知以下信息：•①A中有五种不同化学环境的氢；•②B可与FeCl3溶液发生显色反应；•③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。•请回答下列问题：•(1)香豆素的分子式为__________；•(2)由甲苯生成A的反应类型为__________，A的化学名称为__________；•(3)由B生成C的化学反应方程式为________________；•(4)B的同分异构体中含有苯环的还有__________种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种；•(5)D的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中：•①既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是__________(写结构简式)；•②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是__________(写结构简式)。解析本题属信息类有机推断题。依题意和题干提供的信息知香豆素的合成路线为•答案(1)C9H6O2(2)取代反应邻氯甲苯(或2氯甲苯)•推理流程根据题意信息和条件大体分析过程如下图所示：3、官能团之间的相互转化2．(2015·江苏高考)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体，可以通过以下方法合成：(1)化合物A中的含氧官能团为________和________(填官能团名称)。(2)化合物B的结构简式为________；由C→D的反应类型是________。(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式_______________________________________________________________。Ⅰ.分子中含有2个苯环Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢(4)已知：RCH2CN――→H2催化剂，△RCH2CH2NH2，请写出以为原料制备化合物X(结构简式见右图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成流程图示例如下：CH3CHO―――――→O2催化剂，△CH3COOH――――――→CH3CH2OH浓硫酸，△CH3COOCH2CH3【解析】(1)由化合物A的结构简式知，其含氧官能团有醚键和醛基。(2)由结构简式可推知化合物A的分子式为C14H12O2，结合B的分子式C14H14O2可知，B是A中醛基还原为羟基的反应产物，故B的结构简式为。观察C、D的结构简式，可看出D是C中—Cl被—CN取代的产物，故C→D的反应类型为取代反应。(3)E的同分异构体中含有2个苯环，这一结构特点与E相同；由于E的分子中碳原子数较多，要求其同分异构体中含有3种不同化学环境的氢，则结构必须高度对称。据此，满足条件的E的同分异构体的结构简式为或。(4)可用逆推法分析。根据信息“RCH2CN――→H2催化剂，△RCH2CH2NH2”可逆推：―→，结合题干信息可进一步逆推，―→―→―→。因此，以为原料制备X的合成路线流程图如下：――→浓硫酸△――→HCL――→NaCN――→H2催化剂，△。另一合成路线流程图为：――→HCl――→浓硫酸△――→NaCN―――――→H2催化剂，△。【答案】(1)醚键醛基(2)取代反应(3)或(4)――→浓硫酸△――→HCl――→NaCN―――――→H2催化剂，△或――→HCl――→浓硫酸△――→NaCN―――――→H2催化剂，△•例、某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。•(1)A的结构简式为________；•(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或“不是”)；•(3)在下图中，D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。•反应②的化学方程式为________________________；C的系统名称是________；E2的结构简式是____________；④、⑥的反应类型依次是________________。(1)(2分)(2)是(1分)CCH2C＋2NaCl＋2H2O(3分，不写条件扣“1分”)2,3­二甲基­1,3­丁二烯(2分)(2分)加成反应、取代反应(只2分，每一类型1分，后一个答水解反应不扣分)