講義17有機化學基礎【高考定位】近幾年高考有機化學基礎考查，主要是有機選擇題、有機素材化學實驗題和選做有機推斷和合成題。有機推斷和合成題常考點有有機物命名、官能團名稱、有機反應類型判斷、指定物質的結構簡式書寫、利用核磁共振氫譜推同分異構體及限制條件的同分異構體數目判斷、化學方程式的書寫、有機合成路線設計。高考試題中選修5賦分為15分，知識點比較系統，思路清晰。但具有做題耗時較長，如果推斷的某一個環節出現了問題，將對整道題產生較大影響的特點。【知識講解】一、有機物的組成、結構和主要化學性質1．烴的結構與性質有機物官能團代表物主要化學性質烷烴—甲烷取代(氯氣、光照)、裂化烯烴乙烯加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)、加聚炔烴—C≡C—乙炔加成、氧化(使KMnO4酸性溶液褪色)苯及其同系物—甲苯取代(液溴、鐵)、硝化、加成、氧化(使KMnO4褪色，除苯外)2．烴的衍生物的結構與性質有機物官能團代表物主要化學性質鹵代烴—X溴乙烷水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)醇(醇)—OH乙醇取代、催化氧化、消去、脫水、酯化酚(酚)—OH苯酚弱酸性、取代(濃溴水)、顯色、氧化(露置空氣中變粉紅色)醛—CHO乙醛還原、催化氧化、銀鏡反應、與新制Cu(OH)2懸濁液反應羧酸—COOH乙酸弱酸性、酯化酯—COO—乙酸乙酯水解3.基本營養物質的結構與性質有機物官能團主要化學性質葡萄糖—OH、—CHO具有醇和醛的性質蔗糖、麥芽糖前者無—CHO后者有—CHO無還原性、水解(兩種產物)有還原性、水解(產物單一)淀粉、纖維素后者有—OH水解、水解油脂—COO—氫化、皂化氨基酸、蛋白質—NH2、—COOH、—CONH—兩性、酯化、水解4.不同類別有機物可能具有相同的化學性質(1)能發生銀鏡反應及能與新制Cu(OH)2懸濁液反應的物質有：醛、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖等。(2)能與Na反應的有機物有：醇、酚、羧酸。(3)能發生水解反應的有機物有：鹵代烴、酯、多糖、蛋白質等。(4)能與NaOH溶液發生反應的有機物有：鹵代烴、酚、羧酸、酯(油脂)。(5)能與Na2CO3溶液發生反應的有：羧酸、，但與Na2CO3反應得不到CO2。二、同分異構體的書寫與判斷1．同分異構體的判斷方法(1)記憶法：記住已掌握的常見的異構體數。例如：①凡只含一個碳原子的分子均無同分異構；②丁烷、丁炔、丙基、丙醇有2種；③戊烷、戊炔有3種；④丁基、丁烯(包括順反異構)、C8H10(芳香烴)有4種；⑤己烷、C7H8O(含苯環)有5種；⑥C8H8O2的芳香酯有6種；⑦戊基、C9H12(芳香烴)有8種。(2)基元法：例如丁基有4種，丁醇、戊醛、戊酸都有4種。(3)替代法：例如二氯苯C6H4Cl2有3種，則四氯苯也有3種(Cl取代H)；又如CH4的一氯代物只有一種，則新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有一種。(稱互補規律)(4)對稱法(又稱等效氫法)：①同一碳原子上的氫原子是等效的；②同一碳原子所連甲基上的氫原子是等效的；③處于鏡面對稱位置上的氫原子是等效的(相當于平面成像時物與像的關系)。一元取代物數目等于H的種類數；二元取代物數目可按“定一移一，定過不移”判斷。2．限定條件下同分異構體的書寫方法：限定范圍書寫和補寫同分異構體，解題時要看清所限范圍，分析已知幾種 同分異構體的結構特點，對比聯想找出規律補寫，同時注意碳的四價原則和官能團存在位置的要求。(1)芳香族化合物同分異構體：①烷基的類別與個數，即碳鏈異構。②若有2個側鏈，則存在鄰、間、對三種位置異構。(2)具有官能團的有機物：一般的書寫順序：碳鏈異構→官能團位置異構→官能團類別異構。書寫要有序進行，如書寫酯類物質的同分異構體時，可采用逐一增加碳原子的方法。如C8H8O2含苯環的屬于酯類的同分異構體為：甲酸某酯：、(鄰、間、對)；乙酸某酯：；苯甲酸某酯：。三、有機合成與推斷1．根據有機物的性質推斷官能團：(1)能使溴水褪色的物質可能含有“”、“—C≡C—”或酚類物質(產生白色沉淀)；(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物質可能含有“”“—C≡C—”“—CHO”或酚類、苯的同系物等；(3)能發生銀鏡反應或與新制Cu(OH)2懸濁液煮沸后生成磚紅色沉淀的物質一定含有－CHO；(4)能與Na反應放出H2的物質可能為醇、酚、羧酸等；(5)能與Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物中含有—COOH；(6)能水解的有機物中可能含有酯基()、肽鍵()，也可能為鹵代烴；(7)能發生消去反應的為醇或鹵代烴。2．根據性質和有關數據推斷官能團的數目：(1)—CHOeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up11(2[Ag(NH)3]\o\al(＋,2)),\s\do5())2Ag,\o(→,\s\up11(2Cu(OH)2),\s\do5())Cu2O))(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2；(3)2—COOHCO2，—COOHCO2；(4)；(5)RCH2OHeq\o(→,\s\up11(CH3COOH),\s\do11(酯化))CH3COOCH2R。(Mr)(Mr＋42)3．根據某些產物推知官能團的位置：(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，含有；由醇氧化成酮，含有；若該醇不能被氧化，則必含有—COH(與—OH相連的碳原子上無氫原子)；(2)由消去反應的產物可確定“－OH”或“—X”的位置；(3)由取代反應的產物的種數可確定碳鏈結構；(4)由加氫后碳架結構確定或—C≡C—的位置。4．官能團引入方法：引入官能團引入方法引入鹵素原子①烴、酚的取代；②不飽和烴與HX、X2的加成；③醇與氫鹵酸(HX)取代引入羥基①烯烴與水加成；②醛、酮與氫氣加成；③鹵代烴在堿性條件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖發酵產生乙醇引入碳碳雙鍵①某些醇或鹵代烴的消去；②炔烴不完全加成；③烷烴裂化引入碳氧雙鍵①醇的催化氧化；②連在同一個碳上的兩個鹵素原子水解；③含碳碳三鍵的物質與水加成引入羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白質、羧酸鹽的水解【過關搏殺】1．我國科學家首次提出了“聚集誘導發光(AIE)”概念及其分子運動受限(RIM)發光機理。目前，AIE已成為光電材料、生物熒光成像等諸多領域的研究熱點之一、四苯乙烯(TPE)是一類重要的AIE分子，某四苯乙烯衍生物合成路線如下：已知如下信息：i.+ii.+＇OH+R＂BrR＇OR＂根據上述合成路線，回答下列問題：(1)由A生成B的化學方程式為___________。(2)由D生成E的反應類型為___________，該反應裝置常用裝有無水CaCl2的玻璃管將反應體系與大氣接通，其中無水CaCl2用作___________。(3)C的同分異構體中，能同時滿足下列條件的同分異構體的結構簡式為___________。(只需寫出2個)i.紅外光譜及核磁共振氫譜表明分子中含有基團；ii.核磁共振氫譜顯示苯環上有兩種不同化學環境的氫原子，其數量比為1：1。(4)G經還原反應生成產物M(C13H12O)，M的化學名稱為___________。(5)H的結構簡式為___________。反應⑥可能生成的四苯乙烯類產物有___________種。(6)歐司哌米芬(Ospemifene)J是一種雌激素受體調節劑，具有三苯乙烯的結構特征。根據上述反應信息，設計由化合物F、苯和3－氯丙酰氯(ClCH2CH2COCl)制備J的合成路線___________。(無機試劑和三個碳以下的有機試劑任選)2．有機化合物M是某抗高血壓藥物的中間體，其合成路線如圖：已知：i.ii.R1CH=CHR2iii.(1)A→B的反應類型是_______。(2)C中含有的官能團名稱是_______。(3)J中只含有一種官能團，J的名稱是_______。(4)G與K反應生成M的化學方程式是_______。(5)C→D轉化的路線如圖，X的分子式為C3H6O，核磁共振氫譜只有一組峰，中間產物1和2的結構簡式分別為_______、_______。C中間產物1中間產物2D(6)寫出符合下列條件的E的同分異構體的結構簡式_______(任意1種即可)。a.與NaHCO3反應放出CO2b.硝基與苯環直接相連c.分子中只有4種不同化學環境的氫原子3．化合物M是從植物的提取物中分離出來的苯并色烯類天然產物，它對利什曼原蟲和克氏錐蟲有顯著的抑制作用。以下為化合物M的合成路線：已知：RCOOR′RCH2OH請回答下列問題：(1)B中所含官能團的名稱為___________；F的化學名稱為___________。(2)D→E的化學方程式為___________。(3)G的結構簡式為___________。(4)H→I的反應條件為___________。(5)J+E→K的反應類型為___________；K2CO3的作用為___________。(6)滿足下列條件的G的同分異構體有___________種(不考慮立體異構)。①能夠與FeCl3溶液發生顯色反應；②不含有甲基；③能夠發生銀鏡反應。其中苯環上一氯取代物只有2種的同分異構體的結構簡式為___________。4．研究表明，F為治療帕金森癥的藥物(Pimavanserin)的重要中間體，以下為其合成路線：已知如下信息：回答下列問題：(1)A的化學名稱為___________。(2)B中所含官能團的名稱為___________。由B生成C的反應類型___________。(3)由C生成D的化學方程式為___________。(4)E的結構簡式為___________。(5)C的同分異構體中，遇FeCl3溶液顯紫色且能發生銀鏡反應的二元取代芳香族化合物有___________種，其中核磁共振氫譜有六組峰，峰面積之比為6：2：2：2：1：1的同分異構體的結構簡式為___________。(不考慮立體異構，需寫出1種)(6)4-甲氧基苯甲胺()是制備冰染染料的重要中間體，請設計由苯酚制備4-甲氧基苯甲胺的合成路線(其他試劑任選)___________。5．丹參素是一種具有抗菌消炎及增強機體免疫作用的藥物。該藥物的一種合成路線如下：已知：Bn-代表芐基()。(1)C→D的反應類型為___________。(2)由A生成B的同時，還會有其它副產物生成，其中一種分子式為，該副產物的結構簡式為___________。(3)N是C的同系物，式量比C大14，且其核磁共振氫譜有4組峰，峰的面面積比為。請寫出同時符合下列條件的Ｎ的一種同分異構體的結構簡式___________。①能發生銀鏡反應；②苯環上只有2個取代基；③1molN消耗2molNaOH。(4)設計以苯酚與A為原料制備抗細菌有機物的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。_______________6．化合物G是一種藥物合成中間體，其合成路線如下：已知A分子中只含有一種官能團且能與NaHCO3反應生成CO2.回答下列問題：(1)A的化學名稱是___________。(2)C中的官能團名稱是___________。(3)D生成E的反應類型是___________。(4)F的結構簡式是___________。(5)D與乙醇在催化劑作用下反應化學方程式為___________。(6)X是G的同分異構體，其中核磁共振氫譜有5組峰且面積比為6∶2∶2∶1∶1的是___________(寫結構簡式)。①含苯環且苯環上只有兩個取代基；②含醛基且與苯環直接相連；③除苯環外不含其他環狀結構。7．鹽酸普魯卡因是一種局部麻醉藥，已廣泛用于臨床，它由普魯卡因與反應制得.以苯和乙烯為主要原料，采用如圖路線可合成藥物普魯卡因：已知：RX+→HX+→請回答下列問題：(1)A的名稱為_______。(2)D中的含氧官能團的名稱為_______。(3)反應①的反應類型為_______。(4)X的結構簡式為_______。(5)的化學反應方程式為_______。(6)符合下列條件的B的所有同分異構體的結構共有_______種。①與碳酸氫鈉溶液反應生成②含有苯環③核磁共振氫譜顯示苯環上有兩種不同化學環境的氫原子(7)寫出以甲苯為原料制備的合成路線圖______(無機試劑任選)。合成路線流程圖示例如圖：8．由A(芳香烴)與E為原料制備J和高聚物G的一種合成路線如下：已知：①酯能被LiAlH4還原為醇②回答下列問題：(1)A的化學名稱是___________，J的分子式為___________，H的官能團名稱為___________。(2)B生成C的反應條件為___________，D生成H、I生成J的反應類型分別為___________反應、___________反應。(3)寫出F＋D→G的化學方程式：___________。(4)芳香化合物M是B的同分異構體，符合下列要求的M有___________種，寫出其中2種M的結構簡式：___________。①1molM與足量銀氨溶液反應生成4molAg②遇氯化鐵溶液顯色③核磁共振氫譜顯示有3種不同化學環境的氫，峰面積之比1∶1∶1(5)參照上述合成路線，寫出用為原料制備化合物的合成路線（其他試劑任選）。參考答案【過關搏殺】1．(1)+HNO3(濃)+H2O；取代反應(2)干燥劑(3)；；(寫出兩種即可)(4)二苯(基)甲醇(5)；4(6)【解析】由A的分子式C7H8可知A是甲苯，結合D的結構簡式，可知A生成B發生了硝化反應，所以B的結構簡式是，B到C通過反應條件可知B中甲基被氧化成羧基。由D→E結合已知信息i，可知E的結構簡式是,由F→H，結合信息ii可知H的結構簡式為。(1)經分析A是甲苯，B是，故A生成B發生了硝化反應，其化學方程式為+HNO3(濃)+H2O。(2)由D生成E的條件結合信息i，可知兩反應類似，則可知此反應類型是取代反應；反應過程中需無水AlCl3為催化劑，故無水CaCl2的的作用是防止空氣中的水汽進入裝置，起到干燥劑作用。(3)C的分子式為C7H5NO4，其同分異構體結構中含有基團，且苯環上還有兩種不同化學環境的氫原子，其數量比為1：1，說明苯環上有兩個取代基，其中一個取代基含有基團，另一個取代基和其是對位，結合元素原子個數可得滿足條件的C的同分異構體有、、。(寫出兩種即可)(4)由F→H→I的轉化過程，結合F、I的結構簡式，結合信息ii，可推測出G的結構簡式為，G的分子式為(C13H10O)，經還原反應生成產物M(C13H12O)，從H元素原子看，由G生成M多了2個H原子，可知是苯環的羰基得氫被還原，故M的結構簡式為，其名稱為二苯(基)甲醇。(5)由F和G的結構簡式結合I的結構簡式，結合信息ii，可知H的結構簡式為。反應⑥可能生成的四苯乙烯類產物有F和F反應生成的三種，分別是、，還有G和G生成的1種，總計4種。(6)由生成物J的結構簡式，結合I的生產流程，結合告知的信息，要合成J,就要先合成出和。若要合成出，則可通過苯和3－氯丙酰氯(ClCH2CH2COCl)和信息i的條件即可；若要合成出，結合信息iii，則需要合成出且找到原材料BrCH2CH2OH。要合成出則通過四苯乙烯衍生物合成路線中H→G，可知只需要化合物F。所以本題的合成路線為2．（1）取代反應（2）硝基、酯基（3）丁二酸二甲酯（4）+HOOCCH2CH2COOH+H2O（5）；（6）或【解析】分析題干合成流程圖，由A的分子式和D的結構簡式可推知A為：，根據苯酚鄰對位上的H比較活潑，推知B的結構簡式為：，結合C的分子式和題干信息i可推知C的結構簡式為：，由E的分子式結合D到E的反應條件可推知，E的結構簡式為，分析E和F的分子式可知，二者相差2個H和1個O，故推知F的結構簡式為：，由G的分子式并結合信息ii可推知G的結構簡式為：，由M的結構簡式和G的結構簡式可推知K的結構簡式為：HOOCCH2CH2COOH，再結合J的分子式和J到K的轉化條件可知，J的結構簡式為：CH3CH2OOCCH2CH2COOH或者CH3OOCCH2CH2COOCH3，據此分析解題。（1）由分析可知，A→B即轉化為，故該反應的反應類型為取代反應；（2）由分析可知，C的結構簡式為：，故其中含有的官能團名稱是硝基、酯基；（3）由分析可知，J的結構簡式為：CH3CH2OOCCH2CH2COOH或者CH3OOCCH2CH2COOCH3，故J中只含有一種官能團的結構簡式為CH3OOCCH2CH2COOCH3，股J的名稱是丁二酸二甲酯；（4）由分析可知，G的結構簡式為與K的結構簡式為HOOCCH2CH2COOH，反應生成M的結構簡式為，故該反應的化學方程式是+HOOCCH2CH2COOH+H2O；（5）由分析可知，C→D轉化即轉化為的路線如圖：，X的分子式為C3H6O，核磁共振氫譜只有一組峰，故X的結構簡式為：，結合信息iii可推知中間產物1和2的結構簡式分別為；（6）由合成路線圖中可知，E的分子式為：C11H13NO4，符合下列條件a．與NaHCO3反應放出CO2說明分子中含有羧基-COOH，b．硝基與苯環直接相連，c．分子中只有4種不同化學環境的氫原子說明分子高度對稱，故符合條件的E的同分異構體的結構簡式有：或。3．(1)羥基、醚鍵；對甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸(2)+CH3OH+H2O(3)(4)光照(5)取代反應；消耗反應過程中生成的HBr，促進反應向正方向進行(6)23；【解析】根據流程圖結合C的結構簡式可知，A與甲醇在酸性條件下發生取代反應生成B，B為，結合D的分子式和E的結構可知，D為；結合J的結構簡式，F在鐵作催化劑時與溴發生苯環上的取代反應生成G，G為，G與甲醇發生轉化反應生成H，H為；根據題示信息，結合J的結構簡式逆推得到I為。(1)B為，其中所含官能團為醚鍵和羥基；F()的名稱為對甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸；(2)D與甲醇發生酯化反應生成E，反應的化學方程式為+CH3OH+H2O；(3)根據上述分析，G的結構簡式為；(4)結合H和I的分子式和J的結構簡式可知，H→I發生了苯環側鏈的取代反應，反應條件為光照；(5)J+E→K是J一個溴原子與E的酚羥基上的氫原子結合生成了HBr和K，屬于取代反應；K2CO3可以消耗反應過程中生成的HBr，促進反應向正方向進行；(6)G為，①能夠與FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基；②不含有甲基；③能夠發生銀鏡反應，說明含有醛基。滿足條件的G的同分異構體可以分為三種情況：①苯環上含有羥基、醛基和-CH2Br，②苯環上含有羥基和-CHBrCHO，③苯環上含有羥基、溴原子和-CH2CHO；其中①和③各有10種同分異構體，②有3種同分異構體，共23種滿足條件的同分異構體，其中苯環上一氯取代物只有2種的同分異構體的結構簡式為。4．(1)苯酚(2)醛基、酚羥基；取代反應(3)(4)(5)24；、、(任寫一種)(6)【解析】根據信息提示逆推可知，A為：，B為：，C為：，E為：。(1)由分析可知A的結構式為：，化學名稱為苯酚。(2)B的結構式為，所含官能團的名稱為醛基、酚羥基。由B生成C的反應類型為取代反應，取代了酚羥基的氫。(3)由C生成D的化學方程式為：。(4)由分析可知E的結構簡式為。(5)C的同分異構體中，遇FeCl3溶液顯紫色說明一定含有酚羥基，且能發生銀鏡說明含有醛基，反應的二元取代說明苯環上由于兩種取代基，每一種都有鄰、間、對三種位置，芳香族化合物有3×8=24種，其中核磁共振氫譜有六組峰，峰面積之比為6：2：2：2：1：1的同分異構體的結構簡式為：、、。(6)4-甲氧基苯甲胺()是制備冰染染料的重要中間體，由苯酚制備4-甲氧基苯甲胺的合成路線：。5．(1)取代反應(2)(3)(4)【解析】A與發生加成反應生成B．B發生脫羧、氧化生成C，C發生取代反應生成D，D系列轉化得到E，E中芐基被氫原子替代生成丹參素。(1)C→D的反應類型為：取代反應；(2)由A生成B的同時，還可能發生鄰位加成，副產物的結構簡式為：；(3)N是C的同系物，式量比C大14，說明N中多了1個‘CH2’，①能發生銀鏡反應說明含有醛基；②苯環上只有2個取代基；③1molN消耗2molNaOH。說明含有酯基，且水解后羥基直接連接在苯上，結合核磁共振氫譜為，Ｎ的一種同分異構體的結構簡式為：；(4)苯酚與A發生流程圖中的類似反應可得到，合成路線為：。6．(1)丁二酸(2)羰基、羧基(3)取代反應(4)(5)+C2H5OH+H2O(6)【解析】A分子中只含有一種官能團且能與NaHCO3反應生成CO2，說明A中含有羧基一種官能團，結合A的分子式和A到B的條件、B的結構簡式可以推導出A的結構簡式為HOOCCH2CH2COOH，B的結構簡式為，B與苯發生類似加成反應生成C，C的結構簡式為，C發生還原反應生成D，D的結構簡式為，D發生取代反應生成E，E的結構簡式為，G的結構簡式為，結合E和G的結構簡式、F的分子式可以推導出F的結構簡式為。(1)A的結構簡式為HOOCCH2CH2COOH，化學名稱是丁二酸；(2)C的結構簡式為，C中的官能團名稱是羰基和羧基；(3)D的結構簡式為，E的結構簡式為，由D和E的結構簡式可知，D中羧基的-OH被氯原子代替，反應類型是取代反應；(4)F的分子式為C10H10O，E的結構簡式為，G的結構簡式為，結合E和G的結構簡式可以推導出F的結構簡式為；(5)D的結構簡式為，D中含有羧基，在催化劑作用下可以和乙醇發生酯化反應，其化學方程式為+C2H5OH+H2O；(6)G的結構簡式為，X是G的同分異構體，分子式為C11H12O，滿足①含苯環且苯環上只有兩個取代基；②含醛基且與苯環直接相連；③除苯環外不含其他環狀結構，說明一個取代基為醛基，另一個取代基為含有4個碳原子的烴基，其中核磁共振氫譜有5組峰且面積比為6：2：2：1：1的是。7．(1)乙苯(2)羥基(3)加成反應(4)(5)+H2O(6)4(7)。【解析】由題給信息可知，E發生還原反應得到普魯卡因，所以E應為，C和D在濃