苏教版高三化学第二轮专题复习《有机化学中合成题的归纳和分析》 .doc

有机化学中合成题的归纳和分析 有机合成和框图题题是对学生有机化学认知程度和自学能力的综合考查，在历届高考中具有很好的区分度和选拔功能。考试说明中对本专题的要求是：了解烃及其衍生物的组成、结构特点和性质。认识不同类型化合物之间的转化关系，能设计合理路线合成简单有机化合物。能举例说明烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用，关注有机化合物的安全和科学使用，认识有机化合物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。信息给予题的解题基本思路是：阅读分析挖掘信息理解信息筛选加工信息联系所学知识解决题设问题。题目设问主要集中为：书写有机物的结构简式；确定符合题目要求的同分异构体的数目或结构；书写某些反应的化学方程式；判断含手性碳原子的分子及手性碳原子；回答某些反应的反应类型。解决这类题目的法宝就是：熟练掌握各类官能团之间的衍变关系；掌握基础的反应类型及原理；掌握有机化学中的基本概念，做到以不变应万变。以下就几道典型的高考题做一个归纳和分析。题型讲解1、根据给出的某些有机物的分子式进行推断例1(2006上海、29)已知(注：r，r为烃基)，a为有机合成中间体，在一定条件下发生消去反应，可能得到两种互为同分异构体的产物，其中的一种b可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品。a能发生如下图所示的变化。试回答：(1)写出符合下述条件a的同分异构体的结构简式(各任写一种)：a.具有酸性_；b.能发生水解反应_。(2)a分子中的官能团是_，d的结构简式是_。(3)cd的反应类型是_，ef的反应类型是_(填写相应字母)。 a.氧化反应 b.还原反应 c.加成反应 d.取代反应(4)写出化学方程式：ab_。(5)写出e生成高聚物的化学方程式_。(6)c的同分异构体cl与c有相同官能团，两分子cl脱去两分子水形成含有六元环的c2，写出c2的结构简式：_。解析：对于推断题，我们总要先找出题目的突破口，就本题而言，物质a的分子式无疑是最好的已知条件。该分子式比等碳数的烷烃少两个氢原子，又因其能与银氨溶液作用，可知结构中含有醛基，这也正是分子中少结合两个氢原子的原因所在，其他原子之间均应以单键形式连接。因其能发生消去反应，则另一个氧原子应出现在羟基中。余下的问题仅是如何连接除醛基外的三个碳原子和一个羟基。所有可能的结合方式为：hoch2ch2ch2cho、ch3ch(oh)ch2cho、ch3ch2ch(oh)cho、hoch2ch(ch3)cho，(ch3)2c(oh)cho，其中只有的消去产物有两种，至此问题得以解决。答案：(1)ch3ch2ch2cooh；ch3ch2cooch3(或其他合理答案)(2)羟基、醛基；ch3coch2cooh (3)a； bc(4)ch3ch(oh)ch2choch3ch=chcho+h2o(5) (6) 方法点拨：若题目给出某些有机物的分子式时，先将其与等碳数的烷烃作比较，计算出相差的氢原子的个数，再结合题目其他已知条件，初步确定该有机物可能含有的官能团的种类及个数。2、通过确定有机物的相对分子质量进行推断例2(1997全国、34)a、b都是芳香族化合物，1 mol a水解得到1 mol b和1 mol醋酸。a、b的相对分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成co2和h2o。且b分子中碳和氢元素总的质量百分含量为65.2%(即质量分数为0.652)。a溶液具有酸性，不能使fecl3溶液显色。(1)a、b相对分子质量之差为_。(2)1个b分子中应该有_个氧原子。(3)a的分子式是_。(4)b可能的三种结构简式是_、_、_。解析：本题与例1不同，除了给出a、b的相关性质外，最主要的已知条件就是对a、b的相对分子质量及元素含量的描述。a为酯类物质，因a水解产物为b和醋酸，可以推知a、b相对分子质量之差为醋酸和水的相对分子质量之差，即为42。这样b的相对分子质量就不能超过158。因a有酸性，且不能使fecl3溶液显色，则a中有完整的羧基，水解后该羧基应存在于b物质中，加上水解生成的羟基，这样b中至少存在3个氧原子。再结合b中氧元素的质量分数，经过讨论，b中只有3个氧原子才满足相对分子质量不超过158的要求，进而推出b的相对分子质量为138，而当苯环上连有一个羟基和一个羧基时，相对分子质量恰好为138，这样就确定了b的结构，进而可得出a的分子式。答案：(1)42 (2)3 (3)c9h8o4 (4) 例题3（2008年全国天津卷27题）某天然有机化合物a仅含c、h、o元素，与a相关的反应框图如下：（1）写出下列反应的反应类型：sa第步反应、bd、de第步反应、ap。（2）b所含官能团的名称是。（3）写出a、p、e、s的结构简式a：、p：、e：、s：。（4）写出在浓h2so4存在并加热的条件下，f与足量乙醇反应的化学方程式。（5）写出与d具有相同官能团的d的所有同分异构体的结构简式。解析：本题通过反应条件的提示及相对分子质量的提示s a 卤素原子被羟基代替而s b发生消去反应后与br2发生加成反应，说明b的相对分子质量为276-160=116，f的相对分子质量为118，f与足量的碳酸氢钠反应则是由羧酸变成纳盐，由此可以推出f的分子式为c4h6o4且为二元酸，此时f只有2种同分异构体，根据d生成e，通过相对分子质量减少162，判断应该是消去了2分子hbr，然后根据a能生成六元环状化合物，判断a只能是hoocch（oh）ch2cooh，进而其他的物质均能顺利的判断出来了。答案：（1）取代（水解）反应 加成反应 消去反应 酯化（取代）反应（2）碳碳双键 羧基（3）a：hoocchohch2cooh p： e：hooccccooh s：hoocchclch2cooh（4）+2c2h5oh +2h2o （5）hooccbr2ch2cooh 方法点拨：通过这两道题目的解析，我们应该学会一种方法，即将一种未知的化合物的分子式拆成若干部分，利用题示信息，逐步求得其各部分，然后再拼合成整体的方法。需要说明的是，确定某一“基团”的存在往往要通过性质特点来判断；确定某一“基团”的多少，往往要通过式量的大小来决定。即定性与定量相结合的方法。3、先根据已知信息推断再由自己设计合成路线的题目例4(2006江苏、23)香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物，大多具有光敏性，有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯a，其分子式为c9h6o2，该芳香内酯a经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。请回答下列问题：(1)写出化合物c的结构简式_。(2)化合物d有多种同分异构体，其中一类同分异构体是苯的二取代物，且水解后生成的产物之一能发生银镜反应。这类同分异构体共有_种。(3)在上述转化过程中，反应步骤bc的目的是_。(4)请设计合理方案从 合成 (用反应流程图表示，并注明反应条件)。例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为：解析：本题的新颖之处就是第(4)问，要求设计合成路线，实现给定原料到指定产物的转化。一般是从要合成的物质出发，采用逆向推理，分析生成这一物质的方法有哪些，然后逐一筛选找出与所给原料有关较为适宜的合成途径。本题要合成的为一内酯，需要合成，结合醇与卤代烃的衍生关系，需要合成，它与所给原料相比，仅为氯原子的位置发生的变化，结合题给信息，将原料消去生成烯烃，再利用过氧化物环境，将卤原子加成到所需位置即可。答案：(1) (2)9种 (3)保护酚羟基，使之不被氧化(4) 方法点拨：这种题型是06，07年均考查过的题型，有机合成路线的推导比较常用的方法是“反推法”，要点是(1)首先确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。(2)以题中最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。若甲不是所给已知原料，需再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应制得，一直推导到题目中给定的原料为止。(3)在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。4、考查合成过程中官能团的引入顺序例5(1998全国、32)请认真阅读下列3个反应，利用这些反应，按以下步骤可以从某烃a合成一种染料中间体dsd酸。请写出a、b、c、d的结构简式。解析：由所给反应及合成路线，不难得出，烃a为甲苯，先将其对位硝化，再邻位磺化，已经在苯环上引入了两个新的侧链，后面的两个步骤，是将硝基还原为氨基，是将甲基变成烯键。题中不能忽略的信息是氨基易被氧化，而将甲基变成烯键的环境恰恰是naclo的氧化性环境，因此，应先进行后进行。答案：方法点拨：有机合成的关键是解决官能团之间的衍变问题，引入官能团的反应条件不同，决定了合成时应设计合理的官能团的引入顺序。若顺序无法调整时，不得已需要将先引入的官能团进行一定的保护，如例3中b到c的反应，即是对易被氧化的酚羟基的保护。5、以合成路线为载体考查相关有机化学知识。例6（2008年江苏高考19题）苯噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。它的工业合成路线如下：请回答下列问题：（1）a长期暴露在空气中会变质，其原因是 。 （2）由a到b的反应通常在低温进行。温度升高时，多硝基取代副产物会增多。下列二硝基取代物中，最可能生成的是 。 （3）在e的同分异构体中，含有手性碳原子的分子是 。（填字母） （4）f的结构简式 。 （5）d的同分异构体h是一种a-氨基酸，h可被酸性kmno4溶液氧化为对苯二甲酸，则h的结构简式是 。高聚物l由h通过肽键连接而成，l的结构简式是 。解析：本题与其说是合成路线图，不如说是一道考察有机基础知识的题目，（1）考查了酚类物质的判断及酚类物质易被氧化的性质；（2）考查了取代基效应的知