新高考化学一轮复习有机合成与推断课件（76张）

素养提能三有机合成与推断必备知识1.根据反应条件推断反应物或生成物(1)“光照”为烷烃的卤代反应。(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。(4)“HNO3(H2SO4)”为苯环上的硝化反应。(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。(6)“浓H2SO4、170℃”是乙醇消去反应的条件。题型一有机推断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(连接苯环的碳上含有氢原子)。(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)由取代产物的种类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类或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速解题。(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.根据关键数据推断官能团的数目5.根据新信息类推高考常见的新信息反应总结典例导航[典例1](2019·北京卷)抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下。(1)有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2;B加氢可得环己醇。A和B反应生成C的化学方程式是

,反应类型是

。

(2)D中含有的官能团:

。

(3)E的结构简式为

。(4)F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J。J经还原可转化为G。J的结构简式为

。(5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是

。

①包含2个六元环②M可水解,与NaOH溶液共热时,1molM最多消耗2molNaOH

(6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH4和H2O的作用是

。(7)由K合成托瑞米芬的过程:托瑞米芬C26H28NOCl托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是

。

考查情境:1958年,Albert提出前体药物的概念,目前已经在神经系统药物、抗肿瘤系统药物和抗病毒药物发挥着很大作用。本题便以抗癌药托瑞米芬的前体合成路线为素材进行考查和设问,着力引导考生关注技术和科学的发展,体会化学对人类文明、发展、健康所做的贡献。题目合成路线中每步转化条件明确,利于培养学生从不同视角认识有机化学反应的多样性,形成化学变化是有条件的观念。设问偏重从性质表现入手进行推导、判断。必备知识:常见有机化合物的结构、官能团、性质,化学方程式书写,反应类型,正确书写有机化合物的同分异构体。关键能力:理解与辨析、分析与推测、归纳与论证,考查理解、接受、整合、应用新信息并用于解决问题的能力。(6)由合成路线可知,E和G先在LiAlH4作用下还原,再水解,最后得到K。(2)羰基、羟基(6)还原(加成)考向专练考向一依据特征结构、性质及现象推断1.(2018·北京卷)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。如图是8-羟基喹啉的合成路线。解析:(1)由题给合成路线可知,B生成C为加成反应,则B分子中含有不饱和键,因此A中含有不饱和键,由A的分子式可知,A的不饱和度为1,即A为丙烯,属于烯烃。(1)按官能团分类,A的类别是

。

(2)A→B的化学方程式是

。

答案:(1)烯烃(3)C可能的结构简式是

。

(4)C→D所需的试剂a是

。

(4)根据C和D的分子式可推知,在该反应过程中Cl被羟基取代,因此试剂a为氢氧化钠的水溶液。答案:(3)HOCH2CHClCH2Cl、ClCH2CH(OH)CH2Cl(4)NaOH,H2O(5)D→E的化学方程式是

。

(6)F→G的反应类型是

。

(7)将下列K→L的流程图补充完整:解析:(6)由上述分析可知,F生成G的反应为取代反应。答案:(6)取代反应(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了

(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为

。

答案:(8)氧化3∶1考向二依据有机物之间的转化关系推断2.(2021·广东新高考适应性考试)β-内酰胺类药物是一类用途广泛的抗生素药物,其中一种药物Ⅶ的合成路线及其开环反应如下(一些反应条件未标出):解析:(1)Ⅰ→Ⅱ为Cl2中氯原子取代CH3COOH中—CH3上的氢原子,为取代反应,Ⅱ的名称为氯乙酸,其含氧官能团的名称为羧基。答案:(1)取代反应氯乙酸羧基(2)Ⅲ与NaOH溶液反应的化学方程式为

。

(3)Ⅲ的同分异构体中含有苯环结构的有

种(不计Ⅲ),其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为

。

(4)已知Ⅴ和Ⅵ合成Ⅶ的原子利用率为100%,则Ⅴ的结构简式为

。(5)等物质的量的CH3OH和Ⅶ开环反应的产物Ⅷ(含酯基)的结构简式为

。考向三利用题给新信息推断3.(2021·重庆新高考适应性考试)化合物N是一种具有玫瑰香味的香料,可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备N的两种合成路线如下:回答下列问题:(1)H的化学名称为

,A→B所需的试剂是

。(2)D→E反应类型是

,J含有的官能团名称是

。

解析:(1)H为苯甲醛,A→B发生的是苯环上的溴代反应,因此所需试剂为液溴、Fe(或FeBr3)。答案:(1)苯甲醛液溴、Fe(或FeBr3)(2)取代反应碳碳双键、羧基(3)G、M的结构简式分别为

、

。

(4)I与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的方程式为

。(5)写出满足下列条件的K的同分异构体结构简式

(写出两种即可)。

①属于芳香族化合物②能发生银镜反应③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶1∶2∶6解析:(6)可以利用信息ⅰ的反应引入羟基并实现碳链增长,则合成路线为答案:必备知识1.有机合成题的解题思路题型二有机合成及路线设计2.有机合成中碳骨架的构建(1)碳链增长的反应①加聚反应;②缩聚反应;③酯化反应;④利用题目信息所给反应,如:醛、酮中的羰基与HCN加成。(2)碳链减短的反应①烷烃的裂化反应;②酯类、蛋白质等的水解反应;③利用题目信息所给反应,如:烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应……3.有机合成中官能团的常见转化关系典例导航[典例2](2019·全国Ⅲ卷)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:回答下列问题:(1)A的化学名称为

。

(2)中的官能团名称是

。

(3)反应③的类型为

,W的分子式为

。

(4)不同条件对反应④产率的影响见下表:实验碱溶剂催化剂产率/%1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3DMFPd(OAc)210.53Et3NDMFPd(OAc)212.44六氢吡啶DMFPd(OAc)231.25六氢吡啶DMAPd(OAc)238.66六氢吡啶NMPPd(OAc)224.5上述实验探究了

和

对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究

等对反应产率的影响。

(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式

。①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1mol的X与足量金属Na反应可生成2gH2。(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备,写出合成路线

。(无机试剂任选)

考查情境:以合成具有抗病毒等作用的药物——氧化白藜芦醇为素材,利用了曾获2010年诺贝尔化学奖的Heck反应——Pb催化的C—C键偶联反应。以合成新材料、新物质的方式呈现有机试题,可以使学生体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。第(4)问给出不同条件对Heck反应产率的影响,要求考生指出探究的影响因素,预测还可以进一步探究的影响因素,在有机综合试题中考查化学反应原理的内容,打通了无机物和有机物之间的壁垒,令人耳目一新,同时对于新一轮课改区的单科命题提供了颇有裨益的借鉴。必备知识:有机物命名、官能团名称、分子式、反应类型、反应条件、限定条件下同分异构体的书写、合成路线的设计。关键能力:本题较全面地考查学生理解与辨析、分析与推测、归纳与论证、探究与创新等能力。解析:(1)A物质所含官能团是两个酚羟基,且是间位的取代基,故可命名为间苯二酚。(3)D物质到E物质是氢原子取代了甲基,所以属于取代反应,W物质中可以轻松数出共有14个碳原子,4个氧原子,氢原子的个数可以通过不饱和度来推断,14个碳原子的烷烃应该有30个氢原子,现在该分子有9个不饱和度,其中一个苯环4个,一个双键1个,一个不饱和度少2个氢原子,因此有12个氢原子。(4)可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验,发现:实验1、2、3探究了不同碱对反应的影响,实验4、5、6探究了不同溶剂对反应的影响;还可以探究不同催化剂或温度对实验的影响。(6)由题意中的Heck反应可知,需要一个反应物中含双键,一个反应物中含I;从苯出发可以经过溴乙烷和溴化铁的反应制得乙苯,乙苯在乙基上通过烷烃的取代反应生成氯乙苯,氯乙苯在氢氧化钠醇溶液下发生卤代烃的消去,从而生成双键,得到苯乙烯;可以仿照反应①通过相同条件用碘原子取代苯环上的氢原子。解题策略有机合成路线设计2.有机合成方法多以逆推为主,其思维途径是(1)首先确定要合成的有机物属于何种类型,以及题中所给的条件与所要合成的有机物之间的关系。(2)以题中要求最终物质为起点,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,过程中需要利用给定(或隐藏)信息,一直推导到题目给定的原料为终点。(3)在合成某产物时,可能会产生多种不同方法和途径,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。注意:典例中2019高考全国卷合成路线标准答案中先用了傅—克烷基化反应,最后利用Heck反应将碘苯与苯乙烯催化合成目标产物。高中教材并没有介绍傅—克烷基化反应,流程中反应②又不能直接使用,未给信息而答案采用了傅—克烷基化反应是命题瑕疵还是高考改革的一个信号?可能逐渐开放合成路线会成为新课标背景下培养学生科学探究与创新精神的必由之路。考向专练考向一以熟悉官能团的转化为主型是一种抗抑郁药物,以芳香烃A为原料的合成路线如下:请回答以下问题:(1)D的化学名称为

,D→E的反应类型为

。

答案:(1)苯乙酸乙酯取代反应(2)G的官能团名称为

。

(3)B的结构简式为

。

(4)F→G的化学方程式为

。

(5)X是D的同系物,X分子比D分子少一个碳原子,且能发生银镜反应,则满足此条件的X共有

种(不含立体异构);其中核磁共振氢谱显示为5组峰,其峰面积比为3∶2∶2∶2∶1,写出符合该要求的X的一种同分异构体的结构简式:

。(6)参照Prolitane的合成路线,设计一条由苯和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯的合成路线(其他无机试剂和溶剂任选)

。

考向二以分子骨架变化为主型2.实验室以有机物E为原料,制备聚酯纤维M和药物中间体N的一种合成路线如下:请回答下列问题:(1)A的化学名称为

。

(2)B→C,G→H的反应类型分别为

、

。

答案:(1)2-丙醇(2)加成反应消去反应(3)关于E的说法正确的是

(填字母)。

A.分子中含有碳碳双键B.所有原子均在同一平面上C.邻二氯代物有两种结构D.能使酸性KMnO4溶液褪色答案:(3)B(5)J的结构简式为

。解析:(5)I与C2H5OH在浓H2SO4、加热条件下反应生成J可知,J的结构简式为CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3。答案:(5)CH3CH2OOC(CH2)4COOCH