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第9讲 有机合成与推断解题策略(综合应用课)
以常见有机化合物为原料合成具有复杂结构的新型有机化合物是高考的常客。试题将教材知识置于新的背景材料下进行考查,且常考常新。其主要命题角度:有机化合物官能团的名称与结构、有机化合物结构简式的确定、有机反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的数目确定与书写、合成路线的设计等,近年来,有机合成路线的设计过程需要的信息逐渐由显性变为隐性,即所需信息由直接给出变为隐藏在框图中,需要考生去发现、去挖掘,难度较大。
1.(2022·河北等级考)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
回答下列问题:
(1)①的反应类型为_______。
(2)B的化学名称为_______。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式_______。
(a)红外光谱显示有C===O键;(b)核磁共振氢谱有两组峰,峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中,涉及手性碳原子生成的反应路线为____、_____(填反应路线序号)。
(5)H→I的化学方程式为__________________,反应还可生成与I互为同分异构体的两种副产物,其中任意一种的结构简式为_______(不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
解析:A在KMnO4作用下,甲基被氧化为羧基,得到B(),B中羧基上的—OH被SOCl2中的Cl取代得到C,C中的Cl原子与苯环上的H原子在AlCl3环境发生消去反应得到D,D中羰基在和乙酸酐共同作用下生成E,E在一定条件下脱去酯基生成F,F中的碳碳双键加氢得到G,G与SOCl2反应得到H),H脱去HCl得到I(),I中的羰基发生已知(ⅱ)的反应得到目标产物舍曲林。
答案:(1)氧化反应 (2)3,4-二氯苯甲酸
或
(6)
2.(2021·全国乙卷)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是____。
(2)写出反应③的化学方程式:____________________。
(3)D具有的官能团名称是____________________。(不考虑苯环)
(4)反应④中,Y的结构简式为____。
(5)反应⑤的反应类型是____。
(6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有____种。
(7)写出W的结构简式:____。
解析:(1)由A的两个取代基所处位置,可命名为邻氟甲苯或2-氟甲苯。(2)由题意可知C为,C发生已知信息(ⅰ)的反应,再和NaOH反应生成D,反应③的化学方程式为+HCl。(3)由D的结构简式可知,D具有的官能团有氨基、羰基、氟原子和溴原子。(4)D和Y发生取代反应生成F和HBr,由D和F的结构简式可知Y的结构简式为。(5)由E和发生反应生成F,结合它们的结构简式可知,反应⑤的反应类型为取代反应。(6)由C为,根据含有苯环并能发生银镜反应可知,C的同分异构体苯环上含有醛基、氟原子和氯原子,采用“定二移一”的方法,先确定氟原子和氯原子在苯环上的位置,再移动醛基的位置,氟原子和氯原子在苯环上可处于邻、间、对三种位置,然后移动醛基的位置,共有如下10种:。(7)F发生已知信息(ⅱ)的反应生成W,已知信息(ⅱ)的反应可理解为氨基与羰基加成,氮原子上的氢原子与氧原子相连,羰基碳与氮原子连接,然后羟基脱水生成醚,可得W为。
答案:(1)2-氟甲苯(或邻氟甲苯)
题型(一) 有机物的综合推断
[策略指导]
1.根据特定的反应条件进行推断
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯的同系物(与苯环相连的碳上含有氢原子)或苯酚。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质中含有—CHO或HCOO—。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
3.以特征产物为突破口推断碳骨架结构和官能团的位置
(1)若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构—CH2OH;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构—CH(OH)—。
(2)由消去反应的产物可确定—OH或—X的位置。
(3)由一卤代物的种类可确