化学高考一轮复习课件第12章第6讲有机合成与推断高中化学课件

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第6讲有机合成与推断基础盘点一、有机合成过程的基础知识1.官能团的引入(1)引入碳碳双键,可通过、、反应等,完成下列化学方程式。a.CH3CH2CH2OH————→浓H2SO4△,CH3CH==CH2↑+H2Oc.CH3CH2Br————→NaOH/C2H5OH△,CH2==CH2↑+HBr消去加成羟醛缩合第十二章有机化学基础(选考)(2)引入卤原子,通过、反应等a.CH4+Cl2——→光,取代加成CH3Cl+HClb.CH3CH===CH2+Cl2——→催化剂c.CH3CH2OH+HBr——→H+,△。(3)引入羟基,通过、反应等a.CH2===CH2+H2O————→催化剂△,b.CH3CH2Cl+H2O————→NaOH,c.CH3CHO+H2————→Ni△。CH3CH2Br+H2O加成取代CH3CH2OHCH3CH2OH+HClCH3CH2OH(4)引入羰基或醛基,通过醇或烯烃的氧化等a.CH3CH2OH+O2————→Cu/Ag△,122121(5)引入羧基,通过氧化、取代反应等122.官能团的消除(1)通过加成反应消除不饱和键;(2)通过消去或氧化或酯化等消除羟基(—OH);(3)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)。3.官能团的衍变根据合成需要(有时题目中信息会明示某些衍变途径),可进行有机物的官能团衍变,以使中间产物向产物递进。常见的三种方式:(1)利用官能团的衍生关系进行衍变合成,如RCH2OH——→氧化RCHO——→氧化RCOOH;4.碳骨架的构建(1)碳链增长的反应主要有:①酯化反应②加聚反应③缩聚反应④根据题中所给信息如:卤代烃与NaCN的取代R—X+NaCN——→△,R—CN+2H2O+H+——→△。(2)减少碳链的反应主要有:①水解反应:酯的水解,糖类、蛋白质的水解;②裂化和裂解反应;③氧化反应:燃烧,烯烃催化氧化(信息题);④脱羧反应(信息题)。如:烯烃的氧化R—CN+NaXRCOOH+NH+45.有时候还要考虑官能团的保护(如酚羟基易被氧化)二、有机推断题常见的突破口1.由性质推断(填写官能团的结构式或物质的种类)(1)能使溴水褪色的有机物通常含有__________、____________、。(2)能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有、、或为。(3)能发生加成反应的有机物通常含有、、_________、,其中、只能与H2发生加成反应。苯的同系物苯环苯环(4)能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成红色沉淀的有机物必含有_____________。(5)能与钠反应放出H2的有机物必含有。(6)能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有。(7)能发生消去反应的有机物为醇、。(8)能发生水解反应的有机物为、、、__________。(9)遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有。(10)能发生连续氧化的有机物是含有结构的醇或烯烃。比如有机物A能发生如下氧化反应:A―→B―→C,则A应是,B是,C是。—OH或—COOH—COOH卤代烃卤代烃酯类二糖或多糖蛋白质酚羟基—CH2OH含有—CH2OH的醇醛酸2.由反应条件推断(1)当反应条件为NaOH醇溶液并加热时,必定为的消去反应。(2)当反应条件为NaOH水溶液并加热时,通常为____________的水解反应。(3)当反应条件为浓H2SO4并加热时,通常为脱水生成醚或不饱和化合物,或者是的酯化反应。(4)当反应条件为稀酸并加热时,通常为水解反应。(5)当反应条件为催化剂(铜或银)并有氧气时,通常是氧化为醛或酮。卤代烃卤代烃或酯醇醇与酸酯或淀粉(糖)醇(6)当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时,通常为________、、、、的加成反应。(7)当反应条件为光照且与X2反应时,通常是X2与_____________________H原子发生的取代反应,而当反应条件为Fe或FeX3作催化剂且与X2反应时,通常为的H原子直接被取代。碳碳双键碳碳三键苯环醛基酮羰基烷烃或苯环侧链烃基上苯环上1加成时需molH2,1mol—CHO加成时需molH2,而1mol苯环加成时需molH2。(2)1mol—CHO与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液完全反应时生成molAg或molCu2O。(3)mol—OH或mol—COOH与活泼金属反应放出1molH2。2132122(4)1mol—COOH(足量)与碳酸氢钠溶液反应放出molCO2。(5)1mol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。(6)1mol某酯A发生水解生成B和乙酸时,若A与B的相对分子质量相差42,则生成mol乙酸,若A与B的相对分子质量相差84时,则生成mol乙酸。142124.由物质结构推断(1)具有4原子共线的可能含。(2)具有3原子共面的可能含。(3)具有6原子共面的可能含。(4)具有12原子共面的应含有。5.由物理性质推断在通常状况下为气态的烃,其碳原子数均4,而烃的衍生物中只有CH3Cl、CH2==CHCl、HCHO在通常情况下是气态。此外还有:结合断键机理和逆向推理思维分析残基结构,分子式结合不饱和度为突破口等。碳碳三键醛基碳碳双键苯环小于或等于考点精讲考点一有机合成路线设计的思维模型1.设计有机合成路线的基本要求(1)原理正确,原料价廉;(2)途径简捷,便于操作;(3)条件适宜,易于分离;(4)熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。2.有机合成路线设计的基本思想(1)分析碳链的变化:有无碳链的增长或缩短?有无成环或开环?(2)分析官能团的改变:引入了什么官能团?是否要注意官能团的保护?(3)读通读懂信息:题中的信息可能是物质转化中的重要一环,因而要认真分析信息中牵涉到哪些官能团(或碳链的结构)与原料、产品或中间产物之间的联系。(4)可以由原料正向推导产物,也可以从产物逆向推导出原料,也可以从中间产物出发向两侧推导。例1(2008·上海,29)已知:物质A在体内脱氢酶的作用下会氧化为有害物质GHB。下图是关于物质A的一种制备方法及由A引发的一系列化学反应。请回答下列问题:(1)写出反应类型:反应①__________________________,反应③________________。(2)写出化合物B的结构简式:______________________。(3)写出反应②的化学方程式:_________________________________________________________________。(4)写出反应④的化学方程式:________________________________________________________________________。(5)反应④中除生成E外,还可能存在一种副产物(含结构),它的结构简式为_____________________________。(6)与化合物E互为同分异构体的物质不可能为_______(填写字母)。a.醇b.醛c.羧酸d.酚解析由框图中A的生成关系可知①是2分子HCHO和答案(1)加成反应消去反应(2)HOCH2CH2CH2CHO即时巩固11,3­丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主要原料,目前1,3­丙二醇的生产路线有:以石油裂解气为原料的两条石油化工合成路线和一条生物工程法合成路线。路线1丙烯醛水合氢化法:CH2==CHCH3————→O2Sb2O5CH2==CHCHO―→A——→H2NiHO—CH2CH2CH2—OH路线2环氧乙烷甲酰化法:HO—CH2CH2CH2—OH路线3生物发酵法:淀粉——→酶甘油——→酶1,3­丙二醇(1)A的结构简式为_________________________________。(2)从合成原料来源的角度看,你认为最具有发展前景的路线是______(填“1”、“2”或“3”),理由是__________。(3)以1,3­丙二醇与对苯二甲酸为原料可以合成聚酯PTT,写出其化学方程式_________________________________。A——→反应物反应条件B——→反应物反应条件C……解析(1)路线1,由丙烯醛合成1,3­丙二醇,除了把醛基还原为醇羟基外,在碳碳双键的端头还引入了一个羟基,则由丙烯醛―→A是与H2O的加成,而由A―→1,3­丙二醇是加氢还原,则A的结构简式为HOCH2CH2CHO。(2)要考虑可持续的资源再生问题。(4)首先看懂题给信息,丙二酸二乙酯上的2个α­H都可被取代(与酯基相连碳原子上的H)。这两个H为链状碳链成为环状碳链的连接点,弄清此点,下面的问题就迎刃而解了。答案(1)HOCH2CH2CHO(2)3路线3以淀粉为原料,淀粉是可再生资源,践线1、2的合成原料为石油产品,而石油是不可再生资源考点二有机推断题的解题策略1.有机推断题的解题策略有机推断题是一类综合性强、思维容量大的题型,解决这类题的关键是以反应类型为突破口,以物质类别判断为核心进行思考。推断题常以框图题或变相框图题的形式出现。经常在一系列推导关系中有部分物质已知,这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。要抓住基础知识,和新信息结合成新网络,接受信息——联系旧知识——寻找条件——推断结论。关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤原子数目以及有机物相对分子质量的衍变。这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。由定性走向定量是思维深化的表现,将成为今后高考命题的方向之一。2.有机合成中官能团引入的先后顺序在有机推断题中,存在大量判断先后顺序的题目,主要体现在以下两方面:一是苯环上引入多取代基的先与后;二是多官能团发生不同类型化学反应的先与后。对于有机合成中多官能团发生不同类型化学反应的先与后顺序问题,一般是根据多官能团的性质和指定产物的结构确定官能团发生反应的类型,再根据已有的知识来判断反应的先后顺序。例2据报道,目前我国结核病的发病率有抬头的趋势。抑制结核杆菌的药物除雷米封外,PAS—Na(对氨基水杨酸钠)也是其中一种。它与雷米封同时服用,可以产生协同作用。已知:按要求回答问题:(1)写出下列反应的化学方程式并配平:A→B___________________________________________;B→C7H6BrNO2____________________________________________________________________________________。(2)写出下列物质的结构简式:C____________________,D______________________。(3)指出反应类型:Ⅰ____________,Ⅱ________________。(4)指出所加试剂名称:X_____________,Y____________。答案(3)取代反应氧化反应(4)酸性KMnO4溶液碳酸氢钠溶液方法归纳信息迁移题的特点是:运用题目中给出的新知识解决有机物的合成。解答此类习题的关键是:准确、全面理解新知识,快速、正确处理新知识中的要点及反应发生的部位和类型。解答此类习题的一般思路是:通过审题,根据给予的信息知识和合成物质的结构特点,找出它们之间结构上的相同点和不同点,将合成的物质分成若干个片断或找出引入官能团的位置,进行合成。即时巩固2A、B两种有机物均是有机合成的中间体,其中A的分子式为C4H7O2Br;B分子中含2个氧原子,其燃烧产物n(CO2)∶n(H2O)=2∶1,质谱图表明B的相对分子质量为188。A和B存在如下转化关系:②同一个碳原子上连有两个双键的结构不稳定。请回答下列问题:(1)C跟新制Cu(OH)2悬浊液共热反应的化学方程式是_________________________________________________________________________________________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