精做05 有机合成与推断(解析版)-备战2021年高考化学大题精做(全国通用)
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精做05 有机合成与推断(解析版)-备战2021年高考化学大题精做(全国通用)

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资料简介
精做 05 有机合成与推断 真题精做 1.(2020•新课标Ⅰ卷)有机碱,例如二甲基胺( )、苯胺( ),吡啶( )等,在有机合成中应 用很普遍,目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注,以下为有机超强碱 F 的合成路线: 已知如下信息: ①H2C=CH2 3CCl COONa 乙二醇二甲醚/△ ② +RNH2 NaOH 2HCl ③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体 回答下列问题: (1)A 的化学名称为________。 (2)由 B 生成 C 的化学方程式为_____________________________。 (3)C 中所含官能团的名称为_______________。 (4)由 C 生成 D 的反应类型为________。 (5)D 的结构简式为______________。 (6)E 的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为 6∶2∶2∶ 1 的有________种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为_______________。 【答案】(1)三氯乙烯 (2) +KOH Δ 醇 +KCl+H2O (3)碳碳双键、氯原子 (4)取代反应 (5) (6)6 【解析】由合成路线可知,A 为三氯乙烯,其先发生信息①的反应生成 B,则 B 为 ;B 与 氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成 C,则 C 为 ;C 与过量的二环己基胺发生取代反应生 成 D;D 最后与 E 发生信息②的反应生成 F。(1)由题中信息可知,A 的分子式为 C2HCl3,其结构简式为 ClHC=CCl2,其化学名称为三氯乙烯。(2) B 与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成 C( ), 该反应的化学方程式为 +KOH Δ 醇 +KCl+H2O;(3)由 C 的分子结构可知其所含官能 团有碳碳双键和氯原子;(4) C( )与过量的二环己基胺发生生成 D,D 与 E 发生信息②的反应生 成 F,由 F 的分子结构可知,C 的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代,则由 C 生成 D 的反应类型 为取代反应;(5) 由 D 的分子式及 F 的结构可知 D 的结构简式为 ;(6) 已知苯胺与甲 基吡啶互为芳香同分异构体。E( )的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,则其分子中 也有羟基;核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为 6∶2∶2∶1 的有 、 、 、 、 、 ,共 6 种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为 。 2.(2020•新课标Ⅱ卷)维生素 E 是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养品、化妆 品等。天然的维生素 E 由多种生育酚组成,其中α-生育酚(化合物 E)含量最高,生理活性也最高。下面是化 合物 E 的一种合成路线,其中部分反应略去。 已知以下信息:a) b) c) 回答下列问题: (1)A 的化学名称为_____________。 (2)B 的结构简式为______________。 (3)反应物 C 含有三个甲基,其结构简式为______________。 (4)反应⑤的反应类型为______________。 (5)反应⑥的化学方程式为______________。 (6)化合物 C 的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个(不考虑立体异构体,填标号)。 (ⅰ)含有两个甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含 C=C=O);(ⅲ)不含有环状结构。 (a)4 (b)6 (c)8 (d)10 其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为____________。 【答案】(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚) (2) (3) (4)加成反应 (5) (6)c CH2=CHCH(CH3)COCH3( ) 【解析】结合“已知信息 a”和 B 的分子式可知 B 为 ;结合“已知信息 b”和 C 的分子式可知 C 为 ;结合“已知信息 c”和 D 的分子式可知 D 为 。(1)A 为 ,化学名称 3- 甲基苯酚(或间甲基苯酚);(2)由分析可知,B 的结构简式为 ;(3)由分析可知,C 的结构简式为 ;(4)反应⑤为加成反应,H 加在羰基的 O 上,乙炔基加在羰基的 C 上,故为加成反应;(5)反应 ⑥为 中的碳碳三键和 H2 按 1:1 加成,反应的化学方程式为: ;(6)C 为 ,有 2 个不饱和度,含酮羰基 但不含环状结构,则分子中含一个碳碳双键,一个酮羰基,外加 2 个甲基,符合条件的有 8 种,如下: CH3CH=CHCOCH2CH3、CH3CH=CHCH2COCH3、CH3CH2CH=CHCOCH3、CH2=CHCH(CH3)COCH3、 CH2=C(C2H5)COCH3、CH2=C(CH3)COCH2CH3、CH2=C(CH3)CH2COCH3、CH2=CHCOCH(CH3)2,其中,含 有手性碳的为 CH2=CHCH(CH3)COCH3( )。 3.(2020•新课标Ⅲ卷)苯基环丁烯酮( PCBO)是一种十分活泼的反应物,可利用它的 开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用 PCBO 与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成 了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下: 已知如下信息: 回答下列问题: (1)A 的化学名称是___________。 (2)B 的结构简式为___________。 (3)由 C 生成 D 所用的试别和反应条件为___________;该步反应中,若反应温度过高,C 易发生脱羧 反应,生成分子式为 C8H8O2 的副产物,该副产物的结构简式为________。 (4)写出化合物 E 中含氧官能团的名称__________;E 中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳) 的个数为___________。 (5)M 为 C 的一种同分异构体。已知:1 mol M 与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出 2 mol 二氧化碳;M 与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M 的结构简式为__________。 (6)对于 ,选用不同的取代基 R',在催化剂作用下与 PCBO 发生的[4+2]反应进行深 入研究,R'对产率的影响见下表: R' —CH3 —C2H5 —CH2CH2C6H5 产率/% 91 80 63 请找出规律,并解释原因___________。 【答案】(1)2−羟基苯甲醛(水杨醛) (2) (3)乙醇、浓硫酸/加热 (4)羟基、酯基 2 (5) (6)随着 R'体积增大,产率降低;原因是 R'体积增大,位阻增大 【解析】根据合成路线分析可知,A( )与 CH3CHO 在 NaOH 的水溶液中发生已知反应生成 B, 则 B 的结构简式为 ,B 被 KMnO4 氧化后再酸化得到 C( ),C 再与 CH3CH2OH 在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到 D( ),D 再反应得到 E( )。(1)A 的结构简式为 ,其名称为 2-羟基苯甲醛(或水杨醛);(2) 根据上述分析可知,B 的结构简式为 ;(3)C 与 CH3CH2OH 在浓硫酸加热的条件下发生 酯化反应得到 D( ),即所用试剂为乙醇、浓硫酸,反应条件为加热;在该步反应 中,若反应温度过高,根据副产物的分子式可知,C 发生脱羧反应生成 ;(4)化合物 E 的结构简 式为 ,分子中的含氧官能团为羟基和酯基,E 中手性碳原子共有位置为 的 2 个手性碳;(5)M 为 C 的一种同分异构体,1molM 与饱和 NaHCO3 溶液反 应能放出 2mol 二氧化碳,则 M 中含有两个羧基(—COOH),又 M 与酸性高锰酸钾溶液溶液反应生成对二苯 甲酸,则 M 分子苯环上只有两个取代基且处于对位,则 M 的结构简式为: ; (6)由表格数据分析可得到规律,随着取代基 R′体积的增大,产物的产率降低,出现此规律的原因可能是因 为 R′体积增大,从而位阻增大,导致产率降低。 4.(2019•新课标Ⅰ卷)化合物 G 是一种药物合成中间体,其合成路线如下: 回答下列问题: (1)A 中的官能团名称是 。 (2)碳原子上连有 4 个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出 B 的结构简式,用星号(*)标出 B 中的手性碳 。 (3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的 B 的同分异构体的结构简式 。(不考虑立 体异构,只需写出 3 个) (4)反应④所需的试剂和条件是 。 (5)⑤的反应类型是 。 (6)写出 F 到 G 的反应方程式 。 (7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线 (无机试 剂任选)。 【答案】(1)羟基 (2) (3) (4)C2H5OH/浓 H2SO4、加热 (5)取代反应 (6) (7) 【解析】(1)根据 A 的结构简式可知 A 中的官能团名称是羟基。(2)碳原子上连有 4 个不同的原子或基团 时,该碳称为手性碳,则根据 B 的结构简式可知 B 中的手性碳原子可表示为 。(3)具有六元环结构、 并 能 发 生 银 镜 反 应 的 B 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 中 含 有 醛 基 , 则 可 能 的 结 构 为 。(4)反应④是酯化反应,所需的试剂和条件是乙醇/浓硫 酸、加热。(5)根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。(6)F 到 G 的反应分两步完成,方程式依次为: 、[来源:Z.Com] 。(7)由 甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 ,可以先由甲苯合成 ,再根据题中 反 应 ⑤ 的 信 息 由 乙 酰 乙 酸 乙 酯 合 成 , 最 后 根 据 题 中 反 应 ⑥ 的 信 息 由 合 成 产 品 。 具 体 的 合 成 路 线 图 为 : , 5.(2019•新课标Ⅱ卷)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广 泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂 G 的合成路线: 已知以下信息: 回答下列问题: (1)A 是一种烯烃,化学名称为__________,C 中官能团的名称为__________、__________。 (2)由 B 生成 C 的反应类型为__________。 (3)由 C 生成 D 的反应方程式为__________。 (4)E 的结构简式为__________。 (5)E 的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式 __________、__________。 ①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为 3∶2∶1。 (6)假设化合物 D、F 和 NaOH 恰好完全反应生成 1 mol 单一聚合度的 G,若生成的 NaCl 和 H2O 的总质 量为 765 g,则 G 的 n 值理论上应等于__________。 【答案】(1)丙烯 氯原子、羟基 (2)加成反应 (3) (或 ) (4) (5) (6)8 【解析】(1)根据以上分析, A 为 CH3CH=CH2,化学名称为丙烯;C 为 ,所含官能团的 名称为氯原子、羟基;(2)B 和 HOCl 发生加成反应生成 C; (3)C 在碱性条件下脱去 HCl 生成 D,化学方程式为: ;(4)E 的结构简式为 。(5)E 的二氯代物有多种同分异构体,同时满足以下条件的芳香化合物:①能发 生银镜反应,说明含有醛基;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为 3∶2∶1,说明分子中有 3 种类型的 氢原子,且个数比为 3:2:1。则符合条件的有机物的结构简式为 ;(6)根据信息② 和③,每消耗 1molD,反应生成 1molNaCl 和 H2O,若生成的 NaCl 和 H2O 的总质量为 765g,生成 NaCl 和 H2O 的总物质的量为 765g 76.5g/mol =10mol,由 G 的结构可知,要生成 1 mol 单一聚合度的 G,需要(n+2)molD, 则(n+2)=10,解得 n=8,即 G 的 n 值理论上应等于 8。 6.(2019•全国卷Ⅲ卷)氧化白藜芦醇 W 具有抗病毒等作用。下面是利用 Heck 反应合成 W 的一种方法: 回答下列问题: (1)A 的化学名称为___________。 (2) 中的官能团名称是___________。 (3)反应③的类型为___________,W 的分子式为___________。 (4)不同条件对反应④产率的影响见下表: 实验 碱 溶剂 催化剂 产率/% 1 KOH DMF Pd(OAc)2 22.3 2 K2CO3 DMF Pd(OAc)2[来 10.5 3 Et3N DMF Pd(OAc)2 12.4 4 六氢吡啶 DMF Pd(OAc)2 31.2 5 六氢吡啶 DMA Pd(OAc)2 38.6 6 六氢吡啶 NMP Pd(OAc)2 24.5 上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究________等对反应 产率的影响。 (5)X 为 D 的同分异构体,写出满足如下条件的 X 的结构简式________________。 ①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为 6∶2∶1;③1 mol 的 X 与足量金属 Na 反应可生 成 2 g H2。 (6)利用 Heck 反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线________________。 (无机试剂任选) 【答案】(1)间苯二酚(1,3-苯二酚) (2)羧基、碳碳双键 (3)取代反应 C14H12O4 (4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等) (5) (6) 【解析】(1)A 物质所含官能团是两个酚羟基,且苯环上有两个是间位的取代基,那物质的命名就是间 苯二酚或 1,3-苯二酚;(2) 物质中含有的官能团是碳碳双键和羧基;(3)D 物质到 E 物质没有双 键的消失,且在 O 原子处增加了氢原子,没有双键参与反应所以属于取代反应,W 物质中可以轻松数出共 有 14 个 C 原子,4 个氧原子,氢原子的个数可以通过不饱和度来推断出,14 个碳的烷应该有 30 个氢,现 在该分子有 9 个不饱和度,其中一个苯环 4 个,一个双键 1 个,一个不饱和度少 2 个氢,所以 30-9×2=12, 因此有 12 个氢原子,即分子式为 C14H12O4。(4)可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验发现得出: 实验 1,2,3 探究了不同碱对反应的影响;实验 4,5,6 探究了不同溶剂对反应的影响,最后只剩下不同 催化剂对实验的影响。(5)D 的分子式为:C8H9O2I,要求含苯环,那支链最多含两个 C,且 1molX 与足量 Na 反应可生成 2g 氢气,那就证明有两个酚羟基或醇羟基,又有三种不同环境的氢 6:2:1,那一定是有两个 甲 基 和 两 个 酚 羟 基 , 因 为 醇 羟 基 没 有 6 个 相 同 环 境 的 氢 , 则 符 合 条 件 的 有 机 物 结 构 简 式 为 。(6)由题意中的 Heck 反应可知需要一个反应物中含双建,一个反应物中含 I; 从苯出发可以经过溴乙烷和溴化铁的反应制得乙苯,乙苯在乙基上通过烷烃的取代反应引入氯原子,卤代 烃在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应产生双键,得到苯乙烯;可以仿照反应①通过相同条件在苯环上引入 一个碘原子,因此合成路线图为: 。 模拟精做 1.(2021·广西北海市高三一模)4-(4-氨基苯基)吗啉 3-酮常用于膝关节置换手术中的药物,其合成路线如 图所示: 回答下列问题: (1)A 的同系物的通式为____;C 中含氧官能团的名称是_____。 (2)C→D 的反应类型为_______。 (3)G 的结构简式为________。 (4)D→F 的化学方程式为________。 (5)满足下列条件的 D 的同分异构体是________(写一种结构简式)。 ①苯环上有 3 个取代基,其中两个氨基(- NH2 )直接和苯环相连 ②与 NaHCO3 溶液反应有气体生成,分子中无-COOOH 结构; ③核磁共振氢谱有 5 组峰且峰面积之比为 4:2:2:1:1 (6)请设计以有机物 C 为主要原料制备 的合成路线:_________。 【答案】(1)CnH2n-6(n>6) 硝基 (2)取代反应 (3) (4) + 2CdBr HCl+ (5) (6) 【解析】B→C:根据反应条件和 D 中 —NO2 位置,确定 C 为 ;C→D 为 C 中 —Br 被 —NHCH2CH2OH 取代;D→F 为 D 中 N 上 H 被 —COCH2Cl 取代,结合 D、F 和 E 分子式,确定 E 为: Cl-CO-CH2Cl;最后两步要实现两个变化:①将 —NO2 还原为 —NH2;②F 中右支链的成环,根据反应条 件,确定最后一步实现变化①,所以 F→G 实现变化②,故 G 为 。(1)A 为苯,不饱和度为 4,故其同系物通式为 CnH2n-6(n>6);C 为 ,含氧官能团为硝基;(2)取代反应; (3) ;(4)根据分析内容得: + + ;(5)根据要求,所写异构 体应该含有苯环、2 个-NH2、-COOH 结构,再结合 H 种类确定该有机物应该是一种对称结构,所以 2 个-NH2 应该是间位关系,故结构可以为: (或者将—OCH2COOH 移至氨基间位);(6)合成目标有机 物,需制备出单体 ,结合 C→D 信息、醇催化氧化、-NO2 还原等知识,设计路线如下: 2.(2021·江苏连云港市高三模拟)化合物 G 是合成的一种减肥药的重要中间体,其合成路线如下: (1) A、C 中的含氧官能团名称分别为____、____。 (2) C→D 的反应类型为____。 (3) F 的分子式为 C11H15Cl2N,则 F 的结构简式为____。 (4) B 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式____。 ①能发生银镜反应; ②能发生水解反应,水解产物与氯化铁溶液发生显色反应; ③分子中只有 3 种不同化学环境的氢。 (5) 写出以 1,3-丁二烯和 为原料制备 的合成路线流程图。 (无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________________。 【答案】(1)羧基 羟基 (2)取代反应 (3) (4) 或 (5) 【解析】A 与 CH3OH 发生酯化反应生成 B,B 在 NaBH4/K2HPO4 共同作用下反应生成 C,C 中羟基被 溴原子代替生成 D,D 中溴原子被—NHCH2CH(OH)CH3 代替生成 E,E 与 SOCl2 反应生成 F,F 的分子式为 C11H15Cl2N,而 E 的分子式为 C11H16ClNO,说明 E 中羟基被氯原子代替生成 F,所以 F 的结构简式为 ,F 在 AlCl3 作用下生成 G。(1)A 中含氧官能团为羧基,C 中含氧官能团为羟基;(2)C 中羟基被溴原子代替生成 D,所以为取代反应;(3)根据分析可知 F 的结构简式为 ;(4)B 为 ,其同分异构体满足:①能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸形成的酯基;②能 发生水解反应说明含有酯基,水解产物与氯化铁溶液发生显色反应,说明水解产物中有酚羟基;③分子中 只有 3 种不同化学环境的氢,则分子结构对称,满足条件的有 和 ;(5)1, 3-丁二烯为 ,根据 D 生成 E 的反应可知 可以由 和 发生取代反 应生成,则问题转化为如何由 合成 ,考虑到醚键可以由两个羟基脱水生成,可以先由 1, 3-丁二烯与 Br2 发生 1,4 加成生成 ,然后水解生成 ,此时便得到两个羟基,在浓 硫酸作用下脱水可生成 ,继而与 HBr 加成可生成 ,所以合成路线为: 。 3.(2021·四川成都市成都七中高三一模)苄丙酮香豆素(H)常用于防治血栓栓塞性疾病,其合成路线如图 所示(部分反应条件略去)。 已知:①CH3CHO+CH3COCH3 CH3CH(OH)CH2COCH3(其中一种产物)。 ②RCOCH3+R1COOR2 RCOCH2COR1+R2OH ③烯醇式( )结构不稳定,容易结构互变,但当有共轭体系(苯环、碳碳双键、碳氧双键等)与其 相连时变得较为稳定。 (1)写出化合物 C 中官能团的名称_________。 (2)写出化合物 D(分子式 C9H6O3)的结构简式__________。 (3)写出反应⑤的反应类型__________。 (4)写出反应④的化学方程式___________。 (5)写出化合物 F 满足以下条件所有同分异构体的结构简式_______。 ①属于芳香族化合物但不能和 FeCl3 溶液发生显色反应; ②1 mol 该有机物能与 2mol NaOH 恰好完全反应; ③1H-NMR 图谱表明分子中共有 4 种氢原子。 (6)参照苄丙酮香豆素的合成路线,设计一种以 E 和乙醛为原料制备 的合成路线 __________。 【答案】(1)羟基、羰基 (2) (3)消去反应 (4) + 5%NaOH溶液 (5) 、 、 、 ; (6) 2 4Br /CCl 2NaOH/H O Δ 【解析】A 发生取代反应生成 B,同时有乙酸生成;B 发生异构生成 C,C 转化生成 D,分子式 C9H6O3, 根据 C、G、H 的结构简式以及 C→D 的转化条件可以推知 D 为 ;E 发生信息①中反应生成 F, F 在浓硫酸、加热条件下生成 G,结合 G 的结构简式可知 E 中含有苯环,故 E 为 ,则 F 为 ,F 发生消去反应生成 G。(1)由结构可知,化合物 C 中官能团有:羟基、羰基;(2) 由分析可知,化合物 D 的结构简式为: ;(3)F 为 ,根据 G 的结构简式以 及反应条件可知该反应为羟基的消去反应;(4)反应④与题目所给信息①的反应类似,根据信息①③可知该 化学方程式为: + ;(5)F 的结构简式为 ,化合物 F 的同分异构体满足以下条件:①属于芳香族化合物但不能和 FeCl3 溶液发 生显色反应,说明含有苯环,但不含酚羟基;②1mol 该有机物能与 2mol NaOH 恰好完全反应,又因为 F 中 只有两个氧原子,所以说明存在酯基且水解生成羧酸与酚羟基;③1H-NMR 图谱检测表明分子中共有 4 种氢 原子,说明存在对称结构,符合条件的同分异构体有: 、 、 、 ;(6) 与乙醛反应生成 ,然后在 浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ,再与溴发生加成反应生成 , 最后在碱性条件下水解生成 ,合成路线流程图为: 浓硫酸 Δ 2 4Br /CCl 2NaOH/H O Δ 。 4.(2021·山东日照市高三模拟)化合物 G 是一类用于合成除草剂的中间体,其合成路线流程图如下: 回答下列问题: (1)A 的名称为________。 (2)C 中的含氧官能团名称为_________。 (3)B→C 的反应类型为_________。 (4)E 的分子式为 C11H8NO3F3,写出 E→F 的化学方程式:___________。 (5)同时满足下列条件的 C 的稳定的同分异构体有______种( 为不稳定结构)。 ①除苯环外无其他环状结构,苯环上有四个取代基,其中一个为-CF3,且苯环上一氯代物只有一种; ②能使溴的四氯化碳溶液褪色,能发生银镜反应; ③分子中有 4 种不同化学环境的氢。 (6)参照上述流程,设计由 和 为原料制备 的合成路线(其他试剂任 选)______________。 【答案】(1)1,3-苯二酚(或间苯二酚) (2)醚键、酯基 (3)取代反应 (4) (5)6 (6) 【解析】由有机物的转化关系可知,在浓磷酸作用下, 与 经过加成反应、消去 反应和取代反应生成 ,在碳酸钾作用下, 与(CH3)2SO4 发生取代反应生成 ,在浓硫酸作用下, 与浓硝酸共热发生硝化反应生成 ,E 的 分子式为 C11H8NO3F3, 在铁与氯化铵的作用下发生还原反应生成 ,则 E 为 ; 与 发生取代反应生成 , 与 发生取代反应生成 。(1)A 的结构简式为 ,名称为 1,3-苯二酚(或间苯二酚);(2)C 的结构简式为 ,含氧官能团名称为醚键、 酯基;(3)B→C 的反应为在碳酸钾作用下, 与(CH3)2SO4 发生取代反应生成 ; (4)E→F 的反应为 与 发生取代反应生成 和氯 化氢,反应的化学方程式为 ;(5)由题 给条件可知 C 的稳定的同分异构体能使溴的四氯化碳溶液褪色,能发生银镜反应说明含有碳碳双键或碳碳 三键和醛基,同分异构体分子中除苯环外无其他环状结构,苯环上有四个取代基,其中一个为-CF3,且苯环 上一氯代物只有一种,说明结构对称,结合C的分子式可知,另三个取代基可能为 2个醛基和1 个—OCH=CH2, 或 2 个羟基和 1 个—CH2C≡CCHO,或 2 个羟基和 1 个—C CCH2CHO,由分子中有 4 种不同化学环境的氢 可知,符合条件的同分异构体的结构简式有 、 、 、 、 和 ,共有 6 种;(5)由原料和产品的结构 简式,结合题给信息,运用逆推法可知,合成 的步骤为在浓硫酸作用下, 与浓 硝酸共热发生硝化反应生成 , 在铁与氯化铵的作用下发生还原反应 生成 , 与 发生取代反应生成 ,合成路线如下: 。 5.(2021 届·山东青岛市高三质检)萜类化合物是中草药中的一类比较重要的化合物,广泛分布于植物、 昆虫及微生物体内,是多种香料和药物的主要成分。H 是一种萜类化合物,其合成路线如图: 已知:R、R1、 R2 为烃基,X 为卤素原子。 ① + 3AlCl + ② 2 + 2 ①R MgX ②H O/H ③ 2 + 2 ①R MgX ②H O/H 请回答下列问题: (1)E 中的含氧官能团名称为____________。 (2)写出 G 的结构简式_____。 (3)写出反应方程式:B→C__________,反应类型为___________。 (4)用*号标出 H 中的手性碳原子________。 (5)写出符合下列条件的 C 的同分异构体有_____种。 A.含有苯环且苯环上有两种氢; B.只含一种官能团且能发生水解反应; C.核磁共振氢谱峰面积比为 2:2:3:9。 (6)应用上述信息,以乙醇为原料制备 ,画出合成路线图(无机试剂任选)_______。 【答案】(1)羟基、 醚键 (2) (3) +CH3OH +H2O 取代反应 (4) (5)6 (6)CH3CH2OH 2 Cu/Δ O CH3CHO CH3COOH 3 2CH CH OH 浓硫酸/Δ CH3COOCH2CH3 3 3 + 2 ①CH CH MgBr ②H O/H 【解析】B 和 CH3OH 发生酯化反应生成 C,由 C 逆推,可知 B 是 ;结合信息②③,可 知 和 CH3MgI 反应生成 (D); 和 反应生成 (F), 氧化为 (G); 水解为 。(1)E 是 ,含氧官能团名称为羟基、醚键;(2) 和 反应生成 , 氧化为 ,G 的结构简式 ;(3) B 是 和 CH3OH 发生酯化反应生成 和水,反应方程式 是 +CH3OH 浓硫酸 Δ +H2O。(4) 中的手性碳原 子 ;(5) A.含有苯环且苯环上有两种氢; B.只含一种官能团且能发生水解反应,含有酯 基; C.核磁共振氢谱峰面积比为 2:2:3:9,说明苯环含 2 个对位取代基;两个取代基可能是-COOCH3、 -COOC(CH3)3 或-OOCCH3、-COOC(CH3)3 或-OOCCH3、-OOCC(CH3)3 或-CH3、-OOCCOO(CH3)3 或-CH3、 -OOCCOOC(CH3)3 或-C(CH3)3、-OOCCOOCH3,共 6 种;(6)乙醇氧化为乙醛、乙醛氧化为乙酸,乙醇、乙 酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙酸乙酯和 CH3CH2MgBr 反应生成 ,合成路线为 CH3CH2OH 2 Cu/Δ O CH3CHO 2O CH3COOH 3 2CH CH OH 浓硫酸/Δ CH3COOCH2CH3 3 3 + 2 ①CH CH MgBr ②H O/H 。 6.(2021·河西区天津市高三模拟)药物中间体(G)在有机制药工业中的一种合成方法如下: 回答下列问题: (1)化合物 A 和 B 中含氧官能团的名称分别为______、_______; (2)B 是否存在顺反异构_____(填“是”或“否”),用*标出 C 中的手性碳原子______,B→C 的反应类型为 _______; (3)写出 C→D 反应的化学方程式_______; (4)化合物 E 的结构简式为_______; (5)反应 F→G 的另一种产物是______; (6)写出核磁共振氢谱有 3 组峰的一种 A 的同分异构体的结构简式(不包含 A)_________; (7)请设计以 和乙醇为原料制备 的合成路线(无机试剂任用)__________。 【答案】(1)羰基 酯基 (2)否 加成反应 (3) +KCN→ +KCl (4) (5)CH3CH2OH (6) (7) 【解析】A 与 NCCH2COOC2H5 在一定条件下反应生成 B,B 中碳碳双键与 HCl 发生加成反应生成 C, C 与 KCN 发生取代反应生成 D;E 与乙醇发生酯化反应生成 F,根据 F 的结构简式以及 E 的分子式可知 E 的结构简式为 ,F 发生取代反应生成 G。(1)A 中含氧官能团为羰基;B 中含氧官能团 为酯基;(2)B 中处于六元环上的形成碳碳双键的碳原子的两个单键所连原子团相同,所以不存在顺反异构; 连接 4 个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,所以该物质中的手性碳原子为 (* 标出);B 生成 C 的反应中 B 中碳碳双键被加成,所以为加成反应;(3)C 中—Cl 被—C≡N 取代生成 D,化 学方程式为 +KCN→ +KCl;(4)E 与乙醇发生酯化反应生成 F,根 据 F 的结构简式以及 E 的分子式可知 E 的结构简式为 ;(5)F 发生取代反应生成 G, 再对比 F、G 的结构简式,可知该过程中酯基中—OC2H5 被—NC2H5 代替,C2H5NH2 脱掉两个氢原子,与 —OC2H5 结合生成 CH3CH2OH;(6)核磁共振氢谱有 3 组峰,即有 3 种环境的氢原子,所以结构对称,则符 合条件的结构有: ;(7)提供的原料有乙醇,根据题目流程可知 可以由 和 CH3CH2CH2NH2 反应生成;CH3CH2CH2NH2 可以由 CH3CH2CN 与氢气发生加成反应生成, CH3CH2CN 可以由 CH3CH2Cl 和 KCN 反应生成;CH3CH2Cl 可以由 CH2=CH2 与 HCl 发生加成反应生成, CH2=CH2 乙醇发生消去反应生成; 可以由 HOOCCH2CH2COOH 和乙醇发生酯化生成, 在酸性环境下水解可以生成 HOOCCH2CH2COOH,所以合成路线为: 。 7.(2021·四川资阳市高三一模)季戊四醇双缩环已酮 是重要的化工原料,其合成 路线如下: 已知:—CHO+ 稀氢氧化钠溶液 (1)有机物 W 的化学名称是___________,Y 中官能团的名称___________。 (2)物质 Z 的结构简式是___________,由乙炔生成乙醛的反应类型是___________。 (3)写出下列反应的化学方程式。 W 与 O2 反应生成环己酮___________;环己酮生成季戊四醇双缩环已酮___________。 (4)Z 有多种同分异构体,满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。 ①官能团的种类和个数与 Z 相同; ②每个碳原子只连接 1 个羟基 这些同分异构体中含有手性碳原子最多有___________个。 (5)根据苯酚与醇类的性质差异,判断苯环___________(选填“增强”或“减弱”)了羟基氧原子的电子云密 度。 【答案】(1)环己醇 羟基、醛基 (2)(HOCH2)3CCHO(或 ) 加成反应 (3)2 +O2 Cu/Ag Δ 2 +2H2O C(CH2OH)4+2 2- 4 x ySO /M O 超强固体酸 +2H2O (4)11 3 (5)减弱 【解析】 根据流程图可知,乙炔一方面与水发生加成反应得到乙醛,根据给定信息得知,乙醛与甲醛在稀氢氧 化钠溶液作用下反应得到 X( ),X 继续与甲醛在稀氢氧化钠溶液作用下反应可得到 Y( ),Y 继续与甲醛在稀氢氧化钠溶液作用下反应可得到 Z( ),Z 中醛基与 氢气发生加成反应生成羟基最终得到分子式为 C5H12O4 的有机物,其结构简式为: ; 另一方面乙炔生成苯,苯与氯气在催化剂作用下发生取代反应生成氯苯,氯苯在稀氢氧化钠条件下发生水 解酸化后生成苯酚,苯酚与氢气发生加成反应生成 W( )W 发生催化氧化反应生成环己酮,最 后合成目标产物。(1)有机物 W 的结构简式为 ,其名称为环己醇,Y 为 ,其官 能团的名称为羟基、醛基;(2)根据上述推断可知,物质 Z 的结构简式是(HOCH2)3CCHO(或 ),乙炔与水发生加成反应可生成乙醛,则其反应类型是加成反应;(3) W 与 O2 在铜 或银催化作用下发生催化氧化反应生成环己酮和水,其化学方程式为:2 +O2 Cu/Ag Δ 2 +2H2O; 环己酮与 发生反应生成季戊四醇双缩环已酮,其方程式可表示为: C(CH2OH)4+2 2- 4 x ySO /M O 超强固体酸 +2H2O;(4)Z 的结构简式为 ,分 子式为 C5H10O4,不饱和度为 1,官能团名称为醛基和羟基,分别含 1 个和 3 个,采用定一议多的思想可先 定丁烷的种类共 2 种,然后按插醛基,最后安插 3 个羟基,可写出碳骨架表示的同分异构体如下: 、 、 、 、 、 、 、 、 、 共 11 种,其中含手性碳原子最多的有 3 个,如 。(5)苯酚属于弱酸,醇类无酸性,则 苯环减弱了羟基氧原子的电子云密度,使羟基氢原子更容易电离出氢离子,酸性增强。 8.(2021·云南昆明市高三月考)药物在研发及生产过程中需要建立质量标准以控制质量,质量 标准的建立需要-定量的相关物质作杂质对照品,因此,相关物质的合成对药物质量控制具有重要意义。维 格列汀( Vildagliptin)能促使胰岛细胞产生胰岛素,临床上用于治疗 2 型糖尿病。化合物 E 是维格列汀生产过 程中可能产生的相关物质,其合成路线可设计如下: 已知:结构简式中的实楔形线表示由纸平面向外伸展(虚楔形线则表示向内伸展)。 回答下列问题: (1) A 生成 B 的第一步反应中,环上引入取代基的化学式为_________________,B 的官能团名称为 _________________。 (2)C 生成 D 的化学方程式为_________________________, 反应类型为_______。 (3) A、B、E 都是金刚烷( )的衍生物,金刚烷的分子式为_____________ ;金刚烷的同分异构 体中,含有两个六元环状结构且能使酸性高锰酸钾溶液褪色的共有_______种(不含立体异构),其中含有两 种不同化学环境氢原子的是_____________( 填结构简式)。 (4) X( )与 C( )是互为镜像的立体异构体,下列 X 或 C 的结构简式 中表示 X 的是_____________(填标号)。 (5)已知: ,A 也是一种药物, 是合成 A 的中间体 之一,写出以环戊烯( )为原料制备该中间体的合成路线___( 无机试剂及有机溶剂任选)。 【答案】(1)—NO2 羟基、氨基 (2) +ClCOCH2Cl THF +HCl 取代反应 (3)C10H16 4 (4) ac (5) 【解析】(1)第一步反应条件为硝酸硫酸,可以推测出引入的取代基为:—NO2;官能团名称为:羟基、 氨基;(2)C 生成 D 的化学方程式为: +ClCOCH2Cl THF +HCl,此反应有小 分子 HCl 生成,反应类型为取代反应;(3)观察可知,金刚烷的分子式为:C10H16;含有两个六元环状结构 且能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明含有双键,C10H16 的不饱和度为 3,故同分异构体有: 、 、 、 4 种;其中含有两种不同化学环境的氢原子的是 ;(4)将 C 上下反面即得到 X 得原本图像,ac 正确;(5)已知: , 。 9.(2021·天津滨海新区高三期末)茜草素(H)是一种蔥醌类化合物,存在于茜草中,具有抗肿瘤和免疫抑 制作用。一种合成茜草素的路线如图所示。请回答下列问题: 已知:① ; ② ; ③ 2 1SOCl R OH 1RCOOH RCOCl RCOR  。 (1)H 中所含官能团的名称是_____________。 (2)C 的核磁共振氢谱中峰面积之比为_______。 (3)F→H 的反应类型是_____________。 (4)书写下列化学方程式 A→R_______________________________,C→D_______________________________。 (5)芳香族化合物 Y 是 B 的同分异构体,写出所有符合下列条件的 Y 的结构简式:___________________。 ①1molY 最多能消耗 2molNa 或 1molNaOH;②Y 能与 FeCl3 溶液发生显色反应;③苯环上有两种氢。 (6)以 和 HOOC-CH=CH-COOH 为原料,设计五步..合成 (参照以上合成路线, 无机试剂和不超过 2 个碳的有机试剂任选。)_______。 【答案】(1)羰基和羟基 (2) 1:1:1 (3)取代反应 (4) (5) 、 、 、 (6) 【解析】结合已知①,A 的分子式为 C4H6,则 A 的结构简式为 CH2=CH-CH=CH2;B 的结构简式为 ;根据已知②,可得 C 的结构简式为 ;C 到 D 为醛的氧化,则 D 的结构简式为 ;结合 E 的分子式,可知 D 道 E 为酸化,E 的结构简式为 ;E 到 F 为羧基与二 氯亚砜生成酰氯,则 F 的结构简式为 ;由 H 的结构简式,结合已知③可推出 G 的结构简式为 ,为取代反应。(1)H 的结构简式为 ,其中含有的官能团有羰基、羟基,故填 羰基和羟基;(2)根据 C 的结构简式 ,为对称结构,其中含有不同化学环境的 H 有 3 种,其个 数比为 1:1:1,核磁共振氢谱中峰面积之比等于不同种 H 原子的个数之比,故填 1:1:1;(3)对比 H 的结构简 式和 F、G 的结构简式,可知 F 到 H 的反应类型为取代反应,故填取代反应; (4)根据题意,R 为顺式结构,即同种原子或者基团在碳碳双键的同侧,该反应为加聚反应,其反应为 ;C 到 D 的反应为醛的氧化反应,其反应为 ,故填 、 ;(5)B 的结构简式为 ,根据题意, Y 中必含有一个酚羟基,可能含一个醇羟基或者醚键,苯环上含有两种种 H,则苯环上取代基对称。综上 符合的 Y 的结构简式为 、 、 、 ,故填 、 、 、 ;(6)以环戊烯作为原料合成 ,根据已知条件,先将环戊烯转化为环戊二烯,再按已知①进行反应,其具体流程为 。 10.(2021·河南高三期末)由于聚碳酸酯结构的特殊性,芳香族聚碳酸酯已成为五大工程塑料中增长速 度最快的通用工程塑料。某芳香族聚碳酸酯的合成路线如下: 已知:①RCOOR1+R2OH 催化剂 RCOOR2+R1OH ② + +H  +H2O (1)工艺 X 的名称为___________,有机物 E 的名称是___________。 (2)C 到 F 的反应类型为___________;有机物 P 的结构简式是___________。 (3)反应 V 的化学方程式为___________。 (4)有机物 W 的相对分子质量是 D 的三倍,且二者的最简式相同,满足下列条件的 W 的同分异构体的 结构简式是___________。 ①分子中含有甲基 ②核磁共振氢谱显示有 2 组峰 (5)已知:①2-COOH 脱水剂 +H2O; ②内酯型酚酞( )在 pH<0 时可转变为 。写出以邻二甲苯和苯酚为原 料合成 的合成路线:___________(无机试剂任选)。 【答案】(1)裂解 乙烷 (2)加成反应 HOCH2CH2OH (3)n +n  催化剂 +(2n-1)H2O (4) (5) 【解析】对比 F 和苯的分子式可知,C 为丙烯,根据 B 为甲烷,逆推 A 生成 B、C 的反应为烷烃的裂 解,进而推知 D 为乙烯,E 为乙烷,F→H 是异丙苯氧化生成 H(苯酚)和丙酮的反应,反应Ⅱ是苯酚+丙酮 →M 的反应;反应Ⅲ是环氧乙烷和二氧化碳中的碳氧双键发生的加成反应;根据 信息①可知,反应Ⅳ是 和甲醇发生醇酯交换反应,产物 P 是乙二醇,N 是碳酸二甲酯,反应Ⅴ是碳 酸二甲酯与 发生的缩聚反应。(1)根据以上分析,工艺 X 的名称为裂解,有机物 E 为乙烷;(2)C 到 F 为苯和丙烯在催化剂条件下生成异丙苯的反应,反应类型为加成反应,产物 P 是乙二醇,结构简式为 HOCH2CH2OH;(3)反应Ⅴ是碳酸二甲酯与 发生的缩聚反应,化学方程式为 n +n  催化剂 +(2n-1)H2O;(4) 有机物 W 的相对分子质量是 D 的三倍,且二者的最简式相同,则 W 的分子式为 C6H12,满足①分子中含有甲基,②核磁共振氢谱显示有 2 组 峰的物质是 1,2,3-三甲基环丙烷,结构简式为 ;(5) 水解会得到 ,以邻二甲苯和苯酚为原料合成 的合成路线,对比前后结构可知, 需要将苯酚与羰基结构反应,即发生所给信息②的反应,同时邻二苯右侧要形成环状结构,邻二甲苯可以 被高锰酸钾氧化成邻苯二甲酸( ),根据题给信息可知,邻苯二甲酸分子内脱水可形成环状,合成 路线图为 。 11.(2021·山东青岛市高三期末)有机物 K 是药物合成中一种重要的中间体,其合成路线如下: 已知: ① ②R-NO2 Fe,HCl 加热R-NH2 回答下列问题: (1)A→B 的反应类型为___________,D 的名称为___________。 (2)E 中含有的官能团名称为___________,F 的结构简式为___________。 (3)写出 G→H 的化学方程式_____________________________。 (4)芳香族化合物 M 是 E 的同分异构体,写出同时符合下列条件的一种 M 的结构简式 _______________________。 ①能发生银镜反应; ②能发生水解反应,且核磁共振氢谱有 5 组峰。 (5)设计由甲苯和乙酸制备 的合成路线___________(无机试剂任选)。 【答案】(1)取代反应 苯甲醛 (2)碳碳双键、羧基 (3) + 一定条件 +HBr (4) 或 (5) 【解析】框图中有四个未知物,其中 D 是由苯甲醇在 Cu 做催化剂、加热条件下与 O2 反应生成,可推 知为苯甲醛。E、F、H 的结构可以采用倒推法。因为 E 到 F 再到 K 的反应过程符合已知条件①,再由产物 K 的结构可推知 R 结构,进而可得 E: ,F: ,另一部分反应物 H: 。(1) A→B 甲基上的一个 H 被 Cl 替代,故为取代反应;由分析可知 D 为苯甲醛; (2) 由分析中 E 的结构可知,官能团为:碳碳双键、羧基;F 的结构简式为 ;(3)由分析可知 H 的结构,G→H 发生的是取代反应,反应方程式为: + +HBr;(4) M 是 E 的同分异构体,E 结构简 式: ,分子式:C9H8O2,因为是芳香族化合物,故有苯环;能水解说明有酯基,又能 发生银镜反应说明为甲酸某酯结构,由核磁共振氢谱可知只有 5 种 H,因而 M 结构简式为: 或 ;(5)想要合成产物需要用到两个已知条件。产物结构中含有肽键,由已知条件可知反应物一 个有氨基,一个结构为 ,即 和 ,根据已知②,前者由 可得,后 者由乙酸可得,甲苯发生硝化反应可得 。反应流程如下: 12.(2021·山东日照市高三期末)聚烯酸化合物是生产环境友好型粉末涂料的重要原料,有机物 G( )是合成聚烯酸的一种中间体,其合成路线如下: 已知: 。 回答下列问题: (1)A 的名称为____________,F 的分子式为____________。 (2)D 中官能团名称为____________,试剂 I 的结构简式为____________。 (3)B 生成 C 的化学方程式为__________________________________________。 (4)H 为 C 的同分异构体,H 被酸性高锰酸钾氧化只得到一种产物,已知含有碳碳双键的三元碳环不稳 定,则稳定的 H 的结构共有______种(不考虑顺反异构)。 (5)请根据上述合成路线,设计以乙醛为原料(其他试剂任选)合成 的路线 ____________________________________。 【答案】(1)丙酮 C11H18O3 (2)醛基、碳碳双键 (3)CH2=CHCHO 2 3Al O Δ +2H2O (4)12 (5)CH3CHO 2 3Al O Δ CH2=CH-CH=CH2 Δ 【解析】根据流程分析,2 分子丙酮 A 与氢气在一定条件下发生加成反应生成有机物 B,B 在氧化铝、 加热的作用下发生消去反应生成有机物 C,根据 D 的结构,并结合信息可推知,试剂 I 为乙烯醛,结构简 式:CH2=CH-CHO;有机物 D 在 BrZnCH2COOEt、水,然后再酸化生成有机物 E,在稀碱液条件下,酸化 后生成 F,结构简式为 ,加热发生消去反应生成有机物 G。(1)由 A 的结构简式可知, A 的官能团为羰基,故 A 的名称为丙酮;由 E 到 F 的条件可知,F 的结构简式为: , F 的分子式为 C11H18O3;(2)由 D 的结构简式可知,D 中官能团为碳碳双键,醛基;由 C、D 的结构简式可 知,试剂为:CH2=CHCHO;(3)由合成路线可知,B 生成 C 的化学方程式为: 2 3Al O Δ +2H2O;(4)由 H 为 C 的同分异构体可知,H 的分子式为: C6H10,H 被酸性高锰酸钾氧化,H 含碳碳双键或者碳碳三键,由 H 的氧化物只有一种可知,H 若为链状, 则含一个碳碳三键且结构对称,但是三键不稳定故不考虑,H 为环状,则 H 含有一个碳碳双键,故 H 可能 的结构式有: , , , , , , , , , , , ,所以共 12 种;(5)结合已知 信息和方程 和 A 到 B,B 到 C 的反应过程,乙醛为原料合成 的路线为: CH3CHO 2H Mg,苯 2 3Al O Δ C H2=CH-CH=CH2 Δ 。 13.(2021·北京丰台区高三期末)功能高分子 P( )的合成路线如图: 已知:ⅰ.R1CHO+R2CH2CHO -OH Δ +H2O ⅱ. + Δ ⅲ.R1CH=CHR2+R3CH=CHR4 Ru催化剂 R1CH=CHR4+R3CH=CHR2 (1)A 属于芳香烃,分子式是 C8H8。A 的名称是_______________。 (2)C→D 所需的试剂 a 是_______________。 (3)F→G 的反应类型是_____________________。 (4)E 的分子式是 C9H8O,D→E 的化学方程式是___________________________。 (5)H 是五元环状化合物,分子式为 C5H6,G→H 的化学方程式是_________________。 (6)写出 J 的结构简式___________________________。 (7)参照上述信息,写出以乙醇和 1,3—丁二烯为原料(其他无机试剂任选),制备 的 合成路线:___。(如:A 试剂a 条件1 B 试剂b 条件2 ……用结构简式表示有机化合物) 【答案】(1)苯乙烯 (2)氧气、铜或银 (3)加成反应 (4) +HCHO -OH Δ +H2O (5) +2NaOH 醇 Δ +2NaBr+2H2O (6) (7)CH3CH2OH 2O /Cu Δ CH3CHO -OH Δ CH3CH=CHCHO 2O /催化剂 ΔCH3CH=CHCOOH 3 2 2 4 CH CH OH 浓H SO /ΔCH3CH=CHCOOCH2CH3 【解析】结合题中信息:A 属于芳香烃,分子式是 C8H8,参照 A 能与 HCl 在 H2O2 作用下发生反马氏 加成,可推出 A 为 ,B 为 ,C 为 ;由信息ⅰ,结合 D→E 的反应 条件,可确定 D 为醛,所以其为 ,由 E 的分子式 C9H8O,可推出 E 为 ,则 M 为 HCHO; H 是五元环状化合物,分子式为 C5H6,则 H 为 ,采用逆推法,可确定 G 为 ,F 为 ;利用 信息ⅱ,可得出 E 与 H 反应生成的 J 的结构简式为 ;利用信息ⅲ,可得出高分子 P 的结构简 式为 。(1)A 属于芳香烃,分子式是 C8H8,由分析可得出 A 为 ,名称是苯乙烯; (2) → ,是醇的催化氧化反应,所需的试剂 a 是氧气、铜或银;(3) → ,显然是与 Br2 发生加成,反应类型是加成反应;(4)E 的分子式是 C9H8O, → ,是与 HCHO 发生如同信息ⅰ的反应,化学方程式是 +HCHO -OH Δ +H2O;(5)H 是五元环状化合物,分子式为 C5H6, → ,发生消去反应,需要 NaOH/醇、加热条件,化学方程式是 +2NaOH 醇 Δ +2NaBr+2H2O;(6)由以上分析可知,J 的结构简式为 ; (7)参照上述信息ⅱ,以乙醇和 1,3—丁二烯为原料制备 ,需将 CH3CH2OH 转化为 CH3CH=CHCOOCH2CH3,由信息ⅰ,CH3CH2OH 需转化为 CH3CHO,然后 2 分子反应生成 CH3CH=CHCHO, 再氧化成 CH3CH=CHCOOH,再与 CH3CH2OH 发生酯化反应。合成路线为: CH3CH2OHO2/Cu→ΔCH3CHOOH-→ΔCH3CH=CHCHOO2/催化剂→ΔCH3CH=CHCOOHCH3CH2OH→浓 H2SO4/ΔCH3CH=CHCOOCH2CH3 。 14.(2021·北京东城区高三期末)药物 M 可用于治疗动脉硬化,其合成路线如下。 已知: (1)M 的官能团有_______。 (2)D 与 I 通过酯化反应合成药物 M 的化学方程式是_________________________。 (3)B 的核磁共振氢谱只有 1 个峰,A→B 的化学方程式是___________________。 (4)由 C 合成 D 的反应中 n(C9H14O):n(H2)=_______。 (5)E→F 的反应类型是_______。 (6)已知: ,以 G 为料,选择必要的无机试剂合成 I,设计合成路线(用结构 简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件):_______。 (7)G 的同分异构体有多种,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式:_______。 ①不存在顺反异构 ②结构中含有酚羟基 ③苯环上有两个取代基且位于邻位 【答案】(1)酯基、羟基(或—COOR、—OH) (2) (3) 2 +O2 Cu Δ2 +2H2O (4)1:2 (5)取代反应 (6) (7) 【解析】由 B 的分子式和核磁共振氢谱只有 1 个峰可知,B 为 ;由有机物的转化关系可知, 在铜做催化剂作用下, 与氧气共热发生催化氧化反应生成 ,则 A 为 ; 一定条件下, 发生脱水成环反应生成 或 ,则 C 为 或 ;在催化 剂作用下, 或 与氢气加压发生加成反应生成 ,则 D 为 ;在氯化铝作用下, 与 发生取代反应生成 ,则 E 为 、F 为 ; 与氯气在加热条件下发生取代反应生成 ,则 G 为 ; 经过 一系列反应生成 ,则 I 为 ;一定条件下, 与 发生酯化 反应生成 。(1)M 的结构简式为 ,官能团为羟基和酯基; (2) D 与 I 通过酯化反应合成药物 M 的反应为,一定条件下, 与 发生酯化反应生成 和水,反应的化学方程式为 ;(3) A→B 的反应为在铜做催化剂作用 下, 与氧气共热发生催化氧化反应生成 ,反应的化学方程式为 2 +O2 Cu Δ2 +2H2O;(4) 由 C 合成 D 的反应为在催化剂作用下,1mol 或 与 2mol 氢气加压发生加成反应生成 ,则 n(C9H14O):n(H2)=1:2;(5) E→F 的反应为在氯化铝 作用下, 与 发生取代反应生成 ;(6)由题给信息可知,应用逆推法可知,以 为原料制备 的合成步骤为 在氢氧化钠溶液反应中共热反应生成 ,在催化剂作用下, 与氧气共热发生催化氧化反应生成 ,在 催化剂作用下, 与氢气共热发生加成反应生成 ,合成路线为: ;(7)G 的结构简 式为 ,由 G 的同分异构体苯环上有两个取代基且位于邻位、结构中含有酚羟基、不存在顺 反异构可知,两个邻位取代基为—OH 和—CH=CCl2,则符合条件的结构简式为 。 15.(2021·浙江绍兴市高三期末)物质 G 是制备抗癌药物吉非替尼过程中重要的中间体,某研究小组按 下列路线合成中间体 G 已知: (1) 2 3 4 NH OH/HCl CH COCl CCl ① ② / (2) Fe/HCl (3)R1-CH2-CH2-O-CH2-CH2-R2 3 2R -NH (同时还有 H2O 或卤化氢生成) 请回答: (1)下列说法正确的是_______。 A.化合物 A 能够使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.化合物 A 中含有 4 种不同的官能团 C.化合物 C 具有碱性 D.化合物 G 的分子式为 C15H20N3O3 (2)上述路线中合成 A 的反应类型为_______,化合物 E 的结构简式为_____________。 (3)写出 C 到 D 的化学反应方程式___________________________________________。 (4)请设计以乙烯为原料转变为物质 C 的合成线路(用流程图表示,无机试剂任选)___ ____________________________。 (5)写出化合物 B (C8H7NO2)所有可能的同分异构体_______。 须同时满足:①能发生银镜反应,且 1mol B 最多能生成 2mol Ag; ②1H-NMR 谱显示分子中含有苯环,且分子中有 4 种不同化学环境的氢原子 ③红外光谱表明 N 原子与 O 原子直接相连,但不含“-NH-”结构 【答案】(1)AC (2)取代反应 (3) +K2CO3→ +KBr+KHCO3 或 +K2CO3→ +2KBr+H2O+CO2↑ (4) (5) 【解析】题中给出了起始原料和产物的结构简式,其余 A~F 的分子式已知,根据 G 的结构简式进行倒 推即可推出其他物质的结构简式。结合 G 的结构简式,从 3,4—二羟基苯甲醛到 A 的反应为取代反应,且 与醛基对位上的羟基反应,则 A 的结构简式为 ;根据已知条件(1),B 的结构简式为 ;比较 A 与 G 的结构,可知 C 的结构为 ;C 到 D 为取代反应,结合 D 的分子 式得 D 得结构简式为 ;结合 G 的结构和 E 的分子式,D 与 B 为取代反应,E 的 结构简式为 ;E 到 F,结合反应条件,可知为硝化反应,则 F 的结构简式为 ;F 到 G 为硝基的还原反应。(1)A 项,化合物 A 中含有酚羟基和醛基,均 能与酸性高锰酸钾溶液反应,使其褪色,故 A 正确;B 项,化合物 A 中含有的官能团为酚羟基、醛基、醚 键,只有三种,故 B 错误;C 项,化合物 C 中含有氨基,显碱性,故 C 正确;D 项,根据有机物成键特征, 化合物 G 的分子式为 C15H21N3O3 \,故 D 错误;故选 AC;(2)结合 G 和 A 的分子式,路线中,合成 A 为取 代反应,E 的结构简式为 ;(3)C 到 D 为取代反应,反应中溴原子与 H 结合生 成 HBr,HBr 与碳酸钾反应促使反应向产物的方向进行,结合 D 的分子式可知反应的化学方程式为 +K2CO3→ +KBr+KHCO3 或 +K2CO3→ +2KBr+H2O+CO2↑;(4)用乙烯合成 C 时, 先将乙烯变成卤代烃,在水解生成醇,通过分之间脱水生成醚,结合已知(3),与 NH3 反应生成 C,其流程 为 ; (5)①能发 生银镜反应,则含有官能团醛基( CHO— ),且 1molB 最多生成 1molAg,则分子中只含一个醛基;②1H-NMR 谱显示分子中含有苯环,且分子中有 4 种不同化学环境的氢原子,则分子为对称结构,两取代基为苯环的 对位;根据化合物 B 的饱和度为 5,结合③可知分子中可能存在的结构为碳氮双键、氮氧双键、环状结构, 结构简式为 、 、 、 。 16.(2021·浙江宁波市高三期末)阿莫西林是一种最常用的半合成青霉素类广谱β-内酰胺类抗生素,某研 究小组按图中路线合成: 已知:RCHO -HCN/OH + 2H /H O 请回答: (1)C 的结构简式为___________。 (2)下列说法不正确的是___________。 A.化合物 B 含有羟基 B.反应⑤发生了加成反应 C.化合物 D 能发生消去反应 D.阿莫西林的分子式是 C16H21N3O5S (3)写出第⑨步反应的化学反应方程式___________________________________。 (4)设计从 出发制备阿司匹林( )的合成路线(用流程图表示,其他试剂任选)___ ____________________________________________。 (5)写出同时符合下列条件的 F 的所有同分异构体的结构简式___________。 ①分子中有苯环且是苯环的对位二取代物 ②分子中含有硝基且不与苯环直接相连 ③分子不与金属钠反应放出氢气 【答案】(1) (2)CD (3) + → +H2O (4) (5) 、 、 、 【解析】由反应信息、结合反应⑥的产物结构,逆推可知 D 为 ,结合信息和 C 的分子式 可推知 C 为 ,B 为 ,A 为 ,由阿莫西林的结构简式,结合 F 的分子式,可知 F 的结构简式为 ,再结合 E 到 F 的反应条件可知 E 的结构简式为 ,由阿莫西林和 F 的结构简式可推知 6-APA 的结构简式为 (4)以 为原料制备水杨酸 ( ),在氧化甲基生成羧基时,要将酚羟基保护起来,根据题干流程图,可以首先将 转 化为 ,然后氧化生成 ,最后再还原成酚羟基,最后与乙酸酯化即可。(1)根据上 述分析,C 的结构简式为 ;(2)A 项,化合物 B 为 ,分子中的官能团是:羟基、醚键,A 正确;B 项,根据流程图,反应⑤即 与 HCN 反应转化为 ,故发生了加成反应,B 正 确;C 项,化合物 D( ) 中含有羟基,但连接羟基的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发 生消去反应,C 错误;D 项,根据阿莫西林的结构简式可知其分子式为 C16H19O5N3S,D 错误;故选 CD;(3) 由分析可知 6-APA 的结构为 ,根据流程图,第⑨步反应即 与 F( )发生取代反应生成阿莫西林,反应的化学反应方程式为 + → +H2O;(4)以 为原料制备水 杨酸( ),由于甲基和酚-OH 均能被氧化,故在氧化甲基生成羧基时,要将酚羟基保护起来,根据题 干流程图,可以首先将 转化为 ,然后氧化生成 ,最后再还原成酚 羟基,最后再发生转化为酯基即可,合成路线为 3 2 + (CH CO) O H ;(5)①分子中有苯环且是苯环的对位二取代物;②分子中含有硝基且不与苯环直接相连;③分 子不与金属钠反应放出氢气,说明结构中没有羟基和羧基,符合条件的 F( )的同分异构体的结 构有: 、 、 、 。 17.(2021·江苏南通市高三期末)阿明洛芬( )是种优良的抗炎药。 以下为阿明洛芬的一条合成路线。 (1)阿明洛芬分子中碳原子的杂化方式为_______________。 (2)E 分子中含氧官能团的名称为___________________________。 (3)步骤⑥的反应类型是_____________________。 (4)A→B 过程中有副产物 K(分子式∶C10H11N)生成,K 的结构简式为_________________。 (5)D 的一种同分异构体 X 满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式∶_________。 ①X 分子中有 4 种不同化学环境的氢。 ②X 能发生银镜反应和水解反应。酸性条件下水解产物之一能与 FeCl3 发生显色反应。 (6)写出以 为原料制备 的合成路线流程图示 _________________________________(无机试剂任用),合成路线流程图例见本题题干。 【答案】(1)sp2、sp3 (2)硝基、酯基 (3)还原反应 (4) (5) 、 (6) 【解析】 和 NaCN 发生取代反应生成 , 和(CH3)2SO4 发生 取代反应生成 , 进行硝化反应生成 ,水解后生成 , 和乙醇发生酯化反应生成 , 通过还原反应将硝基转化为氨基, 取代反应即可生成 阿明洛芬( )。(1)阿明洛芬( )中存在碳 碳双键和甲基,碳原子的杂化方式为 sp2、sp3;(2)E( )中含氧官能团的名称为硝基、 酯基;(3)步骤⑥中硝基转化为氨基,N 元素化合价降低,该反应类型是还原反应;(4) 和 (CH3)2SO4 发生取代反应生成 ,该过程可能发生两次取代反应生成副产物 ;(5)D 分子的同分异构体 X 能发生银镜反应和水解反应,酸性条件下水解产物之一能与 FeCl3 发生显色反应,说明 X 中存在甲酸酯,且水解后存在酚羟基,再结合 X 分子中有 4 种不同化学环境的氢,该同分异构体的结构 简式为: 、 ;(6) 可先与氢气发生加成反应将醛基转 化为羟基,再通过消去反应生成 , 和溴单质发生加成反应生成 ,然后用 NaCN 取代溴原子,并且水解就可以得到目标产物,合成路线流程图为: 。 18.(2021·江苏南通市高三一模)化合物 E 是一种解热镇痛药,可用于治疗急性上呼吸道炎症,其合成 路线之一如图: (1)B 分子中原子轨道采用 sp3 杂化方式的碳原子数目是______________。 (2)B→C 的反应类型是_____________________。 (3)试剂 X 的分子式为 C7H7O2SCl。写出试剂 X 的结构简式:______________。 (4)D 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_________。 ①分子中有 4 种不同化学环境的氢原子 ②在碱性溶液中水解,水解产物酸化后得到有机物甲和乙,甲能与 FeCl3 溶液发生显色反应,1mol 乙 最多能消耗 2mol Na。 (5)请写出以 、CH3OH 为原料制备 的合成路线流程图 _____________________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)4 (2)取代反应 (3) (4) 或 或 ; (5) 【解析】(1)原子轨道采用 sp3 杂化方式的碳原子有 4 个单键,B 分子中这样的碳原子有 4 个,如图所示 ;(2)对比 B、C 的结构可得,B 中 被 取代,故 B→C 的反应类型为取代反应;(3)对比 A、B 的结构可得,B 中-OH 中的 H 原子被 替代,由于 X 的分子式为 C7H7O2SCl,再结合流程图中的信息,可知 X 的 结构简式为 ;(4)由条件②可知,该物质为由酚和羧酸反应生成的酯,;结合 D 的原子个数,可以得知甲为一元酚,乙为一元羧酸;1mol 乙最多能消耗 2mol Na,说明 1 个乙分子中不仅 含有一个羧基,还含有一个溴原子;再根据条件①可得,符合条件的同分异构体的结构简式有: 、 、 ;(5)该物质的合 成路线流程图为: 。 19.(2021·江苏盐城市高三模拟)2020 年 2 月,国家卫生健康委办公厅、国家中医药管理局办 公室联合发出《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)的通知》。此次诊疗方案抗病毒治疗中增 加了磷酸氯喹和阿比多尔两个药物。其中阿比多尔中间体 I 的合成路线如下: (1)B 中含氧官能团名称是___________、___________ (2)步骤④经过两步反应,反应类型依次是___________、_________ (3)C 的结构简式为_________ (4)D 的一种同分异构体同时满足下列条件,写出一种该同分异构体的结构简式_________ A.含有苯环 B.含有-NO2 C.其中核磁共振氢谱为 3 组峰,且峰面积之比为 1:2:6 (5)设计以 、CH3CHO、(CH3)2CO3 为原料制备 的合成路线(无机试剂任用, 合成路线图如题干)。_________ 【答案】(1)羟基 硝基 (2)加成反应 消去反应 (3) (4) 或 (5) 4Fe/NH Cl 3CH CHO 3 2 3 2 3 (CH ) CO K CO 【解析】由 A 的分子式及后续出现的结构可知 A 为 ,结合 B 的分子式可知 A→B 为硝化 反应,结合 E 的结构简式可知,A 中羟基对位的 H 原子被硝基取代,B 为 ;结合 C 的分子式可知 B→C 为 中酚羟基的 H 被乙酰基取代,C 为 ;C→D 为硝基被还原为氨基的反应,D 为 ;D 和 经加成反应生成 , 发生消去反应生成 E( );E 在碳酸钾、醋酸钯作用下生成 F( );F 在 K2CO3 作用下和 (CH3)2CO3 发生取代反应生成 G( );G 和液溴发生取代反应生成 H,H 为 ; H 和 发生取代反应生成 I( ),结合有机化学基础知识解答。 【解析】(1)B 为 ,含有羟基、硝基 2 种含氧官能团,故答案为:羟基;硝基; (2)D 为 ;D 和 经加成反应生成 , 发生消去两步 反应生成 E( );(3)由分析可知 C 为 ;(4)D 为 ,其同分异构体满足 a.含 有苯环,b.含有-NO2,c.其中核磁共振氢谱为 3 组峰,且峰面积之比为 1:2:6,D 中有 9 个 H,则该 同分异构体含 2 个甲基且对称,满足条件的为 或 ;(5)可用 Fe/NH4Cl 还原硝 基苯得 , 和乙醛发生类似 D→E 的反应制备 , 和氢气加成制备 , 在 K2CO3 作用下和(CH3)2CO3 发生取代反应生 成 ,合成路线如下: 4Fe/NH Cl 3CH CHO 。 20.(2021·山东日照市高三模拟)M 是应用广泛的有机高分子化合物,其中合成 M 的一种路线如下(部分 反应条件略去): 已知:①A 的实验式为 CH3O。 ② (-NH2 容易被氧化) ③ ④ ⑤ 回答下列问题: (1)E 的化学名称为_____________________________。 (2)H 中官能团的名称为____________________________。 (3)D→E、I→J 的转化过程中所用试剂和反应条件分别是_________、__________。 (4)C+J→M 的化学方程式为_________________________________。 (5)同时满足下列条件的 F 的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。 ①含有的官能团与 F 相同; ②碳架结构与 F 完全相同; ③两个含氮官能团分别连在两个不同苯环上。 F 的所有同分异构体在下列某种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器为 _______________(填序号)。 A.元素分析仪 B.红外光谱仪 C.质谱仪 D.核磁共振波谱仪 (6)参照上述合成路线和信息,以 A 和甲苯为有机原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线。 _________________ 【答案】(1)邻硝基甲苯 (2)碳碳双键、酰胺基 (3)浓硝酸、浓硫酸、 △ NaOH 溶液、 △ (4) nHOOCCOOH+n +(2n-1)H2O (5)5 A (6) 【解析】A 的实验式为 CH3O,A 能连续发生氧化反应生成 C,C 和 J 发生缩聚反应生成 M,则 C 为羧 酸,则 C 结构简式为 HOOCCOOH,B 为 OHCCHO、A 为 HOCH2CH2OH;D 发生取代反应生成 E,根据 H 结构简式知,发生甲基的邻位取代,所以 E 结构简式为 ,氨基易被氧化,根据题给信息②知,E 发生氧化反应生成 F 为 ,F 发生还原反应生成 G 为 ;G 发生取代反应生 成 H ,H 和溴发生加成反应生成 I,I 结构简式为 ,I 发生水解反应生成 J 为 。(1)根据分析可知 E 为 ,故其化学名称为邻硝基甲苯;(2)根据分析可知 H 为 ,故其中官能团的名称为碳碳双键、酰胺基(或肽键);(3)根据上述分析可知 D→E 是甲苯 在浓硫酸、浓硝酸的作用下发生取代反应,I→J 是卤代烃在碱性条件下的水解反应,故转化过程中所用试 剂和反应条件分别是浓硝酸、浓硫酸、加热;NaOH 溶液、加热;(4)C+J→M 即 HOOCCOOH 和 发生缩聚反应生成高分子 M 的化学方程式为: nHOOCCOOH+n 2 4 3Al (SO ) +(2n-1)H2O;(5) F 为 同时满足下列条件的 F 的同分异构体有:①含有的官能团与 F 相同;②碳架结构与 F 完 全相同;③两个含氮官能团分别连在两个不同苯环上。其实就是两硝基在两苯环上的位置异构了,如果左 边的硝基位于取代基的邻位,则右边有邻、间、对 3 种结构;如果左边硝基位于取代基的间位,则右边有 间、对 2 种结构;如果左边硝基位于取代基的对位,则右边有对位 1 种结构,除去它本身,所以还有 5 种 符合条件的同分异构体;红外光谱显示出分子中的化学键类型,不同结构化学键类型不完全相同,质谱仪 主要反应分子中所产生的碎片的质核比,核磁共振波谱主要反应分子中的 H 的种类和数目比,F 的所有同 分异构体所含元素的种类和含量都分别相同,故在下列某种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪 器为元素分析仪;(6) 由目标产物 逆推出可由 HOOCCOOH 和 脱水缩合而成,A 为 HOCH2CH2OH 转化为 HOOCCOOH,即是题干流程图中 A→B→C 的过 程,而由甲苯 转化为 可根据题干流程图中 D→E→F 的流程,故结合题干已知提供的信 息,确定该有机合成路线图如下: 。

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