有机物的性质、推断、鉴别与合成

1、2011高三化学一轮复习学案-有机物的性质、推断、鉴别与合成（苏教版）【本讲教育信息】教学内容：有机物的性质、推断、鉴别与合成教学目标：掌握有机合成的关键：碳骨架构建和官能团的引入及转化；熟练应用有关反应类型的知识推测有机物的结构、性质，并能进行有机合成；掌握高分子化合物的结构、合成方法和单体的推断 了解有机合成的意义及应用.教学重点、难点：有机物结构与性质的推断、有机合成方法四. 教学过程：1. 各类烃的代表物的结构、特性烷烃烯烃炔烃苯及同系物代表物结构式HHCHHH /C-C/ HHHC 三 CH0碳碳键长 （X10T0m）1.541.331.201.40键角109 28，约 120180

2、120分子形状正四面体平面型直线型平面六边形主要化学性质光照下的卤代；裂 化；不使酸性 KMnO4溶液褪色跟 x2、h2、hx、 h2o的加成，易 被氧化;可加聚跟 x2、h2、hx 加成；易被氧化跟H2加口成；Fe 催化下的卤代； 硝化、碘化反应高分子化合物的合成反应：高分子的合成反应有两类，即加聚反应和缩聚反应，其比较见表类别加聚反应缩聚反应反应物特征含不饱和键（如C=C）含特征官能团（如一oh、一COOH等）产物特征高聚物与单体具有相同的组成高聚物和单体有不同的组成产物种类只产生高聚物高聚物和小分子反应种类单烯、双烯加聚酚醛、酯、肽键类2. 烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质

3、类别通式官能团代表物分子结主要化学性质构特点卤代 烃R-XXC2H5Br卤素原子直 接与烃基结 合.与Na0H溶液共热发 生取代反应.与Na0H醇溶液共热 发生消去反应醇R0H0HC2H50H羟基直接与 链烃基结合， 0H 及 C0均有极性.跟活泼金属反应产生H2.跟氢卤酸反应生成卤 代烃.脱水反应401c分子间脱水4成髓L加七分子内脱水生成烯.催化氧化为醛.与羧酸及无机含氧酸 反应生成酯酚0HOH0H直接与 苯环上的碳 相连.弱酸性.与浓溴水发生取代反 应.遇FeCl3呈紫色醛0 / RCH07 一C一 H0 / CHjG,Hi一(：一。有极性和不饱和 性.与H2加成为醇.被氧化剂氧化为酸(

4、如Ag (NH3) 2+、Cu (0H)、0.等) 22羧酸0 / R-C-0H0 Z C0HOCHa.C-OH受羧基影响，0H能电离 出H+.具有酸的通性.酯化反应酯01R-C0卬0Z -C-OR0c-OCiHj分子中RC0 一和一0R / 之间的C0 键易断裂发生水解反应生成羧酸 和醇说明一、有机物的推断突破口.根据物质的性质推断官能团，如：能使溴水变成褐色的物质含有“C-C”或“C三C”；能发生银镜反应的物质含有“一CHO”；能与钠发生置换反应的物质含有“fH”或“COOH”；能与碳 酸钠溶液作用的物质含有“一COOH”；能水解产生醇和羧酸的物质是酯等。.根据性质和有关数据推知官能团个数

5、。如一CHO2AgCu2O；CO32-2-0HH2； 2-80HCO2；80HCO CO2. 根据某些反应的产物推知官能团的位置。如：(1)由醇氧化得醛或羧酸，一OH 一定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化得酮，一OH接在 只有一个氢原子的碳原子上。（2）由消去反应产物可确定“一OH”或“一X”的位置。（3）由取代产物的种类可确定碳链结构。（4）由加氢后碳的骨架，可确定“C-C”或“C三C”的位置。二、有机物的鉴别鉴别有机物，必须熟悉有机物的性质（物理性质、化学性质），要抓住某些有机物的特征反应，选用 合适的试剂，一一鉴别它们。常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下：试剂 名称酸

6、性高锰 酸钾溶液溴;少量水 过量、 饱和银氨 溶液新制Cu(OH)2FeCl3 溶液碘水酸碱 指示剂被鉴别 物质种 类XC一 /人 C=c含/ 、 的物质；烷基苯一C一、 /八C-C含/ 的物质苯酚 溶液含醛基 化合物 及葡萄 糖、果 糖、麦 芽糖含醛基 化合物 及葡萄 糖、果 糖、麦芽 糖苯酚 溶液淀粉羧酸现象高锰酸钾 紫红色褪 色溴水褪色出现白 色沉淀出现银 镜出现红 色沉淀呈现紫色呈现 蓝色使石蕊或甲 基橙变红三、有机物的合成：1、合成有机高分子化合物的方法主要有两种：加聚和缩聚反应。加聚反应是含有不饱和C = C、C=O 或C三C的物质在一定条件下发生聚合反应生成的有机高分子化合物，此

7、时，不饱和有机物：“双键变单键， 组成不改变；两边伸出手，彼此连成链”发生加聚反应的有机物必含有不饱和键，结构中主键原子数必为 偶数；而缩聚反应则是由含有两个官能团的有机物通过缩合脱水所生成的有机高分子化合物，一般为含有 两个官能团的二元羧酸和二元醇，也可以是既有羟基又有羧基的羟基酸或氨基酸等含有两个官能团的有机 物。2、有机合成的常规方法I、官能团的引入引入羟基（-OH）： a.烯烃与水加成；b.醛（酮）与氢气加成；c.卤代烃碱性水解；d.酯的水解等。引入卤原子（-X）： a.烃与X2取代；b.不饱和烃与HX或X2加成；c.醇与HX取代等。引入双键：a.某些醇或卤代烃的消去引入C = C；

8、b.醇的氧化引入C = O等。II、官能团的消除：通过加成消除不饱和键。通过消去或氧化或酯化等消除羟基（一OH）。通过加成或氧化等消除醛基（一CHO）。III、官能团的衍变：根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间物向 产物递进。常见的有三种方式：利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇 醛 R 羧酸；消去 加成 通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OH -h2o CH2=CH2+ ci2 Cl-CH2水成_CH2ClHOCH2CH2OH;通过某种手段，改变官能团的位置。W、碳骨架的增减、闭环与开环：增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以

9、信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不 饱和化合物间的加成、聚合等。变短：如烃的裂化裂解，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化、羧酸盐脱羧反应等。3、有机合成题的解题思路解答有机合成题目的关键在于：选择出合理简单的合成路线；熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引进和消去等基础知 识。有机合成路线的推导，一般有两种方法：一是“直导法”；二是“反推法”。比较常用的是“反推法”， 该方法的思维途径是：（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）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过

10、一步反应而制得。如果 甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中 给定的原料为终点。（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。【典型例题】例1.某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共 振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。（1）A的结构简式为；（2）A中的碳原子是否都处于同一平面？ （填“是”或者“不是”）；（3）在下图中，DD2互为同分异构体，EE2互为同分异构体。Br2/CCl广瓦 Na0H H2O TOC o 1-

11、5 h z NaOH,1,2-加成C2H50H |0） Br2 /CCl4 -K Na0H H2O ，|E2I y反应的化学方程式为；C 的化学名称是；E2的结构简式是:、的反应类型依次是。解析：根据题给信息：A的相对分子质量为84,分子中所有H原子呈对称结构且存在双键，则A的_巴巴3结构为：H3C-C-C-CH3，由于双键属于Sp2杂化，与C = C双键直接相连的原子处于同一平面，故A中 碳原子全部共面。根据上述框图可知：A与Cl2发生加成反应后,在NaOH,C2H50HA作用下发生消去反应生成_CH3CH3H2c-cc-cH2，然后，c与8%在一定条件下发生1,2加成或1,4加成，产物在碱

12、的水溶液作用下发生 水解反应生成二元醇。CH3CH3答案（1）C-C83。（2）是。CH3CH3h3c-c-c-ch3.啰悭那（3）Cl Cl +2NaOH H2C c c CH2 +2NaCl+2H2O；_CCH32,3 一二甲基一1,3 一 丁二烯；HOHC-CC-CHOH ； 1,4加成反应、取代反应。例2.酚酞是常用的酸碱指示剂，其结构如下图，其生产过程是（1）在加热和催化剂作用下，用空气氧化邻二甲苯得邻苯二甲酸。（2）邻苯二甲酸加热到200时脱水得邻苯二甲酸酐。（3）邻苯二甲酸酎在ZnCl2存在时与苯酚缩合成酚欧。请写出以苯、氯气、邻二甲苯、水、空气为原料，在一定条件下制取酚酞的化学

13、方程式。对位上氢原子缩合一分子水而成。然后分别制取苯酚和邻苯二甲酸酎。由苯制取氯苯，氯苯水解 彳得苯酚；制邻苯二甲酸酎的反应虽在中学未学到，但可由题目所给予的信息提示而解。答案：例3.以COOHCOOHHiO为原料并以Br2等其他试剂制取写出有关反应的化学方程式，并注明反应条件（注，已知碳链末端的羟基能转化为羧基）。解析：1.原料要引入一COOH,从提示可知，只有碳链末端的一OH （伯醇）可氧化成一COOH,所以首先要引入一OH。Xc=cZXc=cZ2.引入一OH的方法：， 与H2O加成；转化成卤代烃，由卤代烃水解。OHrfftorrCHi在CH 中，由于碳碳双键不对称，与H2O加成得到的是

14、ch,（叔醇），叔醇中一oh不能 氧化成一COOH，所以应采用方法。若将先脱水成c. c再氧化的话，会使/和一OH同时氧化，所以必须先氧化后脱水。多官能团化合物中，在制备过程中要考虑到官能团之间互相影响，互相制约。本题中，在制备-COOH时，先将、以形式保护、掩蔽起来，待末端碳链上一OH氧化成一COOH后，再用脱水方法将演变过来。答案：+2电。例4.在醛、酮中，其它碳原子按与羰基相连的顺序，依次叫a , 0 , 丫碳原子，如： ch2-ch2-ch2-c - - o在稀碱或稀酸的作用下，2分子含有a 碳原子的醛能自身加成生成1分子0羟基醛，如：RzRCH2CHO -+ RCH2CHO 0” R

15、CH2CHCHCHO巴豆酸（CH3CH=CHCOOH）主要用于有机合成中制合成树脂或作增塑剂。现应用乙醇和其它无 机原料合成巴豆酸。请写出各步反应的化学方程式。（西安市模拟题）解析：用反推法思考：CH3CH2OH -CH3CHO CHaCHCHCHO CH3CCH2COOH 不 CH3CHCH2COOH 巴豆酸OHOOH本题合成涉及官能团的引入、消除、衍变及碳骨架增长等知识，综合性强，需要熟练掌握好各类有机 物性质、相互衍变关系以及官能团的引进和消去等知识。答案：【番 喉】 P2C1T5CH?OH +口t -2GHjCH0 + 2H3O =。一小【模拟试题】1、有机物CH20H (CHOH)

16、4cHOCH3cH2cH20HCH2=CHCH20HCH2=CHCOOCH3CH2 = CHCOOH中，既能发生加成反应和酯化反应，又能发生氧化反应的是：A.B.C.D.2、花青苷是引起花果呈现颜色的一种花色素，广泛存在于植物中。它的主要结构在不由H条件下有以 下存在形式：葡萄糖基)下列有关花青苷说法不正确的是：A.花青苷可作为一种酸碱指示剂I和II中均含有二个苯环I和II中除了葡萄糖基外，所有碳原子可能共平面I和II均能与FeCl3溶液发生显色反应3、从甜橙的芳香油中可分离得到如下结构的化合物：现在试剂：KMnO4酸性溶液；H2/Ni；Ag (NH/ 20H；新制Cu (OH) 2，能与该化

17、合物中 所有官能团都发生反应的试剂有：A. B. C. D.4、咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用,其结构简式如下所示：HOVCOOHho roocch=cL J-OHOH-关于咖啡鞣酸的下列叙述不正确的是：A.分子式为C16H18O9与苯环直接相连的原子都在同一平面上1 mol咖啡鞣酸水解时可消耗8 mol NaOHD.与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应5、氧氟沙星是常用抗菌药，其结构简式如图所示，下列对氧氟沙星叙述错误的是： 门”HC N O CH33A.能发生加成、取代反应B.能发生还原、酯化反应C. 分子内共有19个氢原子D. 分子内共平面的碳原子多于6个6、化合物C和E都是医用功能高

18、分子材料，且有相同的元素质量分数，均可由化合物A (C4H8O3)制 得，如下图所示。B和D互为同分异构体。BC。(2)反应类型：A_B；B_C ； A_E。(3) E的结构简式 ；A的同分异构体(同类别且有支链)的结构简式：。7、已知有机物分子的烯键可发生臭氧分解反应，例如：0RCH=CHCH20H znH2o RCH=O+O = CHCH20H有机物A的分子式是C20H26O6,它可在一定条件下发生缩聚反应合成一种感光性高分子B, B在微电 一如甩心加一?，感光材料+器笈0 (C/幻QH子工业上用作光刻胶。工)(2)写出化合物的结构简式：C： D： E： B： (3)写出反应类型：反应n

19、反应m（4）写出反应n的化学方程式（有机物要写结构简式）。8、克矽平是一种治疗矽肺病的药物，其合成路线如下（反应均在一定条件下进行）：Oi-C1 一N CH3 N CH2cH20H-FCH2-CH山一钾,CH= CH2LIIIw克矽平（1）化合物I的某些化学性质类似于苯。例如，化合物I可以一定条件下与氢气发生加成反应生成acH（不要求标出反应条件）H CH3，其反应方程式为（2）化合物I生成化合物n是原子利用率100%的反应，所需另一种反应物的分子式为。（3）下列关于化合物II和化合物III的化学性质，说法正确的是 （填字母）A.化合物II可以与CH3C00H发生酯化反应B.化合物II不可以与

20、金属钠生成氢气C.化合物III可以使溴的四氯化碳溶液褪色D.化合物III不可以使酸性高锰酸钾溶液褪色（4）化合物III生成化合物IV的反应方程式为（不要求标出反应 条件）（5）用氧化剂氧化化合物IV生成克矽平和水，则该氧化剂为。9、已知苯甲醛在一定条件下可以通过Perkin反应生成肉桂酸（产率45%50%）,另一个产物A也呈酸 性，反应方程式如下：C6H5cHO+（CH3CO） 2OC6H5cH=CHCOOH+A苯甲醛肉桂酸（1）Perkin 反应合成肉桂酸的反应式中,反应物的物质的量之比为 1:1,产物 A 的名称是其反应方程式为（2）一定条件下,肉桂酸与乙醇反应生成香料肉桂酸乙酯,（不要求

21、标出反应条件）。（3）取代苯甲醛也能发生Perkin反应，相应产物的产率如下:取代苯甲醛CICHOCH3Z/CHOH3cH3COCHOWC3hoCH3产率（）1523330取代苯甲醛CICHO ClZCHOClCrOCHO心。Cl产率（）71635282可见，取代基对Perkin反应的影响有（写出3条即可）：（4）溴苯（C6H5Br）与丙烯酸乙酯（CH2=CHCOOC2H5）在氯化钯催化下可直接合成肉桂酸乙酯， 该 反 应 属 于 Beck 反 应 , 是 芳 香 环 上 的 一 种 取 代 反 应 , 其 反 应 方 程式 为 （不要求标出反应条件）。（5） Beck反应中，为了促进反应的进

22、行，通常可加入一种显 （填字母）的物质。A.弱酸性 B.弱碱性 C.中性 D.强酸性10、以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。CH= CH CH = CHI- kl- ch2-ch=ch-Ch2 -HCl-HOCCHCH LohohJ 1H+CH尸CHCH。- CH-=CHCH_Br HBr/一定条件 HFI- HOCH.CH.CH.OH E（C,H.O.）23 22 2 1 2 2 J 4 4 4”G（缩聚物） 请完成下列各题：（1）写出反应类型：反应反应。（2）写出反应条件：反应反应。（3）反应的目的是：。（4）写出反应的化学方程式：。（写出一种（5） B被

23、氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是。（6）写出G的结构简式。11、下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。-13H16NaOH H2O O4EQraH04 C4H8OC浓 H2so4 170 C2H根据上图回答问题：（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的结构简式是。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。含有邻二取代苯环结构；与B有相同官能团；不与FeCl3溶液发生显色反应。写出其中任意一个同分异构体的结构简式。（5）G是重要的工业原料，用化学

24、方程式表示G的一种重要的工业用途。HOOC凡12、乙基香草醛（OH 2 5）是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。（1）写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称（2）乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化:QCO0H KMnO4/ H+ A (C9Hl0O3) -HB* I C (C9H9O2Br CrO3/ H2sO4B (C9H8O3)能发生银镜反应提示：RCH20H CrO3 /H2s04A RCHO；与苯环直接相连的碳原子上有氢时，此碳原子才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。(a)由A-C的反应属于 (填反应类型)。(b)写出A的结构简式。(3)乙基香草醛的另

25、一种同分异构体D ( CH30TL”C00cH3 )是一种医药中间体。请设计合理方案 用茴香醛(CH30-；CH0 )合成D (其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。例如：；，Br【试题答案】1、B 2、B 3、A 4、C 5、平2尸CHZCH2-CHgCOOH理一比一定条件下BY nCHCHCHj COQH北出一A-B消去反应，B-C加聚反应CMj-CHOQOHH3-CCOOHOH HaCHjC二QCHeOOOHH丸,A-E缩聚反应7、(1)A(2) h门*(CM)2耳聪 fl； L = COO (Cj)CWH口X=0H QO段 +1_,一2_白(CH04七 CHCH = GEQ(3)反应n：取代反应反应m：(4)反应n的化学方程式为：HO QCH2) 4o b C C0 (C是)4oh bnch = mQBr (CHa) 4OLCCO ( C%) HCH = CHl X.n、CH8、(1)