第十二章生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)

有機(jī)合成高考化學(xué)新高考適用目錄第1節(jié)生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)

考點(diǎn)清單

即練即清第2節(jié)合成高分子

考點(diǎn)清單

即練即清第3節(jié)有機(jī)合成

考點(diǎn)清單

即練即清

即練即清微專題5

有機(jī)合成與推斷題解題策略考情清單節(jié)考題示例考情分析1.生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)(2024重慶T1)(2024廣東T4)(2024北京T4)(2024安徽T5)(2024湖南T5)(2024山東T11)生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)在高考題中主要以化學(xué)與STSE形式在選擇題中考查;合成高分子一般考查聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、單體、鏈節(jié)、聚合度等,加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的判斷考查較多;有機(jī)合成是高考中的必考題,通常以陌生有機(jī)物的合成為命題素材,考查官能團(tuán)的判斷、有機(jī)反應(yīng)類型、方程式的書寫、同分異構(gòu)體的判斷、合成路線設(shè)計(jì)等2.合成高分子(2024海南T3)(2024河北T3)(2024北京T11)(2024江西T10)(2024浙江1月T11)(2024全國甲T9)(2023北京T9)(2023新課標(biāo)T8)(2022湖南T3)(2022重慶T8)3.有機(jī)合成(2024全國甲T36)(2024浙江6月T12)(2024新課標(biāo)T8)(2024重慶T18)(2024湖北T19)(2024江西T18)(2024黑、吉、遼T19)(2024安徽T18)(2024貴州T18)(2024新課標(biāo)T30)(2024福建T13)(2023北京T11)第1節(jié)生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)一、糖類1.糖類從分子結(jié)構(gòu)上看,糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。糖類可分為單

糖、寡糖(二糖最為重要)和多糖,其中單糖不能水解。2.單糖(1)葡萄糖與果糖物質(zhì)分子式結(jié)構(gòu)簡式官能團(tuán)關(guān)系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4

CHO(醛糖)—OH、—CHO互為同分異構(gòu)體果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3

COCH2OH(酮糖)—OH、

(2)葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)

(3)核糖與脫氧核糖——戊糖核糖和脫氧核糖分別是生物體的遺傳物質(zhì)RNA和DNA的重要組成部分,核糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)3CHO,脫氧核糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)2CH2CHO。3.二糖——蔗糖與麥芽糖物質(zhì)蔗糖麥芽糖相同點(diǎn)組成分子式均為C12H22O11性質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng)不同點(diǎn)是否含醛基否是水解產(chǎn)物葡萄糖和果糖葡萄糖二者關(guān)系互為同分異構(gòu)體注意

乳糖也是一種常見的二糖。麥芽糖是還原糖。蔗糖不是還原糖。4.多糖——淀粉與纖維素(1)比較:二者都屬于天然有機(jī)高分子,分子式都可表示為(C6H10O5)n,因n值不確定,故二者

都屬于混合物,且不互為同分異構(gòu)體。淀粉和纖維素均可發(fā)生酯化反應(yīng),但不能被銀氨

溶液、氫氧化銅等弱氧化劑氧化;淀粉遇碘(I2)變藍(lán)。(2)水解反應(yīng)

+nH2O

+nH2O

注意

纖維素在人體中不能水解,無法吸收和利用。但食物中的纖維素可刺激腸道蠕

動(dòng),有助于消化。(3)淀粉水解程度的判斷①實(shí)驗(yàn)流程情況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論Ⅰ溶液呈藍(lán)色未產(chǎn)生銀鏡淀粉未水解Ⅱ溶液呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡淀粉部分水解Ⅲ溶液不呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡淀粉完全水解②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論提示①檢驗(yàn)淀粉時(shí),取水解液加入碘水,不能取中和液,因?yàn)榈饽芘cNaOH溶液反應(yīng)。

②淀粉、蔗糖的水解需用稀硫酸作催化劑,而銀鏡反應(yīng)或葡萄糖與新制Cu(OH)2的反應(yīng)

必須在堿性條件下進(jìn)行,所以檢驗(yàn)淀粉或蔗糖的水解產(chǎn)物前應(yīng)先加入NaOH溶液至溶

液呈堿性。二、油脂1.油脂的概念油脂是高級脂肪酸和(丙三醇)生成的酯。形成油脂的常見高級脂肪酸有飽和的硬

脂酸(C17H35COOH)、不飽和的軟脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等。油脂的結(jié)

構(gòu)可表示如下:2.油脂的化學(xué)性質(zhì)(1)油脂的氫化(油脂的硬化)經(jīng)硬化制得的油脂叫人造脂肪,也稱硬化油。如油酸與H2發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)

方程式為

+3H2

。(2)水解反應(yīng)(油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)又稱皂化反應(yīng))

+3NaOH

+3C17H35COONa三、蛋白質(zhì)1.氨基酸(羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代得到的化合物)(1)α-氨基酸通式:

。官能團(tuán):氨基(—NH2)和羧基(—COOH)。(2)氨基酸的化學(xué)性質(zhì)①兩性:如與HCl、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為

+HCl

、

+NaOH

+H2O。②成肽反應(yīng):兩個(gè)氨基酸分子(可以相同,也可以不同)脫水縮合形成含有肽鍵的化合

物。如

+

+H2O。多種氨基酸通過肽鍵連接最終可形成蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)(1)組成與結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)含有C、H、O、N、S等元素,是由氨基酸通過縮聚反應(yīng)形成的,

是有機(jī)高分子。(2)化學(xué)性質(zhì)①水解:在酸、堿或酶的作用下,最終水解生成氨基酸。②兩性:與氨基酸類似。③鹽析:向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后,可以使

蛋白質(zhì)的溶解度降低而使其從溶液中析出。鹽析是可逆過程,可用于分離和提純蛋白質(zhì)。④變性:加熱、紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、一些有機(jī)物(甲醛、乙醇、

苯甲酸等)會(huì)使蛋白質(zhì)變性,屬于不可逆過程。⑤顯色反應(yīng):含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃HNO3加熱產(chǎn)生黃色沉淀,該性質(zhì)可用于含苯環(huán)的

蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)。⑥灼燒蛋白質(zhì)有燒焦羽毛的氣味。3.酶酶是一類由細(xì)胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的有機(jī)化合物,其中絕

大多數(shù)是蛋白質(zhì)。酶的催化反應(yīng)條件,具有高效性、專一性。四、核酸1.核酸的組成和分類(1)組成:核酸可看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成的生物大分子,其水解最

終生成磷酸、戊糖和堿基。(2)分類2.核酸的結(jié)構(gòu)(1)DNA的結(jié)構(gòu)(2)RNA的結(jié)構(gòu)3.核酸的形成過程1.下列說法不正確的是

(

)A.淀粉、纖維素水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖B.麥芽糖既可以與銀氨溶液反應(yīng),又可以與新制氫氧化銅反應(yīng)C.糖類、油脂、蛋白質(zhì)都是高分子,都能發(fā)生水解反應(yīng)D.核酸分為DNA和RNA,屬于高分子即練即清C解析

淀粉、纖維素都屬于多糖,水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖,A正確;麥芽糖中含有醛基,既可

以與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),又可以與新制氫氧化銅反應(yīng),B正確;糖類中只有多糖是高

分子,油脂不是高分子,單糖不能水解,C錯(cuò)誤;核酸的相對分子質(zhì)量可達(dá)數(shù)十萬到上百

萬,屬于高分子,D正確。2.下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法錯(cuò)誤的是

(

)A.食用油中可加入微量叔丁基對苯二酚等抗氧化劑,以防止食用油氧化變質(zhì)B.核苷酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成的生物大分子C.很多單糖,以及寡糖和多糖中的單糖單元多以環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形式存在D.胰島素是最先被確定氨基酸序列的蛋白質(zhì),胰島素結(jié)構(gòu)中含有二硫鍵B解析

食用油中可加入微量叔丁基對苯二酚等抗氧化劑,以防止食用油氧化變質(zhì),A正確。核

酸是磷酸、戊糖和堿基通過一定方式結(jié)合而成的生物大分子,核苷酸是組成核酸的基

本單元,不是高分子,B錯(cuò)誤。很多單糖,以及寡糖和多糖中的單糖單元多以環(huán)狀結(jié)構(gòu)的

形式存在,C正確。胰島素是最先被確定氨基酸序列的蛋白質(zhì),胰島素結(jié)構(gòu)中含有二硫

鍵,D正確。3.已知酪氨酸是一種生命活動(dòng)不可缺少的氨基酸,其結(jié)構(gòu)簡式為(相對分子質(zhì)量為181)。下列說法正確的是

(

)A.其沸點(diǎn)與C10H21COOH相接近B.分子中含有2個(gè)手性碳原子C.能與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)D.分子中苯環(huán)上的一氯一溴代物共有4種C解析

C10H21COOH的相對分子質(zhì)量為186,兩者的相對分子質(zhì)量相近,但酪氨酸分子間能形成

多個(gè)氫鍵,故沸點(diǎn)高于C10H21COOH,A錯(cuò)誤。酪氨酸分子中只有與—NH2直接相連的碳

原子是手性碳原子,B錯(cuò)誤。酪氨酸分子中含有氨基,能與鹽酸反應(yīng);含有羧基和酚羥基,

能與NaOH溶液反應(yīng),C正確。氯、溴原子位于苯環(huán)相鄰、相間、相對位置各有2種(提

示:注意酪氨酸苯環(huán)上的取代基),故分子中苯環(huán)上的一氯一溴代物共有6種,D錯(cuò)誤。第2節(jié)合成高分子一、高分子的合成1.定義:利用有機(jī)化合物相互反應(yīng)的性能,得到相對分子質(zhì)量較大的高分子的過程。2.合成高分子的基本方法(1)加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng)):一般是含有雙鍵的烯類單體發(fā)生的聚合反應(yīng)。(2)縮合聚合反應(yīng)(縮聚反應(yīng)):一般是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)的單體之間發(fā)生的聚

合反應(yīng)。二、加成聚合反應(yīng)1.由不飽和單體加成聚合生成高分子的反應(yīng)。如氯乙烯在一定條件下得到高分子聚氯

乙烯的反應(yīng)就是加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))。加聚反應(yīng)的發(fā)生通常需要一定的引發(fā)劑或

催化劑。

單體:合成高分子的小分子化合物。鏈節(jié):高分子中不斷重復(fù)的基本結(jié)構(gòu)單元。聚合度:鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度,用“n”表示。2.加聚反應(yīng)的常見類型(1)單烯烴自聚型:“斷開雙鍵,鍵分兩端,添上括號,右下寫n”①合成聚乙烯:nCH2

CH2

CH2—CH2

;②合成聚氯乙烯:nCH2

CH—Cl

;③合成聚丙烯腈:nCH2

CH

。(2)二烯自聚型:“單變雙,雙變單,破兩頭,移中間,添上括號,右下寫n”①合成順丁橡膠:nCH2

CH—CH

CH2

;②合成天然橡膠:

;③合成氯丁橡膠:

。(3)多個(gè)單烯烴共聚型:“雙鍵打開,中間相連,添上括號,右下寫n”①nCH2

CH2+nCH3—CH

CH2

;②nCH2

CHCl+n

;③nCF3—CF

CF2+nCF2

CF2

。(4)單烯烴、二烯烴共聚型:“雙鍵打開,中間相連,單鍵變雙鍵,添上括號,右下寫n”①

+nCH2

CH2

;②nCH2

CH—CH

CH2+nCH2

CHCHO

。(5)單炔烴自聚型:“三鍵打開,變成雙鍵,中間相連,添上括號,右下寫n”①

CH

CH

;②

。(6)環(huán)狀化合物加聚型①

O—CH2—CH2

;②

;③

三、縮合聚合反應(yīng)1.由單體分子間通過縮合反應(yīng)生成高分子的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng),簡稱縮聚反應(yīng)。2.縮聚反應(yīng)的常見類型(1)二元酸與二元醇縮聚:以醇羥基中的氫原子和酸分子中的羥基結(jié)合生成水的方式進(jìn)

行縮聚,如

+nHOCH2CH2OH

+(2n-1)H2O;

(2)氨基酸縮聚:以氨基中的氫原子和羧基中的羥基結(jié)合生成水的方式進(jìn)行縮聚,如nH2N—CH2—COOH

+(n-1)H2O;(3)羥基酸縮聚:以羥基中的氫原子和羧基中的羥基結(jié)合生成水的方式進(jìn)行縮聚,如nHO—CH2—COOH

+(n-1)H2O;(4)酚醛縮聚:以醛基中碳氧雙鍵中氧原子與酚羥基鄰位氫原子結(jié)合生成水的方式進(jìn)行

縮聚,如

注意一般的縮聚反應(yīng),多為可逆反應(yīng),為提高產(chǎn)率,要及時(shí)移除反應(yīng)產(chǎn)生的小分子。四、根據(jù)高分子的結(jié)構(gòu)推斷單體的方法要先判斷高分子是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。1.加聚產(chǎn)物單體的判斷彎箭頭法:從鏈節(jié)兩端出發(fā)畫出左右交替的彎箭頭,箭頭相遇處增加一個(gè)“單鍵”,箭尾

相遇處斷開一個(gè)“單鍵”。如:

的單體為CH2

CH2和CH2

CHCH3。

的單體為CH2

CH—CH

CH2和

。如

的單體為CH2

CH2、

和

。2.縮聚反應(yīng)單體的判斷方法中學(xué)里縮聚產(chǎn)物形成的方式有三種:聚酯式、聚酰胺式、酚醛樹脂式,從形式上看都是

脫水縮合。(1)若高聚物的鏈節(jié)為

或

,則其合成單體為一種。若有端基,去掉兩端方括號,即得高聚物的單體。如:

的單體為H2NCH2COOH。(2)若鏈節(jié)中間(不在端上)含有酰胺基,則從酰胺基中間斷開,在亞氨基上加氫原子,在羰

基上加羥基,即得單體。如:

的單體為H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH。(3)若鏈節(jié)中間(不在端上)含有酯基,則從酯基斷開,羰基上加羥基,氧原子上加氫原子即

得單體。如:

的單體為

和HOCH2CH2OH。(4)特殊情況①高聚物

是RCHO和苯酚發(fā)生縮聚反應(yīng)生成的。②高聚物

是環(huán)氧乙烷型物質(zhì)開環(huán)的產(chǎn)物,其單體應(yīng)為

。五、高分子材料1.塑料(1)成分(2)分類苯酚和甲醛的加成:

+

,形成的羥甲基苯酚之間脫水縮合,得到線型結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。②堿催化苯酚與過量的甲醛反應(yīng),生成羥甲基苯酚的同時(shí),還生成二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚

等,繼續(xù)反應(yīng)得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。(3)酚醛樹脂①酸催化羥甲基苯酚

2,4-二羥甲基苯酚

2,4,6-三羥甲基苯酚

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂結(jié)構(gòu)片段

2.合成纖維

常見的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸等,其中維綸被稱為“人造

棉花”,具有較好的吸濕性。(1)聚酯纖維合成纖維中產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商

品名稱,它是對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生產(chǎn)的。

+nHO—CH2CH2—OH

+(2n-1)H2O(2)聚酰胺纖維①聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一。nH2N—(CH2)6—NH2+

+(2n-1)H2O②高強(qiáng)度芳綸纖維的合成如下。

+

+(2n-1)H2O3.合成橡膠(1)橡膠的分類:天然橡膠和合成橡膠。(2)合成橡膠的原料與性能①原料:以二烯烴、單烯烴等為單體,聚合而成。②性能:具有高彈性、絕緣性、耐油、耐高低能。(3)順丁橡膠的合成

,得到的聚合物為線型結(jié)構(gòu),加入硫化劑后加熱,硫化劑將聚合物中的雙鍵打開,以二硫鍵(—S—S—)等把線型結(jié)構(gòu)連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),得到既有彈性又有強(qiáng)度的順丁橡膠。注意①天然橡膠為順式聚異戊二烯,結(jié)構(gòu)為

,其單體為

。②橡膠硫化的程度越高,強(qiáng)度越大,但彈性越差。4.功能高分子材料(1)高吸水性樹脂①對淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性,在它們的主鏈上再接入帶有強(qiáng)親水基團(tuán)

的支鏈,可以提高它們的吸水能力。②用帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的烯類單體進(jìn)行聚合,得到含親水基團(tuán)的高聚物。如丙烯酸鈉中

加入少量交聯(lián)劑,在一定條件下發(fā)生聚合,得到聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂

(

)。(2)高分子分離膜①功能:分離膜只允一些小分子物質(zhì)通過,其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè),形成

濃縮液,達(dá)到對原液凈化、分離和濃縮的目的。②分類(根據(jù)膜孔大小):微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜。③制作材料:有機(jī)高分子材料,如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。④具體應(yīng)用:海水淡化、飲用水的制取、果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等。1.下列高分子材料制備方法錯(cuò)誤的是

(

)A.結(jié)構(gòu)片段為

的高聚物,由苯酚和甲醛經(jīng)加聚反應(yīng)制備B.聚乙烯醇(

)由聚乙酸乙烯酯(

)經(jīng)水解反應(yīng)制備C.聚合物

由異戊二烯經(jīng)加聚反應(yīng)制備D.聚合物

由1,1-二氟乙烯和全氟丙烯經(jīng)加聚反應(yīng)制備即練即清A解析

該聚合物為酚醛樹脂,可寫成

,是由苯酚和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)制備的,A錯(cuò)誤;

可水解生成

,B正確;

發(fā)生加聚反應(yīng)生成

,C正確;

是由H2C

CF2和

通過加聚反應(yīng)制得的,D正確。2.某芳綸的拉伸強(qiáng)度比鋼絲還高,耐熱性能好,廣泛用作防護(hù)材料。其結(jié)構(gòu)片段如圖所示。下列關(guān)于該芳綸的說法正確的是

(

)A.其單體是對氨基苯甲酸B.芳綸是一種蛋白質(zhì)C.氫鍵對芳綸的性能有一定的影響D.若芳綸分子平均聚合度為927,則每個(gè)分子中平均含有酰胺基的數(shù)目為926C解析

根據(jù)題給結(jié)構(gòu)片段,在酰胺基中間斷開,在亞氨基上加上氫原子,在羰基上加上羥基,可

得單體為

、

,A錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)水解后得到氨基酸,由A項(xiàng)分析知,芳綸水解產(chǎn)物不是氨基酸,故芳綸不是蛋白質(zhì),B錯(cuò)誤;芳綸通過

氫鍵形成片狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度,故芳綸中含有的氫鍵,會(huì)影響其性能,C正確;芳綸可

表示為

,聚合度為927,則每個(gè)分子中平均含有酰胺基的數(shù)目為927×2-1=1853,D錯(cuò)誤。3.高分子N可用于制備聚合物離子導(dǎo)體,其合成路線如下:下列說法正確的是

(

)A.苯乙烯存在順反異構(gòu)體B.試劑a為

C.試劑b為HO(CH2CH2O)mCH3D.反應(yīng)1為加聚反應(yīng),反應(yīng)2為縮聚反應(yīng)C解析

苯乙烯分子中碳碳雙鍵上的一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)H原子,故不存在順反異構(gòu)體,A錯(cuò)

誤;分析苯乙烯、M的結(jié)構(gòu)可知,M是由苯乙烯與試劑a通過加聚反應(yīng)生成的,故試劑a為

,B錯(cuò)誤;分析M和N的結(jié)構(gòu)知,試劑b為HO(CH2CH2O)mCH3,M和b發(fā)生加成反應(yīng)生成N,C正確;由B、C項(xiàng)分析知,反應(yīng)1為加聚反應(yīng),反應(yīng)2為加成反應(yīng),D錯(cuò)誤。第3節(jié)有機(jī)合成一、有機(jī)合成常用方法1.構(gòu)建碳骨架(1)碳鏈增長:加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng),醛或酮與的加成、鹵代烴的取代反

應(yīng)等。如:CH3CHO+

;CH3CH2Br+N

+NaBr,CH3CH

。(2)碳鏈縮短:烷烴的裂化、裂解,酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng),羧酸鹽脫羧反應(yīng),

烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)及芳香烴側(cè)鏈被酸性KMnO4溶液氧化等。如:CH3COONa+NaOH

CH4↑+Na2CO3;

+R—COOH;

RCOOH;

。(3)成環(huán)反應(yīng)①脫水縮合反應(yīng):多元酸與多元醇經(jīng)酯化反應(yīng)生成環(huán)狀酯,羥基酸、氨基酸、多元醇或

多元酸分子內(nèi)縮合和分子間縮合等。②聚合反應(yīng):乙炔聚合成苯,甲醛、乙醛等聚合成環(huán)狀化合物等。③有機(jī)信息題中常見的雙烯合成、烯烴氧化為環(huán)氧化合物、烷烴的環(huán)化(石油的催化

重整)等。2.官能團(tuán)的引入(1)引入羥基的反應(yīng)①鹵代烴的水解;②醛(酮)還原(與H2加成);③烯烴與水加成;④酯的水解。(2)引入鹵素原子的反應(yīng)①烯烴、炔烴與X2或HX加成;②烷烴、苯及其同系物的鹵代反應(yīng);③醇與HX的取代反

應(yīng)。(3)引入碳碳雙鍵的反應(yīng)①鹵代烴的消去(堿性條件);②醇的消去(酸性條件);③炔烴不完全加成;④烷烴裂化、

裂解。(4)引入碳氧雙鍵的反應(yīng):醇的氧化。(5)引入羧基的反應(yīng)①醛的氧化;②苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上連有氫原子)被酸性高錳酸鉀溶液氧化;③酯、酰胺等物質(zhì)的水解。3.官能團(tuán)的消除(1)消除雙鍵、三鍵、苯環(huán):加成反應(yīng)。(2)消除鹵素原子:消去或水解反應(yīng)。(3)消除羥基:消去、氧化、酯化、與HX發(fā)生取代反應(yīng)。(4)消除醛基:加成或氧化反應(yīng)。(5)消除羧基:酯化或脫羧反應(yīng)。(6)消除酯基、酰胺基:水解反應(yīng)。4.官能團(tuán)的保護(hù)(1)酚羥基的保護(hù):因酚羥基化,所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng),

把—OH轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾Na,待氧化后再酸化變回—OH。(2)碳碳雙鍵的保護(hù):碳碳雙鍵化,在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成

反應(yīng)將其保護(hù)起來,待氧化后再利用消去反應(yīng)變回碳碳雙鍵。(3)氨基的保護(hù):氨基化,因此用

合成

的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH,再把—NO2還原為—NH2。5.官能團(tuán)間的衍變(1)官能團(tuán)種類改變,如烴

鹵代烴

醇

醛

酸

酯。(2)官能團(tuán)數(shù)目和種類改變:一個(gè)官能團(tuán)變多個(gè)官能團(tuán),如CH3CH2Cl

CH2

CH2

ClCH2CH2Cl

HOCH2CH2OH

OHCCHO

HOOCCOOH。(3)官能團(tuán)位置改變,如CH3CH2CH2CH2Br

CH3CH2CH

CH2

CH3CH2CHBrCH3。二、有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)方法1.正合成分析法采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間體,逐步推向

待合成的有機(jī)物。其思維程序是:原料→中間體→產(chǎn)品。2.逆合成分析法采用逆向思維方法,從產(chǎn)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出合成所需要的直接或間接的中間體,逐步推向原料。其思維程序是:產(chǎn)品→中間體→原料。如由乙烯合成草酸二乙酯,其思維過程概括如下:具體路線:3.類比合成分析法:比較題目所給有機(jī)合成路線及已知信息中的反應(yīng),找出原料與合成

物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系,確定中間產(chǎn)物,最后得到目標(biāo)產(chǎn)物——產(chǎn)品。歸納總結(jié)

有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)思維模板1.(2023北京,11,3分)化合物K與L反應(yīng)可合成藥物中間體M,轉(zhuǎn)化關(guān)系如下。即練即清已知L能發(fā)生銀鏡反應(yīng),下列說法正確的是

(

)A.K的核磁共振氫譜有兩組峰B.L是乙醛C.M完全水解可得到K和LD.反應(yīng)物K與L的化學(xué)計(jì)量比是1∶1D解析

A項(xiàng),觀察K的結(jié)構(gòu)簡式知,K的結(jié)構(gòu)對稱,兩端—NH2的4個(gè)H為一組峰,中間—NH2的2個(gè)

H為一組峰,中間次甲基上的1個(gè)H為一組峰,核磁共振氫譜共有三組峰,錯(cuò)誤;B項(xiàng),L能夠

發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含有醛基,根據(jù)K與L反應(yīng)生成M與H2O可知,K中的1個(gè)—NH2可與L

中的1個(gè)—CHO發(fā)生反應(yīng)生成1分子H2O,而由M的結(jié)構(gòu)簡式知,K中2個(gè)—NH2都發(fā)生了

反應(yīng),因此L不是乙醛,而是乙二醛,錯(cuò)誤;C項(xiàng),M分子中只有酰胺基能夠水解,水解后不能

生成K和L,錯(cuò)誤;D項(xiàng),K與L發(fā)生的反應(yīng)為

+

+2H2O,則K與L的化學(xué)計(jì)量比是1∶1,正確。2.有機(jī)化合物(C10H16O4)的合成路線如圖所示:

X

Y

C10H16O4下列說法錯(cuò)誤的是

(

)A.反應(yīng)①為取代反應(yīng)B.Y的分子式為C6H10Br2C.反應(yīng)③的條件可以為氫氧化鈉水溶液加熱D.C10H16O4的核磁共振氫譜有3組峰A解析

由

逆推,并結(jié)合流程可得Y為

,X為

,故反應(yīng)①中

與Br2發(fā)生1,4-加成,A錯(cuò)誤;Y的分子式為C6H10Br2,B正確;反應(yīng)③屬于鹵代烴的水解反應(yīng),反應(yīng)的條件

可以為氫氧化鈉水溶液加熱,C正確;

與CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)生成的

,有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,即核磁共振氫譜有3組峰,D正確。微專題5有機(jī)合成與推斷題解題策略一、有機(jī)推斷題解題突破口1.根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類型反應(yīng)條件反應(yīng)類型NaOH水溶液,加熱鹵代烴、酯、酰胺的水解反應(yīng)NaOH醇溶液,加熱鹵代烴的消去反應(yīng)濃硫酸,加熱醇的消去、酯化,醇變成醚,苯環(huán)的硝化、磺化溴水或溴的CCl4溶液烯烴、炔烴的加成反應(yīng)O2、Cu,加熱醇的催化氧化反應(yīng)新制Cu(OH)2(或銀氨溶液),加熱醛氧化成羧酸鹽稀硫酸,加熱酯的水解等反應(yīng)H2,催化劑烯烴、炔烴、芳香烴的加成,醛、酮還原成醇,還原成—CH2NH2H+酸化光照烷基上的氫原子被鹵素原子取代Fe或FeX3(X為Cl、Br)苯環(huán)上的氫原子被Cl、Br取代2.根據(jù)有機(jī)物性質(zhì)推斷官能團(tuán)有機(jī)物性質(zhì)官能團(tuán)(或物質(zhì))能使溴的CCl4溶液褪色碳碳雙鍵、碳碳三鍵能使酸性KMnO4溶液褪色碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醇/酚羥基、醛基、苯的同

系物(與苯環(huán)直接相連的C上有H)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成磚

紅色沉淀醛基(醛、甲酸、甲酸酯、還原糖)能與Na反應(yīng)放出H2醇/酚羥基、羧基能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2或使石蕊溶液變紅羧基、磺酸基能水解酯基、酰胺基、碳鹵鍵能發(fā)生消去反應(yīng)醇羥基、碳鹵鍵遇濃溴水產(chǎn)生白色沉淀或遇FeCl3溶液顯紫色酚羥基3.根據(jù)反應(yīng)推斷數(shù)量關(guān)系反應(yīng)數(shù)量關(guān)系烴和鹵素單質(zhì)的取代取代1mol氫原子,消耗1mol鹵素單質(zhì)碳碳雙鍵的加成與H2、Br2、HCl、H2O等按物質(zhì)的量之比1∶1加成含—OH(或—COOH)的有機(jī)物與Na反應(yīng)2mol—OH(或—COOH)對應(yīng)1molH2銀鏡反應(yīng)1mol—CHO對應(yīng)2molAg醛基與新制Cu(OH)2反應(yīng)1mol—CHO對應(yīng)1molCu2O羧基與碳酸鈉反應(yīng)2mol—COOH對應(yīng)1molCO2羧基與碳酸氫鈉反應(yīng)1mol—COOH對應(yīng)1molCO2醇羥基的催化氧化1mol—CH2OH催化氧化生成1mol—CHO,相對分子質(zhì)量減少2注意1個(gè)HCHO分子中相當(dāng)于有2個(gè)—CHO。4.根據(jù)產(chǎn)物特點(diǎn)推斷反應(yīng)物結(jié)構(gòu)產(chǎn)物特點(diǎn)反應(yīng)物結(jié)構(gòu)醇催化氧化成醛(或羧酸)R—CH2OH醇催化氧化成酮

(R1、R2不為H原子)醇不能被催化氧化

(R1、R2、R3不為H原子)發(fā)生消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵

或

(R1、R2、R3、R4可為H原子,X為鹵素原子)含有一個(gè)苯環(huán),苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基且苯環(huán)上一

鹵代物只有兩種若兩個(gè)取代基相同,則這兩個(gè)取代基處于鄰位;若兩個(gè)取代基不同,則這兩個(gè)取代基處于對位含有一個(gè)苯環(huán),苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基且苯環(huán)上一

鹵代物只有一種兩個(gè)取代基相同且處于對位方法技巧

構(gòu)建推斷模型

有機(jī)推斷的核心是推斷合成路線中各個(gè)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。由于目標(biāo)產(chǎn)物由原料合

成,原料的碳骨架必然會(huì)在目標(biāo)產(chǎn)物中有所體現(xiàn),比較原料(或中間體)與目標(biāo)產(chǎn)物的碳

骨架和官能團(tuán),充分利用切割模型和各種官能團(tuán)的性質(zhì),并結(jié)合題中所給信息反應(yīng)的特

點(diǎn),推斷出合成路線中各個(gè)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。二、有機(jī)合成解題策略1.“三先三后”策略2.巧用陌生反應(yīng)設(shè)計(jì)合成路線在合成路線的設(shè)計(jì)中有時(shí)會(huì)含陌生反應(yīng)?？衫媚吧磻?yīng)作為設(shè)計(jì)合成路線的突破

口。具體步驟如下:在設(shè)計(jì)過程中一般會(huì)用到“逆推法”和“順推法”,這兩種方法常混合使用。(1)若陌生反應(yīng)處在最后一步,則直接采取逆推法,對比原料與逆推出的中間產(chǎn)物的官能

團(tuán)后,再進(jìn)行順推;(2)若陌生反應(yīng)處在第一步,則可直接順推;(3)若陌生反應(yīng)處在合成路線中間,則可同時(shí)使用順推法和逆推法并進(jìn)行檢驗(yàn);(4)若原料較為簡單,比如烷烴或環(huán)烷烴作為原料時(shí),一般只發(fā)生光照取代反應(yīng),則可直

接順推一步;(5)若目標(biāo)產(chǎn)物含有酯基,可嘗試直接逆推一步拆分為羧酸和醇。

3.常見新型有機(jī)反應(yīng)(1)烯烴的氧化:烯烴先通過臭氧氧化,再經(jīng)過鋅與水處理得到醛或酮;烯烴被酸性KMnO4溶液氧化得到羧酸或酮。如CH3CH2CH

C(CH3)2

CH3CH2CHO+

。注意

根據(jù)烯烴被O3氧化后的產(chǎn)物可以推斷原烯烴的結(jié)構(gòu)。(2)雙烯合成:如1,3-丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)得到環(huán)己烯,

+

,這是著名的雙烯合成反應(yīng),也是合成六元環(huán)的首選方法。(3)羥醛縮合:有α-H的醛在稀堿溶液中能和另一分子醛發(fā)生加成反應(yīng),生成β-羥基醛,稱

為羥醛縮合反應(yīng)。如

CH3CH

CHCHO。(4)苯環(huán)上的硝基被還原:

。(5)醛或酮與格氏試劑(R'MgX)發(fā)生加成反應(yīng),所得產(chǎn)物經(jīng)水解可得醇:

+R'MgX

。(6)酯交換反應(yīng)(酯的醇解):R1COOR2+R3OH

R1COOR3+R2OH。(7)羧酸的還原反應(yīng)和取代反應(yīng):羧酸很難通過催化加氫的方法被還原,用氫化鋁鋰能將

羧酸還原為相應(yīng)的醇。羧酸分子中的α-H較活潑,代。RCOOH

RCH2OHRCH2COOH+Cl2

+HCl即練即清典例

(2024全國甲,36,15分)白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。

以下是某課題組合成化合物I的路線?；卮鹣铝袉栴}:(1)A中的官能團(tuán)名稱為

。(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為

。(3)由C生成D的反應(yīng)類型為

。硝基取代反應(yīng)(4)由E生成F的化學(xué)方程式為

。

。+P(OC2H5)3+C2H5Br(5)已知G可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),G的化學(xué)名稱為

。(6)選用一種鑒別H和I的試劑并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:

。(7)I的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的共有

種(不考慮立體異構(gòu))。①含有手性碳(連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳為手性碳);②含有兩個(gè)苯環(huán);③含有兩個(gè)酚羥基;④可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

4-甲氧基苯甲醛(或?qū)籽趸郊兹?FeCl3溶液;若溶液呈紫色,則為I