【南方凤凰台】2014届高考化学(江苏专用)二轮提优导学案:专题九 有机推断与合成

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【南方凤凰台】2014届高考化学(江苏专用)二轮提优导学案:专题九 有机推断与合成

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1. (2010·江苏高考第19题)阿立哌唑(A)是一种新的抗精神分裂症药物,可由化合物B、C、D在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。
路线一:BEA  路线二:CFA
(1) E的结构简式为               。
(2) 由C、D生成化合物F的反应类型是           。
(3) 合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G,G的结构简式为          。
(4) H属于α氨基酸,与B的水解产物互为同分异构体。H能与FeCl3溶液发生显色反应,且苯环上的一氯代物只有两种。写出两种满足上述条件的H的结构简式:        、        。
(5) 已知:R—CHO,写出由C制备化合物 的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OHCH2CH2
2. (2011·江苏高考第17题)敌草胺是一种除草剂。它的合成路线如下:
  
A B C D(敌草胺)
回答下列问题:
(1) 在空气中久置,A由无色转变为棕色,其原因是            。
(2) C分子中有2个含氧官能团,分别为    和    。(填官能团名称)
(3) 写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:        。
①能与金属钠反应放出H2 ②是萘()的衍生物,且取代基都在同一个苯环上 ③可发生水解反应,其中一种水解产物能发生银镜反应,另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢
(4) 若C不经提纯,产物敌草胺中将混有少量副产物E(分子式为C23H18O3),E是一种酯。E的结构简式为                     。
(5) 已知:RCH2COOH。写出以苯酚和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。
3. (2012·江苏高考第17题)化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如下:
(1) 化合物A中的含氧官能团为    和    。(填名称)
(2) 反应①⑤中,属于取代反应的是      (填序号)。
(3) 写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:              。
①分子中含有2个苯环 ②分子中有7种不同化学环境的氢 ③不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应
(4) 实现D→E的转化中,加入的化合物X能发生银镜反应,X的结构简式为        。
(5) 已知:。化合物是合成抗癌药物美法伦的中间体,请写出以和为原料制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
4. (2013·江苏高考第17题)化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
已知:①R—BrR—MgBr

 (R表示烃基,R'和R″表示烃基或氢)
(1) 写出A的结构简式:        。
(2) G是常用指示剂酚酞。写出G中含氧官能团的名称:    和     。
(3) 某化合物是E的同分异构体,且分子中只有2种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式:       (任写一种)。
(4) F和D互为同分异构体。写出E→F的化学方程式:            。
(5) 根据已有知识并结合相关信息,写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
H2CCH2CH3CH2BrCH3CH2OH
1. (2012·泰州中学)组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂能激活抑癌基因,从而抑制肿瘤细胞生长,诱导肿瘤细胞凋亡。下面是一条HDAC抑制剂(F)的合成路线:
已知:①同一个碳原子上连接2个羟基的结构不稳定,会失去一个水分子。
②羟基直接与碳碳双键相连不稳定:R—CHCH—OHR—CH2—CHO。

(1) 写出A转化为B的化学方程式:                 。
(2) 写出E中两种含氧官能团的名称:             。
(3) B到C的转化过程中,还生成一种小分子,其分子式为      。
(4) 写出D的结构简式:             。
(5) 写出符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:          。
a. 苯环上有3个互为间位的取代基,且有一个为甲基
b. 能与FeCl3溶液发生显色反应
c. 不能发生银镜反应,但水解产物之一能发生银镜反应
(6) 写出以对甲基苯酚()和乙炔为主要原料制备化合物A的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OHCH2CH2
2. (2013·南通期末)兔耳草醛是一种人造香料,它的合成路线如下:
(1) 反应①④中属于加成反应的是      (填序号),化合物E中官能团的名称是      。
(2) 反应②中若HCHO过量,则D可继续与HCHO反应生成        (填结构简式)。
(3) 写出同时满足下列条件的D的同分异构体的结构简式:        。
a. 既能发生水解反应,也能发生银镜反应
b. 分子中有3种不同化学环境的氢
(4) 写出物质D在Cu作催化剂条件下与氧气反应的化学方程式:  。
(5) 已知:RCH2COOH。写出以物质C为原料制备聚乳酸()的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
CH2CH2OHCH2CH2CH3CH3
1. 有机合成的过程中,常见官能团的保护措施有哪些
2. 有机物的脱水反应有哪些
【有机基础回顾】
1. 常见官能团与性质
官能团 结 构 性 质
碳碳双键 易加成、易氧化、易聚合
碳碳叁键 -C≡C- 易加成、易氧化
卤素 -X(X表示Cl、Br等) 易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基 -OH 易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下生成乙烯)、易催化氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基 -OH 极弱酸性(酚羟基中的氢与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基 易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基 易还原(如在催化加热条件下还原为)
羧基 酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基 易水解 (如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解,乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键 R—O—R 如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基 —NO2 如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:
2. 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+NaOHCH3CH2OH+NaBr
皂化反应:3C17H35COONa+
酯化反应:+C2H5OH
糖类的水解:+H2O+
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
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
消去反应 醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OHCH2CH2↑+H2O
卤代烃脱HX生成烯烃:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O
加聚反应 单烯烃的加聚:nCH2CH2 CH2—CH2
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)
缩聚反应 二元醇与二元酸之间的缩聚:n +nHOCH2CH2OHHOCH2—O H+(2n-1)H2O
羟基酸之间的缩聚:H O OH+(n-1)H2O
氨基酸之间的缩聚:nH2NCH2COOH+
苯酚与HCHO的缩聚:n+nHCHOH +(n-1)H2O
氧化反应 催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(注意配平)
醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
还原反应 醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
硝基还原为氨基:
  3. 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
醇的脱水 浓硫酸、170 ℃ 如乙醇在该条件下反应生成乙烯
浓硫酸、140 ℃ 如乙醇在该条件下反应生成乙醚
卤代烃 强碱的水溶液、加热 如溴乙烷在该条件下反应生成乙醇
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:
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
  淀粉     葡萄糖
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
葡萄糖
(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)
4. 同分异构体的书写
要注意同分异构体的书写,特别是限定条件下(通常要求带有苯环)的同分异构体结构简式的书写。现以分子式为C9H10O2的有机物的几种限定条件的同分异构体为例说明。
同分异构体的结构简式 符合的限定条件
、 有6种不同化学环境的氢原子;能与金属钠反应放出H2;与Na2CO3溶液反应;苯环上的一氯代物只有3种;苯环上有1个取代基
、 有5种不同化学环境的氢原子;能与金属钠反应放出H2;与Na2CO3溶液反应;苯环上的一氯代物只有2种;苯环上有2个取代基
、、、 有6种不同化学环境的氢原子;能与金属钠反应放出H2;与Na2CO3溶液反应;苯环上的一氯代物只有3种;苯环上有3个取代基
、 有5种不同化学环境的氢原子;能发生水解反应;苯环上的一氯代物只有3种;苯环上有1个取代基
有5种不同化学环境的氢原子;能发生水解反应,水解产物之一遇FeCl3显紫色;苯环上一氯代物只有3种;苯环上有1个取代基
、 有6种不同化学环境的氢原子;能发生银镜反应,水解产物之一也能发生银镜反应;苯环上的一氯代物只有3种;苯环上有1个取代基
、 有6种不同化学环境的氢原子;能发生银镜反应;遇FeCl3显紫色;苯环上的一氯代物只有2种;苯环上有2个取代基
  5. 重要有机物的转化关系
课堂评价
1. (2013·无锡期中改编)以化合物A为原料合成化合物M的线路如下图所示:
已知:(Ⅰ)  (Ⅱ)
(1) 写出下列反应的反应类型。
反应①:       ;反应④:       。
(2) 写出化合物B中含氧官能团的名称:       和       。
(3) 反应⑤中除生成M外,还有CH3OH生成。请写出物质A和Y的结构简式。
A:              ;Y:             。
(4) 写出同时满足下列条件的B的两种同分异构体的结构简式:      和      。
a. 分子中含有苯环结构 b. 分子中有4 种不同化学环境的氢 c. 既能与FeCl3溶液发生显色反应,也能发生银镜反应
(5) 反应②和反应③的次序不能颠倒,其原因是                。
(6) 请补充完整下列以CH2CHCH3为主要原料(无机试剂任选)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
CH2CHCH3…
2. (2012·海安中学、南外、金陵中学联考)有机物A()是一种治疗心血管和高血压的药物,可由化合物B()通过以下路线合成:
(1) F的分子式为        ;A的核磁共振氢谱图(1H核磁共振谱图)中会出现    个峰。
(2) 由C生成D的反应类型为       ;E的结构简式为          。
(3) 有机物G是B的同分异构体,G的结构具有以下特征:①属于芳香族化合物;②苯环上只有两个取代基,其中一个是氯原子;③可以发生银镜反应。则G的结构可能有   种。
(4) 已知一个碳原子上连有两个羟基是不稳定的,会脱水转化为羰基。试写出由C的一种同分异构体制备H()的合成路线图。合成流程图示例如下:
CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
[问题思考]提示
1. 酚羟基易被氧化,故在氧化前需先使它与氢氧化钠反应,将其转化为—ONa保护,待氧化后再酸化转变为—OH。碳碳双键也容易被氧化,在氧化前可以与HX加成保护,待氧化后再通过消去反应恢复。此外,还可以根据题目所给流程图中的信息对官能团进行保护。
2.
类  型 规  律
醇分子内脱水 醇分子内的C—O键及羟基所连C原子的相邻C原子上的C—H键断裂,脱去水分子形成不饱和键,属于消去反应
醇分子间脱水 一个醇分子内的C—O键断裂,另一个醇分子内的H—O键断裂,脱水成醚,属于取代反应
羧酸和醇的酯化脱水:生成链状酯生成环状酯生成聚酯 羧基脱羟基,醇脱氢,生成酯和水,属于取代反应
羟基酸分子间脱水生成环状酯生成聚酯 两个羟基酸分子间酯化脱水生成环状化合物(交酯);羟基酸一定条件下酯化脱水缩聚成高分子化合物(聚酯)
总结:羟基和羧基可以发生以上脱水反应,同样,氨基酸也可自身脱水生成环状化合物,也可以生成链状化合物,还可以生成高分子化合物。
趁热打铁,事半功倍。请同学们及时完成《配套检测与评估》中的练习第23-28页。
专题九 有机推断与合成
【高考回眸】
1. (1)  (2) 取代反应
(3)
(4)  
(5)
2. (1) A被空气中的O2氧化 (2) 羧基 醚键
(3) (或)
(4)
(5) CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHClCH2COOH
3. (1) 羟基 醛基 (2) ①③⑤
(3)
(或)
(4)
(5)
4. (1)
(2) (酚)羟基 酯基
(3)
(4) +H2O
(5)
【高考前沿】
1. (1)
(2) 酯基、醚键、肽键(任写两种) (3) HF
(4)
(5)
  (6)
2. (1) ①②④ 碳碳双键、醛基 (2)
(3) HCOOCH(CH3)2
(4) 2+O22
(5) CH3CH2CHOCH3CH2COOH
【典题演示】
典题演示1 羰基 羟基、醛基 羟基、酚羟基、羧基、酯基
变式训练1 (1) 羧基、溴原子 (2) 醚键、醛基、酯基
典题演示2 (1) +
+H2O
(2) 取代反应
解析 (1) 对比A与B的结构,可知羟基转化成酯基,所以与乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应类似。要注意反应条件不同。(2) 对比D与E的结构,可知是D中上方的Cl原子被—CN代替,所以属于取代反应。
变式训练2 (1) 氧化反应 取代反应 酯化反应(或取代反应) 取代反应
(2) +3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O
典题演示3 或
解析 ②说明含有片段,③结合分子中氢原子有11个,可知推出是对称结构。除此之外,根据分子组成可知还剩余2个饱和碳原子,再结合①可以推出苯环上一定含有2个 —CH3,所以②只能是。综上所述,满足条件的E的同分异构体的结构简式为
或。
变式训练3 (3) (或)
典题演示4 
解析 比较E与C的结构,发现主要有两处变化(见下图)。所以在C→D→E的转化中,分子中间部分未变,应集中精力分析两端的变化。根据D→E的反应条件,可知该步发生酯化反应,所以结合分子式可知D的右端应该是 —COOH。再根据C→D的反应条件,可知该步发生卤原子的消去反应,结合E与C的结构变化可知应是形成左端的三元环。
变式训练4 (1)  (2) 保护氨基(或—NH2)不被氧化
典题演示5 
解析 根据题意肉桂酸结构为,分子式为C9H8O2。结合产物分子式,可知肉桂酸与B反应时组成上失去一份水,应该是 —COOH和氨基反应的结果,所以产物为。
变式训练5 
典题演示6 保护羟基,防止其被氧化
解析 由流程可知,反应中—OH重新出现,说明目的是保护羟基;结合反应的条件中出现“O3”,可知是为了防止—OH被氧化。
典题演示7 
解析 对比目标产物与原料的结构,发现碳链增长,需要形成C—C键。观察流程图,发现目标产物的结构与F类似,所以应采取类似于E→F的反应合成目标产物。分析E→F的反应,可知应先制取苯乙酸酯,再在CH3Cl和(CH3)3COK作用下生成目标产物。而苯乙酸酯可以由苯乙酸酯化得到,苯乙酸又可以由苯乙醛氧化制得。
变式训练6 
【课堂评价】
1. (1) 取代反应 还原反应 (2) (酚)羟基 醚键
(3)  
(4) 、、(任写两种)
(5) B中有酚羟基,若直接硝化,会被硝酸氧化而降低M的产率
(6)
2. (1) C11H15NCl2 8 (2) 取代反应  (3) 9
  (4)

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