羅書昌
(海南中學(xué),海南 海口)
縱觀2017年全國各地高考化學(xué)試卷中的有機(jī)推斷試題,都涉及芳香族化合物的有機(jī)合成路線,可見芳香族化合物間的轉(zhuǎn)化在高考中占著重要的地位。其原因:第一,苯環(huán)取代基的位置關(guān)系使書寫易錯(cuò)位;第二,苯環(huán)的定位效應(yīng)也易出錯(cuò);第三,苯環(huán)和側(cè)鏈發(fā)生的鹵代的條件和機(jī)理不同[1],芳鹵和脂肪鹵代烴發(fā)生水解的條件不同等;第四,苯環(huán)上多個(gè)取代基的同分異構(gòu)體的種類判斷和書寫在高考有機(jī)試題中出現(xiàn)的頻率很高[2]。本文先構(gòu)建芳香族化合物轉(zhuǎn)化的思維導(dǎo)圖,再運(yùn)用思維導(dǎo)圖解決2017年有機(jī)推斷高考試題。
研究《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱(化學(xué))》和2017年全國各地高考化學(xué)試卷中的有機(jī)推斷試題發(fā)現(xiàn):該類試題往往首先梳理高中有機(jī)化學(xué)中重要的知識點(diǎn)和考點(diǎn),比如重要的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)條件,常見官能團(tuán)的保護(hù),重要的合成路線等;接著以甲苯為基礎(chǔ)原料構(gòu)建芳香族化合物轉(zhuǎn)化的思維導(dǎo)圖。
此思維導(dǎo)圖囊括了高中有機(jī)化學(xué)中重要的知識點(diǎn)和考點(diǎn),如重要反應(yīng)方程式、反應(yīng)規(guī)律、反應(yīng)條件、反應(yīng)類型以及合成路線等。
特別重要的化學(xué)反應(yīng)方程式有:
重要的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律有:羰基與酚羥基鄰位或?qū)ξ粴浒l(fā)生加成生成醇羥基,再與酚羥基鄰位或?qū)ξ粴浒l(fā)生脫水反應(yīng);醇的催化氧化,斷羥基氫和a-H,生成羰基;酯化反應(yīng),一般酸脫羥基醇脫氫生成酯和水,同時(shí)注意分析電性,遵循異性相吸原則;屬于加成反應(yīng),其規(guī)律為斷π加二,同時(shí)注意分析電性,遵循異性相吸原則等。
重要的化學(xué)反應(yīng)條件有:醇的催化氧化是O2、Cu和加熱;苯環(huán)烷基氧化是酸性高錳酸鉀;硝基還原成氨基是Fe/HCl;特別注意苯的同系物苯環(huán)溴代是Br2/FeBr3,而a-H氯代是氯氣和光照;芳鹵比脂肪鹵難以發(fā)生水解反應(yīng),一般需要強(qiáng)堿高溫的條件等。
試題1:(2017全國Ⅰ卷.36)(15分)化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體。實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:
分析:這是一道巧用反應(yīng)條件就可以快速解決的試題:A到B是典型的羥醛縮合反應(yīng),結(jié)合B的分子式可快速推出A為苯甲醛,B 為 3-苯基丙烯醛;根據(jù)(1)Cu(OH)2,加熱,(2)H+,可知是醛的氧化反應(yīng),推知C為3-苯基丙烯酸;根據(jù)Br2/CCl4,可知是碳碳雙鍵的加成反應(yīng),推知D為2,3-二溴-3-苯基丙烯酸;根據(jù)(1)KOH/C2H5OH,加熱,(2)H+,可知是鹵原子的消去反應(yīng),推知 E 為3-苯基丙炔酸;根據(jù)(1)C2H5OH,濃硫酸和加熱,可知是羧酸的酯化反應(yīng),推知F為3-苯基丙炔酸乙酯。
試題2:(2017北京卷,25)羥甲香豆素是一種治療膽結(jié)石的藥物,合成路線如下圖所示:
分析:這是一道綜合利用反應(yīng)規(guī)律和反應(yīng)條件的試題。此題的難點(diǎn)是羰基的加成反應(yīng),解題的關(guān)鍵點(diǎn)有兩點(diǎn):(1)破解2E本質(zhì)上是CH3COOCH2CH3中的羰基與a-H先加成,再脫去乙醇分子形成CH3COCH2COOCH2CH3,由于羥醛縮合反應(yīng)多年高考考試中出現(xiàn),沒有新信息提醒;(2)破解以D和F為原料合成羥甲香豆素實(shí)質(zhì)上是羰基與酚羥基鄰對位氫的加成反應(yīng)。