《有機(jī)推斷與合成》的思路與方法

摘 要: 高考中有機(jī)推斷和合成是熱點(diǎn)，本文歸納了有機(jī)推斷的一般思路，具體方法，以及尋找題眼的具體的方法，總結(jié)了有機(jī)合成遵循的原則，一般思路和解題的主要方法。

關(guān)鍵詞: 有機(jī)合成與推斷 思路 方法

有機(jī)推斷與合成是高考中有機(jī)化學(xué)考查的重點(diǎn)題型，要想做好此類，學(xué)生首先要掌握好書本的知識(shí)，掌握好各種官能團(tuán)的特征反應(yīng);其次要掌握好各類物質(zhì)之間的相互聯(lián)系，也就是要建立系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。近幾年的高考主要考點(diǎn)有以下幾個(gè)。

1.綜合應(yīng)用各類有機(jī)化合物(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、乙醇、溴乙烷、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油酯、多羥基醛酮、氨基酸、蛋白質(zhì)等)的性質(zhì)，進(jìn)行推導(dǎo)未知物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，或是相關(guān)的問(wèn)題。

2.組合多個(gè)化合物的化學(xué)反應(yīng)，合成具有指定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的產(chǎn)物。

一、有機(jī)物推斷

(一)一般思路

1.順(逆)推法。以有機(jī)物結(jié)構(gòu)，性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為主線，(逆)正向思維得出正確經(jīng)驗(yàn)。如順推法可圖解為:

2.分離法。根據(jù)題意，分離出已知條件與未知條件，再據(jù)已知條件對(duì)未知條件一一求解。

(二)常用推斷方法

1.通式推斷法。具有相同通式的物質(zhì)類別可以歸納如下:CnH:烯烴、環(huán)烷烴;CnH:炔烴、二烯烴、環(huán)烯烴;CnHO:醇、醚;CnHO:醛、酮、烯醇;CnHO:羧酸、酯、羥醛;CnHO:芳香醇、芳香醚。

2.化學(xué)反應(yīng)環(huán)境聯(lián)想法。環(huán)境聯(lián)想可以分解為官能的特征反應(yīng)，有機(jī)反應(yīng)的條件，有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和分子組成的變化，等等。對(duì)于有機(jī)推斷題首先要熟悉各種官能團(tuán)的性質(zhì)，其次對(duì)各類有機(jī)反應(yīng)的條件要記牢。

(三)尋找解答有機(jī)推斷題的題眼

題眼通常是我們所說(shuō)的解題的突破口，教師應(yīng)教會(huì)學(xué)生根據(jù)反應(yīng)條件、根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)的變化，特別是官能團(tuán)的變化等方面來(lái)尋找突破口。下面就是尋找題眼的具體的方法。

1.根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)推斷官能團(tuán)

如:能使溴水反應(yīng)而褪色的物質(zhì)含碳碳雙雙鍵、三鍵“—CHO”和酚羥基;能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)含有“—CHO”;能與鈉發(fā)生置換反應(yīng)的物質(zhì)含有“—OH”;能分別與碳酸氫鈉镕液和碳酸鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì)含有“—COOH”;能水解產(chǎn)生醇和羧酸的物質(zhì)是酯，等等。

2.根據(jù)性質(zhì)和有關(guān)數(shù)據(jù)推知官能團(tuán)個(gè)數(shù)

如:—CHO→2Ag→CuO;2—OH→H;2—COOH(CO)→CO

3.根據(jù)某些反應(yīng)的產(chǎn)物推知官能團(tuán)的位置如:(1)由醇氧化得醛或羧酸，—OH一定連接在有2個(gè)氫原子的碳原子上;由醇氧化得酮，—OH接在只有一個(gè)氫原子的碳原子上。

(2)由消去反應(yīng)產(chǎn)物可確定“—OH”或“—X”的位置。

(3)由取代產(chǎn)物的種數(shù)可確定碳鏈結(jié)構(gòu)。

(4)由加氫后碳的骨架，可確定“C=C”或“C≡C”的位置。

二、有機(jī)合成

(一)有機(jī)合成的實(shí)質(zhì)

學(xué)生通過(guò)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)或題目提供信息，使有機(jī)物增長(zhǎng)或縮短碳鏈，或碳鏈和碳環(huán)之間相互轉(zhuǎn)變，或在碳鏈和碳環(huán)上引入、轉(zhuǎn)換各種官能團(tuán)，以制備不同有機(jī)物。要求學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)有機(jī)合成題的正確路線和簡(jiǎn)捷的途徑。首先分析要合成的有機(jī)物屬于何種類型，帶有什么官能團(tuán)，與哪些信息有關(guān)。其次是根據(jù)現(xiàn)有原料、信息和有關(guān)反應(yīng)規(guī)律，盡可能合理地把目標(biāo)有機(jī)物解剖成若干片斷;或?qū)ふ夜倌軋F(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換方法，或設(shè)法將各小分子拼接衍變，盡快找出合成目標(biāo)有機(jī)物的關(guān)鍵和突破點(diǎn)。

(二)有機(jī)合成遵循的原則

1.起始原料要一般為規(guī)定的原料(實(shí)際合成中要選用廉價(jià)、易得、低毒、低污染的原料)，通常是四個(gè)碳以下的單官能團(tuán)或單取代苯。

2.應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線。為了減少合成步驟，應(yīng)盡量選擇與目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相似的原料。步驟越少，產(chǎn)率越高。

3.合成路線要符合“綠色、環(huán)?！钡囊?。

(三)解題思路

1.正確判斷需要合成的有機(jī)物的類別，它含有哪些官能團(tuán)，與哪些知識(shí)和信息有關(guān)。

2.根據(jù)現(xiàn)有的原料、信息和有關(guān)的反應(yīng)規(guī)律，盡量能合理地把目標(biāo)化合物分成若干個(gè)片斷，或者尋找官能團(tuán)的引入，轉(zhuǎn)換、保護(hù)方法，或者是設(shè)法將各個(gè)片斷拼接衍變，盡快找出合成目標(biāo)化合物的關(guān)鍵。

3.將正向推導(dǎo)和逆向推導(dǎo)得出的若干個(gè)合成路線加以綜合比較，選擇出最佳的合成方案。

其解題思路可簡(jiǎn)要列表如下:

(四)合成的具體方法

1.官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)換

(1)碳碳雙鍵的形成主要有:一元鹵代烴在強(qiáng)堿的醇溶液中消去HX;醇在濃硫酸存在的條件下消去HO;烷烴的熱裂解和催化裂化。

(2)碳碳三鍵的形成主要有:二元鹵代烴在強(qiáng)堿的醇溶液中消去兩分子的HX;一元鹵代烯烴在強(qiáng)堿的醇溶液中消去HX;實(shí)驗(yàn)室制備乙炔原理的應(yīng)用。

(3)鹵素原子的引入方法:①烷烴的鹵代(主要應(yīng)用與甲烷);②烯烴、炔烴的加成(HX、X);③芳香烴苯環(huán)上的鹵代;④芳香烴側(cè)鏈上的鹵代;⑤醇與HX的取代;⑥芳香烴與X的加成。

(4)羥基的引入方法:①烯烴與水加成;②鹵代烴的堿性水解;③醛的加氫還原;④酮的加氫還原;⑤酯的酸性或堿性水解。

(5)醛基或羰基的引入方法:①醇的催化氧化;②烯烴的催化氧化;③炔烴與水的加成;④烯烴的臭氧氧化分解。

(6)羧基的引入方法:①醛的催化氧化;②苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化;③酯的水解;④肽、蛋白質(zhì)的水解。

(7)酯基的引入方法:①酯化反應(yīng)的發(fā)生;②酯交換反應(yīng)的發(fā)生。

(8)硝基的引入方法:硝化反應(yīng)的發(fā)生。

2.官能團(tuán)的消除

消除不飽和雙鍵和叁鍵，可以通過(guò)加成反應(yīng);經(jīng)過(guò)酯化、氧化、與氫鹵酸、消去等反應(yīng)，可以消去羥基;通過(guò)加成和氧化可以消去醛基;通過(guò)水解可以消去酯基或是肽鍵。

3.縮短碳鏈的方法

(1)苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化。

(2)烷烴的催化裂化。

(3)烯烴、炔烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化。

4.成環(huán)(信息題)

(1)形成碳環(huán):雙烯成環(huán)。

(2)形成雜環(huán):通過(guò)酯化反應(yīng)形成環(huán)酯。

要想讓學(xué)生掌握以上知識(shí)點(diǎn)，教師在教學(xué)必須靈活加以運(yùn)用，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力，實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)的三維目標(biāo)的整合，真正使知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。