作者簡介:潘紅,中學(xué)化學(xué)教師,2006年畢業(yè)于陜西師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)教育專業(yè),現(xiàn)為佛山市順德區(qū)教育發(fā)展中心教育教學(xué)研究室化學(xué)教研員。
王彥迪,中學(xué)化學(xué)教師。2004年畢業(yè)于東北師范大學(xué)化學(xué)教育專業(yè),現(xiàn)為佛山市順德區(qū)李兆基中學(xué)化學(xué)教師。
高三復(fù)習(xí)時間緊、任務(wù)重,同學(xué)們不僅要“重溫”并“串聯(lián)”知識考點形成網(wǎng)絡(luò),自主構(gòu)建“知識地圖”,還需面對新情境、新問題做到“舉一反三”“遷移運用”,從而提高解題能力,從容應(yīng)對高考。
高考真題是最直接、最有用的復(fù)習(xí)資料,重視對歷年高考真題的橫向比較和縱向研究,可以幫助同學(xué)們準(zhǔn)確把握高考動向,精準(zhǔn)識別高考重點,針對試題難點和認知障礙進行有效突破。
對于高考有機化學(xué)基礎(chǔ)的復(fù)習(xí),我們需要把握重點、突破難點,切實提高復(fù)習(xí)備考的效率。下面就以近兩年高考全國卷有機選考大題為例,重點介紹有機化學(xué)復(fù)習(xí)的重難點內(nèi)容——有機合成推斷的突破策略。
一、對題給新信息進行靜態(tài)剖析
近年來高考有機選考大題一般采取“合成路線(框圖)+新信息十設(shè)問”的試題結(jié)構(gòu),具有一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。由于高考試題命制具有“創(chuàng)新性”要求,使得題目中的新信息“層出不窮”,對同學(xué)們快速解題造成一定心理上的干擾。
答案:略。
點撥:近年來高考有機選考大題中常見的新信息有:羥醛縮合反應(yīng)、烯十炔一環(huán)烯、醛酮與NaCN的加成反應(yīng)、鹵代烴+NaCN的碳鏈增長反應(yīng)、-CN在酸性條件下水解成 COOH的反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、-NO。還原成-NH2的反應(yīng)等。這些新信息在選修5教科書中沒有涉及,相關(guān)官能團的轉(zhuǎn)化性質(zhì)也沒有介紹,不需要我們死記硬背,只需要對反應(yīng)過程中斷鍵和成鍵的位置做深度“解讀”。
二、對題給合成路線進行動態(tài)分析
近年來高考有機選考大題的合成路線(框圖)中的有機物信息呈現(xiàn)方式有名稱、分子式、結(jié)構(gòu)簡式等,各有機物之間通過箭頭(一)及箭頭上方標(biāo)注的反應(yīng)條件連接,形成制備目標(biāo)產(chǎn)物的一條完整的合成路線。試題設(shè)問點大多落在分子式、命名、結(jié)構(gòu)簡式、官能團名稱、反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體書寫、有機反應(yīng)方程式書寫等上面,只要快速推斷出合成路線中每一個中間體的結(jié)構(gòu)簡式,以上問題便能迎刃而解。下面以高考真題和改編題為例,在對題給合成路線進行多角度的動態(tài)分析的基礎(chǔ)上,探尋快速突破有機合成推斷的策略與方法。
1.從原料到目標(biāo)產(chǎn)物順推。
例2 以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化平臺化合物。E是一種治療心絞痛的藥物,以葡萄糖為原料合成E的過程如下:
回答下列問題:
(l)葡萄糖的分子式為 ___ 。
(2)A中含有的官能團的名稱為____ 。
(3)由B到C的反應(yīng)類型為________ 。
(4)C的結(jié)構(gòu)簡式為____ 。
(5)由D到E的反應(yīng)方程式為______。
點撥:(l)本題的“題眼”是葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式,由其分子式C6 Hl2 06(六碳糖)及“還原糖”(多羥基醛)的定義,便能順利寫出葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)4CHO;由葡萄糖結(jié)構(gòu)簡式出發(fā),結(jié)合合成路線中箭頭(→)上的“反應(yīng)條件”知,依次是“醛基與H2加成、多元醇分子內(nèi)脫水成環(huán)(類似乙醇脫水成乙醚)、醇酸酯化、硝化(醇羥基 OH中的-H被-NO2取代)、酯的水解”,這些都是課本上出現(xiàn)的常規(guī)反應(yīng)。
(2)本題還需特別注意一個實用推斷策略,即對比有機物轉(zhuǎn)化前后的分子式,結(jié)合結(jié)構(gòu)簡式和反應(yīng)條件,快速判斷出反應(yīng)的類型。如對比B和C的分子式(C6 H10 04→C8Hl2 05)可知發(fā)生一元酯化反應(yīng),對比C和D的分子式(Cs Hl2 05→C8Hll NO7)可知發(fā)生-OH上的H被-NO2取代的硝化反應(yīng)。
2.從目標(biāo)產(chǎn)物到原料反推。
例3二乙酸一1,4一環(huán)己二醇酯可通過下列路線合成:
試確定上述合成路線中A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式以及各步驟的反應(yīng)類型。
解析:根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物倒推,即可推出合成路線:
反應(yīng)類型分別為:(8)酯化反應(yīng);(7)水解反應(yīng);(6)加成反應(yīng);(5)加成反應(yīng);(4)消去反應(yīng);(3)加成反應(yīng);(2)消去反應(yīng);(l)取代反應(yīng)。
答案:略。
點撥:從目標(biāo)產(chǎn)物到原料反推,即涉及復(fù)雜有機物的合成路線時常用逆合成分析法。它是將目標(biāo)產(chǎn)物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體,依次倒推,直到找到最適宜的基礎(chǔ)原料和確定最終的合成路線。
3.瞻前顧后,左右擠兌。
例4化合物H是一種有機光電材料中間體。實驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:
回答下列問題:
(l)A的化學(xué)名稱是___。
(2)由C生成D和由E生成F的反應(yīng)類型分別是_____、___。
(3)E的結(jié)構(gòu)簡式為___。
(4)G為甲苯的同分異構(gòu)體,由F生成H的化學(xué)方程式為___。
解析:從前到后順推,對比題給信息①及由A到 B的反應(yīng)條件(CH2CHO,NaOH/H2O,△)可知,A(芳香族化合物)為C6 H5CHO(苯甲醛);對比B(Cg H80)→C( C9 H8 O2)→D(C9 H8 Br2 02)的分子式及轉(zhuǎn)化條件,可知B為C6 Hs CH=CHCHO,C 為C6 H5 CH=CHCO OH, D 為C6 H5 CHBrCHBrCOOH。
點撥:有機物的推斷過程中不僅可以采取從原料到目標(biāo)產(chǎn)物順推的策略,亦可采取從目標(biāo)產(chǎn)物到原料反推的策略,當(dāng)然也可以綜合起來雙管齊下,靈活采取“瞻前顧后,左右擠兌”的策略。此策略的關(guān)鍵是找到“題眼”,即先確定一個結(jié)構(gòu)明晰的有機物,如例4中的A和H。
值得注意的是,第(2)問的解答可以由C→D和E→F的反應(yīng)條件快速突破,不難看出分別發(fā)生了加成反應(yīng)和取代反應(yīng)。
縱觀近兩年的高考有機選考題不難發(fā)現(xiàn),合成路線中總有熟悉的簡單物質(zhì)、熟悉的轉(zhuǎn)化條件和常見的反應(yīng)類型,這些都體現(xiàn)了高考試題“源于課本”的特點,在復(fù)習(xí)備考中可以采取從典型代表物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、轉(zhuǎn)化條件或反應(yīng)類型的角度全方位多視角地夯實有機化學(xué)基礎(chǔ)知識,在此基礎(chǔ)上再面對高考題中“高于課本”的復(fù)雜新材料、新藥物等真實合成路線時,就能快速入題,從容解答。
(責(zé)任編輯 謝啟剛)