專題提升 有機(jī)化合物的合成 學(xué)案 高二化學(xué)上學(xué)期魯科版（2019）選擇性必修3

專題提升有機(jī)化合物的合成1.常用的有機(jī)合成中三種官能團(tuán)的保護(hù):(1)酚羥基的保護(hù):因酚羥基易被氧化,所以在氧化基團(tuán)前先使其與NaOH反應(yīng),把酚羥基轉(zhuǎn)變成—ONa,將其保護(hù)起來,使其他基團(tuán)氧化后再酸化使其全部轉(zhuǎn)化為—OH。(2)碳碳雙鍵的保護(hù):碳碳雙鍵容易被氧化,在氧化基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來,待其他基團(tuán)氧化后再利用消去反應(yīng)重新轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(—NH2)的保護(hù):如在對硝基甲苯對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2還原為—NH2,防止當(dāng)KMnO4(H+)氧化—CH3時,—NH2(具有還原性)也被氧化。2.有機(jī)推斷題的突破口:(1)通過物理特征突破。有機(jī)物中各類代表物的顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等往往各有特點(diǎn),解題時可考慮通過物理特征找到突破口。(2)從反應(yīng)條件突破。反應(yīng)條件可能的有機(jī)物反應(yīng)濃硫酸,加熱①醇的消去反應(yīng)②酯化反應(yīng)③苯的硝化反應(yīng)稀硫酸,加熱①酯的水解反應(yīng)②二糖、多糖的水解反應(yīng)等NaOH的水溶液,加熱①鹵代烴的水解反應(yīng)②酯的水解反應(yīng)等強(qiáng)堿的醇溶液,加熱鹵代烴的消去反應(yīng)新制Cu(OH)2或銀氨溶液,加熱醛基的氧化反應(yīng)續(xù)表反應(yīng)條件可能的有機(jī)物反應(yīng)酸性KMnO4溶液①烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)②某些苯的同系物的氧化反應(yīng)③醇、醛、苯酚的氧化反應(yīng)O2、Cu(或Ag),加熱醇的催化氧化反應(yīng)H2、催化劑,加熱①烯烴、炔烴的加成反應(yīng)②芳香烴的加成反應(yīng)③醛、酮還原為醇特別注意:羧基、酯基、肽鍵中的碳氧雙鍵不能加成濃溴水或溴的CCl4溶液①烯烴、炔烴的加成反應(yīng)②苯酚的取代反應(yīng)Cl2,光照①烴的取代反應(yīng)②中側(cè)鏈的取代反應(yīng)(3)從轉(zhuǎn)化關(guān)系突破。①連續(xù)氧化關(guān)系:結(jié)論ⅠA為醇、B為醛、C為羧酸、D為酯結(jié)論ⅡA、B、C三種物質(zhì)中碳原子數(shù)相同,碳骨架結(jié)構(gòu)相同結(jié)論ⅢA分子結(jié)構(gòu)中與羥基相連的碳原子上至少有2個氫原子,即含—CH2OH結(jié)論Ⅳ若D能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則A為CH3OH,B為HCHO,C為HCOOH,D為HCOOCH3②重要的“三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系:a.鹵代烴在強(qiáng)堿的醇溶液中加熱、醇在濃硫酸催化下加熱均發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴。b.烯烴在一定條件下分別與HX(X為鹵素原子)、H2O發(fā)生加成反應(yīng)生成鹵代烴、醇;c.鹵代烴在強(qiáng)堿的水溶液中發(fā)生取代反應(yīng)生成醇,醇與HX在酸性條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵代烴。在有機(jī)推斷中靈活運(yùn)用以上轉(zhuǎn)化關(guān)系,并根據(jù)題目的限制條件拓展和完善,可起到事半功倍的效果。(4)從實驗現(xiàn)象突破。實驗現(xiàn)象結(jié)論使溴水褪色可能含碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、酚羥基(產(chǎn)生白色沉淀)等使酸性KMnO4溶液褪色可能含碳碳雙鍵、碳碳三鍵,也可能是苯的同系物、醇、醛、酚等遇FeCl3溶液顯紫色說明含酚羥基加入新制Cu(OH)2并加熱有磚紅色沉淀生成,或加入銀氨溶液水浴加熱有銀鏡出現(xiàn)說明該物質(zhì)中含有—CHO加入Na,有H2產(chǎn)生可能有—OH或—COOH加入NaHCO3溶液有氣體放出說明含—COOH【典例示范】【典例】(2020·山東等級模擬考)酯類化合物與格氏試劑(RMgX,X=Cl、Br、I)的反應(yīng)是合成叔醇類化合物的重要方法,可用于制備含氧多官能團(tuán)化合物?；衔颋合成路線如下,回答下列問題:已知信息如下:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________,B→C的反應(yīng)類型為____________,C中官能團(tuán)的名稱為____________,C→D的反應(yīng)化學(xué)方程式為______________________。

(2)寫出符合下列條件的D的同分異構(gòu)體____________________(填結(jié)構(gòu)簡式,不考慮立體異構(gòu))。

①含有五元碳環(huán)結(jié)構(gòu);②能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(3)判斷化合物F中有無手性碳原子,若有用“*”標(biāo)出________________。

(4)已知羥基能與格氏試劑發(fā)生反應(yīng)。寫出以、CH3OH和格氏試劑為原料制備的合成路線(其他試劑任選)__________________________________。

【題組過關(guān)訓(xùn)練】1.(2021·南寧高二檢測)化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體,一種合成G的路線如下:已知以下信息:①A的核磁共振氫譜為單峰;B的核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6∶1∶1。②D的苯環(huán)上僅有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫;1molD可與1molNaOH或2molNa反應(yīng)?；卮鹣铝袉栴}:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

(2)B的化學(xué)名稱為__________________________。

(3)C與D反應(yīng)生成E的化學(xué)方程式為__________________________。

(4)由E生成F的反應(yīng)類型為______________。

(5)G的分子式為________________。

(6)L是D的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),1mol的L可與2mol的Na2CO3反應(yīng),L共有__________種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________、______________。

2.(2021·臨沂高二檢測)由芳香化合物A制備有機(jī)材料中間體H的一種合成路線如下:已知:①RCHO+R'CHO②RCHO+R'CH2CHO+H2O③(1)1mol芳香族化合物B最多能與__________molH2加成。

(2)X的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

(3)G與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物Y,其中符合下列條件的Y的同分異構(gòu)體有__________種。

①分子中含有苯環(huán),且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2;②其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積之比為6∶2∶1∶1。(4)根據(jù)題目所給信息,以2-戊烯為原料,制備的合成路線如下,請依據(jù)示意圖,寫出片段①、②、③合成方案(無機(jī)試劑任選)。片斷③:______________________________

片斷②:______________________________

片斷①:______________________________

答案解析【典例示范】【典例】(2020·山東等級模擬考)酯類化合物與格氏試劑(RMgX,X=Cl、Br、I)的反應(yīng)是合成叔醇類化合物的重要方法,可用于制備含氧多官能團(tuán)化合物?；衔颋合成路線如下,回答下列問題:已知信息如下:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________,B→C的反應(yīng)類型為____________,C中官能團(tuán)的名稱為____________,C→D的反應(yīng)化學(xué)方程式為______________________。

(2)寫出符合下列條件的D的同分異構(gòu)體____________________(填結(jié)構(gòu)簡式,不考慮立體異構(gòu))。

①含有五元碳環(huán)結(jié)構(gòu);②能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(3)判斷化合物F中有無手性碳原子,若有用“*”標(biāo)出________________。

(4)已知羥基能與格氏試劑發(fā)生反應(yīng)。寫出以、CH3OH和格氏試劑為原料制備的合成路線(其他試劑任選)__________________________________。

【解析】根據(jù)合成路線,A發(fā)生已知反應(yīng)①生成B,則A中含有碳碳雙鍵,B中含有羥基,B中羥基被酸性高錳酸鉀在加熱的條件下氧化為羧基和羰基,C與CH3OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成D,D發(fā)生已知反應(yīng)②生成E,E發(fā)生已知反應(yīng)③生成F(),則D為,C為,B為,A為,據(jù)此分析解答。(1)根據(jù)上述分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡式為;B→C的反應(yīng)類型為氧化反應(yīng);C中含有的官能團(tuán)為酮羰基和羧基;C→D發(fā)生的是酯化反應(yīng),化學(xué)方程式為+H2O;(2)根據(jù)題目要求,D()的同分異構(gòu)體中需含有五元環(huán),能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含有羧基和醛基,因此結(jié)構(gòu)簡式為、、;(3)化合物F中含有手性碳原子,如圖(*為手性碳原子);(4)依據(jù)所給信息,由與酸性高錳酸鉀反應(yīng)生成,與甲醇、濃硫酸作催化劑并加熱時反應(yīng)生成,再與乙二醇在干燥的HCl中反應(yīng)生成;先與反應(yīng)再在酸性環(huán)境下水解得。答案:(1)氧化反應(yīng)羰基、羧基(2)、、(3)(4)【題組過關(guān)訓(xùn)練】1.(2021·南寧高二檢測)化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體,一種合成G的路線如下:已知以下信息:①A的核磁共振氫譜為單峰;B的核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6∶1∶1。②D的苯環(huán)上僅有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫;1molD可與1molNaOH或2molNa反應(yīng)。回答下列問題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

(2)B的化學(xué)名稱為__________________________。

(3)C與D反應(yīng)生成E的化學(xué)方程式為__________________________。

(4)由E生成F的反應(yīng)類型為______________。

(5)G的分子式為________________。

(6)L是D的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),1mol的L可與2mol的Na2CO3反應(yīng),L共有__________種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________、______________。

【解析】A的化學(xué)式為C2H4O,其核磁共振氫譜為單峰,則A為;B的化學(xué)式為C3H8O,核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6∶1∶1,則B的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(OH)CH3;D的化學(xué)式為C7H8O2,其苯環(huán)上僅有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫;1molD可與1molNaOH或2molNa反應(yīng),則苯環(huán)上有酚羥基和—CH2OH,且為對位結(jié)構(gòu),則D的結(jié)構(gòu)簡式為;(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為;(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(OH)CH3,其化學(xué)名稱為2-丙醇;(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2和發(fā)生反應(yīng)生成E的化學(xué)方程式為HOCH2CH2OCH(CH3)2++H2O;(4)和發(fā)生取代反應(yīng)生成F;(5)有機(jī)物G的分子式為C18H31NO4;(6)L是的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),1mol的L可與2mol的Na2CO3反應(yīng),說明L的分子結(jié)構(gòu)中含有2個酚羥基和一個甲基,當(dāng)2個酚羥基在鄰位時,苯環(huán)上甲基的位置有1種,只滿足條件的L共有6種,其中核磁共振氫譜為4組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為、答案:(1)(2)2-丙醇(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2++H2O(4)取代反應(yīng)(5)C18H31NO4(6)62.(2021·臨沂高二檢測)由芳香化合物A制備有機(jī)材料中間體H的一種合成路線如下:已知:①RCHO+R'CHO②RCHO+R'CH2CHO+H2O③(1)1mol芳香族化合物B最多能與__________molH2加成。

(2)X的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

(3)G與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物Y,其中符合下列條件的Y的同分異構(gòu)體有__________種。

①分子中含有苯環(huán),且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2;②其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積之比為6∶2∶1∶1。(4)根據(jù)題目所給信息,以2-戊烯為原料,制備的合成路線如下,請依據(jù)示意圖,寫出片段①、②、③合成方案(無機(jī)試劑任選)。片斷③:______________________________

片斷②:______________________________

片斷①:______________________________

【解析】(1)芳香族化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為,分子中含有的苯環(huán)和醛基均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),則1mol最多能與4mol氫氣加成。(2)由流程圖分析可知,X的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為,與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成,其同分異構(gòu)體中含有苯環(huán),且能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2,說明分子含有羧基,由核磁共振氫譜