内容正文:
重点突破(一) 有机合成中有机物的推断及有机反应
有机化学的高考大题大多以新型药物、具有特定结构和功能的有机化合物为目标产物,结合 8~10种物质的相互转化综合考查有机化学知识的综合运用,同时渗透证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想等学科核心素养。结合题目信息和所学知识进行有机物结构的推断是解答有机合成与推断试题的关键环节。此部分在高考中主要考查有机化合物的命名、官能团名称或结构简式的书写;结合具体反应考查反应类型的判断或化学方程式的书写。
命题点(一) 有机合成中有机物结构简式的推断
(一)有机物化学式的确定
1.确定有机物的式量的方法
(1)根据标准状况下气体的密度ρ,求算该气体的式量:M = 22.4ρ(标准状况) 。
(2)根据气体A对气体B的相对密度D,求算气体A的式量:MA =D·MB 。
(3)求混合物的平均式量:M=。
(4)根据化学反应方程式计算烃的式量。
2.确定化学式的方法
(1)根据式量和最简式确定有机物的分子式。
(2)根据式量,计算一个分子中各元素的原子个数,确定有机物的分子式。
(3)当能够确定有机物的类别时,可以根据有机物的通式,求算n值,确定分子式。
(4)根据混合物的平均式量,推算混合物中有机物的分子式。
(二)有机物结构简式的推断
1.根据试剂或有机反应的特殊现象推断官能团
(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子)。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,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),表示该物质中含有—CHO。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
2.根据有机反应中定量关系进行推断
(1)1 mol醛基消耗2 mol Ag(NH3)2OH生成2 mol Ag单质、1 mol H2O、3 mol NH3;1 mol甲醛消耗4 mol Ag(NH3)2OH。
(2)1 mol醛基消耗2 mol Cu(OH)2生成1 mol Cu2O沉淀、2 mol H2O。
(3)和NaHCO3反应生成气体:1 mol —COOH生成1 mol CO2气体。
(4)和Na反应生成气体:1 mol —COOH生成0.5 mol H2; 1 mol —OH生成0.5 mol H2。
(5)和NaOH反应:1 mol —COOH(或酚—OH或—X)消耗1 mol NaOH;1 mol (R为链烃基)消耗1 mol NaOH;1 mol 消耗2 mol NaOH。
3.根据反应条件推知反应物或生成物的结构
条件
反应及对应的物质种类
浓H2SO4、加热
R—OH的消去或酯化反应
HNO3、浓H2SO4、加热
苯环上的硝化反应
稀硫酸、加热
酯水解、二糖、多糖等水解
稀硫酸(H+)
羧酸盐、苯酚钠酸化
NaOH水溶液、加热
R—X的水解反应或酯()的水解反应
NaOH醇溶液、加热
R—X的消去反应
溴水或溴的CCl4溶液
碳碳双键、碳碳三键的加成
浓溴水
酚取代、醛氧化
氯气(Br2)、光照
烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代
液溴、FeBr3(Fe)
苯的同系物发生苯环上的取代
氧气、Cu或Ag作催化剂、加热
某些醇氧化、醛氧化
氢气、Ni作催化剂、加热
碳碳双键、碳碳三键、苯、醛、酮加成
(三)常见限制条件与结构关系
[迁移应用]
1.辣椒素I的一种合成路线如图(部分试剂或产物略去)。
已知:R1—CH2BrR1—CH===CH—R2,请回答下列问题:
(1)A的化学名称为______________。C的结构简式为________________________。
(2)每分子辣椒素I在一定条件下与足量氢气加成,产物中手性碳原子个数为________。
解析:A与HBr在一定条件下发生取代反应产生B,由D的结构及已知反应可知C为,对比E、G的结构,结合反应过程中碳链结构不变,可知E与Br2发生苯环上—OH邻位的溴代反应生成F,F发生取代反应产生G,则F是,G中的—CHO转化为—CH2NH2生成H,H与D形成酰胺键生成I。(1)根据A的结构简式可知:A物质名称为6羟基己酸;物质C结构简式为;(2)I分子中含有的苯环及碳碳双键能够与H2发生加成反应,加成产物中含有的六元环上与取代基相连的C原子都是手性碳原子,故加成产物中含有3个手性碳原子。
答案:(1) 6羟基己