有机推断与合成

第19讲有机推断与合成考纲定位命题热点及考频考题核心素养1.有机化合物的组成与结构(1)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。(2)了解常见有机化合物的结构。了解有机化合物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。(3)了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。(4)能正确书写有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。(5)能够正确命名简单的有机化合物。(6)了解有机分子中官能团之间的相互影响。2．合成高分子(1)了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。(2)了解加聚反应和缩聚反应的含义。(3)了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。1.结构—官能团—性质为主的推断2．以新物质合成为载体的综合推断2017年Ⅰ卷T36；2017年Ⅱ卷T36；2017年Ⅲ卷T36；2016年Ⅰ卷T38；2016年Ⅱ卷T38；2016年Ⅲ卷T38；2015年Ⅰ卷T38；2015年Ⅱ卷T381.微观探析——通过有机物结构研究，探寻有机物的合成路线和合成方法。2．模型认知——能依据有机物性质及其变化的信息构建模型，建立解决有机合成与推断的思维框架。3．科学精神——通过有机合成与推断学习，培养终身学习的意识和严谨求实的科学态度。4．社会责任——通过有机合成分析，认识环境保护和资源合理开发的重要性，培养可持续发展意识和绿色化学观念。———————核心知识·提炼———————2．含单官能团化合物的系统命名(1)选主链：选择含有官能团的最长碳链作为主链，称“某烯”“某炔”“某醇”“某醛”“某酸”等(而卤素原子、硝基、烷氧基则只作取代基)；(2)编号位：从靠近官能团的一端开始编号；(3)标位置：标明官能团的位置；(4)写名称：同含有支链的烷烃，按“次序规则”排列，即支链(取代基)位序数→支链(取代基)数目(数目为1时不写)→支链(取代基)名称→主链名称。提炼2有机推断“题眼”归纳1．特殊物理性质。如碳原子数目小于4的烃为气态，酯密度比水小，难溶于水。2．特征反应条件。如NaOH水溶液加热⇒卤代烃水解；“Cu或Ag、加热”⇒醇的催化氧化，银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液⇒醛氧化为酸等。3．特征反应现象⇒有机物中官能团(1)使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。(2)使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物。(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质中含有—CHO。(5)加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。(6)加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有—COOH。4．特征产物⇒碳骨架结构官能团位置(1)醇的氧化产物与结构的关系。5．官能团特征反应①官能团的特殊性质反应条件②反应物性质反应类型⇒官能团，如加溴水生成白色沉淀Fe3＋显紫色⇒酚羟基6．特定的定量关系如1mol～1molX2(H2、HX等)。1mol—OH～1molNa～0.5molH21mol—CHO～2molAg～1molCu2O1mol—COOH～1molNaHCO3～0.5molNa2CO31mol—COOH＋1mol—OH―→1molH2O等。提炼3有机合成思路1．解题思路《创》P3052．官能团引入六措施引入官能团有关反应羟基(—OH)烯烃与水加成、醛(酮)加氢、卤代烃水解、酯的水解卤素原子(—X)烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代碳碳双键()某些醇或卤代烃的消去、炔烃不完全加氢《创》P303-304醛基(—CHO)某些醇(含有—CH2OH)的氧化、烯烃的氧化羧基(—COOH)醛的氧化、酯的酸性水解、羧酸盐的酸化、苯的同系物(侧链上与苯环相连的碳原子上有氢原子)被强氧化剂氧化酯基(—COO—)酯化反应3.官能团消除(1)通过加成消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键等)；(2)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)；(3)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基(—OH)；(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。4．官能团衍变(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CH3CH2OH→CH2===CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OH。CH2===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。5．官能团保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化基团前先使其与NaOH反应，把酚羟基转变成—ONa，将其保护起来，使其他基团氧化后再酸化使其全部转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，在氧化基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待其他基团氧化后再利用消去反应重新转变为碳碳双键。(3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2，防止当KMnO4(H＋)氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。1．(2016·北京调研)化合物A(分子式为C6H6O2)是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。由A合成黄樟油(E)和香料F的合成路线如下(部分反应条件已略去)：[体验感悟]《创》P304-1•已知：B的分子式为C7H6O2，不能发生银镜反应，也不能与NaOH溶液反应。•(1)写出E中含氧官能团的名称：________和________。•(2)写出反应C→D的反应类型：_______________。•(3)写出反应A→B的化学方程式：_______________。•(4)某芳香化合物是D的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该芳香化合物的结构简式：________(任写一种)。(5)根据已有知识并结合流程中相关信息，写出以、为主要原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CH3CH2Br――――――→NaOH醇溶液△CH2===CH2――→烷基铝CH2—CH2[思维建模]有机综合推断题突破策略《创》P307[典题示例]【示例2】(2016·全国卷Ⅱ)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下：《创》P305已知：①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰②――→HCN水溶液NaOH微量•回答下列问题：•(1)A的化学名称为________。•(2)B的结构简式为________，其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________。•(3)由C生成D的反应类型为________。•(4)由D生成E的化学方程式为______________。•(5)G中的官能团有________、________、________(填官能团名称)。•(6)G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种(不含立体异构)。•【知识支持】•1．根据反应中的特殊条件进行推断•(1)NaOH的水溶液——卤代烃、酯类的水解反应。•(2)NaOH的醇溶液，加热——卤代烃的消去反应。•(3)浓H2SO4，加热——醇消去、酯化、苯环的硝化等反应。•(4)溴水或溴的CCl4溶液——烯烃、炔烃的加成反应，酚的取代反应。•(5)O2，Cu，加热——醇的催化氧化反应。•(6)新制的Cu(OH)2悬浊液，加热(或银氨溶液，水浴加热)——醛氧化成羧酸的反应。•(7)稀H2SO4——酯的水解等反应。•(8)H2，催化剂——烯烃、炔烃的加成，芳香烃的加成，醛还原成醇的反应。•(9)光照——烷基上的氢原子被卤素原子取代。•(10)Fe或FeX3(X为卤素原子)——苯环上的氢原子被卤素原子取代。•2．根据特征现象进行推断•(1)使溴水褪色，则表示物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、酚羟基(产生白色沉淀)等。•(2)使酸性KMnO4溶液褪色，则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或苯的同系物等。•(3)遇FeCl3溶液显紫色，说明该物质中含有酚羟基。•(4)与新制的Cu(OH)2悬浊液在加热沸腾时有砖红色沉淀生成，或能与银氨溶液在水浴加热时发生银镜反应，说明该物质中含有—CHO。•(5)与金属钠反应有H2产生，表示物质中可能有—OH或—COOH。•(6)与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气体放出，表示物质中含有—COOH。•(7)遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。•(8)遇I2变蓝，则说明该物质为淀粉。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)，可确定—OH在链端；由醇氧化成酮，可确定—OH在链中；若该醇不能被氧化，可确定与—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)由取代产物的种类可确定碳链结构。(4)由加氢后碳架结构确定或—C≡C—的位置。(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小，可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。4．根据数据确定官能团的数目(1)(2)2—OH(醇、酚、羧酸)――→NaH2(3)2—COOH――→Na2CO3CO2，—COOH――→NaHCO3CO2(4)――→1molBr2，—C≡C—(或二烯、烯醛)――→2molH2—CH2CH2—――→3H2•(5)某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个—OH；增加84，则含有2个—OH。•(6)由—CHO转变为—COOH，相对分子质量增加16；若增加32，则含2个—CHO。•(7)当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个—OH；若相对分子质量减小4，则含有2个—OH。2．(2016·济南质检)高分子树脂、化合物C和化合物N的合成路线如下：《创》P306-2已知：RCHO――――――→①HCN、OH-②H2O、H＋、△RCOOH――→SOCl2――→R′OHRCOOR′•请回答下列问题：•(1)A的结构简式为________，D中含氧官能团的名称是________。•(2)A在催化剂作用下可与足量H2充分反应生成B，该反应的反应类型是___________________，酯类化合物C的结构简式是_____________。•(3)F与醛类化合物M合成高分子树脂的化学方程式是________。•(4)酯类化合物N在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是__________________________________。(5)扁桃酸有多种同分异构体，其中含有三个取代基、能与FeCl3溶液发生显色反应、也能与NaHCO3溶液反应放出气体的同分异构体共有________种，写出符合条件的三个取代基不相邻的一种同分异构体的结构简式：_____________________________。•【题型建模】•有机推断题的解题思路