2015屆金版學(xué)案高考總復(fù)習(xí)化學(xué)正文第十章第五節(jié)

1、第十章 烴的衍生物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 高分子化合物和有機(jī)合成第五節(jié)高分子化合物有機(jī)合成推斷有機(jī)合成1有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的思維模型。2官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。(1)官能團(tuán)的引入。引入官能團(tuán)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(gè)碳原子上的兩個(gè)羥基脫水；低聚糖和多糖水解引入醛基引入官能團(tuán)引入方法羧基醛基的催化氧化；酯、肽、蛋白質(zhì)、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(tuán)的消除。通過(guò)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。通過(guò)消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基。通過(guò)加成或氧化反應(yīng)等消除醛基。通過(guò)水解反應(yīng)消除 。通過(guò)消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除鹵素原子。(4)官能團(tuán)的保護(hù)。在有機(jī)合成中，某些不希望起反應(yīng)的官能團(tuán)，在反應(yīng)試劑或反應(yīng)條件的影響下發(fā)生副反應(yīng)，這樣就不能達(dá)到預(yù)計(jì)的合成目標(biāo)，因此，必須采取措施保護(hù)某些官能團(tuán)，待完成反應(yīng)后，再除去保護(hù)基，使其復(fù)原。如：為了防止OH被氧化可先將其酯化。為保護(hù)碳碳雙鍵不被氧化可先將其與HBr加成或與水加成。為保護(hù)酚羥基，可先用NaOH溶液使OH轉(zhuǎn)化為 ，再通入 使其復(fù)原。3有機(jī)合成中碳骨架的構(gòu)建方法。(1)常見(jiàn)增長(zhǎng)碳鏈的方法。增長(zhǎng)碳鏈的方法主要有鹵代烴

3、的取代反應(yīng)，醛、酮的加成反應(yīng)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(yīng)。鹵代烴與金屬鈉作用。2CH3Cl2NaCH3CH32NaCl(2)常見(jiàn)碳鏈減短的反應(yīng)。減短碳鏈的反應(yīng)主要有烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)、羧酸鹽的脫羧反應(yīng)以及烷烴的裂化反應(yīng)等。(3)常見(jiàn)碳鏈成環(huán)的方法。有機(jī)物成環(huán)一種方法是通過(guò)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，另一種方法是至少含兩個(gè)相同或不同的官能團(tuán)的有機(jī)物分子通過(guò)脫去小分子實(shí)現(xiàn)的。二元醇成環(huán)。如：羥基酸環(huán)內(nèi)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(zhǎng)碳鏈反應(yīng)時(shí)，一方面要注意碳鏈變化的位置和結(jié)構(gòu)，另一方面要注意分析

4、需要變化位置的官能團(tuán)，才能聯(lián)想和利用相應(yīng)的反應(yīng)或方法?！纠?】?jī)?yōu)良的有機(jī)溶劑對(duì)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(duì)孟烷的反應(yīng)類型是_。(CH3)2CHCl與A生成B的化學(xué)方程式是_。A的同系物中相對(duì)分子質(zhì)量最小的物質(zhì)是_。(2)1.08 g的C與飽和溴水完全反應(yīng)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(tuán)是_。C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)下列說(shuō)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(gòu)體cD

5、的酸性比E弱dE的沸點(diǎn)高于對(duì)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(yīng)放出CO2。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析：本題通過(guò)有機(jī)合成意在考查考生對(duì)烴的衍生物的性質(zhì)的理解、應(yīng)用和有機(jī)反應(yīng)類型等。(1)結(jié)合合成路線可知A為甲苯，(CH3)2CHCl與甲苯(A)發(fā)生取代反應(yīng)得到B，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ；B對(duì)孟烷是B中苯環(huán)與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)(有機(jī)化學(xué)中把加氫的反應(yīng)也叫還原反應(yīng))；甲苯的同系物中相對(duì)分子質(zhì)量最小的物質(zhì)是苯。(2)C與溴水反應(yīng)能生成沉淀，則C應(yīng)含有酚羥基，結(jié)合結(jié)構(gòu)分析，苯環(huán)上還含有一個(gè)甲基，所以C為甲基苯酚，相對(duì)分子質(zhì)量為108，物質(zhì)的量為0.01 mol。質(zhì)量增

6、加3.45 g1.08 g2.37 g，反應(yīng)機(jī)理為Br取代苯環(huán)上的H，相對(duì)分子質(zhì)量變?yōu)?0179，參加反應(yīng)的Br原子的物質(zhì)的量為 ，由比例關(guān)系，1分子C有三個(gè)H原子發(fā)生了取代反應(yīng)，則應(yīng)在苯環(huán)的兩個(gè)鄰位和一個(gè)對(duì)位上，所以甲基應(yīng)在間位上，由此得出C為間甲基苯酚，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ；由C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和對(duì)孟烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可推知D是C與(CH3)2CHCl發(fā)生取代反應(yīng)得到的有機(jī)物，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，反應(yīng)為D與氫氣的加成反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：E(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，屬于醇類)發(fā)生消去反應(yīng)(脫去1個(gè)H2O)得到F，故F為烯烴，含有的官能團(tuán)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(gè)氧原子，可以

7、寫出屬于醛類的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，b錯(cuò)；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(qiáng)，c錯(cuò)；E為醇類，分子間可形成氫鍵，其沸點(diǎn)高于相對(duì)分子質(zhì)量比E還小的對(duì)孟烷，d正確。(4)由G的分子式和有關(guān)信息可知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，則G與E發(fā)生酯化反應(yīng)得到H，H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，反應(yīng)則是H發(fā)生加聚反應(yīng)得到高分子，依據(jù)烯烴的性質(zhì)(可發(fā)生加聚反應(yīng))知反應(yīng)的方程式為：有機(jī)合成的基本思路(1)分析碳鏈的變化：有無(wú)碳鏈的增長(zhǎng)或縮短，有無(wú)成環(huán)或開(kāi)環(huán)。(2)分析官能團(tuán)的改變：引入了什么官能團(tuán)，是否要注意官能團(tuán)的保護(hù)。(3)讀懂信息：題中的信息可能會(huì)成為物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的重要一環(huán)，因而要認(rèn)真分析信息中牽涉到的官能團(tuán)(或碳鏈的

8、結(jié)構(gòu))與原料、產(chǎn)品或中間產(chǎn)物之間的聯(lián)系。(4)可以由原料正向推導(dǎo)產(chǎn)物，也可以從產(chǎn)物逆向?qū)С鲈?，也可以從中間產(chǎn)物出發(fā)向兩側(cè)推導(dǎo)，還可以由原料和產(chǎn)物推導(dǎo)中間產(chǎn)物。針對(duì)訓(xùn)練1(2013廣東卷)脫水偶聯(lián)反應(yīng)是一種新型的直接烷基化反應(yīng)，例如：(1)化合物的分子式為_(kāi)，1 mol該物質(zhì)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(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) _。(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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。(4)化合物是CH3COOCH2C

9、H3的一種無(wú)支鏈同分異構(gòu)體，碳鏈兩端呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且在Cu催化下與過(guò)量O2反應(yīng)生成能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。(5)一定條件下， 也可以發(fā)生類似反應(yīng)的反應(yīng)，有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。有機(jī)推斷中常見(jiàn)的突破口1由性質(zhì)推斷(填寫官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式或物質(zhì)的種類)。(6)能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2或使石蕊試液變紅的有機(jī)物中必含有COOH。(7)能發(fā)生消去反應(yīng)的有機(jī)物為醇、鹵代烴。(8)能發(fā)生水解反應(yīng)的有機(jī)物為鹵代烴、酯類、二糖或多糖、蛋白質(zhì)。(9)遇FeCl3溶液顯紫色的有機(jī)物必含有酚羥基。(10)能發(fā)生連續(xù)氧化的有機(jī)物是含有CH2OH的醇或烯烴。如有機(jī)物A能發(fā)

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

11、側(cè)鏈烴基上H原子發(fā)生的取代反應(yīng)，而當(dāng)反應(yīng)條件為Fe或FeX3作催化劑且與X2反應(yīng)時(shí)，通常為苯環(huán)上的H原子直接被取代。3由反應(yīng)數(shù)據(jù)推斷。(1)根據(jù)與H2加成時(shí)所消耗H2的物質(zhì)的量進(jìn)行突破：1 mol CC加成時(shí)需1 mol H2,1 mol 完全加成時(shí)需2 mol H2,1 mol C HO加成時(shí)需1 mol H2，而1 mol苯環(huán)加成時(shí)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(yīng)時(shí)生成2 mol Ag或1 mol Cu2O。(3)2 mol OH或2 mol COOH與活潑金屬反應(yīng)放出1 mol H2。(4)1 mol COOH(足量)與碳酸氫鈉溶

12、液反應(yīng)放出1 mol CO2。(5)1 mol 一元醇與足量乙酸反應(yīng)生成1 mol酯時(shí)，其相對(duì)分子質(zhì)量將增加42。(6)1 mol某酯A發(fā)生水解生成B和乙酸時(shí)，若A與B的相對(duì)分子質(zhì)量相差42時(shí)，則生成1 mol乙酸，若A與B的相對(duì)分子質(zhì)量相差84時(shí)，則生成2 mol乙酸。4由物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(yīng)含有苯環(huán)。5由物理性質(zhì)推斷。在通常狀況下為氣態(tài)的烴，其碳原子數(shù)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)。【例2】(2013

13、通州八校聯(lián)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(jīng)測(cè)定碳、氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhuǎn)化，某些生成物(如H2O等)已略去。請(qǐng)回答：步驟的目的是_。若G為氣體，且相對(duì)分子質(zhì)量是44，則E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_；E的核磁共振氫譜中有_個(gè)吸收峰(填數(shù)字)。FH的反應(yīng)類型是_。F在一定條件下可發(fā)生酯化反應(yīng)，生成M(M與FeCl3反應(yīng)，溶液呈紫色，且分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和一個(gè)七元環(huán))請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_；上述轉(zhuǎn)化中BD的化學(xué)方程式是_。(3)已知A的某種同分

14、異構(gòu)體K具有如下性質(zhì)：K與FeCl3反應(yīng)，溶液呈紫色。K在一定條件下可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。K分子中的取代基上無(wú)甲基。請(qǐng)寫出K所有可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_ _。針對(duì)訓(xùn)練2(2013和田實(shí)驗(yàn)中學(xué)考試)根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系填空：(1)化合物A含有的官能團(tuán)是_ _。(2)B在酸性條件下與Br2反應(yīng)得到E，E在足量的氫氧化鈉醇溶液作用下轉(zhuǎn)變成F，由E轉(zhuǎn)變成F時(shí)發(fā)生兩種反應(yīng)，其反應(yīng)類型分別是_ _。(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。(4)1 mol A與2 mol H2反應(yīng)生成1 mol G，其反應(yīng)方程式是_。(5)與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。有機(jī)反應(yīng)的基本類型1取代反應(yīng)。(1)取代反應(yīng)指的是有機(jī)物分子中的某

15、些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。(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(yīng)、醇與氫鹵酸的反應(yīng)、酚的鹵代、酯化反應(yīng)、酯的水解和醇解以及蛋白質(zhì)的水解等都屬于取代反應(yīng)。(3)在有機(jī)合成中，利用鹵代烷的取代反應(yīng)，將鹵原子轉(zhuǎn)化為羥基、氨基等官能團(tuán)，從而制得用途廣泛的醇、胺等有機(jī)物。2加成反應(yīng)。(1)加成反應(yīng)指的是有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)相互結(jié)合生成新化合物的反應(yīng)。(2)能與分子中含碳碳雙鍵、碳碳三鍵等有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng)的試劑有氫氣、鹵素單質(zhì)、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(yīng)。(3)加成反

16、應(yīng)過(guò)程中原來(lái)有機(jī)物的碳骨架結(jié)構(gòu)并未改變，這一點(diǎn)對(duì)推測(cè)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)很重要。(4)利用加成反應(yīng)可以增長(zhǎng)碳鏈，也可以轉(zhuǎn)換官能團(tuán)，在有機(jī)合成中有廣泛的應(yīng)用。3消去反應(yīng)。(1)消去反應(yīng)指的是在一定條件下，有機(jī)物脫去小分子物質(zhì)(如H2O、HX等)生成分子中含雙鍵或三鍵的不飽和有機(jī)物的反應(yīng)。(2)醇分子內(nèi)脫水、鹵代烴分子內(nèi)脫鹵化氫是中學(xué)階段必須掌握的消去反應(yīng)。(3)醇類發(fā)生消去反應(yīng)的規(guī)律與鹵代烴的消去規(guī)律相似，但反應(yīng)條件不同，醇類發(fā)生消去反應(yīng)的條件是濃硫酸、加熱，而鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的條件是NaOH、醇、加熱(或NaOH的醇溶液，)，要注意區(qū)分。(4)在有機(jī)合成中，利用醇或鹵代烷的消去反應(yīng)可以在碳鏈上引入雙

17、鍵、三鍵等不飽和鍵。4有機(jī)化學(xué)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。(1)有機(jī)化學(xué)中，通常將有機(jī)物分子中加入氧原子或脫去氫原子的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，而將有機(jī)物分子中加入氫原子或脫去氧原子的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。(2)在氧化反應(yīng)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(yīng)中，常用的還原劑有H2、LiAlH4和NaBH4等。(3)有機(jī)物的燃燒、有機(jī)物被空氣氧化、有機(jī)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(yīng)；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(yīng)。(4)利用

18、氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，可以轉(zhuǎn)變有機(jī)物的官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)醇、醛、羧酸等物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化。如：5加聚反應(yīng)。(1)相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物(也叫單體)通過(guò)加成反應(yīng)互相聚合成為高分子化合物的反應(yīng)叫做加聚反應(yīng)。(2)加聚反應(yīng)的特點(diǎn)。鏈節(jié)(也叫結(jié)構(gòu)單元)的相對(duì)分子質(zhì)量與單體的相對(duì)分子質(zhì)量(或相對(duì)分子質(zhì)量和)相等。產(chǎn)物中僅有高聚物，無(wú)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(yīng)?？s聚反應(yīng)與加聚反應(yīng)相比較，其主要的不同之處是縮聚反應(yīng)中除生成高聚物外同時(shí)還有小分子生成。7顯色反應(yīng)。某些有機(jī)物跟某些試劑作用而產(chǎn)生特征顏色的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。(1)苯酚遇FeCl3溶液顯紫色。常用于苯酚或酚類物質(zhì)的鑒別。(2)淀粉遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色。這是一個(gè)特征反應(yīng)，常用于淀粉