聚焦有机框图推断试题中信息方程式的书写

■四川省泸州市泸县二中 刘 宇

有机框图推断试题是高考的热点和难点，其中依据信息进行陌生方程式的书写又是近年高考全国卷中有机主观题的一种考查趋势。这类试题需要考生结合信息和有机反应的实质(化学键的断裂与形成)进行有机物的重新组建，难度相对较大，区分度高，因此热度逐年提升。

一、信息方程式书写的基本步骤

信息方程式是我们书写有机方程式的模板，结合有机反应发生的基本原理，依据具体信息的呈现，可以得出基本的解题步骤。

例1下列反应是一种由烯烃直接制备不饱和酯的新方法：

利用类似反应的方法，仅以乙烯为原料合成有机化合物 CH2═CHCOOCH2CH3，涉及的反应方程式为____。

解析：对于此类试题的解答，一般思路和步骤如下：

(1)信息的提取。

有机反应的本质就是反应物特殊位置的化学键发生断裂，反应后形成新的化学键，因此有机化学反应发生后原有机物的碳链骨架不变，结合题干信息，原反应的原理为：

对比反应前后有机物的结构关系，反应物分子中实线框与虚线框之间的化学键断裂，实线框的部分结合形成反应主产物，虚线框的部分组合成水。

(2)信息的处理。

结合提取的信息，将信息用自己熟悉的表示方法表述出化学键的断裂与形成，将信息加工、转化与整合，形成结论或者规律。

该方程式即原有双键碳原子连接的氢原子、醇羟基中的氢原子与氧气提供的氧原子结合形成水分子，剩余的部分与CO断键后形成的羰基连接形成酯。

(3)信息的运用。

CH2═CHCOOCH2CH3是以乙烯为原料合成的有机化合物，那么可确定该物质内部结构化学键的形成过程为：

结合分析可知，该有机物的直接反应物包括CH2═CH2、CO、HOCH2CH3，HOCH2CH3可 通过CH2═CH2加水得到。

答案2 CH2═CHCOOCH2CH3+2 H2O

在以上的信息中，主要包括了类似于高中所学过的几种反应类型，下面以实例加以说明。

二、常见的信息呈现类型

1.脱缩反应。

脱缩反应是指某个(或多个)有机化合物分子断裂部分旧化学键，脱出部分原子(或原子团)形成小分子，余下的原子(或原子团)重新通过新化学键连接形成有机物的过程。这一类化学反应在高中阶段较为陌生，但结合有机反应的断键(成键)原理进行分析，难度不太大。

例2高血脂严重影响人体健康，化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略)：

第⑥步反应的化学方程式是____。

解 析：在NaOH水溶液中加热水解得到BB被稀盐酸酸化得到在加热条件下发生反应⑥得到D。结合已知信息可知，在两个羧基和两个烷基同时连接在一个碳原子上的有机物，加热情况下，其中一个羧基中的整体脱出形成CO2，余下氢原子接在原连接羧基的碳原子上，从而可知反应⑥为

例3姜黄素是从姜科植物中提取的一种色素，它的主要药理作用有抗氧化、保肝护肝、抑制肿瘤生长等，它具有对称性结构。

已知：①E、G能发生银镜反应。

② R—CHO + R'—CH2—CHOR'表示烃基或氢)。

根据以上信息可知E→F反应的化学方程式为____。

解析：乙烯与溴发生加成反应生成A(BrCH2CH2Br)，A发生反应得到B，B可以连续发生氧化反应，则A在氢氧化钠水溶液、加热条件下水解得到B(HOCH2CH2OH)，则C为OHC—CHO，D 为 OHC—COOH，结 合分子式C7H8O2，可知 Y 为脱羧得到J(C8H8O3)，则J为与反应得到姜黄素(C21H20O6)，结合信息可知姜黄素为乙烯与氧气反应得到E，E可以发生银镜反应，则E为CH3CHO，结合已知可知F为CH3CH═CHCHO ，F与氢气发生加成反应得到G，G可以发生银镜反应，则G为CH3CH2CH2CHO。根据已知②可得出E→F的反应为CH3—CHO+CH3—CHO

能力提升：对于脱缩反应，不论反应物是一个或多个，不论是脱去中间部分原子(团)还是分别脱去端点的原子(团)，结合试题中具体的信息，结合具体反应中的断键和成键情况即可快速书写。

2.类取代反应。

取代反应是指有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团替代的反应。如一般断裂的化学键为单键，但在试题中常常其他化学键也发生类似的反应，我们类比解答即可。

例4有机化合物A、B、C、D等有如下转化关系：

写出D的结构简式：____。

解析：CH2═CH—CN在酸性溶液中反应生成酸性物质B(C3H4O2)，即丙烯酸丙 烯 酸 进 一 步 与CH3OH在H2SO4催化作用下酯化得到C(CH2═CH—COOCH3)。结 合 已 知 信息，连接两个氢原子的双键碳原子原有氢原子被R—X中的R(不饱和烃基或苯环)取代，取代出的氢原子与卤原子结合生成HX。

答案

能力提升：类取代反应与取代反应的本质即是有机物分子中的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)占据位置的过程。在占据位置的过程中可能断裂的是单键(高中教材的主要呈现形式)、双键或者三键，另外的原子(原子团)依据成键理论接入即可。这些反应在有机框图中以信息的形式呈现，同时受到框图中前后物质的约束，我们在解题时结合信息解答即可，目前无需考虑断键与成键的缘由。

3.类加成反应。

加成反应是指有机物分子中的不饱和键(双键或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。

例5功能高分子P的合成路线如下：

(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是____。

(2)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团为____。

(3)已 知：2 CH3CHO

以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线(用结构简式表示有机物)，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。

解析：根据高分子P的结构和A的分子式为C7H8，可推知D为对硝基苯甲醇因 此 A 是 甲 苯结合D和P的结构简式可知D和G发生酯化反应得到P，因此G的结构简式为水解生成G和乙醇，因此 F 的结构简式为E在催化剂的作用下转化为F，这说明反应④是碳碳双键的加聚反 应，因 此 E 的 结 构 简 式 为CH3CH═CHCOOC2H5，所含官能团为碳碳双键和酯基。

乙烯和水可以直接加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，乙醛发生已知条件中的反应就可以使碳链增长，由于碳碳双键易被氧化，因此首先发生消去反应，然后再氧化醛基为羧基，羧酸和乙醇发生酯化反应，即可得物质E，合成路线为：

能力提升：类加成反应就像加成(或加聚)反应一样，将原有有机物分子中的π键断裂，另一分子也断裂一根化学键，将拆出的原子(原子团)分别接入原π键(可能是碳碳双键、碳碳三键等)两端的原子，这些反应有的也与低聚反应类似，只是该处涉及双键和三键共同参与降饱和度的反应。