【专题九】同分异构、有机合成线路的简单设计
【考情分析】
1.有机化合物的同分异构体是近年高考化学命题的重要考点之一,也是考查学生灵活书写物质化学式和结构简式的重要载体。要注意的是考纲中明确提出对同分异构体的考查不包括手性异构体。
2.纵观历年高考,在今后高考中组合多个化合物的化学反应,合成具有指定结构简式的产物的命题还会保持下去,并且将知识融入生产、生活、环保等实际问题的考题会出现得更多。考查将朝着条件更隐蔽、情景更新颖的方向发展,以综合评价学生的自学能力、阅读能力、理解能力、知识迁移能力和发散思维能力、分析推理能力等。
【知识交汇】
一、同分异构体
1.常见的类别异构
组成通式 |
可能的类别 |
典型实例 |
CnH2n |
烯烃、环烷烃 |
CH2==CH—CH3与 |
CnH2n -2 |
炔烃、二烯烃等 |
CH≡C—CH2CH3与 CH2==CHCH==CH2 |
CnH2n +2O |
醇、醚 |
C2H5OH与CH3OCH3 |
CnH2n O |
醛、酮、烯醇、环醚、环醇等 |
CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2==CHCH2OH、 |
CnH2n O2 |
羧酸、酯 |
CH3COOH与HCOOCH3 |
CnH2n -6O |
酚、芳香醇、芳香醚 |
|
CnH2n +1NO2 |
硝基烷、氨基酸 |
CH3CH2—NO2与H2N CH2—COOH |
Cn(H2O)m |
单糖或二糖 |
葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖 |
2.同分异构体数目的判断方法
⑴记忆法。记住已掌握的常见的异构体数。例如:
①凡只含一个碳原子的分子均无异构体;甲烷、乙烷、新戊烷(看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3-四甲基丁烷(看作乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有一种。
②丙基、丁烷有两种;戊烷、二甲苯有三种。
⑵基元法。例如:丁基(C4H9—)有4种,则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)或C4H10的一氯代物、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)等都有4种(均指同类有机物)。
⑶替代法。例如:二氯苯C6H4Cl2有3种,四氯苯也有3种;又如CH4一卤代物只有一种,新戊烷C(CH3)4的一卤代物也只有一种。
⑷等效氢原子法。判断有机物发生取代反应后,能形成几种同分异构体的规律,可通过分析有几种等效氢原子法(又称对称法)来得出结论。
①同一碳原子上的氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时,物与像的关系)
二、有机物的合成
1. 官能团的引入
⑴引入C─C:C═C或C≡C与H2加成;
⑵引入C═C或C≡C:卤代烃或醇的消去;
⑶苯环上引入
⑷引入─X:①在饱和碳原子上与X2(光照)取代;②不饱和碳原子上与X2或HX加成;③醇羟基与HX取代。
⑸引入─OH:①卤代烃水解;②醛或酮加氢还原;③C═C与H2O加成。
⑹引入─CHO或酮:①醇的催化氧化;②C≡C与H2O加成。
⑺引入─COOH:①醛基氧化;②─CN水化;③羧酸酯水解。
⑻引入─COOR:①醇酯由醇与羧酸酯化;②酚酯由酚与羧酸酐取代。
⑼引入高分子:①含C═C的单体加聚;②酚与醛缩聚、二元羧酸与