内容正文:
有机合成与推断
题点1 有机合成中反应类型的判断
1.(2025·福建省泉州市永春第一中学高三下学期一模)超临界碳酸化技术(反应如下,其中R-代表烃基)是实现我国“双碳”目标的有效途径之一,下列叙述正确的是
A.上述转化过程中涉及的反应类型只有取代反应
B.化合物4不存在手性碳原子
C.化合物2与化合物3含有相同的官能团
D.甲醇和化合物4分别与足量反应产生的之比为
【答案】C
【解析】化合物1和CO2发生加成反应生成化合物2,化合物2和CH3OH发生取代反应生成化合物3和化合物4,A错误;手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;化合物4存在1个手性碳原子,如图,B错误;化合物2与化合物3都含有酯基,官能团相同,C正确;1mol甲醇与足量Na反应产生0.5molH2,1mol化合物4与足量Na反应产生1molH2,二者之比为1∶2,D错误。故选C。
2.(2025·福建省龙岩市高三下学期一模)下图是合成具有抗肿瘤等作用药物Z的一个片段,有关说法错误的是
A.水中溶解性: B.Y→Z属于消去反应
C.X、Y、Z均能发生水解 D.X、Y、Z含有相同数目的手性碳原子
【答案】B
【解析】X不能与水形成分子间氢键,Y中含有氨基,氨基能与水形成分子间氢键,因此在水中溶解性:,A正确; Y分子中的氨基上的氢原子被酮羰基()取代,因此Y→Z的反应属于取代反应,B错误;X、Y含有酯基,Z含有酰胺基,因此X、Y、Z均能发生水解,C正确;X、Y、Z的手性碳原子分别为、、,X、Y、Z均含有2个手性碳原子,D正确。故选B。
题点2 合成路线分析及选择
3.(2025·贵州省安龙县第一中学高三上学期第一次模拟考试)在给定的反应条件下,下列选项所示的物质转化难以实现的是
A.
B.CH3CHO
C.CH3CHOCH3COOHCH3CO18OC2H5
D.
【答案】A
【解析】与Br2在光照条件下发生取代反应生成,不能生成,A符合题意;CH3CHO与HCN在催化剂的条件下发生加成反应生成,在酸性条件下水解得到,B不符合题意;CH3CHO与新制CuOH)2悬浊液发生氧化反应后酸化生成CH3COOH,CH3COOH与在浓硫酸的作用下发生酯化反应生成CH3CO18OC2H5,C不符合题意;在催化剂的作用下与H2发生加成反应生成,在浓硫酸的作用下发生消去反应生成,D不符合题意。故选A。
4.(2025·云南省大理白族自治州高三上学期二模考试)物质Z是一种重要的药物中间体,其合成路线如下。下列说法错误的是
A.X含有3种官能团 B.Y分子式C6H11NO2
C.Z含有手性碳 D.反应的原子利用率小于100%
【答案】C
【解析】X分子中含有碳碳双键、醛基、酯基3种官能团,A正确;Y分子中含有6个C原子、1个N原子、2个O原子、11个H原子,其分子式C6H11NO2,B正确;Z分子中,含氮六元环与苯环相连的碳原子,其在含氮六元环中所连接的两个原子团相同,酯基中与O原子相连的碳原子也不存在手性,则Z不含有手性碳,C错误;反应中,1个X分子与2个Y分子反应生成1个Z的同时,还有小分子生成,则反应的原子利用率小于100%,D正确。故选C。
5.(2025·北京市西城区高三化学一模)氟他胺是一种抗肿瘤药,可由中间体通过如下转化制得(部分试剂和条件已略去)。
已知:氨基具有还原性,吡啶具有碱性。
下列说法不正确的是
A.氟他胺中含有三种官能团
B.X不具有手性异构体(对映异构体)
C.吡啶可提高①的原料利用率
D.交换①、②的顺序,对氟他胺的制备没有影响
【答案】D
【解析】反应①为++HCl;反应②为发生硝化反应,引入硝基生成氟他胺。由氟他胺结构简式可知,其含有硝基、碳氟键、酰胺基三种官能团,A正确;连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,X不具有手性异构体,B正确;
反应①中产生了HCl,吡啶呈碱性消耗HCl从而促使反应正向进行,可提高原料利用率,C正确;已知氨基具有还原性,在发生硝化反应时,可能被氧化导致后续不能和反应合成氟他胺,D错误。故选D。
题点3 有机反应机理分析
6.(2025·四川省绵阳中学高三下学期高考适应性考试(一))叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理可用下图表示。下列说法正确的是
A.C-C-C键角:中间体2小于叔丁醇
B.叔丁醇核磁共振氢谱有3种吸收峰,峰面积之比为3:6:1
C.增大c(H+),有利于提高羧酸叔丁酯的平衡产率
D.用标识醇羟基,可以区别叔丁醇、乙醇与羧酸酯化反应的机理差异
【答案】D
【解析】叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理为:的羟基上结合形成中间体,脱水转化为中间体,与羧酸作用得到中间体,去掉得到最终产物羧酸叔丁酯 。叔丁醇中与羟基相连的C原子为sp3杂化;而中间体2中与3个甲基相连的C原子为sp2杂化,则叔丁醇中C—C—C键角比中间体2的C—C—C键角小,A错误;叔丁醇分子中含有2种不同的H原子,其个数比为9∶1,故叔丁醇的核磁共振氢谱有2种吸收峰,峰面积之比为9∶1,B错误;增大c(H+),酯基发生水解反应,不能提高羧酸叔丁酯的平衡产率,C错误;乙醇与乙酸发生酯化反应时脱水方式是羧酸脱羟基、醇脱羟基中的氢原子。叔丁醇与羧酸发生酯化反应时叔丁醇脱羟基、羧酸脱氢,可知二者反应机理不同,故用标识醇羟基,可以区别叔丁醇、乙醇与羧酸酯化反应的机理差异,D正确。故选D。
7.(2025·辽宁省名校联盟高三下学期5月份联合考试)氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。反应机理如下:
已知:利用捕获反应可捕获中间体2。
下列说法错误的是
A.苯胺的官能团氨基具有碱性,能与盐酸反应生成可溶性苯胺盐酸盐
B.“中间体1”的碳负离子有一个位于杂化轨道的孤电子对
C.参照捕获反应,苯炔与异戊二烯反应可得到
D.捕获反应的产物()含有5种不同化学环境的氢原子
【答案】D
【解析】苯胺含有的官能团为氨基,具有碱性,能与盐酸反应生成可溶性苯胺盐酸盐,A正确; “中间体1”的碳负离子中C的价层电子对数,C为杂化,其中两个杂化轨道中的单电子与其他两个碳原子形成σ键,不参与杂化的p轨道的单电子参与形成π键,剩余的一个杂化轨道容纳一个孤电子对,B正确;参照捕获反应,苯炔与异戊二烯反应可得到,C正确;捕获反应的产物()含有4种不同化学环境的氢原子,D错误。故选D。
8.(2025·云南省曲靖市高三下学期第二次教学质量检测)如图表示1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理,下列说法不正确的是
A.是该反应的催化剂
B.该反应生成物仅有甲醛和乙醛
C.该反应涉及了极性键的断裂、非极性键形成
D.该反应过程中Mo的成键数目发生改变
【答案】B
【解析】由图可知,MoO3在反应中参与反应,反应结束后又生成MoO3,MoO3做催化剂,A正确; 1,2—丙二醇的分解产物有HCHO、CH3CHO、CH2=CHCH3、H2O生成,B错误;反应中存在氢氧等极性键断裂、碳碳非极性键的生成,C正确;该反应过程中Mo的成键数目为6或4,成键数目发生改变,D正确;故选B。
题点4 碳骨架构建、官能团转化在有机合成中的应用
9.是一种免疫增强剂,工业上可以以苯为原料,按如下路线合成。
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称是 。
(2)的反应类型是 。
(3)F的结构简式为 。
(4)的转化会生成一种副产物I,分子式为,I的结构简式 。
(5)关于上述相关物质及转化过程,说法正确的有 。
a.的转化中,有键的断裂与形成
b.能形成分子间氢键
c.中存在3个手性碳原子
(6)对分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
试剂和条件
产物的结构简式
反应类型
①
②
催化剂,加热
缩聚反应
(7)M是D的同分异构体,写出满足以下条件的所有M的结构简式 。
①与足量银氨溶液反应,生成;②含苯环,且苯环上的一溴代物有2种
(8)以1,2-二溴乙烷和硝基甲烷为有机原料,设计合成1,4-二硝基丁烷。回答下列问题:
①第一步反应的化学方程式为 。
②第二步的产物与反应的物质的量之比为 。
【答案】(1)羟基、羧基 (2)取代反应 (3) (4) (5)ab
(6)浓硫酸,Δ 消去反应
(7)
(8)
【解析】A在(CH3)2SO4和H2SO4作用下发生取代反应生成B;在O2和(CH3COO)2Co作用下,B的甲基被氧化为醛基生成C;C与CH3NO2反应,先发生加成反应,后发生消去反应生成D;D在NaBH4作用下碳碳双键被还原生成E;E与F生成了G,根据G的结构式和F的分子式,可知F的结构简式为;G在Fe和HCl作用下反应,硝基被还原为氨基生成H。
(1)H的含氧官能团为羟基和羧基。
(2)A→B的反应类型是取代反应。
(3)F的结构简式为。
(4)根据I的分子式,可推测I是E和F发生了1∶2的反应生成的副产物,根据I的分子式及E、F、G的结构,可知I的结构简式为。
(5)C→D反应中,C中的碳氧双键(键)断裂,同时形成碳碳双键(键),a正确;G中含有羟基和羧基,能形成分子间氢键,b正确;H中连有4个不同原子或集团的手性碳原子没有3个,c错误;故选ab。
(6)根据表格中的产物可知,G在特定条件下发生了消去反应生成给定产物,反应条件为浓硫酸,加热(Δ);G含羧基和羟基,在催化剂、加热条件下发生缩聚反应,产物结构简式为。
(7)M的分子式为C8H7O2N,条件①可说明M含两个醛基,条件②可说明出取代基外,苯环上有两种氢,故满足M的所有结构简式为。
(8)①以1,2-二溴乙烷为原料制备1,4-二硝基丁烷,第一步是1,2-溴乙烷在水、加热条件下发生水解反应生成,化学方程式为;
②第二步是发生催化氧化生成OHCCHO,OHCCHO与CH3NO2反应,要得到1,4-二硝基丁烷,根据原子守恒,二者反应物质的量之比为1∶2。
10.(2025·天津市和平区高三下学期三模考试)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)写出A中官能团的名称 。
(2)写出E的分子式 。
(3)B→C的反应类型为 。
(4)判断A和B的关系是 。
a.同位素 b.同素异形体 c.同系物 d.同分异构体
(5)F的分子式为,其结构简式为 。
(6)写出G生成高聚物反应的方程式 。
(7)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分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(8)写出以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)羰基、羧基 (2) (3)取代反应 (4)c (5)
(6) (7)
(8)
【解析】A()和CH3I发生取代反应生成B();B和SOCl2发生取代反应生成C();C和CH3OH发生取代反应生成D();D和NH2OH发生反应生成E();E经过还原反应转化为F,F经酸性水解后再调节pH到7转化为G,该过程酯基发生水解,酯基转化为羧基,则F为。
(1)A的结构简式为,官能团为羰基和羧基;
(2)根据E的结构简式可以确定E的分子式为;
(3)B到C是羟基被Cl原子取代,发生的是取代反应;
(4)根据A和B的结构可以判断,二者结构相似,组成相差2个CH2的化合物,二者互为同系物;
(5)F的结构简式为;
(6)G的结构中既有氨基,又有羧基,可以方式缩聚反应,方程式为:
;
(7)D的结构简式为同分异构体满足:①分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,含有醛基和甲酸酯基,符合条件的结构简式为;
(8)结合题目信息D→E→F,引入-NH2,再结合B→C→D引入酯基,故合成路线为。
题点5 有机合成及推断综合应用
11.(2025·江西省新余市高三下学期第二次模拟考试)化合物M作为抗肿瘤候选药物正处于临床研究,其合成路线如下:
已知:i.
ii.
(1)A中所含官能团是 。
(2)D的结构简式是 。
(3)M中碳原子的杂化方式 。
(4)的转化过程中,还可能生成E的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式是 。
(5)的化学方程式是 。
(6)I的分子式为,核磁共振氢谱中只有一组峰,I的结构简式是 。
(7)的合成步骤如下:
注:Boc的结构简
①已知T只有一种官能团,则T的结构简式是 。
②上述合成中P→Q的目的是 。
【答案】(1)羧基或-COOH (2) (3)sp2、sp3
(4) (5)2+O22+2H2O
(6) (7)OHC−CH2−CHO 保护氨基
【解析】由A(C2H2O4)与C2H5OH在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成B(C6H10O4),可知A为,B为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,B与发生已知反应ⅰ生成D,可知D为,D与NH2OH反应生成E,E在①NaOH/H2O,②H+下发生水解生成F(),G()与O2在Cu作催化剂的条件下加热发生氧化反应生成H(),H与I发生已知反应ⅰ生成J,由J的分子式可知J为,由I的分子式为,核磁共振氢谱中只有一组峰可知I为,J与①NH3,②H2催化剂下生成K,K与F生成L,L与经过多步反应生成M。
(1)A为,所含官能团是羧基或(-COOH);
(2)D的结构简式为;
(3)M分子中含有只形成单键的C原子和形成双键的C原子,C的杂化方式有sp2、sp3;
(4)D→E中,还可能生成E的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式为;
(5)G与O2在Cu作催化剂的条件下加热发生氧化反应生成H,化学方程式是2+O22+2H2O;
(6)I的结构简式是;
(7)P与(Boc)2O发生取代反应生成Q,Q与氨气加成生成S,可推知S的结构简式为,S与T脱水生成U,由U和S的结构简式可推知T的结构简式为,U与HCl反应生成。①T的结构简式是OHC−CH2−CHO;②P中含有氨基,最后目标产物也含有氨基,则合成中P→Q的目的是保护氨基。
13.(2025·河南省郑州市高三第三次质量预测(三模)三氯苯达唑(化合物H)是一种咪唑类驱虫药,它的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的-名称为 。
(2)B转化为C的化学方程式为 。
(3)E转化为F时所用的试剂为 (填序号)。
a. b. c. d.氨水/乙醇
(4)由F生成G的同时,还有一种无氧化合物生成,该物质的化学式为 。
(5)的反应类型为 ;该反应中的作用为 。
(6)与B苯环上取代基的种类和数目完全相同、且属于芳香族化合物的B的同分异构体有 种(B除外);其中核磁共振氢谱只有1组峰的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)1,2,4-三氯苯或偏三氯苯
(2)+2NH3H2O +NH4Cl+2H2O (3)a (4)K2S或KHS
(5)取代反应 中和反应生成的HI,促进反应向右进行
(6)5
【解析】A在浓H2SO4和加热条件下与浓HNO3发生取代反应生成B,由B逆推可知A是;由题目信息和C的分子式可知B分子中1个氯原子被氨基代替生成C;结合E的分子式可知C和发生取代反应生成E,E发生还原反应生成F,则E是、C是。
(1)A的结构简式为,A的-名称为1,2,4-三氯苯;
(2)B分子中1个氯原子被氨基取代生成C,B转化为C的化学方程式为+2NH3H2O +NH4Cl+2H2O。
(3)E中硝基被还原为氨基生成F,E转化为F时所用的试剂为,选a。
(4)根据元素守恒, F和CS2生成G的同时还生成H2S,H2S和KOH反应生成K2S或KHS。
(5)是G中S-H键上的H原子被-CH3代替,反应类型为取代反应;同时生成HI,HI和KOH反应生成KI,该反应中的作用为中和反应生成的HI,促进反应向右进行;
(6)与B苯环上取代基的种类和数目完全相同、且属于芳香族化合物的B的同分异构体有,共5种;其中核磁共振氢谱只有1组峰的同分异构体的结构简式为。
18.(2025·山东省名校大联考高三下学期4月联合检测)沙丁胺醇(F)能有效地抑制组胺等致过敏性物质的释放,防止支气管痉挛,其一种合成路线如下
已知:
i.为,为,为
ii.
回答下列问题:
(1)物质A的名称为 。
(2)物质B的结构简式为 ,C→D的反应类型为 。
(3)写出D→E的化学方程式: 。
(4)比D少1个碳原子的同分异构体中,同时满足下列条件的芳香族化合物有 种,其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为 。
①苯环上含三个取代基,其中两个为 ②除苯环外不含其他环状结构
(5)参照上述路线写出以苯甲醛为主要原料(其他试剂任选)合成的路线: 。
【答案】(1)对羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛
(2) 取代反应
(3)+H2O+ +
(4)48
(5)
【解析】B发生已知信息ii的反应机理得到C,由C的结构简式结合B的分子式可以推知B为,A和Me2NH发生取代反应生成B,C和Ac2O发生取代反应生成D,同时有小分子CH3CON(CH3)2生成,D和水、NBS在丙酮的催化下反应生成E,由原子守恒可知,该反应中还有生成,E和t-BuNH2发生取代反应生成F。
(1)A的名称为对羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛。
(2)B的结构简式为,C和Ac2O发生取代反应生成D。
(3)由D和E分结构简式可知,D和水、NBS在丙酮的催化下反应生成E,由原子守恒可知,该反应中还有生成,化学方程式为+H2O+ +。
(4)比D少1个碳原子的同分异构体中,满足条件:①苯环上含三个取代基,其中两个为;②除苯环外不含其他环状结构;结合D的不饱和度可以推知苯环上的取代基组合为2个-COOH、-CH2CH2CH=CH2或2个-COOH、-CH2CH=CHCH3或2个-COOH、-CH=CHCH2CH3或2个-COOH、或2个-COOH、-C(CH3)=CHCH3或2个-COOH、-CH(CH3)CH=CH2或2个-COOH、-CH=C(CH3)CH3或2个-COOH、-CH2C(CH3)=CH2,每种组合都有6种不同的位置关系,共有6×8=48种同分异构体,其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式含有对称的甲基,为。
(5)发生已知信息ii的反应机理得到,发生C生成D的反应原理得到,发生E生成F的机理得到,合成路线为。
13.(2025·浙江省温州市高三下学期二模)某研究小组按下列路线合成治疗银屑病药物本维莫得(部分反应条件及试剂已简化):
已知:。请回答:
(1)化合物B中官能团的名称是 。
(2)化合物C的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是_______。
A.化合物D能使溴水褪色 B.化合物F的酸性强于化合物E
C.化合物Ⅰ能发生消去反应 D.本维莫得分子式为
(4)写出G→H的化学方程式 。
(5)5-苯基环己烷-1,3-二酮()是合成有机物的中间体,设计以苯甲醛、丙酮、甲醇、为原料合成该物质的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式 。
①分子中只含有苯环,无其他环状结构。
②谱和IR谱检测表明:分子中共有4种不同环境的氢原子,不含键及。
【答案】(1)碳碳双键、醛基 (2) (3)AC
(4)
(5)
(6)
【解析】A发生已知信息的反应生成B,由B的分子式可知,B的结构简式为,B与发生反应生成C(),结合B和C的分子式可知,该反应过程脱去1分子的水,则先发生醛基的加成反应,再发生羟基的消去反应,即已知信息的反应,结合D的结构简式可知,B与发生反应生成C为,C与发生加成反应生成D,D中酯基再酸性环境下水解生成E,E脱去1个羧基生成F,F与甲醇发生酯化反应生成G为 ,G中醛基和羧基发生已知信息的反应信息的反应生成H为,H发生氯代反应生成I,I转化为本维莫得。
(1)B的结构简式为,官能团名称为碳碳双键、醛基;
(2)化合物C的结构简式为;
(3)化合物D中含有碳碳双键,能使溴水褪色,A正确;化合物E中两个羧基连在同一个C原子上,如图,两个酮羰基的π键共轭,使得羟基氧中的孤对电子也会参与π键共轭,导致羟基更容易电离出,故酸性E>F,B错误;化合物Ⅰ中含有氯原子,且碳上存在氢原子,能发生消去反应,C正确;本维莫得分子不饱和度为9,碳原子个数为17,则氢原子个数为18,故分子式为,D错误。故选AC;
(4)G为 ,G中醛基和羧基发生已知信息的反应信息的反应生成H为,化学方程式为;
(5)由目标产物的结构简式可知,其结构类似H,则需要酮羰基和酯基发生类似G→H的反应,从而形成六圆环,故首先用苯甲醛和丙酮发生类似A→B的反应生成,再与发生类似C→D的加成反应,生成,其在酸性环境下发生酯基的水解反应,再发生脱羧反应脱去1个羧基生成,再与甲醇发生酯化反应,得到酯基,酯基与酮羰基发生G→H的反应得到目标产物,具体合成路线为:;
(6)化合物E的不饱和度为8,其只含有苯环,无其他环状结构,核磁共振氢谱有4种不同环境的氢原子,说明其含有两个苯环,且两个苯环的取代基高度对称,两个苯环刚好8个不饱和度,说明其余结构中均为饱和键,氧原子数共有5个(奇数),还要满足对称结构,说明其基本结构一定是或,满足条件的同分异构体有: 。
14.(2025·浙江省绍兴市高三下学期二模)H是制备治疗感染药物依拉环素的一种中间体,其合成路线如下(部分反应条件已简化):
注:表示。
已知:①;②。请回答:
(1)化合物G的含氧官能团名称是 。
(2)化合物D的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.A→B过程中可能生成副产物
B.D→E中硝酸的作用是作氧化剂
C.1molD转化成1molG过程中两次消耗BnBr的物质的量相同
D.H具有碱性能与HCl反应
(4)写出A→B的化学方程式 。
(5)参照上述路线,设计以3-氯环己烯()、邻甲基苯甲腈()、苯酚为原料合成的路线(用流程图表示,试剂任选) 。已知:活性可以选择性氧化醇羟基,而不氧化碳碳双键。
(6)写出4种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分子中有4种不同化学环境的氢原子;②分子中只有两个六元碳环,其中一个是苯环
③含3个碳氧双键
【答案】(1)酯基、醚键 (2) (3)BC (4)
(5)
(6) 、、、
【解析】结合G的结构可知,A+CH3I→B中,—CH3取代A中F原子邻位C上的H原子,则B为 ,C的分子式为C6H6O,结合G的结构简式可知C为苯酚,B和C先发生酯化反应,再在BBr3条件下将醚键转化为羟基,则D为,D和硝酸反应,苯环上H原子被—NO2取代,再与发生取代反应生成E,E为,加入Na2S2O4,硝基转化为氨基,F为,再加入取代氨基上的H得到G。
(1)化合物G的含氧官能团名称是酯基、醚键;
(2)化合物D的结构简式是;
(3)强碱性环境下,羧基中的H也会参与反应,故A→B过程中可能生成副产物,A正确;D→E发生取代反应,没有化合价变化,B错误;1molD消耗1molBnBr转化为E时,再经反应生成1molG过程中消耗2molBnBr,故消耗的物质的量不相同,C错误;化合物H含有氨基,具有碱性,能与HCl反应,D正确。故选BC。
(4)A→B的化学方程式为;
(5)结合已知信息,可先将酸化使得氰基转化为羧基,再发生类似BD的反应,先水解再用二氧化锰氧化羟基,最后两步产物反应得到目标产物,合成路线为:;
(6)化合物D的结构简式为,四种同分异构体的结构简式为、、、。
15.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学高三下学期第三次模拟)非布司他(化合物Ⅰ)是一种黄嘌呤氧化酶的抑制剂,用于痛风患者高尿酸血症的长期治疗,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为 。
(2)化合物B中官能团名称为 。
(3)A→B转化过程中会生成中间体I(),下列叙述正确的是________。
A.化合物A生成中间体Ⅰ可能经历加成反应和消去反应
B.中间体Ⅰ中碳原子和氮原子的杂化方式不同
C.中间体Ⅰ分子中所有原子不可能共平面
D.中间体Ⅰ存在顺反异构
(4)E→F的反应类型为 ,制备F时加入的作用是 。
(5)G的结构简式为 。
(6)化合物A的同分异构体中,含苯环但不含其他环状结构的同分异构体有 种;其中一种同分异构体J既能发生银镜反应,又能发生水解反应,请写出J与足量NaOH溶液反应的化学方程式: 。
【答案】(1)4-羟基苯甲醛(或对羟基苯甲醛) (2)羟基、氰基 (3)AD
(4)取代反应 与生成的HBr反应,促进反应正向进行(其他合理答案也可)
(5)
(6)4 +2NaOH+HCOONa+H2O
【解析】A在NH2OH·HCl、HCOOH/HCOONa作用下发生取代反应生成B,A中的-CHO转化为B中的-CN,B与NaHS发生反应生成C,C在C2H5OH作用下与反应生成D,D在HMTA、PPA/C2H5OH作用下反应生成E,E与(2-甲基-3-溴丙烷)发生取代反应生成F和HBr,F与NH2OH·HCl、HCOOH/HCOONa作用下反应将-CHO转化为-CN生成G(),G在碱性条件下先水解后酸化生成H,G→H为-COOC2H5水解为-COOH和C2H5OH。
(1)由A的结构简式可知,其名称为4-羟基苯甲醛(或对羟基苯甲醛)。
(2)由B的结构简式可知,其含有的官能团名称为羟基、氰基。
(3)A→I的反应过程为-CHO→-CH(NH2OH+)(O-)→-C≡N,包含加成反应和消去反应,A正确;I中碳原子和氮原子均与双键连接,均采取sp2杂化,B错误;所有碳原子和氮原子均为sp2杂化,则所有碳原子、氮原子及与C、N直接相连的H和O处于同一平面,酚羟基和N上的羟基的O-H键可以旋转,具有与其他原子共平面的时刻,C错误;C=N双键两端存在3个不同基团,存在顺反异构,D正确。故选AD。
(4)E→F的反应类型为取代反应;制备F时生成了HBr,加入的作用是与生成的HBr反应,促进反应正向进行(其他合理答案也可)。
(5)G的结构简式为。
(6)化合物A的含苯环但不含其他环状结构的同分异构体为2-羟基苯甲醛、3-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲醛、苯甲酸和苯氧基甲醛,共5种结构,除去化合物A有4种;同分异构体J既能发生银镜反应,又能发生水解反应,则J同时含有酯基和醛基,即为苯氧基甲醛,可与2mol NaOH反应,反应的化学方程式为 +2NaOH+HCOONa+H2O。
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有机合成与推断
题点1 有机合成中反应类型的判断
1.(2025·福建省泉州市永春第一中学高三下学期一模)超临界碳酸化技术(反应如下,其中R-代表烃基)是实现我国“双碳”目标的有效途径之一,下列叙述正确的是
A.上述转化过程中涉及的反应类型只有取代反应
B.化合物4不存在手性碳原子
C.化合物2与化合物3含有相同的官能团
D.甲醇和化合物4分别与足量反应产生的之比为
2.(2025·福建省龙岩市高三下学期一模)下图是合成具有抗肿瘤等作用药物Z的一个片段,有关说法错误的是
A.水中溶解性: B.Y→Z属于消去反应
C.X、Y、Z均能发生水解 D.X、Y、Z含有相同数目的手性碳原子
题点2 合成路线分析及选择
3.(2025·贵州省安龙县第一中学高三上学期第一次模拟考试)在给定的反应条件下,下列选项所示的物质转化难以实现的是
A.
B.CH3CHO
C.CH3CHOCH3COOHCH3CO18OC2H5
D.
4.(2025·云南省大理白族自治州高三上学期二模考试)物质Z是一种重要的药物中间体,其合成路线如下。下列说法错误的是
A.X含有3种官能团 B.Y分子式C6H11NO2
C.Z含有手性碳 D.反应的原子利用率小于100%
5.(2025·北京市西城区高三化学一模)氟他胺是一种抗肿瘤药,可由中间体通过如下转化制得(部分试剂和条件已略去)。
已知:氨基具有还原性,吡啶具有碱性。
下列说法不正确的是
A.氟他胺中含有三种官能团
B.X不具有手性异构体(对映异构体)
C.吡啶可提高①的原料利用率
D.交换①、②的顺序,对氟他胺的制备没有影响
题点3 有机反应机理分析
6.(2025·四川省绵阳中学高三下学期高考适应性考试(一))叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理可用下图表示。下列说法正确的是
A.C-C-C键角:中间体2小于叔丁醇
B.叔丁醇核磁共振氢谱有3种吸收峰,峰面积之比为3:6:1
C.增大c(H+),有利于提高羧酸叔丁酯的平衡产率
D.用标识醇羟基,可以区别叔丁醇、乙醇与羧酸酯化反应的机理差异
7.(2025·辽宁省名校联盟高三下学期5月份联合考试)氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。反应机理如下:
已知:利用捕获反应可捕获中间体2。
下列说法错误的是
A.苯胺的官能团氨基具有碱性,能与盐酸反应生成可溶性苯胺盐酸盐
B.“中间体1”的碳负离子有一个位于杂化轨道的孤电子对
C.参照捕获反应,苯炔与异戊二烯反应可得到
D.捕获反应的产物()含有5种不同化学环境的氢原子
8.(2025·云南省曲靖市高三下学期第二次教学质量检测)如图表示1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理,下列说法不正确的是
A.是该反应的催化剂 B.该反应生成物仅有甲醛和乙醛
C.该反应涉及了极性键的断裂、非极性键形成 D.该反应过程中Mo的成键数目发生改变
题点4 碳骨架构建、官能团转化在有机合成中的应用
9.是一种免疫增强剂,工业上可以以苯为原料,按如下路线合成。
回答下列问题:
(1)H中含氧官能团的名称是 。
(2)的反应类型是 。
(3)F的结构简式为 。
(4)的转化会生成一种副产物I,分子式为,I的结构简式 。
(5)关于上述相关物质及转化过程,说法正确的有 。
a.的转化中,有键的断裂与形成
b.能形成分子间氢键
c.中存在3个手性碳原子
(6)对分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
试剂和条件
产物的结构简式
反应类型
①
②
催化剂,加热
缩聚反应
(7)M是D的同分异构体,写出满足以下条件的所有M的结构简式 。
①与足量银氨溶液反应,生成;②含苯环,且苯环上的一溴代物有2种
(8)以1,2-二溴乙烷和硝基甲烷为有机原料,设计合成1,4-二硝基丁烷。回答下列问题:
①第一步反应的化学方程式为 。
②第二步的产物与反应的物质的量之比为 。
10.(2025·天津市和平区高三下学期三模考试)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)写出A中官能团的名称 。
(2)写出E的分子式 。
(3)B→C的反应类型为 。
(4)判断A和B的关系是 。
a.同位素 b.同素异形体 c.同系物 d.同分异构体
(5)F的分子式为,其结构简式为 。
(6)写出G生成高聚物反应的方程式 。
(7)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分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(8)写出以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) 。
题点5 有机合成及推断综合应用
11.(2025·江西省新余市高三下学期第二次模拟考试)化合物M作为抗肿瘤候选药物正处于临床研究,其合成路线如下:
已知:i.
ii.
(1)A中所含官能团是 。
(2)D的结构简式是 。
(3)M中碳原子的杂化方式 。
(4)的转化过程中,还可能生成E的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式是 。
(5)的化学方程式是 。
(6)I的分子式为,核磁共振氢谱中只有一组峰,I的结构简式是 。
(7)的合成步骤如下:
注:Boc的结构简
①已知T只有一种官能团,则T的结构简式是 。
②上述合成中P→Q的目的是 。
12.(2025·河南省郑州市高三第三次质量预测(三模)三氯苯达唑(化合物H)是一种咪唑类驱虫药,它的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的-名称为 。
(2)B转化为C的化学方程式为 。
(3)E转化为F时所用的试剂为 (填序号)。
a. b. c. d.氨水/乙醇
(4)由F生成G的同时,还有一种无氧化合物生成,该物质的化学式为 。
(5)的反应类型为 ;该反应中的作用为 。
(6)与B苯环上取代基的种类和数目完全相同、且属于芳香族化合物的B的同分异构体有 种(B除外);其中核磁共振氢谱只有1组峰的同分异构体的结构简式为 。
13.(2025·山东省名校大联考高三下学期4月联合检测)沙丁胺醇(F)能有效地抑制组胺等致过敏性物质的释放,防止支气管痉挛,其一种合成路线如下
已知:
i.为,为,为
ii.
回答下列问题:
(1)物质A的名称为 。
(2)物质B的结构简式为 ,C→D的反应类型为 。
(3)写出D→E的化学方程式: 。
(4)比D少1个碳原子的同分异构体中,同时满足下列条件的芳香族化合物有 种,其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式为 。
①苯环上含三个取代基,其中两个为 ②除苯环外不含其他环状结构
(5)参照上述路线写出以苯甲醛为主要原料(其他试剂任选)合成的路线: 。
14.(2025·浙江省温州市高三下学期二模)某研究小组按下列路线合成治疗银屑病药物本维莫得(部分反应条件及试剂已简化):
已知:。请回答:
(1)化合物B中官能团的名称是 。
(2)化合物C的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是_______。
A.化合物D能使溴水褪色 B.化合物F的酸性强于化合物E
C.化合物Ⅰ能发生消去反应 D.本维莫得分子式为
(4)写出G→H的化学方程式 。
(5)5-苯基环己烷-1,3-二酮()是合成有机物的中间体,设计以苯甲醛、丙酮、甲醇、为原料合成该物质的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式 。
①分子中只含有苯环,无其他环状结构。
②谱和IR谱检测表明:分子中共有4种不同环境的氢原子,不含键及。
14.(2025·浙江省绍兴市高三下学期二模)H是制备治疗感染药物依拉环素的一种中间体,其合成路线如下(部分反应条件已简化):
注:表示。
已知:①;②。请回答:
(1)化合物G的含氧官能团名称是 。
(2)化合物D的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.A→B过程中可能生成副产物
B.D→E中硝酸的作用是作氧化剂
C.1molD转化成1molG过程中两次消耗BnBr的物质的量相同
D.H具有碱性能与HCl反应
(4)写出A→B的化学方程式 。
(5)参照上述路线,设计以3-氯环己烯()、邻甲基苯甲腈()、苯酚为原料合成的路线(用流程图表示,试剂任选) 。已知:活性可以选择性氧化醇羟基,而不氧化碳碳双键。
(6)写出4种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分子中有4种不同化学环境的氢原子;②分子中只有两个六元碳环,其中一个是苯环
③含3个碳氧双键
15.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学高三下学期第三次模拟)非布司他(化合物Ⅰ)是一种黄嘌呤氧化酶的抑制剂,用于痛风患者高尿酸血症的长期治疗,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为 。
(2)化合物B中官能团名称为 。
(3)A→B转化过程中会生成中间体I(),下列叙述正确的是________。
A.化合物A生成中间体Ⅰ可能经历加成反应和消去反应
B.中间体Ⅰ中碳原子和氮原子的杂化方式不同
C.中间体Ⅰ分子中所有原子不可能共平面
D.中间体Ⅰ存在顺反异构
(4)E→F的反应类型为 ,制备F时加入的作用是 。
(5)G的结构简式为 。
(6)化合物A的同分异构体中,含苯环但不含其他环状结构的同分异构体有 种;其中一种同分异构体J既能发生银镜反应,又能发生水解反应,请写出J与足量NaOH溶液反应的化学方程式: 。
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