高中化学 有机合成与推断专题训练有机推断与有机合成突破口.docx
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高中化学有机合成与推断专题训练有机推断与有机合成突破口
化学:
有机合成与推断专题训练——有机推断与有机合成突破口
一、有机物结构与性质梳理
1、物理性质
(1)、状态:
固态——饱和高级脂肪酸、脂肪、TNT、萘、蒽、葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、醋酸(16.6℃以下)、针状的TNT;
气态——C4以下烷、烯、炔、甲醛、一氯甲烷
液态——油状——硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸
粘稠状——石油、乙二醇、丙三醇
(2)、气味:
无味——甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味——乙烯
特殊气味——苯及同系物、萘、石油、苯酚
刺激性——甲醛、甲酸、乙酸、乙醛
甜味——乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖香味——乙醇、低级酯
苦杏仁味——硝基苯
(3)、颜色:
白色——葡萄糖、多糖
淡黄色——TNT、不纯的硝基苯
黑色或深棕色——石油
(4)、密度:
比水轻的——苯及其同系物、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油
比水重的——硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃、二硫化碳
(5)、挥发性:
乙醇、乙酸、乙醛
(6)、升华性:
萘、蒽
(7)、水溶性:
不溶:
高级脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、萘、蒽、石油、卤代烃、TNT:
微溶:
苯酚、乙炔、苯甲酸易溶:
甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸
与水混溶:
乙醇、苯酚(70℃以上)、乙醛、甲酸、丙三醇
2、通式:
①符合CnH2n+2为烷烃,符合CnH2n为烯烃,符合CnH2n-2为炔烃,符合CnH2n-6为苯的同系物,符合CnH2n+2O为醇或醚,符合CnH2nO为醛或酮,符合CnH2nO2为一元饱和脂肪酸或其与一元饱和醇生成的酯。
②C:
H=1:
1的有机物有:
乙炔、苯、苯酚、苯乙烯、立方烷
③C:
H=1:
2的有机物有烯烃、环烷烃、饱和一元醛、饱和一元酸、普通酯、葡萄糖等
④C:
H=1:
4的有机物有CH4、CH3OH、CO(NH2)2
3、结构
①具有4原子共线的可能含碳碳叁键。
②具有4原子共面的可能含醛基。
③具有6原子共面的可能含碳碳双键。
④具有12原子共面的应含有苯环。
4.不饱和度的推算:
一个双键或一个环,不饱和度均为1;一个叁键不饱和度为2;一个苯环,可看作是一个环加三个叁键,不饱和度为4;不饱和度为1,与相同碳原子数的有机物相比,少两个H,不饱和度为2,少四个H,依此类推。
5、有机反应条件
①NaOH醇溶液并加热:
卤代烃的消去反应。
②NaOH水溶液并加热:
卤代烃或酯的水解反应。
③浓H2SO4并加热:
醇脱水生成醚或不饱化合物;醇与酸的酯化反应;纤维素水解。
④稀酸并加热:
酯或淀粉的水解反应。
⑤催化剂并有氧气:
醇氧化为醛或醛氧化为酸。
⑥催化剂并有氢气:
碳碳双键 、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应。
⑦催化剂并有X2:
苯环上的H原子直接被取代;光照并有X2:
X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应。
6.有特殊性的有机物归纳:
1醇羟基:
跟钠发生置换反应、可能脱水成烯、可能氧化成醛或酮、酯化反应
2酚羟基:
弱酸性、易被氧气氧化成粉红色物质、显色反应、与浓溴水发生取代反应
3醛基:
可被还原或加成(与H2反应生成醇)、可被氧化(银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液、能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色)
4羧基:
具有酸的通性、能发生酯化反应
5碳碳双键和碳碳叁键:
能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色、能发生加成和加聚反应
6酯基:
能发生水解反应
7、重要的有机反应规律:
① 双键的加成和加聚:
双键致意断裂,加上其它原子或原子团或断开键相互连成链。
② 醇或卤代烃的消去反应:
总是消去与羟基或卤原子所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子上,若没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子【如(CH3)3CCH2OH】的醇不能发生反应。
③醇的催化反应:
和羟基相连的碳原子上若有二个或三个氢原子,被氧化成醛;若有一个氢原子被氧化成酮;若没有氢原子,一般不会被氧化。
④酯的生成和水解及肽键的生成和水解:
R1—CO—OH+18O—R2=R1—CO—18O—R2+H2O;
R1—CH(NH2)—CO—18OH+H—NH—CH(R2)COOH=R1—CH(NH2)—CO—NH—CH(R2)COOH+H2(18)O(虚线为断键处)
⑤有机物成环反应:
a二元醇脱水,b羟基的分子内或分子间的酯化,c氨基的脱水。
(d二元羟基酸脱水)
8.有机反应现象归类
①能发生银镜反应或新制的Cu(OH)2悬浊液反应的:
醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
②与钠反应产生H2的:
醇、酚、羧酸
③与NaOH等强碱反应的:
酚、羧酸、酯、卤代烃
④与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物:
羧酸
⑤能氧化成醛或羧酸的醇必有—CH2OH结构,能氧化成酮的醇必有—CHOH结构
⑥能使溴水因反应而褪色的:
烯烃、炔烃、苯酚、醛及含醛基的物质
⑦能使酸性KMnO4溶液褪色的:
烯烃、炔烃、苯的同系物、苯酚、醛及含醛基的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等
⑧能发生显色反应的:
苯酚与FeCl3、蛋白质与浓硝酸
⑨能发生水解反应的有机物:
卤代烃、酯、糖或蛋白质
⑩含氢量最高的有机物;一定质量的有机物燃烧,消耗量最大的是:
CH4
⑾完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是:
环烷烃、饱和一元醛、酸、酯(通式符号CnH2nOx的物质,X=0,1,2,……)
二、有机合成的常规方法
1.引入官能团:
①引入-X的方法:
烯、炔的加成,烷、苯及其同系物、醇的取代
②引入-OH的方法:
烯加水,醛、酮加氢,醛的氧化、酯的水解、卤代烃的水解、糖分解为乙醇和CO2
③引入C=C的方法:
醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成,*醇氧化引入C=O
2.消除官能团
2.消除官能团:
①消除双键方法:
加成反应
②消除羟基方法:
消去、氧化、酯化
③消除醛基方法:
还原和氧化
3.增长碳链:
酯化,炔、烯加HCN,聚合等
4.缩短碳链:
酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脱羧
5、有机合成中的成环反应规律
a、有机成环方式一种是通过加成、聚合反应来实现的,另一种是至少含有两个相同或不同官能团的有机分子,如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。
b成环反应生成的环上应至少含有3个原子,其中以形五员环或六员环比较稳定。
6.关注外界条件对有机反应的影响。
反应物相同,但反应条件(温度、浓度、用量、催化剂、反应介质和操作顺序)不同而导致生成物不同。
7.重要有机物间的相互转变关系。
(1)烃的重要性质
序号
反应试剂
反应条件
反应类型
1
Br2
光
取代
2
H2
Ni,加热
加成
3
Br2水
加成
4
HBr
加成
5
H2O
加热、加压、催化剂
加成
6
乙烯
催化剂
加聚
7
浓硫酸,170℃
消去
8
H2
Ni,加热
加成
9
Br2水
加成
10
HCl
催化剂,加热
加成
11
催化剂
加聚
12
H2O
催化剂
加成
13
催化剂
聚合
14
H2O(饱和食盐水)
水解
(2)烃的衍生物重要性质
序号
反应试剂
反应条件
反应类型
1
NaOH/H2O
加热
水解
2
NaOH/醇
加热
消去
3
Na
置换
4
HBr
加热
取代
5
浓硫酸,170℃
消去
6
浓硫酸,140℃
取代
7
O2
Cu或Ag,加热
氧化
8
H2
Ni,加热
加成
9
,OH-
新制Cu(OH)2
O2
溴水或KMnO4/H+
水浴加热
加热
催化剂,加热
氧化
10
乙醇或乙酸
浓硫酸,加热
酯化
11
H2O/H+
H2O/OH-
水浴加热
水解
(3)芳香族化合物的重要性质
序号
反应试剂
反应条件
反应类型
1
H2
Ni,加热
加成
2
浓硝酸
浓硫酸,55~60℃
取代
3
液溴
Fe
取代
4
NaOH/H2O
催化剂,加热
取代
5
NaOH
中和
6
CO2+H2O
复分解
7
溴水
取代
8
FeCl3
显色
9
KMnO4/H+
氧化
10
浓硝酸
浓硫酸,加热
取代
11
(CH3CO)2O
取代
12
H2O
H+或OH-
水解
(4)有机反应类型
反应类型
特点
常见形式
实例
取代
有机分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。
酯化
羧酸与醇;酚与酸酐;无机含氧酸与醇
水解
卤代烃;酯;二糖与多糖;多肽与蛋白质
卤代
烷烃;芳香烃
硝化
苯及其同系物;苯酚
缩聚
酚与醛;多元羧酸与多元醇;氨基酸
分子间脱水
醇分子之间脱水形成醚
磺化
苯与浓硫酸
加成
不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合。
加氢
烯烃;炔烃;苯环;醛与酮的羰基;油脂
加卤素单质
烯烃;炔烃;
加卤化氢
烯烃;炔烃;醛与酮的羰基
加水
烯烃;炔烃
加聚
烯烃;炔烃
消去
从一个分子脱去一个小分子(如水、HX)等而生成不饱和化合物。
醇的消去
卤代烃消去
氧化
加氧
催化氧化;使酸性KMnO4褪色;银镜反应等
不饱和有机物;苯的同系物;醇,苯酚,含醛基有机物(醛,甲酸,甲酸某酯,葡萄糖,麦芽糖)
还原
加氢
不饱和有机物,醛或酮,含苯环有机物
显色
苯酚与氯化铁:
紫色;淀粉与碘水:
蓝色
蛋白质与浓硝酸:
黄色
(5)有机物的重要性质
试剂
Na
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
Br2水(Br2)
KMnO4/H+
烷烃
×(√)
×
烯烃
√
√
炔烃
√
√
×(√)
×
×(√)
√
R—Cl
×
√
×
×
×
×
R—OH
√
×
×
×
√
√
√
√
×
√
√
R—CHO
×
×
×
×
√
√
R—COOH
√
√
√
√
×
×
RCOOR’
×
√
×
×
×
×
(6)其它变化
1官能团的变化;
2“碳架”的变化(碳原子数增多、减少,成环、破环)。
8.深刻理解醇的催化氧化,卤代烃及醇的消去反应,酯化反应等重要反应类型的实质。
能够举一反三、触类旁通、联想发散。
⑴由乙醇的催化氧化,可推测:
⑵由乙醇的消去反应,可推测:
(3)由乙醇的脱水生成乙醚,可推测:
略
⑷由酯化反应原理,可推测:
(肽键同)
9、有机反应中的定量关系:
(1)烃和氯气的取代反应,被取代的H原子和被消耗的
分子之间的数值关系为1:
1。
(2)不饱和烃分子与
、
、
等分子加成反应中,
、
键与无机物分子的个数比关系分别为1;1、1:
2。
(3)含
的有机物与
的反应中,
与
分子的个数比关系为2:
1。
(4)
与
或
的物质的量比关系为1:
2、1:
1。
(5)醇被氧化成醛或酮的反应中,被氧化的
和消耗的
的个数比关系为2:
1。
(6)酯化反应或形成肽中酯基或肽键与生成的水分子的个数比关系为1:
1。
(7)1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加42,1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时,其相对分子质量将增加84。
(8)1mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时,若A与B的相对分子质量相差42,则生成1mol乙酸,若A与B的相对分子质量相差84时,则生成2mol乙酸。