專題16：有機物的推斷和合成

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【專題目標】掌握各類有機物分子結(jié)構(gòu)的官能團的特點，理解其官能團的特征反應，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)推斷分析其結(jié)構(gòu)和類別。理解有機物分子中各基團間的相互影響。關(guān)注外界條件對有機反應的影響。掌握重要有機物間的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系。

【經(jīng)典題型】

題型1：根據(jù)反應物官能團的進行推導

【例1】為擴大現(xiàn)有資源的使用效率，在一些油品中加入降凝劑J，以降低其凝固點，擴大燃料油品的使用范圍。J是一種高分子聚合物，它的合成路線可以設(shè)計如下，其中A的氧化產(chǎn)物不發(fā)生銀鏡反應：

試寫出：

（l）反應類型；a            、b             、P            

（2）結(jié)構(gòu)簡式；F                      、H                       

（3）化學方程式：D→E                                 

E＋K→J                                           

【解析】根據(jù)產(chǎn)物J的結(jié)構(gòu)特點，采用逆推的方法得到K、H、G、F中含有碳碳雙鍵，所以F為1，4加成產(chǎn)物。

【規(guī)律總結(jié)】

（1）合成原則：原料價廉，原理正確，途徑簡便，便于操作，條件適宜，易于分離。

（2）思路：將原料與產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行對比，一比碳干的變化，二比官能團的差異。

    ①根據(jù)合成過程的反應類型，所帶官能團性質(zhì)及題干中所給的有關(guān)知識和信息，審題分析，理順基本途徑。    ②根據(jù)所給原料，反應規(guī)律，官能團引入、轉(zhuǎn)換等特點找出突破點。③綜合分析，尋找并設(shè)計最佳方案。

掌握正確的思維方法。

有時則要綜合運用順推或逆推的方法導出最佳的合成路線。

(3)方法指導：找解題的“突破口”的一般方法是：

a.找已知條件最多的地方，信息量最大的；b.尋找最特殊的――特殊物質(zhì)、特殊的反應條件、特殊顏色等等；c.特殊的分子式，這種分子式只能有一種結(jié)構(gòu)；d.如果不能直接推斷某物質(zhì)，可以假設(shè)幾種可能，認真小心去論證，看是否完全符合題意。

（4）應具備的基本知識：

    ①官能團的引入：

    引入鹵原子（烯、炔的加成，烷、苯及其同系物，醇的取代等）；引入雙鍵（醇、鹵代烴的消去，炔的不完全加成等）；引入羥基（烯加水，醛、酮加H₂，醛的氧化，酯水解，鹵代烴水解，糖分解為乙醇和CO₂等）；生成醛、酮（烯的催化氧化，醇的催化氧化等）

    ②碳鏈的改變：

增長碳鏈（酯化、炔、烯加HCN，聚合，肽鍵的生成等）；

減少碳鏈（酯水解、裂化、裂解、脫羧，烯催化氧化，肽鍵水解等）

    ③成環(huán)反應（不飽和烴小分子加成――三分子乙炔生成苯；酯化、分子間脫水，縮合、聚合等）

題型2：有機合成

【例2】在有機反應中,反應物相同而條件不同,可得到不同的主產(chǎn)物.下式中R代表烴基,副產(chǎn)物均已略去.

請寫出實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變的各步反應的化學方程式,特別注意要寫明反應條件.

(1)由CH₃CH₂CH₂CH₂Br分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)镃H₃CH₂CHBrCH₃

(2)由(CH₃)₂CHCH=CH₂分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?CH₃)₂CHCH₂CH₂OH

【解析】

（1）比較反應物和最終產(chǎn)物，官能團的位置發(fā)生了變化，充分利用題給信息，先消去，后加成。

（1）比較反應物和最終產(chǎn)物，官能團的位置發(fā)生了變化，充分利用題給信息，先加成，后水解。

題型3：根據(jù)題目提供信息，進行推斷。

【例3】請認真閱讀下列3個反應：

利用這些反應，按以下步驟可以從某烴A合成一種染料中間體DSD酸。

    請寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式。

A____________________B_________________C_______________D______________

【解析】采用逆推法，充分使用題給信息，推得A為甲苯，先硝化得到B,磺化得到C。由于氨基容易被氧化，所以C應該發(fā)生3反應，然后還原。

【規(guī)律總結(jié)】

【鞏固練習】

1、松油醇是一種調(diào)香香精，它是α、β、γ三種同分異構(gòu)體組成的混合物，可由松節(jié)油分餾產(chǎn)品A（下式中¹⁸O是為區(qū)分兩個羥基而人為加上的）經(jīng)下列反應制得：

試回答：

（1）α―松油醇的分子式                             

（2）α―松油醇所屬的有機物類別是                  （多選扣分）

     （a）醇               （b）酚             （c）飽和一元醇

（3）α―松油醇能發(fā)生的反應類型是                  （多選扣分）

     （a）加成             （b）水解           （c）氧化

（4）在許多香料中松油醇還有少量的以酯的形式出現(xiàn)，寫出RCOOH和α―松油醇反應的化學方程式                              。

（5）寫結(jié)簡式：β―松油醇           ，γ―松油醇         

2、化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內(nèi)糖代謝的中間體，可由馬鈴薯、玉米淀粉等發(fā)酵制得，A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一。A在某種催化劑的存在下進行氧化，其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應。在濃硫酸存在下，A可發(fā)生如下所示的反應。

試寫出：

⑴化合物的結(jié)構(gòu)簡式：A              ，B                   ，D                。

⑵化學方程式：A→E                                ，

A→F                                。

⑶反應類型：A→E              ，A→F              。

【隨堂作業(yè)】

1．工業(yè)上可用乙基蒽醌（A）制備H₂O₂，其工藝流程可簡單表示如下：

（1）A的分子式為______，B的分子式為_______。

（2）涉及氧化反應的反應式可寫成：_______________。涉及還原反應的反應式可寫成：____________。

（3）“綠色化學”是當今社會人們提出的一個新概念。在綠色化學中，一個重要的衡量指標是原子的利用率，其計算公式為：原子利用率=期望產(chǎn)品的摩爾質(zhì)量/化學方程式按計量所得產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量如，則制備

學工藝”中，理想狀態(tài)原子利用就為100％，試問該法生產(chǎn)H₂O₂可否稱為理想狀態(tài)的“綠色工藝”？簡述理由                          。

2、已知乙烯在催化劑作用下，可被氧化生成乙醛，試以為主要原料合成。寫出有關(guān)的化學方程式。

_______________________________________________。

3、寫出以為原料制備的各步反應方程式。（必要的無機試劑自選）_______________________________________________________。

4、提示：通常，溴代烴既可以水解生成醇，也可以消去溴化氫生成不飽和烴。如：

請觀察下列化合物A～H的轉(zhuǎn)換反應的關(guān)系圖（圖中副產(chǎn)物均未寫出），并填寫空白：

    （1）寫出圖中化合物C、G、H的結(jié)構(gòu)簡式：C________、G________、H_______。

（2）屬于取代反應的有（填數(shù)字代號，錯答要倒扣分）________。

5、通常情況下,多個羥基連在同一個碳原子上的分子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的,容易自動失水,生成碳氧雙鍵的結(jié)構(gòu):
               
    下面是9個化合物的轉(zhuǎn)變關(guān)系:
   
    (1)化合物①是___________,它跟氯氣發(fā)生反應的條件A是_________
    (2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨, ⑨的結(jié)構(gòu)簡式是:_______名稱是______________________
    (3)化合物⑨是重要的定香劑,香料工業(yè)上常用化合物⑧和②直接合成它。此反應的化學方程式是___________________________________________。

6、由乙烯和其它無機原料合成環(huán)狀化合物E，其合成過程如下：

⑴寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式A          ,B         , C         ,D           。

⑵寫出A和E的水解反應的化學方程式：

A水解:                                             ；

E水解:                                             。

7、下圖中①-⑧都是含有苯環(huán)的化合物.在化合物③中,由于氯原子在硝基的鄰位上,因而反應性增強,容易和反應試劑中跟氧原子相連的氫原子相結(jié)合,從而消去HCl.請寫出圖中由化合物③變成化合物④、由化合物③變成化合物⑥、由化合物⑧變成化合物⑦的化學方程式(不必注明反應條件,但是要配平).

③→④                                ③→⑥                     

⑧→⑦                               

8、某高校曾以下列路線合成藥物心舒寧（又名冠心寧），它是一種有機酸鹽。

       
（1）心舒寧的分子式為           。  （2）中間體（I）的結(jié)構(gòu)簡式是              。
    （3）反應①～⑤中屬于加成反應的是           （填反應代號）。
    （4）如果將⑤、⑥兩步顛倒，則最后得到的是（寫結(jié)構(gòu)簡式）              。

9、在金屬鋰和碘化亞銅存在的條件下，鹵代烴間發(fā)生反應生成一種新的烴，如：

把下列各步變化中的有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式填入方框中：