2018届一轮复习人教版有机合成推断题突破策略学案

2018届一轮复习人教版有机合成推断题突破策略学案

考点一　依据特征结构、性质及现象推断 ‎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.根据反应条件推断反应类型 ‎(1)在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应也可能是卤代烃的水解反应。‎ ‎(2)在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。‎ ‎(3)在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。‎ ‎(4)能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。‎ ‎(5)能与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反应或还原反应。‎ ‎(6)在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下，发生醇的氧化反应。‎ ‎(7)与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是 —CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇―→醛―→羧酸的过程)‎ ‎(8)在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。‎ ‎(9)在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。‎ ‎3.根据有机反应中定量关系进行推断 ‎(1)烃和卤素单质的取代：取代1 mol 氢原子，消耗1 mol 卤素单质(X2)。‎ ‎(2)的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量比1∶1加成。‎ ‎(3)含—OH的有机物与Na反应时：2 mol —OH生成1 mol H2。‎ ‎(4)1 mol —CHO对应2 mol Ag；或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O。‎ ‎(5)物质转化过程中相对分子质量的变化(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)：‎ ‎①RCH2OH―→RCHO―→RCOOH M　　　 M－2　　M＋14‎ ‎②RCH2OHCH3COOCH2R M　　　　　　 M＋42‎ ‎③RCOOHRCOOCH2CH3‎ M　　　　　　　　M＋28‎ ‎1.(2016·杭州模拟)下图是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料的路线：‎ nD 已知：①烃A的相对分子质量为106；‎ ‎②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮：‎ ‎；‎ ‎③C可发生银镜反应。请根据以上信息回答下列问题：‎ ‎(1)A的名称__________________________。‎ ‎(2)由A生成B的反应类型是________________；由C生成D的反应类型是________________。‎ ‎(3)由B生成C的化学方程式为____________________________________________________，‎ 该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是___________________________________。‎ ‎(4)D的分子式为________；D的同分异构体中，满足下列条件的有________种(不考虑烯醇)。‎ ‎①仅含有苯环，无其他环状结构；‎ ‎②遇三氯化铁溶液显紫色；‎ ‎③1 mol能与3 mol金属钠反应生成1.5 mol氢气。‎ 其中核磁共振氢谱表明分子中有五种氢，且其峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1，请写出其结构简式：_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)对二甲苯　(2)取代反应　氧化反应 ‎(3) ‎ ‎　‎ ‎(4)C8H8O3　6　‎ 解析　合成聚酯类高分子材料，由D合成该物质发生缩聚反应，则D为，D由C氧化生成，则C为，由B发生水解反应生成C，A发生取代反应生成B，且烃A的相对分子质量为106，可知A的分子式为C8H10，结构简式为，结合信息②可知，A→B发生三氯取代，即B为。(1)根据上面的分析可知，A的结构简式为，化学名称为对二甲苯。(2)根据上面的分析可知，由A生成B的反应类型是取代反应，由C生成D 的反应类型是氧化反应。(3)由B生成C的化学方程式为＋3NaOH ‎＋3NaCl＋H2O，根据信息②可知，该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是。(4)D为，D的分子式为C8H8O3，根据条件①仅含有苯环，无其他环状结构；②遇三氯化铁溶液显紫色，说明有酚羟基；③1 mol能与3 mol金属钠反应生成1.5 mol氢气，说明分子中有三个羟基或羧基，则符合条件的D的同分异构体为苯环上连有3个—OH和一个—CH==CH2，根据定三动一的原则，共有6种，其中核磁共振氢谱表明分子中有四种氢，且其峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为 ‎2.A、B、C、D、E、F均为芳香族化合物，有如下转化关系：‎ ‎(1)有机物C的分子式为C8H10O2，核磁共振氢谱显示3组峰，C不能与NaOH溶液反应，写出C的结构简式为__________________；上述反应中属于取代反应的是________(填序号)。‎ ‎(2)写出反应②、③的化学方程式：_______________、___________________。‎ ‎(3)1 mol D与足量的银氨溶液完全反应生成E，E是合成纤维涤纶的一种单体，另一种单体是C，写出合成涤纶的化学方程式：____________________________________。‎ ‎(4)1 mol E、F(F的式量小于E)完全燃烧，消耗O2的量相等，且1 mol F能和1 mol NaOH完全反应，写出F的结构简式：_______________________________________。‎ 答案　(1)　 ①②‎ ‎(2)‎ ‎(3)‎ ‎(4)‎ 解析　A、B、C、D、E、F均为芳香族化合物，有机物C的分子式为C8H10O2，结合转化关系可知C中含有羟基，C不能与NaOH溶液反应，含有醇羟基，且羟基可以被氧化，其核磁共振氢谱显示3组峰，故C为，逆推可知B为，A为，顺推可知D为，E为。(1)由上述分析可知，C的结构简式为；上述反应中，反应①②属于取代反应，③④属于氧化反应。(2)反应②的化学方程式为，反应③的化学方程式为 ‎(3)E()是合成纤维涤纶的一种单体，另一种单体是C()，二者合成涤纶的化学方程式为 ‎(4)1 mol E、F(F的式量小于E)完全燃烧，消耗O2的量相等，E分子式改写 C6H6·2CO2，且1 mol F能和1 mol NaOH完全反应，则F分子式可以为C6H6·CO2形式，故F的结构简式为。‎ 考点二　利用信息、根据转化关系推断未知物 ‎1.有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系，经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知，因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。‎ ‎2.高考常见的新信息反应 ‎(1)丙烯αH被取代的反应：CH3—CH==CH2＋Cl2Cl—CH2—CH==CH2＋HCl。‎ ‎(2)共轭二烯烃的1,4加成反应：‎ ‎①CH2==CH—CH==CH2＋Br2―→‎ ‎②‎ ‎(3)烯烃被O3氧化：R—CH==CH2R—CHO＋HCHO ‎(4)苯环侧链的烃基被酸性KMnO4溶液氧化：‎ ‎(5)苯环上硝基被还原：。‎ ‎(6)醛、酮的加成反应(加长碳链，—CN水解得—COOH)：‎ ‎①CH3CHO＋HCN―→；‎ ‎②‎ ‎③CH3CHO＋NH3(作用：制备胺)；‎ ‎④CH3CHO＋CH3OH(作用：制半缩醛)。‎ ‎(7)羟醛缩合：‎ ‎(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇：‎ ‎(9)羧酸分子中的αH被取代的反应：‎ ‎(10)羧酸用LiAlH4还原时，可生成相应的醇：RCOOHRCH2OH。‎ ‎(11)酯交换反应(酯的醇解)：R1COOR2＋R3OH―→R1COOR3＋R2OH。‎ ‎1.(2015·山东理综，34)菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下：‎ 已知：‎ ‎(1)A的结构简式为________________，A中所含官能团的名称是________。‎ ‎(2)由A生成B的反应类型是______________，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为________________。‎ ‎(3)写出D和E反应生成F的化学方程式_____________________________________。‎ ‎(4)结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1丁醇，设计合成路线(其他试剂任选)。‎ 合成路线流程图示例：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3COOCH2CH3‎ 答案　(1) 碳碳双键、醛基 ‎(2)加成(或还原)反应　CH3COCH3‎ ‎(3)‎ ‎(4)CH3CH2BrCH3CH2MgBrCH3CH2CH2CH2OH 解析　(1)由题给信息及合成路线可推出A为，由A的结构简式可知其所含官能团的名称为碳碳双键、醛基。(2)A中含有碳碳双键、醛基，均可与H2 发生加成(或还原)反应。由合成路线中D、E、F的转化关系及反应条件可推出E的结构为HOCH2CH==CH2 ，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，则该同分异构体的结构简式为。‎ ‎(3)D为，D与E发生酯化反应生成F，化学方程式为 ‎(4)利用逆推法，要合成1丁醇，需环氧乙烷和CH3CH2MgBr在H＋ 条件下反应，而要合成CH3CH2MgBr则需CH3CH2Br与Mg /干醚反应，具体合成路线见答案。‎ ‎2.顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如下：‎ 已知：ⅰ.‎ ⅱ.RCH==CHR′RCHO＋R′CHO(R、R′代表烃基或氢)‎ ‎(1)CH2==CH—CH==CH2的名称是______________。‎ ‎(2)反应Ⅰ的反应类型是(选填字母)________。‎ a.加聚反应 b.缩聚反应 ‎(3)顺式聚合物P的结构式是(选填字母)________。‎ ‎(4)A的相对分子质量为108。‎ ‎①反应Ⅱ的化学方程式是_______________________________。‎ ‎②1 mol B完全转化成M所消耗H2的质量是______g。‎ ‎(5)反应Ⅲ的化学方程式是_______________________________。‎ ‎(6)A的某些同分异构体在相同的反应条件下也能生成B和C。写出其中一种同分异构体的结构简式________________________________。‎ 答案　(1)1,3丁二烯　(2)a　(3)b ‎(4)①2CH2==CH—CH==CH2 ‎②6‎ ‎(5)‎ ‎(6)‎ 解析　(1)CH2==CH—CH==CH2分子中含有2个，属于二烯烃，根据系统命名法原则，其名称为1,3丁二烯。‎ ‎(2)CH2==CH—CH==CH2分子中含有，具有烯烃的化学性质，能发生加成反应和加聚反应等，该有机物经反应Ⅰ生成顺式聚合物P，则反应Ⅰ为加聚反应。‎ ‎(3)迁移应用课本中顺反异构体知识，推测顺式聚合物P分子中连接在两端碳原子的同种基团处于双键的同侧，故b项正确。‎ ‎(4)①结合题给信息ⅰ中加成反应(成环反应)原理，推测反应Ⅱ为2分子CH2==CH—CH==CH2在加热条件下发生加成反应(成环反应)生成A。又知A的相对分子质量为108，从而确定A的结构简式为，反应的化学方程式为2CH2==CH—CH==CH2。‎ ‎②结合信息ⅱ中反应原理，在O3、Zn/H2O作用下，发生开环反应，生成和HCHO，结合M的结构简式可知，B为，C为HCHO。1 mol B含有3 mol—CHO，可与3 mol H2完全加成，消耗H2的质量为6 g。‎ ‎(5)N的分子式为C13H8Cl4O2，而C的分子式为CH2O，的分子式为C6H4Cl2O，由酚羟基邻位上的氢原子较活泼，可推出N的结构简式为。所以反应Ⅲ的化学方程式为。‎ ‎(6)A的结构简式为，其同分异构体在O3、Zn/H2O作用下，也能生成B()和C(HCHO)，根据该反应的原理，逆向推理知A的同分异构体的结构简式可能为。‎ 课时训练 ‎1.有机物A是一种重要的化工原料，在一定条件下可发生如下的转化：‎ 已知：羟基直接连在碳碳双键上的结构(烯醇结构)不稳定，会发生如下重排：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式是________。‎ ‎(2)反应①的反应类型是________，写出E的同分异构体的结构简式：________。‎ ‎(3)F中所含官能团的名称是________。‎ ‎(4)写出反应④的化学方程式：__________________________________。‎ ‎(5)写出物质G和NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________。‎ 答案　(1)CH≡CH　(2)加成　CH3OCH3‎ ‎(3)羧基　碳碳双键 ‎(4)CH3CHO＋H2CH3CH2OH ‎(5)CH2==CHCOOCH2CH3＋NaOH―→‎ CH2==CHCOONa＋CH3CH2OH ‎2.萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成α萜品醇G的路线之一如下：‎ 已知：RCOOC2H5 ‎(1)B所含官能团的名称是________________________、________________________。‎ ‎(2)化合物G的分子式为_________________。化合物C的结构简式为____________。‎ ‎(3)反应②的反应类型为______________；反应③的反应类型为__________________。‎ ‎(4)写出化合物G在一定条件下发生聚合反应的化学方程式：____________________。‎ ‎(5)写出化合物E生成化合物F的化学方程式：________________________________。‎ 答案　(1)羟基　羧基　(2)C10H18O　‎ ‎(3)取代反应　消去反应 ‎(4)‎ ‎(5) ‎ ‎3.已知碳氢化合物A对氮气的相对密度是2.5，E中含有两个甲基，且连在不同的碳原子上，F为高分子化合物。‎ A～F之间的转化关系如下所示：‎ 已知：①醇的氧化规律：‎ 即为叔醇，不能被氧化。‎ ‎②R—BrR—OH ‎(1)碳氢化合物A的分子式为________，D的官能团名称为________。‎ ‎(2)写出反应②的化学方程式：______________________________________________。‎ ‎(3)化合物E在一定条件下合成高分子化合物F，请写出该反应的化学方程式：_______。‎ ‎(4)D的同分异构体中属于酯类的有________种，请写出其中2种含有两个甲基的同分异构体的结构简式：______________________________________________。‎ 答案　(1)C5H10　羟基、醛基 ‎(2)‎ ‎(3)‎ ‎(4)9　、CH3COOCH2CH2CH3(答案合理即可)‎ 解析　碳氢化合物A对氮气的相对密度是2.5，则相对分子质量为2.5×28＝70，由转化关系可知A可与溴水发生加成反应，则应含有碳碳双键，A应为C5H10，B为C5H10Br2，B在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成C为C5H12O2，发生催化氧化生成D，D可进一步氧化，则D含有醛基，E含有羧基，而E可在一定条件下合成高分子化合物F，说明E含有羟基和羧基，由题给信息可知C含有伯醇和叔醇的结构，应为，则A为CH3CH2C(CH3)==CH2，B为CH3CH2C(CH3)BrCH2Br，D为CH3CH2C(CH3)OHCHO，E为，F为。‎ ‎(1)由以上分析可知A为C5H10，D的官能团名称为羟基、醛基，故答案为C5H10；羟基、醛基。‎ ‎(2)反应②的化学方程式为 ‎(3)化合物E在一定条件下合成高分子化合物F，反应的化学方程式为 ‎(4)D为CH3CH2C(CH3)OHCHO，对应的同分异构体含有酯基的物质，可为甲酸与丁醇形成的酯，其中丁醇有4种；可为乙酸与丙醇形成的酯，丙醇有2‎ 种，可为丁酸与甲醇形成的酯，丁酸有2种，可为丙酸与乙醇形成的酯，有1种，共9种，其中含有两个甲基的2种同分异构体的结构简式为、CH3COOCH2CH2CH2CH3。‎ ‎4.某药物H的合成路线如下：‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)反应Ⅰ所涉及的物质均为烃，氢的质量分数均相同。则A的名称为________，A分子中最多有________个碳原子在一条直线上。‎ ‎(2)反应Ⅱ的反应类型是________，反应Ⅲ的反应类型是________。‎ ‎(3)B的结构简式是_____________________________________________________；‎ E的分子式为________；F中含氧官能团的名称是__________________________。‎ ‎(4)由C→D反应的化学方程式为_________________________________________。‎ ‎(5)化合物G酸性条件下水解产物之一M有多种同分异构体，同时满足下列条件结构有________种。‎ ‎①能发生水解反应和银镜反应；②能与FeCl3发生显色反应；③苯环上有三个取代基。‎ ‎(6)参照上述合成路线，设计一条由制备的合成路线流程。‎ 答案　(1)苯乙烯　3‎ ‎(2)取代反应　消去反应 ‎(3)　C10H12O2　醛基、酯基 ‎(4)‎ ‎(5)20‎ ‎(6)‎ 解析　根据合成线路可知，D与新制Cu(OH)2加热条件下反应，酸化后得苯乙酸，则D的结构简式为；C催化氧化生成D，则C的结构简式为；B水解生成C，则B的结构简式为；A与溴化氢在双氧水的作用下发生加成反应生成B，所以A为苯乙烯，反应Ⅰ所涉及的物质均为烃，氢的质量分数均相同，比较苯与A的结构可知，苯与X发生加成反应生成A，所以X为CH≡CH，苯乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成E为，E发生取代生成F，F与氢气发生加成，醛基转化为羟基，则G的结构简式为，G发生消去反应生成H。‎ ‎(1)根据上面的分析可知，A为苯乙烯，苯乙烯分子中最多有3个碳原子在一条直线上。‎ ‎(2)根据上面的分析可知，反应Ⅱ的反应类型是取代反应，反应Ⅲ的反应类型是消去反应。‎ ‎(3)B的结构简式为，E为，E的分子式为C10H12O2，根据F的结构简式可知，F中含氧官能团的名称是醛基、酯基。‎ ‎(4)由C→D的反应是催化氧化，反应的化学方程式为 ‎(5)G的结构简式为，化合物G酸性条件下水解产物之一M为，有多种同分异构体，同时满足下列条件：与FeCl3溶液发生显色反应，含有酚羟基；能发生水解反应和银镜反应，含有甲酸形成的酯基，苯环上有三个取代基，符合条件的同分异构体为苯环上连有—OH、HCOO—、CH3CH2—或—OH、HCOOCH2—、CH3—，根据定二动一的原则，每种都有10种结构，所以共有20种结构。‎ ‎(6)由制备，可以用依次通过消去反应得到碳碳双键，在H2O2条件下与HBr加成，Br在端点的C原子上水解反应生成—OH，然后发生酯化反应得最终产物，所以合成路线图为 ‎5.是合成高聚酚酯的原料，其合成路线(部分反应条件略去)如下所示；‎ 已知：ⅰ.CH3CH==CH2CH3CHO＋HCHO ⅱ.‎ ‎(1)A的名称为________，B含有的官能团是________。‎ ‎(2)②的反应类型是________。‎ ‎(3)反应①的化学方程式为______________________________________。‎ ‎(4)反应③的化学方程式为______________________________________。‎ ‎(5)D的结构简式为____________________________________________，与D互为同分异构体且含有碳碳双键的苯的二取代物有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶1∶2∶2∶1的结构简式是________(任写一种)。‎ ‎(6)参照上述合成路线，写出以C2H5OH为原料合成乳酸()的路线(其他试剂任选，合成路线常用的表示方式为AB…目标产物)。‎ 答案　(1)甲醛　醛基 ‎(2)加成反应 ‎(3)‎ ‎(4)‎ ‎(5)　6‎ ‎(或)‎ ‎(6) ‎ 解析　根据题给流程和信息推断A为甲醛(HCHO)，B为苯乙醛，C为，D为，E为。‎ ‎(1)A的名称为甲醛，B为苯乙醛，含有的官能团是醛基。‎ ‎(2)根据反应②反应物和生成物的结构判断反应②的反应类型是加成反应。‎ ‎(3)反应①为卤代烃在氢氧化钠乙醇溶液加热的条件下发生消去反应生成碳碳双键，反应的化学方程式为 ‎(4)反应③为发生缩聚反应生成聚酯类高分子化合物，反应的化学方程式为＋nH2O。‎ ‎(5)D的结构简式为，与D互为同分异构体且含有碳碳双键的苯的二取代物有6种(苯环上连接—COOH和—CH==CH2，有邻、间、对3种；苯环上连接HCOO—和—CH==CH2，有邻、间、对3种)。其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶1∶2∶2∶1的结构简式是 ‎(或)。‎ ‎(6)以C2H5OH为原料合成乳酸()，乙醇催化氧化生成乙醛，乙醛发生信息ⅱ所示反应生成乳酸，合成路线见答案。‎ ‎6.化合物M是二苯乙炔类液晶材料的一种，最简单的二苯乙炔类化合物是。以互为同系物的单取代芳香烃A、G为原料合成M的一种路线(部分反应条件略去)如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的结构简式为________。‎ ‎(2)D中含有的官能团是________________，分子中最多有________个碳原子共平面。‎ ‎(3)①的反应类型是__________________，④的反应类型是______________。‎ ‎(4)⑤的化学方程式为______________________________________________。‎ ‎(5)B的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上有两个取代基，②能发生银镜反应，共有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的是________________________________________________________(写结构简式)。‎ ‎(6)参照上述合成路线，设计一条由苯乙烯和甲苯为起始原料制备的合成路线：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2)碳碳双键　10‎ ‎(3)取代反应　加成反应 ‎(4) ‎ ‎(5)15　‎ ‎(6)‎ 解析　(1)由题意可知A为乙基苯：。(2)C到D的反应加入了阻聚剂，且D到E的反应条件是溴的四氯化碳溶液，所以足以断定C到D是在进行消去反应，D中一定含有碳碳双键。D最多可以保证10个碳原子全部在同一个平面上。(3)①是属于取代反应，取代了苯环上的一个氢原子。④是属于加成反应，将碳碳双键进行加成。(4)化学方程式为 ‎(5)题目要求同分异构体必须在苯环上有两个取代基，且必须含有醛基，则它的同分异构体一共有15个。其中就是一种情况，其一共有5种环境的氢，且这些氢原子的个数之比为6∶2∶2∶1∶1。‎ ‎(6)‎ 该合成路线中，通过用溴的四氯化碳溶液处理碳碳双键，继而又用KOH的醇溶液处理得到碳碳叁键，都可以照搬题目中的合成路线来处理。‎