专题探究20 有机合成中官能团的转化与保护&专题探究21 有机合成中碳骨架的构建-【经纶学霸●蓝题】2025年学霸高考化学一轮复习

第十章有机化学基础学霸高吉 专题探究20有机合成中官能团的转化与保护 ☑专题强化热点聚焦，重难突破]限时：15mim 3.(2023·江苏镇江模拟)化合物1是一种药物 1.(2023·北京统考模拟)E是一种食品添加剂 的中间体，其合成路线如下图： 中的防腐剂，可经下列反应路线得到（部分反 应条件略)。下列说法不正确的是( g OH (0I1 CH,CI- 乙慰 -CH,MgCl-1) H (CH LSO KMnO..H CH CH. HCI D)NaNO. OCH, OH OH Pd/C 2)HCI KIH' O (E) D E COOH COOH COOCH.CH T-Cl(CH.CH)N A.A是苯酚的一种同系物，且溶解度小于苯酚 CH.Cl. OH B.经反应A→B和C→D的目的是保护官能 团酚羟基不被氧化 01s C.与B属于同类有机物的同分异构体有3 KOH HOAc 0 CH.CH.OH/H.O~O 种（不包含B)》 D.1molD可以消耗1 mol NaHCO H 2.(2024·浙江台州二模)阿斯巴甜是市场上主 流甜味剂之一，以下是以天门冬氨酸为原料 (1)TsC1的结构为 TsC中 合成阿斯巴甜的路线。下列说法不正确的是 CI ( C原子的轨道杂化方式为 杂化。 H.N~COOI HCOCI O (2)有机物D中含氧官能团名称为 COOH COOI F→G的化学反应类型为 反应 天门冬氨酸 (3)设计步骤F→G的目的是 0 05 COOCH. 0 0 (4)已知：R一CN HRCOOH, R一C一R R' OH COOCH, H.N HCN C 请设计以 ① HOOC R CN 问新巴甜 OH A.天门冬氨酸难溶于乙醇、乙醚 CH0为原料制备 B.①④的目的是保护氨基 C太◇的合成 C,反应过程中包含了取代反应、消去反应 路线（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示 D.相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢 例见本题题干)。 氧化钠充分反应，消耗HCI与NaOH的物 质的量之比为2：3 学霸高春引蓝题化学 专题探究21 有机合成中碳骨架的构建 ☑专题强化热点聚焦，重难突破|限时：30mim 架改变的反应。已知Cope重排反应 1.(2023·湖南长沙月考)如图是催化偶联反应 的机理，R一为烷烃基或氢原子。下列说法正 有机物丙的结构简式为 确的是 ( 門-X 下列说法正确的是 HX (0)H CnX A.甲分子的化学名称为3-乙基-1,5-二己烯 B.利用红外光谱可鉴别有机物甲和乙 Pd] C.丙与氢气完全加成后，分子中含有1个手 性碳原子 A.催化剂只有[Pd°] D.类比上述重排反应，考虑烯醇互变： B.第②步反应为氧化还原反应 H,C=C-CH3→CH3 CH,有机 C. ,=中碳的杂化类型有sp2、sp OH 0 D.偶联反应为C一X+一一R雀化剂 物丙的异构化产物可能为 4.化合物F是一种有机材料中间体，一种以苯 2.(2023·江苏南通期末)化合物W是重要的 甲醛为原料的合成路线如下： 药物中间体，可由下列反应制得： CHO CH=CHCHO CH=CHCOOH CH CHO 02 Michacl 稀碱液，△ 伐化剂，△ 反应 C三CC0OH HOOC D 1)条件Y 2I,分 催化剂，4 (1)A、B、C三种物质中存在顺反异构 的是 (2)D的分子式为 (3)A→B的反应需经历A→X→B的过程，中 下列有关说法正确的是 ( 间体X的分子式为C,H。02,X→B的反应类 A.X分子中采取sp杂化的碳原子有3个 型为 B.Y分子中所有碳原子可能共平面 (4)C的一种同分异构体同时满足下列条件， C.Z分子存在手性异构体 写出该同分异构体的结构简式： D.W分子可发生水解、加成和消去反应 3.(2024·山东济宁一模)重排反应是指某种化 ①能发生银镜反应，且1ml该物质最多产生 合物在试剂、温度或其他因素的影响下，发 4 mol Ag; 生分子中某些基团的转移或分子内碳原子骨 ②分子中含环，且含有4种不同化学环境的氢 第十章有机化学基础学霸高吉 5.(2024·四川德阳二模)化合物1是合成一种 6.化合物H是一种有机光电材料中间体。实验 荧光材料的重要中间体，其合成过程中利用 室由芳香化合物A制备H的一种合成路线 了Robinson增环反应原理，合成路线如下： 如下： C)、H CHO cII,CI0B1Cio△厂 Al、u、△ A NaOH/H.OC.H.O 2)H- 1CH,02 H'.H.O Br/CCL △ CH,COCI C.H.Br202 DKOHAC H.OH △ 2)H C.H 催化剂F CILOIE 浓H,S0,CH,O H COOC H NaOH/H.O 已知：①RCHO+CH,CHO RCH -CHCHO+H,O ②儿+川位化型 已知： (1)化合物G的结构简式为 ,D中官 能团的名称为 (2)下列说法不正确的是 (填字母)。 A.C→D的反应类型是取代反应 B.化合物C可以与NaHCO,溶液反应 △ C.化合物D不能发生消去反应 D.化合物H的分子式为CsHO (3)B→C第一步的化学反应方程式为 (4)芳香化合物X是C的同分异构体，X具有 以下特点：①只有一个环状结构：②具有两个 回答下列问题： 相同的官能团：③能发生银镜反应，X共有 (1)I中官能团的名称为 种（不考虑立体异构）。其中核磁共 (2)A→C、D→E的反应类型分别 振氢谱有四种不同化学环境的氢，且峰面积 为 之比为3：2：2：1，写出1种符合要求的X (3)B+CD的化学方程式为 的结构简式： (4)G的结构简式为 (5)写出用环戊烷() 和2-丁炔 (5)化合物F的一种同分异构体同时满足下 (CH,C=CCH)为原料制备化合物< 列条件，其结构简式为 的合成路线（用流程图表示，其他试剂任选）。 (任写一种)。 ①含有2个羟基：②核磁共振氢谱共有4组 峰，且峰面积之比为2：1：1：1。条件为浓硫酸、170℃。(4)E为 ,符合要求的 胺基，反应④酰胺基转化为氨基，故①④的日的是保护氨 基，B正确：反应过程中包含了取代反应、消去反应、加成反 同分异构体中含有《》 ,剩余6个碳原子形成支链，形成 应，C错误：阿斯巴甜分子中含有一个羧基、一个酯基和一个 酰胺基，相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠 3个支链碳原子有三种分配方式：①1,1,4，在苯环上有6种 充分反应，消耗HC1与NOH的物质的量之比为2：3， 连接方式：②1,2,3，在苯环上有10种连接方式：③2,2,2，在 D正确。 苯环上有3种连接方式：情况①中的4个碳原子有四种碳链 CH, 3.(1)p,p2(2)醚键，硝基取代(3)保护酚羟基 异 构：一CH,CH,CH,CH、 CHCH,CH, (4) 乙 CH, CH: OH CH,CHCH·一CCH,,与另外两个甲基连在苯环上 (2)H CH OH 共有6×4=24种：情况②中的3个碳原子有2种碳链异 HCN CH: 构：一CH,CH,CH,、 CHCH,,与另外的甲基和乙基在苯 环上共有10×2=20种：情况③中不存在碳链异构，三个取代 解析：一氯甲烷与镁单质在乙醚中发生反应生成B,B与 基相同，在苯环中有3种连接方式，故E符合条件的同分异 构体共有24+20+3=47种：其中核磁共振氢谱有四组峰，峰 发生加成反应，再经酸化得到C,C与HC在 面积比为9：6：2：1的结构简式为 V02 加热条件下发生取代反应生成D,D与氢气在催化剂条件下 发生还原反应得到E,E在亚硝酸钠作用下，再经过酸化后 (5)根据题中路线及已知信息，以 为原 得到F,F发生取代反应得到G,C与碘单质发生取代反应生 成H,H在KOH、乙醇作用下发生取代反应生成L,据此解 答。(I)由TsC的结构可知，甲基上的C原子价电子对数 KMnOa 为4，苯环上的C原子价电子对数为3，C原子采用spp 料合成 其合成路线为 杂化。(2)根据结构简式可知，其含氧官能闭为醚键，硝基： H 由结构可知F→G的过程中F中酚羟基上的氢原子被一Ts 替换，发生取代反应。(3)酚羟基易被氧化，为防止其在G H的转化过程中被碘单质氧化，因此将其转化成较稳定 CH.CCHCH.CH,COOH 的一0T结构，日的是保护酚羟基。(4)苯与氯气发生取代 CH 反应生成氧苯，氧苯与g发生反应生成Mg, 0 CH CH.OH 一Mgd与苯甲醛发生加成反应，再经酸化得到 CH,CCHCH.CH,C-OC,H, 浓H,S0 CH, 经氧化得到 ①CH,CH2 ONa CH,CHOH 2H,0 与HCN发生加成反应得 技巧点拨 有机合成可采用顺推和逆推相结合的方式来确定未知有 机物的结构，推断过程中要特别注意利用已知信息。 合成路线为 父题探究20有机合成中官能闭的转化与保护 1.C解析：A是苯酚的同系物，A的烃基中碳原子数大于苯 ()CH 01I 酚，溶解度比苯酚小，A正确：A中含有酚羟基，易被氧化，设 乙 计A一→B和C一→D的目的是保护酚羟基，防止被氧化，B正 (2)1H 确：与B属于同类有机物属于醚类，对应的同分异构体可为 OH OCH, OCH. OCH.CH, HCN 02△ CH 专题探究21有机合成中碳骨架的构处 CH. CH,OCH, 1.D解析：反应机理分为四步：①《-X+[P]一 ,共4种，C错误：D中羧基可与碳酸氢钠 IPd 1-x 反应，则1mD可以消耗1 nol NaHCO、,D正确。 +CuX: 2.C解析：常温下，天门冬氨酸微溶于水，难溶于乙醇和乙 醚，溶于沸水，A正确：根据反应可知，反应①氨基转化为酰 学霸高考·蓝题·化学·083 ③CnX+=R→GH=-R+HX: 反应需经历A一X→B的过程，中间体X的分子式为 PH C,H。O,则A与CH,CH0发生加成反应生成X为 R+門由反应机理可 OH 知[P°]、CX在反应前后质量和化学性质均不变，皆为该 ○》GH-CH,CH0,X发生醇的消去反应生成B,X一B 反应的催化剂，A错误；第②步反应为 的反应类型为消去反应。(4)C的同分异构体能发生银镜 [Pd']-X [Pd] -一R 反应，且1mol该物质能产生4 mol Ag,说明该同分异构体中 Cu +CX,该反应为 存在2个醛基，分子中存在苯环且含有4种不同化学环境的 氧，则满足条件的同分异构体为 取代反应，B错误：苯环上的C,碳碳三键的C分别为sp,即 CH, 杂化，一R为烷基时，R中的C为s邓杂化，C错误：结合分 析可知，反应物有《一X和= R,生成物有HX和 CHO OHC CHO 一一林因此偶联反应总反应为《 CH —R,D正确。 5.(1)碳碳双键，酮羰基(2)取代反应消去反应 2.C解析：X分子中苯环上，碳碳双键上、碳氧双键上的碳原 CHO 子均为sp杂化，共9个，A错误：Y中六元环为饱和碳原子 (3) 形成的.所有碳原子不可能共平面，B错误：Z分子中存在手 性碳原子：与两个环相连的碳原子及右侧六元环中与两个 碳氧双键都相连的碳原子，故乙分子存在手性异构体，C正 确：W中含苯环和碳氧双键，能发生加成反应：与羟基直接 相连的第二个酸原子上含氢原子，能发生消去反应，不能发 生水解反应.D错误 3.D解析：甲分子的化学名称为3-乙基-1,5-己二烯，A错 误：利用红外光谱可以确定化学基团和鉴定未知物结构，甲 (5)HOCH,CH =CHOCH=CHCH,OH 和乙不存在不同的官能团，B错误：丙与氢气完全加成后生 解析： 0 OH 其环为对称结构，故分子中不含有手性碳 CCH.CH 3 C0、H CHO 原子，C错误：有机物丙 义发生Cope重排反应得 A☐，.Cu日、△ /134 OH H.HO △ CILCOC] 然后烯醇互变得到 ,D正确 AICI 4.(1)B、C (2)CH,Br,02(3)消去反应 G OHC CH,CHO OHC CHO (CaH202 (4】 CH 解析：化合物A为苯甲醛，苯甲醛与乙醛反应生成B,B发生 NaoH、 醛的氧化反应生成C,C与B?发生加成反应生成D为 CHBrCHBrCOOH (1)由1的结构简式知，I中官能团的名称为碳碳双键、酮赛 ,D在氢氧化钠醇溶液条件下发生卤代 基。(2)对比A,C的结构简式，AC为取代反应：对比D,E 的结构简式，D→E为消去反应。(3)B+CD的化学方程 烃的消去反应并酸化生成E,E与气发生加成反应生成 00H CHO F。(1)碳碳双键两端的碳原子连接不同的原子或原子 式为 团时，该有机物存在顺反异构，A,B,C三种物质中存在顺反 异构的为B、C。(2)根据分析可知，D为 (5)F的结构简式为CH,COCH,COOCH,CH.分子式为 CHBrCHBrCOOH CH0,不饱和度为2：F的一种同分异构体中含有2个羟 基，核磁共振氢谱共有4组峰.且峰面积之比为2：1：1： ,分子式为C,HBr,02。(3)A到B的 1,符合条件的一种同分异构体的结构简式 一学霸高考·蓝题·化学·084一 HOCH,CH =CHOCH =CHCH,OH CCCOOH HC-CHCHO 硫酸作用下 与乙醇共热发生酯化反应生成 碳溴键、羧基(2)AC(3) C=CCOOC,H, C=CCOOC,H HC-CHCOONa 则 F 为 2Cu(0H)2+Na0H△ +Cu,0↓+3H,0 CCCOOC,H, CH, 发生信息②反应生 4)6 OHC CHO OHC CHO CH, COOC H. NaOH/C.H.OH CH.C=CCH. 催化剂 (1)由分析可知，化合物G的结构简式为 化合物D的 解析： CHCHO B 1 Cu(OI,,△ Br Br C. 2H CILO. HC-CHCOOH CHO HC=CHCHO Br/CCL 结构简式为 ,所含官能闭为碳溴键、羧基。 1》 Br Br HC-CHCOOH CH.BrO. (2)由分析可知.C+D的反应为 与溴的四 2P DKOLC.I1OII Br Br C.H.OH 浓HS0 HC-CHCOOH 氯化碳溶液发生加成反应生成 ,A错误： HC-CHCOOH H COOC.IL 由分析可知，C的结构简式为 ,分子中含有 CHO 的羧基能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体，B正确： Br Br 由有机物的转化关系可知， 与乙醛发生信息①反应 HC- -CHCOOH HC-CHCHO CHO HC一CHCHO 生成。 ,则A为 ,B为 由分析可知， 在氢氧化钾醇溶液中共热发 HC-CHCHO CCOOH 与新制的氢氧化铜先共热发生氧化反应，后 生消去反应，后酸化得到 ,C错误：由结构简 HC-CHCOOH HC-CHCOOH 式可知，化合物H的分子式为C:HO2,D正确：故选AC。 HC=CHCHO 酸化得到 ,则C为 HC=CHCOOH (3)B→C第一步反应为 与新制的氢氧化铜 与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成 HC=CHCOONa Br Br Br Br 共热发生氧化反应生成 氧化亚铜沉淀和 HC-CHCOOH HC-CHCOOH HC-CHCHO 则 D 为 水，反应的化学方程式为 +2Cu(OH)2+NaOH Br Br HC=CHCOONa HC-CHCOOH +C,0!+3H,0。(4)C的同分异构 先在氢氧化钾醇溶液中共热发生消去反 体X只有一个环状结构，具有两个相同的官能团，能发生银 C=CCOOH C=CCOOH 镜反应，说明X分子中苯环上的取代基为醛基和甲基，可以 视作邻，间、对苯二甲醛分子中苯环上的氢原子被甲基取代 应，后酸化得到 ,则E为 :浓 所得结构，共有6种，其中符合核磁共振氢谱有四种不同化 学霸高考·蓝题·化学·085一 学环境的氢，且峰面积之比为3：2：2：1的结构简式为 7.A解析：牛油难溶于水，但易溶于有机溶剂，故加入乙醇的 CH 作用是促进牛油溶解，不是催化剂，A错误。 8.C解析：化合物②、③及HC1等中间产：物是反应过程中生 (5)由有机物的 成，在后续反应中又消耗掉的物质：催化剂是反应过程中消 OHC CHO CHO 耗，在后续反应中又生成的物质，化合物①是反应的催化 CH. 剂。聚苯乙烯中没有碳碳双键，不能使溴水褪色，A错误： 转化关系可知，用 和CH,C=CCH,为原料制备化合物 化合物①是在反应过程中消耗，在后续反应中又生成的物 质，是催化剂，化合物②、③及HCI等是中间产物，B错误： ☐的合成步骤为 光照条件下与氯气发生取代反 催化循环过程中铁元素由+2向+3价的转化，反应中有氧气 参加，将 氧化成苯甲酸，该过程涉及氧化反应，C 在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应 正确：苯甲酸分子中没有即杂化的碳，不存在一个碳上连 生成 与CH,C=CCH,发生信息②反应生成 有四个不同的原子或基团的碳原子，没有手性碳原子，D 错误。 9.B解析：由题干可知，A1(OP),中铝为+3价，反应①后铝 ☐，合成路线为 NaOH/C,H,OH 形成4个键，但是虚线位置为配位键，配位键中电子对由氧 提供，故铝化合价还是+3，铝元素的化合价不变，A错误：由 CH,C=CCH 氧化机理可知.反应①中A1(OP),的1个异丙基氧生成异 催化剂 丙醇，B正确：Oppenauer氧化反应，是以酮类为氧化剂的反 第十章综合测试 应，则图示反应中丙酮发生还原反应，C错误：反应②除了涉 1.C解析：桑蚕丝属于蛋白质，属于天然高分子物质，不是合 及了C一O,C一H和O一H的变化.还涉及C=0的变化，D 成纤维.C错误 错误 10.(1)三颈烧瓶球形冷凝管水(2)步骤Ⅱ中使用无氧 2.B解析 标记处碳 水(3)(C,H0,).+nH,050℃ nCHO (4)+4 淀粉 葡萄糖 OH (5)丙酮易挥发，易燃使用丙围的量少，可实现连续 萃取 为饱和碳原子，则分子中所有的碳原子不可能在同一平面 解析：(1)图1中仪器a和仪器b的名称分别为三颈烧瓶 上，B错误 和球形冷凝管：实验所需温度为45℃和50℃，适宜选用 3.B解析：完全水解的产物分子为H00C一一C00H和 水浴加热。(2)步骤Ⅱ中使用无氧水也是消除氧气对实验 H,N《NH,,两种分子苯环上的氢原子化学环境都 干扰的措施。(3)淀粉发生水解反应生成葡萄糖的化学方 相同，B错误。 程式为(C,Hp0,).+nH,050 →C。He0。(4)根据化合 淀粉 葡萄糖 4.C解析：由题干有机物结构简式可知，迷迭香酸中含有苯 物中各元素化合价代数和为0，可知硝酸铈铵中钵元素的 环，则属于芳香族化合物，含有氧原子，不属于烃，A错误： 化合价为+4。(5)提取所用溶剂为丙翻，丙酮易挥发，若果 由题干有机物结构简式可知，迷选香酸分子式为CH。0g, 用明火加热，挥发出的丙酮蒸汽容易被点燃：与传统萃取 B错误：由题干有机物结构简式可知，迷迭香酸含有羟基、羧 相比，索氏提取器中的溶剂丙酮可以反复使用，既减少了 基和酯基三种含氧官能团，且含有苯环，迷迭香酸可以发生 溶剂用量，又能高效萃取。 水解反应，加成反应和酯化反应，C正确：由题干有机物结构 11.(1)氨基，醚键(2)HCH0(3)BD 简式可知，迷迭香酸含有2个苯环，1个碳碳双键可以和H 加成，故1mol迷选香酸最多能和7mol氢气发生加成反应， OH D错误。 01 +001 5.D解析：纤维素属于高分子化合物，高分子化合物中的n 值不确定，为混合物，A错误：葡萄糖异构化时，一OH转化 NO. 为酮羰基，此时极性键0一H断裂.且醛基转化为 一CH,OH.此时极性键C一O断裂，极性键0一H形成，同时 伴随着能量的变化，B错误；5-HMF完全氧化为FDCA,醛 基、醇羟基都被氧化为羧基，1mol5-HMF完全氧化为 CH,NO. CH,NO FDCA转移6mdl电子，C错误：PEF含有酯基，结合FDCA 的结构简式，可知PEF可由FDCA和乙二醇发生缩聚反应 制得，即单体是FDCA和乙二醇，D正确。 6.C解析：X分子中一CH0中碳原子和苯环碳原子均为sp 杂化，共7个，A错误：X→Y分两步进行，则一CH0先与酯 基和氰基中间的《-H发生加成反应生成一OH,后一OH再 与a-H发生消去反应，则中问产物分子式为Cis Hi NO。,B 错误：Y分子存在双键，且双键两端基闭不同，存在顺反异 构，C正确：X分子中不含有酯基，不能发生水解反应，D 错误。 一学霸高考·蓝题·化学·086一