精做05 有机合成与推断

精做05有机合成与推断

题型简介

有机合成与推断为全国卷的选考题，还有一些省市列入必考题，有机框图+有机物的合成是是标准题型，此大题考查的内容包含有机化学的主干内容，综合性强、难度较大，有很好的区分度。通常以新药品、新物质、新材料的合成路线为载体，考查的热点涉及①某些物质的结构简式或名称、②反应类型或反应条件、③重要转化的有机化学方程式书写、④分子式的确定、⑤同分异构体书写与数目确定、⑥特定条件的有机物合成路线的设计等。

试题前沿

经典剖解

一、官能团的结构与性质

【例1】有机高分子化合物甲是一种常用的光敏高分子材料，其结构简式为

请回答下列问题：

(1)已知A分子中氧元素的质量分数为19.88%，碳元素的质量分数为29.81%，其余为氢元素和氯元素，且A的核磁共振氢谱上有三个吸收峰，峰面积之比为2∶2∶1，则A的结构简式为_____________________。

(2)下列说法不正确的是________。

A．有机物A能发生水解反应，其水解产物可用作汽车发动机的抗冻剂

B．有机物X不可能有能与Na单质发生置换反应的同分异构体存在

C．有机物G的分子式为C13H14O3，能发生取代、加成、氧化、还原、加聚反应

D．有机物D分子内最多4原子共线，且所有原子均可能共面

(3)写出B→C的化学方程式：_______________________________________________。

应对策略

确定官能团的方法

（1）根据试剂或特征现象推知官能团的种类

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

④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。

二、“陌生有机方程式”书写

【例2】某研究小组拟合成除草剂苯达松和染料中间体X。

(2)化合物F的结构简式是____________________。

(3)写出E＋G→H的化学方程式________________________。

应对策略

三、“限定条件同分异构”书写

【例3】写出C6H13NO2同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。

①分子中有一个六元环，且成环原子中最多含2个非碳原子；

②1H—NMR谱和IR谱检测表明分子中有4种化学环境不同的氢原子，有N—O键，没有过氧键(—O—O—)。

应对策略

1．限定条件下同分异构体的书写流程

（1）根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。

（2）结合所给有机物有序思维：

（3）碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。

（4）确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。结合核磁共振氢谱，注意对称性，检验。

2．常见限制条件与结构关系

四、有机合成路线的设计

【例4】芳香化合物A是一种基本化工原料，可以从煤和石油中得到。OPA是一种重要的有机化工中间体，A、B、C、D、E、F和OPA的转化关系如下所示：

应对策略

2．原则：原料价廉、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高。

3．有机合成路线设计的几种常见类型

（1）以熟悉官能团的转化为主型

（2）以分子骨架变化为主型

要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。

五、有机推断

【例5】化合物H是合成治疗心血管疾病药物的中间体，可通过以下途径合成：

②甲苯发生一硝基取代反应与A类似

请回答下列问题：

(1)写出C中官能团的名称：________。

(2)写出有关反应类型：B→C：________；F―→G：________。

(3)写出A→B反应的化学方程式：_____________________________。

(4)同时满足下列条件的D的同分异构体的结构简式为________________________。

①能发生银镜反应

②能发生水解反应，水解产物之一与FeCl3溶液显紫色

③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子

(5)合成途径中，C转化为D的目的是___________________________。

(6)参照上述合成路线，以甲苯和(CH3CO)2O为原料(无机试剂任选)，设计制备

的合成路线

___________________________________________________________。

应对策略

1．有机推断题的解题思路

2．有机推断题的破题技巧

(1)根据反应条件推断某一反应的反应物或生成物，如反应条件为“NaOH的醇溶液，加热”，则反应物必是含卤素原子的有机物，生成物中肯定含不饱和键。

(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团。

①使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。

②使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物。

③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。

④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质中含有—CHO。

⑤加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。

⑥加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有—COOH。

(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置

①醇的氧化产物与结构的关系。

②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。③由取代产物的种数或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多，说明此有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种数或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。

④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。

⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定—OH与—COOH的相对位置。

(4)根据数据推断官能团的个数

①加成时，1 mol消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成)，1 mol —CHO消耗1 mol H2，1 mol 苯环消耗3 mol H2。

②1 mol R—CHO(R为烃基)与银氨溶液、新制Cu(OH)2完全反应时分别生成2 mol Ag或1 mol Cu2O。

③一元醇与乙酸反应生成酯时，其相对分子质量增加42；二元醇与足量乙酸反应生成二元酯时，其相对分子质量增加84。

六、有机合成

【例6】某研究小组以甲苯为起始原料，按下列路线合成农药、医药中间体2－氨基－3－氯苯甲酸。

回答下列问题：

(1)下列说法不正确的是__________。

A．甲苯直接在反应②的反应条件下也可以得到化合物B

B．反应⑥的主要目的是保护氨基

C．反应⑦、⑧、⑨的反应类型均为取代反应

D．化合物D的分子式为C9H8NO3

(2)选择下列各步反应所需的反应试剂或反应条件，并填入对应方框内：

A．氯气，光照B．Cl2水溶液、铁粉C．Cl2，氯化铁D．浓硝酸，加热

E.浓硫酸，加热F.浓硝酸、浓硫酸，加热.

(3)写出化合物C的结构简式：______________。

(4)写出反应⑨的化学反应方程式：_________________________________________。

(5)写出化合物B同时符合下列条件的同分异构体的结构简式：____________________。(写出3个即可)

a.1H－NMR谱检测表明苯环，上的H原子有2种；

b.能发生水解反应。

(6)写出以甲苯为原料合成对氨基苯甲酸的路线(用流程图表示，无机试剂任选)：_______________________________________________________________________。

应对策略

有机合成的突破方法

(1)有机合成题的解题关键

①要正确判断合成的有机物属于何种有机物，含有什么官能团、官能团的性质有哪些及官能团的位置等。

②根据现有原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标有机物分解成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片断(小分子化合物)拼接，迅速找出合成目标有机物的关键点和突破点。

③将正向思维和逆向思维相结合，解决题设问题。

(2)官能团消除“四方法”

①通过加成反应消除不饱和键(双键、叁键、苯环)。

②通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。

③通过加成或氧化反应消除醛基。

④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。

(3)官能团改变“三路径”

①通过官能团之间的衍变关系改变官能团。

②通过某些化学途径使一个官能团变成两个。

③通过某些手段改变官能团的位置。

发布于：重庆