2015屆金版學案高考總復習化學正文第十章第五節(jié)

1、第十章 烴的衍生物和營養(yǎng)物質 高分子化合物和有機合成第五節(jié)高分子化合物有機合成推斷有機合成1有機合成路線設計的思維模型。2官能團的轉化。(1)官能團的引入。引入官能團引入方法鹵素原子烴與X2取代；不飽和烴與X2、HX加成；醇與氫鹵酸(HX)取代羥基烯烴與水加成；醛或酮與氫氣加成；鹵代烴在堿性條件下水解；酯的水解；葡萄糖發(fā)酵生成乙醇碳碳雙鍵某些醇或鹵代烴的消去；炔烴的不完全加成碳氧雙鍵醇的催化氧化；連在同一個碳原子上的兩個羥基脫水；低聚糖和多糖水解引入醛基引入官能團引入方法羧基醛基的催化氧化；酯、肽、蛋白質、羧酸鹽的水解鹵代：X2、鐵屑；硝化：濃硝酸和濃硫酸共熱；烴基氧化；先鹵代后水解(2)官能

2、團的消除。通過加成反應消除不飽和鍵。通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基。通過加成或氧化反應等消除醛基。通過水解反應消除 。通過消去反應或水解反應可消除鹵素原子。(4)官能團的保護。在有機合成中，某些不希望起反應的官能團，在反應試劑或反應條件的影響下發(fā)生副反應，這樣就不能達到預計的合成目標，因此，必須采取措施保護某些官能團，待完成反應后，再除去保護基，使其復原。如：為了防止OH被氧化可先將其酯化。為保護碳碳雙鍵不被氧化可先將其與HBr加成或與水加成。為保護酚羥基，可先用NaOH溶液使OH轉化為 ，再通入 使其復原。3有機合成中碳骨架的構建方法。(1)常見增長碳鏈的方法。增長碳鏈的方法主要有鹵代烴

3、的取代反應，醛、酮的加成反應等。醛、酮與HCN加成。醛、酮與RMgX加成。醛、酮的羥醛縮合(其中至少一種含有H)。苯環(huán)上的烷基化反應。鹵代烴與金屬鈉作用。2CH3Cl2NaCH3CH32NaCl(2)常見碳鏈減短的反應。減短碳鏈的反應主要有烯烴、炔烴的氧化反應、羧酸鹽的脫羧反應以及烷烴的裂化反應等。(3)常見碳鏈成環(huán)的方法。有機物成環(huán)一種方法是通過加成反應、聚合反應來實現，另一種方法是至少含兩個相同或不同的官能團的有機物分子通過脫去小分子實現的。二元醇成環(huán)。如：羥基酸環(huán)內酯化。如：二元羧酸成環(huán)。如：氨基酸成環(huán)。如：特別提醒選擇增長碳鏈反應時，一方面要注意碳鏈變化的位置和結構，另一方面要注意分析

4、需要變化位置的官能團，才能聯想和利用相應的反應或方法?！纠?】優(yōu)良的有機溶劑對孟烷、耐熱型特種高分子功能材料PMnMA的合成路線如下：已知芳香化合物苯環(huán)上的氫原子可被鹵代烷中的烷基取代，如 (R為烷基，X為鹵原子)。(1)B為芳香烴。由B生成對孟烷的反應類型是_。(CH3)2CHCl與A生成B的化學方程式是_。A的同系物中相對分子質量最小的物質是_。(2)1.08 g的C與飽和溴水完全反應生成3.45 g白色沉淀。E不能使Br2的CCl4溶液褪色。F的官能團是_。C的結構簡式是_。反應的化學方程式是_。(3)下列說法正確的是_(填字母)。aB可使酸性高錳酸鉀溶液褪色bC不存在醛類同分異構體cD

5、的酸性比E弱dE的沸點高于對孟烷(4)G的核磁共振氫譜有3種峰，其峰面積之比為321，G與NaHCO3反應放出CO2。反應的化學方程式是_。解析：本題通過有機合成意在考查考生對烴的衍生物的性質的理解、應用和有機反應類型等。(1)結合合成路線可知A為甲苯，(CH3)2CHCl與甲苯(A)發(fā)生取代反應得到B，B的結構簡式為 ；B對孟烷是B中苯環(huán)與氫氣發(fā)生加成反應(有機化學中把加氫的反應也叫還原反應)；甲苯的同系物中相對分子質量最小的物質是苯。(2)C與溴水反應能生成沉淀，則C應含有酚羥基，結合結構分析，苯環(huán)上還含有一個甲基，所以C為甲基苯酚，相對分子質量為108，物質的量為0.01 mol。質量增

6、加3.45 g1.08 g2.37 g，反應機理為Br取代苯環(huán)上的H，相對分子質量變?yōu)?0179，參加反應的Br原子的物質的量為 ，由比例關系，1分子C有三個H原子發(fā)生了取代反應，則應在苯環(huán)的兩個鄰位和一個對位上，所以甲基應在間位上，由此得出C為間甲基苯酚，其結構簡式為 ；由C的結構簡式和對孟烷的結構簡式可推知D是C與(CH3)2CHCl發(fā)生取代反應得到的有機物，其結構簡式為 ，反應為D與氫氣的加成反應，反應方程式為：E(結構簡式為 ，屬于醇類)發(fā)生消去反應(脫去1個H2O)得到F，故F為烯烴，含有的官能團是碳碳雙鍵。(3)甲苯可以被酸性KMnO4氧化，a正確；C的分子式中含有1個氧原子，可以

7、寫出屬于醛類的結構簡式，b錯；D屬于酚類，具有弱酸性，E為醇類，呈中性，故D的酸性比E的強，c錯；E為醇類，分子間可形成氫鍵，其沸點高于相對分子質量比E還小的對孟烷，d正確。(4)由G的分子式和有關信息可知G的結構簡式為 ，則G與E發(fā)生酯化反應得到H，H的結構簡式為 ，反應則是H發(fā)生加聚反應得到高分子，依據烯烴的性質(可發(fā)生加聚反應)知反應的方程式為：有機合成的基本思路(1)分析碳鏈的變化：有無碳鏈的增長或縮短，有無成環(huán)或開環(huán)。(2)分析官能團的改變：引入了什么官能團，是否要注意官能團的保護。(3)讀懂信息：題中的信息可能會成為物質轉化中的重要一環(huán)，因而要認真分析信息中牽涉到的官能團(或碳鏈的

8、結構)與原料、產品或中間產物之間的聯系。(4)可以由原料正向推導產物，也可以從產物逆向導出原料，也可以從中間產物出發(fā)向兩側推導，還可以由原料和產物推導中間產物。針對訓練1(2013廣東卷)脫水偶聯反應是一種新型的直接烷基化反應，例如：(1)化合物的分子式為_，1 mol該物質完全燃燒最少需要消耗_mol O2。(2)化合物可使_溶液(限寫一種)褪色；化合物(分子式為C10H11Cl)可與NaOH水溶液共熱生成化合物，相應的化學方程式為_ _。(3)化合物與NaOH乙醇溶液共熱生成化合物，的核磁共振氫譜除苯環(huán)峰外還有四組峰，峰面積之比為1112，的結構簡式為_。(4)化合物是CH3COOCH2C

9、H3的一種無支鏈同分異構體，碳鏈兩端呈對稱結構，且在Cu催化下與過量O2反應生成能發(fā)生銀鏡反應的化合物。的結構簡式為_，的結構簡式為_。(5)一定條件下， 也可以發(fā)生類似反應的反應，有機產物的結構簡式為_。有機推斷中常見的突破口1由性質推斷(填寫官能團的結構式或物質的種類)。(6)能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物中必含有COOH。(7)能發(fā)生消去反應的有機物為醇、鹵代烴。(8)能發(fā)生水解反應的有機物為鹵代烴、酯類、二糖或多糖、蛋白質。(9)遇FeCl3溶液顯紫色的有機物必含有酚羥基。(10)能發(fā)生連續(xù)氧化的有機物是含有CH2OH的醇或烯烴。如有機物A能發(fā)

10、生如下氧化反應： ，則A應是含有CH2OH的醇，B是醛，C是酸。2由反應條件推斷。(1)當反應條件為NaOH醇溶液并加熱時，必定為鹵代烴的消去反應。(2)當反應條件為NaOH水溶液并加熱時，通常為鹵代烴或酯的水解。(3)當反應條件為濃H2SO4并加熱時，通常為醇脫水生成不飽和化合物，或者是醇與酸的酯化反應。(4)當反應條件為稀酸并加熱時，通常為酯或淀粉(糖)的水解反應。(5)當反應條件為催化劑(銅或銀)并有氧氣時，通常是醇氧化成醛或酮。(6)當反應條件為催化劑存在下的加氫反應時，通常為碳碳雙鍵、碳碳三鍵、苯環(huán)、醛基、酮羰基的加成反應。(7)當反應條件為光照且與X2反應時，通常是X2與烷烴或苯環(huán)

11、側鏈烴基上H原子發(fā)生的取代反應，而當反應條件為Fe或FeX3作催化劑且與X2反應時，通常為苯環(huán)上的H原子直接被取代。3由反應數據推斷。(1)根據與H2加成時所消耗H2的物質的量進行突破：1 mol CC加成時需1 mol H2,1 mol 完全加成時需2 mol H2,1 mol C HO加成時需1 mol H2，而1 mol苯環(huán)加成時需3 mol H2。 (2)1 mol CHO與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液完全反應時生成2 mol Ag或1 mol Cu2O。(3)2 mol OH或2 mol COOH與活潑金屬反應放出1 mol H2。(4)1 mol COOH(足量)與碳酸氫鈉溶

12、液反應放出1 mol CO2。(5)1 mol 一元醇與足量乙酸反應生成1 mol酯時，其相對分子質量將增加42。(6)1 mol某酯A發(fā)生水解生成B和乙酸時，若A與B的相對分子質量相差42時，則生成1 mol乙酸，若A與B的相對分子質量相差84時，則生成2 mol乙酸。4由物質結構推斷。(1)具有4原子共線的可能含碳碳三鍵。(2)具有3原子共面的可能含醛基。(3)具有6原子共面的可能含碳碳雙鍵。(4)具有12原子共面的應含有苯環(huán)。5由物理性質推斷。在通常狀況下為氣態(tài)的烴，其碳原子數均小于或等于4，而烴的衍生物中只有CH3Cl、CH2=CHCl、HCHO，在通常情況下是氣態(tài)?！纠?】(2013

13、通州八校聯考)某種芳香族化合物A，其蒸氣密度是相同條件下H2密度的82倍。A由碳、氫、氧三種元素組成，經測定碳、氫的質量分數分別為73.2%和7.32%。(1)A的分子式是_。(2)已知：又知A在一定條件下能發(fā)生如下轉化，某些生成物(如H2O等)已略去。請回答：步驟的目的是_。若G為氣體，且相對分子質量是44，則E的結構簡式是_；E的核磁共振氫譜中有_個吸收峰(填數字)。FH的反應類型是_。F在一定條件下可發(fā)生酯化反應，生成M(M與FeCl3反應，溶液呈紫色，且分子結構中含有苯環(huán)和一個七元環(huán))請寫出該反應的化學方程式：_。A的結構簡式是_；上述轉化中BD的化學方程式是_。(3)已知A的某種同分

14、異構體K具有如下性質：K與FeCl3反應，溶液呈紫色。K在一定條件下可發(fā)生銀鏡反應。K分子中的取代基上無甲基。請寫出K所有可能的結構簡式：_ _。針對訓練2(2013和田實驗中學考試)根據下列轉化關系填空：(1)化合物A含有的官能團是_ _。(2)B在酸性條件下與Br2反應得到E，E在足量的氫氧化鈉醇溶液作用下轉變成F，由E轉變成F時發(fā)生兩種反應，其反應類型分別是_ _。(3)D的結構簡式是_。(4)1 mol A與2 mol H2反應生成1 mol G，其反應方程式是_。(5)與A具有相同官能團的A的同分異構體的結構簡式是_。有機反應的基本類型1取代反應。(1)取代反應指的是有機物分子中的某

15、些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。(2)烴的鹵代、芳香烴的硝化或磺化、鹵代烴的水解、醇分子間的脫水反應、醇與氫鹵酸的反應、酚的鹵代、酯化反應、酯的水解和醇解以及蛋白質的水解等都屬于取代反應。(3)在有機合成中，利用鹵代烷的取代反應，將鹵原子轉化為羥基、氨基等官能團，從而制得用途廣泛的醇、胺等有機物。2加成反應。(1)加成反應指的是有機物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團相互結合生成新化合物的反應。(2)能與分子中含碳碳雙鍵、碳碳三鍵等有機物發(fā)生加成反應的試劑有氫氣、鹵素單質、氫鹵酸、水等。此外，苯環(huán)的加氫，醛、酮與H2、HCN等的加成，也是必須掌握的重要的加成反應。(3)加成反

16、應過程中原來有機物的碳骨架結構并未改變，這一點對推測有機物的結構很重要。(4)利用加成反應可以增長碳鏈，也可以轉換官能團，在有機合成中有廣泛的應用。3消去反應。(1)消去反應指的是在一定條件下，有機物脫去小分子物質(如H2O、HX等)生成分子中含雙鍵或三鍵的不飽和有機物的反應。(2)醇分子內脫水、鹵代烴分子內脫鹵化氫是中學階段必須掌握的消去反應。(3)醇類發(fā)生消去反應的規(guī)律與鹵代烴的消去規(guī)律相似，但反應條件不同，醇類發(fā)生消去反應的條件是濃硫酸、加熱，而鹵代烴發(fā)生消去反應的條件是NaOH、醇、加熱(或NaOH的醇溶液，)，要注意區(qū)分。(4)在有機合成中，利用醇或鹵代烷的消去反應可以在碳鏈上引入雙

17、鍵、三鍵等不飽和鍵。4有機化學中的氧化反應和還原反應。(1)有機化學中，通常將有機物分子中加入氧原子或脫去氫原子的反應稱為氧化反應，而將有機物分子中加入氫原子或脫去氧原子的反應稱為還原反應。(2)在氧化反應中，常用的氧化劑有O2、酸性KMnO4 溶液、O3、銀氨溶液和新制的Cu(OH)2懸濁液等；在還原反應中，常用的還原劑有H2、LiAlH4和NaBH4等。(3)有機物的燃燒、有機物被空氣氧化、有機物被酸性KMnO4溶液氧化、醛基被銀氨溶液和新制的Cu(OH)2懸濁液氧化、烯烴被臭氧氧化等都屬于氧化反應；而不飽和烴的加氫、硝基還原為氨基、醛基或酮基的加氫、苯環(huán)的加氫等都屬于還原反應。(4)利用

18、氧化反應或還原反應，可以轉變有機物的官能團，實現醇、醛、羧酸等物質間的相互轉化。如：5加聚反應。(1)相對分子質量小的化合物(也叫單體)通過加成反應互相聚合成為高分子化合物的反應叫做加聚反應。(2)加聚反應的特點。鏈節(jié)(也叫結構單元)的相對分子質量與單體的相對分子質量(或相對分子質量和)相等。產物中僅有高聚物，無其他小分子生成，但生成的高聚物由于n值不同，是混合物(注意！)。6縮聚反應?？s聚反應與加聚反應相比較，其主要的不同之處是縮聚反應中除生成高聚物外同時還有小分子生成。7顯色反應。某些有機物跟某些試劑作用而產生特征顏色的反應叫顯色反應。(1)苯酚遇FeCl3溶液顯紫色。常用于苯酚或酚類物質的鑒別。(2)淀粉遇碘單質顯藍色。這是一個特征反應，常用于淀粉