内容正文:
压轴题14 有机合成与推断
命题预测
本专题内容综合性强、难度较大,通常以新药品、新物质、新材料的合成路线为载体,将信息和问题交织在一起,环环相扣,主要考查有机物的结构与性质,同分异构体的数目和书写,以及利用题给信息设计简短的合成路线等,综合性强,思维容量大。
预计2024年命题考考查的热点涉及①某些物质的结构简式或名称,②反应类型或反应条件,③重要转化的有机化学方程式书写,④同分异构体的书写与数目确定,⑤特定条件的有机物合成路线的设计等。
高频考法
(1)官能团的命名、反应类型、结构简式
(2)有机方程式的书写
(3)限制条件下的同分异构体
(4)有机合成路线的设计
一、有机物的结构特征
1.有机物中“C”原子的杂化类型
杂化类型
说明
sp3
碳原子形成4个单键
sp2
碳原子形成2个单键和1个双键
sp
碳原子形成1个单键和1个三键
2.手性碳原子:连有四个不同基团的碳原子称为手性碳原子。如:(标“*”即为手性碳原子)。
3.有机物分子中共平面的碳原子数
(1) 根据共轭体系确定共平面的碳原子数。
(2) 根据化学键是否可以旋转,确定分子中共平面碳原子数。
(3)注意限定条件:“最少”或“最多”有几个碳原子共平面。
4.限定条件下的同分异构体书写
二、有机物的分类与结构、性质的关系
1.有机物的官能团与有机物的分类
(1) 根据有机物的组成元素进行分类:烃及烃的衍生物。
(2) 根据有机物相对分子质量进行分类:小分子及高分子。
(3) 根据有机物的化学键和官能团进行分类:
烃:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;烃的衍生物:醇、酚、醚、卤代烃、醛、酮、羧酸、酯、氨基酸等。
(4) 根据有机物的碳链结构进行分类:链烃、环烃等。
(5) 根据营养物进行分类:油脂、糖类、蛋白质等。
2.有机物结构的检验
特性
举例
说明
使酸性高锰酸钾溶液褪色
RCH2OH、RCHO
、、、
酚羟基和部分醇羟基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
使溴水褪色
、、RCHO
醛基、碳碳双键和碳碳三键都能使溴水褪色
能发生银镜反应
RCHO、HCOOR、HCOOH
醛基、甲酸酯和甲酸均能发生银镜反应
能发生水解反应
RCH2—X、RCOOR′、
碳卤键、酯基、酰胺基可发生水解反应
与FeCl3溶液发生显色反应
含有酚羟基
3.有机物结构特征确定有机物的性质
(1) 根据有机物碳原子数目及官能团,确定有机物物理性质(熔点、沸点、溶解性)。
(2) 根据有机物的饱和性与不饱和性,确定能否发生加成反应和聚合反应等。
(3) 根据有机物的官能团类型,确定有机物的分类及其性质。
(4) 根据各类有机物的化学性质,确定能发生的反应类型。
例如:1 mol官能团所消耗的NaOH、Br2、H2的物质的量的确定。
消耗物
举例
说明
NaOH
①1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH
②1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH
③1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH
④醇羟基不消耗NaOH
⑤1 mol羧基消耗1 mol NaOH
⑥1 mol卤素原子消耗1 mol NaOH
Br2
①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2
③酚羟基的每个邻、对位各消耗1 mol Br2
H2
①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①一般条件下羧基、酯基、酰胺基不与H2反应
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
4.含氧官能团与性质
官能团
结构
性质
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、易被强氧化剂氧化(如乙醇被酸性K2Cr2O7、KMnO4溶液氧化)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与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红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基
易被氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、可被还原
(酮)羰基
可被还原(如:在Ni粉催化、加热条件下被H2还原为CHOH)
羧基
酸性(如乙酸的酸性强于碳酸)、易取代(如发生酯化反应)
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
可水解(如环氧乙烷在酸催化下与水共热生成乙二醇)
三、有机反应规律
1.有机反应类型与常见的有机反应
反应类型
重要的有机反应
取代反应
烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3