高三化学一轮复习专题学案整理-有机合成与推断

1、高三化学同步学案-有机合成与推断一、学习要求（一）有机合成1.有机合成基本要求原理正确、原料价廉；途径简捷、便于操作；条件适宜、易于分离。2.烃及烃的衍生物的转化关系是解合成题的基础 烃及烃的衍生物相互转化的实质是官能团之间的转变：（二）、有机合成的常规方法1.官能团的引入和转换（1）C=C的形成： 一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX；醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O；二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去X2；烷烃的热裂解和催化裂化。（2）CC的形成： 二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的HX；一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX；实验室制备乙炔原理的应用。（3）卤素原子的引入方法： 烷烃的卤代

2、（主要应用于甲烷）；-H的卤代（红磷做催化剂）；烯烃、炔烃的加成（HX、X2）；芳香烃与X2的加成；芳香烃苯环上的卤代；芳香烃侧链上的卤代；醇与HX的取代；烯烃与HOCl的加成。（4）羟基的引入方法： 烯烃与水加成；卤代烃的碱性水解；醛的加氢还原；酮的加氢还原；酯的酸性或碱性水解；苯氧离子与酸反应；烯烃与HOCl的加成。（5）醛基或羰基的引入方法：烯烃的催化氧化；烯烃的臭氧氧化分解；炔烃与水的加成；醇的催化氧化。（6）羧基的引入方法：丁烷的催化氧化；苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化；醛的催化氧化；酯的水解。CN的酸性水解；肽、蛋白质的水解；酰氨的水解。（7）酯基的引入方法：酯化反应的发生；酯交

3、换反应的发生。（8）硝基的引入方法：硝化反应的发生。（9）氰基的引入方法：烯烃与HCN的加成；炔烃与HCN的加成；卤代烃与CN-的取代。（10）氨基的引入方法：NO2的还原；CN的加氢还原；肽、蛋白质的水解。2.碳链的增减（1）增长碳链的方法：卤代烃与金属钠反应；烷基化反应；C=O与格式试剂反应；通过聚合反应；羟醛缩合；烯烃、炔烃与HCN的加成反应；卤代烃在醇溶液中与NaCN的取代反应；有机铜锂与卤代烃的反应。（2）缩短碳链的方法：脱羧反应；烯烃的臭氧分解；烯烃、炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化；苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化；烷烃的催化裂化。3. 官能团的消除通过加成反应消除不饱和键。通过消去反

4、应或氧化反应或酯化反应等消除羟基（OH）通过加成反应或氧化反应等消除醛基（CHO）4. 有机物成环规律类型方式酯成环二元酸和二元醇的酯化成环酸醇的酯化成环醚键成环（ O ）二元醇分子内脱水成环二元醇分子间脱水成环肽键成环二元酸和二氨基化合物成环氨基酸成环不饱和烃小分子加成双烯合成成环三分子乙炔生成苯5.官能团的衍变(1)一元合成路线 RCHCH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线(3)芳香化合物合成路线改变官能团的位置（三）、常见的合成方法解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去

5、的方法，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。基本方法有：1.正向合成法：此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料中间产物产品。例1已知：有机物中的硝基在铁和盐酸作用下，能被还原成氨基：对乙酰胺基酚又称扑热息痛，为白色晶体，是一种优良的解热镇痛药，其毒性较菲那西汀，阿司匹林低。扑热息痛的生产流程为：请回答下列问题（1）写出反应的化学方程式由氯苯制A：_由A制B：_由B制C：_（2）扑热息痛在潮湿环境中长期受热能发生水解，写出扑热息痛水解的化学方程式解析这一合成题的原料是，目标产物是原料与目标之间给了若干的提示。根据条

6、件不能分析A应为，B生成C的变化经点是生成，C生成扑热息痛的变化点是生成NHCOCH3。这时将A与目标产物对比，不难得出AB的变化点为Cl生成OH。答案(2)逆向合成法：此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品中间产物原料。例2写出用和饱和食盐水制乙二酸乙二醋的化学方程式。解析生成目标产物的最后一步是乙二酸、乙二醇的醋化，又知乙二醇氧化可得乙二酸。乙二醇比原料分子中少了二个碳原子，因此必须将原料进行减碳反应达到分子内只含两个碳原子的要求。因此合成路线为： (3)综合比较法：此法采用综合思维的方法，将正

7、向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。（四）有机推断题的解题思路与方法：有机推断题具有较强的灵活性、新颖性和综合性，具有起点高、落点低的特点。有机推断题属于综合应用各类有机物官能团性质、相互衍变关系的知识，综合计算并在新情景下加以迁移的能力题。此类题目综合性强，难度大，情景新，要求高，只有在熟练掌握各类有机物及相互衍变关系的基础上，结合具体的实验现象和数据，再综合分析，才能做出正确、合理的推断。说明：1. 解答有机推断题的常用方法有：根据官能团的特征性质进行推理判断。如：能使溴水褪色的有机物含有“CC键”或“CC键”等；能发生银镜反应的有机物含有“CHO”；能与Na发生反应产

8、生H2的有机物含有“OH”或“COOH”；能与Na2CO3溶液反应产生CO2的有机物含有“COOH”；能水解生成醇和羧酸的有机物是酯等。根据有机物之间的相互衍生关系，进行综合分析加以推断。关键掌握如下重要的烃与烃的衍生物之间相互转化的知识链。a. “有机三角”不仅可以实现官能团的转换（即有机物类别的转换），而且可以增加或减少官能团的数目，在有机物的合成与推断中有极其重要的作用。b.“醛的特殊地位”“醛”，既可以加氢得到醇，也可以加氧得到羧酸，还可以自身加成得羟基醛以增长碳链，因而在有机物的合成与推断中占有特殊地位。c.“酯化反应”的扩展（i）一元羧酸与一元醇反应只生成普通酯。（ii）二元羧酸与

9、二元醇反应既可生成普通酯，也可生成环状酯，还可生成高聚酯。（iii）羟基羧酸自身反应既可生成普通酯，也可生成环状酯，还可生成高聚酯。（iv）氨基酸之间反应类似酯化反应，可生成二肽、环状酰胺、多肽等三类产物。根据有机物的性质和相关数据推知官能团的个数。如关系式：RCHO2Ag（或Cu2O）2ROHH22RCOOHCO32CO2根据某些反应的产物推知官能团的位置。如若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构为“CH2OH”；若醇能氧化为酮，则醛分子中应含有结构为“”由消去反应的产物可确定“OH”或“X”的位置；由取代产物的种类可确定碳架结构；由加氢后的碳架结构，可确定“CC键”或“CC键”的位置。

10、有机推断题中给出的有机物分子通常都含有多个官能团。若有机物分子中存在多个官能团，该物质的性质即为多个官能团性质的综合体现，并要注意其性质的拓展。如乳酸分子中存在醇羟基和羧基，能够发生消去反应、酯化反应，在一定条件下也能发生缩聚反应：  2. 针对有机推断试题的编排特点，应充分利用试题所给信息，进行知识的分解、迁移、转换和重组。特别是试题中新信息的给予，应将其同原有知识进行融合和加工，提炼出解题的必要信息。有机推断试题的信息包括各物质间分子式、相对分子质量、结构简式的差异，有机物分子的结构特点，有机物的性质，物质发生反应的条件等。对试题信息的重组、加工和提炼过程是解析推断题的关键环节。

11、3. 依据有机推断题的考查形式和编排特点，有机推断题的解析过程通常采用正向推导、逆向推导或正、逆向相结合的推导方式。运用合理的推导过程是优化解题过程，提高解题效率的有效方法。4. 对推断出的结论要有必要的验证过程，并对有机物的分子式、结构简式、发生反应的类型、反应方程式的书写等进行检验。这是确保答案准确无误的有效方法。综上所述，可得出解答有机推断题的思路和方法是：首先应认真审题，分析题意，分离出已知条件和推断内容，弄清被推断物和其他有机物的关系，以特征点作为解题突破口，结合信息和相关知识进行推理、计算，排除干扰，最后作出正确推断，一般可采取顺推法（从原料推出目标分子）、逆推法（从目标分子经中间

12、产物逆推出原料）、多法结合推断（综合应用顺推法和逆推法）等。其简要思路可列如下表：（五）推断方法1.应用特征产物逆向推断【例3】下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。根据下图回答问题。(1)D的化学名称是。(2)反应的化学方程式是_。(有机物须用结构简式表示)(3)B的分子式是。A的结构式是。反应的反应类型是。(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有_个。()为邻位取代苯环结构；()与B具有相同官能团；()不与FeCl3溶液发生显色反应。写出其中任意一种同分异构体的结构简式_。(5)G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途_。【解析】(1)乙醇(2)CH3CO

13、OHCH3CH2OH CH3COOC2H5H2O(3)C9H10O3 水解反应(取代反应) (填写其中一种结构简式即可)(5)nCH2=CH2 或CH2=CH2H2OCH3CH2OH(其他合理答案均可)【例4】(2011·山东理综，33)美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。XCH2CHR CHCHRHX(X为卤原子，R为取代基)经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下：回答下列问题：(1)M可发生的反应类型是_。a取代反应 b酯化反应c缩聚反应 d加成反应(2)C与浓H2SO4共热生成F，F能使酸性KMnO4溶液褪色，F的结构简式是_。

14、D在一定条件下反应生成高分子化合物G，G的结构简式是_。(3)在AB的反应中，检验A是否反应完全的试剂是_。(4)E的一种同分异构体K符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热，发生反应的方程式为_。【解析】(1)ad(2)(CH3)2CHCH=CH2【解题技巧】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(1)使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“ ”或“ ”结构。(2)使KMnO4(H)溶液褪色，则该物质中可能含有“ ”、“”或“CHO”等结构或为苯的同系物。(3)遇FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉

15、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，加热煮沸有砖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 2.OH(醇、酚、羧酸)H2(3)2COOHCO2，COOHCO2CC(或二烯、烯醛)CH2CH2(5)某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个OH；增加84，则含有2个OH。即OH转变为OOCCH3。(6)由CHO转变为COOH，相对

16、分子质量增加16；若增加32，则含2个CHO。(7)当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个OH；若相对分子质量减小4，则含有2个OH。3根据性质确定官能团的位置(1)若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“CH2OH”；若能氧化成酮，则醇分子中应含有结构“CHOH”。(2)由消去反应的产物可确定“OH”或“X”的位置。(3)由一卤代物的种类可确定碳架结构。(4)由加氢后的碳架结构，可确定“ ”或“CC”的位置。(5)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。【例5】有机物X(分子式为C4H6O5)广泛存

17、在于许多水果中，尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多。经测定该有机物具有下表中所列性质，请根据题目要求填空：(1)X的性质推测X中关于官能团的结论X与足量Na反应产生H2X与醇或羧酸在浓硫酸作用下并加热均生成有香味的产物在一定条件下X的分子内脱水产物(非环状化合物)可与溴水发生加成反应33.5 g X与100 mL 5 mol·L1 NaOH溶液恰好中和X的可能结构简式_，_，_(2)写出X发生反应的化学方程式(任写一个)_。(3)在一定条件下X可发生化学反应的类型有(填序号)_。A水解反应B取代反应C加成反应D消去反应E加聚反应F中和反应(4)下列物质与X互为同系物的是_。与X互为同分

18、异构体的是_(填序号)。 (5)写出X与O2在铜作催化剂加热的条件下发生反应所得到的可能产物的结构简式_。【解析】(1)含OH或COOH 含OH和COOH含OH 1分子X中含2个COOHX的可能结构简式HOOCCHOHCH2COOHHOOCCH(CH2OH)COOH(2)2HOOCCHOHCH2COOH6Na2NaOOCCHONaCH2COONa3H2(3)BDF(4)abc(5) 、 HOOCCH(CHO)COOH【例6】碳、氢、氧三种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，含氢的质量分数为9.8%，分子中氢原子个数为氧的5倍。(1)A的分子式是_。(2)A有2个不同的、位于碳链两端的含氧

19、官能团，其名称是_、_。(3)一定条件下，A与氢气反应生成B，B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。A的结构简式是_。A不能发生的反应是_(填写序号字母)。a取代反应 b消去反应c酯化反应 d还原反应(4)写出两种与A具有相同官能团、并带有支链的同分异构体的结构简式：_、_。(5)A还有另一种酯类同分异构体，该异构体在酸性条件下水解，生成两种相对分子质量相同的化合物，其中一种的分子中有2个甲基，此反应的化学方程式是_。(6)已知环氧氯丙烷可与乙二醇发生如下聚合反应：B也能与环氧氯丙烷发生类似反应，生成高聚物，该高聚物的结构简式是_。【解析】(1)C5H10O2 (

20、2)羟基醛基（六）、根据反应条件推断反应类型1在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。2在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。3在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。4能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。5能与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。6在O2、Cu(或Ag)、加热或CuO、加热条件下，发生醇的氧化反应。7与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇醛羧酸的过程)

21、8在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。9在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。【例7】(2011·新课标全国卷，38)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：已知以下信息：A中有五种不同化学环境的氢；B可与FeCl3溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。请回答下列问题：(1)香豆素的分子式为_。(2)由甲苯生成A的反应类型为_，A的化学

22、名称为_。(3)由B生成C的化学反应方程式为_。(4)B的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_种。(5)D的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中：既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是_(写结构简式)；能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是_(写结构简式)。【解析】(1)C9H6O2(2)取代反应2­氯甲苯(或邻氯甲苯)2、 应用巩固1.（2010天津卷）已知：RCHCHOR RCH2CHO + ROH （烃基烯基醚）烃基烯基醚A的相对分子质量（M r）为176，分子中碳氢原子数目比为34 。与A相关的反应如下：请回答下列问题： A的分子式为_。

23、B的名称是_；A的结构简式为_。 写出C D反应的化学方程式：_。 写出两种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：_、_。 属于芳香醛； 苯环上有两种不同环境的氢原子。由E转化为对甲基苯乙炔（）的一条路线如下： 写出G的结构简式：_。 写出 步反应所加试剂、反应条件和 步反应类型：序号所加试剂及反应条件反应类型2.（2010广东理综卷）固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。CO2与化合物反应生成化合物，与化合物反应生成化合物，如反应和所示（其他试剂、产物及反应条件均省略）。(1)化合物的分子式为_，1 mol该物质完全燃烧需消耗_mol O2 。(2)由通过消去反应制

24、备的化学方程式为_(注明反应条件)。(3)与过量C2H5OH在酸催化下发生酯化反应，生成的有机物的结构简式为_。(4)在一定条件下，化合物V能与CO2发生类似反应的反应，生成两种化合物（互为同分异构体），请写出其中任意一种化合物的结构简式：_。(5)与CO2类似，CO也能被固定和利用。在一定条件下，CO、和H2三者发生反应（苯环不参与反应），生成化合物和，其分子式均为C9H8O，且都能发生银镜反应下列关于和的说法正确的有_（双选，填字母）。A都属于芳香烃衍生物 B都能使溴的四氯化碳溶液褪色C都能与Na反应放出H2 D 1 mol或最多能与4 mol H2发生加成反应3(2011·江苏

25、高考)敌草胺是一种除草剂。它的合成路线如下： 回答下列问题：(1)在空气中久置， A 由无色转变为棕色，其原因是_。(2)C 分子中有 2 个含氧官能团，分别为_和_(填官能团名称)。(3)写出同时满足下列条件的 C 的一种同分异构体的结构简式：_。能与金属钠反应放出 H2；是萘()的衍生物，且取代基都在同一个苯环上；可发生水解反应，其中一种水解产物能发生银镜反应，另一种水解产物分子中有 5 种不同化学环境的氢。(4)若 C 不经提纯，产物敌草胺中将混有少量副产物 E(分子式为 C23H18O3)，E 是一种酯。E 的结构简式为_。(5)已知：RCH2COOH ，写出以苯酚和乙醇为原料制备 的

26、合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下： 4. 2012·江苏化学卷17化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体，其合成路线如下：(1)化合物A的含氧官能团为 和 (填官能团的名称)。(2)反应中属于取代反应的是 (填序号)。(3) 写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式 。I.分子含有两个苯环；II.分子有7个不同化学环境的氢；III.不能与FeCl3溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。(4)实现DE的转化中，加入化合物X能发生银镜反应，X的结构简式 。(5)已知：。化合物是合成抗癌药物美发伦的中间体，请写出以和为原料制备该化合物的合成路线流

27、程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：3、 能力提高1. 化合物A是合成天然橡胶的单体，分子式为C5H8。A的一系列反应如下(部分反应条件略去)： 回答下列问题： (1)A的结构简式为，化学名称是 ； (2)B的分子式为 ； (3)的反应方程式为 ； (4)和的反应类型分别是 ， ； (5)C为单溴代物，分子中有两个亚甲基，的化学方程式为 ： (6)A的同分异构体中不含聚集双烯(C=C=C)结构单元的链状烃还有 种，写出其中互为立体异构体的化合物的结构简式 。2.2012·福建理综化学卷31对二甲苯（英文名称p-xylene），缩写为PX）是化学工业的重要原料。（1）写出PX

28、的结构简式 。（2）PX可发生的反应有 、 （填反应类型）。（3）增塑剂（DEHP）存在如下图所示的转化关系，其中A是PA的一种同分异构体。B的苯环上存在2种不同化学环境的氢原子，则B的结构简式是 。D分子所含官能团是 （填名称）。C分子有一个碳原子连接乙基和正丁基，DEHP的结构简式是 。（4）F是B的一种同分异构体，具有如下特征：a是苯的邻位二取代物； b遇FeCl3溶液显示特征颜色；c能与碳酸氢钠溶液反应。写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式 。3.2012·浙江理综化学卷29（14分）化合物A（C12H16O3）经碱性水解、酸化后得到B和C（C8H8O2）。C的核磁共振氢

29、谱表明含有苯环，且苯环上有2种氢原子。B经过下列反应后得到G，G由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量为172，元素分析表明，含碳55.8 %，含氢7.0 %，核磁共振氢谱显示只有一个峰。已知：请回答下列问题：（1）写出G的分子式： 。（2）写出A的结构简式： 。（3）写出FG反应的化学方程式： ，该反应属于 （填反应类型）。 （4）写出满足下列条件的C的所有同分异构体： 。是苯的对位二取代化合物；能与FeCl3溶液发生显色反应；不考虑烯醇（）结构。（5）在G的粗产物中，经检测含有聚合物杂质。写出聚合物杂质可能的结构简式（仅要求写出1种）： 。 4. 2012·重庆理综化学卷28(1

30、6分) 衣康酸M是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料，可经下列反应路线得到（部分反应条件略）.（1）A发生加聚反应的官能团名称是 ，所得聚合物分子的结构型式是 （填“线型”或“体型”）。（2）BD的化学方程式为 。（3）M的同分异构体Q是饱和二元羧酸，则Q的结构简式为 （只写一种）（4）已知 ,经五步转成变成M的合成反应流程为： EG的化学反应类型为 ，GH的化学反应方程式为 JL的离子方程式为 已知： ，E经三步转变成M的合成反应流程为 （实例如题28图）；第二步反应试剂及条件限用水溶液、加热）5. 2012·山东理综化学卷33 合成P(一种抗氧剂)的路线如下：A(C4H10O)B(C4H8)C(C6H6O)催化剂(H3C)3CHO(H3C)3C(H3C)3CHO(H3C)3CCHOCHCl3、NaOH HAg(NH3)2OHDHE(C15H22O3)F浓硫酸P(C19H30O3)已知：+ R2C=CH2催化剂CCH3RR(R为烷基); A和F互为同分异构体，A分子中有三个甲基，F分于中只有一个甲基。(1) AB的反应类型为 。B经催化加氢生成G（C4H1