聚焦有機化學試題中信息的正確解讀

劉 宇

(四川省瀘州市瀘縣二中 646106)

有機化學反應與無機化學反應有著本質上的區(qū)別，即有機反應發(fā)生時并未將反應物的舊化學鍵全部斷裂，僅僅是官能團的特殊化學鍵斷裂與重新形成.高中有機化學常見的反應類型包括取代反應、加成反應、消去反應、加聚反應和縮聚反應等.但是生產(chǎn)、生活中涉及有機反應遠不止這些，因此試題中出現(xiàn)的有機反應信息的正確解讀，成為試題正確解答的關鍵環(huán)節(jié)，這類試題也逐漸成為熱點和難點問題.

一、類似化學反應原理的剖析

1．類取代反應

例1 美日三名化學家[理查德·赫克(美)、根岸榮一(日)、鈴木章(日)利用鈀(Pd)作催化劑，將有機化合物進行“裁剪”、“縫合”，創(chuàng)造出具有特殊功能的新物質而榮獲2010年諾貝爾化學獎.赫克反應(Heck reaction)的通式可表示為(R—X中的R通常是不飽和烴基或苯環(huán)；R′CH=CH2通常是丙烯酸酯或丙烯腈等)：

現(xiàn)有A、B、C、D等有機化合物有如圖1所示的轉化關系：

圖1

請回答下列問題：

(3)寫出D的結構簡式(必須表示出分子的空間構型)____.

思路分析CH2=CH-CN在酸性溶液中反應生成C3H4O2酸性物質，即是丙烯酸(CH2=CH-COOH)，進一步與CH3OH在H2SO4催化作用下酯化得到CH2=CH-COOCH3，該過程與題干有關赫克反應信息吻合.結合赫克反應可知，反應中苯環(huán)與溴原子之間的化學鍵斷裂，溴原子與丙烯酸酯分子中雙鍵碳原子連接氫組合成氫溴酸，溴苯余下苯環(huán)與雙鍵碳原子結合即是D.

能力提升類取代反應與取代反應從反應本質上與取代反應相同，有機物分子中某原子(團)被其他原子(團)占據(jù)了位置.這些反應在有機框圖中以信息的形式呈現(xiàn)，同時受到框圖中前后物質的約束，在解題時結合信息解答即可，無需在目前考慮斷鍵與成鍵的緣由.

2．類加成反應

加成反應是指有機物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應.

例2 (2017·全國卷Ⅰ，36節(jié)選)化合物H是一種有機光電材料中間體.實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如圖2所示.

圖2

已知：

RCH=CHCHO+H2O

回答下列問題：(3)E的結構簡式為____.

(4)G為甲苯的同分異構體，由F生成H的化學方程式為____.

答案：

(3) CCCOOH (4) CCCOOC2H5 +催化劑→

，結合已知②，容易寫出由F生成H的化學方程式，從而可順利回答前4問.

二、化學反應進行方向的選擇

1．特殊官能團的保護

例3 (2017·天津卷8節(jié)選)2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫(yī)藥中間體，其制備流程如下：

回答下列問題：

(3)該流程未采用甲苯直接硝化的方法制備B，而是經(jīng)由①②③三步反應制取B，其目的是____.

(4)寫出⑥的化學方程式： ____，該步反應的主要目的是____.

答案:(3)避免苯環(huán)上甲基對位的氫原子被硝基取代(或減少副產(chǎn)物，或占位)

思路分析(3)甲苯受甲基的影響導致苯環(huán)上甲基鄰、對位的氫原子變得活潑，容易發(fā)生取代反應；從流程看反應①是在甲基苯環(huán)的對位引入—SO3H，反應②引入硝基，而反應③又去掉了—SO3H.可見若采用甲苯直接硝化的方法制備B，會產(chǎn)生副產(chǎn)物.(4)從圖可知反應⑥發(fā)生的是取代反應：

反應⑦⑧使用的濃硫酸和液氯均有強氧化性，⑥的主要目的是保護氨基.

歸納總結有機路線的選擇除了考慮碳鏈的變化、官能團的變更外，還需要注意在這些變化過程中官能團之間的相互影響，一般考慮一下問題：(1)官能團的保護：某些基團具有還原性或者氧化性，在過程中易被氧化或者還原，可將官能團進行轉化后者在后續(xù)過程中引入；(2)苯環(huán)位置的選擇：苯環(huán)不同位置引入原子(團)時，雖有難易差別，因此不需要引入的位置可先用其他原子(團)占據(jù)位置，隨后消除即可.

2．主、副反應的選擇

例4 有機化學反應因反應條件不同，可生成不同的有機產(chǎn)品.例如：

(X為鹵素原子)

②苯的同系物與鹵素單質混合，若在光照條件下，側鏈上氫原子被鹵素原子取代；若在催化劑作用下，苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代.

(3)反應④的化學方程式為(有機物寫結構簡式，并注明反應條件)：____.

(4)工業(yè)生產(chǎn)中，中間產(chǎn)物A須經(jīng)反應③④⑤得D，而不采取直接轉化為D的方法，其原因是____.

答案：(3)

誤區(qū)警示有機反應存在副反應，而且主副反應所占比重并不太大，因此副反應帶來的副產(chǎn)物的量是很大的，因此反應條件的選擇和控制在實際生產(chǎn)中意義重大.

參考文獻：

[1]陳世華.聚焦有機化學“潛規(guī)則”[J].數(shù)理化學習(高中版),2011(03).