专题66 有机推断——以结构简式为主-【好题汇编】十年(2015-2024)高考化学真题分类汇编(全国通用)
2024-09-11
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内容正文:
专题66有机推断
——以结构简式为主
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 合成新药物
2024·甘肃卷、2024·河北卷、2022•福建卷、2022•全国乙、2022•湖北省选择性、2021•湖北选择性考试、2019•新课标Ⅰ、2019•天津卷、2018•天津卷、2016·江苏卷、2016·海南卷、2015·福建卷
有机合成与推断题列入必考题,是高考的经典题型,通常以药物、材料、新物质的合成为背景,根据合成路线命题形式,有的试题为结构全知型,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,此类试题中所涉及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据前后的变化来分析其反应特点;考查的知识点相对比较稳定,涉及的问题常包含官能团名称或符号、结构简式、同分异构体判断、方程式书写、反应条件及反应类型、空间结构、检验及计算、合成路线等,各问题之间既相对独立,又相互关联,是典型的综合类题目。
考点2 合成其它物质
2024·湖北卷、2024·湖南卷、2024·广东卷、2023•广东卷、2022•全国甲、2021•全国甲、2020•新课标Ⅲ、2016·海南卷、2016·天津理综、2016·上海卷、2015·安徽卷、2015·全国卷Ⅰ、2015·重庆卷
考点1 合成新药物
1.(2024·甘肃卷,18)山药素-1是从山药根茎中提取的具有抗菌消炎活性的物质,它的一种合成方法如下图:
(1)化合物I的结构简式为 。由化合物I制备化合物Ⅱ的反应与以下反应 的反应类型相同。
A. B.
C. D.
(2)化合物Ⅲ的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种。
①含有苯环且苯环上的一溴代物只有一种;
②能与新制Cu(OH)2反应,生成砖红色沉淀;
③核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为1:2:3:6。
(3)化合物Ⅳ的含氧官能团名称为 。
(4)由化合物Ⅴ制备Ⅵ时,生成的气体是 。
(5)从官能团转化的角度解释化合物VII转化为山药素-1的过程中,先加碱后加酸的原因 。
【答案】(1) AD
(2)6
(3)羟基、醚键、醛基
(4)CO2
(5)提高化合物VII的转化率
【解析】化合物Ⅰ的分子式为C9H12O2,在光照的条件下和氯气发生取代反应得Ⅱ,则Ⅰ的结构简式为;根据化合物Ⅴ、Ⅵ分子结构的不同,可知化合物Ⅴ转化为化合物Ⅵ发生脱羧反应时,还有CO2生成。(1)Ⅰ的结构简式为,由化合物Ⅰ制备化合物Ⅱ的反应类型为取代反应,选项A、D都是烃与氯气发生取代反应;选项B是苯在光照条件下和氯气发生加成反应,选项C是C2H4Cl2发生消去反应,故反应属于取代反应是AD;(2)根据流程图可知:化合物Ⅲ为,其分子式C10H12O4,其同分异构体同时满足下列条件:①含有苯环且苯环上的一溴代物只有一种,说明苯环上只有一种化学环境的氢原子;②能与新制Cu(OH)2反应,生成砖红色沉淀,说明物质分子中有醛基,根据物质的分子式可知其不饱和度为5,除去苯环的不饱和度,只有一个醛基;③核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为1:2:3:6,说明分子中有4种不同化学环境的氢原子,数目分别为1、2、3、6,故满足条件的同分异构体有:、、、、、,共6种;(3)根据化合物Ⅳ的结构为,可知其中含氧官能团的名称为羟基、醚键、醛基;(4)对比化合物Ⅴ和化合物Ⅵ的结构,化合物Ⅵ比化合物Ⅴ少一个碳原子和两个氧原子,由化合物Ⅴ制备Ⅵ时,生成的气体是CO2;(5)化合物VII转化为山药素-1的过程发生的是酯基水解,酯在碱性条件下水解更彻底,再加入酸将酚羟基的盐转化为酚羟基得目标产物山药素-1,若直接加酸,由于酯在酸性条件下的水解可逆,产率较低,故先加碱后加酸是为了提高化合物VII的转化率。
2.(2024·河北卷,18,14分)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)D的结构简式为_______。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为_______。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为_______。
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有_______种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为;
(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)丙烯酸 (2)加成反应
(3) (4)+HO-NO2+H2O
(5)H分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6)酰胺基
(7)①6 ②
【解析】由流程图可知,A与甲醇发生酯化反应生成B,则A的结构简式为;B与CH3SH发生加成反应生成C;C在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成D,则D的结构简式为;D与SOCl2发生取代反应生成E;由F的分子式可知,F的结构简式为;F发生硝化反应生成G,G的结构简式为;G在一定条件下发生水解反应生成H,H的结构简式为;H与发生取代反应生成I;I与乙醇钠发生反应生成J;J发生硝基的还原生成K,K的结构简式为;K与E发生取代反应生成L;L与反应生成M。(1)由A→B的反应条件和B的结构简式可知该步骤为酯化反应,因此A为,其名称为丙烯酸。(2)B与CH3HS发生加成反应,-H和-SCH3分别加到双键碳原子上生成C(3)结合C和E的结构简式以及C→D和D→E的反应条件,可知C→D为C先在碱性条件下发生水解反应后酸化,D为,D与亚硫酰氯发生取代反应生成E。(4)F→G的反应中,结合I的结构可知,苯环上碳氯键的对位引入硝基,浓硫酸作催化剂和吸水剂,吸收反应产物中的水,硝化反应的条件为加热,反应的化学方程式是:+HO-NO2+H2O。(5) G的结构简式为,H的结构简式为,H分子中存在羟基,能形成分子间氢键,G分子不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高。(6) K与E反应生成L为取代反应,反应中新构筑的官能团为酰胺基。(7)I的分子式为C9H9NO4,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,C=O和硝基各占1个不饱和度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、C=O和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息,结构中存在“”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为3:2:2:2可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和C=O共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原子,如图:,(序号表示插入O原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H()的结构为。
3.(2022•福建卷,15)(10分)3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)Ⅳ的反应类型为_______;由D转化为E不能使用的原因是_______。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为_______。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为3:3:2:2。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为C7H8O2)遇FeCl3溶液显紫色。则Y的结构简式为_______。
【答案】(1)醚键(或醚基)
(2)
(3) 取代反应 HBr会与碳碳双键发生加成反应(或HBr会使醚键水解)
(4)
(5)
【解析】有机合成可从正向和逆向共同进行推断,根据已知信息由C可推出B为,根据C到D的结构变化可知此步酯基发生水解反应,根据D到E的结构可知此步Br取代了羟基,根据E到F的结构可知脱去LiBr,为取代反应,据此进行推断。(1)A的含氧官能团有醛基和醚键。(2)根据分析可知,B的结构简式为。(3)反应Ⅳ中Br取代了羟基,为取代反应,此反应不用HBr的原因为HBr会与碳碳双键发生加成反应(或HBr会使醚键水解)。(4)反应Ⅴ的化学方程式为。(5)产物之一(分子式为C7H8O2)遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,酚羟基是通过酯基水解得来的,又因为核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为3:3:2:2,说明Y有两个甲基,综合可知Y的结构简式为。
4.(2022•全国乙,36)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)C的结构简式为_______。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式_______。
(4)E中含氧官能团的名称为_______。
(5)由G生成H的反应类型为_______。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为_______。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为_______。
【答案】(1)3-氯-1-丙烯 (2)
(3) +H2O
(4)羟基、羧基 (5)取代反应 (6)
(7) 10 、
【解析】A发生氧化反应生成B,B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D,对比B、D的结构简式,结合C的分子式C8H7N,可推知C的结构简式为;D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E,E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,F中不含羧基,F的分子式为C11H10O2,F在E的基础上脱去1个H2O分子,说明E发生分子内酯化生成F,则F的结构简式为;F与(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G,G与SOCl2、甲苯反应生成H,H的分子式为C15H20ClNO,H与I反应生成J,结合G、J的结构简式知,H的结构简式为;I的分子式为C8H4KNO2,I是一种有机物形成的盐,则I的结构简式为。(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,属于氯代烯烃,其化学名称为3-氯-1-丙烯;(2)根据分析,C的结构简式为;(3)E的结构简式为,F的结构简式为,E生成F的化学方程式为+H2O;(4)E的结构简式为,其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基;(5)G的结构简式为,H的结构简式为,G与SOCl2发生取代反应生成H;(6)根据分析,I的结构简式为;(7)E的结构简式为,E的分子式为C11H12O3,不饱和度为6;E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,结合分子式中O原子的个数,说明含1个羧基,能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置;故符合题意的同分异构体共有3+6+1=10种;上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1的结构简式为、。
5.(2022•湖北省选择性,17)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是___________。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有___________组。
(3)化合物C的结构简式为___________。
(4)D→E的过程中,被还原的官能团是___________,被氧化的官能团是___________。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有___________种。
(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率为___________。
(7)配合物可催化E→F转化中C- Br键断裂,也能催化反应①:
反应①:
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如下图所示)。在合成的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是___________。
【答案】(1)取代反应(或酯化反应) (2)5
(3)
(4)酯基 碳碳双键 (5)5 (6)45.92%
(7)甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,继续催化反应①
【解析】A→B条件为甲醇和浓硫酸,该反应为酯化反应,B→C,条件为CH3I和有机强碱,结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为,C与CH2=CHCH2Br发生取代反应生成D,由E的结构可分析出,D中酯基被还原成醇羟基,碳碳双键被氧化成羧基,然后发生酯化反应生成E,E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F。(1)A→B条件为甲醇和浓硫酸,根据A和B的结构简式可分析出,该反应为酯化反应,属于取代反应;(2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物中氢元素的种类,即有多少种化学环境不同的氢原子,由B的结构简式可知,B中有5种H,所以核磁共振氢谱有五组吸收峰;(3)B与CH3I反应生成C,结合D的结构简式可推测出C的结构简式为 ;(4)E结构中存在环状酯结构,采用逆推的方式可得到,存在羧基和醇羟基,再结合两种官能团的位置及支链中碳原子的个数,可推得D中碳碳双键被氧化,酯基被还原;(5)只考虑氟的位置异构, F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子,如图:,取代后有6种氟代物,除去F本身,应为5种同分异构体;(6) A→F的过程中,分成三步进行,且三步反应A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的产率=70%82%80%=45.92%;(7)甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了Pd催化剂的甲组才能催化反应①,而乙组不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,Pd配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在催化甲组合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,所以最终其催化作用的依然为金属Pd。
6.(2021•湖北选择性考试,17) (13分)甲基苄啶(G)是磺酸胺类抗菌药物的增效剂,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)E中的官能团名称是 、 。
(2)B→C的反应类型为 ;试剂X的结构简式为 。
(3)若每分子F的碳碳双键加上了一分子Br2,产物中手性碳原子个数为 。
(4)B的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有 种(不考虑立体异构)。
①属于A的同系物;②苯环上有4个取代基;③苯环上一氯代物只有一种。
(5)以异烟醛()和乙醇为原料,制备抗结核杆菌药异烟肼的合成路线如下:
写出生成Y的化学方程式 ;异烟肼的结构简式为 。
【答案】(除标明外,每空2分)
(1)醛基(1分)醚键(1分)
(2)酯化反应(或取代反应)(1分)CH3OH(3)2(4)10
(5)
【解析】(2)根据B、C的结构简式及B→C的反应条件,可推知该反应为和CH3OH的酯化反应。(3)每分子F的碳碳双键加上一分子,产物为,与溴原子相连的两个碳原子为手性碳。(4)B的结构简式为,根据①属于A的同系物,推知含有3个酚羟基、1个羧基;根据②苯环上有4个取代基,知4个取代基分别为-OH、-OH、-OH、-C3H6COOH,又因为苯环上一氯代物只有1种,说明它高度对称,结构有2种:;-C3H6COOH有5种结构,故符合条件的同分异构体有10种。(5)根据转化关系知,异烟醛催化氧化生成异烟酸,。异烟酸与甲醇发生酯化反应;借用结合流程图中B→C转化关系,异烟肼的结构简式为。
7.(2019•新课标Ⅰ,36)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:Zxxk.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: ,
8.(2019•天津卷,14)我国化学家首次实现了膦催化的环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。
已知环加成反应:
(、可以是或)
回答下列问题:
(1)茅苍术醇的分子式为____________,所含官能团名称为____________,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为____________。
(2)化合物B的核磁共振氢谱中有______个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为______。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(-COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式____________。
(3)的反应类型为____________。
(4)的化学方程式为__________________,除外该反应另一产物的系统命名为____________。
(5)下列试剂分别与和反应,可生成相同环状产物的是______(填序号)。
a. b. c.溶液[来源:学#科#网]
(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物,在方框中写出路线流程图(其他试剂任选)。
【答案】(1) 碳碳双键、羟基 3
(2)2 5 和
(3)加成反应或还原反应
(4)
2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇
(5)b
(6)
(Pd/C写成Ni等合理催化剂亦可)
【解析】(1)茅苍术醇的结构简式为,分子式为C15H26O,所含官能团为碳碳双键、羟基,含有3个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子;(2)化合物B的结构简式为CH3C≡CCOOC(CH3)3,分子中含有两类氢原子,核磁共振氢谱有2个吸收峰;由分子中含有碳碳叁键和—COOCH2CH3,且分子中连续四个碳原子在一条直线上,则符合条件的B的同分异构体有、CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3、CH3CH2C≡C—CH2COOCH2CH3、CH3—C≡C—CH2CH2COOCH2CH3和等5种结构,碳碳叁键和—COOCH2CH3直接相连的为、CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3;(3)C→D的反应为与氢气在催化剂作用下发生加成反应(或还原反应)生成,故答案为:加成反应(或还原反应);(4)与甲醇与浓硫酸共热发生酯基交换反应生成,反应的化学方程式为,HOC(CH3)3的系统命名法的名称为2—甲基—2—丙醇;(5)和均可与溴化氢反应生成,故答案为:b;(6)由题给信息可知,CH3C≡CCOOCH2CH3与CH2=COOCH2CH3反应生成,与氢气发生加成反应生成。
9.(2018•天津卷,14)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为____________,E中官能团的名称为____________。
(2)A→B的反应类型为__________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为_________。
(3)C→D的化学方程式为________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为____________。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 碳碳双键,酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5 (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X: 试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。明显E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。(2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,注意反应可逆。(4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接HCOOCH2-有2种可能:,每种可能上再连接-CH2Br,所以一共有5种:。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是。(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
10.(2016·江苏卷,17)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为____________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为___________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种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,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;
③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F,E的分子是为C14H17O3N,写出E的结构简式:___________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化
②
请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备,写出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)(酚)羟基、羰基、酰胺键 (2)消去反应
(3)或或
(4);
(5)
【解析】 (1)根据D的结构简式可知D中的含氧官能团名称为羟基、羰基、酰胺键。(2)根据F和G的结构简式可知F→G的反应类型为羟基的消去反应。(3)①能发生银镜反应,说明含有醛基;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,这说明应该是酚羟基和甲酸形成的酯基;③分子中只有4种不同化学环境的氢,因此苯环上取代取代基应该是对称的,所以符合条件的有机物同分异构体为或或。(4)E经还原得到F,E的分子是为C14H17O3N,根据D、F的结构简式可知该反应应该是羰基与氢气的加成反应,所以E的结构简式为。(5)由于苯胺易被氧化,因此首先将甲苯硝化,将硝基还原为氨基后与(CH3CO)2O,最后再氧化甲基变为羧基,可得到产品,流程图为。
11.(2016·海南卷,18)富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____由A生成B的反应类型为_____。
(2)C的结构简式为_____。
(3)富马酸的结构简式为_____。
(4)检验富血铁中是否含有Fe3+的实验操作步骤是_____。
(5)富马酸为二元羧酸,1mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应可放出____L CO2(标况);富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有____________(写出结构简式)。
【答案】(1)环己烷 取代反应
(2)
(3)
(4)取少量富血铁,加入稀硫酸溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则产品中含有Fe3+;反之,则无。
(5)44.8 、
【解析】(1)A的化学名称为环己烷,由环己烷在光照条件下与氯气发生取代反应,生成1—氯环己烷。(2)环己烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成C,C的结构简式为。(3)丁二烯酸钠酸化得富马酸,其结构简式为。(4)检验富血铁中是否含有Fe3+的实验操作步骤是取少量富血铁,加入稀硫酸溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则产品中含有Fe3+;反之,则无。(5)富马酸为二元羧酸,1mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应生成2molCO2,标准状况的体积为44.8L CO2;富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有、。
12.2015·福建卷,32)“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物,其有效成分M的结构简式如下图所示。
(1)下列关于M的说法正确的是 (填序号)。
A.属于芳香族化合物
B.遇FeCl3溶液显紫色
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 mol M完全水解生成2 mol醇
(2)肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:
已知:+H2O
①烃A的名称为 。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低,其原因是 。
②步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
③步骤Ⅲ的反应类型是 。
④肉桂酸的结构简式为 。
⑤C的同分异构体有多种,其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有 种。
【答案】(1)a、c
(2)①甲苯 反应中有一氯取代物和三氯取代物生成
②+2NaOH+2NaCl+H2O
③加成反应 ④ ⑤9
【解析】(1)a项,M含有苯环,因此属于芳香族化合物,正确。b项,M中无酚羟基,因此遇FeCl3溶液不会发生显紫色的现象,错误。c项,M中含有不饱和的碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,而能使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确。d项,根据M的结构简式可知:在M的分子中含有3个酯基,则1 mol M完全水解会生成3 mol醇,错误。(2)①根据物质的相互转化关系及产生B的分子式可推知:A是甲苯,结构简式是,由于在甲基上有3个饱和氢原子可以在光照下被氯原子取代,因此在光照下除产生二氯取代产物外,还可能发生一氯取代、三氯取代,产生的物质有三种,因此步骤Ⅰ中B的产率往往偏低。②卤代烃在NaOH的水溶液中,在加热条件下发生水解反应,由于一个碳原子上连接两个羟基是不稳定的,会脱去一分子的水,形成羰基。步骤Ⅱ反应的化学方程式为+2NaOH+2NaCl+H2O。③根据图示可知:步骤Ⅲ的反应类型是醛与醛的加成反应。④C发生消去反应形成D:,D含有醛基,被银氨溶液氧化,醛基被氧化变为羧基,因此得到的肉桂酸的结构简式为。⑤C的同分异构体有多种,其中若苯环上有一个甲基,而且是酯类化合物,则另一个取代基酯基的结构可能是HCOOCH2—、CH3COO—、CH3OOC—三种,它们与甲基在苯环上的位置分别处于邻位、间位、对位三种不同的位置,因此形成的物质是3×3=9种。
13.(2015·广东卷,30)有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 。
(2)关于化合物Ⅱ,下列说法正确的有 (双选)。
A.可以发生水解反应
B.可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀
C.可与FeCl3溶液反应显紫色
D.可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应
(3)化合物Ⅲ含3个碳原子,且可发生加聚反应,按照途径1合成线路的表示方式,完成途经2中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线:
(标明反应试剂,忽略反应条件)。
(4)化合物Ⅴ的核磁共振氢谱中峰的组数为 ,以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物中羧酸类同分异构体共有 种(不考虑手性异构)。
(5)化合物Ⅵ和Ⅶ反应可直接得到Ⅱ,则化合物Ⅶ的结构简式为 。
【答案】(1)C12H9Br (2)A、D
(3)CH2CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH3
(4)4 4 (5)
【解析】(1)根据Ⅰ的结构简式可得分子式为C12H9Br;(2)化合物Ⅱ中含有羰基、酯基,可以发生水解反应,不能与新制的Cu(OH)2反应,不能发生显色反应,由于含有苯环,可以发生硝化反应。(3)由Ⅵ可以推知Ⅴ的结构简式为BrCH2CH2COOCH2CH3,官能团为溴原子和酯基,再根据题目中所给的信息:化合物Ⅲ含3个碳原子且可发生加聚反应,故其结构简式为CH2=CHCOOH,所以具体的合成路线可以是CH2=CHCOOHBrCH2CH2COOHBrCH2CH2COOCH2CH3。(4)根据Ⅴ的结构简式BrCH2CH2COOCH2CH3可知其中有4类氢,故核磁共振氢谱中峰的组数为4。若用H代替Ⅵ中的ZnBr,得到的物质是丙酸乙酯,所以其羧酸类的同分异构体种数就是丁基的种数,有4种。(5)由化合物Ⅱ可以推知化合物Ⅶ的结构简式为。
考点2 合成其它物质
1.(2024·湖北卷,19,14分)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为 。
(2)C的名称为 ,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备 (填标号)的原料。
a.涤纶 b.尼龙 c.维纶 d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有 (填标号)。
a.A→B b.B→C c.E→F
(4)写出C→D的化学方程式 。
(5)已知 (亚胺)。然而,E在室温下主要生成G,原因是 。
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ,若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为 。
【答案】(1)NaOH溶液(或其他碱液)
(2) 2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、异丁烯腈) d
(3)bc
(4)+
(5)亚胺不稳定,以发生重排反应生成有机化合物G
(6) 氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生
【解析】有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应剩下有机物C,有机物C与C6H10O3发生反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推测,C6H10O3的结构为,有机物D发生两步连续的反应生成有机物E,有机物D中的氰基最终反应为-CH2NH2结构,最后有机物E发生消去反应生成有机物F和乙醇。 (1)有机物A→B的反应中有HCN参加反应,HCN有毒,需要用碱液吸收,可用的吸收液为NaOH溶液。(2)根据有机物C的结构,有机物C的的名称为2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、异丁烯腈),该物质可以与甲醇在酸性溶液中发生反应生成甲基丙烯酸,甲基丙烯酸经聚合反应生成有机玻璃,答案选d。(3)有机物A反应生成有机物B的过程为加成反应,有机物B生成有机物C的反应为消去反应,有机物E生成有机物F的反应为消去反应,故选bc。(4)有机物C与发生加成反应生成有机物D,反应的化学方程式为+。(5)羰基与氨基发生反应生成亚胺(),亚胺在酸性条件下不稳定,容易发生重排反应生成有机物G,有机物G在室温下具有更高的共轭结构,性质更稳定。(6)氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生;若不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其可能的流程为→→→→→,因此,有机物H的结构为。
2.(2024·湖南卷,17,3分)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有 组吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能团的名称为 、 ;
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 ;
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为 (填标号);
① ② ③
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为 ;
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (HCN等无机试剂任选)。
【答案】(1)6 (2) 醛基 醚键
(3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)①③②
(5)
(6)
【解析】A与氯化剂在加热条件下反应得到B,B在BBr3,0℃的条件下,甲基被H取代得到C,C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D,D被氧化剂氧化为E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F与Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G,G与ClCH2COCH3经历了取代、加成和消去三步反应得到H。(1)由A的结构可知,A有6种等效氢,即核磁共振氢谱上有6组吸收峰;(2)由D的结构可知,化合物D中含氧官能团的名称为:醛基、醚键;(3)反应③和④的顺序不能对换,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化;(4)中F的电负性很强,-CF3为吸电子基团,使得-OOCH中C-O键更易断裂,水解反应更易进行,中-CH3是斥电子集团,使得-OOCH中C-O键更难断裂,水解反应更难进行,因此在同一条件下,化合物水解反应速率由大到小的顺序为:①③②;(5)化合物G→H的合成过程中,G发生取代反应羟基上的H被-CH2COCH3取代,得到, 中的醛基加成得到,中的羟基发生消去反应得到,其中加成反应的化学方程式为:;(6)和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到,与HCN加成得到,酸性水解得到,发生缩聚反应得到,具体合成路线为:。
3.(2024·广东卷,20)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件路)。
(1)化合物I的分子式为 ,名称为 。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是 。化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,其结构简式为 。
(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_______。
A.由化合物I到Ⅱ的转化中,有键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
(4)对化合物Ⅲ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
②
取代反应
(5)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2。该反应中:
①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
(6)以2-溴丙烷为唯一有机原料,合成CH3COOCH(CH3)2。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应的化学方程式为 (注明反应条件)。
②第一步反应的化学方程式为 (写一个即可,注明反应条件)。
【答案】(1) C8H8 苯乙烯
(2) 酮羰基
(3)ACD
(4) H2;催化剂、加热 加成反应 HBr;加热
(5) CH3CH=CH2
(6) +CH3COOHCH3COOCH(CH3)2+H2O
(或)
【解析】苯乙烯的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基发生催化氧化得到Ⅱ,Ⅰ转化为Ⅱ的本质是苯乙烯被O2氧化为,Ⅱ转化为Ⅲ的本质是被葡萄糖还原为。(1)由I的结构可知,其分子式为C8H8;名称为:苯乙烯;(2)由Ⅱ的结构可知,其含氧官能团为:酮羰基;化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,即具有4种等效氢,含有醛基,符合条件的结构简式为:;(3)A项,由化合物I到Ⅱ的转化中,I的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基催化氧化得到Ⅱ,有π键的断裂与形成,故A正确;B项,葡萄糖为HOCH2-(CHOH)4CHO,被氧化为葡萄糖酸:HOCH2-(CHOH)4COOH,葡萄糖酸中的羧基和羟基发生酯化反应生成葡萄糖酸内脂,由该过程可知,葡萄糖被氧化,故B错误;C项,葡萄糖为HOCH2-(CHOH)4CHO,有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,故C正确;D项,化合物Ⅱ图中所示C为sp2杂化,转化为Ⅲ图中所示C为sp3杂化,C原子杂化方式改变,且该C为手性碳原子,O的杂化方式由sp2转化为sp3,故D正确;故选ACD;(4)①由Ⅲ的结构可知,Ⅲ中的苯环与H2加成可得新结构,反应试剂、条件为:H2,催化剂、加热,反应类型为加成反应;②Ⅲ可发生多种取代反应,如:Ⅲ与HBr在加热的条件下羟基被Br取代,反应试剂、条件为:HBr,加热,反应形成新结构,(其他合理答案也可);(5)原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2,反应类型应为加成反应,①若反应物之一为非极性分子,该物质应为H2,即该反应为与H2加成;若反应物之一为V形结构分子,该物质应为H2O,即该反应为CH3CH=CH2与H2O加成;(6)与NaOH水溶液在加热条件下反应得到,与NaOH醇溶液在加热条件下反应得到CH3CH=CH2,CH3CH=CH2被酸性高锰酸钾溶液氧化为CH3COOH,和CH3COOH在浓硫酸作催化剂,加热的条件下发生酯化反应生成CH3COOCH(CH3)2,具体合成路线为:。①最后一步为和CH3COOH在浓硫酸作催化剂,加热的条件下发生酯化反应生成,反应化学方程式为:+CH3COOHCH3COOCH(CH3)2+H2O;②第一步的化学方程式为:或。
4.(2023•广东卷,20)室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为 。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为 (写一种),其名称为 。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为 。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
消去反应
b
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A.反应过程中,有键和键断裂
B.反应过程中,有双键和单键形成
C.反应物i中,氧原子采取sp3杂化,并且存在手性碳原子
D.属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为 (写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为 。
(c)从苯出发,第一步的化学方程式为 (注明反应条件)。
【答案】(1) C5H10O (或 或 )
3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷)
(2)O2或氧气
(3)浓硫酸,加热 O2、Cu,加热(或酸性KMnO4溶液)
(或 )
(4)CD
(5) 和CH3CH2OH CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
【解析】① 与HBr加热发生取代反应生成 ,②乙烯在催化剂作用下氧化生成 ,③ 与 发生开环加成生成 ,④ 发生取代反应生成 ,⑤ 与 及CO反应生成 。(1)化合物i 的分子式为C5H10O; 不饱和度为1,x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个圆环,化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构简式含酮羰基时为 (或含醛基时为 或含圆环是为 ),其名称为3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷);(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%,②乙烯在催化剂作用下氧化生成 ,y为O2或氧气;(3)根据化合物V 的结构特征,分析预测其可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ,与羟基相连的碳上有氢,可在铜、银催化作用下氧化生成 ,或酸性KMnO4溶液中氧化生成;(4)A项,从产物中不存在C-I键和H-O键可以看出,反应过程中,有C-I键和H-O键断裂,故A正确;B项,反应物中不存在C=O双键,酰碘基中碘原子离去与羟基中氢离去,余下的部分结合形成酯基中C-O单键,所以反应过程中,有C=O双键和C-O单键形成,故B正确;C项,反应物i 中,氧原子采取sp3杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,故C错误;D项,CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,故D错误;故选CD;(5)以苯、乙烯和CO为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醚;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与环氧乙醚生成 ,与HI反应合成 ,最后根据反应⑤的原理, 与乙醇、CO合成化合物ⅷ。(a)最后一步反应中,有机反应物为 和CH3CH2OH;(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;(c)从苯出发,第一步的化学方程式为 。
5.(2022•全国甲,36)用N-杂环卡其碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_______。
(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)H中含氧官能团的名称是_______。
(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式_______。
(7)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的D′和G′的结构简式_______、_______。H′分子中有_______个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。
【答案】(1)苯甲醇 (2)消去反应
(3) (4)
(5)硝基、酯基和羰基 (6)
(7) 5
【解析】由合成路线,A的分子式为C7H8O,在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B,B的结构简式为,则A为,B与CH3CHO发生加成反应生成,再发生消去反应反应生成C,C的结构简式为,C与Br2/CCl4发生加成反应得到,再在碱性条件下发生消去反应生成D,D为,B与E在强碱的环境下还原得到F,E的分子式为C5H6O2,F的结构简式为,可推知E为,F与生成G,G与D反应生成H。(1)由分析可知,A的结构简式为,其化学名称为苯甲醇;(2)由B、C的结构简式,结合反应条件,可知B()先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成,再发生消去反应生成C(),故第二步的反应类型为消去反应;(3)根据分析可知,C与Br2/CCl4发生加成反应得到;(4)由分析,E的结构简式为;(5)H的结构简式为,可其分子中含有的含有官能团为硝基、酯基和羰基;(6)C的结构简式为,分子式为C9H8O,其同分异构体X可发生银镜反应,说明含有醛基,又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸,则X的取代基处于苯环的对位,满足条件的X的结构简式为:;(7)G与D反应生成H的反应中,D中碳碳双键断裂与G中HC—NO2和C=O成环,且C=O与—CHO成环,从而得到H,可推知,若要合成H′(),相应的D′为,G′为,手性碳原子为连有4各不同基团的饱和碳原子,则H′()的手性碳原子为,共5个。
6.(2021•全国甲,36)近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2) 1mol D反应生成E至少需要_______ mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称_______。
(4)由E生成F的化学方程式为_______。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为_______。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______(填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键(-O-O-)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线_______。
【答案】(1)间苯二酚(或1,3-苯二酚) (2)2
(3)酯基,醚键,酮基(任写两种)
(4) +H2O
(5)取代反应 (6)C
(7)
【解析】由合成路线图,可知,A(间苯二酚)和B()反应生成C(),与碳酸二甲酯发生酯化反应,生成,与氢气发生加成反应生成,发生消去反应,生成F,F先氧化成环氧化合物G,G在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,然后发生酯的水解生成H。(1)A为,化学名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚),故答案为:间苯二酚(或1,3-苯二酚);(2)D为 ,与氢气发生加成反应生成,碳碳双键及酮基都发生了加成反应,所以1 mol D反应生成E至少需要2 mol氢气;(3)E为,含有的含氧官能团的名称为酯基,醚键,酮基(任写两种);(4)E为,发生消去反应,生成,化学方程式为 +H2O;(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)是将酯基水解生成羟基,反应类型为取代反应;(6)化合物B为,同分异构体中能同时满足下列条件:.含苯环的醛、酮;b.不含过氧键();c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,说明为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出:,,,,故有4种,故选C; (7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,可以将丙烯在m-CPBA的作用下生成环氧化合物,环氧化合物在酸催化下水发生加成反应,然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可,故合成路线为: 。
7.(2020•新课标Ⅲ,36)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。
8.(2016·海南卷,15)乙二酸二乙酯(D)可由石油气裂解得到的烯烃合成。回答下列问题:
(1)B和A为同系物,B的结构简式为_______。
(2)反应①的化学方程式为___________,其反应类型为__________。
(3)反应③的反应类型为____________。
(4)C的结构简式为___________。
(5)反应②的化学方程式为______。
【答案】(1)CH2=CHCH3
(2)CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
(3)取代反应
(4)HOOC-COOH
(5)2CH3CH2OH+HOOCCOOHCH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O
【解析】根据流程图可知,A与水反应生成B,B的分子式为C2H6O,氢原子数已经达到饱和,属于饱和一元醇,则B为乙醇,A为乙烯,B与C生成乙二酸二乙酯,则C为乙二酸,B和A为同系物,B含3个碳,则B为丙烯,丙烯与氯气在光照的条件下发生a-H的取代反应生成CH2=CHCH2Cl。(1)根据上述分析,B为丙烯,结构简式为CH2=CHCH3。(2)反应①为乙烯与水发生加成反应生成乙醇,反应的化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,反应类型为加成反应。(3)反应③是卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应生成醇,则反应类型为取代反应。(4)C为乙二酸,则C的结构简式为HOOC-COOH。(5)反应②是乙醇与乙酸发生酯化反应生成酯和水,反应的化学方程式为。2CH3CH2OH+HOOCCOOHCH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O。
9.(2016·天津理综,8)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:
已知:
(1)A的名称是__________;B分子中共面原子数目最多为__________;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有__________种。
(2)D中含氧官能团的名称是__________,写出检验该官能团的化学反应方程式__________。
(3)E为有机物,能发生的反应有__________
a.聚合反应b.加成反应c.消去反应d.取代反应
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F所有可能的结构________。
(5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是__________。
【答案】(1)正丁醛或丁醛 9 8
(2)醛基
+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
(3)cd
(4)CH2=CHCH2OCH3、、、
(5)
(6)保护醛基(或其他合理答案)
【解析】(1)根据流程图,A为CH3CH2CH2CHO,是丁醛;B为CH2=CHOC2H5,分子中共面原子数目最多为9个(如图:),C分子中与环相连的三个基团中,8个碳原子上的氢原子化学环境都不相同,共有8种。(2)D为,其中含氧官能团是醛基,检验醛基可以用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液。(3)根据流程图,结合信息,C在酸性条件下反应生成、CH3CH2CH2CHO和CH3CH2OH以及水,因此E为CH3CH2OH,属于醇,能发生的反应有消去反应和取代反应,故选cd;
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团, F可能的结构有:CH2=CHCH2OCH3 、、。(5)D为,己醛的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO,根据信息和己醛的结构,首先需要将碳碳双键转化为单键,然后在酸性条件下反应即可;(6)醛基也能够与氢气加成,(5)中合成路线中第一步反应的目的是保护醛基。
10.(2016·上海卷,27)M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。
(4)写出结构简式,C________________ D________________
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________
①不含羰基 ②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
【答案】(1)消除反应;浓硫酸,加热
(2)银氨溶液,酸(合理即给分)
(3)碳碳双键比羰基易还原(合理即给分)
(4)CH2=CHCHO;
(5)
(6)
【解析】(1)根据题意可知合成M的主要途径为:丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下与H2/CO发生反应生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在碱性条件下发生加成反应生成,其分子式为C8H16O2,与A的分子式C8H14O对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消除反应。(2)除催化氧化法外,由A得到还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等将醛基氧化成羧基,然后再酸化的方法。(3)化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比醛基(羰基)易还原。(4)丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下被O氧化为C(分子式为C3H4O),结构简式为:CH2=CHCHO;CH2=CHCHO进一步被催化氧化生成D(分子式为C3H4O2),D的结构简式为:CH2=CHCOOH;Y的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,M的结构简式为:。(5)D为CH2=CHCOOH,与1-丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生加聚反应可生成高聚物:(其他合理答案亦可)。(6)丁醛的结构简式为:CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分异构体中①不含羰基,说明分子中含有碳碳双键,②含有3种不同化学环境的氢原子且双键碳上连有羟基的结构不稳定,则符合条件的结构简式为:(其他合理答案亦可)。
11.(2015·安徽卷,26)四苯基乙烯(TPE)及其衍生物具有聚集诱导发光特性,在光电材料等领域应用前景广阔。以下是TFE的两条合成路线(部分试剂及反应条件省略):
(1)A的名称是 ;试剂Y为 。
(2)B→C的反应类型为 ;B中官能团的名称是 ,
D中官能团的名称是 。
(3)E→F的化学方程式是 。
(4)W是D的同分异构体,具有下列结构特征:①属于萘()的一元取代物;②存在羟甲基(—CH2OH)。写出W所有可能的结构简式: 。
(5)下列说法正确的是 。
A.B的酸性比苯酚强
B.D不能发生还原反应
C.E含有3种不同化学环境的氢
D.TPE既属于芳香烃也属于烯烃
【答案】(1)甲苯 酸性高锰酸钾溶液
(2)取代反应 羧基 羰基
(3)+NaOH+NaBr
(4)、
(5)a、d
【解析】(1)根据A的分子式及B的结构知A是甲苯,Y是酸性高锰酸钾溶液。(2)B中的—COOH变为—COBr,因此B→C是取代反应,B的官能团是羧基,D的官能团是羰基。
(3)根据E的结构、F的分子式知E→F可看作是卤代烃的水解反应,化学方程式为+NaOH+NaBr。(4)D的分子式为C13H10O,W含萘环、—CH2OH,该同分异构体是、。(5)苯甲酸的酸性比苯酚强,a正确;D含苯环、羰基,都能与氢气发生加成反应,即还原反应,b错误;E的苯环上有3种H,与Br连接的C上有1种H,共4种H,c错误;TPE含碳碳双键,可以看作是烯烃,d正确。
12.(2015·全国卷Ⅰ,38)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。
(3)C和D的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (填结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线 。
【答案】(1)乙炔 碳碳双键、酯基
(2)加成反应 消去反应
(3) CH3CH2CH2CHO
(4)11
(5)HC≡C—CH2CH2CH3、CH3C≡C—CH2CH3、
(6)CH≡CHCH2CH—CHCH2
【解析】(1)分子式为C2H2的有机物只有乙炔,由B后面的物质推断B为CH3COOCHCH2,含有的官能团为碳碳双键、酯基。(2)①为乙炔和乙酸的加成反应,⑦为羟基的消去反应。(3)反应③为酯的水解反应,生成和乙酸,由产物可知C为,根据产物的名称可知D为丁醛CH3CH2CH2CHO。(4)根据双键中6原子共面的规律,凡是和双键直接相连的原子均可共面,相连甲基上的3个氢原子最多只有1个可共面可知最多有11个原子共平面。顺式结构是指两个相同的原子或原子团在双键的同一侧。(5)与A具有相同的官能团是三键,相当于在5个碳原子上放三键,先写5个碳原子的碳骨架,再加上三键,符合条件的有三种。(6)根据上述反应⑤⑥⑦可知,先让乙炔和乙醛发生加成反应生成,再把三键变为双键,最后羟基消去即可。
13.(2015·重庆卷,10)某“化学鸡尾酒”通过模拟臭虫散发的聚集信息素可高效诱捕臭虫,其中一种组分T可通过下列反应路线合成(部分反应条件略)。
(1)A的化学名称是 ,A→B新生成的官能团是 ;
(2)D的核磁共振氢谱显示峰的组数为 。
(3)D→E的化学方程式为 。
(4)G与新制的Cu(OH)2发生反应,所得有机物的结构简式为 。
(5)L可由B与H2发生加成反应而得,已知R1CH2Br+NaC≡CR2R1CH2C≡CR2+NaBr,则M的结构简式为 。
(6)已知R3C≡CR4,则T的结构简式为 。
【答案】(1)丙烯 —Br (2)2
(3)CH2BrCHBrCH2Br+2NaOHHC≡CCH2Br+2NaBr+2H2O
(4)HC≡CCOONa (5)CH3CH2CH2C≡CCHO
(6)
【解析】(1)根据A的结构简式和系统命名法可知,A的名称为丙烯;在光照条件下,丙烯与Br2发生α-H的取代反应,则A→B新生成的官能团是—Br。(2)D分子中有两种不同化学环境的氢原子,所以D的核磁共振氢谱显示峰的组数为2。(3)卤代烃在NaOH的醇溶液中发生消去反应生成E,则D→E的化学方程式为CH2BrCHBrCH2Br+2NaOHHC≡CCH2Br+2NaBr+2H2O。(4)根据题意可知G为HC≡CCHO,与新制Cu(OH)2发生反应的化学方程式为HC≡CCHO+2Cu(OH)2+NaOHHC≡CCOONa+Cu2O+3H2O,所得有机物的结构简式为HC≡CCOONa。(5)L可由B与H2发生加成反应而得,则L是CH3CH2CH2Br,已知R1CH2Br+NaC≡CR2R1CH2C≡CR2,则M的结构简式为CH3CH2CH2C≡CCHO。
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专题66有机推断
——以结构简式为主
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 合成新药物
2024·甘肃卷、2024·河北卷、2022•福建卷、2022•全国乙、2022•湖北省选择性、2021•湖北选择性考试、2019•新课标Ⅰ、2019•天津卷、2018•天津卷、2016·江苏卷、2016·海南卷、2015·福建卷
有机合成与推断题列入必考题,是高考的经典题型,通常以药物、材料、新物质的合成为背景,根据合成路线命题形式,有的试题为结构全知型,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,此类试题中所涉及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据前后的变化来分析其反应特点;考查的知识点相对比较稳定,涉及的问题常包含官能团名称或符号、结构简式、同分异构体判断、方程式书写、反应条件及反应类型、空间结构、检验及计算、合成路线等,各问题之间既相对独立,又相互关联,是典型的综合类题目。
考点2 合成其它物质
2024·湖北卷、2024·湖南卷、2024·广东卷、2023•广东卷、2022•全国甲、2021•全国甲、2020•新课标Ⅲ、2016·海南卷、2016·天津理综、2016·上海卷、2015·安徽卷、2015·全国卷Ⅰ、2015·重庆卷
考点1 合成新药物
1.(2024·甘肃卷,18)山药素-1是从山药根茎中提取的具有抗菌消炎活性的物质,它的一种合成方法如下图:
(1)化合物I的结构简式为 。由化合物I制备化合物Ⅱ的反应与以下反应 的反应类型相同。
A. B.
C. D.
(2)化合物Ⅲ的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种。
①含有苯环且苯环上的一溴代物只有一种;
②能与新制Cu(OH)2反应,生成砖红色沉淀;
③核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为1:2:3:6。
(3)化合物Ⅳ的含氧官能团名称为 。
(4)由化合物Ⅴ制备Ⅵ时,生成的气体是 。
(5)从官能团转化的角度解释化合物VII转化为山药素-1的过程中,先加碱后加酸的原因 。
2.(2024·河北卷,18,14分)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)D的结构简式为_______。
(4)由F生成G的化学方程式为_______。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为_______。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为_______。
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有_______种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为;
(b)红外光谱中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为_______。
3.(2022•福建卷,15)(10分)3-氧代异紫杉二酮是从台湾杉中提取的具有抗痛活性的天然产物。最近科学家完成了该物质的全合成,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的含氧官能团有醛基和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)Ⅳ的反应类型为_______;由D转化为E不能使用的原因是_______。
(4)反应Ⅴ的化学方程式为_______。
(5)化合物Y是A的同分异构体,同时满足下述条件:
①Y的核磁共振氢谱有4组峰,峰而积之比为3:3:2:2。
②Y在稀硫酸条件下水解,其产物之一(分子式为C7H8O2)遇FeCl3溶液显紫色。则Y的结构简式为_______。
4.(2022•全国乙,36)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)C的结构简式为_______。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式_______。
(4)E中含氧官能团的名称为_______。
(5)由G生成H的反应类型为_______。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为_______。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为_______种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为_______。
5.(2022•湖北省选择性,17)化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是___________。
(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有___________组。
(3)化合物C的结构简式为___________。
(4)D→E的过程中,被还原的官能团是___________,被氧化的官能团是___________。
(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有___________种。
(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率为___________。
(7)配合物可催化E→F转化中C- Br键断裂,也能催化反应①:
反应①:
为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如下图所示)。在合成的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。
根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是___________。
6.(2021•湖北选择性考试,17) (13分)甲基苄啶(G)是磺酸胺类抗菌药物的增效剂,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)E中的官能团名称是 、 。
(2)B→C的反应类型为 ;试剂X的结构简式为 。
(3)若每分子F的碳碳双键加上了一分子Br2,产物中手性碳原子个数为 。
(4)B的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有 种(不考虑立体异构)。
①属于A的同系物;②苯环上有4个取代基;③苯环上一氯代物只有一种。
(5)以异烟醛()和乙醇为原料,制备抗结核杆菌药异烟肼的合成路线如下:
写出生成Y的化学方程式 ;异烟肼的结构简式为 。
7.(2019•新课标Ⅰ,36)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)。
8.(2019•天津卷,14)我国化学家首次实现了膦催化的环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。
已知环加成反应:
(、可以是或)
回答下列问题:
(1)茅苍术醇的分子式为____________,所含官能团名称为____________,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为____________。
(2)化合物B的核磁共振氢谱中有______个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为______。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(-COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式____________。
(3)的反应类型为____________。
(4)的化学方程式为__________________,除外该反应另一产物的系统命名为____________。
(5)下列试剂分别与和反应,可生成相同环状产物的是______(填序号)。
a. b. c.溶液[来源:学#科#网]
(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物,在方框中写出路线流程图(其他试剂任选)。
9.(2018•天津卷,14)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为____________,E中官能团的名称为____________。
(2)A→B的反应类型为__________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为_________。
(3)C→D的化学方程式为________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为____________。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
10.(2016·江苏卷,17)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为____________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为___________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种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,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;
③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F,E的分子是为C14H17O3N,写出E的结构简式:___________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化
②
请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备,写出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)。
11.(2016·海南卷,18)富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____由A生成B的反应类型为_____。
(2)C的结构简式为_____。
(3)富马酸的结构简式为_____。
(4)检验富血铁中是否含有Fe3+的实验操作步骤是_____。
(5)富马酸为二元羧酸,1mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应可放出____L CO2(标况);富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有____________(写出结构简式)。
12.2015·福建卷,32)“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物,其有效成分M的结构简式如下图所示。
(1)下列关于M的说法正确的是 (填序号)。
A.属于芳香族化合物
B.遇FeCl3溶液显紫色
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 mol M完全水解生成2 mol醇
(2)肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:
已知:+H2O
①烃A的名称为 。步骤Ⅰ中B的产率往往偏低,其原因是 。
②步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
③步骤Ⅲ的反应类型是 。
④肉桂酸的结构简式为 。
⑤C的同分异构体有多种,其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有 种。
13.(2015·广东卷,30)有机锌试剂(R—ZnBr)与酰氯()偶联可用于制备药物Ⅱ:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 。
(2)关于化合物Ⅱ,下列说法正确的有 (双选)。
A.可以发生水解反应
B.可与新制的Cu(OH)2共热生成红色沉淀
C.可与FeCl3溶液反应显紫色
D.可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应
(3)化合物Ⅲ含3个碳原子,且可发生加聚反应,按照途径1合成线路的表示方式,完成途经2中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线:
(标明反应试剂,忽略反应条件)。
(4)化合物Ⅴ的核磁共振氢谱中峰的组数为 ,以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr,所得化合物中羧酸类同分异构体共有 种(不考虑手性异构)。
(5)化合物Ⅵ和Ⅶ反应可直接得到Ⅱ,则化合物Ⅶ的结构简式为 。
考点2 合成其它物质
1.(2024·湖北卷,19,14分)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为 。
(2)C的名称为 ,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备 (填标号)的原料。
a.涤纶 b.尼龙 c.维纶 d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有 (填标号)。
a.A→B b.B→C c.E→F
(4)写出C→D的化学方程式 。
(5)已知 (亚胺)。然而,E在室温下主要生成G,原因是 。
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ,若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为 。
2.(2024·湖南卷,17,3分)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有 组吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能团的名称为 、 ;
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 ;
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为 (填标号);
① ② ③
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为 ;
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (HCN等无机试剂任选)。
3.(2024·广东卷,20)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件路)。
(1)化合物I的分子式为 ,名称为 。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是 。化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,其结构简式为 。
(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_______。
A.由化合物I到Ⅱ的转化中,有键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
(4)对化合物Ⅲ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
②
取代反应
(5)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2。该反应中:
①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
(6)以2-溴丙烷为唯一有机原料,合成CH3COOCH(CH3)2。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应的化学方程式为 (注明反应条件)。
②第一步反应的化学方程式为 (写一个即可,注明反应条件)。
4.(2023•广东卷,20)室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为 。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为 (写一种),其名称为 。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为 。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
消去反应
b
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A.反应过程中,有键和键断裂
B.反应过程中,有双键和单键形成
C.反应物i中,氧原子采取sp3杂化,并且存在手性碳原子
D.属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为 (写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为 。
(c)从苯出发,第一步的化学方程式为 (注明反应条件)。
5.(2022•全国甲,36)用N-杂环卡其碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为_______。
(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)H中含氧官能团的名称是_______。
(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式_______。
(7)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的D′和G′的结构简式_______、_______。H′分子中有_______个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。
6.(2021•全国甲,36)近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2) 1mol D反应生成E至少需要_______ mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称_______。
(4)由E生成F的化学方程式为_______。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为_______。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有_______(填标号)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键(-O-O-)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线_______。
7.(2020•新课标Ⅲ,36)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___________。
8.(2016·海南卷,15)乙二酸二乙酯(D)可由石油气裂解得到的烯烃合成。回答下列问题:
(1)B和A为同系物,B的结构简式为_______。
(2)反应①的化学方程式为___________,其反应类型为__________。
(3)反应③的反应类型为____________。
(4)C的结构简式为___________。
(5)反应②的化学方程式为______。
9.(2016·天津理综,8)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:
已知:
(1)A的名称是__________;B分子中共面原子数目最多为__________;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有__________种。
(2)D中含氧官能团的名称是__________,写出检验该官能团的化学反应方程式__________。
(3)E为有机物,能发生的反应有__________
a.聚合反应b.加成反应c.消去反应d.取代反应
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F所有可能的结构________。
(5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是__________。
10.(2016·上海卷,27)M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。
(4)写出结构简式,C________________ D________________
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________
①不含羰基 ②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
11.(2015·安徽卷,26)四苯基乙烯(TPE)及其衍生物具有聚集诱导发光特性,在光电材料等领域应用前景广阔。以下是TFE的两条合成路线(部分试剂及反应条件省略):
(1)A的名称是 ;试剂Y为 。
(2)B→C的反应类型为 ;B中官能团的名称是 ,
D中官能团的名称是 。
(3)E→F的化学方程式是 。
(4)W是D的同分异构体,具有下列结构特征:①属于萘()的一元取代物;②存在羟甲基(—CH2OH)。写出W所有可能的结构简式: 。
(5)下列说法正确的是 。
A.B的酸性比苯酚强
B.D不能发生还原反应
C.E含有3种不同化学环境的氢
12.(2015·全国卷Ⅰ,38)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。
(3)C和D的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (填结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线 。
13.(2015·重庆卷,10)某“化学鸡尾酒”通过模拟臭虫散发的聚集信息素可高效诱捕臭虫,其中一种组分T可通过下列反应路线合成(部分反应条件略)。
(1)A的化学名称是 ,A→B新生成的官能团是 ;
(2)D的核磁共振氢谱显示峰的组数为 。
(3)D→E的化学方程式为 。
(4)G与新制的Cu(OH)2发生反应,所得有机物的结构简式为 。
(5)L可由B与H2发生加成反应而得,已知R1CH2Br+NaC≡CR2R1CH2C≡CR2+NaBr,则M的结构简式为 。
(6)已知R3C≡CR4,则T的结构简式为 。
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