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文檔簡介

重難點16有機合成與推斷綜合題

題趨引』

考向2025考向預測

預測2025年有機合成與推斷綜合題的命題方式:

1.合成方法:①識別有機物的類別;②據(jù)現(xiàn)有原料,信息及反應規(guī)

律,合理把目標分子分成若干片斷;③正逆推,綜合比較選擇最佳方

案;

有機合成與推斷綜合題2.合成原則:①原料價廉,原理正確;②路線簡捷,便于操作,條件

適宜③易于分離,產率高;

3.解題思路:①剖析要合成的物質,選擇原料,路線;②合理的合成路

線由什么基本反應構成,明確分子骨架;③明確分子中官能團引

入。

重難詮釋◎

【思維導圖】

【高分技巧】

一.掌握有機合成中碳骨架構建的方法

(1)碳鏈的增長:

①與HCN的加成反應;

②加聚或縮聚反應;

③酯化反應。

(2)碳鏈的減短:

_CaO

①脫竣反應:R—COONa+NaOH-R-R—H+Na2co3。

②氧化反應:

H2cH3KMn()/H,),^^COOH

KMnO4(H+)

R—CH=CH2------------------>RCOOH+CO2to

③酯類、糖類、蛋白質等的水解反應。

④煌的裂化或裂解反應:Cl6H34例*QH18+C8H16。

(3)常見碳鏈成環(huán)的方法

①二元醇成環(huán),如

濃H2so4

TT

HOCH2cH20H---------->H2c---------CH2Z?N

△'\/+H20O

()

②羥基酸酯化成環(huán),如

O

01

IICH--------C

II濃硫酸2\+H?()。

HO(CH2)3—C—OH二』()2

CH?—CH/

③氨基酸成環(huán),如

O

/

MNCH2cH2coOH—>NH—C+H2OO

CH?—CH2

④二元酸酸成環(huán),如

CH2—CH2

濃H2SO4||,,、

HOOCCH2cH2co0H------------>CC+%()。

()。()

⑤利用題目所給信息成環(huán),如常給信息二烯煌與單烯煌的聚合成環(huán):

二.掌握有機合成中官能團的轉化

(1)官能團的引入

官能團引入方法

①煌、酚的取代;

碳鹵鍵②不飽和嫌與HX、X2的加成;

③醇與氫鹵酸(HX)的取代

①烯妙與水加成;

②醛、酮與氫氣加成;

羥基③鹵代煌在堿性條件下的水解;

④酯的水解;

⑤葡萄糖發(fā)酵產生乙醇

①某些醇或鹵代煌的消去;

碳碳雙鍵②煥煌的不完全加成;

③烷煌的裂化

①醇的催化氧化;

②連在同一個碳上的兩個羥基脫水;

碳氧雙鍵

③低聚糖和多糖水解可引入醛基;

④含碳碳三鍵的物質與水加成

①醛基氧化;

②酯、酰胺基、蛋白質、炭酸鹽的水解;

竣基

③含一CH20H結構的醇、苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳

上有氫原子)被酸性高錦酸鉀溶液氧化;

苯環(huán)上引入不同的官能團

①鹵代:X2和Fe(或X2和FeX3);

x((D)

[(②)②硝化:濃硝酸和濃硫酸共熱;

(③)y[NO2

③燃基氧化;

HOOC^J

④先鹵代后水解

OH(④)

(2)官能團的消除

①通過加成反應消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán)等)。

②通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基。

③通過加成或氧化反應消除醛基。

④通過水解反應消除酯基、酰胺基、碳鹵鍵。

(3)官能團的改變

。20

①利用官能團的衍生關系進行衍變,如R—CH2OH^=^R—CHO—--^R—COOHo

②通過某種化學途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€,如

消去“2。與X2加成水解

CH3cH20H----->CH2=CH2——------->X—CH2CH2—X------->H0—CH2CH2—OHo

ClCl

③通過某種手段改變官能團的位置,如

CH3cH2cH2clCH3—CH—CH3。

Cl

消去(一HCD加成(+HC1"

---------------------->1^113Cri—C-H2----------------------

消去“2。與“a加成水解

CH3cH2cH20H--------->CH3CH=CH2----------------->CH3CHC1CH3---?CH3CH(OH)CH3O

三.有機合成路線的設計與實施

1.有機合成路線的設計

(1)正推法

基礎原料-中間體T目標化合物。

即從某種原料分子開始,對比目標分子與原料分子的結構(碳骨架及官能團),對該原料分子進行碳骨架的構

建和官能團的引入(或者官能團的轉化),從而設計出合理的合成路線。如以乙烯為原料合成乙酸乙酯,可采

用正推法:

CH2=CH2fCH3CH2OHfCH3CHOfCH3C(X)H

CH3aX)CH2cH3

(2)逆推法

目標化合物一中間體T基礎原料。

即從目標分子著手,分析目標分子的結構,然后由目標分子逆推出原料分子,并進行合成路線的設計。如

采用逆推法,通過對苯甲酸苯甲酯()的結構分析可知合成該有機化合物的是苯甲酸與苯

甲醇,繼續(xù)逆推可得出原料分子為甲苯,如圖所示:

CH2OH-CH2CI-

設計合成路線時,要選擇反應步驟少,試劑成本低,操作簡單,毒性小,污染小,副產物少的路線,即

2.最佳合成途徑的選擇

(1)合成基本原則:原理正確,原料價廉,操作簡便,步驟簡單,條件適宜,易于分離。

具體而言:

①起始原料、溶劑和催化劑要廉價、易得、低毒性、低污染。

②應盡量選擇步驟較少的合成路線。為了減少合成步驟,應盡量選擇與目標化合物結構相似的原料。

③合成路線要符合“綠色、環(huán)?!钡囊?,高效的有機合成應最大限度地利用原料分子中的每一個原子,使

之轉化到目標化合物中。

④有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)、不污染環(huán)境或污染小。

⑤要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團,不能臆造不存在的反應。綜合運用有機反應中官能團的衍變規(guī)

律及有關的信息,掌握正確的解題方法,有時則要綜合運用順推和逆推的方法導出最佳的合成路線。

對于多種合理路線的選擇,要綜合考慮諸多因素:原料的來源和價格、能耗、反應速率、反應物的利用率、

生產設備和技術條件是否具備、是否有污染物產生或排放等。

(2)有機合成路線的選擇

①一元合成路線

烯代

煌一元醇

以乙烯為例:②CH3cH2Cl+Na()H今CH3cH?()H+NaCl,

三Cu或Ag.CTT八

③2cH3cH2OH+O2——>2CH3CH()+2H?O,

、濃

⑤CH3cH2OH+CH3COOHCOOC2HS+H2OO

②二元合成路線

烯①澳單質鹵

代I二元竣酸

煌加成煌

CHBr

2+2NaOH2|2

以乙烯為例:@|+2NaBr,

CH.Br△CH,C)H

CHO催化劑,:)OH

@|+。2

CHOCOOH

()

COOHCH()H

2afeH2SO4O=Z\

⑤I+I+2H?0。

COOHCH()H

2()

③芳香族化合物合成路線

引入,合成”,脫除,,

R—0H------二*R—0—R'f—R—0—R'---------*R—0H

保護基反應保護基+

—合成反應影響羥基,無法直接轉化一

(1)酚羥基的保護:

因酚羥基易被氧化,所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應,把一0H變?yōu)橐籓Na將其保護起來,

待氧化后再酸化將其轉變?yōu)橐?H。

(2)碳碳雙鍵的保護:

碳碳雙鍵也容易被氧化,在氧化其他基團前可以利用其與HC1等的加成反應將其保護起來,待氧化后再利

用消去反應轉變?yōu)樘继茧p鍵。

(3)氨基(一NHz)的保護:

如在利用對硝基甲苯(CH3YZ^NC>2)合成對氨基苯甲酸(N氏Y3^C°°H)的過程中應先把

一CE氧化成一COOH之后,再把一NO2還原為一NH2,防止當KMnC%氧化一CH時,一NH2(具有還原性)

也被氧化。

四.熟悉有機合成與推斷的突破口

1.通過物理特征突破

有機化合物中各類代表物的狀態(tài)、氣味、溶解性、密度、熔點、沸點等往往各有特點,解題時可考慮通過

物理特征找到題眼。

2.根據(jù)反應物、產物分子式特征推斷有機物結構及反應類型

分析反應物、產物的分子式特征,根據(jù)其差異,聯(lián)想已有有機化學知識,猜想可能的有機反應類型,由此

確定反應物、產物的結構特點,結合框圖中的其他物質,確定具體的結構。如:鼠從。|—%受。]:對比

F與G的分子式,G比F的分子式少1個H,多1個NO2,可判斷反應類型可能為取代反應,F(xiàn)若為苯酚,

則G可能為硝基苯酚。

3.從實驗現(xiàn)象突破

反應現(xiàn)象思考方向

澳水褪色可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或酚羥基、醛基等

可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、酚羥基或有機物為

使酸性KMnC>4溶液褪色苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上含有H)、醇(含

一—OH結構)等

①遇FeCl3溶液顯紫色

含有酚羥基

②與濃澳水反應產生白色沉淀

加入新制Cu(0H)2并加熱有磚

紅色沉淀生成,或加入銀氨溶液含有醛基或甲酸酯基或甲酸

水浴加熱有銀鏡出現(xiàn)

加入Na,有H2產生可能有一0H或一COOH

加入NaHCO3溶液有氣體放出含一COOH

4.從反應條件突破

反應條件可能的有機化合物及反應

①醇的消去反應;

濃硫酸,加熱②酯化反應;

③苯的硝化反應

濃硝酸、濃硫酸,加熱苯環(huán)上的取代

①酯的水解反應;

稀硫酸,加熱

②二糖、多糖的水解反應等

氫鹵酸(HX),加熱醇的取代

①鹵代燃的水解反應;

強堿的水溶液,加熱

②酯的水解反應等

強堿的醇溶液,加熱鹵代煌的消去反應

新制Cu(0H)2或銀氨溶

醛基(醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等)的氧化反應

液,加熱

①烯燒、煥炫的氧化反應;

酸性KMnCU溶液或酸

②某些苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上含有H)的氧化反應;

性重銘酸鉀溶液

③醇、醛、苯酚的氧化反應

。2、Cu(或Ag),加熱①醇的催化氧化反應;

②醛的氧化;

①烯煌、煥脛的加成反應;

②芳香煌的加成反應;

H>催化劑,加熱

2③醛、酮還原為醇

特別注意:竣基、酯基、酰胺基中的碳氧雙鍵不能加成

濱水或澳的CCL溶液烯燒、煥煌的加成反應

①苯酚的取代反應;

濃澳水②碳碳雙鍵和碳碳三鍵的加成;

③醛的氧化

①煌的取代反應;

光照

Cl2,②二pR中側鏈的取代反應

鐵粉或鹵化鐵、x2苯環(huán)上的鹵代反應

如:

CH30H

(1)回濃正焉72「畦反應類型可能為取代反應(酯化反應),聯(lián)想乙酸乙酯的制備,則F結構中可能有竣

基,G結構中可能有酯基。

(2)2T曳"1gHMo1反應類型可能為加成反應,通過分子式即可驗證,聯(lián)想乙烯與澳的四

氯化碳溶液反應,則C結構中應該存在一個碳碳雙鍵。

5.根據(jù)相關數(shù)據(jù)確定官能團的數(shù)目

⑴煌和鹵素單質的取代:取代1mol氫原子,消耗1mol鹵素單質區(qū))。

\/

(2)/C=C的加成:與H2、Br2>HCK比0等加成時按物質的量之比為1:1反應。

(3)含一OH的有機物與Na反應時:2mol—OH生成1molH2=

(4)1mol—CHO對應2molAg;或1mol—CHO對應1molCu2O(注意:ECHO中相當于有2個

—CHO)。

(5)物質轉化過程中相對分子質量的變化

0RCH2C)H—>RCHO―>RCOOH

MM—2M+14

@RCH2OH—>CH3COOCH2R

MM+42

③RCOOH—>RCOOCH2cH3

MM+28

(關系式中M代表第一種有機化合物的相對分子質量)

6.從轉化關系突破

(1)連續(xù)氧化關系:

濃硫酸,△

y

D

結論IA為醇、B為醛、C為較酸、D為酯

結論IIA、B、C三種物質中碳原子數(shù)相同,碳骨架結構相同

結論niA分子結構中與羥基相連的碳原子上至少有2個氫原子,即含一CH20H

結論IV若D能發(fā)生銀鏡反應,則A為CH30H,B為HCHO,C為HC00H,D為HC00CH3

(2)重要的“三角”轉化關系:

鹵代煌一^醇

\/

烯煌

①鹵代燒在強堿的醇溶液中加熱,醇在濃硫酸、加熱條件下均發(fā)生消去反應生成烯垃。

②烯姓在一定條件下分別與HX(X為鹵素原子)、比0發(fā)生加成反應生成鹵代燒、醇。

③鹵代燃在強堿的水溶液中加熱發(fā)生取代反應生成醇,醇與濃HX在加熱條件下發(fā)生取代反應生成鹵代燃。

在有機推斷中靈活運用以上轉化關系,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。

(3)有機反應各類物質的轉化關系:

7.有機推斷中常考的“陌生信息”

稀NaOHR'一

(1)羥醛縮合:RCHO+RCH2cH0-一飛——>|+H2O(R,R,表示妙基或氫)

RCH=CCHO

(2)利用格氏試劑發(fā)生加成反應

O0H

nvMg…vR'—1一R"R'—c—R"(R代表煌基,R\R"代表煌基或氫)。

無水乙醛HQ+?

R

CH3

/

(3)烯燃的氧化:CH3CH2CH=C

CH.

()

①。3

CH3cH2cHO+C%—C—Cq

②Zn/H?()

(4)成環(huán)反應:

限時提升練

(建議用時:40分鐘)

1.(2024?吉林?高考真題)特戈拉贊(化合物K)是抑制胃酸分泌的藥物,其合成路線如下:

⑴(K1

已知:

/=\八

I.:611為《/—CH2—,咪嗖為NNH;

回答下列問題:

(1)B中含氧官能團只有醛基,其結構簡式為o

(2)G中含氧官能團的名稱為和o

(3)J-K的反應類型為o

(4)D的同分異構體中,與D官能團完全相同,且水解生成丙二酸的有種(不考慮立體異構)。

(5)E-F轉化可能分三步:①E分子內的咪哇環(huán)與竣基反應生成X;@X快速異構化為Y,Y與(CH3CO)2O

反應生成F。第③步化學方程式為o

(6)苯環(huán)具有與咪噗環(huán)類似的性質。參考E-X的轉化,設計化合物I的合成路線如下(部分反應條件已略

去)。其中M和N的結構簡式為和=

2.(2025?遼寧省?聯(lián)考)有機物G是合成新型降脂藥物的中間體,G的一種合成路線如圖,回答下列問題:

DF

(1)已知D生成F時的另一產物為H2。,有機物E的名稱為

(2)化合物G中官能團除酯基外,還有—(填名稱),B-C的反應類型為

(3)下列關于反應D-F的說法錯誤的是(填標號)。

A.反應過程中,有C=O鍵和N-H鍵斷裂

B.反應過程中,有C=N鍵和H-O鍵形成

C.有機物D中,碳原子均采取sp3雜化

D.F分子中所有的原子均可以共平面

(4)B有多種同分異構體,滿足下列條件的有一種(不考慮立體異構);其中核磁共振氫譜有4組峰且峰

面積之比為1:1:2:6的有機物的結構簡式為—(只寫1個)。

①能發(fā)生水解反應②能發(fā)生銀鏡反應③能與NaHCO3溶液反應放出CO2

(5)參照上述合成路線和信息,設計以CH3cHzCHO和E為原料,制備路線(部分條件已略)

如下,其中M和N的結構簡式分別為—和.

3.(2025?遼寧名校聯(lián)盟?聯(lián)考)化合物I是藥物合成的中間體,其合成路線如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:

HOOC-^7—C00HCH30HB康H0OCD(C1CH2CN)

COOCH

3Na2cb31

\=N濃H2sO4

H

AC

HCOOCCOOCH'蘭尼「一定條件._______0

3Ni.LiAlH4

^-----?p------------------?rl3dJUC

N

G

H0H2C

(1)G中含氧官能團的名稱為,B->C的反應類型為0

(2)CfE反應中,Na2c的作用為o

(3)F的結構簡式為o

(4)G與足量的氫氧化鈉溶液在加熱條件下反應的化學方程式為.

(5)關于化合物I,下列說法正確的是________(填字母)。

a.I可以發(fā)生銀鏡反應,也可以與鹽酸發(fā)生反應

b.1個I分子中含有2個手性碳原子

c.Imoll分子含有sd雜化的原子個數(shù)為8右

d.I分子間只存在氫鍵,不存在范德華力

(6)符合下列條件的A的同分異構體有種。

①分子中含有苯環(huán)

②分子中含有一NO2,且一NO2與苯環(huán)直接相連

③可以與新制氫氧化銅懸濁液在加熱的條件下產生磚紅色沉淀

(7)由H3co0CCH2cH2NH2合成OHCCH2CH2NHCH的路線如下(反

應條件略去),其中J和K的結構簡式分別為和

^-y-COOCHj,_.._.

H3COOC—C^-CH2CH2NH2-^--------------->]T|—>|T]—?OHC-/j—CH2CH2NHCH2-^^

4.(2025?東北三省?聯(lián)考)H是合成某藥物的中間體,H的一種合成路線如下:

回答下列問題:

(1)NaBH《中B的雜化類型是o

(2)CfD的反應類型是oE中含氧官能團是(填名稱)。

(3)①檢驗C中碳碳雙鍵的試劑宜選擇(填標號)。

A.酸性KM11O4溶液B.澳的四氯化碳溶液C.酸性KzCrz。?溶液D.H2/Ni

②ImolG與足量銀氨溶液共熱,最多生成molAg。

(4)在H2、10%Pd-C,加熱條件下,E中最活潑的結構是(填標號)。

A.苯環(huán)B.醛基C.碳碳雙鍵

(5)寫出B-?C的化學方程式:o

(6)在E的芳香族同分異構體中,同時具備下列條件的結構有種(不考慮立體異構)。

①含有00結構②遇FeCL溶液發(fā)生顯色反應

(7)測定F中化學鍵和官能團的儀器是(填標號)。

a.元素分析儀b.核磁共振氫譜儀c.紅外光譜儀d.質譜儀

5.(2025?哈爾濱九中?期中)以胭鹽離子液體(GIL)為催化劑合成化合物G的路線如下。

(1)B的名稱為,H的官能團名稱為=

(2)E—F的反應類型為o

(3)同時滿足下列條件的C的同分異構體有種,寫出任意一種的結構簡式,

①含兩個苯環(huán)且均只有一個支鏈;②不含酸鍵、脂肪環(huán);③兩個雙鍵不能相鄰。

(4)制備O的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)。

CN

oCH20

GILH①?H

CH3CHO+M-v~>?CH3CH=CH-C-CH3-^>CH3-CH-CH-C-C

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