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有机合成推断题常见突破口

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■ 一、 分析思路及突破口的确定

1. 分析思路

(1) 正向合成或推断:原料中间产物产品;

(2) 逆向合成或推断:产品中间产物原料;

(3) 正逆结合法合成或推断:采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径结合起来,从而得到最佳合成路线。

2. 突破口的确定

(1) 从有机物的物理特征突破:注意留心归纳各类常见的有代表性的有机物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、溶点、沸点等。如常温下为气态的烃的衍生物有一氯甲烷和甲醛。

(2) 从某些反应特定的条件突破:如浓H2SO4、170℃的条件可能是乙醇消去制乙烯;烃与溴水反应,则该烃应为不饱和烃,且反应一定为加成而不是取代;卤代烃在NaOH的水溶液中水解成醇,在NaOH的醇溶液中加热消去成烯或炔烃。

(3) 从特定的转化关系突破:例如某有机物能被连续氧化,则该有机物可能是烯烃或醇,因为烯烃 ■ 醛 ■ 羧酸,醇 ■ 醛 ■ 羧酸,是两条重要的氧化系列;又如某物质A既能被氧化又能被还原:B ■ A ■ C,则该物质A可能是醛,因为醛既可氧化成羧酸,又可还原(加氢)成伯醇。

(4) 从结构关系突破:例如能被氧化成醛的醇为伯醇,被氧化成酮的醇为仲醇,不能被氧化的醇为叔醇;卤代烃和醇分子中,若与―OH或―X相连的C原子所相邻的C原子上有H原子,则可发生消去反应成烯或炔烃,否则不能发生消去反应;生成环酯的要考虑二元羧酸与二元醇之间的酯化、羟基羧酸分子之间或分子内部的脱水、二元羧酸分子内部的脱水。

(5) 从特征现象突破:如与FeCl3溶液发生显色反应的可能是酚类;能与银氨溶液反应生成银镜的为含醛基的物质;遇浓HNO3变黄的物质为含苯环的蛋白质。特征现象还可从产生气体、沉淀的颜色变化等方面来考虑。

(6) 从特定的量变突破:如相对分子质量增加16,可能是增加了氧原子(如CH2■CH2CH3CHO),平日复习时有“量”的概念,考试时就能心明眼亮。

(7) 思路要开阔,打破思维定势:应考虑到某有机物可能不止一种官能团,或者只有一种但不止一个官能团;要从链状结构想到环状结构甚至是笼状结构等。

■ 二、 常见题型及解法

1. 根据已知各物质之间的衍变关系合成或推断有机物

解法:根据各类官能团的性质及相互衍变关系,结合有关计算,认真仔细寻找解题的突破口,用正向或逆向或综合方法合成或推断。

注意:(1) 通常各类高考、模拟或竞赛推断题大多以“酯”为中心而展开,以“醛”作为中间的桥梁。醛氧化成酸,醛还原成醇,酸和醇反应生成酯。

酯:主要以二元羧酸与二元醇、羟基羧酸所形成的酯(低分子链酯、环酯及聚酯)为中心而扩展。

醛:既可与H2加成被还原成伯醇,又可被氧化(O2或银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液)成羧酸,还可以自身加成得羟基醛以增长碳链。

(2) 有时推断题也考查氨基酸之间的缩合(生成低分子链状、环状及聚状物)。

(3) 合成题要抓住官能团的衍变关系,尽可能合理地把目标有机物分成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法或设法将各片段拼接衍变,尽快找出合成目标有机物的关键;尽量做到原料价廉、原理正确、路线简洁、操作简单、条件适宜、产品便于分离、产率较高。

2. 根据已知的新信息及各物质之间的衍变关系合成或推断有机物

解法 深入理解新信息,充分运用新信息及官能团的性质,结合有关计算,仔细认真地寻找解题的突破口,用顺向或逆向或综合的方法合成或推断。

(1) 直接运用新信息,并根据官能团的性质,找出合成物与反应物(原料)之间的联系。

(2) 信息的迁移:从已知的信息中通过对比、分析、联想,开发出新信息,并加以利用。

■ 三、 例题讲析

■ 例1 存在于茶叶的有机物A,其分子中所含的苯环上有2个取代基,取代基不含支链,且苯环上的一氯代物只有2种。A遇FeCl3溶液发生显色反应。F分子中除了2个苯环外,还有一个六元环。它们的转化关系如下:

请回答下列问题:

(1) 有机物A中含氧官能团的名称是________________。

(2) 写出下列反应的化学方程式

AB:________________________。

MN:________________________。

(3) AC的反应类型为____________,EF的反应类型为____________。

(4) 1 mol A可以和_______mol Br2反应。

(5) 某营养物质的主要成分(分子式为C16H14O3)是由A和一种芳香醇R发生酯化反应生成的,则R的含有苯环的同分异构体有____种(不包括R)。

(6) AC的过程中还可能有另一种产物C1,请写出C1在NaOH水溶液中反应的化学方程式________________________。

■ 解析 本题考点:有机推断。有机物A分子中所含的苯环上有2个取代基,取代基不含支链,且苯环上的一氯代物只有2种。A遇FeCl3溶液发生显色反应。可知该分子中含有酚羟基,另一取代基位于其对位。AC可知A分子含有C■C键,AB可知分子中含有羧基,结合A的化学式C9H8O3,推知A的结构简式为 ■,M的化学式为C2H6O,其结构简式为CH3CH2OH,即可得出X的结构简式。

(1) 由分析可知A中的含氧官能团包括羟基、羧基。

(2) AB反应为羧基与NaHCO3强酸制弱酸得到CO2的反应,MN即是CH3CH2OH在浓硫酸、170 ℃条件下消去成烯的反应。

(3) AC即是与HCl的加成反应,结合题意,C的结构简式可能有 ■或 ■,水解后得到E的结构简式可能为 ■ 或 ■,E在浓硫酸条件下2分子进行酯化得到F,结合F分子中除了2个苯环外,还有一个六元环,可知C、E均为后者。

(4) 1 mol A可与2 mol Br2进行羟基的邻位氢取代,1 mol Br2进行双键的加成。

(5) 结合酯化反应知,芳香醇R的分子式C7H8O,不包括R的同分异构体有 ■、 ■ 、 ■ ,共3种。

(6) 由(3)知C的另一种结构简式为

■,水解后得到 ■。

■ 答案 (1) 羟基 羧基

(2)

CH3CH2OH ■ CH2■CH2?邙+H2O

(3) 加成反应 酯化(取代)反应

(4) 3

(5) 4

(6)

■ 例2 中国人向来喜欢吉利,如第29届奥运会开幕定在――2008年8月8日8时。在有机化学中就有这样一个“吉利分子”C8H8O8,它与08年的奥运会同样有着引人注目的数字特征。“吉利分子”C8H8O8可以通过下图转化关系制得:

已知:①X的相对分子质量小于180,其中氧的质量分数约为49.4%;1 mol X在稀硫酸中发生水解反应生成2 mol甲醇和1 mol A;X中没有支链。②E为高分子化合物。③B为环状结构。试根据以上信息回答下列问题:

(1) 1个X分子中,可能含有_____个氧原子,A中官能团的名称为______________。

(2) ②的反应类型为_______________,③的反应类型为__________。

(3) 写出④的化学方程式___________。

(4) 符合条件的有机物B有_____种结构,写出其中一种含六元环的B的结构简式____________。

(5) 一定量的A物质与乙醇的混合物完全燃烧生成27 g水和VLCO2(标准状况),则等物质的量该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为_________。

■ 解析 因为1 mol X在稀硫酸中发生水解反应生成2 mol甲醇和1 mol A,所以X为二元酯,产物A能与甲酸发生酯化反应,所以X中还应该含有羟基,至少有5个氧原子,根据氧元素的质量分数,X的相对分子质量5×16/49.4%=162,符合题意。X含有两个酯基和一个羟基,结构简式为 ■ ,由X推导出A的结构简式为■ ,所以A中含有的官能团为羧基和羟基。

E为高分子化合物,所以②为消去反应,③为加聚反应。

A的化学式为C4H6O5,B的化学式为C8H8O8,所以A生成B为两个A分子发生酯化反应生成二元酯,由于分子不对称,共有三种酯化反应方式。生成酯的结构分别为:

A与乙醇组成相差2个CO2,所以二者等物质的量时消耗氧气相等。根据燃烧生成1.5 mol H2O水求出混合物总物质的量为0.5 mol,耗氧气与组成无关,所以混合物耗氧气1.5 mol。

■ 答案 (1) 5 羧基、羟基

(2) 消去反应 加聚反应

(3)