摘 要: 高考中有机推断和合成是热点,本文归纳了有机推断的一般思路,具体方法,以及寻找题眼的具体的方法,总结了有机合成遵循的原则,一般思路和解题的主要方法。 关键词: 有机合成与推断 思路 方法
有机推断与合成是高考中有机化学考查的重点题型,要想做好此类,学生首先要掌握好书本的知识,掌握好各种官能团的特征反应;其次要掌握好各类物质之间的相互联系,也就是要建立系统的知识网络体系。近几年的高考主要考点有以下几个。
1.综合应用各类有机化合物(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、乙醇、溴乙烷、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油酯、多羟基醛酮、氨基酸、蛋白质等)的性质,进行推导未知物的结构简式,或是相关的问题。
2.组合多个化合物的化学反应,合成具有指定结构简式的产物。
一、有机物推断
(一)一般思路
1.顺(逆)推法。以有机物结构,性质和实验现象为主线,(逆)正向思维得出正确经验。如顺推法可图解为:
2.分离法。根据题意,分离出已知条件与未知条件,再据已知条件对未知条件一一求解。
(二)常用推断方法
1.通式推断法。具有相同通式的物质类别可以归纳如下:CnH:烯烃、环烷烃;CnH:炔烃、二烯烃、环烯烃;CnHO:醇、醚;CnHO:醛、酮、烯醇;CnHO:羧酸、酯、羟醛;CnHO:芳香醇、芳香醚。
2.化学反应环境联想法。环境联想可以分解为官能的特征反应,有机反应的条件,有机物的结构简式和分子组成的变化,等等。对于有机推断题首先要熟悉各种官能团的性质,其次对各类有机反应的条件要记牢。
(三)寻找解答有机推断题的题眼
题眼通常是我们所说的解题的突破口,教师应教会学生根据反应条件、根据组成和结构的变化,特别是官能团的变化等方面来寻找突破口。下面就是寻找题眼的具体的方法。
1.根据物质的性质推断官能团
如:能使溴水反应而褪色的物质含碳碳双双键、三键“―CHO”和酚羟基;能发生银镜反应的物质含有“―CHO”;能与钠发生置换反应的物质含有“―OH”;能分别与碳酸氢钠�液和碳酸钠溶液反应的物质含有“―COOH”;能水解产生醇和羧酸的物质是酯,等等。
2.根据性质和有关数据推知官能团个数
如:―CHO→2Ag→CuO;2―OH→H;2―COOH(CO)→CO
3.根据某些反应的产物推知官能团的位置如:(1)由醇氧化得醛或羧酸,―OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上;由醇氧化得酮,―OH接在只有一个氢原子的碳原子上。
(2)由消去反应产物可确定“―OH”或“―X”的位置。
(3)由取代产物的种数可确定碳链结构。
(4)由加氢后碳的骨架,可确定“C=C”或“C≡C”的位置。
二、有机合成
(一)有机合成的实质
学生通过有机化学反应或题目提供信息,使有机物增长或缩短碳链,或碳链和碳环之间相互转变,或在碳链和碳环上引入、转换各种官能团,以制备不同有机物。要求学会设计有机合成题的正确路线和简捷的途径。首先分析要合成的有机物属于何种类型,带有什么官能团,与哪些信息有关。其次是根据现有原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片断;或寻找官能团的引入、转换方法,或设法将各小分子拼接衍变,尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。
(二)有机合成遵循的原则
1.起始原料要一般为规定的原料(实际合成中要选用廉价、易得、低毒、低污染的原料),通常是四个碳以下的单官能团或单取代苯。
2.应尽量选择步骤最少的合成路线。为了减少合成步骤,应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少,产率越高。
3.合成路线要符合“绿色、环保”的要求。
(三)解题思路
1.正确判断需要合成的有机物的类别,它含有哪些官能团,与哪些知识和信息有关。
2.根据现有的原料、信息和有关的反应规律,尽量能合理地把目标化合物分成若干个片断,或者寻找官能团的引入,转换、保护方法,或者是设法将各个片断拼接衍变,尽快找出合成目标化合物的关键。
3.将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较,选择出最佳的合成方案。
其解题思路可简要列表如下:
(四)合成的具体方法
1.官能团的引入和转换
(1)碳碳双键的形成主要有:一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX;醇在浓硫酸存在的条件下消去HO;烷烃的热裂解和催化裂化。
(2)碳碳三键的形成主要有:二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的HX;一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX;实验室制备乙炔原理的应用。
(3)卤素原子的引入方法:①烷烃的卤代(主要应用与甲烷);②烯烃、炔烃的加成(HX、X);③芳香烃苯环上的卤代;④芳香烃侧链上的卤代;⑤醇与HX的取代;⑥芳香烃与X的加成。
(4)羟基的引入方法:①烯烃与水加成;②卤代烃的碱性水解;③醛的加氢还原;④酮的加氢还原;⑤酯的酸性或碱性水解。
(5)醛基或羰基的引入方法:①醇的催化氧化;②烯烃的催化氧化;③炔烃与水的加成;④烯烃的臭氧氧化分解。
(6)羧基的引入方法:①醛的催化氧化;②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化;③酯的水解;④肽、蛋白质的水解。
(7)酯基的引入方法:①酯化反应的发生;②酯交换反应的发生。
(8)硝基的引入方法:硝化反应的发生。
2.官能团的消除
消除不饱和双键和叁键,可以通过加成反应;经过酯化、氧化、与氢卤酸、消去等反应,可以消去羟基;通过加成和氧化可以消去醛基;通过水解可以消去酯基或是肽键。
3.缩短碳链的方法
(1)苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化。
(2)烷烃的催化裂化。
(3)烯烃、炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化。
4.成环(信息题)
(1)形成碳环:双烯成环。
(2)形成杂环:通过酯化反应形成环酯。
要想让学生掌握以上知识点,教师在教学必须灵活加以运用,把知识转化为学生的能力,实现新课标的三维目标的整合,真正使知识转化为能力。
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