李宏华
“有机框图+ 有机物的合成”是有机合成与推断大题的标准题型,在全国卷以选考题的形式出现,还有一些地方卷将其列入必考题。此大题考查的内容包含有机化学的主干内容,综合性强、难度较大,有很好的区分度。本期,笔者将对有机合成与推断大题中的有机合成、有机推断、有机合成路线的设计这三部分内容进行讲解。
(1)有机合成题的解题关键。
① 要正确判断合成的有机物属于何种有机物,含有什么官能团、官能团的性质有哪些及官能团的位置等。
② 根据现有原料信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标有机物分解成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片段(小分子化合物)拼接,迅速找出合成目标有机物的关键点和突破点。
③ 将正向思维和逆向思维相结合,解决题设问题。
(2)官能团消除“四方法”。
① 通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。
② 通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。
③ 通过加成或氧化反应消除醛基。
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团改变“三路径”。
① 通過官能团之间的衍变关系改变官能团。
② 通过某些化学途径使一个官能团变成两个。
③ 通过某些手段改变官能团的位置。
二、有机推断
1. 有机推断题的解题思路
2. 有机推断题的破题技巧
(1)根据反应条件推断某一反应的反应物或生成物,如反应条件为“NaOH 的醇溶液,加热”,则反应物必是含卤素原子的有机物,生成物中肯定含不饱和键。
(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、醛基或为苯的同系物。
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 悬浊液并加热,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 由取代产物的种数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数或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
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)根据数据推断官能团的个数。
① 加成时,1 mol — C C—消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成),1 mol —CHO 消耗1 mol H2,1 mol苯环消耗3 mol H2。
② 1 mol R—CHO(R为烃基)与银氨溶液、新制Cu(OH)2完全反应时分别生成2 mol Ag 或1 mol Cu2O。
③ 一元醇与乙酸反应生成酯时,其相对分子质量增加42;二元醇与足量乙酸反应生成二元酯时,其相对分子质量增加84。
④一元醇发生连续催化氧化反应过程中物质的相对分子质量变化情况为:
3. 高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯α-H 被取代的反应:CH3—CH=CH2+Cl2△Cl—CH2—CH=CH2+HCl
(2)共轭二烯烃的1,4 加成反应
三、有机合成路线的设计
(1)合成路线图:A反应物反应条件B反应物反应条件C反应物反应条件
(2)原则:原料价廉、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高。
(3)有机合成路线设计的几种常见类型:①以熟悉官能团的转化为主型;②以分子骨架变化为主型。要注意模仿题干中的变化,找到相似点,弄清陌生官能团及骨架的变化。