有機化學(xué)推斷與合成專題突破

侯晨鷂

考情動態(tài)分析

有機化學(xué)推斷與合成是高考命題的重點?？疾榈膬?nèi)容主要有：①根據(jù)某有機物的組成和結(jié)構(gòu)推斷同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)；②根據(jù)相互衍變關(guān)系和性質(zhì)推斷有機物的結(jié)構(gòu)或反應(yīng)條件和反應(yīng)類型；③根據(jù)實驗現(xiàn)象（或典型用途）推斷有機物的組成或結(jié)構(gòu)；④根據(jù)反應(yīng)規(guī)律推斷化學(xué)反應(yīng)方程式；⑤根據(jù)質(zhì)譜圖、紅外光譜圖、核磁共振氫譜圖推斷有機物的分子組成和結(jié)構(gòu)；⑥按要求模擬書寫有機合成流程圖。

研究和分析近幾年高考試題，可發(fā)現(xiàn)無論是命題思想還是命題形式，跟以往相比，有著明顯的變化和發(fā)展，特別是新教材增加了有機物的儀器分析方法。因此這類試題正逐步向綜合型、信息化、能力型方向發(fā)展。

有機化學(xué)推斷與合成主要以填空題為主。常將對有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的考查融為一體，具有較強的綜合性，并多與新的信息緊密結(jié)合，因此而成為高考的熱點。展望今后有機化學(xué)推斷與合成題將會繼續(xù)成為高考的主要考點。

思路、方法和規(guī)律

1.找準(zhǔn)有機物化學(xué)推斷與合成的突破口（題眼）。

找解題“突破口”的一般方法是：

（1）從有機物的物理特征突破。有機物中各類代表物的顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度、熔點、沸點等往往各有特點，平時留心歸納，解題時可能由此找到題眼。

（2）從特定的反應(yīng)條件突破。有機反應(yīng)往往各有特定的條件，因此反應(yīng)的特定條件有時也是解題的突破口。例如“濃H₂S0₄，170℃”的條件可能是乙醇消去制乙烯；“烴與溴水反應(yīng)”，則該烴應(yīng)為不飽和烴，且反應(yīng)一定是加成反應(yīng)，而不會是取代反應(yīng)；“氫氧化鈉的醇溶液/加熱”應(yīng)該是鹵代烴消去反應(yīng)的條件；“光照”應(yīng)該是烷烴基與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)條件；“氫氧化鈉的水溶液/加熱”應(yīng)該是鹵代烴或酯的水解反應(yīng)條件等。

（3）從特定的衍變關(guān)系突破。

①相互取代關(guān)系。如鹵代烴與醇的關(guān)系：R-X-R-OH，實質(zhì)上是鹵素原子與羥基的相互取 十HX代。

②氧化還原關(guān)系。如醇、醛、酸之間的轉(zhuǎn)換，實際上是-CH₂0H、-CHO、-COOH等官能團之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：

③消去和加成關(guān)系。如醇與不飽和烴、鹵代烴和不飽和烴之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系： 。前者實際上是醇或鹵代烴消去H₂0或HX形成新的官能團（即不飽和鍵），后者則是打開不飽和鍵結(jié)合H₂0或HX，生成醇或鹵代烴的過程。

④結(jié)合重組關(guān)系。如醇與羧酸的酯化反應(yīng)以及酯的水解，酯化反應(yīng)實質(zhì)上是酸和醇分子間脫水；而酯的水解反應(yīng)則是RCOOR'和H₂O相互作用重新生成具有-OH官能團的醇和具有-COOH官能團的羧酸：

（4）從結(jié)構(gòu)關(guān)系突破。這其實也是轉(zhuǎn)化關(guān)系的原理。例如某醇催化氧化能得到相應(yīng)的醛，則該醇必為伯醇；若醇催化氧化得到的是酮，則醇必為仲醇；若醇不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)，則該醇必為叔醇。醇及鹵代烴的消去反應(yīng)、羥基羧酸生成環(huán)酯的反應(yīng)等都與特定的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

（5）從特征現(xiàn)象突破。如遇FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，該有機物可能是酚類；能與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡，則該有機物含有醛基；能使石蕊顯紅色，則該有機物含有羧基；能使溴水褪色，則該有機物可能含有雙鍵或叁鍵。特征現(xiàn)象可以從產(chǎn)生氣體、沉淀顏

色、溶液顏色變化等方面考慮。

（6）從特定的量變突破。如相對分子質(zhì)量增加16，可能是加進了氧原子（例：CH₃CHO→CH₃COOH）；相對分子質(zhì)量減少2，可能是醇的去氫氧化；相對分子質(zhì)量減少18，可能是有機物發(fā)生了脫水消去反應(yīng)。平時復(fù)習(xí)有“量”的概念，考試時就可能心明眼亮。

（7）從儀器分析給出的有關(guān)數(shù)據(jù)和圖像突破。結(jié)合質(zhì)譜圖推斷有機物的相對分子質(zhì)量和分子離子碎片；由紅外光譜圖上的吸收峰，推斷有機物含有的官能團和基團；利用核磁共振氫譜圖上特定的信息判斷等效氫的種類和數(shù)目。

注：在解題時思路要開闊，打破思維定勢。應(yīng)該考慮到某有機物可能不止一種官能團，或者有一種但不止一個官能團。要從鏈狀結(jié)構(gòu)想到環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這樣疑難問題可能就迎刃而解。

2.解答有機推斷與合成題的常用思維方法和解題技巧。

①順推法：以有機物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和實驗現(xiàn)象為主線，采用正向思維，得出正確結(jié)論。

②逆推法：以有機物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和實驗現(xiàn)象為主線，采用逆向思維，得出正確結(jié)論。

③分離法：先根據(jù)已知條件，分離出已知條件，把明顯的未知條件分離出來，然后根據(jù)已知條件將分離出來的未知條件逐個求解。

④分層推理法：依據(jù)題意，分層推理，綜合結(jié)果，得出正確推論。

典例剖析

例題 立方烷（）具有高度的對稱性、高致密性、高張力能及高穩(wěn)定性等特點，因此合成立方烷及其衍生物成為化學(xué)界關(guān)注的熱點。下面是立方烷衍生物I的一種合成路線：

回答下列問題：

（1）C的結(jié)構(gòu)簡式為

，E的結(jié)構(gòu)簡式為

。

（2）③的反應(yīng)類型為

，⑤的反應(yīng)類型為——。

（3）化合物A可由環(huán)戊烷經(jīng)三步反應(yīng)合成：

反應(yīng)1的試劑與條件為

。

反應(yīng)2的化學(xué)方程式為

。

反應(yīng)3可用的試劑為

。

（4）在I的合成路線中，互為同分異構(gòu)體的化合物是

（填化合物代號）。

（5）1與堿石灰共熱可轉(zhuǎn)化為立方烷。立方烷的核磁共振氫譜中有 個峰。

（6）立方烷經(jīng)硝化可得到六硝基立方烷，其可能的結(jié)構(gòu)有

種。

答案：（1） （2）取代反應(yīng)消去反應(yīng) （3） Cl2/光照 （4）G和H （5）1 （6）3

解析：（1）由流程圖可知， 與NBS在特定條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成 在特定條件下反應(yīng)生成的C中沒有溴原子，且反應(yīng)條件也是鹵代烴消去反應(yīng)的條件，故生成C的反應(yīng)是消去反應(yīng)，結(jié)合D的結(jié)構(gòu)可知C的結(jié)構(gòu)簡式為 。D與溴的CC1₄溶液發(fā)生加成反應(yīng)，生成的E為

。

（2）由C→D，E→F的有機物結(jié)構(gòu)特征可確定③和⑤的反應(yīng)類型分別為取代反應(yīng)和消去反應(yīng)。

（3）結(jié)合流程聯(lián)想“烴→鹵代烴→醇→醛（酮）”，可知反應(yīng)1的試劑是鹵素，條件是光照；反應(yīng)2是鹵代烴的水解反應(yīng)；反應(yīng)3的試劑是0₂/Cu。

（4）G→H的條件是光照，二者分子式均為C₁₀H₆0₂Br₂，互為同分異構(gòu)體。

（5）立方烷結(jié)構(gòu)高度對稱，只有一種氫。

（6）由立方烷的結(jié)構(gòu)可確定分子式為C₈H₈，根據(jù)換元的思想可知二硝基取代物與六硝基取代物種類相同，二硝基取代物有3種，同樣，六硝基立方烷的結(jié)構(gòu)也有3種。

點評：本題考查了有機物的合成，涉及反應(yīng)條件的判斷、反應(yīng)方程式的書寫、同分異構(gòu)體種類的判斷等知識點，明確有機物中含有的官能團及其性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會根據(jù)已知物質(zhì)結(jié)構(gòu)確定發(fā)生的反應(yīng)。熟練掌握有機物之間的轉(zhuǎn)化（衍變）關(guān)系，牢記有機反應(yīng)的特定反應(yīng)條件解題，是解決這類有機推斷題的基礎(chǔ)。