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金版教程 高考科学复习解决方案 化学 (经典 单选版
(2023·北京卷)化合物P是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。
(1)A中含有羧基,A→B的化学方程式是______________________________
_________________。
(2)D中含有的官能团是________。
(3)关于D→E的反应:
①的羰基相邻碳原子上的C—H键极性强,易断裂,原因是____________________________________________________________________。
②该条件下还可能生成一种副产物,与E互为同分异构体。该副产物的结构简式是______________________。
(4)下列说法正确的是________(填序号)。
a.F存在顺反异构体
b.J和K互为同系物
c.在加热和Cu催化条件下,J不能被O2氧化
(5)L分子中含有两个六元环。L的结构简式是________________。
(6)已知:,依据D→E的原理,L和M反应得到了P。M的结构简式是__________________。
[解题思路分析] A中含有羧基,结合A的分子式可知A为CH2BrCOOH;A与乙醇发生酯化反应,B的结构简式为CH2BrCOOCH2CH3;D与2戊酮发生加成反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知D的结构简式为,E发生消去反应脱去1个水分子生成F,F的结构简式为,D→F的整个过程为羟醛缩合反应。结合G的分子式以及G能与B发生已知信息的反应可知G中含有酮羰基,说明F中的碳碳双键与H2发生加成反应生成G,G的结构简式为;B与G发生已知信息的反应生成J,J为;K在NaOH溶液中发生水解反应生成,酸化得到,结合题中信息可知L分子中含有两个六元环,由L的分子式可知中羧基与羟基发生分子内的酯化反应,L的结构简式为;由题意可知L和M可以发生类似D→E的加成反应得到,发生酮式与烯醇式互变得到,发生消去反应得到P,则M的结构简式为。
[答案] (1)CH2BrCOOH+CH3CH2OHCH2BrCOOCH2CH3+H2O
(2)醛基
(3)①羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子,使得相邻碳原子上的C—H键极性增强
②
(4)ac (5)
(6)
1.通过物理特征突破
有机化合物中各类代表物的状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点,解题时可考虑通过物理特征找到题眼。
2.根据反应物、产物分子式特征推断有机物结构及反应类型
分析反应物、产物的分子式特征,根据其差异,联想已有有机化学知识,猜想可能的有机反应类型,由此确定反应物、产物的结构特点,结合框图中的其他物质,确定具体的结构。如:―→:对比F与G的分子式,G比F的分子式少1个H,多1个NO2,可判断反应类型可能为取代反应,F若为苯酚,则G可能为硝基苯酚。
3.从反应条件突破
反应条件
可能的有机化合物及反应
浓硫酸,加热
①醇的消去反应;
②酯化反应;
③苯的硝化反应
稀硫酸,加热
①酯的水解反应;
②二糖、多糖的水解反应等
强碱的水溶液,加热
①卤代烃的水解反应;
②酯的水解反应等
强碱的醇溶液,加热
卤代烃的消去反应
新制Cu(OH)2或银氨溶液,加热
醛基的氧化反应
酸性KMnO4溶液
①烯烃、炔烃的氧化反应;
②某些苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上含有H)的氧化反应;
③醇、醛、苯酚的氧化反应
O2、Cu(或Ag),加热
醇的催化氧化反应
H2、催化剂,加热
①烯烃、炔烃的加成反应;
②芳香烃的加成反应;
③醛、酮还原为醇
特别注意:羧基、酯基、酰胺基中的碳氧双键不能加成
溴水或溴的CCl4溶液
烯烃、炔烃的加成反应
浓溴水
苯酚的取代反应
Cl2,光照
①烃的取代反应;
②中侧链的取代反应
铁粉或卤化铁、X2
苯环上的卤代反应
如:(1):反应类型可能为取代反应(酯化反应),联想乙酸乙酯的制备,则F结构中可能有羧基,G结构中可能有酯基。
(2):通过分子式可得反应类型可能为加成反应,联想乙烯与溴的四氯化碳溶液反应,则C结构中应该存在一个碳碳双键。
4.从转化关系突破
(1)连续氧化关系:
结论Ⅰ
A为醇、B为醛、C为羧酸、D为酯
结论Ⅱ
A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同
结论Ⅲ
A分子结构中与羟基相连的碳原子上至少有2个氢原子,即含—CH2OH
结论Ⅳ
若D能发生银镜反应,则A为CH3OH,B为HCHO,C为HCOOH,D为HCOOCH3
(2)重要的“三角”转化关系:
①卤代烃在强碱的醇溶液中加热,醇在浓硫酸、加热条件下均发生消去反应生成烯烃。
②烯烃在一定条件下分别与HX(X为卤素原子)、H2O发生加成反应生成卤代烃、醇。
③卤代烃在强碱的水溶液中加热发生取代反应生成醇,醇与浓HX在加热条件下发生取代反应生成卤代烃。
在有机推断中灵活运用以上转化关系,并根据题目的限制条件拓展和完善,可起到事半功倍的效果。
5.从实验现象突破
实验现象
可能的结构
使溴水褪色
可能含碳碳双键、碳碳三键、醛基等
使酸性KMnO4溶液褪色
可能含碳碳双键、碳碳三键,也可能是苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上含有H)、醇(含结构)、醛、酚等
①遇FeCl3溶液显紫色;
②与浓溴水反应产生白色沉淀
说明含酚羟基
加入新制Cu(OH)2并加热有砖红色沉淀生成,或加入银氨溶液水浴加热有银镜出现
含—CHO
加入Na,有H2产生
可能有—OH或—COOH
加入NaHCO3溶液有气体放出
含—COOH
6.根据相关数据确定官能团的数目
(1)烃和卤素单质的取代:每取代1 mol氢原子,消耗1 mol卤素单质(X2)。
(2) 的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比1∶1加成。
(3)含—OH的有机化合物与Na反应时:2 mol —OH生成1 mol H2。
(4)
(5)物质转化过程中相对分子质量的变化
(关系式中M代表第一种有机化合物的相对分子质量)
7.有机推断中常考的“陌生信息”
(1)羟醛缩合:RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
(2)利用格氏试剂发生加成反应
RXRMgX(R代表烃基,R′、R″代表烃基或氢)。
(3)烯烃的氧化:
(4)成环反应
1.(2023·全国甲卷)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R—COOHR—COClR—CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是________。
(2)由A生成B化学方程式为____________________________________。
(3)反应条件D应选择________(填标号)。
a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HCl
c.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是________。
(5)H生成I反应类型为________。
(6)化合物J的结构简式为________。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有________种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12
c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为________。
答案 (1)邻硝基甲苯(2硝基甲苯)
(2)
(3)b (4)羧基 (5)消去反应 (6)
(7)d
解析 有机物B被酸性高锰酸钾氧化为C,结合有机物C的结构和有机物B的分子式知,有机物B为,有机物B由有机物A与Cl2发生取代反应得到,则有机物A为,有机物E为有机物C发生还原反应得到的,有机物E经一系列反应得到有机物G,根据已知条件,有机物G与SOCl2发生第一步反应得到中间体,中间体再与氨水发生反应得到有机物H(),有机物I与有机物J发生反应得到有机物K,根据有机物I、K的结构和有机物J的分子式可以得到有机物J为,有机物K经后续反应得到目标化合物阿佐塞米(有机物L)。
(7)分子式为C7H6ClNO2的芳香同分异构体且含有—Cl、—NO2两种官能团。有以下几种情况:①若只有1个取代基,则为—CHClNO2,有1种;②若有2个取代基,则为—CH2NO2、—Cl或—CH2Cl、—NO2,2个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种,共6种;③若有3个取代基,则为—Cl、—NO2、—CH3,有10种。除有机物B外,其同分异构体有16种。
2.(2023·岳阳市高三教学质量检测)化合物M是制备一种抗菌药的中间体,实验室以芳香化合物A为原料制备M的一种合成路线如下:
已知:R1CH2BrR1CH==CHR2
回答下列问题:
(1)由C生成D所需的条件为________,F→M的反应类型为________。
(2)由E生成F的化学方程式为______________________________________。
(3)E的同分异构体中,满足下列条件的有________种(考虑分子的手性),任写出其中一种核磁共振氢谱中有4组吸收峰的结构简式:________________。
①含苯环 ②1 mol的该物质与足量的银氨溶液反应,可制得4 mol Ag
答案 (1)光照 消去反应
(2)
(3)10 或
解析 A与CO在AlCl3/HCl存在条件下发生反应生成B,B分子式是C8H8O,B与O2反应生成的C为,C分子式是C8H8O2,两种物质分子式相差一个O原子,可逆推B是、A是,C发生甲基上的取代反应生成的D为,根据已知信息,D与HCHO在一定条件下发生反应生成的E为,E与I2在一定条件下发生反应生成的F为,F与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应生成M。
(3)E为,E的同分异构体中,满足①含苯环,②1 mol的该物质与足量的银氨溶液反应,可制得4 mol Ag,则含2个醛基,当苯环连接—CHO、—CH2CHO两个取代基时有邻、间、对3种结构;当苯环连接—CHO、—CH3、—CHO三个取代基时有6种结构,当苯环连接一个取代基时有1种结构,则共10种满足条件的同分异构体。
3.M是合成某药物的中间产物,其合成路线如下:
Ⅱ.R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(1)A分子无支链,只含有一种官能团,官能团的名称是________。
(2)B→E的反应类型是____________。
(3)D的结构简式是____________。
(4)F→G的化学方程式是________________________________________。
(5)L的结构简式是______________________。
(6)L→M时,L发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。
答案 (1)羧基 (2)加成反应 (3)
(4)CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
(5) (6)还原
解析
信息Ⅰ
结合A、B的分子式、A→B的反应条件、E的分子式及信息Ⅰ中的加成反应,可推知B为CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3,D为,故A为HOOCCH2CH2COOH
信息Ⅱ
由E的分子式及其产物结构,结合信息Ⅱ,可推知E为
信息Ⅲ
F与乙醇反应生成G,G与J发生信息Ⅲ中反应生成K,结合F、G的分子式可知,F属于羧酸、G属于酯,故F为CH3COOH,G为CH3COOCH2CH3
专项作业
[建议用时:40分钟]
1.(2023·邵阳市高三联考)黄酮类天然产物具有独特的生物活性,一种具有抗炎活性的高异黄酮类似物Ⅶ的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的名称是________。
(2)鉴别化合物Ⅰ和Ⅱ的化学方法:__________________________________。
(3)反应⑤的类型是________;反应②为还原反应,化合物Ⅲ的结构简式为________;由化合物Ⅱ合成Ⅲ的反应条件是________(填字母)。
A.NaOH B.HCl
C.O2 D.H+/H2
(4)写出反应④的反应方程式:____________________________________。
(5)化合物Ⅶ中含氧官能团的名称是________________。
(6)写出两种同时满足如下条件的化合物Ⅱ的芳香族同分异构体的结构简式:________________、________________。
条件:①遇FeCl3溶液显色;②不能与NaHCO3溶液反应;③与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团;④核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰。
(7)利用类似反应⑤的反应,写出由
HOCH2(CH2)4CH2OH及乙醇为原料合成的路线。
答案 (1)邻苯二酚
(2)加入NaHCO3溶液,有气体生成的是化合物Ⅱ
(3)取代反应 D
(4)
(5)酯基、(酮)羰基、醚键
(6)
(7)
2.(2023·重庆市高三质量调研)苯磺酸左旋氨氯地平是目前治疗高血压的主要药物。经由如下反应路线可制备苯磺酸左旋氨氯地平的中间体M(部分试剂及反应条件略)。
已知:(R1、R2、R4为烃基,R3为H或烃基)
(1)A的结构简式为________,E中官能团名称为________。
(2)反应C→D,选择的试剂和反应条件分别为__________________。
(3)D与银氨溶液反应的化学方程式为________________________________
______________________________________________。D可与H2发生加成反应,有机产物R的分子式为C7H13OCl。R的同分异构体中,核磁共振氢谱有3组峰(峰面积比为6∶6∶1)的结构简式为________(任写一种)。
(4)D+E―→F包含两个反应步骤,反应类型分别为________________,F的结构简式为______________________。
(5)根据上述信息,可由NH3、及两种有机物为原料合成,这两种有机物的结构简式为______________、__________________。
答案 (1) 酯基、(酮)羰基
(2)O2和铜,加热
(3)
等(合理即可)
(4)加成反应、消去反应
(5)
解析 根据D的结构、C的分子式,可推知C→D为醇的催化氧化反应,C为,则B为,A为,B→C为卤代烃的水解反应,A→B为甲基上氢原子的取代反应。
(3)D中苯环和醛基都可与H2发生加成反应,R的分子式为C7H13OCl,则R为(不饱和度为1),由其同分异构体核磁共振氢谱有3组峰(峰面积比为6∶6∶1),知含有三种氢原子、4个甲基,则满足条件的结构简式有、等。
(4)根据已知信息,D中—CHO和E中—CH2—脱去1个水分子生成F,反应过程包含两个反应步骤,分别为、+H2O,这两个反应分别为加成反应、消去反应。
3.(2023·江苏如皋市高三期末)帕比司他是治疗某些恶性肿瘤的药物,其中间体(E)的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A分子含有的官能团名称为________。
(2)反应Ⅱ分两步进行:BXC。第一步反应为加成反应,则X的结构简式为________________;第二步脱水的反应属于________(填反应类型)。
(3)进行反应Ⅲ时,CH3OH自身反应生成的副产物为________________(填名称)。
(4)反应Ⅲ的化学方程式为_________________________________________。
(5)化合物Y是B的同分异构体,遇FeCl3溶液显紫色,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1。Y的结构简式为________________________。
答案 (1)醛基
(2) 消去反应
(3)甲醚(或二甲醚)
(4)
(5)
解析 A在KBH4,N2,-5 ℃条件下发生反应,其中一个醛基被还原成醇羟基,得到B,B与CH2(COOH)2反应得到C,C与甲醇发生酯化反应得到D,D与发生取代反应生成E。
4.某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
请回答:
(1)化合物B的含氧官能团名称是____________________。
(2)下列说法不正确的是________。
A.化合物A能与FeCl3发生显色反应
B.A→B的转变也可用KMnO4在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C―→D的反应中,K2CO3作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是____________。
(4)写出E→F的化学方程式_______________________________________。
(5)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式____________________________________________________________。
①分子中含有苯环
②1HNMR谱和IR谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基()。
(6)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N苄基苯甲酰胺()。利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线。(用流程图表示,无机试剂任选)
答案 (1)羟基、醛基 (2)BC
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4)
(5) 、、、
(6)
解析 由有机物的转化关系可知,发生催化氧化反应生成,在碳酸钾作用下与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成,则C为ClCH2CH2N(CH3)2;与NH2OH反应生成(E);在催化剂作用下E与氢气发生还原反应生成(F);与SOCl2发生取代反应生成;与发生取代反应生成依托比利。
(2)酸性KMnO4溶液会将—CH3直接氧化为—COOH,且酚羟基具有强还原性,也会被酸性KMnO4溶液氧化,B错误;由分析可知,B+C―→D的反应为在碳酸钾作用下与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成和HCl,其中碳酸钾的作用是中和反应生成的氯化氢,提高反应物的转化率,C错误。
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