高考题中有机化学成环开环巧解
纵观近几年的高考题,年年都有有机化学的成环、开环题,但教材中却几乎未涉及,这要求教师在教学中加进去,可教师在讲台上讲了很多,却不见起。在教学中,若能采用以下方法,将会让学生受益匪浅,现就一点心得写出来,供大家商榷。
总的说来,高考有机化学中的成环、开环常都离不开“H2O”——成环生成“H2O”(—H+—OH→H2O),开环加“H2O”(H2O→—H+—OH)。
一、成环
1 羧基、羟基成环(酯化反应)
“羧脱羟基,羟脱氢,首尾连”。意为羧基脱去羟基、羟基脱去氢原子生成水,剩余部分首尾连接在一起。
例1 (2002年全国理综卷23题) 如图1所示,淀粉水解可产生某有机化合物A,A在不同的氧化剂作用下,可以生成B(C6H12O7)或C(C6H10O8),B和C都不能发生银镜反应。A、B、C都可以被强还原剂还原成为D(C6H14O6)。B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F。已知,相关物质被氧化的难易次序是:RCHO最易,R—CH2OH次之,
总的说来,高考有机化学中的成环、开环常都离不开“H2O”——成环生成“H2O”(—H+—OH→H2O),开环加“H2O”(H2O→—H+—OH)。
一、成环
1 羧基、羟基成环(酯化反应)
“羧脱羟基,羟脱氢,首尾连”。意为羧基脱去羟基、羟基脱去氢原子生成水,剩余部分首尾连接在一起。
例1 (2002年全国理综卷23题) 如图1所示,淀粉水解可产生某有机化合物A,A在不同的氧化剂作用下,可以生成B(C6H12O7)或C(C6H10O8),B和C都不能发生银镜反应。A、B、C都可以被强还原剂还原成为D(C6H14O6)。B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F。已知,相关物质被氧化的难易次序是:RCHO最易,R—CH2OH次之,
最难。 |
图1 物质转化关系 |
请在下列空格中填写A、B、C、D、E、F的结构简式。
A.__________,B.__________,C.__________,D.__________,E.__________,F.__________。
该题把A推导为葡萄糖HOCH2(CHOH)4CHO,B应为HOCH2(CHOH)4COOH,其结构式为:
A.__________,B.__________,C.__________,D.__________,E.__________,F.__________。
该题把A推导为葡萄糖HOCH2(CHOH)4CHO,B应为HOCH2(CHOH)4COOH,其结构式为:
, |
从酯化反应和分子内脱水的角度看,可形成三到七元环的酯。脱水形成五元环应是:
同理,六元环应为:
2003年全国理综卷30题也属该类成环。
2 两羟(羧)基直接成环
“其一脱羟基,另一脱氢,首尾连”。意为其中一个羟基脱去,另一个羟基上脱去氢原子,生成水,剩余部分为首尾连接在一起。
例2 (2003年上海卷29题) 已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐,如:
2 两羟(羧)基直接成环
“其一脱羟基,另一脱氢,首尾连”。意为其中一个羟基脱去,另一个羟基上脱去氢原子,生成水,剩余部分为首尾连接在一起。
例2 (2003年上海卷29题) 已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐,如:
某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂。A在酸性条件下能够生成B、C、D,物质间的转
化关系如图2。
图2 各物质间的转化关系 |
写出我有一物生得巧F可能的结构简式________________。
对于C物质来讲,官能团有一个—OH、三个—COOH,在浓硫酸的作用下至少有两种脱水方式:
对于C物质来讲,官能团有一个—OH、三个—COOH,在浓硫酸的作用下至少有两种脱水方式:
①生成; |
②形成环状化合物:
3 氨基酸成环
“羧脱羟基,氨脱氢,首尾连”。意为羧基脱去羟基,氨基脱去氢原子,生成水,剩余部分首尾连接在一起。如:
“羧脱羟基,氨脱氢,首尾连”。意为羧基脱去羟基,氨基脱去氢原子,生成水,剩余部分首尾连接在一起。如:
当然,以上几种情况,除分子内脱水成环外,分子间也可成环。
二、开环
在上述几种成环生成化合物后,在一定条件下可以开环,还原成原来的有机物,这类题,应记住下列口诀:“羰氧碳氧羰氮断,分别加上氢羟基。生成有无该类物,高中有机要理清。”
1 羰氧断
二、开环
在上述几种成环生成化合物后,在一定条件下可以开环,还原成原来的有机物,这类题,应记住下列口诀:“羰氧碳氧羰氮断,分别加上氢羟基。生成有无该类物,高中有机要理清。”
1 羰氧断
如 | |
在碱性条件下,应生成什么呢?有羰(基)与氧连,先考虑断开成
,在两条短线上分别加“—OH”和“—H”, | |
根据高中知识,应为HOCH2(CHOH)4COOH。
2 碳氧断
2 碳氧断
断“碳氧”得 | , | ||
在两条短线上分别加“—OH”和“—H”应为 | , |
这是环氧乙烷在稀酸条件下制乙二醇的一种方法。
3 羰氮(肽键)断
3 羰氮(肽键)断
蛋白质水解就是一个很好的例子。
在有机化学的成环、开环教学中,仅有以上几点是不够的,教师还需适量补充相关知识,同时,学生应适当做一些练习加以巩固,这样就能达到预期的教学目的。
在有机化学的成环、开环教学中,仅有以上几点是不够的,教师还需适量补充相关知识,同时,学生应适当做一些练习加以巩固,这样就能达到预期的教学目的。
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