有机化学基础专题3 突破高考题型--有机合成与综合推断题(共44张PPT)

(共44张PPT)
专题 有机化学基础
突破高考题型--有机合成与综合推断题
考题统计
有机化合物的合成与综合推断:
山东卷(2023、2022、2021),湖南卷(2023、2022、2021),湖北卷(2023、2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),江苏卷(2022、2021),海南卷(2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),天津卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020)
高考指引:近几年,全国及各省市化学试题都设置了有机合成与综合推断题,大多以合成药物、合成材料等为载体,设计合成路线图示,要求考生推断未知有机化合物的结构,并回答相关问题,命题涉及有机化合物的名称、官能团、反应类型、结构简式、化学方程式、限制条件的同分异构体、有机合成路线的设计等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”等关键能力。
突破点1　有机化合物中的官能团及反应类型的判断
核心归纳
1.根据官能团之间的转化判断反应类型
2.根据反应条件判断反应类型
试剂及条件 反应类型
硫酸 浓硫酸 酯化、硝化、醇脱水
稀硫酸 酯、糖、蛋白质水解
NaOH NaOH水溶液 酯、蛋白质水解
NaOH醇溶液 卤代烃消去
卤素 卤素 烷烃取代、苯的同系物取代
卤素溶液 碳碳双键和碳碳三键加成、酚取代、醛氧化
卤化氢 HX气体 碳碳双键和碳碳三键加成
HX溶液 醇取代
真题感悟
1.(2023·湖北卷,17)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳　　　　(填“π”或“σ”)键断裂。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有　　　　　种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为
　　　　　　　　　　。
(3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为 　、　　 。
(4)G的结构简式为　　　　　　　　　。
π
7
乙酸
丙酮
种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为　　　　　　　　。若经此路线由H合成I,存在的问题有　　　　　(填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻 d.严重污染环境
ab
解析 (1)CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br的反应为加成反应,碳碳双键中的π键断裂。
(2)D的分子式为C5H12O,属于醇类物质,同分异构体即戊醇(C5H11—OH)有8种(包含D),所以与D具有相同官能团的同分异构体有7种,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为9∶2∶1的同分异构体应有三个—CH3,即为
(4)从H的结构结合与G反应的反应物的结构可知,该反应为“双烯合成反应”,则G的结构简式为 。
(5)由于J为α,β-不饱和酮,则J的结构简式为 。若经此路线
由H合成I,由于有副产物的产生,故原子利用率低,a正确;I和J均为不饱和酮,性质相似,难以分离,b正确;I和J是在相同条件下生成的,反应条件(碱性溶液)不苛刻,c错误,该过程中没有有毒物质生成,不会严重污染环境,d错误。
突破点2　限制条件同分异构体的书写
核心归纳
1.解答限制条件同分异构体书写的思维模型
2.限制条件同分异构体的书写步骤
(1)“碎片”推测:依据分子式(不饱和度)信息,特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推知官能团。
(2)碳架构建:除“碎片”以外的碳原子,按碳架异构搭建。
(3)“碎片”组装:先在碳架上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在碳架上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。
(4)方法选择:“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”“定一移一”等方法;“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。
真题感悟
2.(1)(2023·湖南卷,18节选) (呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除H2C=C=CHCHO外,还有　　　　　种。
(2)(2023·全国新课标卷,30节选)在B( )的同分异构体中,同时
满足下列条件的共有　　　　种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分
异构体的结构简式为　 。
4
6
3.(1)(2023·全国乙卷,36节选)在D( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有　　　　　种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构
体的结构简式为　　 　　　　　。
13
(2)(2023·全国甲卷,36节选)具有相同官能团的B( )的芳香同分
异构体还有　　　　种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的
结构简式为　 。
d
解析 (1)D为苯乙酸,根据题目要求,能发生银镜反应则需含有醛基,能遇氯化铁显色,则需含有酚羟基。若苯环上有—OH、—CHO、—CH3三种取代基,则有10种结构;若苯环有—OH、—CH2CHO两种取代基,则有3种结构,所以共有13种同分异构体。结合核磁共振氢谱可知,符合条件的同分异构体的结构简式为 。
突破点3　有机合成路线的设计与评价
核心归纳
1.有机合成中官能团的保护方法
2.解答有机合成路线设计题的思维模型
(1)分析结构,寻找差异
分析目标有机化合物和所给基础原料的结构,并逐一列出,然后进行对比,找出目标有机化合物和所给基础原料之间的差异。
(2)根据信息,推导变化
针对目标有机化合物中的基团,利用题给信息和已学知识,逐一分析用何种方法实现这些转化。先由已知结构1找出上一步反应的中间体,再分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;然后由已知结构2找出上一步反应的中间体,进而分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;依此类推,最终实现目标有机化合物中的所有基团的合成。
(3)排出顺序,制订路线
由于目标有机化合物中有多个基团的合成,因此必然有先后顺序,此时应根据基团合成的条件以及反应条件对其他基团的影响和有机合成遵循的原则,排出最合理的合成顺序,最后形成一条合理的合成路线。
真题感悟
4.(2022·河北卷,18节选)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
5.(2022·广东卷,21节选)以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。
Ⅷ
写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
答案
考向预测演练
(2023·湖南常德一模)有机化学研究的最终目标之一是能够构建复杂且有用的有机分子,造福人类生活。瑞替加滨具有潜在的神经保护作用,其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)A物质的核磁共振氢谱图为　　　　(填序号)。
(2)E的结构简式:　 。
Ⅱ
(3)反应⑥涉及两步,已知第一步反应类型是加成反应,第二步的反应类型为　　　　　　。
(4)合成过程中,引入反应③的作用是　　　　　　　　。
(5)写出C→D的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　。
消去反应
保护氨基
①红外光谱无醚键吸收峰　②能发生银镜反应
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(6)分子组成比 多一个CH2的有机化合物,结构中满足条件:
“①红外光谱无醚键吸收峰　②能发生银镜反应”,则分子中含有—CHO、—OH、—Cl或—OOCH、—Cl,则可能结构简式为CH3CH2CH(OH)CHO、CH3CH(OH)CH2CHO、CH2(OH)CH2CH2CHO的烃基上H原子被Cl取代,共9种,ClCH2C(CH3)(OH)CHO、HOCH2CCl(CH3)CHO、HOCH2CH(CH2Cl)CHO、HOCH(Cl)CH(CH3)CHO共4种,CH3CH2CH2OOCH、(CH3)2CHOOCH的烃基上的H原子被Cl原子取代共5种,共有18种。