内容正文:
专题51 有机推断——结构全知型+合成路线设计
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
涉及
有机合成路线设计
2026:江苏、海南、云南
2025:天津、福建、海南、浙江、湖南、重庆、江苏、陕晋青宁卷、甘肃、安徽、上海
2024:天津、重庆、湖南、江苏
2023:江苏、重庆2022:江苏、海南2021:江苏
2019:天津、全国III卷
2018:江苏、天津、全国I卷
1.题型特点:有机推断一般以有机物合成路线流程图为载体,给真实情境为主:药物、香料、高分子材料、新型有机物、医药中间体,多取自真实科研文献,物质陌生,但考点都是课本基础。综合考查官能团性质、反应类型、有机物命名、同分异构体、有机合成设计等,是高考必考大题(15 分左右)。本专题以结构全知型为主,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,试题中所涉及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据观察各物质结构简式前后的变化来分析其断键位置及反应特点,然后按题目要求回答各个问题,涉及合成路线设计。
2.难度特点:难度中等偏难。
3.核心考向:
(1)基础概念类:有机物命名、官能团识别、反应类型判断等。
(2)结构书写类。
①书写有机物结构简式:推断流程中未知中间体,是整题核心。
技巧:对比前后物质变化,结合已知信息,看断键、成键位置。
②书写化学方程式:酯化、醇消去、卤代烃消去 / 水解、缩聚反应。
(3)同分异构体(必考难点):限定条件同分异构体数目判断或书写。
(4)有机合成路线设计(压轴小问)。给定原料和目标产物,设计合成路线。
命题特点:必须使用题干给出的陌生信息反应;步骤一般 2‑4 步;不写方程式,只写流程。
(5)简单计算与判断。
1.(2026·江苏·高考真题)有机合成路线如图:
(1)A中杂化的C数目_____________。
(2)向A、B的混合液中加入饱和溶液,可观察到的现象是:__________。
(3)B→C发生加成反应C的结构简式是_________________。
(4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体:_________________。
①碱性条件下水解后酸化,生成、和三种有机产物;
②X、Y都含有六元环结构且都具有酸性;
③X能与FeCl3溶液发生显色反应;
④Y分子中不同化学环境的氢原子个数之比是4:1:1。
(5)已知(R表示烃基),写出以、为原料,制备的合成路线流程图_______________。(无机试剂、有机溶剂任用)
【答案】(1)3
(2)液体分层,有气泡产生
(3)
(4)
(5)
【分析】
简要分析合成路线:A的系统命名法为丙烯酸,和乙醇在离子交换树脂作用下生成B,B和苯乙胺反应生成C,C的分子式为C17H25NO4,B的分子式为C5H8O2,根据小问(3)可知发生的是加成反应,可以推断出C是由两分子B和苯乙胺反应生成,故C的结构简式为,C在乙醇钠催化下发生分子内环化生成D,D在酸性条件下加热脱酯基生成E,E和对氯苯基溴化镁发生加成反应,酸化后得到F,据此回答;
【详解】(1)A的结构是CH2=CH-COOH,分析每个碳原子的杂化方式:双键上的两个碳均为sp2杂化。羧基中的碳为sp2杂化,总共有3个sp2杂化的碳原子。
(2)丙烯酸具有酸性,可与Na2CO3反应生成CO2气体,同时易溶于水。丙烯酸乙酯不溶于水,密度比水小,会浮在上层。加入饱和Na2CO3溶液后,丙烯酸会与Na2CO3反应生成CO2(有气泡),同时A溶于水,而B不溶于水,会分层。故现象为液体分层,有气泡产生。
(3)
根据分析,C的结构简式为。
(4)
D的分子式为C15H19NO3,不饱和度为7,碱性条件下水解酸化,生成X、Y、Z三种产物,说明含有两个可以水解的基团,因只含有三个氧原子,故可以考虑有酰胺基和酯基的存在,占用两个不饱和度,X含有六元环并能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,Y也含有六元环,显酸性,应含有羧基,因不饱和度为7,苯环和酰胺基、酯基占用6个不饱和度,故Y的六元环不是苯环,应为环己烷环,Y中不同化学环境的氢个数之比为4:1:1,扩大一倍为8:2:2,应含有四个亚甲基,故Y的结构简式为,结合X的结构简式为,推测出D的一种同分异构体为。
(5)
采用逆合成法合成目标产物,分析产物结构,结合已知条件以及合成路线E到F的反应条件,可由和合成,可由氧化得到,可由和Mg反应获得,可由和HBr反应得到,由消去反应生成,故合成路线为。
2.(2026·湖南·高考真题)化合物G是一种用于合成生物碱类天然产物的中间体。某实验小组探究了G的合成,其合成路线如下(略去部分试剂和条件):
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为______。
(2)B的核磁共振氢谱显示2组峰,峰面积之比为______。
(3)B→C转化的试剂和反应条件是______。
(4)C→E的反应类型为______。
(5)下列有关C的说法正确的是(考虑立体异构)______(填标号)。
a.分子中所有的原子可能共平面
b.与丙烯酸发生类似于C→E的反应,共得到2种产物
c.在催化剂作用下发生缩聚反应,可用于制备顺丁橡胶
d.与Br2发生1,2-加成和1,4-加成反应,共得到2种产物
(6)F中,与1号碳相比,2号碳C-H键的极性相对______(填“较大”或“较小”)。
(7)F转化为G的同时,有副产物M生成。已知M是G的同分异构体,且与G的官能团相同。M的结构简式是______(F中六元环不参与反应)。
(8)已知:①
②
以J和L为原料合成Q的合成路线如下:
J、L的结构简式分别是______、______。
【答案】(1)碳碳双键
(2)3:1或者1:3
(3)氢氧化钠醇溶液,加热
(4)加成反应
(5)ab
(6)较小
(7)
(8)
【分析】A为2-丁烯,和溴水发生加成反应生成B,B在一定条件下发生消去反应生成C,C和D发生D-A加成反应生成E,E在锌催化下和臭氧发生开环氧化反应生成F,F在碱催化下发生羟醛缩合反应生成G,据此分析以下各小问;
【详解】(1)A为2-丁烯,故官能团名称为碳碳双键。
(2)B的核磁共振氢谱显示2组峰,说明含有2组化学环境不同的氢,B为对称结构,两个甲基和次甲基所处环境相同,故峰面积之比为3:1或者1:3。
(3)B到C的反应为卤代烃发生消去反应生成烯烃,故反应条件为氢氧化钠醇溶液,加热。
(4)C到E发生的是中学阶段常见的Diels-Alder反应,简称DA反应,属于广义上的加成反应。
(5)a.C为顺式1,3-丁二烯,分子中C2和C3之间的单键可旋转改,故所有原子可能共平面,a正确;
b.C与丙烯酸可生成,考虑手性异构共有2种产物,b正确;
c.C与在催化剂作用下发生加聚反应,可制备顺丁橡胶,c错误;
d.C与Br2发生1,2-加成的产物无顺反异构,若考虑手性异构,为2种,发生1,4-加成的产物存在顺反异构,故为2种,共计4种,d错误;
故选ab。
(6)1号碳和2号碳均连接-CHO,但1号碳更靠近羰基,羰基具有吸电子效应,会造成C-H键极性较大,故2号碳C-H键极性相对较小(或由G的结构可知,1号碳发生了C-H键断裂,2号碳未发生C-H键断裂,故1号碳C-H键的极性更大)。
(7)
F转化为G时,主产物G由1号碳作为碳和醛基参与分子内羟醛缩合形成五元环;副产物M由2号碳作为碳和醛基参与缩合形成另一五元环结构。故M的结构简式为。
(8)
首先观察Q的结构,再结合,反应条件为碱,应是发生给定的①和②反应,逆合成法切断Q(,虚线表示切断),故L的结构简式为,再通过逆推法,K应是发生反应②生成,故K的结构简式为,E到F是碳碳双键在锌催化下和臭氧发生开环氧化后变成两个醛基,J到K发生的为相同反应,故J的结构简式为。
3.(2026·云南·高考真题)一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。
(2)A→B的反应类型为______。
(3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。
(4)E与NaOH反应的化学方程式为______。
(5)G→H中另一产物的结构简式为______。
(6)I→J中DMP的作用为______。
(7)K中手性碳原子的个数为______。
(8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1。
(9)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)碳碳双键
(2)取代反应
(3)5
(4)+NaOH→+
(5)CH3CH2OH
(6)作氧化剂,将醇羟基氧化为醛基
(7)2
(8)、、(任写一种)
(9)
【分析】
由合成路线可知,A与发生取代反应生成B,B与C发生Diels-Alder反应生成D,D在一定条件下生成E,E与F反应后经重排得到G,G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH,H在一定条件下生成I,I被DMP 氧化剂氧化生成J,J在一定条件下生成K,据此回答
【详解】(1)
A为,其中R为,A中官能团为羧基、醚键和碳碳双键;
(2)A(羧酸)与反应,羧基的-OH被-NHSO2R'取代,属于取代反应;
(3)
C的结构简式为,两个碳碳双键均为平面结构,中间单键可旋转,使两个双键平面共面,所有碳原子均可共平面,主链4个C+甲基1个C ,共5个C;
(4)
E的结构简式为,含有酰胺键(-CONH-),在NaOH溶液中加热时,酰胺键发生水解,反应的化学方程式为:+NaOH+;
(5)
由分析知,G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH;
(6)由流程图知,DMP将I中的醇羟基(-OH)氧化为醛基(-CHO);
(7)
手性碳是指连有 4 个不同基团的饱和碳原子,如图(带*号),则K中手性碳原子的个数为2;
(8)
F的分子式为,不饱和度为5,满足①能发生银镜反应,则含有醛基或甲酸酯结构,②能与FeCl3发生显色反应,则含有酚羟基,③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体有、、;
(9)
B与C发生Diels-Alder反应生成D,参照B→D的过程,和发生Diels-Alder反应生成,与Br2发生加成反应生成,在NaOH乙醇溶液中加热,发生消去反应生成目标产物,则合成路线为:。
4.(2025·天津·高考真题)我国学者报道了一种制备醇的新方法,其合成及进一步转化为化合物H的反应路线如下所示。
已知:
R1:烷基、芳香基;R2:芳香基、烷基、H;R3:芳香基、烷基
(1)A→B的反应试剂及条件为___________。
(2)B的含有碳氧双键的同分异构体数目为___________(不考虑立体异构)。
(3)C的系统命名法的名称为___________,其核磁共振氢谱有_____组吸收峰。
(4)D中最多共平面原子数目为___________。
(5)E中官能团的名称为___________,含有的手性碳原子数目为___________。
(6)E→F的反应类型为___________。
(7)G→H的反应方程式为___________。
(8)以及题干中的有机化合物为原料(无机试剂任选),参考所给反应路线及条件,完成下列目标化合物的合成___________。
【答案】(1),加热
(2)7
(3) 3-甲基丁醛 4
(4)17
(5) 羟基 1
(6)取代反应
(7)
(8)
【分析】A发生氧化反应生成B,B在一定条件下转化为C,C和在一定条件下生成E,E中羟基被氯原子取代生成F,F中碳氯键转化为羧基生成G,G与乙醇发生酯化反应生成H,据此解答。
【详解】(1)A→B的反应是碳碳双键发生环氧化反应转化为三元环醚,该反应的试剂及条件为,加热;
(2)B的分子式为,不饱和度为1,其含有碳氧双键,则其余结构均为饱和结构,可有:、、(只画出了碳骨架,箭头所指碳氧双键的位置),不考虑立体异构,共有7种;
(3)C为,母体为丁醛,三号碳原子上有1个甲基,则系统命名法为:3-甲基丁醛;核磁共振氢谱有4组吸收峰,如图:;
(4)苯环是平面结构,碳碳双键也是平面结构,单键可以旋转,则苯乙烯中所有原子均可能共面,D分子中相当于苯乙烯苯环上一个氢原子(乙烯基对位)被甲基取代,甲基经过旋转最多可以有1个氢原子处于该平面,故最多有17个原子共平面;
(5)由E的结构简式可知,E中官能团的名称为羟基;连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,故E中手性碳原子数目为1,如图:;
(6)E→F的反应可以理解为E中羟基被氯原子取代,反应类型是取代反应;
(7)G与乙醇发生酯化反应生成H,化学方程式为:;
(8)根据题干E→F→G的一系列反应,可以将羟基转化为羧基,再根据题目已知信息的反应,模仿C+D→E的反应即可得到羟基,故先发生消去反应生成,再与发生已知信息的反应生成,再发生E→F→G的一系列反应,将羟基转化为羧基,具体合成路线是:。
5.(2025·福建·高考真题)神经肽抑制剂J的合成路线如下。(THF为溶剂)
(1)B中含氧官能团有:________、________。(填名称)
(2)理论上,B的核磁共振氢谱有________组峰。
(3)熔点:B________C(填“>”“<”或“=”,判断依据是:________。
(4)I的化学方程式为________。
(5)VI中发生的反应类型为________。
(6)Ⅶ中还可能生成J的立体异构体K,补全K的结构简式________。
(7)某药物合成中有反应:
参考该反应,可以设计C+L→F,则L的结构简式为________。C→F反应的原子利用率:以L为反应物________以D为反应物。(填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 酯基 酰胺基
(2)7
(3) < 二者均为分子晶体,C中含有的羧基可以形成分子间氢键
(4)
(5)加成反应
(6)
(7) >
【分析】
对比A()、B()的结构简式可知A与发生取代反应生成B,化合物X为;发生水解反应生成C(),中与D中脱水形成含有酰胺键的E,E先发生加成反应再脱水生成F,F经过一系列反应G,G与发生加成反应生成H,H发生消去反应生成J。
【详解】(1)
B的结构简式为,含氧官能团为酯基、酰胺基,故答案为:酯基;酰胺基;
(2)
B的结构简式为,根据等效氢法可知该物质有7种氢,如图,核磁共振氢谱有7组峰,故答案为:7;
(3)二者均为分子晶体,对比B、C的结构,C中含有的羧基可以形成分子间氢键,使其熔点高于B,故答案为:<;二者均为分子晶体,C中含有的羧基可以形成分子间氢键;
(4)
根据分析可知化合物X为,A与发生取代反应生成B的化学方程式为,故答案为:;
(5)根据分析可知,VI中醛基发生加成反应得到羟基,故答案为:加成反应;
(6)
J中因碳碳双键存在顺反异构,其异构体K的结构简式为,故答案为:;
(7)
C为,F为,结合题中信息C+LF,失去1个,L为;C→F反应的原子利用率:以L为反应物一步反应去掉1个得到F,以D为反应物经过两步反应脱去2个得到F,C→F反应的原子利用率:以L为反应物>以D为反应物,故答案为:;>。
6.(2025·海南·高考真题)药物I的一种合成路线如下:
其中G为
回答问题:
(1)A的化学名称为______。
(2)BC反应类型为______。
(3)D的结构简式为______。
(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为______。(写出一种即可)。
(5)G中所含有的官能团名称为______。
(6)E→F的反应方程式为______。
(7)比照上图合成I的路线信息,从出发,辅之以C6H5CH2Cl及一个或两个碳的有机物(无机试剂任选),设计合成的路线______。
已知:①羧基在催化氢化条件下不被还原;②。
【答案】(1)丙酸
(2)取代反应
(3)
(4)或
(5)氨基、醚键
(6)+Br2+HBr
(7)
【分析】
根据题干信息,由AB发生了取代反应(A中的-OH被-Cl取代),BC发生取代反应(B中的-Cl被取代),C和D的分子式相同为同分异构体,结合E的结构简式和DE的反应条件以及BC的取代过程可知,D的结构简式为:,EF在光照条件下发生的取代反应,苯环侧链亚甲基上的H被溴原子取代,生成F(含-COCHBrCH3),由结构简式可知FH发生取代反应,则G的结构简式为,H与H2发生还原反应,最终生成I。
【详解】(1)A的化学名称为:丙酸。
(2)由分析可知BC的反应类型为:取代反应。
(3)
由分析可知,D的结构简式为:。
(4)
E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为,说明其结构高度对称,则X的结构简式为: 或。
(5)结合分析可知,G中所含有的官能团名称:为氨基、醚键。
(6)
E→F的反应方程式为:+Br2+HBr。
(7)
结合题干和已知信息,苯酚发生A→F的一系列反应可生成,再发生已知信息②的反应生成,再发生氰基的水解反应生成,再利用已知信息①发生H→I的反应生成,再发生羟基的消去反应即可得到目标产物,故合成路线为:。
7.(2025·浙江·高考真题)化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物A中含氧官能团的名称是_______;从整个过程看,的目的是_______。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的水溶性比化合物B的大
B.的反应中有产生
C.化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同
D.化合物G分子中含有2个手性碳原子
(3)的化学方程式_______。
(4)生成G的同时还生成了,则X的结构简式是_______。
(5)过程中有副产物生成,写出一种可能的副产物的结构简式_______(其分子式为且含有苯环)。
(6)以和为有机原料,设计化合物(D指)的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1) 羰基 保护氨基
(2)CD
(3)+2NaOH+Na2CO3+C2H5OH
(4)
(5)
(6)
【分析】
A和ClCOOC2H5发生取代反应生成B,B和CaC2、H2O反应生成C,C和NaH、反应生成D,D和乙炔发生加成反应生成E,E中含有酰胺基,在NaOH溶液中发生水解生成F为,F和X发生取代反应生成G,同时还生成了HCl,则X的结构简式是,以此解答。
【详解】(1)由A的结构简式可知,A中含氧官能团的名称是羰基,从整个过程看,A→B的过程中氨基转化为酰氨基,E→F的过程中酰氨基又转化为氨基,A→B的目的是:保护氨基。
(2)A.化合物A中含有氨基,可以和水分子形成氢键,化合物B中没有亲水基团,则化合物A的水溶性比化合物B的大,A正确;
B.NaH中H元素的化合价为-1,具有很强的还原性,极易与+1价的H原子发生归中反应生成,再结合C和D的分子式和结构式可以推知,C和NaH、反应生成D的过程中还有NaBr和产生,B正确;
C.形成双键的碳原子为杂化,则化合物B中含有2个杂化碳原子,C分子中含有1个杂化碳原子,C错误;
D.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,化合物G分子中含有1个手性碳原子:,D错误;
故选CD。
(3)
E中含有酰胺基和酯基,在NaOH溶液中发生水解生成F为,同时有Na2CO3和C2H5OH生成,化学方程式为:+2NaOH+Na2CO3+C2H5OH。
(4)
由分析可知,X的结构简式是。
(5)
D和乙炔发生加成反应生成E,该过程中2个D也可以发生加成反应生成分子式为的副产物:、、、。
(6)
先和H2发生加成反应生成,再发生催化氧化反应生成,和CaC2、H2O反应生成,和NaH、反应生成,CaC2和D2O反应生成,和发生加成反应生成,合成路线为:。
8.(2025·湖南·高考真题)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知:
回答下列问题:
(1)A的官能团名称是_______、_______。
(2)B的结构简式是_______。
(3)E生成F的反应类型是_______。
(4)F所有的碳原子_______共面(填“可能”或“不可能”)。
(5)B在生成C的同时,有副产物G生成。已知G是C的同分异构体,且与C的官能团相同。G的结构简式是_______、_______(考虑立体异构)。
(6)C与生成E的同时,有少量产物I生成,此时中间体H的结构简式是_______。
(7)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_______(无机试剂和溶剂任选)。
【答案】(1) (酮)羰基 碳碳双键
(2)
(3)氧化反应
(4)可能
(5)
(6)
(7)
【分析】
结合B的分子式可知,A发生加成反应生成B,则B的结构简式为,B中溴原子发生消去反应生成C,C与发生加成反应生成中间体D,再发生取代反应生成E,E与氧气发生氧化反应生成F,据此解答。
【详解】(1)
结合A的结构简式可知,其官能团名称是(酮)羰基、碳碳双键。
(2)
由分析可知,与Br2加成反应生成B,B的结构简式为。
(3)
E→F反应为,对比发现,F相对E少了两个H原子,与O2结合,生成H2O,反应类型是氧化反应。
(4)苯环是平面结构,酮羰基也是平面结构,五元杂环也是平面结构,则F中所有的碳原子可能共面。
(5)
B→C的反应是其中一个溴原子发生消去反应得到碳碳双键,G是C的同分异构体,且与C官能团相同,可以考虑另外一个溴原子发生消去反应,考虑顺反异构,则G的结构简式为、。
(6)
根据已知条件,存在一系列的互变平衡,结合I的结构简式可知,可转换为与C发生加成反应后,得到的中间体H的结构简式为,再发生取代反应,即可得到I。
(7)
目标产物含有酯基,说明是发生了酯化反应,结合C→E的过程,首先和H2C=CH-CN发生加成反应生成,再发生水解反应生成,再发生酯化反应得到目标产物,具体流程是。
9.(2025·重庆·高考真题)我国原创用于治疗结直肠癌的新药Z已成功登陆海外市场。Z的一种合成路线如下(部分试剂及反应条件略)。
(1)A中含氧官能团名称为_______,A生成D的反应类型为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)D转化为E的反应生成的有机产物分别为E和_______(填结构简式)。
(4)下列说法正确的是_______。
A.G中存在大键 B.K中新增官能团的碳原子由J提供
C.L可以形成氢键 D.摩尔质量
(5)G(C10H10O2)的同分异构体同时满足下列条件的有_______种。
(i)存在基团和环外2个键
(ii)不含基团和sp杂化碳原子
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______。
(6)Q的一种合成路线为:
已知:
根据已知信息,由R和T生成W的化学方程式为_______。
【答案】(1) 酯基 取代反应
(2)
(3)
(4)ABC
(5) 10
(6)
【分析】A和B发生取代反应生成D,结合D的结构简式,以及B的分子式可知,B的结构简式为,D中的酯基先水解,再酸化生成E,E发生反应生成G,G和J发生取代反应生成K,K再发生取代反应生成L,L和Q发生反应得到目标产物,结合目标产物的结构简式以及Q的分子式可知,Q的结构简式为,据此解答。
【详解】(1)由A的结构简式可知,其含氧官能团名称为酯基,由结构简式可知,A和B发生反应生成D的同时会生成HBr,反应类型是取代反应;
(2)由分析可知,B的结构简式为;
(3)D到E先发生酯基的水解以及酸碱中和反应,再酸化生成羧基,另一种产物是乙醇,结构简式为;
(4)A.G中含有苯环,存在大键,A正确;
B.由G和K的结构简式可知,K中有1个碳原子来自于J,B正确;
C.L中含有酰胺基,能形成氢键,C正确;
D.L与Q生成Z的反应中,发生的是取代反应,会生成小分子的CH3Cl,因此,D错误
故选ABC;
(5)G的分子式为,不饱和度为6,存在和2个环外键,说明分子中除了苯环外还存在2个双键结构,不含与sp杂化的碳原子,说明不含有羟基、羧基、碳碳三键,则苯环的支链可以为:
属于醛或酮的有:、、、、、;
属于酯的有:、、、总计10种同分异构体;
核磁共振氢谱峰面积比为(),则分子总有1个甲基,满足条件的结构简式为;
(6)由已知信息的反应可知,T的结构简式为,R中即含有氨基,又含有羧基,由X的结构简式,以及已知信息的反应,可推断出,R中氨基和羧基处于邻位,R的结构简式为,则由R和T生成W的化学方程式为。
10.(2025·江苏·高考真题)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中,与2号碳相比,1号碳的键极性相对_______(填“较大”或“较小”)。
(2)会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为_______。
(3)E分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和_______,F分子中手性碳原子数目为_______。
(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式:_______。
①含有3种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与溶液发生显色反应。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)较大
(2)或
(3) 羧基 1
(4)或
(5)
【分析】
A 与B在甲醇钠和甲醇的作用下,脱去溴化氢,生成C,C水解并脱去羧基生成D,D与五氧化二磷反应成环,生成E,E先经过酯化,在和乙二醇反应生成F,F被四氢铝锂还原生成G,详细流程为:
据此解答。
【详解】(1)1号碳与两个酯基相连,2号碳只与一个酯基相连,酯基具有吸电子效应,使与其相连的碳原子上的电子云密度降低,从而增强了C—H键的极性,因此1号碳的C-H键极性相对较大。
(2)
D→E的过程中,中的5号羧基上的碳与6号碳相连,发生取代反应,中的3号碳也是羧基上的碳,也可以与6号碳相连,发生类似D→E的反应生成副产物;另外2个羧基脱水生成的酸酐也是五元环:,也符合题意。
(3)根据E的结构简式可知其含氧官能团还有羧基。F分子中只有与直接相连的碳原子是手性碳原子。
(4)
G的分子式为,其不饱和度为6.G的同分异构体在碱性条件下水解后酸化得到X和Y,且,Y含苯环且能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,因此该同分异构体是X与Y形成的酯。X的相对分子质量为60,据此可知X为,因此该同分异构体中含有2个基团,该基团不饱和度为1,苯环的不饱和度为4,不饱和度共为6,则该同分异构体不含其他不饱和结构。其分子中含有17个H原子,且H原子只有3种不同化学环境,说明该分子具有高度对称性,2个在苯环上处于对称位置。如果Cl原子连在苯环侧链中的碳原子上,则无论如何安排都不能得到只含有3种不同化学环境的H原子的结构,所以Cl原子连在苯环上。除外,其他11个H原子只有2种不同化学环境,则应含有一个只有1种化学环境的H原子的取代基,该基团只能为,苯环上未被取代的2个对称的H原子作为第3种化学环境的H原子,由此可得符合条件的同分异构体为:、。
(5)
根据目标产物逆向分析,目标产物为聚酯,其单体为和,其中可由先水解再酸化获得,而含有2个,流程中物质G含有结构,该结构是由被还原而来,则可由被还原而来,而可视为的亚甲基上的H原子被环己基取代,这一步骤与题给流程中的反应类似,因此可由与在和作用下反应生成,可由与HBr反应制得。具体合成路线为:。
【点睛】有机合成路线设计融入高聚物合成以强化化学与材料科学的联系,命题从单一官能团转化转向多步骤串联反应、跨模块知识整合,主要体现在路线延长、官能团转化复杂化、涉及陌生反应机理等方面。这类题目通过真实情境(如药物合成、高分子材料)建模,促使考生从碎片化知识记忆转向系统性思维构建,掌握逆合成分析、反应条件筛选等核心方法。未来命题将更注重真实科研成果转化,要求考生在陌生信息中提取关键反应机理,体现“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
11.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H),合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)由C转变为D的反应类型是_______
(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基;②与钠反应产生氢气。
(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是:_______(要求配平)。
(6)下列关于F说法正确的有_______。
A.F能发生银镜反应
B.F不可能存在分子内氢键
C.以上路线中E+F→G 的反应产生了氢气
D.已知醛基吸引电子能力较强,与相比F的N-H键极性更小
(7)结合合成H的相关信息,以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料,设计化合物的合成路线_______。
【答案】(1)硝基、羟基
(2)BrCH2CH2CH2OCH3
(3)还原反应
(4)5
(5)+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O
(6)AC
(7)
【分析】A和B发生反应生成C,的作用是与A和B反应生成的HBr反应,促进反应正向进行,结合B的分子式,以及C的结构简式,可知B的结构简式为BrCH2CH2CH2OCH3,C中硝基还原为氨基生成D,D经历两步反应生成E,E发生取代反应生成G,据此解答。
【详解】(1)结合A的结构简式可知,官能团的名称是,硝基、羟基;
(2)由分析可知,B的结构简式为BrCH2CH2CH2OCH3;
(3)C中硝基还原为氨基生成D,反应类型是还原反应;
(4)B的分子式,含有两个甲基,与与钠反应产生氢气,则官能团为碳溴键和羟基,采用“定一移一的方法”共有、、(箭头所指溴原子位置),共有5种;
(5)由D转变为E的第一步反应是已知条件的反应,化学方程式为:+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O;
(6)A.F中含有醛基,能发生银镜反应,A正确;
B.F中亚氨基上的H原子与F原子距离较近,能形成分子内氢键,B错误;
C.E与F发生取代反应生成HCl,,故有氢气生成,C正确;
D.F中的氟原子以及醛基都是吸电子基,则F的N-H键极性更大,D错误;
故选AC;
(7)目标产物的结构简式与G类似,则其是由和发生取代反应而合成,而可由苯胺发生D→E的反应合成,可由苯甲醛发生G→H的反应合成,故合成路线为。
12.(2025·甘肃·高考真题)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为_______,化合物A与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)关于化合物C的说法成立的有_______。
①与溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
③与D互为同系物 ④能与HCN反应
(4)C→D涉及的反应类型有_______,_______。
(5)F→G转化中使用了,其名称为_______。
(6)毛兰菲的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______,_______。
【答案】(1) 酚羟基、醛基
(2)
(3)②④
(4) 还原反应 加成反应
(5)甲醇锂
(6)
【分析】
A为,与CH3I发生取代反应,生成B,其结构简式为;B与BnBr发生取代反应,生成C,其结构简式为;C被NaBH4还原,生成D,其结构简式为;多步转化生成E;E与F发生醛基的先加成后消去反应,生成G;G经过一系列反应生成H;H与氢气反应生成毛兰菲。
【详解】(1)
化合物A的结构简式为,其含氧官能团为酚羟基、醛基;A中酚羟基可与NaOH反应,生成,其反应的化学方程式为:。
(2)
由分析可知,化合物B的结构简式为:。
(3)化合物C中无酚羟基,不能与FeCl3溶液作用显色;有醛基,可以与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀,能与HCN发生加成反应;化合物D与C的官能团种类不同,不互为同系物,故说法成立的为②④。
(4)C→D中,醛基被还原为醇羟基,即属于还原反应,又属于加成反应。
(5)CH3OLi为甲醇与活泼金属形成的化合物,名称为甲醇锂。
(6)
根据流程中E和F的反应,J经过一系列转化形成的结构类似于F,且其分子式为C9H10O4,峰面积比为1:1:2:6,则其结构简式为;I为毛兰菲的同分异构体,类似G转化为毛兰菲的过程,可推出I的结构简式为:。
13.(2025·安徽·高考真题)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为_______;B→C的反应类型为_______。
(2)已知A→B反应中还生成和,写出A→B的化学方程式_______。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______。
(4)下列说法错误的是_______(填标号)。
a.A能与乙酸反应生成酰胺 b.B存在2种位置异构体
c.D→E反应中,是反应试剂 d.E→F反应涉及取代过程
(5)4,4'-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮()。写出的结构简式_______。
(6)制备反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是_______。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线_______(其他试剂任选)。
【答案】(1) 酮羰基 还原反应
(2);
(3)
(4)b
(5)
(6)电负性:F>Cl,C-F键极性更大,易断裂,且氟原子半径小,空间位阻小,更容易发生缩聚反应
(7)
【分析】A发生氧化反应生成B,B发生还原反应生成C,A发生取代反应生成D,2个D分子取代了CCl4中的两个氯原子生成了E,E中的两个氯原子发生水解反应,一个碳原子上连接两个羟基不稳定,会脱水形成酮羰基得到F,据此解答;
【详解】(1)由B的结构简式可知,其含氧官能团名称为酮羰基;B的不饱和度为5,C的不饱和度为4,属于加氢的反应,为还原反应;
(2)
A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰,根据原子守恒,配平反应为;
(3)G是C的同分异构体,G的不饱和度为4,碳原子数为6,含有-CH2OH,则其不可能含有苯环,核磁共振氢谱只有两组峰,满足条件的结构简式为;
(4)a.A中含有氨基,能和乙酸发生取代反应生成酰胺基,a正确;
b.B 的位置异构体只有1种,如图:,b错误;
c.D→E的反应中,氟苯取代了CCl4中的两个氯原子,CCl4是反应物,c正确;
d.E→F的反应中,涉及卤代烃的水解(取代)反应,d正确;
故选b;
(5)
H的结构简式为,与F发生缩聚反应时,H中羟基的O-H键断裂,F中的C-F键断裂,缩聚产物结构简式为;
(6)电负性:F>Cl,C-F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应,且氟原子半径小,空间位阻小,更容易发生缩聚反应,所以不选择对应的氯化物;
(7)
根据已知的反应可知,得到苯甲酸苯酯,需要合成,模仿D→F的合成路线,苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成,再发生E→F的反应得到,具体合成路线为。
14.(2025·上海·高考真题)化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A.消去反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A.碳的杂化方式有和两种 B.能与茚三酮发生显色反应
C.能与反应产生 D.能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
【答案】(1)
(2)保护官能团,防止氨基被氧化
(3)C
(4)B
(5)
(6)CD
(7)
(8),氢气,加热
(9)。
【分析】
A中氨基反应引入支链得到B,B中羟基被氧化为羰基得到C,结合C化学式,C为,C中羰基加成得到D,D中羟基发生消去反应生成E,E转化为F,F和氢气加成生成G;
【详解】(1)由结构,A中含氧官能团的结构简式为:、;
(2)反应1中氨基被反应,在后续反应5中又被转化为氨基,其作用为:保护氨基,防止被氧化;
(3)由分析,B中羟基被氧化为羰基,为氧化反应;
(4)
手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;中含有2个手性碳原子,故选B;
(5)
生成E为羟基的消去反应,同时会生成其同分异构体H,则为羟基消去,在临近氮原子的碳上形成碳碳双键,得到H的结构简式为:;
(6)A.苯环碳、羰基碳为杂化,饱和碳为sp3杂化,错误;
B.茚三酮反应是一种化学反应,是指在加热条件及弱酸环境下,氨基酸或肽与茚三酮作用生成有特殊颜色的化合物及相应的醛和二氧化碳的反应。由E结构可知其不能与茚三酮反应,错误;
C.分子中含羧基,能与反应产生,正确;
D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;分子中含有N、羧基,则能形成分子间氢键,正确;
故选CD;
(7)
F除苯环外,含有5个碳、1个氮、2个氧、3个不饱和度,F的同分异构体I水解后生成J、K,i. J是有3个碳原子的α-氨基酸,则为J为,且K除苯环外含2个碳、1个氧、2个不饱和度;ii. K遇溶液溶液能显色,含有酚羟基,iii.由核磁共振氢谱分析,K的苯环上有2种氢,个数比为,则结构对称,K为;故I可以为;
(8)反应为苯环和碳碳双键与氢气催化加成的反应,反应条件是:,加热;
(9)
和甲醛发生已知反应生成,羟基发生消去反应生成,再发生加聚反应生成产物,故流程为:。
15.(2024·天津·高考真题)天然产物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:
(1)A因官能团位置不同而产生的异构体(不包含A)数目为:___________;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为___________,系统命名为___________。
(2)B的含氧官能团名称为___________。
(3)写出B→C的化学方程式___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)F→G的反应类型为___________。
(6)根据G与H的分子结构,判断下列说法正确的是___________(填序号)。
a.二者互为同分异构体 b.H的水溶性相对较高 c.不能用红外光谱区分二者
(7)已知产物P在常温下存在如下互变异构平衡。下列说法错误的是___________(填序号)。
a.P和经催化加氢可得相同产物 b.P和互为构造异构体
c.P存在分子内氢键 d.含有手性碳原子
(8)已知氯代烃()与醇()在碱的作用下生成醚()。以甲苯和化合物C为原料,参照题干路线,完成目标化合物的合成(无机试剂任选)___________。
【答案】(1) 2 1,2,3-苯三酚(或苯-1,2,3-三酚)
(2)羟基、(酮)羰基
(3)+CH3CH2OH+H2O
(4)
(5)取代反应(酯化反应)
(6)ab
(7)d
(8)
【分析】B和乙醇发生取代反应生成C;C中断裂羟基上的O-H键,D中断裂C-Cl键,发生取代反应生成E和HCl,则D为CH3OCH2Cl,F中羟基与CH3CH2CH2COOH中羧基发生取代反应(或酯化反应)生成G。
【详解】(1)
A因官能团位置不同而产生的异构体有2种,分别为、;其中的核磁共振氢谱有四组峰,系统命名为1,2,3-苯三酚(或苯-1,2,3-三酚);
(2)B的含氧官能团名称为羟基、(酮)羰基;
(3)
B→C发生的是取代反应,反应的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O;
(4)C和D发生取代反应生成E和HCl,D的结构简式为CH3OCH2Cl;
(5)F中羟基和另一反应物中羧基反应生成酯基和水,F→G的反应类型取代反应(或酯化反应);
(6)G与H的分子式相同但结构不同,二者互为同分异构体,a正确;H含有羟基,是亲水基团,能与水形成分子间氢键,H的水溶性相对较高,b正确;G不含有羟基,H含有羟基,G和H的官能团种类不同,能用红外光谱区分二者,c错误;故答案选ab;
(7)
P中碳碳双键、羰基能与氢气加成,中羰基能与氢气加成,P和经催化加氢可得相同产物为,a正确;已知P在常温下存在互变异构得到,两者分子式相同但结构不同,P和互为构造异构体,b正确;电负性较大的O可与H形成氢键,其中P分子中碳碳双键上相连的羟基上H原子与相近的羰基的O形成分子内氢键,c正确; 连接四种不同基团的碳为手性碳原子,因为关于连接羟基上的碳和对位的碳轴对称,所以不含有手性碳原子,d错误;故答案选d;
(8)
先甲苯用和氯气在光照条件下发生取代反应生成,已知氯代烃与醇在碱的作用下生成醚,化合物C和反应生成,仿照E→F,经过稀盐酸得到,甲苯在酸性高锰酸钾氧化下生成苯甲酸,苯甲酸和发生酯化反应生成,仿照G→H,在一定条件下生成,具体合成路线如下。
16.(2024·重庆·高考真题)氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍。M的合成路线I如下所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:
(1)A→B的反应类型为_______。
(2)B中所含官能团的名称为醛基和_______。
(3)C的化学名称为_______。
(4)在酸催化和加热条件下,G与反应的化学方程式为_______。
(5)K的结构简式为_______。
(6)的同分异构体能同时满足以下条件的有_______个(不考虑立体异构体)。
(i)含环戊烷基:(ii)含两个甲基:(iii)含碳氧双键
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______(只写一个)。
(7)为了减少G的用量,利用上述合成路线I中的相关试剂,并以F为原料,设计M的合成路线Ⅱ.假定每一步反应的产率均为a,合成路线I和Ⅱ中均生成,理论上G的用量最少的合成路线Ⅱ为_______(涉及合成路线I中的化合物用对应字母表示)。
【答案】(1)氧化反应
(2)羟基
(3)硝基甲烷
(4)
(5)
(6) 11 、
(7)FM
【分析】
A发生催化氧化生成B,B与C发生反应生成E,E经两步反应生成F,F与G发生取代反应生成J,根据已知信息,J发生反应生成K,结构简式:,K与L发生反应生成M。
【详解】(1)根据分析可知,A→B的反应类型为氧化反应;
(2)B分子中含醛基和羟基;
(3)硝基取代甲烷分子中的一个氢原子,形成硝基甲烷;
(4)与在酸催化和加热条件下发生反应,符合酯化反应规律,化学方程式:;
(5)
根据分析可知,K结构简式:;
(6)
的同分异构体能满足:(i)含环戊烷基:(ii)含两个甲基:(iii)含碳氧双键,①若环戊烷基上连接2个取代基,2个取代基为—CH3和,2个取代基可连在同碳、邻碳、间碳上,有3种结构;②若环戊烷基上连接3个取代基,分别为2个甲基和1个醛基,2个甲基有三种位置,如图、、),醛基在环上的位置依次有2、3、3种,共有8种结构;符合条件的同分异构体有11种;核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为),说明2个甲基对称,则符合要求的同分异构体结构简式:、;
(7)
将原路线中甲基化和关环顺序调换,先关环后甲基化,三步总产率为,且减少了G(F)的提前消耗,G用量最少具体路线如下:FM。
17.(2024·湖南·高考真题)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)
【分析】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。
【详解】(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是斥电子基团,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, 中的醛基被相邻取代基中的-CH2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:。
18.(2024·江苏·高考真题)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和_______。
(2)中有副产物生成,该副产物的结构简式为_______。
(3)的反应类型为_______;C转化为D时还生成和_______(填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式:_______。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:与性质相似。写出以、、和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
【答案】(1)羰基
(2)或
(3) 消去反应 N(CH3)3
(4)
(5)
【分析】A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH3)2NH发生取代反应,得到物质B,B中N原子在CH3I和Ag2O、H2O的先后作用下,引入一个CH3,得到物质C;C受热发生消去反应,+N(CH3)3同OH-与相邻C上的H发生消去反应生成H2O和N(CH3)3,生成碳碳双键得到物质D,D的碳碳双键在H2O2的碱溶液作用下发生反应,后再酸化引入两个羟基则得到物质E,两个羟基与CH3COCH3在HCl环境中脱去H2O得到物质F。
【详解】(1)根据题中A分子的结构可知,其含氧官能团有醚键和羰基;
(2)
AB的反应中具有活泼-H的酮与甲醛和胺在酸性条件下发生反应生成结构。AB的反应从分子组成上增加了C3H7N,即结构中增加了。副产物分子式C15H24N2O2与生成物B(C12H17NO2)比较,也增加了C3H7N,结合B结构中羰基也具有活泼-H,推断可进一步发生反应得到副产物,其结构简式可表示为或 。
(3)据分析,的反应类型为消去反应;C转化为D时还生成和N(CH3)3。
(4)
由题中F的结构简式可知其分子式是C13H16O4,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基,X分子中含有一个手性碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是,Z不能被银氨溶液氧化,则Z不含醛基,推断Z的结构简式是CH3COOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,则推断其结构简式是;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是。
(5)
观察目标产物中存在二硫醚结构,其结构与化合物F结构有高度相似性,经分析,该结构通过原料与中的羰基反应得到;观察产物中含结构,分析该结构通过AB的反应原理得到,能推断合成过程中有中间产物。原料中存在,可以通过水解氧化获得。综上所述,以合成目标产物有两种路线;
路线1:;路线2:;
路线2中,由于中的两个酮羰基均可能与反应,分子中含羰基,且存在羰基活泼-H和亚氨基,容易与甲醛发生副反应。综上分析,合成路线为:。
19.(2023·重庆·高考真题)有机物K作为一种高性能发光材料,广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一种合成路线如下所示,部分试剂及反应条件省略。
已知: (和为烃基)
(1)A中所含官能团名称为羟基和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)C的化学名称为_______,生成D的反应类型为_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)G的同分异构体中,含有两个 的化合物有_______个(不考虑立体异构体),其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为的化合物为L,L与足量新制的反应的化学方程式为_______。
(6)以和( )为原料,利用上述合成路线中的相关试剂,合成另一种用于OLED的发光材料(分子式为)。制备的合成路线为_______(路线中原料和目标化合物用相应的字母J、N和M表示)。
【答案】(1)碳碳双键
(2)
(3) 苯胺 取代反应
(4)
(5) 10 C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O
(6)
【分析】
A和HBr发生取代反应生成B,B是 ;B和C生成D,根据B的结构简式和C的分子式,由D逆推可知C是 ;根据题目信息,由F逆推可知E是 。
【详解】(1)根据A的结构简式,可知A中所含官能团名称为羟基和碳碳双键;
(2)
A和HBr发生取代反应生成B,B是 ;
(3)
C是 ,化学名称为苯胺; 和 反应生成D和HBr,生成D的反应类型为取代反应;
(4)
根据题目信息,由F逆推可知E是 ;
(5)
G的同分异构体中,含有两个 的化合物有 、、、、、 、 、 、,OHC-CH(CH2CH3)-CHO共10种,即G的同分异构体有10种,其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为的化合物为L,L是 ,L与足量新制的反应的化学方程式为 C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O。
(6)
M分子中含有5个N和2个O,可知2分子J和1分子N反应生成M,合成路线为 ;
【点睛】
20.(2022·天津·高考真题)光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂,可采用异丁酸(A)为原料,按如图路线合成:
回答下列问题:
(1)写出化合物E的分子式:___________,其含氧官能团名称为___________。
(2)用系统命名法对A命名:___________;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物数目为___________,写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:___________。
(3)为实现C→D的转化,试剂X为___________(填序号)。
a.HBr b.NaBr c.
(4)D→E的反应类型为___________。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,写出该聚合反应的方程式:___________。
(6)已知: R=烷基或羧基
参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂,在方框中完成制备化合物F的合成路线。___________
【答案】(1) 酮羰基、羟基
(2) 2−甲基丙酸 4
(3)c
(4)取代反应(或水解反应)
(5)
(6)
【分析】A和SOCl2在加热条件下发生取代反应生成B,B和苯在催化剂加热条件下发生取代反应生成C,C在一定条件下发生取代反应生成D,D水解生成E。
【详解】(1)根据化合物E的结构简式得到E的分子式:,其含氧官能团名称为酮羰基、羟基;故答案为:;酮羰基、羟基。
(2)A主链由3个碳原子,属于羧酸,因此用系统命名法对A命名:2−甲基丙酸;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物有CH3CH2COOCH3、CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2共4种,其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:HCOOCH2CH2CH3;故答案为:2−甲基丙酸;4;HCOOCH2CH2CH3。
(3)为实现C→D的转化,取代的是烷基上的氢原子,则需要在光照条件下和溴蒸汽反应,因此试剂X为;故答案为:c。
(4)D→E是溴原子变为羟基,因此其反应类型为取代反应(或水解反应);故答案为:取代反应(或水解反应)。
(5)
在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,生成高聚物,则该聚合反应的方程式:;故答案为:。
(6)
甲苯在酸性高锰酸钾溶液条件下被氧化为苯甲酸,苯甲酸和氢气在催化剂作用下生成,和SOCl2在加热条件下反应生成,和苯在催化剂加热条件下反应生成,其合成路线为;故答案为:。
21.(2022·江苏·高考真题)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)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)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。
(4)F的分子式为,其结构简式为_______。
(5)已知:(R和R'表示烃基或氢,R''表示烃基);
写出以和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)sp2和sp3
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
【分析】
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。
【详解】(1)A分子中,苯环上的碳原子和双键上的碳原子为sp2杂化,亚甲基上的碳原子为sp3杂化,即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(2)B→C的反应中,B中的羟基被氯原子代替,该反应为取代反应。
(3)
D的分子式为C12H14O3,其一种同分异构体在碱性条件水解,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,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则该同分异构体的结构简式为。
(4)
由分析可知,F的结构简式为。
(5)
根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr反应生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应可知,可以转化为,根据流程图中D→E的反应可知,和NH2OH反应生成;综上所述,的合成路线为:。
22.(2022·海南·高考真题)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为_______。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(3)C的化学名称为_______,D的结构简式为_______。
(4)E和F可用_______(写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为_______(任写一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式_______、_______。
(7)设计以为原料合成的路线_______(其他试剂任选)。已知:+CO2
【答案】(1)取代反应或磺化反应
(2)+NaOH→+H2O
(3) 苯酚
(4)(溶液)或其他合理答案
(5)或
(6)
(7)
【分析】
根据合成路线,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C(),C先与NaOH反应生成,和CO2在一定条件下反应,再与HCl反应生成D,D的分子式为C7H6O3,则D为,D再与CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E与AlCl3反应生成F,F与苯甲酸肝在一定条件下生成G,G经一系列反应生成黄铜哌酯,据此分析解答。
【详解】(1)
由分析可知,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),即反应类型为取代反应(或磺化反应);
(2)
B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应生成和H2O,反应的化学方程式为+NaOH→+H2O;
(3)
C的结构简式为,则化学名称为苯酚,根据分析可知,D的结构简式为;
(4)由E、F的结构简式可知,F含有酚羟基,而E没有,因此可用FeCl3溶液鉴别二者,前者溶液变成紫色,后者无明显现象;
(5)
F的分子式为C10H10O4,X是F的同分异构体,X含有苯环和酯基,其核磁共振氢谱有两组峰,说明X只有2种不同环境的H原子,则满足条件的X的结构简式为:或;
(6)
酸酐能与羟基化合物反应生成酯,则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水,故M和N的结构简式为和H2O;
(7)
已知+CO2,则以为原料合成时,可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成,再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成,再与CH3COCl发生取代反应生成,氧化可得到,再与AlCl3反应可得到,则合成路线为:。
23.(2021·江苏·高考真题)F是一种天然产物,具有抗肿瘤等活性,其人工合成路线如图:
(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___。
(2)B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分子中不同化学环境的氢原子个数比是2:2:2:1。
②苯环上有4个取代基,且有两种含氧官能团。
(3)A+B→C的反应需经历A+B→X→C的过程,中间体X的分子式为C17H17NO6。X→C的反应类型为___。
(4)E→F中有一种分子式为C15H14O4的副产物生成,该副产物的结构简式为___。
(5)写出以和为原料制备 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)7
(2)或
(3)消去反应
(4)
(5)
【分析】A和B在K2CO3作用、加热条件反应得到C、HF和H2O,C和H2发生还原反应得到D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应得到F。
【详解】(1)从成键方式看,形成双键的中心原子通常采用sp2杂化,醛基和苯环中的碳原子为sp2杂化,饱和C为sp3杂化,故共有7个碳原子采取sp2杂化;故答案为:7;
(2)
B的一种同分异构体,环上有4个取代基,且有两种含氧官能团,根据其不饱和度可知,这两种含氧官能团为羟基和含羰基的官能团;分子中不同化学环境的氢原子个数比是2:2:2:1,说明分子结构具有一定的对称性,则该物质可能为或;故答案为:或;
(3)由题给C结构式可知,C的分子式为C17H15NO5;中间体X的分子式为C17H17NO6;结合C的结构简式可知X→C生成碳碳双键,反应类型为消去反应;故答案为:消去反应;
(4)
由E与F结构简式可知,E→F为甲氧基被-OH取代,则可能另一个甲氧基也被-OH取代,副产物的分子式为C15H14O4,则其结构简式为:;故答案为:;
(5)
以和为原料制备,两个碳环以-O-连接在一起,则一定会发生类似A+B→C的反应,则需要和,故需要先得到,还原得到,转换为;另外,考虑到酚与卤代苯的取代反应属于苯环上的亲核取代反应,若苯环上卤原子的邻位或对位有吸电子基团如醛基,则更有利于苯环上亲核取代反应的发生,所以应该先将氧化为,然后和反应得到,可设计合成路线为: ;故答案为: 。
24.(2019·天津·高考真题)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分子中含有碳碳叁键和乙酯基
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳叁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
(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】 碳碳双键、羟基 3 2 5 和 加成反应或还原反应 2-甲基-2-丙醇 b 或 (写成等合理催化剂亦可)
【分析】由有机物的转化关系可知,与CH3C≡CCOOC(CH3)3发生题给信息反应生成 ,与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成, 与甲醇在浓硫酸作用下,共热发生酯基交换反应生成 ,一定条件下脱去羰基氧生成,与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成,一定条件下反应生成茅苍术醇。
【详解】(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,故答案为C15H26O;双键、羟基;3;
(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(CH3)2CHC≡CCOOCH2CH3 、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(CH3)2CHC≡CCOOCH2CH3、CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3,故答案为2;5;(CH3)2CHC≡CCOOCH2CH3、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,故答案为,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 ,故答案为。
【点睛】本题考查有机物推断与合成,对比物质的结构明确发生的反应,侧重对有机化学基础知识和逻辑思维能力考查,有利于培养自学能力和知识的迁移能力,需要熟练掌握官能团的结构、性质及相互转化。
25.(2019·全国III卷·高考真题)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2) 中的官能团名称是___________。
(3)反应③的类型为___________,W的分子式为___________。
(4)不同条件对反应④产率的影响见下表:
实验
碱
溶剂
催化剂
产率/%
1
KOH
DMF
Pd(OAc)2
22.3
2
K2CO3
DMF
Pd(OAc)2
10.5
3
Et3N
DMF
Pd(OAc)2
12.4
4
六氢吡啶
DMF
Pd(OAc)2
31.2
5
六氢吡啶
DMA
Pd(OAc)2
38.6
6
六氢吡啶
NMP
Pd(OAc)2
24.5
上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究________等对反应产率的影响。
(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式________________。
①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线________________。(无机试剂任选)
【答案】 间苯二酚(1,3-苯二酚) 羧基、碳碳双键 取代反应 C14H12O4 不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等) (5) (6)
【分析】首先看到合成路线:由A物质经反应①在酚羟基的邻位上了一个碘原子,发生了取代反应生成了B物质,B物质与丙烯酸在催化剂的作用下生成了C物质,那C物质就是将丙烯酸中的羧基去掉取代了碘原子的位置;由D反应生成E就是把HI中的H连在了O上,发生的是取代反应;最后heck反应生成W物质。
【详解】(1)A物质所含官能团是两个酚羟基,且苯环上有两个是间位的取代基,那物质的命名就是间苯二酚或1,3-苯二酚;
(2)物质中含有的官能团是碳碳双键和羧基
(3)D物质到E物质没有双键的消失,且在O原子处增加了氢原子,没有双键参与反应所以属于取代反应,W物质中可以轻松数出共有14个C原子,4个氧原子,氢原子的个数可以通过不饱和度来推断出,14个碳的烷应该有30个氢,现在该分子有9个不饱和度,其中一个苯环4个,一个双键1个,一个不饱和度少2个氢,所以30-9×2=12,因此有12个氢原子,即分子式为C14H12O4。
(4)可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验发现得出:实验1,2,3探究了不同碱对反应的影响;实验4,5,6探究了不同溶剂对反应的影响,最后只剩下不同催化剂对实验的影响。
(5)D的分子式为:C8H9O2I,要求含苯环,那支链最多含两个C,且1molX与足量Na反应可生成2g氢气,那就证明有两个酚羟基或醇羟基,又有三种不同环境的氢6:2:1,那一定是有两个甲基和两个酚羟基,因为醇羟基没有6个相同环境的氢,则符合条件的有机物结构简式为。
(6)由题意中的heck反应可知需要一个反应物中含双建,一个反应物中含I;从苯出发可以经过溴乙烷和溴化铁的反应制得乙苯,乙苯在乙基上通过烷烃的取代反应引入氯原子,卤代烃在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应产生双键,得到苯乙烯;可以仿照反应①通过相同条件在苯环上引入一个碘原子,因此合成路线图为。
【点睛】最后一个写合成路线,要必须从已有的物质出发,不得自己添加反应所需有机物,仿照题中出现的反应,将合成路线分为两部分,一次合成,遇到不会的合成,首先要在题意和已知中寻找。清楚想要有碳碳双键出现应该利用卤代烃的消去反应。
26.(2018·江苏·高考真题)丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:(1)A中的官能团名称为__________________(写两种)。
(2)DE的反应类型为__________________。(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式:__________________。
(4)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分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。______________
【答案】 碳碳双键 羰基 消去反应
【详解】(1)根据A的结构简式,A中的官能团为碳碳双键、羰基。
(2)对比D和E的结构简式,D→E脱去了小分子水,且E中生成新的碳碳双键,故为消去反应。
(3)B的分子式为C9H14O,根据A→B→C结合题给已知可推断出B的结构简式为。
(4)的分子式为C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为7;的同分异构体中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的结构对称性高;符合条件的的同分异构体的结构简式为。
(5)对比与和的结构简式,根据题给已知,模仿题给已知构建碳干骨架;需要由合成,官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键,联想官能团之间的相互转化,由与Br2发生加成反应生成,在NaOH醇溶液中发生消去反应生成;与发生加成反应生成,与H2发生加成反应生成。合成路线流程图为:。
【点睛】本题以丹参醇的部分合成路线为载体,考查官能团的识别、反应类型的判断、结构简式的推导、限定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。难点是限定条件同分异构体的书写和有机合成路线的设计,同分异构体的书写先确定不饱和度和官能团,再用残基法确定可能的结构;有机合成路线的设计,先对比原料和产物的结构,采用“切割化学键”的分析方法,分析官能团发生了什么改变,碳干骨架发生了什么变化,再根据有机物的之间的相互转化和题给信息进行设计。
27.(2018·天津·高考真题)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) HBr,△ O2/Cu或Ag,△
【分析】
A与HBr加热条件下发生取代反应生成B,B中醇羟基被酸性高锰酸钾氧化生成羧基,C与乙醇发生酯化反应生成D,D与在特定条件下反应生成E,E在碱性条件下发生酯类水解然后酸化生成F,F与亚硝酸钠、硝酸反应生成G,G一定条件下与M反应生成N。
【详解】(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。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混合液,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与乙醇的酯化反应,所以化学方程式为。
(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可以被氧化为二元醛,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)
对比G和N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。
28.(2018·全国I卷·高考真题)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是__________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是____________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________(无机试剂任选)。
【答案】 氯乙酸 取代反应 乙醇/浓硫酸、加热 C12H18O3 羟基、醚键 、
【详解】分析:A是氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠,氯乙酸钠与NaCN发生取代反应生成C,C水解又引入1个羧基。D与乙醇发生酯化反应生成E,E发生取代反应生成F,在催化剂作用下F与氢气发生加成反应将酯基均转化为醇羟基,2分子G发生羟基的脱水反应成环,据此解答。
详解:(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸;
(2)反应②中氯原子被-CN取代,属于取代反应。
(3)反应④是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;
(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;
(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基;
(6)属于酯类,说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为或;
(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为。
点睛:本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。难点是设计合成路线图时有关信息隐含在题干中的流程图中,需要学生自行判断和灵活应用。
试卷第1页,共3页
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专题51 有机推断——结构全知型+合成路线设计
考点分类
十年考情(2017-2026)
命题规律
涉及
有机合成路线设计
2026:江苏、海南、云南
2025:天津、福建、海南、浙江、湖南、重庆、江苏、陕晋青宁卷、甘肃、安徽、上海
2024:天津、重庆、湖南、江苏
2023:江苏、重庆2022:江苏、海南2021:江苏
2019:天津、全国III卷
2018:江苏、天津、全国I卷
1.题型特点:有机推断一般以有机物合成路线流程图为载体,给真实情境为主:药物、香料、高分子材料、新型有机物、医药中间体,多取自真实科研文献,物质陌生,但考点都是课本基础。综合考查官能团性质、反应类型、有机物命名、同分异构体、有机合成设计等,是高考必考大题(15 分左右)。本专题以结构全知型为主,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,试题中所涉及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据观察各物质结构简式前后的变化来分析其断键位置及反应特点,然后按题目要求回答各个问题,涉及合成路线设计。
2.难度特点:难度中等偏难。
3.核心考向:
(1)基础概念类:有机物命名、官能团识别、反应类型判断等。
(2)结构书写类。
①书写有机物结构简式:推断流程中未知中间体,是整题核心。
技巧:对比前后物质变化,结合已知信息,看断键、成键位置。
②书写化学方程式:酯化、醇消去、卤代烃消去 / 水解、缩聚反应。
(3)同分异构体(必考难点):限定条件同分异构体数目判断或书写。
(4)有机合成路线设计(压轴小问)。给定原料和目标产物,设计合成路线。
命题特点:必须使用题干给出的陌生信息反应;步骤一般 2‑4 步;不写方程式,只写流程。
(5)简单计算与判断。
1.(2026·江苏·高考真题)有机合成路线如图:
(1)A中杂化的C数目_____________。
(2)向A、B的混合液中加入饱和溶液,可观察到的现象是:__________。
(3)B→C发生加成反应C的结构简式是_________________。
(4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体:_________________。
①碱性条件下水解后酸化,生成、和三种有机产物;
②X、Y都含有六元环结构且都具有酸性;
③X能与FeCl3溶液发生显色反应;
④Y分子中不同化学环境的氢原子个数之比是4:1:1。
(5)已知(R表示烃基),写出以、为原料,制备的合成路线流程图_______________。(无机试剂、有机溶剂任用)
2.(2026·湖南·高考真题)化合物G是一种用于合成生物碱类天然产物的中间体。某实验小组探究了G的合成,其合成路线如下(略去部分试剂和条件):
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为______。
(2)B的核磁共振氢谱显示2组峰,峰面积之比为______。
(3)B→C转化的试剂和反应条件是______。
(4)C→E的反应类型为______。
(5)下列有关C的说法正确的是(考虑立体异构)______(填标号)。
a.分子中所有的原子可能共平面
b.与丙烯酸发生类似于C→E的反应,共得到2种产物
c.在催化剂作用下发生缩聚反应,可用于制备顺丁橡胶
d.与Br2发生1,2-加成和1,4-加成反应,共得到2种产物
(6)F中,与1号碳相比,2号碳C-H键的极性相对______(填“较大”或“较小”)。
(7)F转化为G的同时,有副产物M生成。已知M是G的同分异构体,且与G的官能团相同。M的结构简式是______(F中六元环不参与反应)。
(8)已知:①
②
以J和L为原料合成Q的合成路线如下:
J、L的结构简式分别是______、______。
3.(2026·云南·高考真题)一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。
(2)A→B的反应类型为______。
(3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。
(4)E与NaOH反应的化学方程式为______。
(5)G→H中另一产物的结构简式为______。
(6)I→J中DMP的作用为______。
(7)K中手性碳原子的个数为______。
(8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1。
(9)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
4.(2025·天津·高考真题)我国学者报道了一种制备醇的新方法,其合成及进一步转化为化合物H的反应路线如下所示。
已知:
R1:烷基、芳香基;R2:芳香基、烷基、H;R3:芳香基、烷基
(1)A→B的反应试剂及条件为___________。
(2)B的含有碳氧双键的同分异构体数目为___________(不考虑立体异构)。
(3)C的系统命名法的名称为___________,其核磁共振氢谱有_____组吸收峰。
(4)D中最多共平面原子数目为___________。
(5)E中官能团的名称为___________,含有的手性碳原子数目为___________。
(6)E→F的反应类型为___________。
(7)G→H的反应方程式为___________。
(8)以及题干中的有机化合物为原料(无机试剂任选),参考所给反应路线及条件,完成下列目标化合物的合成___________。
5.(2025·福建·高考真题)神经肽抑制剂J的合成路线如下。(THF为溶剂)
(1)B中含氧官能团有:________、________。(填名称)
(2)理论上,B的核磁共振氢谱有________组峰。
(3)熔点:B________C(填“>”“<”或“=”,判断依据是:________。
(4)I的化学方程式为________。
(5)VI中发生的反应类型为________。
(6)Ⅶ中还可能生成J的立体异构体K,补全K的结构简式________。
(7)某药物合成中有反应:
参考该反应,可以设计C+L→F,则L的结构简式为________。C→F反应的原子利用率:以L为反应物________以D为反应物。(填“>”“<”或“=”)
6.(2025·海南·高考真题)药物I的一种合成路线如下:
其中G为
回答问题:
(1)A的化学名称为______。
(2)BC反应类型为______。
(3)D的结构简式为______。
(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为______。(写出一种即可)。
(5)G中所含有的官能团名称为______。
(6)E→F的反应方程式为______。
(7)比照上图合成I的路线信息,从出发,辅之以C6H5CH2Cl及一个或两个碳的有机物(无机试剂任选),设计合成的路线______。
已知:①羧基在催化氢化条件下不被还原;②。
7.(2025·浙江·高考真题)化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物A中含氧官能团的名称是_______;从整个过程看,的目的是_______。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的水溶性比化合物B的大
B.的反应中有产生
C.化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同
D.化合物G分子中含有2个手性碳原子
(3)的化学方程式_______。
(4)生成G的同时还生成了,则X的结构简式是_______。
(5)过程中有副产物生成,写出一种可能的副产物的结构简式_______(其分子式为且含有苯环)。
(6)以和为有机原料,设计化合物(D指)的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
8.(2025·湖南·高考真题)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件):
已知:
回答下列问题:
(1)A的官能团名称是_______、_______。
(2)B的结构简式是_______。
(3)E生成F的反应类型是_______。
(4)F所有的碳原子_______共面(填“可能”或“不可能”)。
(5)B在生成C的同时,有副产物G生成。已知G是C的同分异构体,且与C的官能团相同。G的结构简式是_______、_______(考虑立体异构)。
(6)C与生成E的同时,有少量产物I生成,此时中间体H的结构简式是_______。
(7)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_______(无机试剂和溶剂任选)。
9.(2025·重庆·高考真题)我国原创用于治疗结直肠癌的新药Z已成功登陆海外市场。Z的一种合成路线如下(部分试剂及反应条件略)。
(1)A中含氧官能团名称为_______,A生成D的反应类型为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)D转化为E的反应生成的有机产物分别为E和_______(填结构简式)。
(4)下列说法正确的是_______。
A.G中存在大键 B.K中新增官能团的碳原子由J提供
C.L可以形成氢键 D.摩尔质量
(5)G(C10H10O2)的同分异构体同时满足下列条件的有_______种。
(i)存在基团和环外2个键
(ii)不含基团和sp杂化碳原子
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______。
(6)Q的一种合成路线为:
已知:
根据已知信息,由R和T生成W的化学方程式为_______。
10.(2025·江苏·高考真题)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中,与2号碳相比,1号碳的键极性相对_______(填“较大”或“较小”)。
(2)会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为_______。
(3)E分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和_______,F分子中手性碳原子数目为_______。
(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式:_______。
①含有3种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与溶液发生显色反应。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
11.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H),合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)由C转变为D的反应类型是_______
(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基;②与钠反应产生氢气。
(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是:_______(要求配平)。
(6)下列关于F说法正确的有_______。
A.F能发生银镜反应
B.F不可能存在分子内氢键
C.以上路线中E+F→G 的反应产生了氢气
D.已知醛基吸引电子能力较强,与相比F的N-H键极性更小
(7)结合合成H的相关信息,以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料,设计化合物的合成路线_______。
12.(2025·甘肃·高考真题)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):
(1)化合物A中的含氧官能团名称为_______,化合物A与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(2)化合物B的结构简式为_______。
(3)关于化合物C的说法成立的有_______。
①与溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
③与D互为同系物 ④能与HCN反应
(4)C→D涉及的反应类型有_______,_______。
(5)F→G转化中使用了,其名称为_______。
(6)毛兰菲的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰,峰面积比为。J和I的结构简式为_______,_______。
13.(2025·安徽·高考真题)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为_______;B→C的反应类型为_______。
(2)已知A→B反应中还生成和,写出A→B的化学方程式_______。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______。
(4)下列说法错误的是_______(填标号)。
a.A能与乙酸反应生成酰胺 b.B存在2种位置异构体
c.D→E反应中,是反应试剂 d.E→F反应涉及取代过程
(5)4,4'-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮()。写出的结构简式_______。
(6)制备反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是_______。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线_______(其他试剂任选)。
14.(2025·上海·高考真题)化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A.消去反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A.碳的杂化方式有和两种 B.能与茚三酮发生显色反应
C.能与反应产生 D.能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
15.(2024·天津·高考真题)天然产物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:
(1)A因官能团位置不同而产生的异构体(不包含A)数目为:___________;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为___________,系统命名为___________。
(2)B的含氧官能团名称为___________。
(3)写出B→C的化学方程式___________。
(4)D的结构简式为___________。
(5)F→G的反应类型为___________。
(6)根据G与H的分子结构,判断下列说法正确的是___________(填序号)。
a.二者互为同分异构体 b.H的水溶性相对较高 c.不能用红外光谱区分二者
(7)已知产物P在常温下存在如下互变异构平衡。下列说法错误的是___________(填序号)。
a.P和经催化加氢可得相同产物 b.P和互为构造异构体
c.P存在分子内氢键 d.含有手性碳原子
(8)已知氯代烃()与醇()在碱的作用下生成醚()。以甲苯和化合物C为原料,参照题干路线,完成目标化合物的合成(无机试剂任选)___________。
16.(2024·重庆·高考真题)氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍。M的合成路线I如下所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:
(1)A→B的反应类型为_______。
(2)B中所含官能团的名称为醛基和_______。
(3)C的化学名称为_______。
(4)在酸催化和加热条件下,G与反应的化学方程式为_______。
(5)K的结构简式为_______。
(6)的同分异构体能同时满足以下条件的有_______个(不考虑立体异构体)。
(i)含环戊烷基:(ii)含两个甲基:(iii)含碳氧双键
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为)的同分异构体的结构简式为_______(只写一个)。
(7)为了减少G的用量,利用上述合成路线I中的相关试剂,并以F为原料,设计M的合成路线Ⅱ.假定每一步反应的产率均为a,合成路线I和Ⅱ中均生成,理论上G的用量最少的合成路线Ⅱ为_______(涉及合成路线I中的化合物用对应字母表示)。
17.(2024·湖南·高考真题)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)。
18.(2024·江苏·高考真题)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和_______。
(2)中有副产物生成,该副产物的结构简式为_______。
(3)的反应类型为_______;C转化为D时还生成和_______(填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式:_______。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:与性质相似。写出以、、和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)
19.(2023·重庆·高考真题)有机物K作为一种高性能发光材料,广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一种合成路线如下所示,部分试剂及反应条件省略。
已知: (和为烃基)
(1)A中所含官能团名称为羟基和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)C的化学名称为_______,生成D的反应类型为_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)G的同分异构体中,含有两个 的化合物有_______个(不考虑立体异构体),其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为的化合物为L,L与足量新制的反应的化学方程式为_______。
(6)以和( )为原料,利用上述合成路线中的相关试剂,合成另一种用于OLED的发光材料(分子式为)。制备的合成路线为_______(路线中原料和目标化合物用相应的字母J、N和M表示)。
20.(2022·天津·高考真题)光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产品的光引发剂,可采用异丁酸(A)为原料,按如图路线合成:
回答下列问题:
(1)写出化合物E的分子式:___________,其含氧官能团名称为___________。
(2)用系统命名法对A命名:___________;在异丁酸的同分异构体中,属于酯类的化合物数目为___________,写出其中含有4种处于不同化学环境氢原子的异构体的结构简式:___________。
(3)为实现C→D的转化,试剂X为___________(填序号)。
a.HBr b.NaBr c.
(4)D→E的反应类型为___________。
(5)在紫外光照射下,少量化合物E能引发甲基丙烯酸甲酯()快速聚合,写出该聚合反应的方程式:___________。
(6)已知: R=烷基或羧基
参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂,在方框中完成制备化合物F的合成路线。___________
21.(2022·江苏·高考真题)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)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)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。
(4)F的分子式为,其结构简式为_______。
(5)已知:(R和R'表示烃基或氢,R''表示烃基);
写出以和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)_______。
22.(2022·海南·高考真题)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为_______。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(3)C的化学名称为_______,D的结构简式为_______。
(4)E和F可用_______(写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为_______(任写一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式_______、_______。
(7)设计以为原料合成的路线_______(其他试剂任选)。已知:+CO2
23.(2021·江苏·高考真题)F是一种天然产物,具有抗肿瘤等活性,其人工合成路线如图:
(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___。
(2)B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分子中不同化学环境的氢原子个数比是2:2:2:1。
②苯环上有4个取代基,且有两种含氧官能团。
(3)A+B→C的反应需经历A+B→X→C的过程,中间体X的分子式为C17H17NO6。X→C的反应类型为___。
(4)E→F中有一种分子式为C15H14O4的副产物生成,该副产物的结构简式为___。
(5)写出以和为原料制备 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)。
24.(2019·天津·高考真题)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分子中含有碳碳叁键和乙酯基
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳叁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
(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)。_______
25.(2019·全国III卷·高考真题)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________。
(2) 中的官能团名称是___________。
(3)反应③的类型为___________,W的分子式为___________。
(4)不同条件对反应④产率的影响见下表:
实验
碱
溶剂
催化剂
产率/%
1
KOH
DMF
Pd(OAc)2
22.3
2
K2CO3
DMF
Pd(OAc)2
10.5
3
Et3N
DMF
Pd(OAc)2
12.4
4
六氢吡啶
DMF
Pd(OAc)2
31.2
5
六氢吡啶
DMA
Pd(OAc)2
38.6
6
六氢吡啶
NMP
Pd(OAc)2
24.5
上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究________等对反应产率的影响。
(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式________________。
①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线________________。(无机试剂任选)
26.(2018·江苏·高考真题)丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:(1)A中的官能团名称为__________________(写两种)。
(2)DE的反应类型为__________________。(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式:__________________。
(4)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分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。______________
27.(2018·天津·高考真题)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___________。
28.(2018·全国I卷·高考真题)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是__________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是____________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________(无机试剂任选)。
答案第1页,共2页
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专题51有机推断:
—结构全知型+合成路线设计
《2026年8月22日高中化学作业》参考答案
1.(1)3
(2)液体分层,有气泡产生
3)
4)
OH
Br
MgBr
浓H2SO4
HBr
Mg
△
无水乙醚
OH
OH
02
(5)
Cu,△
2.(1)碳碳双键
(2)3:1或者1:3
3)氢氧化钠醇溶液,加热
(4)加成反应
(5)ab
(6)较小
(7
CHO
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(8)
3.(1)碳碳双键
(2)取代反应
3)5
4)
+NaOH→ONa
(5)CH CH2OH
(⑥)作氧化剂,将醇羟基氧化为醛基
(7)2
HO
OH
HO
8)
OH
(任写一种)
Ph
Ph Br/CCl,Br
Ph
NaOH/C,HOH
(9)
△
4.1)02/Ag,加热
(2)7
3)
3.甲基丁醛
(4)17
(5)
羟基
1
(6)取代反应
COOH
COOCH,CH
人
浓硫酸
CH,CH,OH
+H,0
△
(7)
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人人
OH
浓硫酸
△
一定条件
s04人火人<
COOH
①Mg,无水醚
人
(8)
②C0,③H,0
5.(1)
酯基
酰胺基
(2)7
3)
二者均为分子晶体,C中含有的羧基可以形成分子间氢键
COOCH,HBTU,DIPEA
Br
COOCH
Br
CH2C12
N
+H2O
HN
CH
COOH
(4)
CH:
(5)加成反应
6
CN
>
NH
6.(1)丙酸
(2)取代反应
COCHCH
3)OH
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CH,
CH,
H.C
CH;
(4)CH3
CH3或H,C
CH;
(⑤)氨基、醚键
COCHCH
COCHBrCH;
(6)
OCH2C.Hs +Br2
OCH,C.Hs
+HBr
COCH
COCH;
COCH,Br
COCHCN
OCOCH;
NaOH
NaCN
CeHsCHCI
()OH
OH
OCHC Hs
OCHC Hs
OCH2C6H5
COCH2COOH
HO-CHCH>COOH
CH-CHCOOH
H30
H2
浓H,SO】
170℃
OCH2C.Hs
OH
OH
7.(1)
羰基
保护氨基
(2)CD
H20
3)
COOC,Hs +2NaOH
+Na COa+C>HsOH
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CI
CH
COOC,H.
(5)
COOC,Hs
D
OH
OH
HO
1)NaH
H
02
CaC,/HO
CaC,/D,o
催化剂
催化剂
2)一
(6).
Br
8.(1)
(酮)羰基
碳碳双键
Br
(2)B1
3)氧化反应
(4)可能
(5)
OH
(6)
CN
H"/H2O
COOH浓H2SO4
OH
加热
加热
(7)
OH
9.(1)
酯基
取代反应
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CHO
OH
2)0
(3)CHCH,OH
(4)ABC
5)
10
NH
NH,
10.1)较大
CI
COOH
或OCH,
3)
羧基
CI
CHCOO
OOCCH;
CH COO
OOCCH
H;C-C-CH3
HC-C-CH
(4)
CH
或
CH,
COOCH,
COOH
1)NaOH,H2O
COOCH;
2)H,△
COOH
OH
Br
COOCH
HO
OH
HBr
COOCH
、OCH,LiAIH,
浓硫酸,△
CH,ONa,CH,OH
COOH
HO
OH
H
OH
COOH
(6)
催化剂,△
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11.(1)硝基、羟基
(2)BrCH2CH2CH2OCH3
3)还原反应
(4)5
NH2
(5)
+NaNO,+2HCI
O+NaCl+2H2O
(6)AC
CHOCHaNH2,NaBH3CN_HN
NaH
NH2 1)NaNO2,HCI
2)CuCl,SO2
=O
()
CHO
CHO
HO
NaO
+2NaOH->
+2H,0
12.1)
酚羟基、醛基
HO
NaO
CHO
CH.O
(2)
HO
(3)②④
(4)
还原反应
加成反应
(5)甲醇锂
H;CO
CHO
HO
OCH:
CH,O
OCH,
(6)
OH
H:CO
OH
13.(1)
酮羰基
还原反应
NH,
2
5,50,+in0,20-
O+4MnSO+(NHaSO,+4H2O
(2)
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(3)HOCH,-C=C-C=C-CH,OH
(4)b
o"叶o-①&-oO-8O1h
(6)电负性:F>C1,C-F键极性更大,易断裂,且氟原子半径小,空间位阻小,更容易发生缩聚反应
a08OG-O48o
(7)
14.(1)
COOH
OH
(2)保护官能团,防止氨基被氧化
(3)C
(4)B
COOH
5)
(6)CD
C00
C≡CH
(7)
NH2
8N1氢气,加热
OH
MgBr i,H',Ho
定条件
9)
i、HCHO
浓硫
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OH
HO
OH
15.(1)
1,2,3-苯三酚(或苯-1,2,3-三酚)
(2)羟基、(酮)羰基
QH
H
(3)HO
O+CHCHOH HO
0+H20
(4)CH OCH,CI
(⑤)取代反应(酯化反应)
(6)ab
(7))d
CH3
OH
CL
HO
稀盐酸
光照
COOH
KMnO2
H
o c
脱水剂
(8)
16.1)氧化反应
(2)羟基
3)硝基甲烷
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(4)CD,COOD+CD3OD CD;COOCD3+D2O
酸
D.CQ
6D,C0
CHO
CHO
H.C
CH;
(6)
11
HO
HO
PCI:HO
HO
(7)F
M
17.1)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
CI
CI
OH
CHO
催化剂
OCH,CCH
O
CH:
(5)
CHO
NC-CHOH
CI,CHOCH,
HCN
(6
TiCl
催化剂
18.(1)羰基
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O、CH
OCH3
-N(CH)2
N(CH)2
(2)N(CH)2
或N(CH2
3)
消去反应
N(CH)方
(4)
CHs
HSCH,CH,SH
HCI
X
Br
OH
NaOH,H,O
CHCH,-
CHCH,
CCH
△
催化剂,△
(5)
won2C8eam-X
19.(1)碳碳双键
(2)
Br
3)
苯胺
取代反应
(4)
(5)
10
C(CHa)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOH A C(CHa)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O
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OHC
CHO
N POCL,/DMF
哌啶,M
(6)
20.(1)
C0H1202
酮羰基、羟基
(2)
2-甲基丙酸
HCOOCH,CH,CH2
(3)c
(4)取代反应(或水解反应)
CH3
CH
定条件
n CH,=C
(5)
COOCH
COOCH
CH
COOH
COOH
COCI
KMnO
以为
SOCL
催化剂△
△
AIC1,△
(6)
21.(1)p和sp
(2)取代反应
H.C
CH
HCOO-
CHO
3)
H.C
CH;
COOCH
(4)
NH2
OH
O
CHO1)CH,MgBr
02,Cu
NaOH
NH2OH
CHO 2)H;O
△
△
△
(5)
OH
NOH
22.(1)取代反应或磺化反应
(2)
SO3H+NaOH-
SO:Na +H2O
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COOH
OH
3)
苯酚
④)FeC1,(溶液或其他合理答案
COOCH:
OOCCH3
(5)
COOCH3或OOCCH3
COOH
H20
(6)
CH3
CH3
CH3
SO,H
OH
浓H2S04,
NaOH熔融
CH:COCI
△
HCI
CH3
CH3
CH;
CH3
COOH
COOH
OCOCH;
OCOCH3
氧化
AICl3
OH
COCH3
(7)
CH
COOH
COOH
23.(1)7
NH2
NH2
HO
OH
HO
OH
(2)
CHO
或
CHO
3)消去反应
13116
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OH
HO
(4)
HO
CH浓硝酸
CH3
浓硫酸
NO2 H2
NH2 1)NaNO2 H2SO40-5C
OH
△
Pd/C
2)H,0,100C
CH
CH,OH
CHO
Cu、O
(5)
24.
C15H26O
碳碳双键、羟基
3
2
5
(CH3 CHC=CCOOCH2 CH3
CH,CH,CH,C=CCOOCH,CH
加成反应或还原反应
COOC(CH),+CH,OH浓硫酸
COOCH,+(CH3)3COH
△
2-甲基-2-丙醇
COOCHCH
COOCH
H2
CHC=CCOOCH,+CH2=CHCOOCH2CH3
膦催化剂
Pd/C
COOCH
b
COOCH,CH,或
COOCH
COOCH
CH,C=CCO0OCH,CH,+CH,=CHCOOCH,辟催化剂
H2
Pd/e
Pd/C
COOCHCH
COOCHCHs
写成
Ni等合理催化剂亦可)
25.
间苯二酚(1,3-苯二酚)
羧基、碳碳双键
取代反应
C14H1204
不同碱
HO
OH
不同溶剂
不同催化剂(或温度等)
(5)HO
OH
(6)
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CI
CH;CH2Br
NaOH
FeBr3
醇
钯催化剂
KI/BTPPC
26.
碳碳双键羰基
消去反应
OH
noo8c-cn
COOCH,
COOCH.
Br
27.(1)
1,6-己二醇
碳碳双键、酯基
(2)
取代反应
减压蒸馏(或蒸馏)
HOC
人
Br +H2O
3)
4)5
(5)c
NH2
(⑥HO
Br
(7)
Br,△
O/Cu或Ag,△
28.
氯乙酸
取代反应
乙醇/浓硫酸、加热
C12HisO3
羟基、醚键
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CH2OH CH2CI
CH2CN
CH2COOH
NaCN
C.HsCH2OH
CH2COOCH2
浓H2SO4△
16116