1、1专题 04 有机物的合成与推断【考向分析】有机物推断主要以框图填空题为主，常对有机物的组成、结构、性质的考查融为一体，具有较强的综合性，并多与新的信息紧密结合。有机合成主要是利用一些基本原料并限定合成路线或设计合成路线来合成有机物，并与有机物的结构简式、同分异构体、有机反应类型、有机反应方程式的书写等基础知识的考查相结合，着力考查阅读有机合成方案、利用题设信息、解决实际问题的能力，也考查对信息接受和处理的敏锐程度、思维的整体性和对有机合成的综合分析能力。有机合成与推断题中涉及的有机知识点很多，且错纵复杂，如有机反应条件的选择，官能团的引入和消去，各类有机物的相互衍生等，只要有一个环节搞不清，
2、都会给解题带来障碍。【例题精讲】A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示：回答下列问题：(1)A的名称是_，B含有的官能团是_。(2)的反应类型是_，的反应类型是_。(3)C和D的结构简式分别为_、_。(4)异戊二烯分子中最多有_个原子共平面，顺式聚异戊二烯结构简式为_。(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体_ (填结构简式)。(6)参照异戊二烯合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线_。【答案】 乙炔；碳碳双键、酯基 加成反应；消去反应； ；CH 3CH2CH2CHO。 11；2 【基
3、础过关】1 “心 得 安 ”是 治 疗 心 脏 病 的 药 物 ， 下 面 是 它 的 一 种 合 成 路 线 (具 体 反 应 条 件 和 部 分 试 剂 略 )： 回 答 下 列 问3题 ：（ 1） 试 剂 a 是 ， 试 剂 b 的 结 构 简 式 为 ， b 中 官 能 团 的 名 称 是 。（ 2） 的 反 应 类 型 是 。（ 3） 心 得 安 的 分 子 式 为 。（ 4） 试剂 b 可由丙烷经三步反应合成： ， 反应 1 的试剂与条件为 ，反应 2 的化学方程式为 ，反应 3 的反应类型是 。(其他合理答案也给分)（ 5） 芳香化合物 D 是 1 萘酚的同分异构体，其分子中有两
4、个官能团，能发生银镜反应，D 能被 KMnO4酸性溶液氧化成 E( C2H4O2) 和芳香化合物 F (C8H6O4)，E 和 F 与碳酸氢钠溶液反应均能放出 CO2气体，F 芳环上的一硝化产物只有一种。D 的结构简式为 ；由 F 生成一硝化产物的化学方程式为 ，该产物的名称是 。【答案】（ 1） NaOH（ 或 Na2CO3） （ 1 分 ） ClCH2CH=CH2（ 1 分 ） 氯 原 子 、 碳 碳 双 键 （ 2 分 ）（ 2） 氧 化 反 应 （ 1 分 ） （ 3） C15H21O2N（ 1 分 ）（ 4） Cl2 / 光 照 （ 1 分 ） （ 1 分 ） 取 代 反应 （ 1
5、分 ）（ 5） （ 2 分 ）（ 2 分 ）2硝 基 1,4苯 二 甲 酸 （ 或 硝 基 对 苯 二 甲 酸 ） （ 2 分 ）45【解题指导】有机推断题的解题思路推断有机物，通常是先确定可能的分子式，再通过试题中提供的信息，判断有机物可能存在的官能团和性质。最后综合各种信息，确定有机物的结构简式。其中最关键的是找准突破口。一般方法是：找已知条件最多的，信息量最大的。这些信息可以是化学反应、有机物性质（包括物理性质） 、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等等；寻找特殊的或唯一的。包括具有特殊性质的物质（如常温下处于气态的含氧衍生物-甲醛） 、特
6、殊的分子式（这种分子式只能有一种结构） 、特殊的反应、特殊的颜色等等；根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用，常用来确定某种官能团的数目；根据加成所需的量，确定分子中不饱和键的类型及数目；由加成产物的结构，结合碳的四价确定不饱和键的位置；如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，结合题给信息进行顺推或逆推，猜测可能，再验证可能，看是否完全符合题意，从而得出正确答案。2.席夫碱类化合物 G 在催化席夫碱类化合物 G 在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成 G 的一种路线如下：已知以下信息：一摩尔 B 经上述反应可生居二摩尔 C，且 C 不能发生银镜反应。6D 属于单取代芳烃，其相对分子质量
7、为 106。核磁共振氢谱显示 F 苯环上有两种化学环境的 H 原子回答下列问题：（1）由 A 生成 B 的化学方程式为 ，反应类型为 （2）D 的化学名称是 ，由 D 生成 E 的化学方程式为： （3）G 的结构简式为 （4）F 的同分异构体中含有苯环的还有_种（不考虑立体异构） 。其中核磁共振氢谱中有 4 组峰，且面积比为 6：2：2：1 的是_。 （写出其中的一种的结构简式） 。（5）由苯和化合物 C 经如下步骤可合成 N-异丙基苯胺。反应条件 1 所选择的试剂为_；反应条件 2 所选择的试剂为_；I 的结构简式为_。 【答案】 （1）C(CH 3)2ClCH(CH3)2NaOH C(CH
8、3)2C(CH 3)2NaClH 2O（2）乙苯，C 2H5 乙 醇 HNO 3 浓 硫 酸 C2H5NO2H 2O（3）C 2H5N CH3 C CH3（4）19 种， （5）浓硝酸、浓硫酸；Fe/稀盐酸；NH 27【解题指导】有机合成题的解题思路有机合成题的实质是利用有机物的性质，进行必要的官能团反应。解答该类题时，首先要正确判断题目要求合成的有机物属于哪一类？含哪些官能团，再分析原料中有何官能团，然后结合所学过的知识或题给的信息，寻找官能团的引入、转换、消去等方法，完成指定合成。一般方法是：目标有机物的判断：首先判断目标有机物属于哪类有机物，其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原
9、料、中间物质的组成关系；目标有机物的拆分：根据给定原料，结合信息，利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段，找出官能团引入、转换的途径及保护方法；思维方法的运用：找出关键点、突破点后，要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择最佳合成途径。3.立方烷 具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，因此和成立方烷及其衍生物呈为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物 I 的一种合成路线：8回答下列问题：（1）C 的结构简式为_，E 的结构简式为_。（2） 的反应类型为_， 的反应类型为_。 3 5（3）化合物 A 可由环戍烷经三步反应合成：反应1的试剂与条件为_:反应2的化学方
10、程式为_；反应3可用的试剂为_。 （4）在1的合成路线中，互为同分异构体的化合物是_（填化合物的代号） 。（5）1与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有_个峰。（6）立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有_种。【答案】 （1） （2）取代反应 消去反应（3）Cl 2/光照 O2/Cu（4）G 和 H（5）1（6）39所以反应是取代反应；反应是 E（ ）生成 F（ ） ，所以反应属于消去反应；（3）根据合成路线 ，采取逆推法可知，生成环戊酮可以由环戊醇发生氧化反应（Cu 或 Ag 作催化剂，加热）而生成，环戊醇可以由一氯环戊烷在 NaOH 的水溶液中发生取代反应而生成，一氯
11、环戊烷可以由环戊烷和 Cl2 发生取代反应（光照）而生成，即10【解题指导】常见官能团的引入方法1、引入 CC：碳碳双键或碳碳三键与 H2加成；2、引入碳碳双键或碳碳三键：卤代烃或醇的消去；3、引入X：在饱和碳原子上与 X2（光照）取代；不饱和碳原子上与 X2或 HX 加成；醇羟基与 HX 取代。4、入OH：卤代烃水解；醛或酮加氢还原；碳碳双键与 H2O 加成。5、入CHO 或酮：醇的催化氧化；碳碳三键与 H2O 加成。6、引入COOH：醛基氧化；CN 水化；羧酸酯水解。7、引入COOR：醇酯由醇与羧酸酯化；酚酯由酚与羧酸酐酯化。8、引入高分子：含碳碳双键的单体加聚；酚与醛缩聚、二元羧酸与二元
12、醇（或羟基酸）酯化缩聚、二元羧酸与二元胺（或氨基酸）酰胺化缩聚。4.非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物，可通过以下方法合成：11请回答下列问题：（1）非诺洛芬中的含氧官能团为 和 （填名称） 。（2）反应中加入的试剂 X 的分子式为 C8H8O2，X 的结构简式为 。（3）在上述五步反应中，属于取代反应的是 （填序号） 。（4）B 的一种同分异构体满足下列条件： 、能发生银镜反应，其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应。、分子中有 6 种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环。写出该同分异构体的结构简式： 。（5）根据已有知识并结合相关信息，写出以 为原料制备的合成路线流程图（无机
13、试剂任用） 。合成路线流程图示例如下：【答案】 （1）醚键 羰基 （2） （3）（4） （5）12【解题指导】官能团的推断方法1、根据反应现象推断（1）能使溴水褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键或醛基。（2） 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键、醛基或为苯的同系物。（3） 遇三氯化铁溶液显紫色，可推知该物质分子含有酚羟基。（4）遇浓硝酸变黄，可推知该物质是含有苯环结构的蛋白质。（5）遇水变蓝，可推知该物质为淀粉。（6） 加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，有红色沉淀生成；或加入银氨溶液有银镜生成，可推知该分子结构有即醛基。则该物质可能为醛类、甲酸和甲酸某酯
14、。13（7） 加入金属 Na 放出，可推知该物质分子结构中含有羟基或羧基。（8） 加入碳酸氢钠溶液产生气体，可推知该物质分子结构中含有羧基。（9） 加入溴水，出现白色沉淀，可推知该物质为苯酚或其衍生物。2、根据反应产物推断（1）若由醇氧化得醛或羧酸，可推知OH 一定连接在有 2 个氢原子的碳原子上，即存在；由醇氧化为酮，推知OH 一定连在有 1 个氢原子的碳原子上，即存在；若醇不能在催化剂作用下被氧化，则OH 所连的碳原子上无氢原子。（2）由消去反应的产物，可确定OH 或X 的位置。（3）由取代反应产物的种数，可确定碳链结构。如烷烃，已知其分子式和一氯代物的种数时，可推断其可能的结构。有时甚至
15、可以在不知其分子式的情况下，判断其可能的结构简式。 （4）由加氢后碳链的结构，可确定原物质分子碳碳双键或碳碳三键的位置。3、 根据反应用量推断（1） 与银氨溶液反应，若 1mol 有机物生成 2mol 银，则该有机物分子中含有一个醛基；若生成 4mol 银，则含有二个醛基或该物质为甲醛。（2）与金属钠反应，若 1mol 有机物生成 0.5mol，则其分子中含有一个活泼氢原子，或为一个醇羟基，或酚羟基，也可能为一个羧基。（3） 与碳酸钠反应，若 1mol 有机物生成 0.5mol，则说明其分子中含有一个羧基。（4）与碳酸氢钠反应，若 1mol 有机物生成 1mol，则说明其分子中含有一个羧基。4、根据反应条件推断（1） 在 NaOH 水溶液中发生水解反应，则反应可能为卤代烃的水解反应或酯的水解反应。（2）在氢氧化钠的醇溶液中，加热条件下发生反应，则一定是卤代烃发生了消去反应。（3）在浓硫酸存在并加热至 170时发生反应，则该反应为乙醇的消去反应。（4） 能与氢气在镍催化条件下起反应，则为烯、炔、苯及其同系物、醛的加成反应（或还原反应） 。（5）能在稀硫酸作用下发生反应，则为酯、二糖、淀粉等的水解反应。（6） 能与溴水反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。
