學(xué)案49-有機(jī)合成與推斷

學(xué)案49有機(jī)合成與推斷[考綱要求]1.舉例說明烴類物質(zhì)在有機(jī)合成和有機(jī)化工中的重要作用。2.了解烴的衍生物之間的相互聯(lián)系。知識點一有機(jī)合成的過程1．目的利用__________的原料，通過有機(jī)反響，生成具有______________________的有機(jī)化合物。2．任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子__________的構(gòu)建和__________的轉(zhuǎn)化。問題思考1．能否用流程圖的形式表示有機(jī)合成過程？知識點二逆合成分析法1．原理將____________倒退一步尋找上一步反響的中間體，再由此中間體倒退找再上一步反響的中間體，依次倒推，最后確定最適宜的__________和最終的____________。2．以草酸二乙酯的合成為例，采用逆合成分析法，確定每一步的中間體。問題思考2．請用流程圖的形式表示逆合成分析法示意圖。知識點三有機(jī)推斷常見重要官能團(tuán)的檢驗方法官能團(tuán)種類試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴的CCl4溶液酸性KMnO4溶液鹵素原子NaOH溶液、AgNO3溶液和濃硝酸的混合液醇羥基鈉酚羥基FeCl3溶液濃溴水醛基銀氨溶液新制Cu(OH)2懸濁液羧基NaHCO3溶液問題思考3．能與金屬鈉反響放出H2的有機(jī)化合物有哪些種類？一、有機(jī)合成中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化1．官能團(tuán)的引入(1)引入鹵素原子的方法有哪些？(2)引入羥基(—OH)的方法有哪些？(3)引入碳碳雙鍵或三鍵的方法有哪些？(4)引入—CHO的方法有哪些？(5)引入—COOH的方法有哪些？2．通過哪些有機(jī)反響類型可消去不飽和鍵、羥基和醛基？3．有機(jī)合成中，鹵代烴具有非常重要的作用，根據(jù)所掌握的知識，分析鹵代烴在有機(jī)合成中的作用。典例導(dǎo)悟1相對分子質(zhì)量為92的某芳香烴X是一種重要的有機(jī)化工原料，研究部門以它為初始原料設(shè)計出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(局部產(chǎn)物、合成路線、反響條件略去)。其中A是一氯代物，H是一種功能高分子，鏈節(jié)組成為C7H5NO。：請根據(jù)所學(xué)知識與此題所給信息答復(fù)以下問題：(1)H的結(jié)構(gòu)簡式是_____________________________________________________。(2)反響②的類型是______________________________________________________。(3)反響⑤的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)請用合成反響流程圖表示出由和其他無機(jī)物合成最合理的方案(不超過4步)。二、有機(jī)推斷中常見的突破口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)(1)能使溴水褪色的有機(jī)物通常含有________、_______________________________、__________。(2)能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機(jī)物通常含有__________、__________、__________或為____________。(3)能發(fā)生加成反響的有機(jī)物通常含有_____________________________________、________、________、________，其中__________、______只能與H2發(fā)生加成反響。(4)能發(fā)生銀鏡反響或能與新制的Cu(OH)2懸濁液反響生成磚紅色沉淀的有機(jī)物必含有__________。(5)能與鈉反響放出H2的有機(jī)物必含有____________。(6)能與Na2CO3或NaHCO3溶液反響放出CO2或使石蕊試液變紅的有機(jī)物中必含有________。(7)能發(fā)生消去反響的有機(jī)物為____、__________。(8)能發(fā)生水解反響的有機(jī)物為________、________、__________、________。(9)遇FeCl3溶液顯紫色的有機(jī)物必含有______。(10)能發(fā)生連續(xù)氧化的有機(jī)物是含有________的醇或烯烴。比方有機(jī)物A能發(fā)生如下氧化反響：Aeq\o(→,\s\up7(氧化))Beq\o(→,\s\up7(氧化))C，那么A應(yīng)是__________，B是____，C是____。2．由反響條件推斷(1)當(dāng)反響條件為NaOH醇溶液并加熱時，必定為______的消去反響。(2)當(dāng)反響條件為NaOH水溶液并加熱時，通常為______的水解。(3)當(dāng)反響條件為濃H2SO4并加熱時，通常為____脫水生成不飽和化合物，或者是________的酯化反響。(4)當(dāng)反響條件為稀酸并加熱時，通常為____________水解反響。(5)當(dāng)反響條件為催化劑(銅或銀)并有氧氣時，通常是____氧化為醛或酮。(6)當(dāng)反響條件為催化劑存在下的加氫反響時，通常為__________、__________、________、________、________的加成反響。(7)當(dāng)反響條件為光照且與X2反響時，通常是X2與____________________________H原子發(fā)生的取代反響，而當(dāng)反響條件為Fe或FeX3作催化劑且與X2反響時，通常為______________的H原子直接被取代。3．由反響數(shù)據(jù)推斷(1)根據(jù)與H2加成時所消耗H2的物質(zhì)的量進(jìn)行突破：1mol加成時需____molH2,1mol—C≡C—完全加成時需____molH2,1mol—CHO加成時需____molH2，而1mol苯環(huán)加成時需____molH2。(2)1mol—CHO與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液完全反響時生成____molAg或____molCu2O。(3)____mol—OH或____mol—COOH與活潑金屬反響放出1molH2。(4)1mol—COOH(足量)與碳酸氫鈉溶液反響放出____molCO2。(5)1mol一元醇與足量乙酸反響生成1mol酯時，其相對分子質(zhì)量將增加____。(6)1mol某酯A發(fā)生水解生成B和乙酸時，假設(shè)A與B的相對分子質(zhì)量相差42，那么生成____mol乙酸，假設(shè)A與B的相對分子質(zhì)量相差84時，那么生成____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__________。(2)具有3原子共面的可能含________。(3)具有6原子共面的可能含____________。(4)具有12原子共面的應(yīng)含有________。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____________4，而烴的衍生物中只有CH3Cl、CH2=CHCl、HCHO，在通常情況下是氣態(tài)。典例導(dǎo)悟2有機(jī)物A(C11H12O2)可調(diào)配果味香精。用含碳、氫、氧三種元素的有機(jī)物B和C為原料合成A。(1)有機(jī)物B的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的23倍，分子中碳、氫原子個數(shù)比為1∶3。有機(jī)物B的分子式為__________。(2)有機(jī)物C的分子式為C7H8O，C能與鈉反響，不與堿反響，也不能使Br2的CCl4溶液褪色。C的結(jié)構(gòu)簡式為________________。(3)兩個醛分子間能發(fā)生如下反響：用B和C為原料按如下路線合成A：eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(\x(B)\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu，△))\x(D),\x(C)\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu，△))\x(E)))eq\o(→,\s\up7(OH－))eq\x(F)eq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))eq\x(H)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化劑))eq\x(G)eq\o(→,\s\up7(B),\s\do5(濃硫酸，△))A①上述合成過程中涉及的反響類型有：_____________________________________。(填寫序號)a．取代反響b．加成反響c．消去反響d．氧化反響e．復(fù)原反響②B轉(zhuǎn)化成D的化學(xué)方程式為：_________________________________________________________________________________________________________________。③G和B反響生成A的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________________________。(4)F的同分異構(gòu)體有多種，寫出既能發(fā)生銀鏡反響又能發(fā)生水解反響，且苯環(huán)上只有一個取代基的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______________________________________________________________________________________________________________。1．(2023·課標(biāo)全國卷，38)香豆素是一種天然香料，存在于黑香豆、蘭花等植物中。工業(yè)上常用水楊醛與乙酸酐在催化劑存在下加熱反響制得：以下是由甲苯為原料生產(chǎn)香豆素的一種合成路線(局部反響條件及副產(chǎn)物已略去)：以下信息：①A中有五種不同化學(xué)環(huán)境的氫；②B可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反響；③同一個碳原子上連有兩個羥基通常不穩(wěn)定，易脫水形成羰基。請答復(fù)以下問題：(1)香豆素的分子式為__________；(2)由甲苯生成A的反響類型為__________，A的化學(xué)名稱為__________；(3)由B生成C的化學(xué)反響方程式為_______________________________________________________________________________________________________________；(4)B的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有__________種，其中在核磁共振氫譜中只出現(xiàn)四組峰的有________種；(5)D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有________種，其中：①既能發(fā)生銀鏡反響，又能發(fā)生水解反響的是__________________________(寫結(jié)構(gòu)簡式)；②能夠與飽和碳酸氫鈉溶液反響放出CO2的是________________________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。2．(2023·江蘇，17)敵草胺是一種除草劑。它的合成路線如下：答復(fù)以下問題：(1)在空氣中久置，A由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣湓蚴莀_________________________________________________________________________________________________。(2)C分子中有2個含氧官能團(tuán)，分別為________和__________(填官能團(tuán)名稱)。(3)寫出同時滿足以下條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________________。①能與金屬鈉反響放出H2；②是萘()的衍生物，且取代基都在同一個苯環(huán)上；③可發(fā)生水解反響，其中一種水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反響，另一種水解產(chǎn)物分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫。(4)假設(shè)C不經(jīng)提純，產(chǎn)物敵草胺中將混有少量副產(chǎn)物E(分子式為：C23H18O3)，E是一種酯。E的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)：，寫出以苯酚和乙醇為原料制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用)。合成路線流程圖例如如下：H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr))CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(△))CH3CH2OH題組一有機(jī)合成1．(2023·重慶理綜，28)食品添加劑必須嚴(yán)格按照食品平安國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2023)的規(guī)定使用。作為食品添加劑中的防腐劑G和W，可經(jīng)以下反響路線得到(局部反響條件略)。(1)G的制備①A與苯酚在分子組成上相差一個CH2原子團(tuán)，它們互稱為__________；常溫下A在水中的溶解度比苯酚的______(填“大〞或“小〞)。②經(jīng)反響A→B和D→E保護(hù)的官能團(tuán)是__________。③E→G的化學(xué)方程式為________________________________________________。(2)W的制備①J→L為加成反響，J的結(jié)構(gòu)簡式為_______________________________________。②M→Q的反響中，Q分子中形成了新的________(填“C—C鍵〞或“C—H鍵〞)。③用Q的同分異構(gòu)體Z制備，為防止R—OH＋HO—Req\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))R—O—R＋H2O發(fā)生，那么合理的制備途徑為酯化、______、________(填反響類型)。④應(yīng)用M→Q→T的原理，由T制備W的反響步驟為：第1步________________________________________________________________________________________________________________________________________；第2步：消去反響；第3步：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(第1、3步用化學(xué)方程式表示)題組二綜合探究2．(2023·武漢調(diào)研)雙酚-A的二甲基丙烯酸酯是一種能使人及動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)發(fā)生紊亂而導(dǎo)致生育及繁殖異常的環(huán)境激素，其結(jié)構(gòu)簡式為：它在一定條件下水解可生成雙酚-A和羧酸H兩種物質(zhì)。Ⅰ.(1)雙酚-A的分子式為____________；以下關(guān)于它的表達(dá)中正確的選項是__________(填字母)。A．與苯酚互為同系物B．可以和Na2CO3溶液反響，放出CO2氣體C．分子中最多有8個碳原子在同一平面上D．1mol雙酚-A與濃溴水反響，最多可以消耗Br2的物質(zhì)的量為4mol(2)以下物質(zhì)中與雙酚-A互為同分異構(gòu)體的是________(填寫字母)。Ⅱ.與(CH3)3COH結(jié)構(gòu)相似的醇不能被氧化為醛或酸。羧酸H可以由以下途徑制得(有的反響條件沒有標(biāo)出)：(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________________________________。(4)G中所含官能團(tuán)為____________(填名稱)，⑤的反響類型為__________。(5)反響③的化學(xué)方程式為_______________________________________________。(6)羧酸H與甲醇反響后得到的酯，能形成一種高分子化合物，可用于制造高級光學(xué)儀器透鏡，請寫出該酯在一定條件下生成此高分子化合物的化學(xué)反響方程式：___________________________________________________________________________________。學(xué)案49有機(jī)合成與推斷【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識點一1．簡單、易得特定結(jié)構(gòu)和功能2．骨架官能團(tuán)知識點二1．目標(biāo)化合物根底原料合成路線2.知識點三紅棕色褪去溶液紫色褪去有沉淀產(chǎn)生有氫氣放出顯紫色有白色沉淀產(chǎn)生有銀鏡生成有磚紅色沉淀產(chǎn)生有CO2氣體放出問題思考1.2．目標(biāo)化合物→中間體……→根底原料。3．醇、羧酸、酚。【課堂活動區(qū)】一、1.(1)①烴與鹵素單質(zhì)(X2)取代；②不飽和烴與鹵素單質(zhì)(X2)或鹵化氫(HX)加成；③醇與鹵化氫(HX)取代。(2)①烯烴與水加成；②鹵代烴堿性條件下水解；③醛或酮與H2加成；④酯的水解；⑤苯的鹵代物水解生成苯酚。(3)①某些醇或鹵代烴的消去反響引入或—C≡C—；②炔烴與H2、X2或HX加成引入。(4)①烯烴氧化；②某些醇的催化氧化。(5)①醛被O2或銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液氧化；②酯在酸性條件下水解；③苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。2．(1)通過加成反響消除不飽和鍵。(2)通過消去、氧化或酯化反響等消除羥基。(3)通過加成或氧化反響等消除醛基。3．(1)在烴分子中引入官能團(tuán)。如引入羥基等；(2)改變官能團(tuán)在碳鏈上的位置。由于不對稱的烯烴與HX加成時條件不同，會引起鹵原子連接的碳原子不同。這樣可通過：鹵代烴a→消去→加成→鹵代烴b→水解，這樣就會使鹵原子的位置發(fā)生改變或引起其他官能團(tuán)(如—OH)的位置發(fā)生改變；(3)增加官能團(tuán)的數(shù)目。可通過鹵代烴a→消去eq\o(→,\s\up7(X2))加成→鹵代烴b，到達(dá)增加鹵原子的目的。二、1.(1)(2)苯的同系物(3)苯環(huán)苯環(huán)(4)(5)—OH或—COOH(6)—COOH(7)醇鹵代烴(8)鹵代烴酯類二糖或多糖蛋白質(zhì)(9)酚羥基(10)—CH2O