有机合成与推断分析技巧

1、解题技巧与应试策略系列 20策略20有机合成与推断的分析技巧金点子：有机合成题要求考生在题设条件下，根据所给信息和中学阶段的有机反应，从合成产物出发。采用逆推的方法解题。有机推断题，要求考生区分题中的各类信息，找出与解题有关的有效信息和隐含信息，从反应过程及特征反应出发，运用迁移、重组、比较等手段推出物质。经典题：例题1 :（ 2001年全国高考）某有机物 X能发生水解反应，水解产物为Y和Z。同温同压下，相同质量的 Y和Z的蒸气所占体积相同，化合物 X可能是 （）A.乙酸丙酯B甲酸乙酯C.乙酸甲酯D.乙酸乙酯方法：根据水解的式量分析其结构。捷径： 因有机物X水解产物为 Y和Z,同温同压下，相同

2、质量的蒸气所占体积相同，说明Y和Z的分子量相等。而分子量相等的羧酸和醇相差一个碳原子，以此化合物X可能是乙酸丙酯或甲酸乙酯，得答案为ABo总结：确定Y和Z的分子量相等，是解答该题的关键。例题2 : （2002年全国高考）乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业，乙酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。口齐光照稀碱潯議F F CoIID （乙酸苯甲酯）（1）写出A、C的结构简式： A： , C : o（2）D 有很多同分异构体，含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有五个，其中三个 的结构简式是：0IIHCOCH,OIIh2ch2och方法：根据合成后所得物质的结构简式逆向

3、分析。捷径：（1）从乙酸苯甲酯，根据反应过程中的条件推得AC的结构简式分别为:A:Cch3OChfeOH（2） D的含有酯基和一取代苯结构的同分异构体的判断，可通过酯键官能团分析。分析时，先写出酯键，即- COO，然后将基团的剩余部分分别接在酯键的两边，以此有：左边：H,右边：CHCH2C6F5;左边：H,右边：CH（ CH） C6H5;左边：CHCH,右边： GHs;左边：C6HCH ,右边： CH;左边：GH5，右边： CHCH;其中三个巳写出，另外两个的结构简式是:0IICHOCH总结：在确定酯的结构时，酯键-CO（的右边不能连氢原子，而左边则可以连氢原子。RCH = CH.（:融意H和

4、Er所加成的位1）例题3 : （1996年全国高考）在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产HBr,过氧化物口H Br|乙鬻叙严HK5RCH-CH-CHaH Er H稀 丫恵 aRC耳-CH7H水寤液I0H物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件(1) 由 CHCHCHCHBr 分两步转变为 CHCHCHBrCH 由(CH3) 2CHCH=CH分两步转变为(CH) 2CHCHCHOH方法：根据题示反应条件，按照最终产物要求书写化学方程式。捷径：（1）中采取先消去后加成的方法；（2）中采取先加成后水解的方法。其化学方程式

5、如下:门。版-_+HBr二 CH? + HBr适当詹曙剎CHjCHjCHBrCHjCHjCHCHjCHjBr(ZJtCHj )s CHCH= CHa + HBrCCH3)3CHCHaCHaBr + H20 <lf<CH->(CH3) a CHGHaGHaOH + HBr总结：（1）这是Br原子从1号碳位在移到2号碳位上物质之间的转化。由于两者都是 饱和的有机物，又不能发生取代直接完成其转化。所以，必须先进行消去反应，使卤代烃变成烯烃。然后烯烃再和 HBr加成，只要找到适当的条件，Br可以加成到2号碳位上。这也是这类问题的解题规律。（2）如果烯烃与水直接发生加成，可以生成醇，但

6、羟基的位置不能确定，因而无法一步完成这一变化。同时也不符合题目要用两步反应完成这一转化的要求。所以只能先与HBr加成，使Br原子加成在1号碳位上，再与 NaOH水溶液发生水解反应，使羟基取代溴原子。例题4 : （2001年全国高考）某种甜味剂A的甜度是蔗糖的200倍，由于它热值低、口 感好、副作用小，已在 90多个国家广泛使用。A的结构简式为：已知：在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含一NH的化合物反应可以生成酰胺，如:00IIIIRC0Rr + RpNH2 RCNHR" +Rr-0H酰胺00IIIIRCOH + R"NHj = RCNHR# +H20酯比酰胺容易水解。请填写下列

7、空白：（I ）在稀酸条件下加热，化合物 A首先生成的水解产物是： 和（2）在较浓酸和长时间加热条件下，化合物A可以水解生成： 和。（3）化合物A分子内的官能团之间也可以发生反应，再生成一个酰胺键，产物是甲醇和。（填写结构简式，该分子中除苯环以外，还含有一个6原子组成的环）方法：将题示信息迁移到水解反应，并比较分析酯与酰胺水解的难易。捷径：（1）根据信息，酯比酰胺容易分解，所以在稀酸条件下加热，可理解为酯发生水解反应，酯的结构特点是含有。其产物是:HOOCCHj C HCNHC HCOO H和 CH3OHNHa 0（2）在较浓的酸和长时间加热条件下，可认为酰胺和酯都发生了水解反应。在题中提供CN

8、三个空格，也明确提示酰胺和酯都发生水解反应。酰胺的结构特点是，水解反应时可把化合物 A分为三个部分，即（结构式中的虚线是水解反应时化学键的断裂处）CIO-在-NIH-在O或一O- CH3处连接H原子即可的到答案：HOOCCHjCHCOOHNH. , CHOH。应该指出，由于一NH显碱性，而在酸性条件下水解时，一NH应与H发生反应生成一NHT, 由于现行中学教材中，只提供一 NH可以与酸反应，未要求写出反应式，所以仍可写成一 NH 也能得分。（3） A 分子中存在一COO!与一NH两个官能团，它们之间可以发生反应生成酰胺，信息中提供的第一种反应，也可生成酰胺。因而生成物中含一个6原子组成的环（除

9、苯环外）成了解题中一个重要条件了。若按0Jth+a申反应，新形成CH：的环只有5个原子,（右侧部分略去），如果按KC-OR；+RWNHs反应，则新形成的环的结构如:0-CH 一 C-NH I | n_u_6h_I II直0。所以后者符合题意。另外，题中又指出产物还有甲醇，则也证实反应按信息中提供的第一种反应进行，其中R'为一CH3。0 HH ICHjCHCHCH.COOH除甲醇外，另一产物的结构简式为：ZA I BxZ » o总结：不论在理科综合试题还是 3+2的化学试题中，有关有机化学的试题大多以主观题 的形式出现，且难度要大一些。设问大多以确定同分异构体，反应类型，反应方

10、程书写，反 应产物的推断等，并且以信息迁移题型出现。例题5 :（ 1995年全国高考）图中-都是含有苯环的化合物。 在化合物中,由于 氯原子在硝基的邻位上，因而反应性增强，容易和反应试剂中跟氧原子相连的氢原子相结合,从而消去HCI。ChFeC1NaOH 9E$5十（翩申|可体）6请写出图中由化合物变成化合物、由化合物变成化合物、由化合物变成化合物的化学方程式（不必注明反应条件，但是要配平）。方法：官能团与转化图示相结合分析。CH3NO捷径：（i）根据化合物，可知物质是r " ' ,因为t的反应是被还原式一NH,而另一个侧链则没有变化。t的反应式是信息的逆向思维，t的另一反应物

11、是CH3OHt反应直接应用信息，t的反应式为T可类似于NO 2 + NaOH fONa|-N02 + HC1 ,ONaQ +HP + COz*OH+ NaCCb以此得反应的化学方程式为:Cl虽（Jr"。+CH.COOH（2分）（2分）ONaOH+SO汁HQ 一 AnQ +NaHSO3（2 分）总结： 该题是以提供新的信息为前提，根据信息，结合学过的基础知识重新加工整理成新的知识网络。这种题型既考查自学能力，阅读能力，分析理解能力，也考查应用知识的 能力。例题6 : （1998年全国高考）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

12、、B C、D的结构简式。方法：根据信息类方程式，从合成的最终产物逆推。捷径：根据信息和DSD酸的结构，该烃结构特点是含有苯环，又通过信息分析知,烃在苯环上有一个侧链甲基，所以A是甲苯。前二步反应式+ H品彗仏-O-N屮讣-NO2+其中一CH3与一NO处于对位是由DSD酸结构推测而来,CH3_ON°2 +H0SQ3 H CH3-so3h以此得A、B、C D的结构简式分别为:总结：本题的难点是(D)的结构简式推断。根据信息，苯胺容易被氧化，而NaCIO又具有强氧化性，所以只有先按信息反应，再按信息反应，避免一NH被氧化。其物质间的转化为：金钥匙：例题1 :已知有机物A的分子量为128，当

13、分别为下列情况时，写出A的分子式：(1) 若A中只含碳、氢元素，且分子结构中含有苯环，则A的分子式为 ；(2) 若A中只含碳、氢、氧元素，且分子结构中含有一个酯键，则A的分子式为 ；(3) 若A中只含碳、氢、氮元素，且A分子中氮原子最少，则A的分子式为 。方法：从分子量和官能团两方面综合分析。捷径：(1)苯基(CeH-)的式量=77,余128-77=51，其可能组合只能是 C4H3-,把两两“相 力，就可得其分子式为：CoHs (实为萘)。(2) 因分子中含有酯键， 可设A为RCOOR就是R + COO+R=12,R+ R=84, R + R=CHi2, “COO + “GH2” =GH2Q。

14、(3) 由于氮在分子中可看作以氨基“ -NH2”存在，A也可看作是烃分子中的氢原子被-NH2所取代而得到的产物，如果把“-NH”看作一个氢原子，则烃分子的构成应符合烷、烯、炔的组成；设A分子中的氮原子数为一个，可求出A的分子式为 GHwN，它经改写后得到的表达式为GHwNH,但GHn+1，又不符合烷、烯、炔的通式，故舍去；而当分子中的氮原子数为2时，可得到它的分子式为GHN2，经改写后成为 GH2（NHz）2，符合烯烃 GB的通式。以此其分子式应为：GHi6N2。总结：在该题的第（3）问中，因未给出氮原子数的多少，故为了确定其具体数值，可采 用尝试法求得结果。例题2 :已知羟基（一0H不能与双

15、键直接相连，若 0.5 mol有机物恰好与1 mol氢 气加成生成3甲基一2丁醇，则该有机物的结构简式为 。方法：逆向分析法。捷径：因为有机物加成前后碳链结构不变，因此该题可通过先确定加成后产物的结构， 然后再由题目中的限制条件，来确定碳碳双键的位置。由题意知加成产物结构为：，又因为一OH不能与双键直接相连，且加成时有机物与氢气的CH2=C-C-CH3物质的量之比为1 : 2，可知有机分子中含有两个双键，其结构为:CH厂 CH-CH-CH?总结： 此题虽为一常规题，但若不能利用逆向分析，即从要求合成的物质出发，会费 工费时，且不易作答。例题3 : A B都是芳香族化合物，1 mol A水解得到

16、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 CO和H?Oo且B分子中碳和氢元素总的质量 部分含量为65.2% （即质量分数为0.652 ）o A溶液具有酸性，不能使 FeCb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 、。方法：定性判断与定量分析相结合。捷径：定性判断可知A有酯的结构（A能发生水解反应），且A有羧基（A溶液具有酸性， 但不能使FeCb显色），从而可知B具有芳香醇的结构或酚的结构（酚的羟基在一定条件下 也能与酸形成酯）。由上分析，B的分子中

17、至少含有 3个氧原子，若按含有 3个氧原子计算，其相对分子质量为'=138，其分子式为 GfQ,则由A+HdB+CHCOOH可知：A为GfQ,且A, B相对分子质量相差 42。从而可知B有一个一COOHFD一个一0H其结构可能有三种:rUCOOH总结：本题考查有机物组成、结构和性质的基本知识。 例题4 :写出由乙醇制取乙二醇的有关化学方程式。方法：此题为增加官能团数目的合成，可考虑先消去再加成。捷径：依据方法分析求解。浓 H2SO4CHCHOH t CH 2=CHf +H20170 CCH戈一 CHsCH=CH+B2 t , LNaOH2H2O t总结：此题为一易题，但作为增加官能团的

18、一种反应类型，也不失为一好题。0一C-0例题5 :写出以CHCICH2CHCHOH为原料制备写出各步反应的方程式。（必要的无机试剂自选） 。方法：分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以应用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成一OH最后再酯化。捷径：根据方法中的分析，可写出其化学反应方程式为：催化剂2CHCICH2CHCHOH+O2CH 2CICHCHCHO+22O催化剂2CHCICH2CHCHO+O缈 SCICHaCHCOOHNaOHCHCICH2CHCOOH+JOCHCOOH+HCIOHCHCHCHCOOHI浓 H2SO4ch2CH2

19、CH2 +H2OI I0c=oOH总结：氧化和水解顺序不能颠倒，因为先水解，后无法控制只氧化一个一OH。例题6 :卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应，其反应的 最终结果是带负电的原子团(例如OF等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。例如：CHCHCHBr+OlT (或 NaOH 宀 CHCHCH OH+B一(或 NaBr)写出下列反应的化学方程式：(1) 溴乙烷跟 NaHS反应。(2) 碘甲烷跟CHCOON反应 o(3) 由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚(CH C CHCH)。 方法：将给予的新信息，通过迁移类比书写反应的化学方程式。捷径：根据反应实质为带负电的原子团取代

20、了卤代烃中的卤原子这一信息，得其相应的化学方程式为：(1) CHCHBr+NaHS CHCHSH+NaBr(2) CHI+CWCOONa CHCOOCHNal(3) 2CHCHOH+2N少 2CHCHONa+HCHCHONa+CH CHCHOCH+Nal总结：解此题关键是理解给出的反应的实质。例题7 :已知烯烃中C=C双键在某些强氧化剂作用下易发生断裂，因而在有机合成中 有时需要对其保护。保护的过程可简单表示如下:+Br 2it /C=C/ /c=c/ NaOH又知卤代烃在碱性条件下易发生水解，例如：CHCHCI+H2O CHCHOH+HCJ但烯烃中-/双键在酸性条件下才能与水发生加成反应。/

21、 _ 现用石油产品丙烯及必要的无机试剂合成丙烯酸，设计的合成流程如下:CHCH=CHCI2（ 300 C）请写出、三步反应的化学方程式。方法：通过认真审题，获取有用信息，挖掘隐含信息（反应） ，结合旧知识（有机物 /广="/ 双键的相互转变），逐步解题。捷径：由CHCH=Cl2Hch=ch- COO可知合成的关键在于如何保护，一CH3中有一个H原子逐步转化成一COOH结合题中信息可知本题的知识主线为不饱和烃t不饱和卤代烃t不饱和醇t饱和卤代醇t饱和卤代醛t饱和卤代羧酸t不饱和卤代羧酸。由此可知、三步反应的化学方程式为。 CH=CH- CHCI+H2ONaOHCH=CH- CHOH+H

22、CI CH=CH- CHOH+B2 tCH2-CH-CH2CH2 CH2 -CH-CH2OH +2 CH2-CH-CHO * 2H2Oir总结：本题涉及到合成路线如何选择，如反应，是取代还是加成， 必须根据合成和题设条件（限定6步反应等）推知。本题注重研究官能团的引入途径及引入的先后顺序，介绍官能团的保护，是有机合成的重要环节，值得研究。聚宝盆:1. 有机物合成步骤的选择要充分考虑官能团间的相互影响。如涉及合成过程中物质的氧化，还要考虑部分官能团（如碳碳双键、酚羟基）的保护。2官能团特征反应的分析与判断在有机物的推断中，要充分依靠其特征反应的特殊现象（如与FeCb溶液显紫色的物质含有酚羟基等）

23、。3.题示信息的准确把握有机合成与有机推断题中，大多是以信息给予题的形式出现，因此要求考生在分析试题时，要找出题中的两类信息，即有效信息和隐含信息，剔除无效信息和干扰信息。热身赛：1. 某酯的分子式为 C5HoQ,把它和强碱溶液共热，可蒸馏出一种气态物质，该蒸汽在相同条件下对氢气的相对密度为 23,冷凝至常温时为液体，这种酯是（）（A） CHjCOOCHjCHCH；（B） CHQ耳000血申（QHCOOGHCHjCHCH（DCH3COOCHCHjCH32. 已知在同一个碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的，它要自动脱去一个水分子而生成含有 （填写官能团）的化合物。今在无其他氧化剂存在的0八

24、II情况下.以甲苯和q为主要原糾制取苯甲醛（VC_H-请按反应顺序写岀止卄宀夂各步的反应条件及产物结构简式：。苯甲醛在浓碱条件下可发生自身氧化-还原反应，即部分作还原剂被氧化， 部分作氧化剂被还原。请写出反应产物的结构简式 和。上述产物经酸化后，在一定条件下进一步反应，可生成一种新的化合物，其式量恰为苯甲醛的两倍，该化合物的结构简式为。3. A和B是两种烃，A与氯气反应生成 C, B与氯化氢反应生成 D, C和D的分子式都是 GWCI2。在加热条件下 C和D都能和氢氧化钾溶液反应。在 C的反应产物E中加入所制氢氧 化铜呈绛蓝色，在 D的反应产物F中加入新制氢氧化铜（加热）生成红色沉淀。（已知相

25、邻碳 原子上均连有羟基的物质与新制氢氧化铜反应生成呈绛蓝色的新物质）（1）A的结构简式是; B的结构简式是。(2) C t E反应的化学方程式是 。D >F反应的化学方程式是 。4阅读下列叙述，回答问题：一卤代烷(RX)与金属镁在室温下及无水乙醚中作用生成有机镁化物 卤代烷基镁 (裕氏试剂I) R X +RMgX格氏试齐悚活泼，能与具有多种活性氢的化合物作用，例如：RMgX + HO > R卅 Mg(OH)X而醛酮的官能团HHI阳IRC= 0 + R'MCTRCOMgX> RCOHIIR，RFXRRI,I附、IR,C =0 + R他x TR C0 砸X _R COHI

26、I试写出以苯、丙烯淘主要原料(其它试剂自选)来合成gj- ch-ch2-ch3OH的各歩化学方程式；(a) (b) (c) (d) (e) 5. 羧酸酯RCOOR在催化剂存在时可跟醇 R 0H发生如下反应(R '、R是两种不同的 烃基)：RCOOR + R 04催化剂t RCOOR + R OH此反应称为酯交换反应，常用于有机合 成中。'丄八转化成聚乙烯在合成维纶的过程中，有一个步骤是把聚乙酸乙烯酯 醇，这一步就是用过量的甲醇进行酯交换反应来实现的。(1) 反应中甲醇为什么要过量？原因是 (2) 写出聚乙烯醇的结构简式 。(3) 写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式

27、 6有机物分子里与羰基相连碳原子上的氢原子比较活泼，容易发生取代反应，如：00IIIICH3-C-CH3 + Bra->CHj- C - CHBr + HBr又知卤代烃分子里的卤原子也容易发生取代反应。例如：R X+ HCNh R CN HXR X+ HNHR R NH+ HX常用的分析试剂 EDTA(乙二胺四乙酸)，其结构简式为:(HOOCC) 2NCHCHN (CHCOOH 2EDTA可由乙二胺跟氯乙酸在碱性条件下缩合成乙二胺四乙酸钠，再用盐酸酸化可得EDTA现从气态烃A为开始物，以及氨、氯气等无机物用下图示意合成EDTA备回d回q*回一围®回一(1) A的结构简式是。(2) 反应的化学方程式是 (3) 反应的化学方程式是 (4) 反应的化学方程式是