资源简介

提升课时3　有机综合题解题策略
学习目标　1.掌握有机物的性质及转化关系,学习正逆合成基本原则及其应用。2.熟知有机合成遵循的基本规律,学会设计合理的简单有机合成路线。
1.了解转化关系
下图为常见化合物官能团之间的转化关系,图中实线箭头是选修中要求掌握的,虚线箭头是试题中可能给予信息的转化。
　　　　　　　　　　　　　　　　
2.明确特征反应的条件
反应条件 预测可能发生的反应
X2/光照(X2表示卤素单质) 烷烃或苯环侧链烃基上H原子发生取代反应
X2/催化剂(X2表示卤素单质) 苯环上H原子发生取代反应
NaOH水溶液/加热 卤代烃或酯的水解反应
NaOH醇溶液/加热 卤代烃的消去反应
浓硫酸/加热 醇脱水生成醚或者烯烃,醇和酸的酯化反应
稀硫酸/加热 酯或糖类的水解反应
氢气/催化剂/加热 碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基等的加成反应
氧气/催化剂/加热 醇氧化成醛或酮、醛氧化成羧酸
Br2/CCl4 碳碳双键、碳碳三键的加成反应
3.熟悉官能团的特征反应
特征反应 可能的官能团或物质
与金属钠反应 醇羟基、酚羟基、羧基
与碳酸钠溶液反应 酚羟基、羧基
与碳酸氢钠溶液反应 羧基
使溴水褪色 碳碳双键、碳碳三键、醛基
使酸性高锰酸钾溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键、羟基、醛基、与苯环相连的碳原子上有氢原子
与银氨溶液反应产生银镜 醛基、甲酸酯
与新制氢氧化铜悬浊液反应产生红色沉淀 醛基、甲酸酯
与溴水反应产生白色沉淀 酚羟基
遇Fe3+显特征紫色 酚羟基
可发生连续氧化 伯醇(含—CH2—OH)或 —RCH==CHR'(R和R'为烃基)
能发生水解反应 卤代烃、酯、多糖、蛋白质、酰胺
能发生消去反应 卤代烃、醇(相邻碳原子上有氢原子)
能发生加成反应 碳碳双键、碳碳三键、羰基、醛基、苯环
能发生加聚反应 碳碳双键、碳碳三键
能发生缩聚反应 同时存在羟基和羧基,同时存在氨基和羧基
4.常见反应中的定量关系
(1)发生置换反应时:1 mol —OH或—COOH与活泼金属(通常是Na)反应时,生成0.5 mol H2。
(2)发生加成反应时:1 mol碳碳双键或1 mol醛基消耗1 mol H2;1 mol碳碳三键消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成);1 mol苯消耗3 mol H2。
(3)发生氧化反应时:1 mol —CHO消耗2 mol [Ag(NH3)2]+,生成2 mol Ag;1 mol —CHO消耗2 mol Cu(OH)2,生成1 mol Cu2O。
(4)发生水解反应时,在碱性条件下,1 mol 醇酯(由醇和羧酸生成的酯)消耗1 mol NaOH;1 mol酚酯(由酚和羧酸生成的酯)消耗2 mol NaOH。
(5)1 mol —COOH与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成1 mol CO2。
(6)一元伯醇(R—CH2—OH)发生连续氧化时,生成的醛(R—CHO)的相对分子质量比醇少2,进一步生成的羧酸(R—COOH)的相对分子质量比醇多14。
5.常考的陌生典型反应类型
(1)取代反应
①羧酸的α-H卤代:Br2+CH3CH2COOHHBr+CH3CHBrCOOH。
②丙烯的α-H卤代:CH2==CH—CH3+Cl2CH2==CH—CH2Cl+HCl。
③酯与格氏试剂的反应:
CH3CH2COOCH3。
④酯交换(酯的醇解)反应:R1COOR2+R3OH--→R1COOR3+R2OH。
⑤醇钠和卤代烃的成醚反应:R1ONa+R2X--→R1OR2+NaX。
⑥卤代烃与烯烃的Heck反应:+CH2==CH—R+HBr。
(2)加成反应
①共轭二烯烃的1,4-加成反应:
CH2==CH—CH==CH2+Br2--→CH2Br—CH==CH—CH2Br。
②醛、酮与氢氰酸的反应:+HCN--→
。
③醛或酮之间的加成反应——羟醛缩合:CH3CHO+CH3CHO。
④醛或酮与格氏试剂(R'MgX)反应:+R'MgX--→
。
⑤Diels—Alder反应([4+2]成环反应):
CH2==CH—CH==CH2+R—CH==CH—R'--→。
(3)氧化反应
①烯烃的臭氧氧化分解反应:
+。
②烯烃被酸性KMnO4氧化分解:
R'COOH+;
R'CH==CH2R'COOH+CO2↑。
③苯环侧链被酸性高锰酸钾氧化:
。
(4)还原反应
①将硝基还原成氨基:
。
②用氢化铝锂(LiAlH4)还原羧酸成醇:
RCOOHRCH2OH。
【典例解读】
1.依据分子结构进行推断
在有机推断类试题中常涉及常见有机物的结构、性质及其转化关系, 学生解题时首先要认真审读试题, 综合考虑试题所给显性信息和隐含信息, 深化理解试题立意, 然后以点带面, 大胆假设和验证, 通过正向推断或逆向推断,准确推出未知有机物, 最后进行全面分析得出答案。
[例1]　有机物 H 是一种高聚物, 在光刻工艺中应用广泛, 可添加在涂层中以提高其抗腐蚀的性能。如图所示为有机物 H 的一种合成工艺路线。
已知:①BC发生的反应是加聚反应;
②D是一种高分子化合物;
③RCHO+R1CH2COOHH2O+RCH==CR1COOH。
请回答下列问题。
(1)X生成Y的条件是　　　　,E的分子式为　　　　。
(2)已知有机物 Ⅰ 是一种与A的实验式相同的芳香烃,通过测定其核磁共振氢谱,可知图中有5组峰,峰面积比为1∶1∶2∶2∶2,故 Ⅰ 的结构简式为　　　　　　　　,可能发生的反应类型为　　　　(写出某一种就行)。
(3)E→F发生反应的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)D+G--→H发生反应的化学方程形式为　　　　　　　　。
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.依据所给数据进行推断
数据类有机推断题实际是对官能团性质的考查,一般是给出与某种物质反应生成气体的量, 再结合题中的限定条件判断有机物的结构或数目。
[例2]　芳香族化合物M是H()的同分异构体,1 mol M与足量碳酸氢钠溶液反应生成2 mol CO2,苯环上有3个取代基的M的结构有　　　　种;苯环上有2个取代基的M的同分异构体,核磁共振氢谱为5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1,其结构简式为　　　　　　　　。
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.依据目标产物进行推断
依据目标产物进行有机推断时, 首先要分析目标产物的结构特点, 再结合已知合成路线进行合成。因此,在解读已知合成路线时, 不能单纯根据参加反应的有机物进行推理, 还要依据条件的不同进行灵活应用。
[例3]　化合物 D 是合成降血脂药物阿伐他汀的重要中间体, 其合成路线如图所示。
写出以CH3COOH、CH3CH2OH、和CH3CH2ONa为原料制备
的合成路线(无机试剂任选)。
1.褪黑激素是一种神经系统激素,具有广泛的生理活性,有镇静镇痛的作用,一种以廉价易得的原料制备褪黑激素的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)萘的一氯代物有　　　　　种。
(2)1 mol邻苯二甲酸与碳酸钠反应最多可产生　　　　　 mol二氧化碳。
(3)Br(CH2)3Br的官能团名称为　　　　　,写出反应①的化学反应方程式　　　　　　　　
　　　　　　　　。
(4)反应②属于　　　　　反应(填有机反应类型),写出CH3COCH2COOC2H5在NaOH水溶液中水解的化学反应方程式　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(5)1 mol中间产物最多能与　　　　　 mol H2发生加成反应,1个加成产物分子中有　　　　个手性碳原子。
(6)最后一步乙酰化反应可能会生成多种不同的乙酰化副产物,写出其中两种副产物的结构简式
　　　　　　　　。
2.苏沃雷生(H)是一种新型抗失眠药物,利用手性催化剂合成H的路线如图:
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称为　　　　　。
(2)C的结构简式为　　　　　。
(3)D→E的反应类型为　　　　　。
(4)A→B的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　　。
(5)G的结构简式为　　　　　　　　。
(6)(C2H5)3N是一种有机碱,名称为三乙胺。(C2H5)3N、(C2H5)2NH、C2H5NH2三者中碱性最弱的是　　　　　(填化学式)。
(7)—Boc为叔丁氧羰基
[],—Boc与—CH3相连形成物质M。
①写出满足下列条件的M的所有同分异构体的结构简式　　　　　　　　。
ⅰ.含四元环
ⅱ.核磁共振氢谱显示只有一组吸收峰
②满足下列条件的M的同分异构体有　　　　种(不考虑立体结构)。
ⅰ.含酮羰基
ⅱ.能与金属钠反应
ⅲ.分子中只含有一个手性碳原子
3.黄酮类天然产物具有独特的生物活性,一种具有抗炎活性的高异黄酮类似物Ⅶ的合成路线如下:
Ⅲ
　　　　　　 　 Ⅳ
--→
　 V Ⅵ
(1)化合物Ⅰ的名称是　　　　　　。
(2)鉴别化合物Ⅰ和Ⅱ的化学方法　　　　　　　
　　　　　　　　。
(3)反应⑤的类型是　　　　　　;反应②为还原反应,化合物Ⅲ的结构简式为　　　　　　　　;
由化合物Ⅱ合成Ⅲ的反应条件是　　　　　　(填选项)。
A.NaOH B.HCl
C.O2 D.H+/H2
(4)写出化合物Ⅱ和NaHCO3溶液反应的化学方程式　　　　　　　
　　　　　　　　。
(5)化合物Ⅶ中含氧官能团名称　　　　　　。
(6)化合物Ⅱ的芳香族同分异构体中,写出两种同时满足如下条件的同分异构体的结构简式　　　　　　　　　、　　　　　　　　。
条件:①遇FeCl3溶液显色;②不能与NaHCO3溶液反应;③与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团;④核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰。
(7)利用反应⑤类似的反应,写出由
HOCH2(CH2)4CH2OH及乙醇为原料合成
的路线(不需注明反应条件)。
:课后完成　第三章　提升课时3
高考真题体验(三)
章末测评验收卷(三)(共108张PPT)
第五节　有机合成
第三章　烃的衍生物
提升课时 　有机综合题解题策略
3
1.掌握有机物的性质及转化关系,学习正逆合成基本原则及其应用。2.熟知有机合成遵循的基本规律,学会设计合理的简单有机合成路线。
学习目标
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
1.了解转化关系
下图为常见化合物官能团之间的转化关系,图中实线箭头是选修中要求掌握的,虚线箭头是试题中可能给予信息的转化。
2.明确特征反应的条件
反应条件 预测可能发生的反应
X2/光照(X2表示卤素单质) 烷烃或苯环侧链烃基上H原子发生取代反应
X2/催化剂(X2表示卤素单质) 苯环上H原子发生取代反应
NaOH水溶液/加热 卤代烃或酯的水解反应
NaOH醇溶液/加热 卤代烃的消去反应
浓硫酸/加热 醇脱水生成醚或者烯烃,醇和酸的酯化反应
稀硫酸/加热 酯或糖类的水解反应
氢气/催化剂/加热 碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基等的加成反应
氧气/催化剂/加热 醇氧化成醛或酮、醛氧化成羧酸
Br2/CCl4 碳碳双键、碳碳三键的加成反应
3.熟悉官能团的特征反应
特征反应 可能的官能团或物质
与金属钠反应 醇羟基、酚羟基、羧基
与碳酸钠溶液反应 酚羟基、羧基
与碳酸氢钠溶液反应 羧基
使溴水褪色 碳碳双键、碳碳三键、醛基
使酸性高锰酸钾溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键、羟基、醛基、与苯环相连的碳原子上有氢原子
与银氨溶液反应产生银镜 醛基、甲酸酯
与新制氢氧化铜悬浊液反应产生红色沉淀 醛基、甲酸酯
特征反应 可能的官能团或物质
与溴水反应产生白色沉淀 酚羟基
遇Fe3+显特征紫色 酚羟基
可发生连续氧化 伯醇(含—CH2—OH)或—RCH==CHR'(R和R'为烃基)
能发生水解反应 卤代烃、酯、多糖、蛋白质、酰胺
能发生消去反应 卤代烃、醇(相邻碳原子上有氢原子)
能发生加成反应 碳碳双键、碳碳三键、羰基、醛基、苯环
能发生加聚反应 碳碳双键、碳碳三键
能发生缩聚反应 同时存在羟基和羧基,同时存在氨基和羧基
4.常见反应中的定量关系
(1)发生置换反应时:1 mol —OH或—COOH与活泼金属(通常是Na)反应时,生成0.5 mol H2。
(2)发生加成反应时:1 mol碳碳双键或1 mol醛基消耗1 mol H2;1 mol碳碳三键消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成);1 mol苯消耗3 mol H2。
(3)发生氧化反应时:1 mol —CHO消耗2 mol [Ag(NH3)2]+,生成2 mol Ag;1 mol —CHO消耗2 mol Cu(OH)2,生成1 mol Cu2O。
(4)发生水解反应时,在碱性条件下,1 mol 醇酯(由醇和羧酸生成的酯)消耗1 mol NaOH;1 mol酚酯(由酚和羧酸生成的酯)消耗2 mol NaOH。
(5)1 mol —COOH与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成1 mol CO2。
(6)一元伯醇(R—CH2—OH)发生连续氧化时,生成的醛(R—CHO)的相对分子质量比醇少2,进一步生成的羧酸(R—COOH)的相对分子质量比醇多14。
5.常考的陌生典型反应类型
【典例解读】
1.依据分子结构进行推断
在有机推断类试题中常涉及常见有机物的结构、性质及其转化关系, 学生解题时首先要认真审读试题, 综合考虑试题所给显性信息和隐含信息, 深化理解试题立意, 然后以点带面, 大胆假设和验证, 通过正向推断或逆向推断,准确推出未知有机物, 最后进行全面分析得出答案。
[例1]　有机物 H 是一种高聚物, 在光刻工艺中应用广泛, 可添加在涂层中以提高其抗腐蚀的性能。如图所示为有机物 H 的一种合成工艺路线。
请回答下列问题。
(1)X生成Y的条件是　　　　,E的分子式为　　　　。
(2)已知有机物 Ⅰ 是一种与A的实验式相同的芳香烃,通过测定其核磁共振氢谱,
可知图中有5组峰,峰面积比为1∶1∶2∶2∶2,故 Ⅰ 的结构简式为　　　　　　,可能发生的反应类型为　　　　　　　　　(写出某一种就行)。
光照
C7H8O
加成反应(合理即可)
(3)E→F发生反应的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。 (4)D+G--→H发生反应的化学方程形式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.依据所给数据进行推断
数据类有机推断题实际是对官能团性质的考查,一般是给出与某种物质反应生成气体的量, 再结合题中的限定条件判断有机物的结构或数目。
6
3.依据目标产物进行推断
依据目标产物进行有机推断时, 首先要分析目标产物的结构特点, 再结合已知合成路线进行合成。因此,在解读已知合成路线时, 不能单纯根据参加反应的有机物进行推理, 还要依据条件的不同进行灵活应用。
[例3]　化合物 D 是合成降血脂药物阿伐他汀的重要中间体, 其合成路线如图所示。
1.褪黑激素是一种神经系统激素,具有广泛的生理活性,有镇静镇痛的作用,一种以廉价易得的原料制备褪黑激素的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)萘的一氯代物有　　　　　种。
(2)1 mol邻苯二甲酸与碳酸钠反应最多可产生　　　　　 mol二氧化碳。
2
1
(3)Br(CH2)3Br的官能团名称为　　　　　,写出反应①的化学反应方程式
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)反应②属于　　　　　反应(填有机反应类型),写出CH3COCH2COOC2H5在NaOH水溶液中水解的化学反应方程式
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(5)1 mol中间产物最多能与　　　　　 mol H2发生加成反应,1个加成产物分子中有　　　　个手性碳原子。
碳溴键
取代
CH3COCH2COOC2H5+NaOH--→CH3COCH2COONa+C2H5OH
4
4
(6)最后一步乙酰化反应可能会生成多种不同的乙酰化副产物,写出其中两种副产物的结构简式　　　　　　　　。
2.苏沃雷生(H)是一种新型抗失眠药物,利用手性催化剂合成H的路线如图:
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称为　　　　　　。
(2)C的结构简式为　　　　　　　　　　。
(3)D→E的反应类型为　　　　　　　　。
醚键、酰胺基
加成反应
(4)A→B的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)G的结构简式为　　　　　　　　　　。
(6)(C2H5)3N是一种有机碱,名称为三乙胺。(C2H5)3N、(C2H5)2NH、C2H5NH2三者中碱性最弱的是　　　　　(填化学式)。
C2H5NH2
14
3.黄酮类天然产物具有独特的生物活性,一种具有抗炎活性的高异黄酮类似物Ⅶ的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的名称是　　　　　　。
(2)鉴别化合物Ⅰ和Ⅱ的化学方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)反应⑤的类型是　　　　　　;反应②为还原反应,化合物Ⅲ的结构简式为
　　　　　　　; 由化合物Ⅱ合成Ⅲ的反应条件是　　　　　　(填选项)。
A.NaOH B.HCl C.O2 D.H+/H2
邻苯二酚
加入NaHCO3溶液,有气体生成的是化合物Ⅱ
取代反应
D
(4)写出化合物Ⅱ和NaHCO3溶液反应的化学方程式
　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　。
(5)化合物Ⅶ中含氧官能团名称　　　　　　　　　　。
酯基、酮羰基、醚键
(6)化合物Ⅱ的芳香族同分异构体中,写出两种同时满足如下条件的同分异构体的
结构简式　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
条件:①遇FeCl3溶液显色;②不能与NaHCO3溶液反应;③与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团;④核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰。
课后巩固训练
1.(2024·北京交通大学附中高二期中)一种抗过敏药物中间体J的合成路线如图所示。
(1)A→B的化学方程式是　　　　　　　 　　　　　　　　。
(2)B→C的反应类型是　　　　　　。
(3)E与I发生取代反应生成J(含有3个苯环且不含硫原子)。已知E中断开N—H键,则I中断开　　　　(填“C—O键”或“O—S键”)。
(4)H的官能团有　　　　　　　　　　　　　　　。
取代反应
C—O键
酰胺基、酮羰基和羟基
ac
2.敌菌净是一种兽药(磺胺增效剂),用于治疗家禽细菌感染。其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)敌菌净的苯环中碳的2p轨道形成__________
中心　　　　　电子的大π键。在有机物C所涉
及的第二周期元素中,第一电离能由小到大排序
为　　　　　。
(2)1个有机物B分子最多有　　　　　个原子共平面。
6
6
C18
(3)为了证明有机物A中含醛基,宜选择下列试剂是　　　(填字母)(必要时可加热)。
a.新制Cu(OH)2浊液 b.酸性KMnO4溶液 c.溴水
如果B→C分两步进行,第一步是加成反应,则第二步反应类型是　　　　　。
(4)写出有机物A与(CH3)2SO4、NaOH反应生成有机物B、Na2SO4和H2O的化学方程
式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(5)在有机物B的芳香族同分异构体中,同时具备下列条件的结构有　　　　种。
①能发生银镜反应;②苯环上有3个取代基;③1 mol有机物最多能与3 mol NaOH反应
a
消去反应
10
3.(2024·四川眉山仁寿第一中学高二月考)化合物M是一种医药中间体,实验室中M的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为　　　　　　　;B的化学名称为　　　　　　;由C生成D的反应类型为　　　　。
(2)A的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　;由F生成G化学方程式为
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)由G生成M的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
碳碳双键、醛基
3-氯丁醛
取代反应
CH2==CHCH2CHO或CH3CH==CHCHO
10
4.有机化合物Y是一种合成中间体,由有机物X合成Y的一种路线如下:
(1)X中的含氧官能团的名称是　　　　　,反应②的反应类型是　　　　　。
(2)有机物C的名称是　　　　　　　　　　　　。
醛基、醚键
还原反应
间溴苯乙酸(或3-溴苯乙酸)
解析　(1)X中的含氧官能团的名称:醚键和醛基;对比A和B结构简式,反应②的反应类型为还原反应;(2)溴原子连接在苯乙酸取代基的间位,命名为间溴苯乙酸(或3-溴苯乙酸);
(3)X发生银镜反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(4)反应④还会生成一种与E互为同分异构体的副产物F,F的结构简式为
　　　　　　　　　　　。
(5)A的同分异构体中,含有苯环和羧基,且核磁共振氢谱有三组峰的有　　　　种 (不考查立体异构)。
6
5.化合物M是一种治疗抑郁症和焦虑症的药物,某研究小组以化合物I为原料合成化合物M的路线如下(部分反应条件省略):
羟基、醚键
(3)下列说法正确的是　　　　(填序号)。
A.化合物Ⅱ在水中的溶解度比化合物Ⅰ小
B.1 mol化合物Ⅰ与浓溴水反应,最多可以消耗2 mol Br2
C.化合物Ⅳ的分子中最多有7个碳原子共平面
D.Ⅲ→Ⅳ的反应属于取代反应
(4)Ⅵ~Ⅶ的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
AD
(5)化合物Ⅷ有多种同分异构体,同时符合下列条件的有　　　　种,其中核磁共振
氢谱有三组峰,且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为　　　　　　　　。
ⅰ)含有一个苯环且苯环上有两个取代基;
ⅱ)其中一个取代基为硝基。
(6)根据上述信息,写出以苯酚为原料合成水杨酸(邻羟基苯甲酸)的路线。(可使用本题中出现的有机试剂,无机试剂任选)
12
6.西那卡塞是被称为拟钙剂的新一类化合物中第一个药物,能激活甲状旁腺中的钙受体,从而降低甲状旁腺素的分泌。一种西那卡塞的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)西那卡塞中含有的官能团名称为　　　　　　　　　　　　;
有机物A→F中,存在对映异构体的是　　(填字母)。
酰胺基、碳氟键
F
(2)A→B发生反应的类型是　　　　　　;D→E生成的一种气体可以使品红溶液褪色,D→E的化学方程式为
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　 　　。
(3)有机物C的熔沸点低于D的主要原因是
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　。
取代反应
D分子间能形成分子间氢键,而C分子间不能
7.(2023·全国新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是　　　　　　　　　　　　。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有　　　　种。
(3)D中官能团的名称为　　　　、　　　　。
(4)E与F反应生成G的反应类型为　　　　。
(5)F的结构简式为　　　　　　。
3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)
2
氨基
(酚)羟基
取代反应
(6)I转变为J的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　　。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有　　　　种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体
的结构简式为　　　　　　　　　　　　。
9提升课时3　有机综合题解题策略
学习目标　1.掌握有机物的性质及转化关系,学习正逆合成基本原则及其应用。2.熟知有机合成遵循的基本规律,学会设计合理的简单有机合成路线。
1.了解转化关系
下图为常见化合物官能团之间的转化关系,图中实线箭头是选修中要求掌握的,虚线箭头是试题中可能给予信息的转化。
　　　　　　　　　　　　　　　　
2.明确特征反应的条件
反应条件 预测可能发生的反应
X2/光照(X2表示卤素单质) 烷烃或苯环侧链烃基上H原子发生取代反应
X2/催化剂(X2表示卤素单质) 苯环上H原子发生取代反应
NaOH水溶液/加热 卤代烃或酯的水解反应
NaOH醇溶液/加热 卤代烃的消去反应
浓硫酸/加热 醇脱水生成醚或者烯烃,醇和酸的酯化反应
稀硫酸/加热 酯或糖类的水解反应
氢气/催化剂/加热 碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基等的加成反应
氧气/催化剂/加热 醇氧化成醛或酮、醛氧化成羧酸
Br2/CCl4 碳碳双键、碳碳三键的加成反应
3.熟悉官能团的特征反应
特征反应 可能的官能团或物质
与金属钠反应 醇羟基、酚羟基、羧基
与碳酸钠溶液反应 酚羟基、羧基
与碳酸氢钠溶液反应 羧基
使溴水褪色 碳碳双键、碳碳三键、醛基
使酸性高锰酸钾溶液褪色 碳碳双键、碳碳三键、羟基、醛基、与苯环相连的碳原子上有氢原子
与银氨溶液反应产生银镜 醛基、甲酸酯
与新制氢氧化铜悬浊液反应产生红色沉淀 醛基、甲酸酯
与溴水反应产生白色沉淀 酚羟基
遇Fe3+显特征紫色 酚羟基
可发生连续氧化 伯醇(含—CH2—OH)或 —RCHCHR'(R和R'为烃基)
能发生水解反应 卤代烃、酯、多糖、蛋白质、酰胺
能发生消去反应 卤代烃、醇(相邻碳原子上有氢原子)
能发生加成反应 碳碳双键、碳碳三键、羰基、醛基、苯环
能发生加聚反应 碳碳双键、碳碳三键
能发生缩聚反应 同时存在羟基和羧基,同时存在氨基和羧基
4.常见反应中的定量关系
(1)发生置换反应时:1 mol —OH或—COOH与活泼金属(通常是Na)反应时,生成0.5 mol H2。
(2)发生加成反应时:1 mol碳碳双键或1 mol醛基消耗1 mol H2;1 mol碳碳三键消耗1 mol H2(部分加成)或2 mol H2(完全加成);1 mol苯消耗3 mol H2。
(3)发生氧化反应时:1 mol —CHO消耗2 mol [Ag(NH3)2]+,生成2 mol Ag;1 mol —CHO消耗2 mol Cu(OH)2,生成1 mol Cu2O。
(4)发生水解反应时,在碱性条件下,1 mol 醇酯(由醇和羧酸生成的酯)消耗1 mol NaOH;1 mol酚酯(由酚和羧酸生成的酯)消耗2 mol NaOH。
(5)1 mol —COOH与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成1 mol CO2。
(6)一元伯醇(R—CH2—OH)发生连续氧化时,生成的醛(R—CHO)的相对分子质量比醇少2,进一步生成的羧酸(R—COOH)的相对分子质量比醇多14。
5.常考的陌生典型反应类型
(1)取代反应
①羧酸的α-H卤代:Br2+CH3CH2COOHHBr+CH3CHBrCOOH。
②丙烯的α-H卤代:CH2CH—CH3+Cl2CH2CH—CH2Cl+HCl。
③酯与格氏试剂的反应:
CH3CH2COOCH3。
④酯交换(酯的醇解)反应:R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH。
⑤醇钠和卤代烃的成醚反应:R1ONa+R2XR1OR2+NaX。
⑥卤代烃与烯烃的Heck反应:+
CH2CH—R+HBr。
(2)加成反应
①共轭二烯烃的1,4-加成反应:
CH2CH—CHCH2+Br2CH2Br—CHCH—CH2Br。
②醛、酮与氢氰酸的反应:+HCN
。
③醛或酮之间的加成反应——羟醛缩合:CH3CHO+CH3CHO。
④醛或酮与格氏试剂(R'MgX)反应:+R'MgX。
⑤Diels—Alder反应([4+2]成环反应):
CH2CH—CHCH2+R—CHCH—R'。
(3)氧化反应
①烯烃的臭氧氧化分解反应:
+。
②烯烃被酸性KMnO4氧化分解:
R'COOH+;
R'CHCH2R'COOH+CO2↑。
③苯环侧链被酸性高锰酸钾氧化:
。
(4)还原反应
①将硝基还原成氨基:
。
②用氢化铝锂(LiAlH4)还原羧酸成醇:
RCOOHRCH2OH。
【典例解读】
1.依据分子结构进行推断
在有机推断类试题中常涉及常见有机物的结构、性质及其转化关系, 学生解题时首先要认真审读试题, 综合考虑试题所给显性信息和隐含信息, 深化理解试题立意, 然后以点带面, 大胆假设和验证, 通过正向推断或逆向推断,准确推出未知有机物, 最后进行全面分析得出答案。
[例1]　有机物 H 是一种高聚物, 在光刻工艺中应用广泛, 可添加在涂层中以提高其抗腐蚀的性能。如图所示为有机物 H 的一种合成工艺路线。
已知:①BC发生的反应是加聚反应;
②D是一种高分子化合物;
③RCHO+R1CH2COOHH2O+RCHCR1COOH。
请回答下列问题。
(1)X生成Y的条件是　　　　,E的分子式为　　　　。
(2)已知有机物 Ⅰ 是一种与A的实验式相同的芳香烃,通过测定其核磁共振氢谱,可知图中有5组峰,峰面积比为1∶1∶2∶2∶2,故 Ⅰ 的结构简式为　　　　,可能发生的反应类型为　　　　(写出某一种就行)。
(3)E→F发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)D+GH发生反应的化学方程形式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)光照　C7H8O　(2)　加成反应(合理即可)
(3)2+O22+2H2O
(4)n++nH2O
2.依据所给数据进行推断
数据类有机推断题实际是对官能团性质的考查,一般是给出与某种物质反应生成气体的量, 再结合题中的限定条件判断有机物的结构或数目。
[例2]　芳香族化合物M是H()的同分异构体,1 mol M与足量碳酸氢钠溶液反应生成2 mol CO2,苯环上有3个取代基的M的结构有　　　　种;苯环上有2个取代基的M的同分异构体,核磁共振氢谱为5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1,其结构简式为　　　　。
答案　6　
解析　本题主要考查了学生对有机物官能团性质的掌握程度,解题的关键是明确能与碳酸氢钠溶液反应生成CO2的官能团。当1 mol M与足量碳酸氢钠溶液反应生成2 mol CO2时,说明M中含有2个羧基。已知M属于芳香族化合物,与H互为同分异构体,苯环上有3个取代基,即2个羧基和1个甲基。先固定羧基,然后进行分析,当羧基位于邻位时,甲基有2个取代位置;当羧基位于间位时,甲基有3个取代位置;当羧基位于对位时,甲基有1个取代位置。因此,满足上述要求的M的结构共有6种。若苯环上有2个取代基,则2个取代基分别为—COOH和—CH2COOH;结合核磁共振氢谱中5组峰的峰面积之比,可推测2个取代基位于对位,即满足此条件的M的结构简式为。
3.依据目标产物进行推断
依据目标产物进行有机推断时, 首先要分析目标产物的结构特点, 再结合已知合成路线进行合成。因此,在解读已知合成路线时, 不能单纯根据参加反应的有机物进行推理, 还要依据条件的不同进行灵活应用。
[例3]　化合物 D 是合成降血脂药物阿伐他汀的重要中间体, 其合成路线如图所示。
写出以CH3COOH、CH3CH2OH、和CH3CH2ONa为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
答案　
1.褪黑激素是一种神经系统激素,具有广泛的生理活性,有镇静镇痛的作用,一种以廉价易得的原料制备褪黑激素的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)萘的一氯代物有　　　　　种。
(2)1 mol邻苯二甲酸与碳酸钠反应最多可产生　　　　　 mol二氧化碳。
(3)Br(CH2)3Br的官能团名称为　　　　　,写出反应①的化学反应方程式　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(4)反应②属于　　　　　反应(填有机反应类型),写出CH3COCH2COOC2H5在NaOH水溶液中水解的化学反应方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(5)1 mol中间产物最多能与　　　　　 mol H2发生加成反应,1个加成产物分子中有　　　　　个手性碳原子。
(6)最后一步乙酰化反应可能会生成多种不同的乙酰化副产物,写出其中两种副产物的结构简式
　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2
(2)1
(3)碳溴键　
(4)取代　CH3COCH2COOC2H5+NaOHCH3COCH2COONa+C2H5OH
(5)4　4
(6)或或(任写两种)
2.苏沃雷生(H)是一种新型抗失眠药物,利用手性催化剂合成H的路线如图:
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称为　　　　　。
(2)C的结构简式为　　　　　。
(3)D→E的反应类型为　　　　　。
(4)A→B的化学方程式为　　　　　。
(5)G的结构简式为　　　　　。
(6)(C2H5)3N是一种有机碱,名称为三乙胺。(C2H5)3N、(C2H5)2NH、C2H5NH2三者中碱性最弱的是　　　　　(填化学式)。
(7)—Boc为叔丁氧羰基[],—Boc与—CH3相连形成物质M。
①写出满足下列条件的M的所有同分异构体的结构简式　　　　　。
ⅰ.含四元环
ⅱ.核磁共振氢谱显示只有一组吸收峰
②满足下列条件的M的同分异构体有　　　　种(不考虑立体结构)。
ⅰ.含酮羰基
ⅱ.能与金属钠反应
ⅲ.分子中只含有一个手性碳原子
答案　(1)醚键、酰胺基
(2)
(3)加成反应
(4)+CSCl2+2HCl
(5)
(6)C2H5NH2
(7)①　②14
3.黄酮类天然产物具有独特的生物活性,一种具有抗炎活性的高异黄酮类似物Ⅶ的合成路线如下:
Ⅲ
　　　　Ⅰ　　　　　　　　　Ⅱ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
(1)化合物Ⅰ的名称是　　　　　　。
(2)鉴别化合物Ⅰ和Ⅱ的化学方法　　　　　　。
(3)反应⑤的类型是　　　　　　;反应②为还原反应,化合物Ⅲ的结构简式为　　　　　　　　　　　;
由化合物Ⅱ合成Ⅲ的反应条件是　　　　　　(填选项)。
A.NaOH B.HCl
C.O2 D.H+/H2
(4)写出化合物Ⅱ和NaHCO3溶液反应的化学方程式　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(5)化合物Ⅶ中含氧官能团名称　　　　　　。
(6)化合物Ⅱ的芳香族同分异构体中,写出两种同时满足如下条件的同分异构体的结构简式　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。
条件:①遇FeCl3溶液显色;②不能与NaHCO3溶液反应;③与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团;④核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰。
(7)利用反应⑤类似的反应,写出由
HOCH2(CH2)4CH2OH及乙醇为原料合成
的路线(不需注明反应条件)。
答案　(1)邻苯二酚
(2)加入NaHCO3溶液,有气体生成的是化合物Ⅱ
(3)取代反应　　D
(4)+NaHCO3+CO2↑+H2O
(5)酯基、酮羰基、醚键
(6)　
(7)
1.(2024·北京交通大学附中高二期中)一种抗过敏药物中间体J的合成路线如图所示。
已知:ⅰ.酯或酮中的碳氧双键能与RMgBr发生加成反应:+RMgBr
ⅱ.R'OMgBrR'OH
(1)A→B的化学方程式是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(2)B→C的反应类型是　　　　　　。
(3)E与I发生取代反应生成J(含有3个苯环且不含硫原子)。已知E中断开N—H键,则I中断开　　　　(填“C—O键”或“O—S键”)。
(4)H的官能团有　　　　　　。
(5)C→D涉及的反应过程如图。
写出中间产物2和D的结构简式。中间产物2:　　　　　　,D:　　　　　　。
(6)G的结构简式是　　　　　　。
(7)下列说法正确的是　　　　。
a.B→C中的作用是保护
b.E中存在手性碳原子
c.G→H反应中为减少副反应的发生,应向过量G中滴加试剂X
答案　(1)+C2H5OH+H2O
(2)取代反应
(3)C—O键
(4)酰胺基、酮羰基和羟基
(5)　
(6)
(7)ac
2.敌菌净是一种兽药(磺胺增效剂),用于治疗家禽细菌感染。其合成路线如下:
已知:CH2CHCNCH2CHCOOH。
请回答下列问题:
(1)敌菌净的苯环中碳的2p轨道形成　　　　　中心　　　　　电子的大π键。在有机物C所涉及的第二周期元素中,第一电离能由小到大排序为　　　　　。
(2)1个有机物B分子最多有　　　　　个原子共平面。
(3)为了证明有机物A中含醛基,宜选择下列试剂是　　　　　(填字母)(必要时可加热)。
a.新制Cu(OH)2浊液
b.酸性KMnO4溶液
c.溴水
如果B→C分两步进行,第一步是加成反应,则第二步反应类型是　　　　　。
(4)写出有机物A与(CH3)2SO4、NaOH反应生成有机物B、Na2SO4和H2O的化学方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(5)在有机物B的芳香族同分异构体中,同时具备下列条件的结构有　　　　　种。
①能发生银镜反应;②苯环上有3个取代基;③1 mol有机物最多能与3 mol NaOH反应
(6)以苯甲醇、丙腈(CH3CH2CN)为原料合成,设计合成路线(其他试剂任选)。
答案　(1)6　6　C(2)18
(3)a　消去反应
(4)2+(CH3)2SO4+2NaOH2+Na2SO4+2H2O
(5)10
(6)
3.(2024·四川眉山仁寿第一中学高二月考)化合物M是一种医药中间体,实验室中M的一种合成路线如下:
已知:
①
②
③一个碳原子连接两个—OH不稳定,易自动脱水
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为　　　　　;B的化学名称为　　　　　;由C生成D的反应类型为　　　　　　　。
(2)A的结构简式为　　　　　　　　　　;由F生成G化学方程式为　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(3)由G生成M的化学方程式为　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(4)Q为D的同分异构体,同时满足下列条件的Q的所有结构简式有　　　　　　种(不含立体异构)。
①苯环上连有5个取代基;
②既含—NH2,又能与银氨溶液发生银镜反应。
(5)参照上述合成路线和信息,以2-丙醇和苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
答案　(1)碳碳双键、醛基　3-氯丁醛　取代反应
(2)CH2CHCH2CHO或CH3CHCHCHO　+2Cl2+2HCl
(3)+2NaOH+2NaCl+H2O
(4)10
(5)
4.有机化合物Y是一种合成中间体,由有机物X合成Y的一种路线如下:
(1)X中的含氧官能团的名称是　　　　　,反应②的反应类型是　　　　　。
(2)有机物C的名称是　　　　　。
(3)X发生银镜反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)反应④还会生成一种与E互为同分异构体的副产物F,F的结构简式为　　　　　。
(5)A的同分异构体中,含有苯环和羧基,且核磁共振氢谱有三组峰的有　　　　　种(不考查立体异构)。
(6)根据上述合成路线,写出以苯甲醛和CH3NO2为原料制备的合成路线(无机试剂任选) 。
答案　(1)醛基、醚键　还原反应
(2)间溴苯乙酸(或3-溴苯乙酸)
(3)+2[Ag(NH3)2OH]+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)
(5)6
(6)
解析　(1)X中的含氧官能团的名称:醚键和醛基;对比A和B结构简式,反应②的反应类型为还原反应;(2)溴原子连接在苯乙酸取代基的间位,命名为间溴苯乙酸(或3-溴苯乙酸);(3)X分子中含醛基,可发生银镜反应,化学方程式:+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O;(4)反应④D成环生成E过程中可能生成一种与E互为同分异构体的副产物F,F的结构简式:;(5)A的同分异构体中,含有苯环和羧基,且核磁共振氢谱有三组峰,满足结构要求的有:、、、、、,共计6种;(6)参考合成路线反应①,苯甲醛反应生成,参考合成路线反应②,发生还原反应生成,苯甲醛经催化氧化生成苯甲酸,苯甲酸与发生取代反应生成目标产物,具体合成路线如下:
。
5.化合物M是一种治疗抑郁症和焦虑症的药物,某研究小组以化合物I为原料合成化合物M的路线如下(部分反应条件省略):
已知:ⅰ)Ⅰ→Ⅱ的反应是原子利用率100%的反应,且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色;
ⅱ)。
(1)化合物 Ⅰ 中含有的官能团名称是　　　　　。
(2)化合物a的结构简式为　　　　　。
(3)下列说法正确的是　　　　(填序号)。
A.化合物Ⅱ在水中的溶解度比化合物Ⅰ小
B.1 mol化合物Ⅰ与浓溴水反应,最多可以消耗2 mol Br2
C.化合物Ⅳ的分子中最多有7个碳原子共平面
D.Ⅲ→Ⅳ的反应属于取代反应
(4)Ⅵ~Ⅶ的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(5)化合物Ⅷ有多种同分异构体,同时符合下列条件的有　　　　种,其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为　　　　。
ⅰ)含有一个苯环且苯环上有两个取代基;
ⅱ)其中一个取代基为硝基。
(6)根据上述信息,写出以苯酚为原料合成水杨酸(邻羟基苯甲酸)的路线。(可使用本题中出现的有机试剂,无机试剂任选)
答案　(1)羟基、醚键
(2)
(3)AD
(4)
(5)12　
(6)
6.西那卡塞是被称为拟钙剂的新一类化合物中第一个药物,能激活甲状旁腺中的钙受体,从而降低甲状旁腺素的分泌。一种西那卡塞的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)西那卡塞中含有的官能团名称为　　　　　　　　　　　;
有机物A→F中,存在对映异构体的是　　　　(填字母)。
(2)A→B发生反应的类型是　　　　　　;D→E生成的一种气体可以使品红溶液褪色,D→E的化学方程式为　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(3)有机物C的熔沸点低于D的主要原因是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)F的一种同分异构体满足下列条件,其结构简式为　　　　　　。
①可以使溴的四氯化碳溶液褪色;
②红外光谱测定出含有“”结构;
③核磁共振氢谱有4组吸收峰。
(5)参照上述流程图,设计以、、CH3OH为原料合成的路线(无机试剂和有机溶剂任用)。
答案　(1)酰胺基、碳氟键　F
(2)取代反应　2+SOCl2SO2↑+H2O+2
(3)D分子间能形成分子间氢键,而C分子间不能
(4)
(5)
7.(2023·全国新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是　　　　。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有　　　　种。
(3)D中官能团的名称为　　　　、　　　　。
(4)E与F反应生成G的反应类型为　　　　。
(5)F的结构简式为　　　　。
(6)I转变为J的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有　　　　种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为　　　　　　　　　　　。
答案　(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)
(2)2　(3)氨基　(酚)羟基
(4)取代反应　(5)
(6)+H2O+HCl+N2↑
(7)9　
解析　根据流程,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为;G发生两步反应生成H,H再与NaNO2/HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子式可知,H为;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为;据此分析解题。(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚(间甲基苯酚)。(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种。(3)根据分析,有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基。(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,故反应类型为取代反应。(5)根据分析,有机物F的结构简式为。(6)有机物I与水反应生成有机物J,该反应的方程式为+H2O+HCl+N2↑。(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为:、 、、、、、、、;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。

展开更多......

收起↑