有机物的推断与合成专题复习
设计立意和思路：通过对有机物基础知识的梳理，进一步理解有机物结构的特征和变化规律；通过对有机物分子结构或性质的推断和有机物合成方法的教学，使学生形成良好的思维品质，掌握相关问题的分析方法，进一步培养发散思维能力。
考查方式展望：有机推断和合成可以全面考查学生对有机物的结构、性质、合成方法、反应条件的选择等知识掌握的程度和应用水平，又能考查学生的自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力，同时可与所给信息紧密结合，要求迁移应用，因此成为高考的热点。预测今后将继续成为有机部分化学xx的主要考点，并且很可能逐步向综合性、信息化、能力型方向发展。
有机物结构与性质梳理
1． 有机物分子结构剖析(烃的衍生物和烃的关系)
①烃——碳氢化合物，分子式为CxHy，若烃的相对分子质量M，则通过M/12，初步确定碳原子数，在 y ≤2x+2的前提下，然后依次增加12个氢，减少一个碳原子，同时结合常见的烃和题意进行分析。
②醇、酚与烃的比较：多一个羟基，实质上就是在碳氢键之间插入氧原子-O-
③醚与烃相比较：醚可看作在烃的碳碳之间插入氧原子-O-
④醛与烃相比较：在碳氢之间插入羰基——碳氧双键
⑤羧酸、酯与烃相比较：分别是在碳氢和碳碳之间插入一个-COO-
⑥卤代烃其实是卤素原子取代了烃分子中的氢原子
2． 符合一定碳氢比的有机物：
①C：H=1：1的有机物有：乙炔、苯、苯酚、苯乙烯、立方烷
②C：H=1：2的有机物有烯烃、环烷烃、饱和一元醛、饱和一元酸、普通酯、葡萄糖等
③C：H=1：4的有机物有CH4、CH3OH、CO(NH2)2
3．不饱和度的推算：一个双键或一个环，不饱和度均为1；一个叁键不饱和度为2；一个苯环，可看作是一个环加三个叁键，不饱和度为4；不饱和度为1，与相同碳原子数的有机物相比，少两个H，不饱和度为2，少四个H，依此类推。
4．官能团的结构及反应特点：
① 醇羟基：跟钠发生置换反应、可能脱水成烯、可能氧化成醛或酮、酯化反应
② 酚羟基：弱酸性、易被氧气氧化成粉红色物质、显色反应、与浓溴水发生取代反应
③ 醛基：可被还原或加成（与H2反应生成醇）、可被氧化（银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液、能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色）
④ 羧基：具有酸的通性、能发生酯化反应
⑤ 碳碳双键和碳碳叁键：能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色、能发生加成和加聚反应
⑥ 酯基：能发生水解反应
5．有机反应现象归类
①能发生银镜反应或裴林反应的：醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
②与钠反应产生H2的：醇、酚、羧酸
③与NaOH等强碱反应的：酚、羧酸、酯、卤代烃
④与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物：羧酸
⑤能氧化成醛或羧酸的醇必有—CH2OH结构，能氧化成酮的醇必有—CHOH结构
⑥能使溴水因反应而褪色的：烯烃、炔烃、苯酚、醛及含醛基的物质
⑦能使酸性KMnO4溶液褪色的：烯烃、炔烃、苯的同系物、苯酚、醛及含醛基的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等
⑧能发生显色反应的：苯酚与FeCl3、蛋白质与浓硝酸
有机合成的常规方法
1．引入官能团：
①引入-X的方法：烯、炔的加成，烷、苯及其同系物、醇的取代
②引入-OH的方法：烯加水，醛、酮加氢，醛的氧化、酯的水解、卤代烃的水解、糖分解为乙醇和CO2
③引入C=C的方法：醇、卤代烃的消去，炔的不xx加成，*醇氧化引入C=O
2．xx官能团
①xx双键方法：加成反应
②xx羟基方法：消去、氧化、酯化
③xx醛基方法：还原和氧化
3．增长碳链：酯化，炔、烯加HCN，聚合等
4.缩短碳链：酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脱羧
有机物推断的一般思路
典型例题分析及常见方法
1． 利用不饱和度确定有机物的结构式和分子式
例1：维生素K是有机物A的衍生物，A的结构简式如右图
A的分子式是 。
A的不含甲基的同分异构体B属于萘的衍生物，该有机物的结构简式是（两种官能团和一种官能团各写一个） ______________________。
分析1:左边苯环不饱和度为4,右边一个环和三个双键,不饱和度也是4,所以A的不饱和度为8,数出碳原子数为11,则氢原子数为11×2+2-2×8=8,数出原子数为2,所以A的分子式为C11H8O2
分析2：利用分子式和基团组成相减：C11H8O2-萘基(-C10H7)→CO2H,-CO2H可能是一个-COOH或HCOO—或一个-CHO和一个-OH
2．有机推断有顺推和逆推两种，关键是利用信息和有关知识进行“有关基团的确定”和“基团组装”
例2．已知两个羟基同时连在同一碳原子上的结构是不稳定的，它要发生脱水反应：
现有分子式为C9H8O2X2（X为一未知元素）的物质M，可在一定条件下发生上述一系列反应
试回答下列问题：
⑴ X为 （填元素 符号）。
⑵A中所含的官能团为 ，上述转化中其中属于氧化反应的共___ _步（填数字）；M与NaOH溶液共热反应的所属类型是 反应。
⑶M的结构简式为 。
⑷写出下列反应的化学方程式：
①B→D ；
②E和银氨溶液反应的化学方程式： 。
分析：一要关注信息，一个碳原子上有两个羟基不稳定，易转化为羰基——醛或酮中的羰基，想到在反应过程中很可能出现这种情况。
二要关注转化条件，判断反应类型，就可推断出A中有醛基和羧基，B为醇，由于醇B经两步氧化得到的羧酸E也能发生银镜反应，所以E是甲酸，则B是甲醇CH3OH，进而推断出M中存在一个酯基，两个溴原子（在NaOH溶液作用下发生水解反应转化为两个羟基，再转化为醛基存在于A中），再加上F与盐酸反应的产物结构，组装出A、M的结构简式：
NaOOC- —CHO CH3OOC— —CHBr2
（A） （ M）
3． “对比”（分子式、结构简式）和“分析”（官能团性质、反应条件、成键和断键规律），进行“顺藤摸瓜”式推导是有机推断与合成的常用手段
例3：已知酮（R/-COR）在催化剂作用下能被氢气还原成相应的醇[R/-CH(OH)R]，且不会被银氨溶液氧化。
根据下列各步变化，将有机产物A、B、C的结构简式填入相应的方框内：
（1）B在浓硫酸中发生消去反应的化学方程式______________。
（2）C在烧碱溶液中发生反应的化学方程式：___ ___。
分析： 的官能团——羰基和醛基，在银氨溶液作用下，只有醛基（—CHO）被氧化为羧酸铵（—COONH4），经酸化得—COOH，在H2催化剂的作用下发生羰基上的加成反应变成—CH（OH），得出B的结构简式为： ，又比较B与C（C10H10O2）））的分子式，其碳原子数相同，说明是B分子内羧基和羟基发生酯化反应生成的内酯。同样，分析两个反应条件，可写出B作为醇的消去反应和C作为酯的水解反应。
4．利用有机反应中：反应物和中间产物（生成物）在相对分子质量上的区别也经常是解题的“题眼”
例4 ：已知CH3CH2OH CH3COOCH2 CH3
（式量46） （式量88）
RCH OH RCH=O+H2O
OH
现在只含C、H、O的化合物A─F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。
（1）在A─F化合物中，含有酯的结构的化合物是
（2）写出化合物A和F结构简式
解析：阅读信息，我们可知，在乙酸、乙酸酐存在的条件下，酯化羟基，而在乙醇、硫酸存在的条件下酯化羧基，故含有酯的结构的化合物是BCEF。下面关键是通过分子量，建立C和D之间的联系。若设A 中含n个-OH ，m个-CHO，有M(A) B C,同理有M(A) D,所以M(A)+42n+16m=190 M(A)+16m=106解之得n=2，即A 中含2个-OH，则D中亦含有2个-OH基和至少一个-COOH，所以D中剩余片段的式量为106—17×2—45=27, 组成—C2H3，故D中不含—CHO, A中也没有—COOH, A中有2个-OH基，一个-CHO，2个-OH基不能连在同一个C上,所以可推出
A的结构简式: CH2OHCHOHCHO,
O
F的结构简式:C-O-CH2CH3
CHOOCCH3
CH2OOCCH3
思维训练：
1． 某烃的相对分子质量为82，试判断它可能是
A．烷烃 B．烯烃或环烷烃 C．炔烃 D．环烯烃
2．有机物A的分子式为C3H6O2，水解后得到一元酸M和一元醇N，已知M、N的相对分子质量相等，则下列叙述中不正确的是（ ）
A．M中没有甲基 B．M、N均不能发生银镜反应
C．N不能通过连续氧化得到M
D．N分子中含有甲基
3．有机物的化学式为C5H10O，它能够发生银镜反应和加成反应。若将其与H2加成，则所得产物的结构简式可能是
A．（CH3）2CHCH（CH3）OH B．（CH3CH2）2CHOH
C．CH3（CH2）3CH2OH D．（CH3）3COH
4．某羧酸的衍生物A，化学式为C5H10O2，有如图所示的转化关系，又知D不与Na2CO3反应，C与E都不能发生银镜反应。A的结构可能有（ ）
A．4种 B．3种 C．2种 D．1种
—OH
5．化合物A的结构简式为 —COOH，若将A变成分子式为C7H5O3Na的化合物，则需与A反应的溶液是
A．NaOH B．NaHSO3 C．NaHCO3 D．Na2CO3
6．某芳香族化合物的分子式为C8H8O2，它的分子（除苯环外不含其它环）中不可能有（ ）
A．两个羟基 B．一个醛基 C．两个醛基 D．一个羧基
7．（04，天津理综27题）烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。例如：
I．已知丙醛的燃烧热为 ，丙酮的燃烧热为 ，试写出丙醛燃烧的热化学方程式
II. 上述反应可用来推断烯烃的结构。一种链状单烯烃A通过臭氧化并经锌和水处理得到B和C。化合物B含碳69.8%，含氢11.6%，B无银镜反应，催化加氢生成D。D在浓硫酸存在下加热，可得到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E。反应图示如下：
回答下列问题：
（1）B的相对分子质量是 ；C F的反应类型为
D中含有官能团的名称 。
（2） 的化学方程式是：
。
（3）A的结构简式为 。
（4）化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理只得到一种产物，符合该条件的异构体的结构简式有 种。
８．2002年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰·芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁共振（PMR）是研究有机物结构的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性H原子个成正比。例如乙醛的结构简式为CH3—CHO，在PMR中有两个信号，其强度之比为3:1。
（1）结构式为 的有机物，在PMR谱上观察峰给出的强度之比为 ；
（2）某含氧有机物，它的相对分子质量为46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简式 。
（3）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给出的峰值情况，确定有机物的结构。如分子式为C3H6O2的链状有机物，有PMR谱上峰给出的稳定强度仅有四种，其对应的全部结构，它们分别为：①3∶3 ②3∶2∶1 ③3∶1∶1∶1 ④2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式：
① ②
③ ④
9．（04，福建理综，26题）某有机化合物A的结构简式如下：
（1）A分子式是 。
（2）A在NaOH水溶液中加热反应得到B和C，C是芳香化合物。B和C的结构简式是B： ，C： 。该反应属于 反应。
（3）室温下，C用稀盐酸酸化得到E，E的结构简式是 。
（4）在下列物质中，不能与E发生化学反应的是(填写序号) 。
①浓H2SO4和浓HNO3的混合液 ②CH3CH2OH (酸催化)
③CH3CH2 CH2CH3 ④Na ⑤CH3COOH (酸催化)
（5）写出同时符合下列两项要求的E的所有同分异构体的结构简式。
①化合物是1，3，5-三取代苯
②苯环上的三个取代基分别为甲基、羟基和含有－C－O－结构的基团
10．已知羧酸在磷的催化作用下，可以和卤素反应生成a —卤代物：如 ，
Ⅰ由二分子G合成，有机物A在一定条件下，最终转化成I的过程如图30-5：
回答下列问题：
（1）写出有机物的结构简式：
A________________________________________________________________
E________________________________________________________________
H_______________ ___________________________________________
（2）上述各步反应中，属于取代反应的有（填编号）________
（3）写出有关反应方程式：
B→C：_____________________________________________________________
C→D：_____________________________________________________________
H→I：_________________________________________________________
参考答案：1、CD 2、B 3、C 4、D 5、C 6、C
7、I. ；
II. （1）86 氧化反应 羟基
（2）
（3） （4）3
8．（1）2：2：2：2：2或者1：1：1：1：1（2）CH3OCH3
（3）①CH3COOCH3 ②CH3CH2COOH ③CH3CH（OH）CHO ④HOCH2CH2CHO
9．⑴C16H21O4N
⑵
酯的水解 (皂化)
⑶ ⑷③
⑸(有4个符合要求的E的同分异构体)
10．（1） ， ， （2）②⑤⑥⑦
（3）
