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芳香族化合物转化思维导图的构建和应用

2018-03-25罗书昌

新课程(下) 2018年7期
关键词:苯环羰基苯基

罗书昌

(海南中学,海南 海口)

纵观2017年全国各地高考化学试卷中的有机推断试题,都涉及芳香族化合物的有机合成路线,可见芳香族化合物间的转化在高考中占着重要的地位。其原因:第一,苯环取代基的位置关系使书写易错位;第二,苯环的定位效应也易出错;第三,苯环和侧链发生的卤代的条件和机理不同[1],芳卤和脂肪卤代烃发生水解的条件不同等;第四,苯环上多个取代基的同分异构体的种类判断和书写在高考有机试题中出现的频率很高[2]。本文先构建芳香族化合物转化的思维导图,再运用思维导图解决2017年有机推断高考试题。

一、芳香族化合物转化思维导图的构建

研究《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲(化学)》和2017年全国各地高考化学试卷中的有机推断试题发现:该类试题往往首先梳理高中有机化学中重要的知识点和考点,比如重要的化学反应和反应条件,常见官能团的保护,重要的合成路线等;接着以甲苯为基础原料构建芳香族化合物转化的思维导图。

此思维导图囊括了高中有机化学中重要的知识点和考点,如重要反应方程式、反应规律、反应条件、反应类型以及合成路线等。

特别重要的化学反应方程式有:

重要的化学反应规律有:羰基与酚羟基邻位或对位氢发生加成生成醇羟基,再与酚羟基邻位或对位氢发生脱水反应;醇的催化氧化,断羟基氢和a-H,生成羰基;酯化反应,一般酸脱羟基醇脱氢生成酯和水,同时注意分析电性,遵循异性相吸原则;属于加成反应,其规律为断π加二,同时注意分析电性,遵循异性相吸原则等。

重要的化学反应条件有:醇的催化氧化是O2、Cu和加热;苯环烷基氧化是酸性高锰酸钾;硝基还原成氨基是Fe/HCl;特别注意苯的同系物苯环溴代是Br2/FeBr3,而a-H氯代是氯气和光照;芳卤比脂肪卤难以发生水解反应,一般需要强碱高温的条件等。

二、芳香族化合物转化思维导图的应用

试题1:(2017全国Ⅰ卷.36)(15分)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:

分析:这是一道巧用反应条件就可以快速解决的试题:A到B是典型的羟醛缩合反应,结合B的分子式可快速推出A为苯甲醛,B 为 3-苯基丙烯醛;根据(1)Cu(OH)2,加热,(2)H+,可知是醛的氧化反应,推知C为3-苯基丙烯酸;根据Br2/CCl4,可知是碳碳双键的加成反应,推知D为2,3-二溴-3-苯基丙烯酸;根据(1)KOH/C2H5OH,加热,(2)H+,可知是卤原子的消去反应,推知 E 为3-苯基丙炔酸;根据(1)C2H5OH,浓硫酸和加热,可知是羧酸的酯化反应,推知F为3-苯基丙炔酸乙酯。

试题2:(2017北京卷,25)羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物,合成路线如下图所示:

分析:这是一道综合利用反应规律和反应条件的试题。此题的难点是羰基的加成反应,解题的关键点有两点:(1)破解2E本质上是CH3COOCH2CH3中的羰基与a-H先加成,再脱去乙醇分子形成CH3COCH2COOCH2CH3,由于羟醛缩合反应多年高考考试中出现,没有新信息提醒;(2)破解以D和F为原料合成羟甲香豆素实质上是羰基与酚羟基邻对位氢的加成反应。

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