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第 22 练 有机合成与推断题
一、考情分析
有机合成与推断题常将有机物的组成、结构、性质的考查融为一体,具有较强的综合性,并多与新的
信息紧密结合。主要考查考生阅读有机合成的方案、利用题设信息、解决实际问题的能力,也考查对信息
接收和处理的敏锐程度、思维的整体性和对有机合成的综合分析能力。
二、高频考点
(一)常见有机物及官能团的主要化学性质
有机物 官能团 主要化学性质
烷烃 无 在光照时与气态卤素单质发生取代反应
(1)与卤素单质、H 或HO等发生加成反应
2 2
烯烃 (2)被酸性KMnO 溶液等强氧化剂氧化
4
(3)发生加聚反应
(1)与卤素单质、H 或HO等发生加成反应
炔烃 —C≡C— 2 2
(2)被酸性KMnO 溶液等强氧化剂氧化
4
(1)与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇
卤代烃 —X(X表示卤素原子)
(2)与NaOH醇溶液共热发生消去反应
(1)与活泼金属反应产生H
2
(2)与浓氢卤酸发生取代反应生成卤代烃
醇 醇羟基—OH (3)脱水反应:
(4)催化氧化为醛或酮
(5)与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应生成酯
醚 性质稳定,一般不与酸、碱、氧化剂反应
醚键
(1)有弱酸性,比碳酸酸性弱
(2)与浓溴水发生取代反应,生成2,4,6三溴苯
酚 酚羟基—OH 酚白色沉淀
(3)遇FeCl 溶液呈紫色(显色反应)
3
(4)易被氧化剂所氧化
(1)与H 发生加成反应生成醇
醛 2
(2)被氧化剂(O、酸性高锰酸钾等)氧化为羧酸
2
醛基
(1)具有酸的通性
(2)与醇发生酯化反应
羧酸
(3)能与含—NH 的物质生成含肽键的酰胺
羧基 2
注意:羧基中的碳氧双键不能与H 发生加成反应
2
(1)发生水解反应生成羧酸和醇
酯 (2)可发生醇解反应生成新酯和新醇
酯基 注意:酯基中的碳氧双键不能与H 发生加成反应
2
氨基—NH
氨基酸 2
羧基—COOH
两性化合物,能形成肽键(1)具有两性
(2)能发生水解反应
蛋白质 肽键 (3)在一定条件下变性
氨基—NH 2 (4)含苯基的蛋白质遇浓硝酸变黄发生颜色反应
羧基—COOH (5)灼烧有烧焦羽毛的气味
(1)氧化反应,含醛基的糖能发生银镜反应(或与
羟基—OH
新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀)
醛基—CHO
(2)醛基—CHO:与H 发生加成反应(加氢还原)
2
糖
(3)羟基—OH:酯化反应
(4)多糖水解
羰基
(5)葡萄糖发酵分解生成乙醇和二氧化碳
(1)水解反应(在碱性溶液中的水解称为皂化反
应)
油脂
(2)与H 发生加成反应(油脂的硬化反应或氢
2
酯基
化)
(二)有机合成与推断的解题思路
1.根据反应条件推断反应物或生成物
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为卤代烃的水解反应或酯的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为卤代烃的消去反应。
(4)“浓HSO、加热”为醇类的消去或取代生成醚或酯化反应。
2 4
(5)“浓HSO、170 ℃”是乙醇的消去反应。
2 4
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO 溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(侧链烃基
4
中与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子)。
(3)遇FeCl 溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
3
(4)加入新制Cu(OH) 悬浊液并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),表
2
示该物质中含有—CHO。
(5)加入金属钠,有H 产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
2
(6)加入NaHCO 溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
3
3.以特征产物为突破口来推断,如
(1)醇的催化氧化反应规律
①凡是含有R—CHOH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能被氧化成醛(R—CHO)。
2
②凡是含有R—CH(OH)—R′结构的醇,在一定条件下也能被氧化,但生成物不是醛,而是酮(
)。
③凡是含有 结构的醇通常情况下不能被氧化。
(2)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结
构,可确定—OH与—COOH的相对位置。
4.根据新信息类推
以信息反应为突破口进行推断其实是一个拓宽视野和“模仿”的过程,解题时首先应确定合成路线中哪一步反应是以信息反应为模型的,可通过对比特殊的反应条件进行确定,也可对比信息反应及合成路线
中反应物和生成物的特殊官能团进行确定;然后分析信息反应中旧键的断裂和新键的形成,以及由此引起
的官能团转化,将其迁移应用到合成路线中,即可推出物质的结构。以下为推断题中的常给信息:
(1)烯烃被O 氧化:R—CH===CH――→R—CHO+HCHO。
3 2
(2)苯环上硝基被还原: 。
(3)羟醛缩合:
(4)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
1.(2023·江苏·校联考模拟预测)物质G是合成一种抗生素药物的中间体,其人工合成路线如下:
(1)A→B所需物质和反应条件是______。
(2)生成C的同时有C的反式异构体生成,写出该反式异构体的结构简式:______。
(3)X的分子式为 ,写出X的结构简式:______。
(4)E的一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5种不同化学环境的氢原子。
②酸性条件水解得到2种产物,其中一种是最简单的氨基酸,另一种既能与 溶液发生显色反应,又能发生银镜反应。
(5)已知: ,R-代表烃基。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)Cu或Ag催化、加热、
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)A→B是苯甲醇发生催化氧化生成苯甲醛,所需物质和反应条件是Cu或Ag催化、加热、
。
(2)沿碳碳双键轴方向( )将一端碳原子上的基团对调即可得反式异构体: 。(3)将F与G的结构对比,F与X发生取代反应生成G,由G的结构简式逆推,可知X的结构简式为
。
(4)①分子中含有5种不同化学环境的氢原子,说明结构对称。②酸性条件水解得到2种产物,水解产物
能发生银镜反应,说明含有-CHO;水解产物能与 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基形成的酯基,
最简单的氨基酸是甘氨酸( ),所以该异构体中含有“ ”结构;综合分子式和
苯环外缺氢指数可得该异构体的结构简式为 。
(5)根据题目信息, 和溴发生加成反应生成 , 与 反
应生成 , 在酸性条件下水解为 ,
与SOCl 反应生成 , 与 反应生成 ,
2合成路线为 。
2.(2023·天津红桥·统考二模)氨溴索(G)是β-内酰胺类的抗生素,可以治疗多种细菌感染。一种合成路
线如下:
(1)A的名称为___________。D中氮原子杂化类型为___________。
(2) 中的官能团名称是___________。
(3)反应③的化学方程式是___________。
(4)反应⑤的反应类型是___________。
(5)B的芳香族同分异构体中,满足下列条件的有___________种;
①能发生银镜反应 ②能水解 ③1mol最多能与2molNaOH反应
其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为___________。
(6)写出以 为原料制备 的合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1) 甲苯 sp2
(2)羟基、氨基(3) + +H O
2
(4)取代反应
(5) 6
(6)
或者:
【分析】由题干合成流程图中A的分子式、B的结构简式和A到B的转化条件可知,A的结构简式为:
,(5) 已知B的分子式为:C HNO ,不饱和度为: =5,则B的芳香族同分异构体中,
7 7 2
①能发生银镜反应即含有醛基或者甲酸酯基,②能水解即含有酯基或者酰氨基, ③1mol最多能与
2molNaOH反应即含有1mol甲酸酯基或者1mol酚羟基和1mol酰氨基,则苯环的侧链有:-OOCH和-
NH ;-NHCHO和-OH两组,每组又有邻间对三种位置关系,故满足下列条件的有6种;其中核磁共振氢
2谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为: ,(6)本题采用逆向合成
法,由题干D到E的转化信息可知, 可由 还原得到,而
可由 直接被酸性高锰酸钾溶液氧化制得,或者根据题干流程图种B到C的转化信息
先转化为 再经过催化氧化转化为 ,而 可
由 发生硝化反应制得,由此确定合成路线,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,A的结构简式为: ,则A的名称为甲苯,由题干流程图中D的结构
简式可知,D中氮原子周围的价层电子对数均为3,故其杂化类型为sp2,故答案为:甲苯;sp2;
(2) 中的官能团名称是氨基和羟基,故答案为:氨基和羟基;(3)由题干合成流程图信息可知,反应③的化学方程式是 +
+H O,故答案为: +
2
+H O ;
2
(4)由题干合成流程图可知,反应⑤为苯环上的溴代反应,故该反应的反应类型是取代反应,故答案为:
取代反应;
(5)已知B的分子式为:C HNO ,不饱和度为: =5,则B的芳香族同分异构体中,①能发生
7 7 2
银镜反应即含有醛基或者甲酸酯基,②能水解即含有酯基或者酰氨基, ③1mol最多能与2molNaOH反
应即含有1mol甲酸酯基或者1mol酚羟基和1mol酰氨基,则苯环的侧链有:-OOCH和-NH ;-NHCHO和-
2
OH两组,每组又有邻间对三种位置关系,故满足下列条件的有6种;其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且
峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为: ,故答案为:6;
;
(6)本题采用逆向合成法,由题干D到E的转化信息可知, 可由 还原得到,而 可由 直接被酸性高锰酸钾溶液氧化制得,或者根据题干流程图种
B到C的转化信息 先转化为 再经过催化氧化转化为 ,而
可由 发生硝化反应制得,由此确定合成路线为:
或者:
,故答案为:或者:
。
3.(2023·天津河西·天津市新华中学校考模拟预测)化合物H是一种合成药物中间体,一种合成化合物H
的人工合成路线如下:
(1)B的化学名称为___________,G中不含N原子的官能团的名称为___________,H的分子式为
___________。
(2)B→C的过程经历两步反应。反应类型依次为加成反应、___________。
(3)C→D的化学方程式为___________。
(4)D→E的所需的化学试剂及反应条件为___________。
(5)F与足量稀盐酸反应,所得生成物的结构简式为___________。
(6)E满足下列条件的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
苯环上有两个对位的取代基,其中一个取代基为
写出其中分子含有5种不同化学环境的氢原子的结构简式:___________。
(7)写出 和2-丙醇( )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) 3-氯丁醛 碳氯键、碳碳双键 C HNO
10 7
(2)消去反应
(3)
(4)Cu或Ag、氧气,加热
(5)
(6) 4
(7)
【分析】A与HCl加成生成B,B中醛基与苯胺上的氨基发生反应生成C,C在氢氧化钠的水溶液中水解
生成D,D发生醇的催化氧化生成E,F与Cl 在光照条件下生成G,G在氢氧化钠的水溶液中水解最终生
2
成H。
【详解】(1)碳链上含有官能团时,靠近官能团的一端标为1号碳,故B的化学名称为3-氯丁醛。G中
不含N原子的官能团名称为碳碳双键和氯原子。观察H的结构简式可知,H的分子式为C HNO。
10 7
(2)B的结构简式为 ,C的结构简式为 ,B与苯胺发生加成反应生成 , 再发生消去反应生成C。
(3)C到D的反应和卤代烃在氢氧化钠的水溶液中水解一样,故化学方程式为
。
(4)D到E为醇的催化氧化,需要的化学试剂为Cu或Ag、O,反应条件为加热。
2
(5)F中N原子与氢离子配位形成一个阳离子,再与氯离子形成盐,故生成物的结构简式为
。
(6)满足①②两个条件的E的同分异构体,苯环上有两个对位取代基,其中一个为-CONH,则另一个取
2
代基为—C H,存在一个碳碳双键或者成环。如存在碳碳双键,则结构为 、
3 5、 ,此时有三种同分异构体,如果成环,则有一种同分异
构体,结构为: ,共4种同分异构体。当分子中含有5种不同化学环境的
氢原子时,结构简式为 。
(7) 发生催化氧化生成 ,
和苯环发生类似E到F的取代反应生成 , 与Cl 在光照条件下发生取代反
2
应生成 , 在氢氧化钠水溶液中发生水解,同时同一个碳上连
接两个羟基不稳定,自动脱水形成 ,因此合成路线为。
4.(2023·海南·海南中学校联考一模)瑞格列奈为口服促胰岛素分泌降糖药,通过刺激胰腺释放胰岛素使
血糖水平快速降低。下图为它的一种合成路线。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为___________。
(2)C的结构简式为___________,D中的含氧官能团名称为___________。
(3)F+G→H的化学方程式为___________。
(4)化合物A含有多种同分异构体,其中符合下列条件的芳香族同分异构体有___________种。
①能使 溶液显色;
②与新制 有砖红色沉淀;
③碱性条件下可发生水解。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为___________。
(5)依据题目信息,以甲苯和化合物B为原料书写合成 的路线______,无机试剂任
选。
【答案】(1)溴乙烷或1-溴乙烷(2) 醚键、酯基
(3)
(4) 13
(5)
【分析】A与B发生取代反应生成C,结合D的结构推出C的结构为 ,加入NBS,使
苯环直接连接的甲基上的氢被溴取代,生成D ,加入NaCN和HO+,使溴原子被
3
羧基取代生成E ,加入SOCl 使羧基上的羟基被氯原子取代生成F
2,加入G 发生取代反应生成H
,加入NaOH和HO+使酯基水解生成瑞格列奈
3
。
【详解】(1)B的化学名称为溴乙烷或1-溴乙烷,故答案为:溴乙烷或1-溴乙烷。
(2)根据分析可知C的结构简式为 ;D的结构式为 中的含
氧官能团名称为醚键、酯基,故答案为: ;醚键、酯基。
(3)根据分析可知F+G→H的化学方程式为,故答案为:
。
(4)①能使FeCl 溶液显色,说明苯环上有羟基;
3
②与新制Cu(OH) 有砖红色沉淀,说明分子中有HCOO―或HCOOCH ―;
2 2
③碱性条件下可发生水解,说明分子中含有酯基;
当分子中含有的1个苯环、1个―CH、HCOO―、―OH时,HCOO―和―OH在苯环上邻位时,甲基有4
3
种排列方式,则有4种同分异构体;
HCOO―和―OH在苯环上间位时,甲基有4个种排列方式,则有4种同分异构体;HCOO―和―OH在苯
环上对位时,甲基有2种排列方式,则有2种同分异构体;
当分子中含有的1个苯环、HCOOCH ―和―OH时,共有3种排列方式;
2
综上所述一共有4+4+2+3=13种同分异构体;其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为
;
故答案为:13; 。
(5) 在NBS条件下生成 ,加NaCN和HO+,生成
3
,加入CHCHBr和CsCO ,生成 ;
3 2 3故答案为 。
5.(2023·辽宁·校联考模拟预测)化合物M( )是一种新型抗血栓药物中间体。实
验室制备M的一种合成路线如下:
已知:①同一个碳原子上连接两个 不稳定,会自动脱水;
② ;
③ 。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________;B的结构简式为___________。
(2)分子中的大 键可用符号 表示,其中 代表参与形成大 键的原子数, 代表参与形成大 键的电子
数(如苯分子中的大 键可表示为 ),则D中的大 键应表示为___________。
(3)由F生成G时,第二步加入酸 的作用为___________。
(4)H中官能团的名称为___________;由E和H生成M的化学方程式为___________。
(5)Q为C的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构简式为___________(写出所有符合条件的结构简
式)。①苯环上连有
② 与足量银氨溶液反应,最多生成
③核磁共振氢谱中有4组吸收峰
【答案】(1) 苯胺(或氨基苯)
(2)
(3)将 转化
(4) 酯基、醛基 + +
(5) 、
【分析】由流程和已知信息推知:A为 ,B为 ,D为 ,E
为 ,G为 ,H为 。
【详解】(1) 的化学名称为苯胺或氨基苯;B的结构简式为 ;(2)D为 ,由结构分析,该分子中苯环的6个C原子各提供1个形成大 键的 轨道
电子,酮羰基的C、O原子各提供1个形成大 键的 轨道电子,故大 键可表示为 ;
(3) 首先在NaOH溶液、加热条件下水解生成 ,再酸化生成 ,
则第二步加入酸( )的作用为将 转化为 ;
(4) 中官能团的名称为酯基、醛基;由已知信息③可知, 和
生成 的化学方程式为 +
+ ;
(5)C为 ,由条件可知,C的同分异构体Q中含有2个 和1个连在苯环上
的 ,结合核磁共振氢谱中有4组吸收峰推知,剩余3个碳组成 连在苯环上且对称,则Q的结构简式为 、 。
6.(2023·吉林白山·统考模拟预测)F是合成某药物的中间体,一种制备F的合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)C中含有的官能团的名称为_______。
(2)B的结构简式为_______;B在核磁共振氢谱上有_______组峰。
(3)B→C 的反应类型是_______。
(4)E→F 的化学方程式为_______。
(5)G是C的芳香族同分异构体,G同时具备下列条件的结构有_______种。
①遇氯化铁溶液发生显色反应
②能发生银镜反应
③有3个取代基与苯环直接相连
(6)以 和HOOCCH COOH为原料合成 的合成路线:
2
则A'、B'的结构简式分别为_______、_______。
【答案】(1)羟基、醛基
(2) 6
(3)还原反应(4)
(5)20
(6)
【分析】A发生催化氧化生成B,根据B的分子式可知,B是 ;卤代烃在碱性条件下
水解为醇,醇发生催化氧化生成醛。
【详解】(1)根据C的结构简式,可知C中含有的官能团的名称为羟基、醛基;
(2)A发生催化氧化生成B ,根据A的结构简式,可知B的结构简式为 ;
结构不对称,有6种等效氢,在核磁共振氢谱上有6组峰。
(3)B→C 是B中1个醛基变为羟基,反应类型是还原反应;
(4)E→F是 与 发生取代反应生成
和 ,反应方程式为;
(5)①遇氯化铁溶液发生显色反应,含有酚羟基;②能发生银镜反应,含有醛基;③有3个取代基与苯环
直接相连;3个取代基可能是-OH、-CHO、-CHCH,在苯环上的位置异构有10种;3个取代基可能是-
2 3
OH、-CHCHO、-CH,在苯环上的位置异构有10种;符合条件的C的同分异构体共20种。
2 3
(6) 发生水解反应生成 , 发生催化氧
化生成 ,则A'、B'的结构简式分别为 、 。
7.(2023·山东滨州·统考二模)有机药物合成中常利用羰基 -H活泼性构建碳骨架,M是一种药物中间
体,其合成路线如下(部分反应条件已简化,忽略立体化学)。
已知:I.Et代表
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________;B的结构简式为___________。
(2)由D生成E的第2步反应类型为_______;M中含氧官能团的名称为___________。(3)写出由E生成F反应的化学方程式___________。
(4)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为___________种。
①能发生银镜反应;②分子中含有不对称碳原子。
(5)综合上述信息,写出由丙烯, 、 制备 的合成路线
_________(无机试剂任选)。
【答案】(1) 3-戊酮
(2) 取代反应 酰胺基
(3)
(4)9
(5)
【分析】A为 ,与溴发生取代反应生成B,B的结构简式为 ,B与反应生成C,C为 ,C水解、脱羧得D,D为 ,D先
还原为醇,再与HBr发生取代反应生成E,E为 ,E与 反应生成
F,F为 ,F与 反应生成M,M为 。
【详解】(1)A为 ,A的化学名称是3-戊酮;B的结构简式为 。故答案为:
3-戊酮; ;(2)D为 ,D先还原为醇,再与HBr发生取代反应生成E,由D生成E的第2步反应类型为
取代反应;M为 ,M中含氧官能团的名称为酰胺基。故答案为:取代反应;酰胺基;
(3)E与 反应生成F,反应的化学方程式
。故答案为:
;
(4)①能发生银镜反应,含有醛基;②分子中含有不对称碳原子。先写出5个碳的醛的同分异构体,再按
条件写出溴代物, 、 、 ,如图共有9种,故
答案为:9;(5)先将丙烯与HBr发生加成反应,生成2-溴丙烷,与 发生反应得 ,
再根据题干合成M的方法合成 ,综合上述信息,由丙烯, 、
制备 的合成路线
。故答案为:
。
8.(2023·河北沧州·统考二模)有机物H为芳香酯,其合成路线如下:
已知:①A~H均为芳香族化合物,A的苯环上只有一个取代基,B能发生银镜反应,D的相对分子质量
比C大4。②
③
④
⑤
(1)A→B的反应类型为___________,F所含官能团的名称为___________。
(2)B与银氨溶液反应的化学方程式为___________。
(3)H的结构简式为___________,C中至少有___________个碳原子共平面。
(4)M是C的同分异构体,则符合下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①分子中有两个苯环,且每个苯环上的两个取代基均在对位
②能发生银镜反应
其中不能与溴水发生加成反应的同分异构体的结构简式为___________。
(5)参照上述合成路线并结合已知信息,设计以E和 为起始原料制备F的合成路线(无机试剂任用)
__________。合成路线流程图示例如下:
【答案】(1) 氧化反应 羧基、羟基
(2) +2Ag(NH)OH 2Ag↓+3 NH+2HO+
3 2 3 2
(3) 7
(4) 10
(5)【分析】已知A为芳香族化合物即含有苯环,A的苯环上只有一个取代基,B能发生银镜反应说明含有醛
基,结合已知信息②可知A为 ,B为 ,C为 ,C中醛
基和碳碳双键发生加成反应生成D为 ,D和F发生酯化反应生成H为
;
【详解】(1)A为 ,B为 ,A→B为醇的催化氧化,反应类型为氧化反应;
F所含官能团的名称为羧基、羟基;
(2)B为 ,B中醛基与银氨溶液发生氧化反应,化学方程式为 +
2Ag(NH)OH 2Ag↓+3 NH+2HO+ ;
3 2 3 2
(3)由分析可知H的结构简式为 ,C为 ,苯为平面型
分子,与苯直接相连的碳原子共平面,C中至少有7个碳原子共平面;
(4)满足①分子中有两个苯环,且每个苯环上的两个取代基均在对位;②能发生银镜反应说明含有醛基;
同分异构体有:共10种;其中不能与溴水发生加成反应说明不含有碳碳双键,同分异构体的结构简式为
;
(5)根据已知信息③,苯和 发生取代反应生成 ,与液溴发生对位溴代反应生成
,苯甲基在高锰酸钾作用下发生氧化反应生成 ,再发生已知信息⑤的反应,
最后再酸化得到 ,合成路线:
。
9.(2023·江西赣州·统考模拟预测)有机物H是治疗神经疼痛药物的中间体,其中一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的名称为___________,H的分子式为___________。
(2)A→B的反应类型为___________。
(3)B→C反应的化学方程式为___________。(4)E中官能团的名称为___________。
(5)F的同分异构体中,能发生银镜反应,且苯环上有五个取代基的结构有___________种,其中核磁共振
氢谱有4组峰的结构简式为___________。
(6)参照上述合成路线,设计一条以甲苯和CHI 为原料合成 的路线:___________(无机试剂任
2 2
选)。
【答案】(1) 苯 C H O
12 14 2
(2)加成反应
(3)
(4)碳碳三键、羟基
(5) 3
(6)
【分析】由A的分子式和C的结构简式,可知A为 ,结合 B的分子式,可知苯与HCHO发生
加成反应生成B,故B为 ,苯甲醇与HBr发生取代反应生
成C ,由D的分子式和E的结构简式,可知C与HC≡CNa发生取代反应生成D,D为,对比E、H的结构简式,结合F与G的分子式、反应条件,可知E中碳碳三键与氢
气加成转化为碳碳双键生成F, F中碳碳双键断裂后碳原子连接CH 形成三元环生成G,G中-CHOH被
2 2
氧化为-COOH生成H,F为 ,G为
。
【详解】(1)由前面分析可知,A为 ,A的名称为苯,H的分子式为C H O,答案:苯;
12 14 2
C H O;
12 14 2
(2)结合 B的分子式,可知苯与HCHO发生加成反应生成B,故B为 ,A→B的反应类型
为加成反应,答案:加成反应;
(3)苯甲醇与HBr发生取代反应生成C ,B→C反应的化学方程式为
,答案: ;
(4)E中官能团的名称为碳碳三键和羟基,答案:碳碳三键和羟基;
(5)F分子式C H O,不饱和度为5,F的同分异构体中,能发生银镜反应,含有-CHO,且苯环上有五
11 14
个取代基,则5个取代基为1个-CHO和4个-CH,其结构有3种,分别为
3,其中核磁共振氢谱有4组峰的结构
简式为 ,答案:3; ;
(6)采用逆合成分析法, 由CHI,和 合成, 由 消去得到,
2 2
由 和氢气加成得到, 由
和Cl 光照条件下取代得到,所以工艺流程为
2
,答案:
。
10.(2023·湖南邵阳·统考三模)化合物J是合成紫草酸药物的一种中间体,其合成路线如图:已知:i.R-CHO R-CHOH(R为烃基)
2
ii. + (R为烃基)
回答以下问题:
(1)A的结构简式为______;其中碳原子的杂化方式为______。
(2)D→E的反应类型为_______;该反应的目的是______。
(3)F→H的化学方程式为______。
(4)有机物J中含有官能团的名称是______。
(5)符合下列条件的A的同分异构体有_____种。
①能与FeCl 溶液作用显色;
3
②能发生银镜反应;
③核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。
(6)综合上述信息,写出由CH=CHBr和 制备 的合成路线_______(其他试剂任选)。
2【答案】(1) sp2、sp3
(2) 取代反应 保护羟基,防止氧化
(3) +H O +H O
2 2 2
(4)酯基、醚键
(5)4
(6)
【分析】由已知反应知C→D为—CHO的还原反应则C为 。B→C发生已知反应ii,则B为
。由于A的化学式为C HO,A与CH=CHCHBr反应得到B,则A为 。D
8 8 3 2 2与(CHCO) O为—OH中H被取代得到E,E为 。E经臭氧得到甲醛和F即碳碳双键的氧
3 2
化,则F为 。F经HO 氧化得到H为—CHO变为—COOH,则H为
2 2
。H→I为酯的水解,I为 。I→J为—COOH与—OH酯化成环。
【详解】(1)由上分析,A为 ,苯环的C和—CHO的碳均采取sp2杂化,—OCH 的C采取
3
sp3杂化。答案为 ;sp2、sp3;
(2)由上分析,D→E的反应为取代反应。后续步骤氧化碳碳双键,而羟基易被氧化,所以该步骤为保护
羟基。答案为取代反应;保护羟基,防止氧化;(3)F经HO 氧化得到H为—CHO变为—COOH,反应为 +H O
2 2 2 2
+H O。答案为 +H O +H O;
2 2 2 2
(4)J中含有—COOR为酯基,—OCH 为醚键。答案为酯基和醚键;
3
(5)A的化学式为C HO,分子中不饱和度为 。已知信息①②得含有—CHO和酚羟基,同时核
8 8 3
磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1,符合条件的同分异构体的结构简式为
,共4种。答案为4;
(6)合成 ,逆推法得需将碳碳双键氧化得到醛,但酚羟基易氧化需要进行保护,所以先
。 经O 氧化得到 。 经水解得到
3。结合已知合成反应,所以合成路线为 。
答案为 。
11.(2023·安徽宣城·统考一模)依巴斯汀(I)是一种氧哌啶类药物,可用于过敏性鼻炎和慢性荨麻疹等疾
病的治疗。其一种合成路线如图:
回答下列向题:
(1)烃A的结构简式为____,反应①的反应条件为_____,物质H中含氧官能团的名称为_____。
(2)NBS的结构简式为: ,其同周期三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____(用元素符
号表示)。
(3)写出反应④的化学方程式_____。
(4)能发生银镜反应的物质F的同分异构体有_____种(不考虑立体异构),写出其中一种含有一个手性碳原子的同分异构体的结构简式_____(用*表示出手性碳原子)。
(5)设计以苯和1,3-丁二烯为原料制备 的合成路线:_____。
【答案】(1) 光照 羰基、羟基
(2)N>O>C
(3)
(4) 9
(5)CH =CHCH=CH CHClCH=CHCH Cl CHClCH CHCHCl
2 2 2 2 2 2 2 2
【分析】A是烃,由B逆推,可知A是甲苯;G与 反应生成H,由H的结构简式逆推,可知G是
;
【详解】(1)根据以上分析,烃A是甲苯,结构简式为 ,甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生
成 ,反应①的反应条件为光照,根据物质H的结构简式,含氧官能团的名称为羰基、羟基。
(2)NBS中同周期三种元素是C、N、O,同周期元素从左到右,第一电离能有增大趋势,N原子2p能级
半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)反应④是 与SOCl 发生取代反应生成 和亚硫酸,反应的化学方程式
2为 ;
(4)能发生银镜反应的物质F的同分异构体,含有醛基,有 、
、 、 、 、
、 、 、 ,共9种;含有一个手性碳原子的同
分异构体的结构简式 。
(5)1,3-丁二烯与氯气发生加成反应生成CHClCH=CHCH Cl,CHClCH=CHCH Cl 与氢气发生加成反
2 2 2 2
应生成CHClCH CHCHCl,CHClCH CHCHCl 与苯发生取代反应生成 ,合成路线为:
2 2 2 2 2 2 2 2
CH=CHCH=CH CHClCH=CHCH Cl CHClCH CHCHCl 。
2 2 2 2 2 2 2 2
12.(2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测)布洛芬在抗击疫情中发挥了重要作用。将布洛芬嫁接
到高分子基体E上,可制得一种缓释布洛芬M,合成路线如图:已知:CHCHO CHCH=CHCHO
3 3
(1)A能够发生银镜反应,A的名称为___________。布洛芬的官能团名称为____________。
(2)C分子中碳原子的杂化类型为__________________。
(3)下列有关物质的说法正确的有__________________。
A.B存在顺反异构 B.B与A互为同系物
C.1molB最多可以和2molH 发生加成反应 D.D生成E的反应类型是缩聚反应
2
(4)M在人体中可以水解,缓慢释放出布洛芬。若1molM完全水解,消耗水的物质的量为_______mol。
(5)布洛芬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(任写一种):
__________________。
(i)分子中含有苯环;(ii) 能与NaHCO 溶液反应放出气体;(iii)分子中只有4种不同化学环境的氢原子。
3
(6)根据信息和所学知识,完成一条由A和苯甲醛为原料制备 的合成路线
____________(其它试剂任选,可不注明反应条件)。
【答案】(1) 丙醛 羧基
(2)sp2、sp3
(3)C
(4)2n
(5) 或 等
(6)【分析】A的分子式为 ,能发生银镜反应,分子中含有 ,A为丙醛 ;根据已知
反应, 和 在 条件下生成B( ), 被氧化生成C(
), 与 发生酯化反应生成D(
), 发生加聚反应生成E( ),布洛芬的分子式为:
,结构简式为: , 和
反应生成产品。
【详解】(1)根据分析,A为丙醛 ;布洛芬 的官能团为羧基,
答案为:丙醛,羧基;
(2)C为 ,分子中碳原子的杂化类型为sp2、sp3,答案为:sp2、sp3;
(3)A.B的结构简式为: ,碳碳双键上的碳原子结合两个氢原子,所以不存在顺反
异构,A错误;
B.B中的官能团是双键和醛基,A中的官能团是醛基,两者不是同系物,B错误;
C.碳碳双键和醛基都可以与氢气反应,所以1molB最多可以和2molH 发生加成反应,C正确;
2
D.D生成E的反应类型是加聚反应,D错误;
故选C。
(4)若1molM中含有2nmol ,所以1molM完全水解,消耗水的物质的量为2nmol,答案为:2n;
(5)布洛芬的一种同分异构体同时满足 (i)分子中含有苯环;(ii) 能与NaHCO 溶液反应放出气体说明存
3
在羧基;(iii)分子中只有4种不同化学环境的氢原子,所以是一个左右对称的结构,有 或
,答案为: 或 ;
(6)根据题目中已知反应,由A( )和苯甲醛( )合成 的合成路线
为:
(其他合理答案也可得分)。
13.(2023·福建宁德·统考模拟预测)化合物F是合成治疗肿瘤口服抑制剂的一种中间体,其合成路线如
下:已知:
①
②分子中一个碳原子上同时连有两个羟基时易转变为羰基
回答下列问题:
(1)A的名称是__________________。
(2)反应Ⅲ的化学方程式为__________________。
(3)化合物E的结构简式为__________________。
(4)Y是B的同分异构体,写出同时满足下列条件Y的结构简式___________(写一种)。
①Y的核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为 ;
②Y能发生银镜反应,但不能发生水解反应。
(5)参照上图流程设计由 制备 的合成路线(其他试剂任选) _______。
【答案】(1)间甲基苯酚或3-甲基苯酚
(2)
(3)(4) 或
(5)
【分析】A与 发生取代反应生成B,B与氯气发生光照取代反应生成C,C发生水解反应生成
D,D与溴单质发生酚羟基的邻对位取代反应生成E,E的结构简式为: ,E与 在
题给条件下发生取代反应生成F,据此分析解答。
【详解】(1)由A的结构简式可知A的名称为间甲基苯酚或3-甲基苯酚,故答案为:间甲基苯酚或3-甲
基苯酚;
(2)C发生水解反应生成D,同时生成乙酸和HCl,反应生成式为:
,故答案为: ;
(3)D与溴单质发生酚羟基的邻对位取代反应生成E,对比结构简式可知E的结构简式为:
,故答案为: ;(4)①Y的核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为 ;该结构中含2个对称甲基结构;
②Y能发生银镜反应,但不能发生水解反应,可知Y中含有醛基,不含酯基;
结合分子组成可知Y中应含有1个酚羟基,则符合要求的结构简式为: 或 ,
故答案为: 或 ;
(5) 发生水解生成 , 与 在流程条件下反应生成 ,
经新制氢氧化铜悬浊液氧化,再经酸化得到 ,故答案为:
。
14.(2023·天津河东·统考二模)化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体,其合成路线之一如下:
(1)A的含氧官能团名称是_______
(2)正丁醇钠的结构简式是_______(3)B→C的反应类型是_______
(4)G能发生的化学反应有_______
A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.氧化反应
(5)C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分子中有4种不同化学环境的氢;
②能与 发生显色反应,但不能与溴水发生取代反应;
③在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
(6)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为 。M的结构简式为_______。
(7)写出用 和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备 的合成路线流程图
_______(无机试剂和有机溶剂任用)。
【答案】(1)醚键、酮羰基
(2)CH CHCHCHONa
3 2 2 2
(3)还原反应
(4)ABD
(5) 或
(6)
(7)
【分析】A发生取代反应生成B,B中硝基发生还原反应生成C中氨基,C发生取代反应然后发生异构化生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,F发生取代反应生成G;(7)用
和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备 ,根据C→D、E→F的反应知,
发生催化氧化生成 , 发生C→D类型的反应生成 ,
发生E→F类型的反应生成 ,据此分析解题。
【详解】(1)由题干流程图中A的结构简式可知,A的含氧官能团名称是醚键、酮羰基,故答案为:醚
键、酮羰基;
(2)根据醇的命名原则可知,正丁醇钠的结构简式是CHCHCHCHONa,故答案为:
3 2 2 2
CHCHCHCHONa;
3 2 2 2
(3)由题干流程图中B、C的结构简式可知,B→C即硝基被还原为氨基,该反应的反应类型是还原反应,
故答案为:还原反应;
(4)由题干流程图中G的结构简式可知,G中碳氯键、氨基都能发生取代反应,苯环和碳碳双键都能发
生加成反应,碳碳双键能发生氧化反应,该有机物不能发生消去反应,所以G能发生的化学反应有
ABD,故答案为:ABD;
(5)C的一种同分异构体同时满足下列条件:①分子中有4种不同化学环境的氢;②能与FeCl 发生显色
3
反应,但不能与溴水发生取代反应,含有酚羟基且苯环上酚羟基的邻位或对位没有氢原子;③在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团,符合条件的结构简式为
或 ,故答案为: 或 ;
(6)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为C H NO ,根据M的分子式及E的结构简式
11 13 4
知,氨基上的氢原子先和醛基发生加成反应生成醇羟基,然后醇羟基发生消去反应生成E,M的结构简式
为 ,故答案为: ;
(7)用 和甲酸乙酯、正丁醇钠等为原料制备 ,根据C→D、E→F的反应
知, 发生催化氧化生成 , 发生C→D类型的反应生成
, 发生E→F类型的反应生成 ,合成路线为,故答案为:
。
15.(2023·山东潍坊·校联考模拟预测)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如图合成路线:
已知:
i.C HO 无甲基,核磁共振氢谱只有1组峰。
4 4 3
ii.
iii.RCOOH RCOOCl
回答下列问题:
(1)A的名称为______;C HO 的结构简式为______;由E→F的反应类型为______。
4 4 3
(2)F的结构简式为_______。
(3)由B→C的化学方程式为______。
(4)M为E的同分异构体,同时满足苯环上连有3个取代基,红外光谱测定含有-C H 结构;并且与E具有
3 7
相同的官能团,则M的所有同分异构体有______种(不含立体异构)。
(5)参照上述合成路线和信息,以甲苯为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线_______。【答案】(1) 苯 取代反应
(2)
(3) +HNO (浓) +H O
3 2
(4)20
(5)
【分析】结合流程及A化学式可知,A为 ,苯和C HO 生成B,已知C HO 无甲基,核磁共振
4 4 3 4 4 3氢谱只有1组峰,则C HO 为 ;B和浓硝酸在浓硫酸催化作用下在苯环支链的间位引入硝基得
4 4 3
到C ;C发生已知反应原理经过2步转化为E,E中酚羟基发生取代
反应转化为F,结合F化学式可知,F为 ,F发生已知反应原理,分
子中羧基发生取代反应引入氯原子得到G ,G发生取代反应引入甲
基得到H;
【详解】(1)由分析可知,A的名称为苯,C HO 的结构简式为 ;E中酚羟基发生取代反应转
4 4 3化为F,故E→F的反应类型为取代反应;
(2)由分析可知,F的结构简式为 ;
(3)B和浓硝酸在浓硫酸催化作用下在苯环支链的间位引入硝基得到C,反应为:
+HNO (浓) +H O;
3 2
(4)E除苯环外含有4个碳、3个氧、1个不饱和度;M为E的同分异构体,同时满足苯环上连有3个取
代基,红外光谱测定含有-C H 结构;并且与E具有相同的官能团则含有羧基和酚羟基;故3个取代基为-
3 7
C H、-OH、-COOH,苯环上3个不同的取代基存在10种情况,由于丙基有正丙基和异丙基,故故M的
3 7
所有同分异构体有2×10种=20种;
(5)甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸,再和已知ii反应在间位引入酚羟基,故流程为:。
16.(2023·全国新课标卷·统考高考真题)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗
塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有_______种。
(3)D中官能团的名称为_______、_______。
(4)E与F反应生成G的反应类型为_______。
(5)F的结构简式为_______。
(6)I转变为J的化学方程式为_______。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为 的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)3-甲基苯酚(间甲基苯酚)
(2)2(3) 氨基 羟基
(4)取代反应
(5)
(6) +H O +HCl+N ↑
2 2
(7) 9
【分析】根据流程,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO 发生反应生成C,C与NH HS反应生
2 4
成D,D与乙酸酐[(CH CO) O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为
3 2
;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为
;G发生两步反应生成H,H再与NaNO /HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子
2式可知,H为 ;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH CO) O]反应生成
3 2
K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为 ;据此分析解题。
【详解】(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚(间甲基苯酚)。
(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基
上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种。
(3)根据分析,有机物D的结构为 ,其官能团为氨基和羟基。
(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成
有机物G,故反应类型为取代反应。
(5)根据分析,有机物F的结构简式为 。
(6)有机物I与水反应生成有机物J,该反应的方程式为 +H O
2+HCl+N ↑。
2
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个
甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为: 、 、 、
、 、 、 、 、 ;其
中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为 。
17.(2023·全国乙卷·统考高考真题)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线
(部分反应条件己简化)。已知:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是_______。
(2)C的结构简式为_______。
(3)D的化学名称为_______。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为_______。
(5)H的结构简式为_______。
(6)由I生成J的反应类型是_______。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl 溶液显紫色;③含有苯环。
3
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)醚键和羟基
(2)
(3)苯乙酸(4)
(5)
(6)还原反应
(7) 13
【分析】有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成
有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构为
,进而推断出有机物D的结构为 ;有机
物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构为,有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬);据此分析解题。
【详解】(1)根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。
(2)根据分析,有机物C的结构简式为 。
(3)根据分析,有机物D的结构为 ,其化学名称为苯乙酸。
(4)有机物F的核磁共振氢谱显示未两组峰,封面积比为1:1,说明这4个H原子被分为两组,且物质
应该是一种对称的结构,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为 。
(5)根据分析,有机物H的结构简式为 。
(6)根据流程,有机物I在LiAlH /四氢呋喃的条件下生成有机物J,LiAlH 是一种非常强的还原剂能将酯
4 4
基中的羰基部分还原为醇,该反应作用在有机物I的酯基上得到醇,因此该反应为还原反应。
(7)能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl 溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,则满足这
3
三个条件的同分异构体有13种。此时可能是情况有,固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种
可能;固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基
相连,变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13种。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1,说明这总同分异构体中不能含有甲基
且结构为一种对称结构,因此,这种同分异构体的结构简式为: 。
18.(2023·全国甲卷·统考高考真题)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水
肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R-COOH R-COCl R-CONH
2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)由A生成B的化学方程式为_______。
(3)反应条件D应选择_______(填标号)。a.HNO/H SO b.Fe/HCl c.NaOH/C HOH d.AgNO/NH
3 2 4 2 5 3 3
(4)F中含氧官能团的名称是_______。
(5)H生成I的反应类型为_______。
(6)化合物J的结构简式为_______。
(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有_______种(不考虑立体异构,填标号)。
a.10 b.12 c.14 d.16
其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2:2:1:1的同分异构体结构简式为_______。
【答案】(1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯)
(2) +Cl +HCl
2
(3)b
(4)羧基
(5)消去反应
(6)
(7) d
【分析】根据有机物C的结构,有机物B被酸性高锰酸钾氧化为C,则有机物B为 ,有机物B由有机物A与Cl 发生取代反应得到的,有机物A为 ,有机物E为有机物C发生还原
2
反应得到的,有机物E经一系列反应得到有机物G,根据已知条件,有机物G发生两步反应得到有机物
H,有机物G与SOCl 发生第一步反应得到中间体 ,中间体 与
2
氨水发生反应得到有机物H,有机物H的结构为 ,有机物I与有机物J发生反应得到
有机物K,根据有机物I、K的结构和有机物J的分子式可以得到有机物J的结构,有机物J的结构为
,有机物K经后续反应得到目标化合物阿佐塞米(有机物L),据此分析解题。
【详解】(1)根据分析,有机物A的结构式为 ,该有机物的化学名称为邻硝基甲苯(2-
硝基甲苯)。(2)根据分析,有机物A发生反应生成有机物B为取代反应,反应的化学方程式为
+Cl +HCl。
2
(3)根据分析,有机物C发生生成有机物E的反应为还原反应,根据反应定义,该反应为一个加氢的反
应,因此该反应的反应条件D应为b:Fe/HCl,a一般为硝化反应(取代反应)的反应条件,c一般为卤代烃
的消去反应的反应条件,d一般为醛基的鉴别反应(银镜反应)的反应条件,故答案为b。
(4)有机物F中的含氧官能团为-COOH,名称为羧基。
(5)有机物H反应生成有机物I的反应作用在有机物H的酰胺处,该处于POCl 发生消去反应脱水得到氰
3
基,故答案为消去反应。
(6)根据分析可知有机物J的结构简式为 。
(7)与分子式为C HClNO 的芳香同分异构体且含有-Cl、-NO 两种官能团共有17种,分别为:
7 6 2 2
(有机物B)、 、 、 、、 、 、
、 、 、 、
、 、 、 、
、 ,除有机物B外,其同分异构体的个数为16个;在这些同
分异构体中核磁共振氢谱的峰面积比为2:2:1:1,说明其结构中有4种化学环境的H原子,该物质应为
一种对称结结构,则该物质为 。19.(2023·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是___________。
(2)化合物B的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出 的化学方程式______。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选)___。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式_______。
①分子中只含一个环,且为六元环;② 谱和 谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基 。
【答案】(1)硝基,碳氯键(氯原子)
(2)
(3)D
(4)
(5)
(6)
【分析】 与CHNH 反应生成B,B与硫化钠发生还原反应生成C,结合C的结构可知A
3 2
到B为取代反应,B为 ,C与E发生已知中反应生成F,F为
,F脱水生成G ,G与乙醇发生
酯化反应生成H ,H与氢气加成后再与环氧乙烷发生反应生成I,I与SOCl 发生取代反应后再与盐酸反应生成盐酸苯达莫司汀,据此分析解答。
2
【详解】(1)由A的结构可知其所含官能团为硝基和氯原子,故答案为:硝基、碳氯键(氯原子);
(2)由以上分析可知化合物B的结构简式 ,故答案为: ;
(3)A. 的反应中B中一个硝基转化为氨基,反应类型为还原反应,故错误;
B. 化合物D中含有两个羟基,与乙醇不是同系物,故错误;
C. 化合物I的分子式是 ,故错误;
D. 将苯达莫司汀制成盐酸盐,可以增加其水溶性,利于吸收,故正确;
故答案为:D;
(4)G与乙醇发生酯化反应生成H ,反应方程式为:
,故答案为:
;
(5)1,3-丙二醇与HBr发生取代反应生成1,3-二溴丙烷,1,3-二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成
, 发生水解生成戊二酸,戊二酸分子内脱水生成 ,合成路线
为: ,故答案
为: ;(6)化合物C的同分异构体①分子中只含一个环,且为六元环;② 谱和 谱检测表明:分子
中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基 ,除乙酰基外只有一种氢,则六元环
上的原子均不与氢相连,该物质具有很高的对称性,符合的结构有
,故答案为:
;
20.(2023·山东·统考高考真题)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线,回答下列问题。
已知:Ⅰ.R NH +OCNR →
1 2 2
Ⅱ.路线:
(1)A的化学名称为_____(用系统命名法命名); 的化学方程式为_____;D中含氧官能团的名称为
_____;E的结构简式为_____。
路线二:
(2)H中有_____种化学环境的氢,①~④属于加成反应的是_____(填序号);J中原子的轨道杂化方式有
_____种。
【答案】(1) 2,6-二氯甲苯 +2KF +2KCl 酰
胺基
(2) 2 ② 2【分析】路线:根据流程及A的分子式为C HCl,可推出A的结构式为 ,A在氨气
7 6 2
和氧气的作用下,生成了B( ),B与KF反应,生成C( ),根
据题给信息,C与过氧化氢反应,生成D( ),D和(COCl) 反应生成E,E的分
2
子式为C HFNO ,推出E的结构式为 ,E与F(
8 3 2 2)反应生成了氟铃脲(G)。
路线二:
根据流程及F的分子式可推出H的结构式 ,H与氢气反应生成I(
),I与CF=CF 反应生成F( ),F
2 2
与COCl 反应生成J( ),J与D(
2
)反应生成了氟铃脲(G)。【详解】(1)由分析可知,A为 ,系统命名为2,6-二氯甲苯,B与KF发生取代反应
生成C,化学方程式为 +2KF +2KCl,D为
,含氧官能团为酰胺基,根据分析,E为 ,故答
案为:2,6-二氯甲苯; +2KF +2KCl;酰胺基;;
(2)根据分析,H为 ,由结构特征可知,含有2种化学环境的氢,根据分
析流程可知H→I为还原反应,I→F为加成反应,F→J,J→G均为取代反应,J为
,C原子的杂化方式有sp2,sp3两种,NO原子的杂化方式
均为sp3,所以J中原子的杂化方式有2种,故答案为:2;②;2。
21.(2023·湖南·统考高考真题)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成
该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是_______、_______;
(3)物质G所含官能团的名称为_______、_______;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为_______;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是_______(写标号):
① ② ③
(6) (呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中。除HC=C=CH-CHO外,
2
还有_______种;
(7)甲苯与溴在FeBr 催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,依据由C到D的反应信息,设计
3
以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线_______(无机试剂任选)。
【答案】(1)
(2) 消去反应 加成反应(3) 碳碳双键 醚键
(4)
(5)③>①>②
(6)4
(7)
【详解】(1)有机物A与Br 反应生成有机物B,有机物B与有机物E发生取代反应生成有机物F,结合
2
有机物A、F的结构和有机物B的分子式可以得到有机物B的结构式,即 。
(2)有机物F转化为中间体时消去的是-Br和 ,发生的是消去反应,中间体与呋喃反应生成有
机物G时,中间体中的碳碳三键发生断裂与呋喃中的两个双键发生加成反应,故答案为消去反应、加成反
应。
(3)根据有机物G的结构,有机物G中的官能团为碳碳双键、醚键。
(4)根据上述反应流程分析, 与呋喃反应生成 ,继续与HCl反应生成有机物J,有机物J的结构为 。
(5)对比三种物质,③中含有电负性较高的F原子,使-CF 变成吸电子基团,将整个有机物的电子云朝
3
着-CF 方向转移,使-SO H基团更容易失去电子,故其酸性最强;②中含有的-CH 为推电子基团,使得整
3 3 3
个有机物的电子云朝着-SO H方向移动,使-SO H基团更不容易失去电子。因此,上述三种物质的酸性大
3 3
小为③>①>②。
(6)呋喃是一种重要的化工原料,其同分异构体中可以发生银镜反应,说明其同分异构体中含有醛基,
这样的同分异构体共有4种,分别为:CH-C≡C-CHO、CH≡C-CH -CHO、 、
3 2
。
(7)甲苯和溴在FeBr 的条件下生成对溴甲苯和邻溴甲苯,因题目中欲合成邻溴甲苯,因此需要对甲基的
3
对位进行处理,利用题目中流程所示的步骤将甲苯与硫酸反应生成对甲基苯磺酸,再将对甲基苯磺酸与溴
反应生成 ,再将 中的磺酸基水解得到目标化合物,具体的合成流程为:。
22.(2023·辽宁·统考高考真题)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的
合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_______位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和_______(填名称)。
(3)用O 代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为_______。
2
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_______和_______。【答案】(1)对
(2)羧基
(3)2 +O 2 +2H O
2 2
(4)3
(5)取代
(6)
【分析】根据有机物A的结构和有机物C的结构,有机物A与CH3I反应生成有机物B,根据有机物B的
分子式可以得到有机物B的结构,即 ;有机物与BnCl反应生成有机物C,有机物C
发生还原反应生成有机物D,有机物D与PCC发生氧化反应生成有机物E,根据有机物E的结构和有机物
D的分子式可以得到有机物D的结构,即 ;有机物E与有机物有机物F发生已知条件给的②反应生成有机物G,有机物G发生还原反应生成有机物H,根据有机物H与有机物G的分子式
可以得到有机物G的结构,即 ,同时也可得到有机物F
的结构,即 ;随后有机物H与HCOOCH CH 反应生成有机物I。由此
2 3
分析解题。
【详解】(1)由有机物A与CHI反应得到有机物B可知,酚与卤代烃反应成醚时,优先与其含有的其他
3
官能团的对位羟基发生反应,即酯基对位的酚羟基活性最高,可以发生成醚反应,故答案为;对位。
(2)有机物C在酸性条件下发生水解,其含有的酯基发生水解生成羧基,其含有的醚键发生水解生成酚
羟基,故答案为羧基。
(3)O2与有机物D发生催化氧化反应生成有机物E,反应的化学方程式为2 +O
2
2 +2H O。
2
(4)F的同分异构体中不含有N-H键,说明结构中含有 结构,又因红外中含有酚羟基,说明结构中含有苯环和羟基,固定羟基的位置, 有邻、间、对三种情况,故有3种同分异构体。
(5)有机物H与HCOOCH CH 反应生成有机物I,反应时,有机物H中的N-H键发生断裂,与
2 3
HCOOCH CH 中断裂的醛基结合,故反应类型为取代反应。
2 3
(6)根据题目中给的反应条件和已知条件,利用逆合成法分析,有机物N可以与NaBH 反应生成最终产
4
物,类似于题中有机物G与NaBH 反应生成有机物H,作用位置为有机物N的N=C上,故有机物N的结
4
构为 ,有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物M
中含有C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化,有
机物M的结构为 ,故答案为 、
。
23.(2023·湖北·统考高考真题)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯
出发,针对二酮H设计了如下合成路线:回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳_______键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有_______种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,
峰面积之比为 的结构简式为_______。
(3)E与足量酸性 溶液反应生成的有机物的名称为_______、_______。
(4)G的结构简式为_______。
(5)已知: ,H在碱性溶液中易发生分子内缩合
从而构建双环结构,主要产物为I( )和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为
_______。若经此路线由H合成I,存在的问题有_______(填标号)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻 d.严重污染环境
【答案】(1)π
(2) 7
(3) 乙酸 丙酮(4)
(5) ab
【分析】A为CH=CH ,与HBr发生加成反应生成B(CHCHBr),B与Mg在无水乙醚中发生生成C
2 2 3 2
(CHCHMgBr),C与CHCOCH 反应生成D( ),D在氧化铝催化下发生消去
3 2 3 3
反应生成E( ),E和碱性高锰酸钾反应生成F( ),参考D~E
反应,F在氧化铝催化下发生消去反应生成G( ),G与 反应加成反应生成二
酮H,据此分析解答。
【详解】(1)A为CH=CH ,与HBr发生加成反应生成B(CHCHBr),乙烯的π键断裂,故答案为:
2 2 3 2
π;(2)D为 ,分子式为C H O,含有羟基的同分异构体分别为:
5 12
共8种,除去D
自身,还有7种同分异构体,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为 的结构简式为
,故答案为:7; ;
(3)E为 ,酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开,生成 和
,名称分别为乙酸和丙酮,故答案为:乙酸;丙酮;
(4)由分析可知,G为 ,故答案为: ;
(5)根据已知 的反应特征可知,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I( ))和J(
)。若经此路线由H合成I,会同时产生两种同分异构体,导致原子利用率低,
产物难以分离等问题,故答案为: ;ab。
24.(2022·天津·统考高考真题)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SOCl 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,
2
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CHCHCOOCH 、CHCOOCH CH、HCOOCH CHCH、HCOOCH (CH) 共4
3 2 3 3 2 3 2 2 3 2 3 2
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:HCOOCH CHCH;故答案为:2−甲基
2 2 3
丙酸;4;HCOOCH CHCH。
2 2 3
(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SOCl 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 ,
2其合成路线为 ;
故答案为: 。
25.(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CHI发生取代反应生成B( );B和SOCl 发
3 2
生取代反应生成C( );C和CHOH发生取代反应生成D(
3
);D和NH OH发生反应生成E( );E经过还原反应转化为F,F经酸性水解
2
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C H O,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
12 14 3
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CHMgBr反应生成 ,
3
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NH OH反应生成 ;综上所述,
2的合成路线为:
。