提升課5有機(jī)物的推斷與合成路線解題突破[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.掌握有機(jī)物的性質(zhì)與官能團(tuán)之間的關(guān)系，學(xué)會(huì)根據(jù)有機(jī)物的典型性質(zhì)推斷有機(jī)物。2.熟知典型的有機(jī)合成路線，學(xué)會(huì)根據(jù)有機(jī)物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、反應(yīng)條件等推斷有機(jī)物。一、有機(jī)物推斷的突破方法1．根據(jù)有機(jī)化合物的性質(zhì)進(jìn)行突破(1)能使溴水褪色的有機(jī)物通常含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或—CHO。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的有機(jī)物通常含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、—CHO或?yàn)楸降耐滴铩?3)能發(fā)生加成反應(yīng)的有機(jī)物通常含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、—CHO、或苯環(huán)，其中—CHO、和苯環(huán)一般只與H2發(fā)生加成反應(yīng)。(4)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀的有機(jī)物必含—CHO。(5)能與Na或K反應(yīng)放出H2的有機(jī)物含有—OH(醇羥基或酚羥基)或—COOH。(6)能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2或使紫色石蕊溶液變紅的有機(jī)物必含—COOH。(7)遇FeCl3溶液顯紫色的有機(jī)物含酚羥基。(8)能發(fā)生消去反應(yīng)的有機(jī)物為醇或鹵代烴。(9)能發(fā)生連續(xù)氧化的有機(jī)物具有—CH2OH結(jié)構(gòu)。(10)能發(fā)生水解反應(yīng)的有機(jī)物有鹵代烴、酯等。2．根據(jù)有機(jī)物推斷中的定量關(guān)系進(jìn)行突破(1)相對(duì)分子質(zhì)量增加16，可能是加進(jìn)了一個(gè)氧原子。(2)根據(jù)發(fā)生酯化反應(yīng)生成物(有機(jī)物)減輕的質(zhì)量就可以求出羥基或羧基的個(gè)數(shù)。(3)由生成Ag的質(zhì)量可確定醛基的個(gè)數(shù)：—CHO～2Ag。(4)由有機(jī)物與Na反應(yīng)生成H2的量可以求出—OH或—COOH的個(gè)數(shù)：2—OH～H2、2—COOH～H2。3．根據(jù)有機(jī)物間轉(zhuǎn)化時(shí)的反應(yīng)條件進(jìn)行突破反應(yīng)條件常見結(jié)構(gòu)及反應(yīng)濃H2SO4，加熱①醇的消去反應(yīng)(—OH)②羧酸和醇的酯化反應(yīng)(—COOH和—OH)NaOH的乙醇溶液，加熱鹵代烴的消去反應(yīng)()NaOH水溶液，加熱①鹵代烴的水解反應(yīng)()②酯的水解反應(yīng)()Cu/Ag，O2，△醇的催化氧化反應(yīng)()光照烷烴或苯環(huán)側(cè)鏈的取代反應(yīng)Fe/FeX3作催化劑苯環(huán)與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)銀氨溶液或新制Cu(OH)2醛、甲酸、甲酸某酯的氧化反應(yīng)1．某有機(jī)物經(jīng)加氫還原所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，該有機(jī)物不可能是()A． B．C． D．CH3CH2CH2CHO答案D解析CH3CH2CH2CHO與氫氣加成后的產(chǎn)物為CH3CH2CH2CH2OH，D錯(cuò)誤。2．某物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A．化合物A中一定含有的官能團(tuán)是醛基、羧基和碳碳雙鍵B．由A生成E發(fā)生還原反應(yīng)C．F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為D．由B生成D發(fā)生加成反應(yīng)答案A解析根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知A與NaHCO3反應(yīng)，則A中一定含有—COOH；A與銀氨溶液反應(yīng)生成B，則A中一定含有—CHO或；B能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，則B可能含有或—C≡C—；A與H2加成生成E，E在濃H2SO4、加熱條件下生成的F是環(huán)狀化合物，應(yīng)該是發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)；推斷A可能是OHC—CH=CH—COOH或OHC—C≡C—COOH，故A項(xiàng)不正確。3．化合物甲的分子式為C18H17ClO2，其發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)的過程如圖所示：已知：R1—CHO＋R2—OHeq\o(→,\s\up7(一定條件))回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱為__________。(2)C→F的反應(yīng)類型為________；F中含氧官能團(tuán)的名稱為________。(3)化合物甲反應(yīng)生成A、B的化學(xué)方程式為____________________________。答案(1)苯丙烯酸(或3-苯基丙烯酸)(2)取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))羥基、醛基(3)＋H2Oeq\o(,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(△))＋解析根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)合已知信息可以知道，F(xiàn)為，根據(jù)題中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，甲在稀硫酸中水解得到A和B，B經(jīng)過兩步氧化再經(jīng)過消去、酸化后得到A，可以知道A和B中碳原子數(shù)相等，結(jié)合甲的分子式可以知道，甲應(yīng)為含氯原子的酯，則甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，A為，B為，B發(fā)生氧化反應(yīng)得到C()，C發(fā)生氧化反應(yīng)后再酸化得到D()，D發(fā)生消去反應(yīng)生成E()，E再酸化得到A，C堿性水解得到F。(1)A為，化學(xué)名稱為苯丙烯酸。(2)C→F的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)或水解反應(yīng)；F為，含氧官能團(tuán)的名稱為羥基、醛基。二、有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的思路1．思維途徑(1)總結(jié)思路：根據(jù)目標(biāo)分子與原料分子的差異構(gòu)建碳骨架和實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化。(2)設(shè)計(jì)關(guān)鍵：信息及框圖流程的運(yùn)用。(3)有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)試題一般最多不超過五步，設(shè)計(jì)路線的基本要求如下：①步驟最簡(jiǎn)，即一步能完成就不能用兩步，如乙烯變溴乙烷，應(yīng)采用乙烯與溴化氫加成得溴乙烷，不能采用乙烯先變乙醇再變溴乙烷。②題目中明確給出的有機(jī)反應(yīng)原理可以直接利用，高中化學(xué)教材上直接呈現(xiàn)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理可以直接套用，如甲苯變苯甲酸，甲苯被酸性高錳酸鉀溶液直接氧化，此設(shè)計(jì)最優(yōu)，不宜設(shè)計(jì)為甲苯→→→→。③題目限定的有機(jī)物原料可以直接利用，未給出的則不能直接利用，如乙醇→乙酸乙酯，若原料只給出乙醇，則應(yīng)先由乙醇制備乙酸，再由乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)制備乙酸乙酯。2．關(guān)注信息型合成路線的設(shè)計(jì)思路：根據(jù)待設(shè)計(jì)路線的原料試劑、最終產(chǎn)物，尋找題干中與原料試劑、最終產(chǎn)物相似的基團(tuán)，確定待設(shè)計(jì)路線的原理、條件和中間產(chǎn)物，最后完成整體設(shè)計(jì)路線。3．表達(dá)方式：合成路線圖(一般三步至五步)Aeq\o(→,\s\up7(反應(yīng)物),\s\do5(反應(yīng)條件))Beq\o(→,\s\up7(反應(yīng)物),\s\do5(反應(yīng)條件))C……→D1．已知：eq\o(→,\s\up7(H2O2))eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(光照))eq\o(→,\s\up7(①NaOH/H2O),\s\do5(②H＋))eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu/△))參照上述合成路線，以丙醛和為原料，設(shè)計(jì)制備的合成路線。答案eq\o(→,\s\up7(H2O2))eq\o(→,\s\up7(①NaOH/H2O),\s\do5(②H＋))eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu/△))eq\o(→,\s\up7(CH3CH2CHO),\s\do5(①NaOH/H2O，△②H＋))2．(2023·廣州高二檢測(cè))已知：。參照上述合成路線，以和為原料，設(shè)計(jì)合成的路線(無機(jī)試劑任選)。答案解析參照合成路線，在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，在銅的催化下與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成，在堿性條件下與反應(yīng)生成，在堿的作用下轉(zhuǎn)化為。題組一有機(jī)物的推斷1．糖尿病患者的尿樣中含有葡萄糖，在與新制的Cu(OH)2共熱時(shí)，能產(chǎn)生磚紅色沉淀，說明葡萄糖分子中含有()A．苯環(huán) B．甲基C．羥基 D．醛基答案D解析能與新制的氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀的有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)中一定含有醛基。2．下列表格中對(duì)應(yīng)的關(guān)系錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)反應(yīng)物反應(yīng)試劑及反應(yīng)條件反應(yīng)類型主要生成物ACH3CHBrCH3KOH的乙醇溶液，加熱消去反應(yīng)丙烯BCH2ClCH2ClKOH的水溶液，加熱取代反應(yīng)乙二醇CCH3CH(OH)CH3濃硫酸、加熱消去反應(yīng)丙烯DCH3CH=C(CH3)2HCl，催化劑、加熱取代反應(yīng)CH3CH2CCl(CH3)2答案D解析CH3CHBrCH3與KOH的乙醇溶液共熱，發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，故A正確；CH2ClCH2Cl與KOH的水溶液共熱，發(fā)生取代反應(yīng)生成乙二醇，故B正確；CH3CH(OH)CH3在濃硫酸、加熱的條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，故C正確；CH3CH=C(CH3)2和HCl在催化劑、加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng)可生成CH3CH2CCl(CH3)2，故D錯(cuò)誤。3．下表為某有機(jī)物分別與各種試劑反應(yīng)的現(xiàn)象，則這種有機(jī)物可能是()試劑鈉酸性高錳酸鉀溶液NaHCO3溶液現(xiàn)象放出氣體褪色不反應(yīng)A．CH2=CH—COOHB．CH2=CHCH3C．CH3COOCH2CH3D．CH2=CHCH2OH答案D解析由題給信息可知，該有機(jī)物與NaHCO3溶液不反應(yīng)，則不含—COOH，與Na反應(yīng)生成氣體且能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，則一定含—OH，可能含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵等。4．則混合物中所含X不可能是()A．2-甲基丙醛 B．丙酮C．乙醛 D．丁醛答案C解析反應(yīng)中生成銀的物質(zhì)的量是eq\f(10.8g,108g·mol－1)＝0.1mol，根據(jù)化學(xué)方程式RCHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O可知消耗醛的物質(zhì)的量是0.05mol，則混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量是eq\f(3.2,0.05)＝64，若3.2g純丙醛生成銀的質(zhì)量為eq\f(3.2g,58g·mol－1)×2×108g·mol－1≈11.9g。丙醛的相對(duì)分子質(zhì)量為58，所以另一種是相對(duì)分子質(zhì)量大于64的醛，或是不發(fā)生銀鏡反應(yīng)的其他物質(zhì)。2-甲基丙醛的相對(duì)分子質(zhì)量大于64，A不符合題意；丙酮不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，B不符合題意；乙醛的相對(duì)分子質(zhì)量小于64，C符合題意；丁醛的相對(duì)分子質(zhì)量大于64，D不符合題意。題組二合成路線的分析與設(shè)計(jì)5．某工業(yè)轉(zhuǎn)化圖如圖所示，下列說法不正確的是()A．該過程是一種“環(huán)境友好型”工業(yè)生產(chǎn)硫酸的方法B．從以上物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程可看出硫酸可作乙烯水化法制乙醇的催化劑C．該過程中①②是加成反應(yīng)D．該過程中③④是水解反應(yīng)答案A解析由題圖可知，①為乙烯與硫酸的加成反應(yīng)，②為①中的產(chǎn)物與乙烯的加成反應(yīng)，③④均為水解反應(yīng)。由題圖可知，該過程為工業(yè)上乙烯制取乙醇的方法，故A錯(cuò)誤；硫酸可循環(huán)利用，作催化劑，故B正確。6．已知：①RCHO＋R′CH2CHOeq\o(→,\s\up7(OH－))eq\o(→,\s\up7(－H2O),\s\do5(△))；②；③HCHO＋；④下列說法正確的是()A．由反應(yīng)①可推測(cè)苯甲醛和乙醛發(fā)生上述反應(yīng)生成的是B．反應(yīng)②屬于還原反應(yīng)C．反應(yīng)③屬于取代反應(yīng)D．反應(yīng)④屬于消去反應(yīng)答案D解析根據(jù)反應(yīng)①可知，在堿性環(huán)境下，兩個(gè)醛分子先發(fā)生加成反應(yīng)，然后再發(fā)生消去反應(yīng)，生成烯醛，與CH3CHO發(fā)生反應(yīng)最終生成，A錯(cuò)誤；有機(jī)反應(yīng)中去氫或加氧的過程為氧化反應(yīng)，反應(yīng)②過程中去氫，屬于氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)③中苯環(huán)上與羥基鄰位上的氫與甲醛發(fā)生加成反應(yīng)生成，C錯(cuò)誤；反應(yīng)④中由乙苯變?yōu)楸揭蚁瑢儆谙シ磻?yīng)，D正確。7．雙酚A()是一種重要的化工原料，它的一種合成路線如圖所示：丙烯eq\o(→,\s\up7(HBr),\s\do5(①))eq\x(E)eq\o(→,\s\up7(NaOH的水溶液),\s\do5(△②))eq\x(F)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△，Cu③))eq\x(G)eq\o(→,\s\up7(苯酚),\s\do5(－H2O))雙酚A下列說法正確的是()A．1mol雙酚A最多可與2molBr2反應(yīng)B．G物質(zhì)與乙醛互為同系物C．E物質(zhì)的名稱是1-溴丙烷D．反應(yīng)③的化學(xué)方程式是2(CH3)2CHOH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3COCH3＋2H2O答案D解析雙酚A中酚羥基的鄰位上有H，可以與溴發(fā)生取代反應(yīng)，1mol雙酚A最多可與4molBr2反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；G為，含有酮羰基，乙醛含有醛基，二者含有的官能團(tuán)不同，不互為同系物，故B錯(cuò)誤；E為CH3CHBrCH3，名稱為2-溴丙烷，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)③是2-丙醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成丙酮，反應(yīng)的化學(xué)方程式是＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3COCH3＋2H2O，故D正確。8．E-苯酮是合成原藥烯酰嗎啉的重要中間體，它的一種合成路線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．E-苯酮中的含氧官能團(tuán)有酮羰基和醚鍵B．可用FeCl3溶液檢驗(yàn)C中是否殘留BC．化合物F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為D．E-苯酮能發(fā)生還原反應(yīng)、取代反應(yīng)和消去反應(yīng)答案D解析B屬于酚，能和氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，C不與FeCl3溶液反應(yīng)，所以可以用氯化鐵溶液檢驗(yàn)C中是否殘留B，B項(xiàng)正確；對(duì)比C和E-苯酮的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式并結(jié)合F的分子式可知，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，C項(xiàng)正確；E-苯酮不能發(fā)生消去反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．喹啉()是藥物氯喹的基礎(chǔ)原料，其合成路線如下：下列有關(guān)說法正確的是()A．C→D的反應(yīng)條件為NaOH的乙醇溶液、加熱B．可以用溴水檢驗(yàn)E中的碳碳雙鍵C．F→G和G→J的反應(yīng)類型均為取代反應(yīng)D．與喹啉互為同分異構(gòu)體，且含有碳碳雙鍵和氰基(—CN)的芳香族化合物共有6種(考慮順反異構(gòu))答案D解析CH3—CH=CH2與Cl2在加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成ClCH2—CHCH2，ClCH2—CHCH2與Cl2發(fā)生加成反應(yīng)生成C：CH2Cl—CHCl—CH2Cl，C與NaOH的水溶液共熱發(fā)生取代反應(yīng)生成D：CH2OH—CH(OH)—CH2OH，D與濃硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)生成E：CH2CH—CHO；F是苯，苯與濃硫酸、濃硝酸共熱發(fā)生取代反應(yīng)生成G：，G在Fe、HCl存在的條件下發(fā)生還原反應(yīng)生成J：。D項(xiàng)，符合條件的同分異構(gòu)體有(具有順反異構(gòu))、、、、，共6種，正確。10．(2023·濟(jì)南高二檢測(cè))合成路線流程圖示例如下：請(qǐng)合理設(shè)計(jì)方案，以甲苯為主要原料，其他物質(zhì)可根據(jù)需要自主選擇，合成局部麻醉劑氯普魯卡因鹽酸鹽的中間體。答案解析甲苯和濃硝酸在濃硫酸加熱過程中反應(yīng)生成，與氯氣在催化劑作用下反應(yīng)生成，在酸性高錳酸鉀溶液中發(fā)生氧化反應(yīng)生成，和乙醇在濃硫酸，加熱條件下反應(yīng)生成。11．已知：eq\o(→,\s\up7(O3),\s\do5(Zn/H2O、△))＋R3—COOH(R1、R2、R3均代表烴基)。應(yīng)用上述信息，以1-丁醇為有機(jī)原料(無機(jī)試劑任選)，設(shè)計(jì)制備丙酸正丁酯的合成路線。答案CH3CH2CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3CH2CH=CH2eq\o(→,\s\up7(O3),\s\do5(Zn/H2O、△))CH3CH2COOHeq\o(→,\s\up7(CH3CH2CH2CH2OH),\s\do5(濃H2SO4，△))CH3CH2COOCH2CH2CH2CH3解析要制備丙酸正丁酯，缺少丙酸，利用上述流程中的信息制備出丙酸，再與1-丁醇酯化即可。12．(2023·天津高二期末)有機(jī)物F是重要的醫(yī)藥合成中間體，其一種合成路線如下：已知：回答下列問題：(1)物質(zhì)A的名稱為______________，核磁共振氫譜有______________組峰，最多有________個(gè)原子共平面；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________。(2)物質(zhì)D中官能團(tuán)的名稱為酮羰基、_______________________________________________。(3)B→C的反應(yīng)類型為______________，D→E的反應(yīng)類型為______________。(4)E→F的化學(xué)方程式為______________。(5)C有多種同分異構(gòu)體，同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體有______________種。①既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)；②苯環(huán)上一元取代產(chǎn)物有兩種。寫出一種核磁共振氫譜有5組峰且峰面積比為3∶2∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________。(6)參照上述合成路線，寫出以苯和冰醋酸為原料合成的路線(無機(jī)試劑任選)。答案(1)甲苯413(2)羥基、硝基(3)取代反應(yīng)還原反應(yīng)(4)(5)4(或)(6)解析(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，名稱為甲苯，分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，核磁共振氫譜有4組峰，與苯環(huán)直接相連的原子共面，碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，分子中最多有13個(gè)原子共平面。(3)B→C的反應(yīng)為在苯環(huán)上引入支鏈，發(fā)生取代反應(yīng)；D發(fā)生已知反應(yīng)得到E，—NO2被還原為—NH2，該反應(yīng)屬于還原反應(yīng)。(4)E與發(fā)生取代反應(yīng)成環(huán)得到F，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)C為，分子中除苯環(huán)外含有2個(gè)氧、3個(gè)碳、不飽和度為1；其同分異構(gòu)體①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)，則含有—OOCH，②苯環(huán)上一元取代產(chǎn)物有兩種，則其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性較好，滿足條件的結(jié)構(gòu)有、、、，共4種，其中核磁共振氫譜有5組峰且峰面積比為3∶2∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為或。(6)結(jié)合題干合成路線，苯()和過氧化氫反應(yīng)生成苯酚()，苯酚發(fā)生硝化反應(yīng)生成對(duì)硝基苯酚()，對(duì)硝基苯酚被還原為，和冰醋酸反應(yīng)生成。13．(2022·石家莊高二期中)廣譜抗菌藥的中間體M()的一種合成路線如圖所示。已知：eq\o(→,\s\up7(NaOH))(R代表烴基或H原子)試回答下列問題：(1)寫出反應(yīng)②所需的試劑和反應(yīng)條件