有机物的推断与合成

有机物的推断与合成一、设计立意与思路和高考考点高考注重对能力的考查，以此反映学生的素质，也反映了中学化学教学过程中素质教育实施情况。纵观近十年的高考有机化学试题，有机化学是中学化学的重要内容，在高考试题中约占25%左右。有关题目形式变化不大，但内容丰富，信息量大，综合性强。由于有机化学知识的规律性、发散性强，因此生长点多，试题难度保持相对稳定，但稳中有变，灵活性增强，对能力的考查更为特出，体现了高考的选拔功能，对中学化学教学起了导向作用。中学化学教学重点是基础知识的学习和基本技能的培养，培养思维能力，发展创新思维。思维能力培养就是在一次次精心准备的、富有启发性的、哲理性的化学知识教学过程中实施的。知识是培养思维能力的载体，也是构成思维能力的要素，有机物的推断与合成题由于其试题的新颖性和解题的独特性，其教学更是培养能力、发展思维的重要途径。我在多年的教学过程中结合自己的教学实践，形成了自己的一套教学思路和教学模式。要想使学生较好地掌握有机物的推断与合成，首先必须复习和掌握好有机基础知识，第一关是系统复习，应重在建立明确的复习目标、完整的知识结构网络。有机化学的复习不是简单的重复学习，而应该是温故而知新的过程，必须做到以课本为基础，以高考考点、热点、难点为依据，达到抓住考点、强化热点、突破难点之目的，复习要有针对性，不求面面俱到，但求在某些考点的深度和广度的挖掘上有所突破，要使学生通过专项训练即温故后，能建立能力训练体系，能通过思考和练习，提高独立获得知识的能力、综合思维能力、自我评价能力和自我完善能力，即达到知新的目的，实现有机化学知识的系统化、网络化、能力化。其次是有机化学知识内容繁杂，若不加整理，将会无章无序，难记难用。所以我在复习过程中，注意指导学生充分运用比较归纳的方法，积极挖掘自己的潜能。在有机的专题复习过程中，指导学生以碳原子结构为中心，以官能团为主线，首先掌握各主要官能团的主要性质和反应。如醇羟基能发生的主要的反应，酚羟基能发生的主要的反应等，通过各类有机物之间的纵横比较，把有机物交织成一张特殊的网，便于有序记忆和提取应用，同时培养了学生的逻辑思维能力。结合复习和练习，启发学生集思广益，运用类推和联想，归纳出常用的有机知识规律，如有机物燃烧的规律，最简式相同的物质具有的共同性质以及一些实验和计算的方法等等，从而使所学知识条理化、规律化，易于在解题时发生对应迁移，并且在对知识的加工的过程中也提高了将知识类比、同化、抽象、加工的思维能力。1、有机推断题的一般思路和解题方法:有机物的推断题主要是根据物质的性质，来判断某些物质里面含有含有哪些官能团，比如：烷基、烯烃、炔烃、芳香烃、以及各种烃的衍生物的性质不同，根据某些物质所表现出来性质可以判断他属于那个类别，确定他含有那些基。另外通过常见的有机化学反应类型，如取代反应、加成、加聚、酯化、水解等等反应的性质，来判断物质属于那个类别。（1）解题思路：找出解题突破口审题、综合分析隐含条件明显条件原题（结构、反应、性质、现象特征）或逆推顺推结论检验（2）解题要点：①由分子式，初步确定不饱和度，以碳四价确定不饱和键位置，这一点非常重要，可以初步确定有机物分子中双键的数目②接受新信息，总结新规律，结合已有知识解题；③由题给官能团推结构，由性质推官能团推结构；④框图题顺逆推，剥离明显条件。解有机推断题首先必须较为全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络，推断过程中经常使用到的一些典型信息和性质有：结构信息（碳架、官能团位置、异构等）组成信息（式量、组成基团、元素质量分数等）反应信息（燃烧、官能团转变、结构转变等）此外，还经常使用到一些最见的物质之间的转化关系。（3）解题方法：推断有机物的方法与推断的思维过程、题给相关推断信息密切相关，推断的一般方法有如下三类，对应着三种思维过程：顺推法（顺向思维-----直接推断）：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结构。逆推法（逆向思维-----间接推断）：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论。分层推理法（立体思维-----多向推断）：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确结论。推断方法要和基础知识和应用知识能力结合起来，注重逻辑思维能力的训练和培养。切忌硬记方法而忽略分析，应灵活运用方法。2、有机合成题的一般思路和解题方法.解题主要抓住基础知识和新信息结合成新网络，解题的思维程序是：接受信息——联系旧知——寻找条件——推断结论。解有机合成题的关键在于：选择出简单合理的合成路线；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。(1)基本要求：原理正确、原料价廉;途径简捷、便于操作;条件适宜、易于分离。（2）基本思路：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：题中的信息可能是成为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，也可从产物逆向推导出原料，也可从中间产物出发向两侧推导。(3)基本思路：①顺合成法——采用正向思维。程序是：原料→中间产物→产品②逆合成法——采用逆向思维。程序是：产品→中间产物→原料③类比分析法——采用综合比较的思维方法。程序是：比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品(4)有机合成的常规方法①官能团的引入A、引入羟基（-OH）：a、加成反应醛酮与氢气的加成烯烃与水的加成b、取代反应酯的水解水解卤代烃在碱性条件下的c、分解反应：葡萄糖的无氧发酵。B、引入卤素原子（-X）：a、加成反应：不饱和碳原子与HX或2X加成。b、取代反应：烷烃或苯环与2X的取代；醇与HX的取代。C、引入双键：a、消去反应：醇或卤代烃的消去引入CCb、氧化反应：醇的氧化引入OCC、加成反应：炔烃的部分加成以上是引入官能团常见的一步引入的方法，但在某些情况下，所要合成的化合物却不能通过简单一步反应制备，则必须通过两步或多步反应采用“迂回”法，逐步转化成被合成的化合物。②官能团的消除A、通过加成反应消除不饱和键。B、通过消去或氧化或酯化等消除羟基（-OH）。C、通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）。③官能团的转变根据合成需要（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转变，以使中间产物向产物递进。常见的三种方式：A、利用官能团的衍生关系进行衍变。如伯醇→醛→羟酸。B、通过某些化学途径使一个官能团转变为多个。如：一元醇消去后得烯烃，烯烃加成卤素后再水解则转变出两个—OH。C、通过某种手段改变官能团的位置。④有机合成中碳链的改变（1）增加碳链的反应：a加聚反应b酯化反应c缩聚反应(2)减少碳链的反应：a水解反应糖、蛋白质的水解酯的水解b脱羧反应c氧化反应酸苯的同系物氧化成苯甲燃烧d裂化反应C16H34→C8H18+C8H16C8H18→C4H10+C4H8(3)有机合成中的成环反应规律a、有机成环方式一种是通过加成、聚合反应来实现的，另一种是至少含有两个相同或不同官能团的有机分子，如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。b成环反应生成的环上应至少含有3个原子，其中以形五员环或六员环比较稳定。类型：1加成成环如：2222CHCHCHCHCHCH2醇分子间脱水成环O22CHHOOHCH——22CHCH||||OH22OHCH—22CHHO—2CH2CHO3醇分子内脱水成环如：OHCHCH2222CHCH—||OOH2OHCHCH2222CHCH—4醇与酸酯化成环：如：OOOHCH—2CHO—OCCH2O||||OH222CHOH—CHO—OCCH2OO又如：22CHCH—2222CHOHCCHCHCHHO—————|OH2OCO—三、基础知识梳理1.掌握各类有机物分子结构的官能团的特点，理解其官能团的特征反应，根据物质性质推断分析其结构和类别。如：⑴和能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色；⑵－OH能与Na反应放出H2；⑶能与FeCl3溶液作用呈紫色；⑷－COOH（碳原子数较少的）能与Na2CO3溶液作用放出CO2；⑸－CHO与银氨溶液反应产生银镜，或与新制Cu(OH)2作用产生红色沉淀；⑹与少量稀碱溶液混合，滴加酚酞，微热，使溶液红色变浅（酯水解产生的酸和碱发生中和）。2.理解有机物分子中各基团间的相互影响。⑴烃基对官能团的影响中性弱酸性（苯环对－OH的影响）⑵官能团对烃基的影响CH3—CH3难以去氢，CH3CH2OH较易发生烃基上的氢和羟基之间的脱水（－OH对乙基的影响）不和溴水反应，而和浓溴水作用产生白色沉淀（－OH对苯环的影响）。⑶官能团对官能团的影响，－OH受影响，使得－COOH的氢较易电离，显酸性。⑷烃基对烃基的影响①－CH3受苯环的影响，能被酸性KMnO4溶液氧化②苯环受－CH3影响而使邻、对位的氢易被取代3.关注外界条件对有机反应的影响。反应物相同，但反应条件（温度、浓度、用量、催化剂、反应介质和操作顺序）不同而导致生成物不同。⑴温度的影响CCCCOHROR'OCROHOHOHROHOCOCCH2CH2CH3CH2OHH2SO4+H2O浓170℃(消去)OCH2CH3CH3CH2CH3CH2OH+H2OH2SO4140℃浓2(取代)HCOOH+Cu(OH)2常温蓝色沉淀，少量溶解CH3⑵催化剂的影响⑶反应介质的影响4.重要有机物间的相互转变关系。①官能团的变化；②“碳架”的变化（碳原子数增多、减少，成环、破环）。5.深刻理解醇的催化氧化，卤代烃及醇的消去反应，酯化反应等重要反应类型的实质。能够举一反三、触类旁通、联想发散。⑴由乙醇的催化氧化，可推测：⑵由乙醇的消去反应，可推测：CH3CH2OHCH3CHOCu或AgCH3CH2OHCO2+H2O点燃HCOOH+Cu(OH)2Cu2O加热煮沸红色沉淀Cl+Cl2Fe(取代)+Cl2C6H6Cl6紫外线(加成)NaOHRCH2CH2BrRCH2CH2OH溶液(取代)NaOHRCH2CH2BrRCHCH2醇溶液(消去)CH3CH3CH2CH2CHCHCOOHCOOHOOOOCH3CHOC2H5OC2H5CH3COOHCH3COOC2H5CH3CH2BrCH2CH2BrBrCH2CH2OHOHOOCOCH2CH2OC[]nCH3CH2OHCH3COONaCH4CHOCHO或CH3CH2ClCH3ClCH2OHCH3OHCHOCOOHCH3OHCH3CH3CH3CHOHCH3CH3CH3OCOHOOHCH2CH2CH2CH2OHCH2CHCHCH2OHOHOH或由乙醇的脱水生成乙醚，可推测：⑷由酯化反应原理，可推测：6、有机反应中的定量关系：（1）烃和氯气的取代反应，被取代的H原子和被消耗的2Cl分子之间的数值关系。（2）不饱和烃分子与2H、2Br、HCl等分子加成反应中，CC、CC键与无机物分子的个数比关系。（3）含OH的有机物与Na的反应中，OH与2H分子的个数比关系。（4）CHO与Ag或OCu2的物质的量比关系。（5）醇被氧化成醛或酮的反应中，被氧化的OH和消耗的2O的个数比关系。（6）酯化反应中酯基与生成的水分子的个数比关系。四、例题分析例：已知试以1—丁烯为主要原料合成，并写出有关化学方程式。分析：此题的要求高、难度大。要正确解答此题，须有扎实的基础知识、较高的概括水平、灵活的迁移能力。其思路为：①通过分析找规律，从给出的反应中可找出烯烃与水反应的规律。即水与烯烃加成反应中－OH加在双键中两端H原子较少的碳原子上。同时从给出的反应中可找出醇类氧化的规律。②通过找联系，确定合成的中间产物。题目中要求用1—丁烯合成，分解为。经过比较，就可以看成原型和用1—丁烯来制取产物的联系。③根据要求理顺思路，得合