有机合成命题的新动向_有机合成论文

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有机合成通常是以化工新产品、新材料及医药新产品的性质、用途或功能为题材,以框图形式展现其合成新路线或工艺,从而设计一系列的问题。由于在有机合成的流程中涉及中学化学中未接触过的知识,而这些陌生的知识点会以信息的形式提供出来,所以有机合成题往往又与信息题融合在一起。下面以近年来的高考真题为例说明。

一、以直接提供信息为前提,考查模拟迁移能力

例1 天然气化工是重庆市的支柱产业之一,以天然气为原料经下列反应路线可得工程塑料PBT。

(1)B分子结构中只有1种氢、1种氧、1种碳,则B的结构简式是__;B的同分异构体中与葡萄糖具有类似结构的是__(写结构简式)。

(2)F的结构简式是__,PBT属于__类有机高分子化合物。

(3)由A、D生成E的反应方程式为__,其反应类型为__。

(4)E的同分异构体G不能发生银镜反应,能使溴水褪色,能水解且产物的碳原子数不等,则G在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是__。

解析 (1)甲醇在铜作催化剂的条件下可被氧化成甲醛,再结合B的化学式,可推断A生成B应为三分子甲醛的反应;因葡萄糖具有羟基和醛基,根据B的化学式不难写出其含有这2种官能团的同分异构体;(2)由PBT是F与二元羧酸的聚合反应产物,则PBT应为酯及F为二元醇。再根据信息知碳碳三键与羰基在碱性条件下可以反应产生羟基,根据碳原子守恒及F为二元醇知D为乙炔,此反应属于加成反应;E→F为碳碳三键的加成反应;(4)G在碱性条件下发生水解,说明G为酯类物质;又能使溴水褪色,说明含有碳碳双键;不能发生银镜反应,说明不是甲酸形成的酯,只能是丙烯酸和甲醇形成的酯。

二、以提供新物质的合成路线及结构简式为载体,考查分析、推理及信息提取能力

例2 克矽平是一种治疗矽肺病的药物,其合成路线如下(反应均在一定条件下进行):

(2)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100%的反应,所需另一种反应物的分子式为__。

(3)关于化合物Ⅱ和化合物Ⅲ的化学性质,下列说明正确的是()。

A.化合物Ⅱ可以与发生酯化反应;

B.化合物Ⅱ不可以与金属钠生成氢气;

C.化合物Ⅲ可以使溴的四氯化碳溶液褪色;

D.化合物Ⅲ不可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。

(4)化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应方程式为__(不要求标出反应条件)。

(5)用氧化剂氧化化合物Ⅳ生成克矽平和水,则该氧化剂为__。

解析 (1)根据化合物Ⅰ的某些化学性质类似于苯,可写出它与按物质的量之比1∶3反应的化学方程式;(2)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100%的反应,故反应为加成反应、另一种反应物为HCHO;(3)化合物Ⅱ中含有羟基,故它既能与金属钠反应又能与乙酸发生酯化反应;化合物Ⅲ中含有碳碳双键,故它既能使溴水褪色也能使酸性高锰酸钾溶液褪色;(4)化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应属于加聚反应;(5)化合物Ⅳ生成克矽平的反应属于氧化反应,从原子守恒的角度分析可知该氧化剂为双氧水。

(5)(或双氧水、过氧化氢)。

三、以科技新产品、新材料等为命题新情景,考查知识联想、迁移及灵活运用能力

例3 某些高分子催化剂可用于有机合成。下面是一种高分子催化剂Ⅶ合成路线的一部分(Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体,反应均在一定条件下进行,化合物Ⅰ~Ⅲ和Ⅶ中含N杂环,性质类似于苯环):

回答下列问题:

(1)写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式__(不要求标出反应条件)。

(2)下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中正确的是()。

A.化合物Ⅰ可以发生氧化反应;

B.化合物Ⅰ与金属钠反应不生成氢气;

C.化合物Ⅱ可以发生水解反应;

D.化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳溶液褪色;

E.化合物Ⅲ属于烯烃类化合物。

(3)化合物Ⅵ是__(填字母)类化合物。

A.醇; B.烷烃; C.烯烃; D.酸; E.酯

(4)写出2种可鉴别Ⅴ和Ⅵ的化学试剂__。

(5)在上述合成路线中,化合物Ⅳ和Ⅴ在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水,写出反应方程式——(不要求标出反应条件)。

解析 (1)观察化合物Ⅰ与化合物Ⅱ的结构简式可知反应属于酯化反应,参加反应的羧酸是乙酸;(2)化合物Ⅰ中有羟基,故可发生氧化反应,也可与金属钠反应生成氢气,故选项A正确、选项B错误;化合物Ⅱ中有酯基,故发生水解生成相应的酸和醇,所以选项C正确;化合物Ⅲ中有碳碳双键,故可使溴的四氯化碳溶液褪色,又因其含有氮原子,所以不属于烯烃,是烯烃类衍生物,故选项D、E错误;(3)从高分子Ⅶ的结构可推出化合物Ⅵ(单体)的结构简式为;(4)乙醇被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸(V),从官能团的性质入手进行鉴别Ⅴ与Ⅵ:乙酸可与溶液反应生成化合物Ⅵ则不能;化合物Ⅵ中含有碳碳双键,可使溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液褪色,化合物Ⅴ则不能;(5)结合乙醇性质和Ⅵ的结构简式可知Ⅳ是乙烯,根据信息知反应原料是乙烯、乙酸和氧气,有机产物是,根据质量守恒即可写出化学方程式。

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