有机合成、有机推断 必备基础知识

有机合成、有机推断 必备基础知识 一、各类烃的代表物的结构、特性 类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 苯及同系物 通 式 CnH2n+2(n≥1) CnH2n(n≥2) CnH2n-2(n≥2) CnH2n-6(n≥6) 代表物结构式 H—C≡C—H 相对分子质量Mr 16 28 26 78 碳碳键长(×10-10m) 1.54 1.33 1.20 1.40 键 角 109°28′ 约120° 180° 120° 分子形状 正四面体 6个原子 共平面型 4个原子 同一直线型 12个原子共平面(正六边形) 主要化学性质 光照下的卤代；裂化；不使酸性KMnO4溶液褪色 跟X2、H2、HX、H2O、HCN加成，易被氧化；可加聚 跟X2、H2、HX、HCN加成；易被氧化；能加聚得导电塑料 跟H2加成；FeX3催化下卤代；硝化、磺化反应           二、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质及相互转化 类别 通 式 官能团 代表物 分子结构结点 主要化学性质 卤代烃 一卤代烃： R—X 多元饱和卤代烃：CnH2n+2-mXm 卤原子 —X C2H5Br （Mr：109） 卤素原子直接与烃基结合 β-碳上要有氢原子才能发生消去反应 1.与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇 2.与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成烯 醇 一元醇： R—OH 饱和多元醇： CnH2n+2Om 醇羟基 —OH CH3OH （Mr：32） C2H5OH （Mr：46） 羟基直接与链烃基结合， O—H及C—O均有极性。 β-碳上有氢原子才能发生消去反应。 α-碳上有氢原子才能被催化氧化，伯醇氧化为醛，仲醇氧化为酮，叔醇不能被催化氧化。 1.跟活泼金属反应产生H2 2.跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃 3.脱水反应:乙醇 140℃分子间脱水成醚 170℃分子内脱水生成烯 4.催化氧化为醛或酮 5.生成酯 醚 R—O—R′ 醚键 C2H5O C2H5 （Mr：74） C—O键有极性 性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应 酚 酚羟基 —OH （Mr：94） —OH直接与苯环上的碳相连，受苯环影响能微弱电离。 1.弱酸性 2.与浓溴水发生取代反应生成沉淀 3.遇FeCl3呈紫色 4.易被氧化 醛 醛基 HCHO （Mr：30） （Mr：44） HCHO相当于两个 —CHO 有极性、能加成。 1.与H2、HCN等加成为醇 2.被氧化剂(O2、多伦试剂、斐林试剂、酸性高锰酸钾等)氧化为羧酸 酮 羰基 （Mr：58） 有极性、能加成 与H2、HCN加成为醇 不能被氧化剂氧化为羧酸 羧酸 羧基 （Mr：60） 受羰基影响，O—H能电离出H+， 受羟基影响不能被加成。 1.具有酸的通性 2.酯化反应时一般断羧基中的碳氧单键，不能被H2加成 3.能与含—NH2物质缩去水生成酰胺(肽键) 酯 酯基 HCOOCH3 （Mr：60） （Mr：88） 酯基中的碳氧单键易断裂 1.发生水解反应生成羧酸和醇 2.也可发生醇解反应生成新酯和新醇             烃知识网络： 烃和烃的衍生物知识网络： 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’ × √ × × × ×               三、有机合成的常规方法 （1）官能团的引入： ①引入羟基：烯烃与水加成；醛（酮）与氢气加成；卤代烃的碱性水解；酯的水解等； ②引入卤原子：烃与X2的取代；不饱和烃与HX或X2的加成；醇与HX的取代等。 ③引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C＝C；醇的氧化引入C=O等。 （2）官能团的消除： ①通过加成消除不饱和键；  ②通过消去或氧化或酯化等消除羟基（－OH）； ③通过加成或氧化等消除醛基（－CHO）  ④通过消去或水解消除卤原子。                                        （3）官能团间的衍变： 一元合成路线(官能团衍变) R—CH═CH2　→卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 二元合成路线 芳香化合物合成路线 （4）基团的保护：在有机合成中，含有2个或多个官能团的分子，为使其中某个官能团免遭反应的破坏，常用某种试剂先将其保护，待反应完成后再脱去保护剂。 四、深刻理解反应原理，记住断键部位，如醇的催化氧化，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） 有机合成、有机推断方法 一、基本方法 （结构、反应、性质、现象特征） 结论 检验 二、一般步骤 第一步：推断官能团的种类或物质类别。根据反应条件、反应物性质（反应现象）、反应类型、衍变规律来推断官能团种类或物质类别。 突破口1、由反应条件确定官能团 反应条件 可能官能团 浓硫酸 ①醇的消去（醇羟基）②酯化反应（含有羟基、羧基） 稀硫酸 ①酯的水解（含有酯基） ②二糖、多糖的水解③羧酸钠 NaOH水溶液 ①卤代烃的水解 ②酯的水解 NaOH醇溶液 卤代烃消去（－X） H2、催化剂 加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环) O2/Cu、加热 醇羟基 （－CH2OH、－CHOH） Cl2(Br2)/Fe 苯环 Cl2(Br2)/光照 烷烃或苯环上烷烃基 A是醇（－CH2OH）或乙烯     突破口2、根据反应类型来推断官能团种类： 反应类型 可能官能团 加成反应 C＝C、C≡C、－CHO、羰基、苯环 加聚反应 C＝C、C≡C 酯化反应 羟基或羧基 水解反应 －X、酯基、肽键 、多糖等 消去反应 卤代烃、醇     突破口3、据反应物性质确定官能团 : 反应的试剂 有机物 现象 与溴水反应 (1)烯烃、二烯烃(2)炔烃 溴水褪色，且产物分层 (3)醛 澳水褪色，且产物不分层 (4)苯酚 有白色沉淀生成 与酸性高 锰酸钾反应 (1)烯烃、二烯烃(2)炔烃 (3)苯的同系物(4)醇(5)醛 高锰酸钾溶液均褪色 与金属钠反应 (1)醇 放出气体，反应缓和 (2)苯酚 放出气体，反应速度较快 (3)羧酸 放出气体，反应速度更快 与氢氧化钠 反应 (1)卤代烃 分层消失，生成一种有机物 (2)苯酚 浑浊变澄清 (3)羧酸 无明显现象 (4)酯 分层消失，生成两种有机物 与碳酸氢钠反应 羧酸 放出气体且能使石灰水变浑浊 能与Na2CO3反应的 酚羟基 无明显现象 羧基 放出气体 银氨溶液或 新制氢氧化铜 (1)醛 有银镜或红色沉淀产生 (2)甲酸或甲酸钠 加碱中和后有银镜或红色沉淀产生 (3)甲酸酯 有银镜或红色沉淀生成 葡萄糖、果糖、麦芽糖 有银镜或红色沉淀生成       然后，确定官能团的数目。根据反应中的定量关系、由有机物的相对分子质量变化、由化学式本身猜测官能团的数目 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。⑦1mol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。⑧1mol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。 醇发生消去反应 是分子内脱水的反应，要求：β-C上有氢 醇发生催化氧化反应 要求：α-C上有氢， α-C上有2个氢，催化氧化后生成醛 α-C上有1个氢，催化氧化后生成酮 醇发生取代反应 ①分子间脱水生成醚；②与HX加热反应生成卤代烃     第二步：确定分子式或碳原子的个数。由题目已知、或通过计算、或由产物推断分子式或所含碳原子的个数。 第三步：推断官能团的位置或碳骨架。根据某些反应的产物推知官能团的位置或碳架结构。如：①由醇氧化得醛或羧酸，-OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化得酮，-OH接在只有一个氢原子的碳原子上。②由消去反应产物可确定“-OH”或“-X”的位置。③由取代产物的种类可确定碳链结构。④由加氢后碳的骨架，可确定“C═C”或“C≡C”的位置 三、回答有机推导题是要注意哪些事项 1、书写过程中的规范化（结构简式中氢原子的数目，化学方程式中的小分子）。 2、看清题目的要求（分子式、结构简式，什么要求的同分异构体） 总体思路： 1 寻找突破口； 2 大胆猜想、小心验证； 3 顺推和逆推相结合； 4 类比联想； 5 如果没有思路注意先看问题再看框图。 6 挖掘发现运用所给新信息 四、同分异构体的书写 重点是芳香族化合物的同分异构体书写。注意以下几个问题： 1．同分异构体的书写顺序：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间。 2．能使氯化铁溶液呈紫色的是含酚羟基的物质。 3．能发生银镜反应的物质有含醛基的物质：甲酸盐、甲酸某酯、某某醛。 4．苯环上的一氯代物有两种同分异构体时一定存在两个呈对位分布的不同取代基。 5．苯环上的一氯代物只有一种时，一种可能是存在两个呈对位分布的相同取代基，例如： 对位二甲苯；另一种可能是存在三个呈对称分布的相同的取代基，例如：间位三甲基苯。 6．书写类别异构体时，一定要特别注意：芳香醇与酚类的异构，羧酸与酯类的异构(尤其要 注意羧酸苯酚酯的存在),氨基酸和硝基烷的类别异构。 7．在考虑含羟基的物质与氢氧化钠作用时，注意：醇羟基不与氢氧化钠作用，酚羟基和羧 基与氢氧化钠作用。 20090318 8．在考虑含卤素原子的物质与氢氧化钠作用时，注意：1摩尔一卤代苯与2摩氢氧化钠作用， 1摩尔一卤代烷与1摩氢氧化钠作用。 9．能发生水解反应的物质特征：含有卤素原子、肽键、酯基。 10．取代反应包括：卤代、硝化、磺化、酯的水解、肽和蛋白质的水解、多糖水解、皂化反 应、醇成醚。 11．低碳的羧酸中的羧基能和碳酸盐反应，酚羟基不能和碳酸盐反应。 12．含酚羟基的物质一定能与氯化铁溶液发生显色反应，也能与氢氧化钠发生中和反应，与 钠发生置换反应，也可能与羧酸发生酯化反应，与浓溴水发生取代反应。 13.残基法：由总化学式(或其式量)减去某些基团的化学式(或其式量)，得残基的化学式(或其式量)，进而可写出有机物的结构。 有机信息题 思路：正确的理解信息，模仿类比。 高考信息题考查到的 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 不一定能直接从书本上找到原理，但可以根据题给信息和解题暗示，调用自己已经具备的化学知识，通过联想和推理，对有效信息进行加工、转化、重组和利用，从而解决实际问题。这种与实际生活和科技前沿紧密结合的命题方式保持了高考化学试题的新颖性和科学性，扩大了学生的视野，引导学生去关心社会、生活、科技发展，注重学科交叉与渗透，给教材知识注人时代气息和新鲜活力。达类试题既能考查考生的自学能力、思维能力和继续学习的潜在能力，充分发挥选拔功能，对中学教学改革、素质教育的推行起到积极的导向作用。因此，它必将成为今后高考化学命题的主流题型。 问题常涉及一些新信息、新情景反应及规律，需要通过自学，将题设内容理解、消化，并与旧有知识联系、挂钩，再根据题干条件或题设要求进行分析推断。经常考查的问题有：反应类型的判别、反应方程式的书写、同分异构体的分析等。