◇ 薛連英
有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要分支,也是現(xiàn)代化學(xué)研究的重點(diǎn),有機(jī)化學(xué)研究在新物質(zhì)、新材料、新藥物等領(lǐng)域都有著很重要的應(yīng)用.在歷年的高考試題中,不管是單科化學(xué)還是理綜化學(xué),都會有一道有機(jī)選擇題和一道有機(jī)化學(xué)推斷題.本文就以一道有機(jī)化學(xué)推斷題為例談一談有機(jī)化學(xué)推斷題的解決策略.
典例圖1是一種合成抗癌藥物中間體G的流程.
圖1
已知乙烯可被稀冷KMnO4氧化而得到乙二醇.
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②水解產(chǎn)物之一能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng);③能使溴的四氯化碳溶液褪色;④核磁共振氫譜顯示有5組峰.
(1)官能團(tuán)是指除烷基和H原子以外的其他原子或原子團(tuán).B分子中的含氧官能團(tuán)有2個醚鍵,1個羰基和1個羧基.
(2)有機(jī)反應(yīng)類型可以通過反應(yīng)的物質(zhì)種類變化和官能團(tuán)變化來進(jìn)行判斷.D→E的反應(yīng)中分子內(nèi)脫去水生成1個碳碳雙鍵,所以反應(yīng)類型為消去反應(yīng).
(3)此問題考查的是信息遷移能力或者說考查學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力.由題給條件“乙烯可以被稀冷KMnO4氧化而得到乙二醇”,可以得到加入稀冷高錳酸鉀溶液后可以將碳碳雙鍵氧化而得到2個羥基,所以可得F的結(jié)構(gòu)簡式為
(4)觀察C和G兩個分子可以看出兩者的差異就是1個羰基進(jìn)行了移位,即兩者具有相同的分子式,但結(jié)構(gòu)存在差異,所以兩者互為同分異構(gòu)體.
(5)根據(jù)題給條件得到E中必須具有的官能團(tuán),再根據(jù)圖譜信息結(jié)合對稱性原理,寫出不同的同分異構(gòu)體.由條件可知,分子中存在醛基、酯基,但只有2個氧原子,所以可知分子中應(yīng)該是存在甲酸某酯;且水解后得到的物質(zhì)可以與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng),說明生成了酚羥基,因此該物質(zhì)應(yīng)該是甲酸苯酯;而剩余碳形成烴基,且又因為能使溴的四氯化碳溶液褪色,說明分子中存在碳碳雙鍵;又由核磁共振氫譜顯示有5組峰,即只有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則苯環(huán)中一定存在對稱結(jié)構(gòu),即苯環(huán)上的取代只有2種可能,一種是二取代,一種是四取代,如果是二取代,苯環(huán)上有2種不同的氫原子,則另一個烴基只能有2種不同
有機(jī)化學(xué)不同于無機(jī)化學(xué).有機(jī)化學(xué)的規(guī)律性特別強(qiáng),一些基本物質(zhì)或是基本官能團(tuán)的特征,就可以解決大部分有機(jī)化學(xué)問題,特別是選擇題及官能團(tuán)的判斷、反應(yīng)類型的判斷等.在有機(jī)化學(xué)推斷題的考查中,一般主要考查的就是官能團(tuán)的識別、有機(jī)反應(yīng)類型的判斷、結(jié)構(gòu)簡式的推斷、同分異構(gòu)體的書寫以及有機(jī)化合物合成流程圖的設(shè)計等.
1)官能團(tuán)的識別.有機(jī)化學(xué)中的官能團(tuán)是指對有機(jī)化合物的性質(zhì)有著重要影響的原子或原子團(tuán),一般認(rèn)為除烷基和H原子以外的原子或原子團(tuán)都是官能團(tuán).學(xué)習(xí)官能團(tuán)知識時我們不僅要認(rèn)識官能團(tuán),還要注意能正確寫出官能團(tuán)的名稱,特別是一些常見官能團(tuán),如羥基、醛基、羰基、羧基、硝基、酯基等,要注意化學(xué)專用名稱中一定不能寫錯字,一旦寫錯則不能得分;還要注意能正確寫出一些常見官能團(tuán)的電子式、結(jié)構(gòu)式等.
2)反應(yīng)類型的判斷.有機(jī)化學(xué)主要反應(yīng)類型有取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)和聚合反應(yīng).這些基本反應(yīng)類型的反應(yīng)特征都很明顯,取代反應(yīng)是原有物質(zhì)中原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)代替,一般來說生成物有兩種;加成反應(yīng)是雙鍵或三鍵與其他原子或原子團(tuán)結(jié)合生成新的物質(zhì),原物質(zhì)中的不飽和度會降低;消去反應(yīng)是有機(jī)物分子脫去小分子生成不飽和有機(jī)物的過程,即其反應(yīng)物只有一種,且生成物的不飽和度比原物質(zhì)大等;聚合反應(yīng)是由小分子生成高分子的反應(yīng),其特征是生成了高分子化合物,分子表達(dá)式中存在不確定性,其中加聚反應(yīng)的生成物只有高分子,縮聚反應(yīng)中生成高分子同時還生成小分子.
3)同分異構(gòu)體的書寫.需要我們掌握基本知識,即官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)特征,還需要掌握書寫技巧,如利用對稱性讓書寫的同分異構(gòu)體不會重復(fù),特別是在有苯環(huán)的物質(zhì)中利用苯環(huán)中的對稱性可以判斷所寫物質(zhì)與題給信息是否一致.
有機(jī)推斷題中最難解決的就是新信息的接受、理解和應(yīng)用.能力的形成是以知識的掌握為基礎(chǔ)的,通過變式訓(xùn)練可以提高基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力及新信息的處理能力.因此我們在復(fù)習(xí)中應(yīng)該將重點(diǎn)放在復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識上,要將必須學(xué)會和掌握的有機(jī)官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)特征熟練掌握,能夠做到融會貫通和舉一反三,然后通過適當(dāng)?shù)淖兪接?xùn)練學(xué)習(xí)在解題中如何應(yīng)用新信息.
總之,有機(jī)化學(xué)問題是高考的必考內(nèi)容,我們需要對其有足夠的重視.根據(jù)有機(jī)化學(xué)的特征,我們在學(xué)習(xí)或是復(fù)習(xí)中一定要注意對官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的掌握、理解和應(yīng)用,首先將問題中有機(jī)基礎(chǔ)知識的相關(guān)問題,也就是我們常說的“應(yīng)得分”全部拿到,然后再通過變式訓(xùn)練,通過不斷接觸新信息和應(yīng)用新信息,從而也就可以提高我們對新信息的學(xué)習(xí)能力,同時也就提升了我們對新信息的遷移應(yīng)用能力.