【推荐】高考化学二轮复习配套文档:第十五单元_有机合成与推断综合题型研究(选考)_word版(有答案)
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微专题十五有机合成与推断综合题型研究(选考)
【知识网络】
(本专题对应学生用书第93105页)
【能力展示】
能力展示
1.(2011·新课标Ⅰ卷)香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。
工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去):
已知以下信息:
①A中有5种不同化学环境的氢;
②B可与FeCl3溶液发生显色反应;
③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1) 香豆素的分子式为。
(2) 由甲苯生成A的反应类型为;A的化学名称为。
(3) 由B生成C的化学方程式为。
(4) B的同分异构体中含有苯环的还有种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有种。
(5) D的同分异构体中含有苯环的还有种。
其中:
①既能发生银镜反应,又能发生水解反应的是(填结构简式)。
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是(填结构简式)。
〖答案〗(1) C9H6O2
(2) 取代反应2-氯甲苯(或邻氯甲苯)
(3)+2Cl2+2HCl
(4) 42
(5) 4
〖解析〗(1) 由香豆素的结构简式可知其分子式为C9H6O2。
(2) 本题推断的关键有两点,一是根据物质之间转化的条件,二是要充分运用题目所告诉的新信息。
FeCl3作催化剂时,发生的取代是在苯环上,据水杨醛的结构可知,此取代应在甲基的邻位上;A到B是卤代烃的水解反应条件;B到C是苯环上烷基取代反应的条件;C到D是卤代烃水解的条件,根据信息③可知反应的产物。
转化关系如下:
(4)的含苯环的同分异构体,属于酚的还有间位和对位两种;属于醇的和属于醚的还各有1种,共4种;核磁共振氢谱中只出现四组峰的是、。
(5) D的结构简式是,若不改变取代基的种类,羟基和醛基可以是对位或是间位;若只有一个取代基可以是羧基或酯基,结构简式为、。
其中既能发生银镜反应,又能发生水解反应的是;能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是。
2.(2012·新课标Ⅰ卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母和霉菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。
以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基;
②D可与银氨溶液反应生成银镜;
③F的核磁共振氢谱表明有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶1。
回答下列问题:
(1) A的化学名称为。
(2) 由B生成C的化学方程式为;
该反应类型为。
(3) D的结构简式为。
(4) F的分子式为。
(5) G的结构简式为。
(6) E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有种,其中核磁共振氢谱有3种
不同化学环境的氢,且峰面积比为2∶2∶1的是(填结构简式)。
〖答案〗(1) 甲苯
(2)+2Cl2+2HCl取代反应
(3)
(4) C7H4O3Na2
(5)
(6) 13
〖解析〗A为甲苯,由反应条件可知A→B发生的是取代苯环上的氢原子,结合最终产物“对羟基苯甲酸丁酯”可知B为,B→C条件是光照,取代苯环侧链甲基上的氢原子,C 为,由反应条件可知C→D是水解,且生成醛基,D为、E为;由F与酸反应生成G,结合G的分子式及E到F的条件可知F为
、G为。
(6) 苯环上的取代基可有两种情况①—OH、—CHO、—Cl,②、—Cl;第①种情况:三个取代基,先固定两个—OH、—CHO有三种:
、、(对),然后再加上—Cl,分别有4、4、2种加法;第②种情况:两个取代基,有邻、间、对3种,共有13种。
核磁共振氢谱有3种不同化学环境的氢说明是一种比较对称的结构,峰面积比为2∶2∶1,说明氢原子个数之比为2∶2∶1,其结构简式
是。
3.(2013·新课标Ⅰ卷)査尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体,其中一种合成路线如下:
已知以下信息:
①芳香烃A的相对分子质量在100110之间,1 mol A充分燃烧可生成72 g水。
②C不能发生银镜反应。
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示有4种氢。
④+RCH2I+NaI
⑤RCOCH3+R'CHO RCOCHCHR'+H2O
回答下列问题:
(1) A的化学名称为。
(2) 由B生成C的化学方程式为。
(3) E的分子式为,由E生成F的反应类型为。
(4) G的结构简式为。
(5) D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应,又能发生水解反应,H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为。
(6) F的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为(填结构简式)。
〖答案〗(1) 苯乙烯
(2) 2+O22+2H2O
(3) C7H5O2Na取代反应
(4)
(5) +H2O+HCOOH
(6) 13
〖解析〗(1)(2)根据A的相对分子质量是100~110之间,1 mol A充分燃烧可生成72 g水,说明1个A分子中含有8个H,并且与水在酸性条件下的产物能被氧气氧化,则可推知A为苯乙烯,苯
乙烯和水发生加成反应,生成苯乙醇,结构简式为,C是苯乙酮,结构简式为
,和醇羟基相连的碳原子上只有1个氢原子的醇被氧化成酮,反应的化学方程式为
2+O22+2H2O。
(3) 根据D的分子式:C7H6O2有5个不饱和度,能发生银镜反应,说明分子中含有醛基,可溶于饱和Na2CO3溶液说明含有酚羟基,1个苯环和1个醛基共有5个不饱和度,核磁共振氢谱显示有4种氢,说明结构比较对称,D为对羟基苯甲醛,其结构简式为,与稀氢氧化钠溶液反应,只有酚羟基和氢氧化钠反应生成酚钠,分
子式为C7H5O2Na,由E生成F利用的是信息④,发生了取代反应。
(4) 根据信息
⑤RCOCH3+R'CHO RCOCHCHR'+H2O,醛基中的碳氧双键打开和羰基的α-碳与α-氢发
生加成,再发生醇羟基的消去反应,最终生成G,其结构简式为。
(5) D的芳香同分异构体H能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸酯基,又能发生水解反应,说明含有酯基,综上所述说明分子中含有甲酸酯基,结合分子式、不饱和度,H是甲酸苯酚酯,其在酸催
化下发生水解反应的化学方程式为+H2O+HCOOH。
(6) F的同分异构体中,能发生银镜反应说明含有醛基,又能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基,苯环上含有两个取代基的有:—CH2CHO和—OH,两个取代基分别可以位于邻、间、对三种位置,还可以含有3个取代基:—CHO、—CH3、—OH,先确定—CHO、—CH3处于邻位时,—OH 有4种可能的位置,—CHO、—CH3处于间位时,—OH有4种可能的位置,—CHO、—CH3处于对位时,—OH有2种可能的位置,所以F的同分异构体的数目为3+4+4+2=13种;其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为。
4.(2014·新课标Ⅰ卷)席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。
合成G的一种路线如下:
已知以下信息:
①R1CHO+
②1mol B经上述反应可生成2mol C,且C不能发生银镜反应。
③D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106。
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢。
⑤+H2O
回答下列问题:
(1) 由A生成B的化学方程式为,反应类型为。
(2) D 的化学名称是 ,由D 生成E 的化学方程式
为 。
(3) G 的结构简式为 。
(4) F 的同分异构体中含有苯环的还有 种(不考虑立体异构)。
其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1的是 (写出其中的一种的结构简式)。
(5) 由苯和化合物C 经如下步骤可合成N-异丙基苯胺:
H
I
J
(N-异丙基苯胺)
反应条件1所选择的试剂为 ;反应条件2所选择的试剂为 ;I 的结构简式为 。
〖答案〗(1) 消去反应
(2) 乙苯 +HNO 3
+H 2O
(3)
(4) 18 或或
(5) 浓硝酸、浓硫酸 铁粉/稀盐酸(其他合理还原条件也可)
〖解析〗A 是氯代烷烃,发生消去反应得到烯烃B ,结合信息①②可知B 是一种对称烯烃,且双键碳原子上没有氢原子,则B 结构简式为
,生成的C 是丙酮:
;F
分子式为C 8H 11N ,结合信息③,D 是乙苯;F 的苯环上只有两种环境的氢原子,则乙基、氨基位于对位上:
;F 与C 丙酮发生信息⑤的反应得到产品G :。
(1) A 生成B 是氯代烃的消去反应,C(CH 3)2Cl —CH(CH 3)2+NaOH
)2+NaCl+H 2O 。
(2) D 的名称是乙苯,D 生成E 的化学方程式为+HNO 3
+H 2O 。
(3) G 的结构简式为。
(4) 对乙基苯胺的同分异构体还有:苯环上只有一个取代基:—NHCH 2CH 3、—
32
N(CH )、
23
—CH(NH )CH —CH 2CH 2NH 2;含有两个取代基:—NHCH 3和—CH 3、—NH 2和—CH 2CH 3、
—CH2NH2和—CH3,两个取代基分别可以位于邻、间、对三种位置;还可以含有3个取代基:—NH2、—CH3、—CH3,当两个甲基处于邻位时,氨基有两种可能的位置,当两个甲基处于间位时,氨基有3种可能的位置,当两个甲基处于对位时,氨基有1种可能的位置。
所以除F外,同分异构体的数目为(4+3×3+2+3+1)-1=18种。
核磁共振有4组峰表示有4种氢原子,是比较对称
的结构,原子个数比为6∶2∶2∶1的有或或。
(5) 结合题中的信息⑤,采用逆推法:J用H2加成得到产品,J为,则I为
,H为,反应条件1是苯环上引入硝基,试剂为浓硝酸、浓硫酸;反应条件2把硝基还原为氨基,试剂为Fe、稀盐酸。
5.(2015·新课标Ⅰ卷)A(C2H2)是基本有机化工原料。
由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下:
回答下列问题:
(1) A的名称是,B含有的官能团是。
(2) ①的反应类型是,⑦的反应类型是。
(3) C和D的结构简式分别为、。
(4) 异戊二烯分子中最多有个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为。
(5) 写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体:(填结构简式)。
(6) 参照异戊二烯的上述合成路线,设计一种由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线。
〖答案〗(1) 乙炔碳碳双键、酯基
(2) 加成反应消去反应
(3) CH3CH2CH2CHO
(4) 11
(5) HC≡C—CH2CH2CH3、CH3C≡C—CH2CH3、
(6) HC≡CH CH2CH—CHCH2
〖解析〗(1) 根据A的分子式C2H2,结合流程图可知,A为乙炔;根据逆推出B 的结构简式为CH3COOCHCH2,含有的官能团为碳碳双键、酯基。
(2) ①根据B的结构简式CH3COOCHCH2和乙炔的结构式,比对出是乙炔和乙酸发生了加成反应;根据反应⑦中官能团的变化,发生的是醇的消去反应。
(3) 的水解产物是和乙酸,结合后续反应生成的聚乙烯醇缩丁醛的结构可知,C和D的结构简式分别为和CH3CH2CH2CHO。
(4) 异戊二烯()是共轭烯烃,除了甲基中的氢原子,其余的10个原子都在同一个平面上,其中甲基中的氢原子通过碳碳单键的旋转,最多会有1个氢原子转到10个原子所形成的平面上,即异戊二烯分子中最多有11个原子共平面;两个相同原子或基团在双键同侧的为顺式结构,顺
式聚异戊二烯的结构简式为。
(5) 异戊二烯有两个不饱和度,与乙炔具有相同官能团,即含有碳碳三键的异戊二烯的所有同分异构体中只能含有1个碳碳三键,5个碳原子在一条链上,三键有2种位置:
HC≡C—CH2CH2CH3、CH3C≡C—CH2CH3,有1个甲基只有一种结构:。
(6) 根据题中的流程图,先是乙炔和乙醛发生加成反应生成,再和氢气发生加成反应生成
,再在氧化铝加热的条件下发生消去反应生成1,3-丁二烯,合成流程图为
HC≡CH CH2CH—CHCH2。
【考题分析】
年份试题知识点分值
2011 第38题物质名称、分子式、化学方程式书写、反应类型、结构简式
书写、同分异构体
15分
2012 第38题物质名称、分子式、化学方程式书写、反应类型、结构简式
书写、同分异构体
15分
2013 第38题物质名称、分子式、化学方程式书写、反应类型、结构简式
书写、同分异构体
15分
2014 第38题化学方程式书写、反应类型、结构简式书写、同分异构体、
反应试剂选择
15分
2015 第38题物质名称、官能团、反应类型、原子共平面、结构简式书写、
同分异构体、合成路线设计
15分
【备考策略】
从上表中可知,20112013年试题中知识点考查基本不变,2014年和2015年考查形式每年都有新的变化,如官能团、反应试剂选择、合成路线设计等。
有机物推导时要围绕“结构—官能团—性质”这条主线,仔细分析有机物分子结构中的官能团,再根据官能团确定有机物的性质和发生的有机化学反应。
同分异构体的题目千变万化,方法也因题而异,高考中尤以限定条件补写题居多,解题时,一定要注意有序思维的原则,避免多写和漏写,完整地写出同分异构体亦非难事。
展望2016年全国高考,复习时仍然需要掌握“有机物推导、官能团、反应类型判断、结构简式和化学方程式书写、同分异构体书写”的基本考点,扩大知识层面,应对试卷的推陈出新。
1.(2015·江苏高考)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:
(1) 化合物A中的含氧官能团为和(填官能团的名称)。
(2) 化合物B的结构简式为;由C→D的反应类型是。
(3) 写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:。
Ⅰ. 分子含有2个苯环Ⅱ. 分子中含有3种不同化学环境的氢
(4) 已知:RCH2CN RCH2CH2NH2,请写出以为原料制备化合物(结构简式见右图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。
合成路线流程图示例如下:
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3
〖答案〗(1) 醚键醛基
(2) 取代反应
(3) 或
(4)
或
〖解析〗对比A、C的结构简式可知B为,B与SOCl2发生取代反应生成
,然后与NaCN发生取代反应生成,经水解、还原,最终生成。
(1) 由结构简式可知A中含有的官能团为醚键和醛基。
(2) B的结构简式为,与NaCN发生取代反应生成。
(3) E的一种同分异构体含有3种不同化学环境的氢,且含有2个苯环,结构对称,则对应的结构有、。
(4) 以制备,可在浓硫酸作用下生成,然后与HCl发生加成反应生成
,再与NaCN发生取代反应生成,在催化作用下与氢气反应可生成;也可以先与HCl反应生成,再生成。
2.(2015·新课标Ⅱ卷)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材枓的生物相容性方面有很好的应用前景。
PPG的一种合成路线如下:
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。
②化合物B为单氯代烃,化合物C的分子式为C5H8。
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质。
④R1CHO+R2CH2CHO。
回答下列问题:
(1) A的结构简式为。
(2) 由B生成C的化学方程式为。
(3) 由E和F生成G的反应类型为,G的化学名称为。
(4) ①由D和H生成PPG的化学方程式为。
②若PPG平均相对分子质量为10 000,则其平均聚合度约为(填字母)。
a. 48
b. 58
c. 76
d. 122
(5) D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有种(不含立体异构)。
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应
其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是(填结构简
式)。
D的所有同分异构体在下列—种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是(填字母)。
a. 质谱仪
b. 红外光谱仪
c. 元素分析仪
d. 核磁共振仪
〖答案〗(1) (2) +NaOH+NaCl+H2O
(3) 加成反应3-羟基丙醛
(4) ①
②b(5) 5c
〖解析〗烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢,70
12=5…10,
则A为C5H10,结构为;A在光照下发生取代反应生成B为,B发生消去反应生成C为,化合物C的分子式为C5H8;C发生氧化反应生成D为HOOC(CH2)3COOH;E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质,则F为HCHO,可知E为CH3CHO,由信息④可知E 与F反应生成G为OHCH2CH2CHO,G与氢气发生加成反应生成H为OHCH2CH2CH2OH,D与H 发生缩聚反应生成PPG(HO H)。
(1) A的结构简式为。
(2) 由B生成C的化学方程式为+NaOH+NaCl+H2O。
(3) 由E和F生成G的反应类型为加成反应,G的化学名称为3-羟基丙醛。
(4) ②若PPG平均相对分子质量为10 000,则其平均聚合度约
10000 128164112
⨯+⨯+⨯≈58。
(5) ①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基;②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应,说明含有醛基和酯基,因此是甲酸形成的酯基。
所以可能的结构简式为HCOOCH2CH2CH2COOH、HCOOCH2CH(COOH)CH3、HCOOCH(COOH)CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2COOH、HCOOC(CH3)2COOH,共计5种。
其中核磁共振氢谱显示为3组峰,
且峰面积比为6∶1∶1的是。
a. 质谱仪是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器;b. 红外光谱仪是测定结构的;c.元素分析仪是测定元素种类的;d. 核磁共振仪是测定氢原子种类的。
因此元素分析仪显示的信号完全相同,答案选c。
1. 怎样确定有机物分子中原子共平面的问题?
2. 发生消去反应的卤代烃分子结构条件和实验条件分别是什么?
【有机基础回顾】
1. 有机反应类型与重要的有机反应
反应类型重要的有机反应
取
代
反
应
烷烃的卤代:
CH4+Cl2CH3Cl+HCl
烯烃的卤代:
CH2CH—CH3+Cl2CH2CH—CH2Cl+HCl
卤代烃的水解:
CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr
皂化反应:
3C17H35COONa+
酯化反应:
+C2H5OH
糖类的水解:
122211
()
C H O
蔗糖+H2O
6126
()
C H O
葡萄糖+
6126
()
C H O
果糖
二肽水解:
苯环上的卤代:
+Cl2+HCl
苯环上的硝化:
+HO—NO2+H2O
苯环上的磺化:
+HO—SO3H(浓)+H2O
(续表) 反应类型重要的有机反应
加成
反应
烯烃的加成:
CH3—CHCH2+HCl
炔烃的加成:
CH≡CH+H2O
苯环加氢:
+3H2
Diels-Alder反应:
消去
反应
醇分子内脱水生成烯烃:
C2H5OH CH2CH2↑+H2O
卤代烃脱H生成烯烃:
CH3CH2Br+NaOH CH2CH2↑+NaBr+H2O
加聚
反应
单烯烃的加聚:
共轭二烯烃的加聚:
异戊二烯聚异戊二烯(天然橡胶)
(此外,需要记住丁苯橡胶、氯丁橡胶
的单体)
(续表) 反应类型重要的有机反应
缩聚
反应
二元醇与二元酸之间的缩聚:
羟基酸之间的缩聚:
氨基酸之间的缩聚:
苯酚与HCHO的缩聚:
氧化
反应
催化氧化:
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(注意配平)
醛基与新制氢氧化铜的反应:
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
还原醛基加氢:CH
3
CHO+H2CH3CH2OH
反应
硝基还原为氨基:
2. 有机反应方程式的书写
(1) 反应箭头和配平:书写有机反应方程式时应注意,反应物和产物之间用“”连接,有机物用结构简式表示,并遵循元素守恒进行配平。
(2) 反应条件:有机物反应条件不同,所得产物不同。
有机反应反应条件说明
浓硫酸、170 ℃如乙醇在该条件下反应生成乙烯醇的脱水
浓硫酸、140 ℃如乙醇在该条件下反应生成乙醚
强碱的水溶液、加热如溴乙烷在该条件下反应生成乙醇卤代烃
强碱的醇溶液、加热如溴乙烷在该条件下反应生成乙烯
(3) 须用中文标明的有机反应。
如:
(4) 常见的易错反应
+CO2+H2O+NaHCO3
(注意产物是NaHCO3,而不是Na2CO3)
+2NaOH
(注意酚羟基显弱酸性,可以和NaOH溶液反应)
3. 重要有机物的转化关系
【能力提升】
能力提升
有机合成路线设计的原则及主要类型
设计的原
则
(1) 起始原料要廉价、低污染,原料通常是含四个碳原子以下的简单有机物
(2) 步骤要尽可能少,产率要尽可能高,副反应要尽可能少或不发生,副产品
要尽可能少
(3) 有机合成反应的条件要尽量容易实现
(4) 要按一定的反应顺序和规律引入官能团,结合题中所给的提示信息,设计
最佳合成路线
主要类型
(1) 合成药物、有机农药及有机物中间体等特定有机小分子结构
(2) 合成有机高分子材料
(3) 合成环状有机物(包括内酯及杂环化合物)
有机合成中官能团的转变
1. 常见官能团的引入(或转化)方法
引入的官能团引入官能团的方法
—OH 烯烃与水的加成、氯代烃水解、醛(酮)催化加氢、羟醛缩合、酯类水解、
多糖发酵等
—烷烃与卤素单质的取代、烯烃α-H的取代、烯烃(炔烃)与卤素单质或H的
加成、醇类与H的取代等
醇类或卤代烃的消去等
—CHO RCH2OH(醇)氧化、烯烃臭氧氧化等
—COOH 醛类的氧化、等有机物被酸性MnO4氧化成、酯类的水解
等
—COO—酯化反应
Ar—NO2 硝化反应
Ar—NH2 硝基的还原(Fe/HCl)
2. 官能团的消除
①消除双键:加成反应。
②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
③消除醛基:还原和氧化反应。
3. 举例说明常见有机物之间的转化
(1)
(2)
(3)
(4) CH3CHO
上述转化中,包含了双键、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯、高分子化合物等形式的关系,领会这些关系,基本可以把常见的有机合成问题解决。
4. 增长碳链或缩短碳链的方法
举例
增长碳链
2CH≡CHCH2CH—C≡CH
2R—Cl R—R+2NaCl 2CH
3
CHO
CH3CHO CH2CH3 +R—Cl+HCl
R—Cl R—CN R—COOH
++HCl CH3CHO
n+n+n H2O
缩短
碳链+NaOH RH+Na2CO3 R1—CHCH—R2R1CHO+R2CHO
有机合成中官能团的保护
有机合成过程中,为了避免有些官能团发生变化,必须采取措施保护官能团,待反应完成后再使其复原。
有时在引入多官能团时,需要选择恰当的顺序保护特定官能团。
例如,同时引入酚羟基和硝基时,由于酚羟基具有强还原性,而硝基的引入使用了强氧化剂硝酸,故需先硝化,再引入酚羟基。
被保
护的
官能
团
被保护的官能团性质保护方法
酚羟
基
易被氧气、臭氧、双氧水、
酸性高锰酸钾溶液氧化
①用NaOH溶液先转化为酚钠,后酸化重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化
为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、
酸性高锰酸钾溶液氧化
用盐酸先转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳
双键
易与卤素单质加成,易被
氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用NaOH醇溶液
通过消去重新转化为碳碳双键
醛基易被氧化
乙醇(或乙二醇)加成保护:
有机物的推断
典题演示1(2015·福建高考)肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:
已知:
烃A的名称为,肉桂酸的结构简式为。
〖答案〗甲苯
〖解析〗A与氯气在光照条件下发生取代反应生成B,B发生卤代烃的水解反应,再脱去1分子水得到,则A为,B为,与CH3CHO发生加成反应生成,对比C的结构与D的分子式可知,C脱去1分子水得到D应是发生消去反应,则D为,D与银氨溶液发生氧化反应,酸化得到肉桂酸,故肉桂酸的结构简式为。
变式训练1(2015·浙江高考)化合物是一种香料,可采用乙烯与甲苯为主要原料,按下列路线合成:
已知:R ROH;RCHO+CH3COOR'RCHCHCOOR'
E中官能团的名称是,的结构简式为。
〖答案〗醛基
〖解析〗乙烯与水在催化剂作用下发生加成反应生成乙醇,故A是乙醇,乙醇催化氧化最终生成乙酸,B是乙酸;甲苯在光照条件下与氯气发生的是取代反应,D为醇,由D能被氧化为E,且结合给出的信息:RCHO+CH3COOR'RCHCHCOOR',那么E应为醛类,即甲苯与氯气发生的是甲基上的取代,那么C为,C在氢氧化钠的水溶液中发生的是取代反应,那么D应为,则E为,据此推断得出F为,为。
有机反应类型的判断
典题演示2(2014·江苏高考)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
在上述五步反应中,属于取代反应的是(填序号)。
〖答案〗①③④
〖解析〗根据流程图,A发生取代反应生成B,B发生还原反应生成C,C发生取代反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生水解反应生成非诺洛芬。
通过以上分析知,属于取代反应的有①③④。
变式训练2(2015·成都临考)以苯酚为原料合成某药物中间体M的合成路线流程图如下:
已知:—CHO+H
反应Ⅰ的反应类型是,反应Ⅳ的反应类型是。
〖答案〗加成反应酯化反应(取代反应)
〖解析〗苯酚与甲醛发生加成反应生成对羟基苯甲醇,所以反应Ⅰ是加成反应;通过合成路线可以知道F是,两个分子之间发生酯化反应生成药物中间体M。
有机合成路线设计
典题演示3根据已有知识并结合典题演示2的流程图,写出以为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下:
CH3CH2Br CH3CH2OH CH3COOCH2CH3
〖答案〗
〖解析〗本题推断可采用逆推方法:对照题中合成信息,要得到需要生成;要得到需要生成;要得到对照反应原料
,需要改变官能团的种类,需要将转化为醇,再转化为烯烃,再与HBr加成。
所以苯乙醛和NaBH4发生还原反应生成苯乙醇,苯乙醇发生消去反应生成苯乙烯,
苯乙烯发生加成反应生成。
变式训练3己烯雌酚(stilbestrol)是非甾体雌激素物质,可通过以下方法合成:
根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下:
CH3CH2Br CH3CH2OH CH3COOCH2CH3
〖答案〗
〖解析〗卤代烃可由含碳碳双键的烃与HBr发生加成反应得到,故产物可由与HBr 发生加成反应得到,结合原流程中反应⑤可知,该含有碳碳双键的烃可由和反应得到,结合原流程中反应④可知,可由溴己烷()与(C6H5)3P、C6H5Li反应得到,结
合原流程中反应③可知溴己烷可由环己醇()与PBr3反应得到,根据原流程中反应②可知,环己醇可由被NaBH4还原得到。
变式训练4福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物,可通过以下方法合成:
已知:,根据已有知识并结合相关信息,写出以。