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1、第15讲 有机化学基础(选考),-2-,-3-,-4-,考点一,考点二,考点三,有机反应类型的判断 真题示例 1.(2019北京理综,9)交联聚合物P的结构片段如下图所示。下列说法不正确的是(图中 表示链延长)( ),A.聚合物P中有酯基,能水解 B.聚合物P的合成反应为缩聚反应 C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得 D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构,答案,解析,-5-,考点一,考点二,考点三,2.(2019江苏化学,12)化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X制得。 下列有关化合物X、Y的说法正确的是( ) A.1 mol X最多能与2 mol NaOH反
2、应 B.Y与乙醇发生酯化反应可得到X C.X、Y均能与酸性KMnO4溶液反应 D.室温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等,答案 CD,-6-,考点一,考点二,考点三,解析 一个X分子中含有一个羧基和一个(酚)酯基,1 mol X最多消耗3 mol NaOH(酯基消耗2 mol、羧基消耗1 mol),A项错误;比较X和Y的结构可知,Y与乙酸发生酯化反应可得到X,B项错误;X中含有碳碳双键,Y中含有碳碳双键和酚羟基,二者都可与酸性高锰酸钾溶液反应,C项正确;X、Y与Br2的加成产物的结构简式分别如下图所示,其中标*的碳原子为手性碳原子,即两产物分子中各有3个手性碳原子,D项
3、正确。,-7-,考点一,考点二,考点三,3.(2018北京理综,10)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。,下列关于该高分子的说法正确的是( ) A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团COOH或NH2 C.氢键对该高分子的性能没有影响,答案 B,-8-,考点一,考点二,考点三,-9-,考点一,考点二,考点三,-10-,考点一,考点二,考点三,考点突破 1.常见官能团的结构与性质,-11-,考点一,考点二,考点三,-12-,考点一,考点二,考点三,2.有机反应类型的判断与化学方程式的书写,-13-
4、,考点一,考点二,考点三,-14-,考点一,考点二,考点三,-15-,考点一,考点二,考点三,-16-,考点一,考点二,考点三,-17-,考点一,考点二,考点三,3.判断有机反应中某些反应物用量多少的方法 (1)H2用量的判断。 (2)能与NaOH反应的有机物及其用量比例(设有机物分子官能团个数为1):卤代烃:11;苯环上连接的卤原子:12;酚羟基:11;羧基:11;普通酯:11;酚酯:12。,-18-,考点一,考点二,考点三,(3)Br2用量的判断。 烷烃(光照下1 mol Br2可取代1 mol氢原子)、苯(FeBr3催化下1 mol Br2可取代1 mol氢原子)、酚类(1 mol Br
5、2可取代与OH所连碳原子处于邻、对位碳原子上的1 mol H原子)、 (1 mol双键可与1 mol Br2发生加成反应)、CC(1 mol三键可与2 mol Br2发生加成反应)。,-19-,考点一,考点二,考点三,应考训练 考向1 官能团性质及其转化 1.(2019山东济宁一模)已知酚酯与AlCl3一起加热,酰基会从氧原子上迁移到苯环上生成邻羟基或对羟基芳酮。下列说法正确的是( ) A.1 mol的a、b、c均能与4 mol H2反应 B.c可以发生取代、氧化、消去及加成反应 C.b中所有碳原子一定位于同一个平面 D.a的含苯环的同分异构体中,能发生银镜反应、又能使FeCl3溶液显紫色的有
6、13种,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,考向2 有机反应类型 2.愈创木酚是香料、医药、农药等工业的重要的精细化工中间体,工业上以邻硝基氯苯为原料合成愈创木酚的一种流程如下图所示。,-21-,考点一,考点二,考点三,(1)反应的类型依次是 、 。 (2)B物质中的官能团名称是 。 (3)C物质的分子式为 。 (4)已知C物质水解产物之一是氮气,写出反应的化学方程式: 。(不要求写条件) (5)愈创木酚的同分异构体中属于芳香化合物且含有三个取代基有 种,其中含有氢原子种类最少的物质的结构简式为 。,-22-,考点一,考点二,考点三,-23-,考点一,考点二,考点三,-24-,考点一
7、,考点二,考点三,-25-,考点一,考点二,考点三,同分异构体的书写 真题示例 (高考题组合)(1)(2018全国1)写出与 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为11) 。 (2)(2017全国1)芳香化合物X是 F( )的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6211。写出2种符合要求的X的结构简式 。,-26-,考点一,考点二,考点三,(3)(2017全国3)H是G( )的同分异构体,其苯环 上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有 种。,-27-,考点一,考点二,考点三,-28-,考
8、点一,考点二,考点三,-29-,考点一,考点二,考点三,-30-,考点一,考点二,考点三,方法技巧 同分异构体类型通常有碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在立体异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。在复习时要注意掌握各类物质的特征性质,积累同分异构体书写的实用小规律,如丁基有4种结构,戊基有8种结构,苯环上具有3种不同侧链的排列方式为10种等。,-31-,考点一,考点二,考点三,考点突破 1.常见限制条件与结构关系总结,-32-,考点一,考点二,考点三,2.限定条件下同分异构体书写的流程 (1)思维流程。 根据限定条件确定同分异构体中所含官能团的种类。 结合所给有机
9、物有序思维:碳链异构官能团位置异构官能团类别异构。 确定同分异构体数目或根据性质书写结构简式。,-33-,考点一,考点二,考点三,(2)注意事项。 限定范围书写和补写同分异构体,解题时要看清所限范围,分析已知几个同分异构体的结构特点,对比联想找出规律补写,同时注意碳的四价原则和官能团存在位置的要求。 芳香族化合物的同分异构体。 a.烷基的类别与个数,即碳链异构。 b.若有2个侧链,则存在邻、间、对三种位置异构。 具有官能团的有机物。 一般的书写顺序:碳链异构官能团位置异构官能团类别异构。书写要有序进行,如书写酯类物质的同分异构体时,可采用逐一增加碳原子的方法。,-34-,考点一,考点二,考点三
10、,应考训练 (1) 的同分异构体中:能发生水解反应;能发生银镜反应;能与氯化铁溶液发生显色反应;含氧官能团处在对位。满足上述条件的同分异构体共有 种(不考虑立体异构),写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式: 。 (2)化合物 有多种同分异构体,同时满足下列条件的有 种。 能发生水解反应和银镜反应;能与FeCl3发生显色反应;苯环上有四个取代基,且苯环上一卤代物只有一种。,-35-,考点一,考点二,考点三,(3)符合下列3个条件的的 同分异构体有 种。与FeCl3溶液显色;苯环上只有两个取代基;1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是 (写结
11、构简式)。 (4)同时满足下列条件:与FeCl3溶液发生显色反应;苯环上有两个取代基、含C=O键的 的同分异构体有 种(不包括立体异构);其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为 。,-36-,考点一,考点二,考点三,-37-,考点一,考点二,考点三,-38-,考点一,考点二,考点三,(2)由条件知同分异构体中含有酚羟基、甲酸酯结构,含有4个饱和碳原子;结合条件可写出6种符合条件的同分异构体的结构,-39-,考点一,考点二,考点三,(3)同分异构体符合下列条件:与FeCl3溶液显色,说明含有酚羟基;苯环上只有两个取代基;1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH,说明另一个取代基为
12、RCOO,该取代基为CH3CH2CH2COO或(CH3)2CHCOO,这两种取代基都与酚羟基有邻、间、对3种位置关系,所以符合条件的有6种,其中氢,-40-,考点一,考点二,考点三,(4)同分异构体同时满足下列条件:与FeCl3溶液发生显色反应;苯环上有两个取代基、含C=O键,苯环上有邻、间、对3种: 侧链有异构体COOCH3、OOCCH3、CH2COOH、CH2OOCH、OCH2CHO、COCH2OH、CHOHCHO共7种,故满足条件的同分异构体有37=21种;核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质,即有4种化学环境的H,只有苯环上取代基处于对位(3种H)且侧链上有1种H(上述前两种)的结构才符
13、合条件,其结构简式为,-41-,考点一,考点二,考点三,有机合成与推断 真题示例 1.(2019全国1,36)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:,-42-,考点一,考点二,考点三,回答下列问题: (1)A中的官能团名称是 。 (2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳 。 (3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式 。(不考虑立体异构,只需写出3个) (4)反应所需的试剂和条件是 。 (5)的反应类型是 。 (6)写出F到G的反应方程式 。 (7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COO
14、C2H5)制备 的合成路线 (无机试剂任选)。,-43-,考点一,考点二,考点三,-44-,考点一,考点二,考点三,-45-,考点一,考点二,考点三,-46-,考点一,考点二,考点三,-47-,考点一,考点二,考点三,-48-,考点一,考点二,考点三,-49-,考点一,考点二,考点三,2.(2019全国2,36)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:,-50-,考点一,考点二,考点三,-51-,考点一,考点二,考点三,回答下列问题: (1)A是一种烯烃,化学名称为 ,C中官能团的名称为 、 。
15、(2)由B生成C的反应类型为 。 (3)由C生成D的反应方程式为 。 (4)E的结构简式为 。 (5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式 、 。 能发生银镜反应; 核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为321。 (6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于 。,-52-,考点一,考点二,考点三,-53-,考点一,考点二,考点三,-54-,考点一,考点二,考点三,-55-,考点一,考点二,考点三,-56-,考点一,考点二,考点三,考点突破 1.官能团的引入,
16、-57-,考点一,考点二,考点三,2.官能团的消除 (1)通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键)和苯环。 (2)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。 (3)通过加成或氧化反应等消除醛基。 (4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。,-58-,考点一,考点二,考点三,3.官能团的改变 (1)利用官能团的衍生关系进行衍变,如 (2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如 (3)通过某种手段改变官能团的位置,如,-59-,考点一,考点二,考点三,4.官能团的保护,-60-,考点一,考点二,考点三,-61-,考点一,考点二,考点三,5.增长碳链或缩短碳链的方法,-62-,考点一,考点二,考点三
17、,-63-,考点一,考点二,考点三,-64-,考点一,考点二,考点三,应考训练 考向1 合成有确定结构简式的有机物 1.(2019河北示范高中高三联考)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:,-65-,考点一,考点二,考点三,-66-,考点一,考点二,考点三,回答下列问题 (1)A的化学名称是 ,C中含氧官能团的名称为 。 (2)上述反应中,反应的条件是 ,反应属于 反应。 (3)反应发生的是取代反应,且另一种产物为HBr,写出由B生成C的化学方程式: 。 (4)有机物M与非诺洛芬互为同分异构体,M满足下列条件: .能与NaHCO3溶液反应,且能与FeCl3溶液发生显色反
18、应 .分子中有6种不同化学环境的氢原子,且分子中含有两个苯环 M的结构有 种,写出其中一种不能与浓溴水发生取代反应的M的结构简式: 。,-67-,考点一,考点二,考点三,-68-,考点一,考点二,考点三,答案 (1)苯 醚键、羰基 (2)Br2、FeBr3(或Br2、Fe) 取代,-69-,考点一,考点二,考点三,解析 (1)根据题意分析,A的化学名称是苯,C中含氧官能团的名称为醚键、羰基。 (2)反应发生的是苯的溴代反应,反应条件是Br2、FeBr3(或Br2、Fe),该反应属于取代反应。 (3)B发生取代反应生成C,该取代反应中有一种产物是HBr,根据C的结构简式结合原子守恒可知,X的结构
19、简式为,-70-,考点一,考点二,考点三,(4).能与NaHCO3溶液反应,说明有羧基,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明有酚羟基;.分子中有6种不同化学环境的氢原子,且分子中含有两个苯环,说明该分子中含有两个苯环且H原子种类是6,则符合条件的M的结构简式为,-71-,考点一,考点二,考点三,因酚与浓溴水反应取代羟基邻、对位的氢原子,不能与浓溴水发生取代反应的M的苯环上羟基的邻、对位应被其他基团占据,所以不能与浓溴水发生取代反应的M的结构简式为,-72-,考点一,考点二,考点三,-73-,考点一,考点二,考点三,考向2 合成未知结构的有机物 2.化合物X是一种有机合成中间体,Z是常见的高分子
20、化合物,某研究小组采用如下路线合成X和Z:,-74-,考点一,考点二,考点三,已知:化合物A的结构中有2个甲基; 填写下列空白。 (1)写出化合物E的结构简式 ,F中官能团的名称是 。 (2)YZ的化学方程式为 。 (3)GX的化学方程式为 ,反应类型是 。 (4)能与NaOH反应的G的同分异构体有 种。 (5)若C中混有B,请用化学方法检验B的存在(要求写出操作、现象和结论) 。,-75-,考点一,考点二,考点三,-76-,考点一,考点二,考点三,-77-,考点一,考点二,考点三,-78-,考点一,考点二,考点三,(4)G为(CH3)2CHCOOCH2CH3,能与NaOH反应的G的同分异构体
21、为酯或羧酸,若为羧酸,则为己酸,则除羧基外,戊基有8种,则己酸有8种;若为酯,则甲酸酯除HCOO外,醇部分的烷基是戊基有8种,乙酸酯除CH3COO外,醇部分的烷基是丁基有4种,丙酸酯除CH3CH2COO外,醇部分的烷基是丙基有2种,丁酸酯除CH3CH2CH2COO和(CH3)2CHCOO外,醇部分的烷基是乙基只有1种,则有2种丁酸酯,戊酸酯除了COOCH3结构外,丁基有4种,故有4种戊酸酯,总共的同分异构体有8+8+4+2+2+4=28种。 (5)B为(CH3)2CHCHO,C为(CH3)2CHCOOH,检验C中含有B,只需检验醛基即可,可取适量试样置于试管中,先用NaOH中和,再加入新制氢氧
22、化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀则证明有B存在。,-79-,热点(十) 有机合成与推断题 一、题型分析 有机推断与合成的考查题型比较固定,通常是以生产、生活中陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识,涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系,还涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的判断和书写等知识的考查。它要求学生能够通过题给情境适当迁移信息,运用所学知识分析、解决实际问题。它充分体现了高考命题“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想,在一定程度上考查了学生的思维和提取信息的能力。,-80-,二、重难考向剖析 考向 有机合成与推断 【例1】
23、 (2019全国3,36)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:,-81-,回答下列问题: (1)A的化学名称为 。 (2) 中的官能团名称是 。 (3)反应的类型为 ,W的分子式为 。,-82-,(4)不同条件对反应产率的影响见下表: 上述实验探究了 和 对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究 等对反应产率的影响。,-83-,(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式 。 含有苯环;有三种不同化学环境的氢,个数比为621;1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。 (6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线 。(
24、无机试剂任选),-84-,答案:(1)间苯二酚(1,3-苯二酚) (2)羧基、碳碳双键 (3)取代反应 C14H12O4 (4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等),-85-,-86-,-87-,【例2】 (2018全国3,36)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:,-88-,回答下列问题: (1)A的化学名称是 。 (2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为 。 (3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是 、 。 (4)D的结构简式为 。 (5)Y中含氧官能团的名称为 。 (6)E与F在Cr-Ni催化下也可以
25、发生偶联反应,产物的结构简式为 。 (7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为332。写出3种符合上述条件的X的结构简式 。,-89-,-90-,-91-,解题策略: 1.有机推断 一般可采用顺推法、逆推法、多法结合推断,顺藤摸瓜,问题就迎刃而解了。 (1)根据反应条件确定可能的官能团及反应。,-92-,-93-,(2)根据反应物性质确定可能的官能团或物质。,-94-,-95-,(3)根据数据推断。 加成时,1 molCC消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成),1 molCHO消耗1 mol H2,1 mo
26、l苯环消耗3 mol H2。 1 mol RCHO(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。 一元醇与乙酸反应生成酯时,有机产物相对分子质量比一元醇增加42;二元醇与足量乙酸反应生成二元酯时,有机产物相对分子质量比二元醇增加84。 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,-96-,2.解答有机合成题的思路和方法 (1)解题思路。,-97-,(2)解题方法。,-98-,应考训练 1.(2019山东潍坊高三二模)高分子化合物G是一种聚酯材料,其一种合成路线如下:,-99-,回答下列问题: (1)A的名称是 ,B含有的官能团名称是
27、 。 (2)反应的反应类型是 。 (3)反应的化学方程式为 。 (4)反应中引入SO3H的作用是 。 (5)满足下列条件的C的同分异构体共有 种(不含立体异构)。 能使FeCl3溶液显紫色,能发生水解反应。苯环上有两个取代基。 其中核磁共振氢谱显示为5组峰,峰面积之比为32221,且含有CH2CH3,该有机物的结构简式是 (任写一种)。 (6)以CH3CH2CH2OH为原料,设计制备 的合成路线。,-100-,-101-,-102-,(4)反应在苯环上原取代基的对位引入磺酸基(SO3H),反应中磺酸基又消失,所以反应中SO3H的作用是防止反应中硝基(NO2)进入原取代基的对位,即硝基(NO2)
28、只能进入原取代基的邻位。 (5)C的分子式为C9H10O3,其同分异构体要求有酚羟基(OH)、酯基(COO),且苯环上有两个取代基,则合理结构中有HOC6H4,苯环上另一取代基可能为COOC2H5、OOCC2H5、CH2COOCH3、CH2OOCCH3、CH2CH2OOCH、CH(CH3)OOCH,共6种,两个取代基在苯环上有邻、间、对3种相对位置,则符合要求的同分异构体有63=18种。其中有5种氢原子(数目之比为32221)且含有CH2CH3的结构简,-103-,-104-,已知以下信息: 有机物E的摩尔质量为88 g mol-1,其核磁共振氢谱表明含有3种不同环境的氢原子。 有机物F是苯甲
29、醇的同系物。,-105-,请回答下列问题: (1)异丁酸-3-苯丙酯的分子式为 。 (2)A分子中的官能团名称为 。 (3)C的结构简式为 。 (4)一定条件下,1 mol D与2 mol H2能够完全反应生成F,D能够发生银镜反应,因此D生成F的反应类型为 。 (5)E、F反应生成异丁酸-3-苯丙酯的化学方程式为 。 (6)已知有机化合物甲符合下列条件: 与F互为同分异构体;苯环上有3个支链;核磁共振氢谱显示其含有5种不同环境的氢原子,且不同环境的氢原子个数比为62211;与FeCl3溶液不能发生显色反应。 写出符合上述条件的有机物甲的结构简式: 。,-106-,-107-,-108-,-109-,(6)由题给条件可推知F的同分异构体属于芳香醇,苯环上有3个支链,说明苯环上连有2个甲基和一个CH2OH,由核磁共振氢谱显示其含有5种不同环境的氢原子,且不同环境的氢原子个数比为62211可知,同分异构体的结构简式为,