2021届高考化学一轮复习新情境下的有机合成与推断学案

2021届高考化学一轮复习新情境下的有机合成与推断学案

新情境下的有机合成与推断 ‎【典题】(2018·全国卷Ⅰ)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)A的化学名称为________。 ‎ ‎(2)②的反应类型是________。 ‎ ‎(3)反应④所需试剂、条件分别为__________________________。 ‎ ‎(4)G的分子式为________。 ‎ ‎(5)W中含氧官能团的名称是________。 ‎ ‎(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)________。 ‎ ‎(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线________________________  ____________‎ ‎(无机试剂任选)。‎ ‎【精析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸。‎ ‎(2)反应②中氯原子被—CN取代,属于取代反应。‎ ‎(3)反应④是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热。‎ ‎(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3。‎ ‎(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基。‎ ‎(6)属于酯类,说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为或。‎ ‎(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸苄酯的路线为。‎ 答案:(1)氯乙酸　(2)取代反应 ‎(3)乙醇/浓硫酸、△　(4)C12H18O3‎ ‎(5)羟基、醚键 ‎(6)、‎ ‎(7)‎ ‎1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类 ‎(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有 ‎“”或“—C≡C—”结构。‎ ‎(2)使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”“—C≡C—”或 ‎“—CHO”等结构或为苯的同系物。‎ ‎(3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。‎ ‎(4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。‎ ‎(5)遇I2变蓝则该物质为淀粉。‎ ‎(6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有—CHO。‎ ‎(7)加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。‎ ‎(8)加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。‎ ‎2.根据数据确定官能团的数目 ‎(1)‎ ‎(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2。‎ ‎(3)2—COOHCO2,—COOHCO2。‎ ‎(4),—C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2—。‎ ‎(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。即—OH转变为—OOCCH3。‎ ‎(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。‎ ‎3.根据性质确定官能团的位置 ‎(1)若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构“—CH2OH”;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。‎ ‎(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。‎ ‎(3)由一卤代物的种类可确定碳架结构。‎ ‎(4)由加氢后的碳架结构,可确定“”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.根据核磁共振氢谱推断有机物的结构:有机物的分子中有几种氢原子,在核磁共振氢谱中就出现几种峰,峰面积的大小和氢原子个数成正比。‎ ‎5.依据有机物之间的转化关系推断有机物的类别:醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间相互转化关系可用下图表示:‎ 上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:‎ ‎①A为醇、B为醛、C为羧酸、D为酯;‎ ‎②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同;‎ ‎③A分子中含—CH2OH结构;‎ ‎④若D能发生银镜反应,则A为CH3OH,B为HCHO、C为HCOOH,D为HCOOCH3。‎ ‎6.有机推断题的解题思路 解有机推断题的关键点是寻找突破口,抓住突破口进行合理假设和推断。‎ 突破口一:特殊颜色,特殊状态,特殊气味等物理性质。‎ 突破口二:特殊反应类型和反应条件,特殊反应现象和官能团所特有的性质,特殊制法和特殊用途等。‎ ‎7.有机合成题的解题思路 ‎(1)目标有机物的判断。‎ 首先判断目标有机物属于哪类有机物,其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。‎ ‎(2)目标有机物的拆分。‎ 根据给定原料,结合信息,利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段,找出官能团引入、转换的途径及保护方法。‎ ‎(3)思维方法的运用。‎ 找出关键点、突破点后,要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合,选择最佳合成途径。‎ ‎　(2019·武汉模拟)具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如图所示:‎ 已知:‎ ⅰ.RCH2BrR—HCCH—R′‎ ⅱ.R—HCCH—R′‎ ⅲ.R—HCCH—R′‎ ‎(以上R、R′、R″代表氢、烷基或芳基等)‎ ‎(1)A属于芳香烃,其名称是________。 ‎ ‎(2)D的结构简式是_________________。 ‎ ‎(3)由F生成G的反应类型是________。 ‎ ‎(4)由E与I2在一定条件下反应生成F的化学方程式是_________________; ‎ 此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是________。 ‎ ‎(5)下列说法正确的是________。(选填字母序号) ‎ A.G存在顺反异构体 B.由G生成H的反应是加成反应 C.1 mol G最多可以与1 mol H2发生加成反应 D.1 mol F或1 mol H与足量NaOH溶液反应,均消耗2 mol NaOH ‎(6)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成,写出合成的路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。‎ ‎ ____________________________________________________________ ‎ ‎【解析】(1)根据A→B→C转化关系,A苯环上连有两个甲基,且处在邻位,结构简式为,其名称为1,2-二甲苯或邻二甲苯。(2)根据C→D反应条件及D的分子式,可知该反应为C与甲醇的酯化反应,故D的结构简式为。(3)由G→H的反应及G的分子式,可知G为,则由F生成G,是F分子中脱去HI,为消去反应。(4)E为,由提供的已知ⅱ中反应原理,可推知E和I2反应生成F和HI。该反应的副产物与F互为同分异构体,则I连在另一个双键碳原子上,结构简式为。(5)G为,一个双键碳原子上连有2个H,不存在顺反异构,A项错误;由G生成H为两分子G 中双键之间的加成反应, B项正确; 1 mol G()含1 mol 碳碳双键、1 mol 苯环,最多与4 mol H2发生加成反应,C项错误;1 mol F含有1 mol 酯基、1 mol I,1 mol H含有2 mol酯基,与足量NaOH溶液反应均消耗2 mol NaOH,D项正确。(6)运用逆合成分析法,倒推中间产物,确定合成路线。合成,为两分子之间发生加成反应;由已知ⅰ可知,制备,发生CH3CHO和CH3CH2Br的反应;CH3CH2Br由乙烯与HBr的加成反应得到,而CH3CHO是乙烯加成得到乙醇,乙醇催化氧化得到。‎ 答案:(1)1,2-二甲苯(或邻二甲苯)‎ ‎(2)　(3)消去反应 ‎(4)+I2　‎ ‎(5)BD ‎(6)‎ CH3CHCHCH3‎ ‎(或H‎2CCH2CH3CHO)‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　(2019·德州模拟)已知:C2H5OH+HO—NO2(硝酸)C2H5O—NO2(硝酸乙酯)+H2O ‎+H2O 现有只含C、H、O的化合物A～E,其中A为饱和多元醇,其他有关信息已注明在下图的方框内。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)A的分子式为____________。 ‎ ‎(2)写出下列物质的结构简式:‎ B________,D________。 ‎ ‎(3)写出下列反应的化学方程式和反应类型(括号内):‎ AC____________________(　　); ‎ AE____________________(　　)。 ‎ ‎(4)工业上可通过油脂的皂化反应得到A,分离皂化反应产物的基本操作是__________________。 ‎ ‎【解析】设饱和多元醇A的通式为CnH2n+2Ox,根据A的相对分子质量为92及框图转化关系,可以得出A是丙三醇,A的分子式为C3H8O3,A的结构简式为 ‎。D是丙三醇部分氧化后的产物,且D的相对分子质量比A小2,说明A中有一个醇羟基被氧化;根据D能发生银镜反应,说明D中有醛基,由此得出D是。E也是丙三醇部分氧化后的产物,E的相对分子质量比A小4,说明A中有2个醇羟基被氧化;E也能发生银镜反应,得出E是(或)。1个醇羟基与乙酸酯化,相对分子质量会增加60-18=42,根据Mr(B)-Mr(A)=218-92=126=3×42,说明A中的3个醇羟基都被乙酸酯化了,所以B的结构简式为。1个醇羟基被硝酸酯化,相对分子质量会增加63-18=45,根据Mr(C)-Mr(A)=227-92=135=3×45,说明A中的3个醇羟基都被硝酸酯化了,‎ 所以C的结构简式为 答案:(1)C3H8O3‎ ‎(2)　‎ ‎(3)+3HO—NO2+3H2O　酯化反应(或取代反应)‎ ‎+O2+2H2O(或+O2+2H2O)‎ 氧化反应 ‎(4)盐析、过滤