2017高考化学一轮复习 有机化学基础 第5节 有机合成与推断学案（选修5）

1、有机合成与推断明考纲1了解烃(烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃)及其衍生物(卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯)的组成、结构特点和性质。2认识不同类化合物间的转化关系，能设计合成路线合成简单有机化合物。3了解合成高分子的组成和结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。4了解加成反应、取代反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应的特点。5了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。析考情本部分知识常以新的合成材料、合成新药物、新颖的实用有机物为入手点，涉及有机物结构简式、名称、官能团、反应条件、同分异构体、有机反应类型、

2、有机方程式的书写，该类题多采用文字叙述、框图或合成流程图形式，突出考查学生的观察能力、自学能力、逻辑思维能力及信息迁移能力，是历年高考中的热点。考点有机合成中的综合分析1有机合成的分析方法和原则(1)有机合成的分析方法正向合成分析法的过程基础原料中间体目标化合物。逆向合成分析法的过程目标化合物中间体基础原料。(2)有机合成遵循的原则起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。应尽量选择步骤最少的合成路线。合成路线要符合“绿色、环保”的要求。有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。2合成路线的选择(1)一元转化关系以乙烯为例，完成上

3、述转化标号反应的化学方程式：CH2CH2HClCH3CH2Cl，CH3CH2ClNaOHCH3CH2OHNaCl，2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，CH3CH2OHCH3COOHCH3COOC2H5H2O。(2)二元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式： 3有机合成中碳骨架的构建(1)碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。与HCN的加成反应 (2)碳链的减短(3)常见碳链成环的方法4有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入 (2)官能团的消除如CH2=CH2在催化剂作用下与H2发生加成反应。通过消去或氧化反应可消除OH。如CH3

4、CH2OH消去生成CH2=CH2，CH3CH2OH氧化生成CH3CHO。通过加成或氧化反应可消除CHO。如CH3CHO氧化生成CH3COOH，CH3CHO加H2还原生成CH3CH2OH。通过消去反应或水解反应可消除卤素原子。如CH3CH2Cl消去反应生成CH2=CH2，CH3CH2Cl水解反应生成CH3CH2OH。(4)官能团位置的改变如CH3CH2CH2ClCH3CH=CH2CH3CHClCH3；CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。(5)有机合成中常见官能团的保护酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把

5、OH变为ONa(或OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为OH。碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。氨基(NH2)的保护：如在利用对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH之后，再把NO2还原为NH2，防止当KMnO4氧化CH3时，NH2(具有还原性)也被氧化。12014大纲全国卷“心得安”是治疗心脏病的药物，下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略)：回答下列问题：(1)试剂a是_，试剂b的结构简式为_，b中官能团的名称是_。(2)的反应类型是_。(3)心得安

6、的分子式为_。(4)试剂b可由丙烷经三步反应合成：C3H8XY试剂b反应1的试剂与条件为_，反应2的化学方程式为_，反应3的反应类型是_。(5)芳香化合物D是1萘酚的同分异构体，其分子中有两个官能团，能发生银镜反应，D能被KMnO4酸性溶液氧化成E(C2H4O2)和芳香化合物F(C8H6O4)，E和F与碳酸氢钠溶液反应均能放出CO2气体，F芳环上的一硝化产物只有一种。D的结构简式为_；由F生成一硝化产物的化学方程式为_，该产物的名称是_。答案(1)NaOH(或Na2CO3)ClCH2CH=CH2氯原子、碳碳双键(2)氧化反应(3)C16H21O2N(4)Cl2/光照解析22015福建高考“司乐

7、平”是治疗高血压的一种临床药物，其有效成分M的结构简式如图所示。(1)下列关于M的说法正确的是_(填序号)。a属于芳香族化合物b遇FeCl3溶液显紫色c能使酸性高锰酸钾溶液褪色d1 mol M完全水解生成2 mol 醇(2)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：烃A的名称为_。步骤中B的产率往往偏低，其原因是_ _。步骤反应的化学方程式为_ _。步骤的反应类型是_ _。肉桂酸的结构简式为_。C的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有_种。答案(1)ac(2)甲苯反应中有一氯取代物和三氯取代物生成解析 考点有机综合推断题的突破策略1有机推断方法(1)正向推断法其基本思路是：原

8、料中间产物目标产物。例如用乙醇和其他无机原料合成巴豆酸 (2)逆向推断法其基本思路是：目标产物中间产物原料。2有机推断六大“题眼”(1)由反应类型推断能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、多糖或蛋白质。能发生连续氧化的有机物是含有“CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下氧化反应：ABC，则A应是具有“CH2OH”的醇，B就是醛，C就是羧酸。(2)由反应条件推断“”这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件，如a.烷烃的取代；b.芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中烷基的取代。“”或“”是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条件。“”是a.卤代烃水

9、解生成醇；b.酯类水解反应的条件。“”是a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应条件。“”“”为醇氧化的条件。“”或“”为苯及其同系物苯环上的氢被卤素原子取代的反应条件。“溴水”或“Br2的CCl4溶液”是不饱和烃加成反应的条件。“”“”是醛氧化的条件。(3)由反应数据推断根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破；1 mol加成时需1 mol H2,1 mol 完全加成时需2 mol H2,1 mol CHO加成时需1 mol H2，而1 mol苯环加成时需3 mol H2。1 mol CHO完全反应时生成2 mol Ag或1 mol Cu2O,1 mol HCH

10、O完全反应时生成4 mol Ag或2 mol Cu2O。2 mol OH或2 mol COOH与活泼金属反应放出1 mol H2。1 mol COOH(足量)与碳酸氢钠溶液反应放出1 mol CO2,2 mol COOH(足量)与碳酸钠溶液反应放出1 mol CO2。1 mol一元醇与足量乙酸反应生成1 mol酯时，其相对分子质量将增加42,1 mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加84。1 mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时，若A与B的相对分子质量相差42，则生成1 mol乙酸，若A与B的相对分子质量相差84，则生成2 mol乙酸。由CHO转变为COOH，相对分子质量增

11、加16；若增加32，则含2个CHO。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。(4)由物质结构推断具有4原子共线的可能含碳碳三键。具有3原子共面的可能含甲基。具有6原子共面的可能含碳碳双键。具有12原子共面的应含有苯环。(5)由物理性质推断在通常状况下为气态的烃，其碳原子数均小于或等于4，而烃的衍生物中只有甲醛、一氯甲烷在通常状况下是气态。(6)一些特殊的转化关系直线型转化a与O2反应：醇醛羧酸，乙烯乙醛乙酸；b与H2反应：炔烃烯烃烷烃。三角型转化3依据新信息进行有机结构推断(1)苯环侧链引进羧基 (2)溴乙烷跟氰化钠溶液反应再水解可以得到

12、丙酸如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH；卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。(3)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮。 (4)双烯合成 (5)羟醛缩合有H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用，生成羟基醛，称为羟醛缩合反应。12015皖南八校联考山梨酸是一种常用的食品防腐剂，以下是山梨酸的一种工业合成途径：已知：(1)A是衡量一个国家石油化工水平的重要标准，C的分子式为C2H4O；回答下列问题：(1)E的结构简式为_，含有官能团的名称为_。(2)G和H在一定条件下合成I的化学方程式为_，反应类型为_。(3

13、)写出满足下列条件的山梨酸的所有同分异构体_。分子中有五元碳环核磁共振氢谱有四个峰分子中有结构(4)下列说法正确的是_。AI可以发生加成、取代、氧化、消去反应BI可以和新制的氢氧化铜反应C1 mol I完全燃烧可以消耗7 mol O2DJ和等物质的量的H2加成有两种产物答案(1)BrCH2COOH溴原子、羧基解析本题考查了有机合成和推断知识，意在考查考生的综合分析能力。由“A是衡量一个国家石油化工水平的重要标准”，推出A为CH2=CH2，乙烯与水反应生成B，B为CH3CH2OH，B被氧化成C(CH3CHO)，C被氧化成D(CH3COOH)；由G的结构简式和已知可以推出E为BrCH2COOH，F

14、为CH2(CN)COOH；再由I和G的结构简式和(2)可推出H为两个CH3CHO结合的产物，即H为CH3CH=CHCHO。(1)E的结构简式为BrCH2COOH，含有溴原子和羧基两种官能团。(2)G和H发生加成反应生成I。(3)符合条件的同分异构体有两种，分别为、。2有机物A是重要的化工合成原料，在医药、染料和香料等行业有着广泛的应用。由A制得某药物H的转化关系如图所示(AG、GH的反应条件和部分反应物已略去)。请回答下列问题：(1)已知有机物A的相对分子质量为106，且A中所含碳、氢、氧三种元素的质量之比为4238，则A的结构简式为_，检验A中含氧官能团的方法是_。(2)下列关于药物H的说法

15、正确的是_(填序号)。AH的分子式为C10H15NOB该物质的核磁共振氢谱图中有9个峰CH属于芳香烃DH能发生加成反应、消去反应、氧化反应(3)写出DB的化学方程式：_。(4)反应中属于取代反应的是_(填序号)。(5)B和C反应生成F的化学方程式为_。(6)写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式：_。既能发生消去反应，又能发生酯化反应苯环上的一氯取代物只有两种，分子结构中没有甲基能发生银镜反应答案解析(1)A中所含的碳、氢、氧原子个数之比为N(C)N(H)N(O)3761，结合其相对分子质量为106，则其分子式为C7H6O，故A为苯甲醛，其结构简式为(2)根据H的结构简式可判断A项正确；H

16、中含有9种不同化学环境的氢原子，B项正确；H分子中含有氧、氮原子，不属于烃，C项错误；H中含有苯环，可发生加成反应，含有羟基且与羟基直接相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可发生消去反应，含有的羟基可被氧化，可发生氧化反应，D项正确。 (6)根据题中限定条件可知符合条件的G的同分异构体应含有一个羟基且与该羟基直接相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，含有醛基，具有较高的对称性。特色专题的归纳整合：重要的有机反应类型 有机化学反应一直是教学的重点也是高考的热点，对化学反应进行科学的分类是学习化学首先要解决的问题。在高考中考查方式有：对陌生的有机反应类型的判断；根据各类有机反应的机理书写有机反应方程式。

17、专题归纳1常见有机化学的反应类型(1)取代反应等价替换(有进有出)定义有机物分子中的某些原子或原子团，被其他的原子或原子团所代替的反应。类型烃的卤代、烃的硝化(磺化)、醇分子间脱水、醇与HX反应、酚的卤代、酯化、水解(卤代烃、酯、二糖、多糖、蛋白质)。条件aX2单质烃的卤代、苯的同系物侧链卤代：光照；苯的同系物苯环卤代：常温、铁屑。b浓溴水酚的苯环卤代(OH的邻、对位)。c浓硫酸、加热酯化、分子间脱水。d水解氢氧化钠水溶液共热，或稀硫酸共热，或酶。e碱石灰、加热羧酸盐(脱羧反应)：CH3COONaNaOHCH4Na2CO3； (2)加成反应开键加合(只进不出)定义有机分子里不饱和的碳原子跟其他

18、原子或原子团直接结合生成别的物质。类型烯、炔、二烯烃等不饱和烃的加成，苯和苯的同系物的加成，醛、酮的加成，油酸的氢化，油脂的硬化。对象加H2O、X2、H2、HX、HCN等。注意a卤素可用水溶液，也可用溴的CCl4溶液或者单质气体。b与H2加成一般用Ni作催化剂，对碳氧双键的加成中学阶段只限醛、酮，而不考虑羧基、酯基。c氢化反应的产物中碳的“架”或“环”不变，因此可根据氢化产物回推原来有机物的碳架或碳环。d与卤素、卤化氢的加成为分子中羟基的引入提供先决条件。(3)消去反应脱水/卤化氢定义有机物在适当的条件下，从一个分子脱去一个小分子而生成不饱和键的反应。类型某些醇、卤代烃的消去。条件a消去的条件

19、：邻碳有氢。b卤代烃的消去条件是与氢氧化钠的醇溶液共热。c乙醇的消去条件是浓H2SO4、170 。(4)氧化反应脱氢/加氧定义氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。类型醇去氢、醛基加氧(醛、甲酸、甲酸酯)、不饱和烃、苯的同系物氧化。条件a去氢氧化的条件：“本碳有氢”。b催化氧化：Cu或Ag加热；银氨溶液：水浴加热；新制Cu(OH)2：加热至沸腾；常温、酸性高锰酸钾溶液。c溴水能氧化醛基褪色；酸性高锰酸钾溶液氧化乙醇褪色。 (5)还原反应加氢/去氧定义有机物“得氢”或“去氧”的反应。类型醛、酮、葡萄糖、不饱和油脂、不饱和烃、带有苯环的有机物。条件催化剂、加温、加压。 (6)加聚反应开

20、键加合定义不饱和的单体聚合成高分子的反应。特点a单体中含有不饱和键。b产物只有高分子。c链节组成与单体相符。 (7)缩聚反应缩合成链定义单体间通过缩合生成高分子化合物，同时还生成小分子(如水、氨等)。特点有小分子生成，所以高分子化合物的组成与单体不同。类型苯酚与甲醛；葡萄糖；氨基酸；乙二醇与乙二酸等。 (8)酯化反应脱水定义醇跟酸起作用生成酯和水的反应，其本质是脱水(酸脱OH，醇脱H)。类型羧酸和醇、无机含氧酸和醇、糖与酸等。 (9)水解反应加水特点有水参加反应，有机物分解成较小的分子，常为可逆反应。类型卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖(淀粉、纤维素)、蛋白质等。代表 (10)显色反应酚FeCl3

21、紫色，FeCl3溶液作试剂可鉴别苯酚、NaHCO3、KSCN、KOH、KI淀粉、H2S等溶液。(11)颜色反应蛋白质浓HNO3黄色。典例2015贵州七校联考下列说法正确的是()A乙烯使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色均属于加成反应B用乙醇与浓硫酸加热至170 制乙烯的反应属于取代反应C用重铬酸钾溶液检验司机是否酒驾所发生的反应属于乙醇的氧化反应D用“地沟油”生产生物柴油只发生酯化反应答案C解析本题主要考查了有机反应类型，意在考查考生对有机反应类型的掌握程度。乙烯使溴水褪色是乙烯与溴发生了加成反应，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是由于乙烯具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者发生了氧化还原反应，A项错误；用

22、乙醇与浓硫酸加热至170 制乙烯的反应属于消去反应，B项错误；重铬酸钾具有氧化性，颜色为橙色，乙醇具有还原性，可以把K2Cr2O7还原为Cr3(绿色)，乙醇发生了氧化反应，C项正确；地沟油是油脂、脂肪酸等的混合物，用“地沟油”生产生物柴油的过程中发生了酯化反应和酯交换反应，D项错误。考题集训12015湖北八市联考下列各组中的反应，不属于同一反应类型的是()A甲烷和氯气光照制四氯化碳乙酸和乙醇制乙酸乙酯B实验室由乙醇制乙烯乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色C溴丙烷水解制丙醇淀粉制葡萄糖D苯乙烯生成乙基环己烷乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色答案B解析甲烷和氯气在光照条件下的反应为取代反应，乙酸和乙醇制乙酸乙酯是

23、酯化反应，酯化反应也属于取代反应，A项中两个反应的反应类型相同；乙醇制乙烯为消去反应，乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色为氧化反应，B项中两个反应的反应类型不同；C项中两个反应均为水解反应；D项中两个反应均为加成反应。22016泰安模拟下列有关有机物及有机反应类型的说法不正确的是()A能发生加成反应的烃必含有碳碳双键B乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，二者反应原理不同C乙醇转变成乙醛和葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应属于同一种有机反应类型D酶和纤维素都能发生水解反应答案A解析苯属于烃，能发生加成反应，但苯中不含碳碳双键，苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，含有碳碳三键的炔

24、烃也能加成，A项错误。1.2015山东高考菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下： (1)A的结构简式为_，A中所含官能团的名称是_。(2)由A生成B的反应类型是_，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为_。(3)写出D和E反应生成F的化学方程式_。(4)结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1丁醇，设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例：CH3CH2ClCH3CH2OHCH3COOCH2CH3答案 解析完成下列填空：(1)比A多一个碳原子，且一溴代物只有3种的A的同系物的名称是_。(2)写出反应试剂和反应条件。反应_。反应_。(3)设计反

25、应的目的是_ _。(4)B的结构简式为_；C的名称是_。(5)写出一种满足下列条件的D的同分异构体的结构简式：_。芳香族化合物能发生水解反应有3种不同化学环境的氢原子1 mol该物质与NaOH溶液共热最多消耗_mol NaOH。(6)普鲁卡因的三条合成路线中，第一条合成路线与第二条、第三条相比不太理想，理由是_ _。答案(1)邻二甲苯(2)浓硝酸、浓硫酸，加热酸性高锰酸钾溶液，加热(3)保护氨基，使之在后续的氧化反应中不被氧化 (6)合成路线较长，导致总产率较低(合理即可)解析本题考查有机合成与有机物间的转化关系。难度中等。(1)比A多一个碳原子的同系物的同分异构体有4种，分别为邻二甲苯、间二

26、甲苯和对二甲苯以及乙苯，相应的一溴代物种数分别为3、4、2、5。(2)反应为甲苯和浓硝酸、浓硫酸在水浴加热的条件下发生硝化反应得到对硝基甲苯；反应是对硝基甲苯中的CH3被酸性高锰酸钾溶液氧化为COOH而得到对硝基苯甲酸。(3)结合最终产物的结构简式(含有氨基)可知，反应的目的是保护氨基，防止其在后面氧化甲基时被氧化。 32014浙江高考某兴趣小组以苯和乙烯为主要原料，采用以下路线合成药物普鲁卡因：请回答下列问题：(1)对于普鲁卡因，下列说法正确的是_。A可与浓盐酸形成盐 B不与氢气发生加成反应C可发生水解反应 D能形成内盐(2)写出化合物B的结构简式_。(3)写出BC反应所需的试剂_。(4)写出CDE的化学反应方程式_ _。(5)写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式_。分子中含有羧基1HNMR谱显示分子中含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢原子(6)通常采用乙烯为原料制得环氧乙烷后与X反应合成D，请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备X的合成路线(无机试剂任选)