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有机合成推断题是高考的重要题型,分值占15%左右,命题形式上多以框图的形式给出烃及烃的衍生物的相互转化关系,综合考查基本概念、化学方程式的书写、反应类型的判断、官能团的转变和引入、同分异构体的判断和书写等;是对同学们有机化学知识的综合考查,同学们要熟悉题型,提炼掌握各种类型题目的解题方法。
一、有机合成推断题的常见类型
1. 利用流程和背景信息推断。
这类题目的流程往往比较简洁,但在题干中会补充相关的信息,同学们需要在抓住合成主线的基础上,借助背景信息进行推断。
【例1】(2015·新课标II节选)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;
{4}。
推断思路:根据流程和背景信息,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,由于70÷14=5,可知A是环戊烷,则A的结构简式为 ;环戊烷与氯气发生取代反应生成B,且B为单氯代烃,则B的结构简式为;根据B生成C的反应条件可知该反应是卤代烃的消去反应,所以由B生成C的化学方式为
,D则为HOOCCH2CH2CH2COOH,E、F为相对分子质量差14的同系物,F是甲醛,则E是乙醛。
2. 根据反应产物推断。
这类题目的特点是在合成线路中,有比较明确的物质转化关系,往往能借助一些关键产物进行推断。
【例2】(2015·新课标I节选)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异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
推断思路:根据步骤⑤的反应物及产物,可推断A为乙炔(C2H2);乙炔与CH3COOH加成反应生成B,结合步骤②的产物,可推知B为CH3COOCH=CH2,结合步骤④的产物,可推断C为,D为CH3CH2CH2CHO。
3. 借助问题中信息进行推断。
这类题目的突破口不出现在合成路线上,也不在已知的信息中,而是出现在问题中,同学们在平时应养成先浏览全题,快速提取有效信息的习惯。
【例3】(2015·天津节选)扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以A和B 为原料合成扁桃酸衍生物F路线如下:
(1)A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,A所含官能团名称为:_________,
推断思路:题干和流程中没有提供有关A和B的信息,但在问题(1)中进行了补充:A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性。可推断A是HOCCOOH,官能团是醛基和羧基;根据C的结构可知B是苯酚。
4. 根据反应条件的特征进行推断。
有机反应的条件往往带有一定的特征,而这些特征往往也成了推断的突破口,应引起同学们的重视,要熟记常见反应的条件。
【例4】(2015·浙江高考节选)化合物X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:RXROH;RCHO CH3COOR’RCH=CHCOOR’
推断思路:A为乙烯与H2O的加成产物,故A为CH3CH2OH(乙醇);A催化氧化得到B,B为CH3COOH(乙酸)、甲苯光照条件下与氯气反应,则甲基氢原子被氯原子取代,故C为C6H5CH2Cl;C为卤代烃,在NaOH水溶液中水解生成醇,所以D为C6H5CH2OH(苯甲醇);D催化氧化为E,所以E为C6H5CHO(苯甲醛)。类比已知条件RCHO CH3COOR’RCH=CHCOOR’可知,醛E和酯F也可发生同类反应得一种不饱和酯X,所以X的结构简式为:。
5. 根据提供的化学方程式进行推断。
这类题型所涉及的物质及反应,有些是同学们不熟悉的,但题目会提供化学方程式,帮助同学们了解物质转化关系,同学们应抓住反应中的官能团转变或断键方式,寻找突破口。
【例5】(2014·新课标I节选)席夫碱类化合物G在催化席夫碱类化合物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:
①
②一摩尔B经上述反应可生居二摩尔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
⑤
推断思路: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:C(CH3)2=C(CH3)2,生成的C是丙酮:CH3CH3;F分子式为C8H11N,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:C2H5——NH2;F与丙酮C发生信息⑤的反应得到产品G:C2H5——N。
二、有机合成推断题的复习建议
在高考中,有机合成推断题虽然考查形式灵活多变,但其核心是不变的,基本上都是以官能团的性质为主线进行考查,因此同学们在复习过程中应注意以下几点:
1. 立足教材,掌握有机物、有机物的基本分类、同系物、官能团、同分异构体等基本概念;掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯、乙醇、乙酸等典型有机物的性质,以点盖面地学习,形成系统。
2. 从宏观到微观,理解碳原子的成键规律,理解化学键的本质,理解各种官能团对有机物性质的影响,立足典型有机物,深入研究官能团的性质,熟记常见官能团的转化关系,例如卤代烃→醇→醛→羧酸,又如卤代烃→烯烃等等。并在此基础上促类旁通,掌握有机物性质的基本推断方法。
3. 熟悉各种推断题的基本形式,总结寻找各类题型突破口的方法,从而达到有效解决有机合成推断题的目的。
责任编辑 李平安
一、有机合成推断题的常见类型
1. 利用流程和背景信息推断。
这类题目的流程往往比较简洁,但在题干中会补充相关的信息,同学们需要在抓住合成主线的基础上,借助背景信息进行推断。
【例1】(2015·新课标II节选)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;
{4}。
推断思路:根据流程和背景信息,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,由于70÷14=5,可知A是环戊烷,则A的结构简式为 ;环戊烷与氯气发生取代反应生成B,且B为单氯代烃,则B的结构简式为;根据B生成C的反应条件可知该反应是卤代烃的消去反应,所以由B生成C的化学方式为
,D则为HOOCCH2CH2CH2COOH,E、F为相对分子质量差14的同系物,F是甲醛,则E是乙醛。
2. 根据反应产物推断。
这类题目的特点是在合成线路中,有比较明确的物质转化关系,往往能借助一些关键产物进行推断。
【例2】(2015·新课标I节选)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异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
推断思路:根据步骤⑤的反应物及产物,可推断A为乙炔(C2H2);乙炔与CH3COOH加成反应生成B,结合步骤②的产物,可推知B为CH3COOCH=CH2,结合步骤④的产物,可推断C为,D为CH3CH2CH2CHO。
3. 借助问题中信息进行推断。
这类题目的突破口不出现在合成路线上,也不在已知的信息中,而是出现在问题中,同学们在平时应养成先浏览全题,快速提取有效信息的习惯。
【例3】(2015·天津节选)扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以A和B 为原料合成扁桃酸衍生物F路线如下:
(1)A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,A所含官能团名称为:_________,
推断思路:题干和流程中没有提供有关A和B的信息,但在问题(1)中进行了补充:A的分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性。可推断A是HOCCOOH,官能团是醛基和羧基;根据C的结构可知B是苯酚。
4. 根据反应条件的特征进行推断。
有机反应的条件往往带有一定的特征,而这些特征往往也成了推断的突破口,应引起同学们的重视,要熟记常见反应的条件。
【例4】(2015·浙江高考节选)化合物X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:RXROH;RCHO CH3COOR’RCH=CHCOOR’
推断思路:A为乙烯与H2O的加成产物,故A为CH3CH2OH(乙醇);A催化氧化得到B,B为CH3COOH(乙酸)、甲苯光照条件下与氯气反应,则甲基氢原子被氯原子取代,故C为C6H5CH2Cl;C为卤代烃,在NaOH水溶液中水解生成醇,所以D为C6H5CH2OH(苯甲醇);D催化氧化为E,所以E为C6H5CHO(苯甲醛)。类比已知条件RCHO CH3COOR’RCH=CHCOOR’可知,醛E和酯F也可发生同类反应得一种不饱和酯X,所以X的结构简式为:。
5. 根据提供的化学方程式进行推断。
这类题型所涉及的物质及反应,有些是同学们不熟悉的,但题目会提供化学方程式,帮助同学们了解物质转化关系,同学们应抓住反应中的官能团转变或断键方式,寻找突破口。
【例5】(2014·新课标I节选)席夫碱类化合物G在催化席夫碱类化合物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:
①
②一摩尔B经上述反应可生居二摩尔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
⑤
推断思路: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:C(CH3)2=C(CH3)2,生成的C是丙酮:CH3CH3;F分子式为C8H11N,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:C2H5——NH2;F与丙酮C发生信息⑤的反应得到产品G:C2H5——N。
二、有机合成推断题的复习建议
在高考中,有机合成推断题虽然考查形式灵活多变,但其核心是不变的,基本上都是以官能团的性质为主线进行考查,因此同学们在复习过程中应注意以下几点:
1. 立足教材,掌握有机物、有机物的基本分类、同系物、官能团、同分异构体等基本概念;掌握甲烷、乙烯、乙炔、苯、乙醇、乙酸等典型有机物的性质,以点盖面地学习,形成系统。
2. 从宏观到微观,理解碳原子的成键规律,理解化学键的本质,理解各种官能团对有机物性质的影响,立足典型有机物,深入研究官能团的性质,熟记常见官能团的转化关系,例如卤代烃→醇→醛→羧酸,又如卤代烃→烯烃等等。并在此基础上促类旁通,掌握有机物性质的基本推断方法。
3. 熟悉各种推断题的基本形式,总结寻找各类题型突破口的方法,从而达到有效解决有机合成推断题的目的。
责任编辑 李平安