高考化学二轮总复习优化设计 专题十二 有机化学基础课件PPT

这是一份高考化学二轮总复习优化设计 专题十二 有机化学基础课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，高考命题研究，解题思路，答案C，答案AC，对点演练，答案②②④，有机合成与推断，②正向书写等内容，欢迎下载使用。
考点一　有机化合物的结构与同分异构体
考点二　有机化合物的结构与性质　有机反应的类型
考点三　有机化合物的合成与推断
【要点归纳•再提升】
1.突破有机物分子中原子共面问题(1)有机化合物的分子结构决定原子间的连接顺序、成键方式和空间排布。
微点拨共价键的类型和极性对有机化合物的化学性质有很大影响,不同基团的相互作用也会影响共价键的极性。
(2)掌握四种典型有机物的分子结构。
2.全方位认识有机物的同分异构体(1)有机物的同分异构体类型。
(2)熟悉不同有机物的官能团异构现象。
微点拨烃的含氧衍生物大多存在官能团异构现象,分析问题时,要看清题目的要求,判断属于哪种类别的同分异构体。
(3)熟记高考常考限制条件与有机物结构的关系。
微点拨若苯环上的一元取代物只有1种结构,则该有机物的苯环上可能含有2个相同取代基(处于对位);若苯环上的一元取代物有2种结构,则该有机物的苯环上可能含有2个相同取代基(处于邻位),或2个不同取代基(处于对位)。 
【经典对练•得高分】
考向1　有机化合物的结构特点真题示例1- 1.(2021河北卷)苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是(　　)A.是苯的同系物B.分子中最多8个碳原子共平面C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)D.分子中含有4个碳碳双键
答案 B解析 本题考查了有机物的结构、原子共面、同系物和同分异构体等知识。苯的同系物是含有一个苯环且侧链是烷烃基的有机物,A项错误;苯环上6个碳原子及直接与苯环相连的2个碳原子一定共平面,与苯环直接相连的碳原子与其他的碳原子以碳碳单键相连,其他碳原子不可能与苯环共平面,B项正确;根据对称性可知,该有机化合物的一氯代物有5种,即 ,C项错误;苯环中不含碳碳双键,该有机化合物分子中只含1个碳碳双键,D项错误。
1- 2.(2021湖南卷)己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合成路线:下列说法正确的是(　　)A.苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色B.环己醇与乙醇互为同系物C.己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D.环己烷分子中所有碳原子共平面
答案 C解析 本题考查了有机化合物的分子结构与化学性质。苯的密度比水的密度小,苯萃取溴水中的溴之后,液体分为两层,萃取了溴的苯在上层,A项错误;环己醇属于环状醇,而乙醇属于链状醇,两者分子相差不是若干个“CH2”原子团,所以两者不属于同系物,B项错误;己二酸中含有羧基,而羧酸的酸性强于碳酸,故己二酸可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体,C项正确;环己烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,根据甲烷分子的四面体结构可判断环己烷分子中的碳原子不可能共平面,D项错误。
方法技巧破解有机化合物的结构题。(1)判断手性碳(或手性分子)的方法:若有机物分子中碳原子连接四个不同原子(或原子团)(如 ,其中a≠b≠c≠d),该碳原子是手性碳原子,该有机物分子是手性分子。(2)判断同系物的方法:①分子组成和结构相似;②含有官能团的种类和个数相同;③分子组成上相差1个或若干个CH2原子团。(3)判断同分异构体的方法:①具有相同的分子式;②具有不同的分子结构。(4)判断有机物分子中原子共平面的方法:①若有机物分子中含饱和碳原子(形成4个单键,采取sp3杂化),则分子中所有原子不共面;②若有机物中只含苯环、碳碳双键、碳碳三键等结构单元,碳原子只采取sp2、sp杂化,则分子中所有原子可能共平面。
对点演练1- 1.(2021湖南岳阳模拟)乙烯是基本的有机化工原料,由乙烯可合成苯乙醇,合成路线如图所示:下列说法正确的是(　　)A.环氧乙烷属于环状烃B.苯乙醇最多有12个原子共平面C.苯中加入铁屑能与溴水发生取代反应D.环氧乙烷与乙醛(CH3CHO)互为同分异构体
答案 D解析 环氧乙烷含C、H、O三种元素,不属于烃类,A项错误。苯乙醇分子中与苯环直接相连的原子共平面,与苯环相连的碳原子上还可能有原子处于该平面,共平面的原子多于12个,B项错误。苯与溴水不能发生反应,苯与液溴在催化剂的条件下可发生取代反应生成溴苯,C项错误。环氧乙烷和乙醛的分子式均为C2H4O,其分子结构不同,互为同分异构体,D项正确。
1- 2.(2021安徽合肥质检)据研究发现,药物磷酸氯喹在细胞水平上能一定程度地抑制某些病毒感染。该药物的有效成分氯喹结构如下。下列关于氯喹的叙述错误的是(　　)A.分子中含18个碳原子B.既能发生取代反应,又能发生加成反应C.属于芳香族化合物且与苯互为同系物D.分子中所有原子不可能共平面
答案 C解析 根据氯喹的结构简式,分子中含18个碳原子,A项正确。氯喹分子中含有的官能团为碳氯键和碳碳双键,既能发生取代反应,又能发生加成反应,B项正确。氯喹分子中含有苯环,属于芳香族化合物,苯中只含有C、H两种元素,且与氯喹结构不相似,不互为同系物,C项错误。氯喹分子中含有多个饱和碳原子,则分子中所有原子不可能共平面,D项正确。
考向2　同分异构体数目的判断与书写真题示例2- 1.(2021全国甲改编)化合物B( )的同分异构体中能同时满足下列条件的有(　　)①含苯环的醛、酮②不含过氧键(—O—O—)③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1A.2种　　　　B.3种 C.4种D.5种
2- 2.(双选)(2021山东卷)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是(　　)A.N分子可能存在顺反异构B.L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子C.M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有4种D.L的同分异构体中,含两种化学环境氢的只有1种
2- 3.(2021广东卷节选)化合物Ⅵ( )的芳香族同分异构体中,同时满足以下条件的有　　　　　　种,写出其中任意一种的结构简式。 条件:a)能与NaHCO3反应;b)最多能与2倍物质的量的NaOH反应;c)能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应;d)核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子;e)不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
②最多能与2倍物质的量的NaOH反应,能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应,则还含1个醇羟基和1个酚羟基;③核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子,则含2个—CH3(处于对称位置或连在同一碳原子上);④不含手性碳原子,则2个—CH3只能连在同一碳原子上。综上所述,
技法点拨“三步法”突破限制条件的同分异构体数目的判断题:
A.4B.6C.8D.10写出其中含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式。 
【易错防范•不失分】
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)有机物 分子中所有碳原子可能处于同一平面内。(　　)(2)乙醇与乙二醇、丙三醇都属于醇类,互为同系物。(　　)(3)乙酸和乙酸乙酯互为同分异构体,属于官能团异构。(　　)
1.从官能团角度掌握有机化合物的主要化学性质
微点拨①酚羟基和羧基能发生电离,能与Na、NaOH、Na2CO3反应,但醇羟基不能电离,只与Na反应生成H2;②发生碱性水解时,1 ml“醇酯基”只消耗1 ml NaOH,1 ml“酚酯基”最多消耗2 ml NaOH。
2.从反应部位、反应试剂或条件认识常见的有机反应类型
微点拨常考有机反应条件及反应类型:①浓硫酸、加热——酯化反应或醇的消去反应;②稀硫酸、加热——酯的水解反应或糖类的水解反应;③NaOH水溶液、加热——卤代烃的水解反应或酯的水解反应。
3.掌握三种重要有机物的制备实验
考向1　有机物的结构与性质真题示例
答案 C解析 根据题给活性物质的结构简式,可知其分子中含有碳碳双键、羟基和羧基,故该物质可以发生加成反应和取代反应,A项错误;题给活性物质的分子结构与乙醇、乙酸不相似,组成上也不是相差若干个CH2原子团,故该物质与乙醇、乙酸均不是互为同系物的关系,B项错误;题干给出的活性物质与C项中给出的物质分子式相同(均为C10H18O3)而结构不同,两者互为同分异构体,C项正确;题给活性物质分子中,能与碳酸钠反应的官能团只有羧基,1 ml该活性物质与碳酸钠反应只能生成22 g CO2,D项错误。
1- 2.(双选)(2021河北卷)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构如图所示。下列说法错误的是(　　)A.1 ml该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO2B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗两者物质的量之比为5∶1C.1 ml该物质最多可与2 ml H2发生加成反应D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
答案 BC解析 本题考查了有机物的结构、官能团的性质。1 ml该有机物中含有1 ml羧基,可与1 ml NaHCO3反应生成1 ml CO2,标准状况下为22.4 L,A项正确;1 ml该有机物中含有5 ml羟基和1 ml羧基,与Na或NaOH反应,分别消耗6 ml Na和1 ml NaOH,消耗两者物质的量之比为6∶1,B项错误;1 ml该有机物中含有1 ml碳碳双键,最多与1 ml H2发生加成反应,C项错误;该有机物中含有碳碳双键和羟基,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D项正确。
方法技巧“三步法”突破有机物的结构与性质题:
对点演练1- 1.(2021山东青岛模拟)金丝桃苷分布广泛,具有抗炎、降压等作用,其结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.1 ml金丝桃苷与足量溴水反应,最多消耗6 ml Br2B.金丝桃苷中的含氧官能团有酯基、醚键、羟基C.1 ml金丝桃苷与足量NaOH溶液反应,最多消耗9 ml NaOHD.金丝桃苷能发生取代、加成、水解反应
答案 A解析 金丝桃苷含有酚羟基,与溴水发生苯环上酚羟基的邻、对位取代反应;含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,故1 ml金丝桃苷最多消耗6 ml Br2,A项正确。该有机物的含氧官能团有醚键、酮羰基和羟基,不含酯基,B项错误。酚羟基能与NaOH反应,醇羟基则不能,故1 ml金丝桃苷最多消耗4 ml NaOH,C项错误。金丝桃苷含有苯环、碳碳双键和羟基,可以发生加成反应、取代反应,但不能发生水解反应,D项错误。
1- 2.(2021山西大同调研)分枝酸可用于生化研究,在某些植物的生物合成系统中作为中间体,是一种重要的化合物,其结构如图所示。下列关于分枝酸的叙述正确的是(　　)A.分枝酸的分子式为C10H8O6B.该物质最多可与2 ml氢气加成C.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同D.1 ml分枝酸最多可与3 ml NaOH发生中和反应
答案 C解析 根据结构简式可知,分枝酸的分子式为C10H10O6,A项错误。 分子中只有碳碳双键与氢气发生加成反应,该物质最多可与3 ml氢气加成,B项错误。 含有羧基和羟基,可与乙醇、乙酸反应,且反应类型均是取代反应,C项正确。分子中只有羧基与氢氧化钠反应,1 ml分枝酸最多可与2 ml NaOH发生中和反应,D项错误。
考向2　有机反应的类型真题示例2- 1.(2020全国Ⅰ)紫花前胡醇( )可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是(　　)A.分子式为C14H14O4B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色C.能够发生水解反应D.能够发生消去反应生成双键
答案 B解析 观察分析紫花前胡醇的结构简式,可确定分子式为C14H14O4,A项正确。由结构简式可知分子中含有双键和羟基,可以使酸性重铬酸钾溶液变色,B项错误。含有酯基,能够发生水解反应,C项正确。羟基所在碳原子的邻位碳原子上含有氢原子,可以发生消去反应,D项正确。
2- 2.(2021全国甲)由G生成H分两步进行:反应①是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应②的反应类型为　　　　　　　　　　。 
【解题思路】对比有机物G和H的分子结构差异,确定反应类型:
答案 水解反应(或取代反应)
方法技巧从两个角度判断有机反应的类型。(1)根据有机物的结构推测:①加成反应——有机物含有双键、三键、苯环、醛基、酮羰基等,均可与H2发生加成反应;②取代反应——烷烃、苯及同系物、醇、酚、胺、羧酸等都可发生取代反应;③酯化反应——有机物含有羟基或羧基;④消去反应——有机物含有醇羟基(或卤素原子),且邻位碳原子连有氢原子。(2)根据反应条件推测:①Br2的四氯化碳溶液(或溴水)——碳碳双键或碳碳三键的加成反应;②浓硫酸、加热——酯化反应或醇的消去反应;③NaOH的水溶液、加热——卤代烃(或酯)的水解反应;④NaOH的醇溶液、加热——卤代烃的消去反应;⑤X2、光照(或加热)——烷烃或苯的同系物侧链上的取代反应;⑥“HNO3(浓硫酸)”——苯环上的取代反应。
对点演练2- 1.(2021广东卷改编)天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示—C6H5):
反应②③④中属于还原反应的有　　　　　,属于加成反应的有　　　　　。 
2- 2.(2021湖北武汉模拟)有机物X的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了预测,其中正确的是(　　)①可以使酸性KMnO4溶液褪色②可以与NaHCO3溶液反应③一定条件下能与H2发生加成反应④在浓硫酸、加热条件下,能与CH3COOH发生酯化反应⑤在碱性、加热条件下,能与银氨溶液反应析出银A.①②⑤　　B.③④⑤C.①②③④D.①③④⑤
答案 D解析 该物质分子中含有的甲酸形成的酯基、醇羟基及连接在苯环上的甲基都可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色褪去,①正确;分子中无羧基,不能与NaHCO3溶液反应,②错误;X分子中含有苯环,一定条件下能与H2发生加成反应,③正确;X分子中含有醇羟基,在浓硫酸、加热条件下,能与CH3COOH发生酯化反应,④正确;X分子中含有 ,在碱性、加热条件下,能与银氨溶液发生银镜反应析出银,⑤正确。
考向3　有机化合物的制备实验真题示例3- 1.(双选)(2021湖南卷)1-丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应,经过回流、蒸馏、萃取、分液制得1-溴丁烷粗产品,装置如图所示:
已知:CH3(CH2)3OH+NaBr+H2SO4 CH3(CH2)3Br+NaHSO4+H2O
下列说法正确的是(　　)A.装置Ⅰ中回流的目的是减少物质的挥发,提高产率B.装置Ⅱ中a为进水口,b为出水口C.用装置Ⅲ萃取分液时,将分层的液体依次从下口放出D.经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后,使用装置Ⅱ再次蒸馏,可得到更纯的产品
答案 AD解析 本题考查以1-溴丁烷的制取为素材,考查分离提纯操作。装置Ⅰ的冷凝管可以使挥发出的1-丁醇冷凝回流,继续参与反应,增大了原料的利用率,提高产品的产率,A项正确;装置Ⅱ中冷凝水应从b口通入,a口流出,B项错误;分液操作应将下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,C项错误;分液操作后得到的粗产品,再经蒸馏可以进一步提纯产品,D项正确。
3- 2.(2019全国Ⅰ)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是(　　)
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开KB.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
答案 D解析 如果不先打开K,分液漏斗内的液体无法顺利滴入,A项正确;溴易挥发,挥发出的溴被四氯化碳吸收,因此装置b中的液体逐渐变为浅红色,B项正确;碳酸钠溶液可以与挥发出的溴化氢反应,C项正确;通常情况下溴苯是液体物质,不能用结晶的方法得到,D项错误。
方法技巧“三步法”突破有机物的制备实验题。(1)明确有机化合物制备反应的原理,结合有机反应规律,推测是否存在副反应及副产物。(2)考虑有机物的物理性质(如溶解性、密度、沸点等),确定分离提纯有机物的方法(如分液、蒸馏等)。(3)考虑有机物制备的操作及注意事项,如碎瓷片、冷凝管、长导管的作用,温度计的使用等,对各个选项作出合理分析、判断,得出答案。
对点演练3- 1.图1是实验室合成溴苯并检验其部分生成物的装置,下列说法错误的是(　　)
B.实验中C中的液体逐渐变为浅红色,是因为溴具有挥发性C.D、E、F均具有防倒吸的作用,其中F不可以用图2所示装置代替D.D中石蕊溶液慢慢变红,E中产生浅黄色沉淀
答案 C解析 苯和液溴在FeBr3催化下发生取代反应生成溴苯,A项正确。溴易挥发,少量挥发的溴溶于苯而使C中液体变为浅红色,B项正确。图2所示装置可以起到防倒吸和尾气处理的作用,能代替F,C项错误。产物中有HBr且不溶于C中的苯,HBr溶于石蕊溶液使其显酸性而变红色,HBr与E中AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr,D项正确。
3- 2.(2021山东泰安模拟)2-甲基-2-氯丙烷密度小于水的密度,在工业生产中是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如下:
下列说法错误的是(　　)A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应B.用5% Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层C.无水CaCl2的作用是除去有机相中残存的少量水D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
答案 B解析 由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷,Cl原子取代—OH,属于取代反应,A项正确。有机相中主要是2-甲基-2-氯丙烷,其密度小于水的,故用5% Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的上层,B项错误。加入无水CaCl2进行干燥,除去有机相中残存的少量水,再进行蒸馏得2-甲基-2-氯丙烷,C项正确。2-甲基-2-氯丙烷的沸点低于叔丁醇(分子间形成氢键),故蒸馏时,2-甲基-2-氯丙烷先蒸馏出体系,D项正确。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)有机物加入新制的氢氧化铜,加热,产生砖红色沉淀,则该有机物一定是醛类。(　　)
一、有机化合物的结构推断确定有机物分子结构的关键1.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(3)遇FeCl3溶液发生显色反应或加入浓溴水出现白色沉淀,则该有机物中含有酚羟基。(4)加入新制的氢氧化铜并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),则该有机物中含有—CHO。(5)加入金属钠,有H2产生,则该有机物中可能有—OH 或—COOH。(6)加入NaHCO3(或Na2CO3)溶液有气体放出,则该有机物中含有—COOH。
2.根据特征产物推断碳骨架结构或官能团的位置(1)醇的催化氧化产物与分子结构的关系。
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。(3)由取代产物的种类或氢原子化学环境可确定碳骨架结构。有机物取代产物越少或相同化学环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子种类联想到该有机物碳骨架结构的对称性而快速进行解题。(4)由加氢后的碳骨架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚合物,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定 —OH与—COOH的相对位置。
3.根据有机反应的定量关系推断官能团的数目
微点拨①1 ml酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 ml H2;1 ml碳碳三键消耗2 ml H2;②1 ml苯环消耗3 ml H2;③羧基、酯基、酰胺基一般不与H2发生加成反应。
二、有机化合物的合成路线设计1.有机合成中官能团的变化(1)官能团的引入(或转化)。
(2)官能团的保护。
微点拨消除官能团的常用方法:①双键(C=C或C=O):加成反应;②羟基(—OH):消去、氧化、酯化反应;③醛基(—CHO):还原和氧化反应。
2.掌握常考的增长(或缩短)碳链的方法
微点拨设计合成路线时,要选择合成步骤少,副反应少,反应产率高,试剂成本低、毒性小,反应条件温和,操作简单,污染物排放少的路线。
考向1　有机化合物的结构推断真题示例(2021全国乙)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下:
回答下列问题:(1)A的化学名称是　 。 (2)写出反应③的化学方程式 　 。 (3)D具有的官能团名称是　　　　　。(不考虑苯环) (4)反应④中,Y的结构简式为　 。 (5)反应⑤的反应类型是　　　　。 (6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有　　　　种。 (7)写出W的结构简式　 。 
答案 (1)2-氟甲苯(或邻氟甲苯)
(3)根据D的结构简式可知,D具有的官能团是氨基、羰基、溴原子、氟原子。
方法技巧解答有机合成与推断题的基本思路。
(1)顺推法:通过已知的原料,以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线,采用正向分析及推理,确定未知有机物。(2)逆推法:通过已知的目标产物,以有机物的结构、性质、转化条件和实验现象等为主线,采用逆向分析及推理,确定未知有机物。(3)综合法:综合应用顺推法和逆推法进行推理,确定未知有机物。
对点演练(2021山东卷)一种利胆药物F的合成路线如下:
回答下列问题:(1)A的结构简式为　　　　;符合下列条件的A的同分异构体有　　　　种。 ①含有酚羟基　②不能发生银镜反应　③含有四种化学环境的氢
(2)检验B中是否含有A的试剂为　　　　;B→C的反应类型为　　　　。 (3)C→D的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　;E中含氧官能团共　　　　种。 
(2)A中含有酚羟基,B中不含酚羟基,可利用FeCl3溶液检验B中是否含有A,若含有A,则加入FeCl3溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B→C的反应类型为氧化反应。
考向2　有机合成路线的设计真题示例 (2021河北卷节选)
【解题思路】(1)对比W和初始原料的分子结构差异:
方法技巧解答有机合成路线设计题的流程。(1)解题流程。
(2)根据题中的“显性信息”设计合成路线。有机合成路线设计一般会用到已知信息中的反应,解题时首先要解读已知信息,对比官能团的变化,然后结合原料和目标产物的组成及结构,分析其他转化步骤,最后写出最佳合成路线。(3)根据题中“隐性信息”设计合成路线。若题中未提供已知信息,合成路线的设计需要根据原合成路线中某些关键步骤,挖掘“隐性信息”,一般先关注原合成路线中具有特殊合成条件的步骤,再与官能团的转化相结合,设计合理的合成路线。
对点演练(2021浙江卷节选改编)某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):
以化合物F、溴苯和甲醛为原料,设计下图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)若有机物A氧化生成B,B氧化生成C,则B可能是醛,A可能含有—CH2OH。(　　)
【热点专攻】有机合成与推断综合题是高考中有机化学基础模块的重要考查形式,该题型大多提供学术探索情境,以新型有机药物、材料等合成路线为载体,并结合题目所给物质结构、性质反应信息,综合性考查有机化合物的推断、官能团的结构与性质、有机反应类型的判断、有机化学方程式的书写、同分异构体的书写等知识点,通常有4~5个设问,命题情境新颖,试题的综合性强,考查知识全面,难度一般较大,大多以框图转化关系形式呈现,侧重考查考生的理解与辨析能力、分析与推测能力、归纳与论证能力。
【解法导引】 解答有机合成与推断题的关键是抓住有机物之间的转化条件、部分有机物的结构、题给已知反应信息等,推断未知有机物的结构简式,再结合各小题的具体要求,进行分析、作答。有机合成与推断题的基本框架结构如下:
【思维建模】 有机合成与推断题的解题思路(1)审题——正确解题的基础。看清题中已知信息和框图信息,综合已知信息和框图信息,理解物质的转化过程。(2)分析——正确解题的关键。①看碳骨架结构变化:根据已知物质的结构简式,确定反应前后碳骨架的增减、形状的变化(如碳链变成了碳环),确定反应过程。②看官能团变化:如果反应中已经给出了部分物质的结构简式,可对比这些物质的结构简式,确定未知物质的结构和反应过程。③看反应条件:观察反应过程的条件,可推断物质变化过程中可能发生的反应和反应类型。
(3)解题——正确解题的步骤。有机推断的过程完成后,分析题中问题,确定所要书写的有机化合物的结构、重要的反应等,解答时要注意规范书写有机化合物的结构简式,特别注意氢原子数的书写,有些题目解答过程可能和分析过程交替进行,从而使解题过程不断深入,此外有些题目的问题中也蕴含着解题的信息,应注意合理运用。(4)检查——正确解题的保证。最后要对照试题进行认真地检查核对,避免失误。
【题型突破】(2020山东卷改编)化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:(1)实验室制备A的化学方程式为　　　　,提高A产率的方法是　　　　;A的某同分异构体只有一种化学环境的氢原子,其结构简式为　　　　　　　。 (2)C→D的反应类型为　　　　　;E中含氧官能团的名称为　　　　　。 (3)C的结构简式为　　　　　,F的结构简式为　　　　　。 
【解题思路】先推断再判断。因为合成路线图中主要是字母和分子式,因此需要先通过推断确定各物质的结构简式,再逐项分析判断。1.先推断:根据B的结构和已知条件Ⅰ可知A为CH3COOC2H5(乙酸乙酯),A→B为取代反应;有机物B经过碱性条件下的水解再酸化形成有机化合物
2.再判断:(1)通过有机化学反应整体框架的分析,解决物质的制备、反应条件的控制、同分异构体结构简式的书写等问题。①物质的制备。先根据题给信息判断A的结构简式。
再写出实验室制备A的化学方程式。实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸、加热条件下制备乙酸乙酯,化学方程式为
②反应条件的控制。该反应为可逆反应,若想提高乙酸乙酯的产率,需要及时地将生成物蒸出或增大反应物的用量。③同分异构体的书写。CH3COOCH2CH3的分子式为C4H8O2,不饱和度为1,根据题目要求,其同分异构体分子中只有一种化学环境的氢原子,说明该物质的分子结构有较强的对称性,故该有机化合物的结构简式为 。
(2)反应类型、官能团名称的判断。①反应类型的判断。根据反应条件和反应试剂判断反应类型,具体分析如下:
②官能团名称的判断。第一步,判断E的结构简式。根据已知条件Ⅱ可知,有机化合物C与SOCl2反应生成的有机化合物D为
(3)C、F结构简式的书写。根据上述分析,E的结构简式为
(4)有机合成路线的设计——逆推法。①逆向分析。在分析过程中,可充分参考题给反应关系,其分析过程如下图所示:
应考训练1.(2021福建厦门质检)花青醛(I)具有一种清新的花香味,可用于配制香水等,由异丙苯合成I的一种合成路线如下:
回答下列问题:(1)B的化学名称是　　　　　　　　　　。 (2)反应③的反应类型是　　　　　　　　　　。 (3)C的结构简式是　　　　　　　　　　。 (4)反应④(溴的利用率为100%)的化学方程式为　 。 (5)下列关于花青醛(I)的描述中,正确的是　　　　(填字母)。 A.能与溴水发生加成反应B.加氢还原生成醇C.分子中含有13个碳原子D.一氯代物有8种
答案 (1)对硝基异丙苯(2)取代反应
解析 (2)①是异丙基对位苯环上的氢原子被硝基取代,②是还原反应,③是氨基上的氢原子被乙酰基取代,④是酰胺基邻位(或异丙基间位)苯环上的氢原子被Br取代,⑤是乙酰基被氢原子取代,同时生成乙酸乙酯。
(5)花青醛分子中不存在碳碳双键,不能与溴水发生加成反应,A项错误。花青醛分子中除去—CHO中的氢原子还有9种不同化学环境的氢原子,故其一氯代物有9种,D项错误。
2.(2021湖南衡阳二模)花椒毒素(I)是白芷等中草药的药效成分,也可用多酚A为原料制备,合成路线如下:
回答下列问题:(1)①的反应类型为　　　　　　　　;B分子中最多有　　　　个原子共平面。 (2)C中含氧官能团的名称为　　　　　　　;③的“条件a”为　　　　　　　　。 (3)④为加成反应,化学方程式为 　 。 (4)⑤的化学方程式为 　 。 
(5)芳香族化合物J是D的同分异构体,符合下列条件的J的结构共有　　　　　　种,其中核磁共振氢谱为五组峰的J的结构简式为　　　　(写一种即可)。 ①苯环上只有3个取代基;②可与NaHCO3反应放出CO2;③1 ml J可中和3 ml NaOH。
答案 (1)取代反应　18(2)酮羰基、醚键　浓硫酸、加热
(5)芳香族化合物J是D( )的同分异构体,①苯环上只有3个取代基;②可与NaHCO3反应放出CO2,说明结构中含有羧基;③1 ml J可中和3 ml NaOH,说明结构中含有2个酚羟基和1个羧基;符合条件的J的结构有:苯环上的3个取代基为2个羟基和一个—C3H6COOH,当2个羟基位于邻位时有2种结构、当2个羟基位于间位时有3种结构、当2个羟基位于对位时有1种结构;又因为—C3H6COOH的结构有—CH2CH2CH2COOH、—CH2CH(CH3)COOH、—CH(CH3)CH2COOH、—C(CH3)2COOH、—CH(CH2CH3)COOH 5种结构,因此共有(2+3+1)×5=30种,