淺析有機化學推斷與合成題

有機化學推斷與合成題不但能考查學生對有機基礎知識掌握和應用的程度，還能進一步培養學生自學、分析、綜合創新等能力，在新舊內容相互聯系的推斷過程中充滿著辯證邏輯思維，成為近幾年高考化學的熱點。這類試題中大多含有新的信息，對考生的心理素質要求較高，考生普遍感到這類題型較難。在此，本文通過一些簡要說明及實例分析，談談解有機信息題所需的基礎知識和推斷的方法與技巧。

一、有機推斷與合成題的特點

無論有機推斷與合成題的取材怎樣，有一點是必不可少的，那就是推斷過程所用的信息都跟中學化學有機基礎有緊密聯系。主要考查烴和烴的衍生物的轉化關系的知識點有：反應類型、反應方程式的書寫、同分異構體的判斷與書寫、結構和官能團的判斷、量的計算、分子式和結構簡式的確定等，所以，考生必須掌握烴和烴的衍生物有關的組成、結構、性質、反應原理、實驗過程和現象，以及它們相互轉化的網絡，主要有加成、消去、鹵代、水解、還原、氧化（特別是－OH氧化）、酯化、加聚反應原理及其應用。如：

1.醇的消去反應可聯想到鹵代烴的消去：CH3CH2Cl→CH2=CH2↑+HCl

2.酯化反應可應用到合成環狀化合物或高分子化合物：

HO-CH2CH2CH2COOH濃H2SO4

CH2CH2CH2COO

二、有機推斷與合成題推斷過程通常要抓住以下幾個關鍵信息

1.結構信息

主要有碳架、官能團位置和性質。如：

(CH3)2C=CHCH3①O3②Zn，H2O(CH3)2C=O+CH3CHO

C=C雙鍵斷裂，形成兩個C=O，原來的碳架已分成兩個碳架。如：

①O3②Zn，H2O

C

CH3OCH2CH2CH2CHO

官能團變化跟上述一樣，但碳架是由環狀變為鏈狀，碳原子數目沒變。

2.組成信息

主要有分子量、組成的元素或基團。

如，檸檬醛分子結構呈直線狀，碳分子的排列方式可以劃分為若干個二烯烴的碳鏈結構，分子量為152。可知：①碳鏈符合CnH2n-2，②有－CHO，綜合可得CnH2n-3CHO的分子量為152，即14n+26=152，n為9。進而求得分子式為C10H16O。

3.反應信息

主要是反應前后官能團的轉變、其轉變前后的位置、反應的條件等。如：

有機化合物A-H的轉換關系如下所示：

A

H2催化劑①

E

Br2／CCl4 ②

F

NaOH水溶液△③

G

HOCCH2CH2COHOO

H+，△④

H（C9H14O4）

請回答下列問題：

（1）鏈徑A有支鏈且只有一個官能團，其相對分子質量在65～75之間，lmolA完全燃燒消耗7mol氧氣，則A的結構簡式是 ，名稱是 ;

（2）在特定催化劑作用下，A與等物質的量的H2反應生成E。由E轉化為F的化學方程式是 ；

（3）G與金屬鈉反應能放出氣體。由G轉化為H的化學方程式是 ;

（4）①的反應類型是 ;③的反應類型是 。

從反應條件和（1）中的信息可知A為炔，E在轉變成G的過程中有Br2/CCl4、NaOH水溶液反應條件，聯系到官能團的轉變，不難得出E為烯，F為鹵代烴，G為醇。

三、有機推斷與合成題的推斷方法和解題思路

1.順向思維

【例1】 工業上用甲苯生產對羥基苯甲酸乙酯，其生產過程如下圖（反應條件沒有全部注明）：

CH3

Cl2催化劑，①A

一定條件下②

CH3OH

CH3I③

CH3OCH3

④

COOHOCH3

C2H5OH⑤

B

HI⑥

COOC2H5OH

根據上圖回答：

（1）有機物Ａ的結構簡式是 。

（2）反應①～⑥中屬于取代反應的有 。

（3）反應③的化學方程式為（不用寫反應條件） 。

（4）在合成線路中，設計第③和第⑥這兩步的目的是 。

解析：此類題型主要考查學生對基礎的應用，對比

CH3

和

CH3OH

可知A是Cl2取代了－CH3的對位，為

CH3Cl

。縱觀①～⑥，在第④步由－CH3變成了－COOH，出現了C＝O，在中學課本中不常提到，但從得氧失氫的角度分析可知為氧化反應；聯系苯酚易被氧化，可確定第③步是保護－OH；比較B前和B后的物質以及第⑤和第⑥的反應所用的物質，不難得出⑤為酯化反應；第⑥步是重新生成－OH。所以屬于取代反應的有①②③⑤⑥，第③步的化學方程式容易得出。

2.逆向思維

【例2】 請認真分析下列反應：

Ⅰ.HNO3+H2SO4NO2Fe，HCl，H2ONH2(苯胺，弱堿性，易氧化)

Ⅱ.CH3KMnO4，H+COOHHNO3+H2SO4NO2COOH

Ⅲ.CH2OCH2

RNH2HO-CH2CH2-NHR(R為烴基)

利用這些反應，按以下步驟可以從某烴Ａ合成一種外科常用藥的中間體Ｘ。

（下列步驟中未標出的試劑和條件已略去）

A①B②C

CH2OCH2③+DE

④F⑤

H2NCOOCH2CH2N(C2H5)2

(中間體X)

試回答下列問題：

（1）寫出下列物質的結構簡式：A ，D 。

（2）反應①～⑤中屬于取代反應的是 ，反應⑤的反應類型為 。

（3）反應①的條件是 。

解析：這是一道只給定一種原料的有機合成題，由于最終產物已經給出，可逆向分析來確定合成路線。在第Ⅲ個反應的產物有－OH生成，且－NHR跟碳連接，然后觀察最終產物有－OCH2CH2N(C2H5)2，可推出D為(C2H5)2NH，也知E含有－OH，而最終產物又有

COO，則C和E發生的是酯化反應生成F，即C中含有－COOH，結合第Ⅰ步的信息，可得出最后產物中的－NH2是由F中的－NO2轉化而來，反應⑤失氧得氫為還原反應，還可進一步求得C為

O2NCOOH（由最終產物可推出－NO2在－COOH的對位）。A為烴，將第Ⅱ步信息與C結構聯系可推出A為

CH3

，還需解決的問題是先氧化后硝化還是先硝化后氧化，如先氧化后硝化，據信息Ⅱ：－NO2則在－COOH的間位，不符合；先硝化，－NO2可在－CH3的對位，再氧化就可生成

O2NCOOH

，則①的反應條件為HNO3+H2SO4。

3.整體思維

【例3】 已知Ａ的水溶液顯酸性，遇FeCl3不顯色，且Ａ分子結構中無乙基。Ｉ為五原子環狀化合物，Ｊ可使溴水褪色。Ｋ和Ｌ都是醫用功能高分子材料，Ｉ、Ｊ互為同分異構體。Ａ~Ｌ的相互轉化關系如下圖所示。

請回答下列問題：

(1)寫出反應類型:①H→J: ，②H→L： ，③J→K： 。

(2)寫出符合題意的A的結構簡式： 。

(3)試寫出下面兩個化學方程式（有機物寫結構簡式）。

①Ｊ→Ｋ： ;②H→I： 。

解析：從F的現象容易得出為三溴苯酚，逆推得E為

OH，D為ONa。

聯系CH3COONa+NaOH加熱Na2CO3+CH4的制取原理，得B與堿石灰的反應可能為：

NaOCOONa+NaOH加熱

ONa+Na2CO3，所以A一定含COOH

結構，由于A不與FeCl3作用顯紫色，則A不是酚類，考慮到能與NaOH溶液作用的還有酯，由醇與酸反應生成酯，遷移到OH可與酸作用生成有類似酯的結構，A應含有類似酯的結構。即B中的

NaOCOONa

不是由

HOCOOH

與NaOH溶液直接反應制得，而是由含有類似酯的結構A與NaOH溶液發生水解反應制得。A的碳原子數為11，減去B的碳原子數7，可得A有一個含4個碳原子的側鏈（與K、L碳原子相符），即H有4個碳原子。分析H轉變I與J的條件、H的性質（具有酸性）、I的結構（五原子環狀化合物）、J的性質（使溴水褪色），可知H含有－COOH和－OH，且－COOH和－OH在3個直鏈碳的兩端（因A中無乙基），即H為HOCH2CH2CH2COOH，C為HOCH2CH2CH2COONa。可進一步推導出A的結構簡式可能為：

COOHOOCH2CH2CH2OH

COOHOOCH2CH2CH2OH

COOHOOCH2CH2CH2OH

至此，其他問題就可迎刃而解。不難看出，這類題目聯系的基礎范圍較廣，且有較多的知識內容遷移，要求的思維能力層次更深。

通過以上可以看出，有機推斷與合成題考查了學生思維能力的敏捷性、嚴密性、整體性和創造性。要順利解答這類題，學生應做到：①學好課本的有機基礎知識，掌握好官能團的結構、性質和它們之間的相互轉化關系。②敏捷地接受試題所給出的新信息，結合學過的舊知識進行類比、分析、轉化、替代，將思維推向更深層次，拓寬思路，應用新信息創設最佳途徑來推斷、驗證新問題。

（責任編輯 羅 艷）