谈高考有机合成题
2019-09-19祁爱儒
祁爱儒
(甘肃省会宁县第四中学 730799)
有机合成题是每年高考少不了的难点题型之一,但它又是影响相当一部分同学大学梦的重要因素之一.每年高考后发现有相当一部分学生在有机合成题上存在严重的失分现象,甚至得零分的考生不计其数,这样就造成了他们与上大学失之交臂的终身憾事.笔者就以自己多年的课堂教学感受来谈谈解答高考有机合成题时应具备的基础知识、解题的方法与思路,以及要熟悉的题型.
凡是有机化学学得好的学生都会有这样的感悟:有机合成题的实质就是利用有机物的性质,进行必要的官能团的反应.因此要熟练快速地解答高考有机合成题,应掌握以下知识与技巧.
一、有机合成熟悉以下常用知识
1.官能团的引入方法
(1)双键的引入:
①利用消去反应:与卤素原子相连碳原子邻位碳上有氢原子的卤代烃(NaOH醇溶液加热)或醇(浓硫酸并加热到170℃),利用此类反应可以引入C=C双键.
②利用催化氧化反应:与—OH相连碳原子上有H的醇,利用此类反应可以引入C=O双键.
(2)卤原子(—X)的引入:
①烃与X2发生的取代反应.如
②不饱和烃与HX或X2发生加成反应:
RCH=CH2+HBr→RCH2CH2Br
③醇与HX取代:
RCH2CH2OH+HX→RCH2CH2X+H2O
(3)羟基(—OH)的引入:
①通过加成反应引入:烯烃与水在催化剂、加热、加压下进行加成反应引入—OH;醛或酮与H2在催化剂条件下进行加成反应引入—OH;
②通过水解反应引入:卤代烃在NaOH溶液下水解引入—OH;酯在稀硫酸并加热条件下水解引入—OH.
2.官能团的消除方法
通过加成消除不饱和键;通过消去或氧化或酯化消去羟基;通过加成或氧化消去醛基.
3.官能团的衍变
(3)改变官能团的位置(适用于信息题):
4.在碳骨架中增长碳链的方法
(1)卤代烃类与NaCN或炔化钠发生取代反应,可增长碳链:
(2)醛、酮类与氢氰酸、烷基锂、格式试剂等发生加成反应,可增长碳链:
RCHO+HCN→RCHOHCN
R1COR2+HCN→R1C(OH)(R2)CN
R1COH+R2MgX→R1CH(OMgX)R2
2R1CH(OMgX)R2+2H2O→
2R1CH(OH)R2+MgX2+Mg(OH)2
5.在碳骨架中减短碳链、成环和开环
(1)减短碳链:
烯、炔类氧化:
羧酸或羧酸盐脱羧:
(2)成环类:
二元醇成环:
羟基酸环内酯化:
二元羧酸成环:
氨基酸成环:
(3)开环类:
环酯水解:
HOCH2CH2CH2COOH
6.有机合成路线
一元合成路线:烯烃→卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯;
二元合成路线:炔烃→二元卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯或高分子;
芳香族化合物合成路线:苯→卤苯→苯酚→甲基苯→卤甲基苯→苯甲醇→苯甲醛→苯甲酸;
二烯烃合成路线:羟基环己烷→环己烯→1,2—二卤环己烷→1.3环己二烯.
二、有机合成题的解题思路
要快速解答有机合成题关键在于处理好以下问题:
第一是设计出合理而最简单的合成路线.
第二是熟练掌握各类有机物的组成、结构、性质,相互衍生物关系及重要官能团的引入和消去等基础知识.
在面对合成题的推导时,应从常用的“正推法”和“逆推法”中更注重于“逆推法”的选择,该法的思路是:判断终极产物类别和题设条件与终极产物间的关系→从终极产物开始依次向前追溯到题中所给合成原料为终点,同时结合题所给信息→在合成时,从已知原料开始,选择合理且最简洁路线.
三、有机合成常考题型
1.限定原料的合成题
2.限定合成路线的合成题
例2有机物F是一种新型涂料固化剂,可由下列路线合成(部分反应条件略去):
(1)B的结构简式是____;E中含有的官能团名称是____.
(2)由C和E合成F的化学方程式是____.
(3)同时满足下列条件的苯的同分异构体的结构简式是____.
①含有3个双键 ②核磁共振氢谱只显示1个峰 ③不存在甲基
(4)乙烯在实验室可由____(填有机物名称)通过____(填反应类型)制备.
(5)下列说法正确的是____.
a.A属于饱和烃
b.D与乙醛的分子式相同
c.E不能与盐酸反应
d.F可以发生酯化反应
分析本题可以采用正向合成的方法得到,苯催化加氢得到A(环己烷),再催化氧化断链,为一个六个碳的直链,由C的结构简式可以确定B为己二酸,然后与甲醇发生酯化反应得到C.将C与F对比可得,C→F的反应为氨基将甲醇替换下来,故可以写出该反应的化学方程式.
3.信息给予型合成题
例3化学式为C9H10O2的有机物有如下的转化关系:
其中F与FeCl3溶液能发生显色反应,从G到H的反应中,有机物只有一种结构切能使溴水褪色.请注意:当羟基与双键碳原子相连接时,易发生如下转化:
R—CH=CH—OH→R—CHCHO
请回答下列问题:
(1)结构简式:D____、H____、I____.
(2)G→H的反应类型:____.
(3)A生成D和E的化学方程式:____.
(4)B→C化学方程式:____.