有机合成装置(高考难点突破：解决有机合成的常见技巧)

Posted 2023-05-29

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有机合成装置(高考难点突破：解决有机合成的常见技巧)

考点梳理

一、各类有机物间的衍变关系

二、有机合成步骤

三、有机推断

规律方法

一、有机合成的常用方法

1.碳骨架的构建包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链、成环或开环等

（1）增长碳链有机合成所用的有机原料物分子中的碳原子数若小于目的物分子中的碳原子数,在合成中就需要增长碳链。例如,溴乙烷与氰化钠的乙醇溶液共热时,溴原子被氰基取代而生成氰化物；该氰化物在酸性条件下水解,可以得到分子比溴乙烷分子多一个碳原子的丙酸。这一转化可表示为：

2）碳链的减短烯烃、炔烃的氧化反应是减短碳链的有效途径。羧酸或羧酸盐脱去分子中的羧基放出二氧化碳的反应也可使分子中碳链减短,得到比羧酸盐少一个碳原子的烷烃。例如,无水醋酸钠与碱石灰(氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热脱去羧基生成甲烷。

2.官能团的引入官能团的引入主要有：引入卤素原子、引入羟基、引入碳碳双键、引入羰基、引入羧基。

（1）羟基的引入法

①取代法②水化法③还原法④水解法

（2）在碳链上引入卤原子的途径

①烷烃，苯与卤素反应：

②烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等与卤素反应：

③烯/炔加成卤素/卤化氢：CH2=CH2 + Br2 ----------→CH2BrCH2Br

④醇与卤化氢反应：CH3CH2OH + HCl ----------→ CH3CH2Cl + H2O

（3）引入碳碳双键的反应

（4）引入羰基的反应：

（5）在碳链上引入羧基的途径:

3.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、酯化等消除羟基。

（3）通过加成或氧化等消除醛基。

4.官能团的间的衍变

根据合成需要，可进行有机物的官能团衍变，以使中间物质向产物递进。

二.解答有机推断题的常用的解题方法

（1）顺推法：以有机物的结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论。

（2）逆推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论

（3）夹击法：从反应物和生成物同时出发，以有机物的结构、性质为主线，推出中间过渡产物，从而解决问题并得出正确结论。

（4）分层推理法：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确推论。

三.有机推断六大“题眼”

1.由性质推断

（1）能使溴水褪色的有机物通常含有碳碳双键和碳碳叁键等。

（2）能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有碳碳双键和碳碳叁键或醛类或“苯的同系物”。

（3）能发生加成反应的有机物通常含有碳碳双键和碳碳叁键或醛类或“苯环”，其中“—CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。

（4）能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的有机物必含有醛基。

（5）能与钠反应放出H2的有机物必含有羟基。　　

（6）能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有羧基。

（7）能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。

（8）能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、多糖或蛋白质。　　

（9）遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。　

（10）能发生连续氧化的有机物是有“—CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下氧化反应：A→B→C，则A应是具有“—CH2OH”的醇，B就是醛，C应是羧酸。　　

2.由反应条件推断　　

（1）当反应条件为NaOH醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反应。　　

（2）当反应条件为NaOH水溶液并加热时，通常为酯或油脂的水解。　　

（3）当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱化合物，或者是醇与酸的酯化反应

（4）当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉（糖）的水解反应。　　

（5）当反应条件为催化剂（铜或银）并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为羧酸。　　

（6）当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或羰基或醛基的加成反应。　　

（7）当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2的反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代。　　

3.由反应数据推断　　

（1）根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破：1mol—C＝C—加成时需1molH2，1mol—C≡C—完全加成时需2molH2，1mol—CHO加成时需1molH2，而1mol苯环加成时需3molH2。　　

（2）1mol—CHO完全反应时生成2molAg或1molCu2O。　　

（3）2mol—OH或2mol—COOH与活泼金属反应放出1molH2。　　

（4）1mol—COOH（足量）与碳酸钠或碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2。　　

（5）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。　　

（6）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。　　

4.由物质结构推断　　

（1）具有4原子共线的可能含碳碳叁键。　　

（2）具有3原子共面的可能含甲基。　　

（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。

5.由物理性质推断

在通常状况下为气态的烃，其碳原子数均小于或等于4，而烃的衍生物中只有甲醛、一氯甲烷、在通常情况下是气态。

6.由转化关系推断

如：交叉型转化

四、常见的官能团的保护

1.醛基的保护如：

2.双键的保护如：

3.羧基的保护如：

4.氨基的保护如：

【典例】下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是有直链有机物，E与FeCl3溶液作用显紫色。

请根据上述信息回答：

（1）H中含氧官能团的名称是　　　　。B→I的反应类型为　　　　。

（2）只用一种试剂鉴别D、E、H，该试剂是　　　　。

（3）H与J互为同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，J的结构简式为　　　　。

（4）D和F反应生成X的化学方程式为　　　　。

解析：由已知信息可以推断出：X是酯，E是酚，A是直链、含有醛基的有机物。框图中D→F是增长碳链，其余的转化碳架不变。B能连续氧化，其结构必含-CH2OH，A、H中都含有一个双键，A是CH2=CHCH2CHO或CH3CH=CHCHO，

B是CH3CHCH2CH2OH，C是CH3CH2CH2CHO，D是CH3CH2CH2COOH,

则F是苯酚，E 是环己醇，I是CH3CHCH=CH2，

G是CH2=CHCH2COONa或CH3CH=CHCOONa，

H 是CH2=CHCH2CHO或CH3CH=CHCHO。

答案：（1）羧基消去反应（2）溴水（3）CH3COOCH=CH2

（4）