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命题猜想
多以新药物或新材料为命题情境,考查官能团的性质与转化。留意新教材中的官能团名称,手性碳、
顺反异构要加以重视,善于借用流程中的反应书写合成路线,复习中多以新高考卷作训练。
难点重点热点
了解简单有机物的命名、官能团的名称,有机基本反应类型;理解简单官能团的性质与转化,理解
合成中基团的定位或保护。补充学习新教材增加的反应,并认识一些典型的成环反应。限定条件的
同分异构体数目的推导要有模型储备(如苯的三元代物种类等)。
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1.(2023·安徽黄山·统考一模)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)写出反应②的化学方程式_______。
(2)X的化学名称为_______。
(3)反应②、反应③中B、C断开的均为碳基邻位上的碳氢键,原因是_______。
(4)在反应④中,D中官能团_______(填名称,后同)被[(CH )CHCH ]AlH还原,官能团_______被
3 2 2 2
NaIO 氧化,然后发生_______(填反应类型)生成有机物E。
4
(5)F的同分异构体中符合下列条件的有_______种;
①苯环上有两个取代基,F原子直接与苯环相连
②可以水解,产物之一为CH≡C-COOH
其中含有甲基,且核磁共振氢谱谱图中吸收峰最少的是:_______。
【答案】(1) +CH I +HI
3
(2)3-碘-1-丙烯(3-碘丙烯)
(3)B、C中碳基邻位碳上的氢受羰基吸电子作用的影响,C-H极性增强,具有一定的活泼性
(4) 酯基 碳碳双键 取代(酯化)反应
(5) 6种
【分析】A与CHOH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生B: ,B
3
与CHI在有机强碱作用下发生取代反应产生C: ,根据有机物D结构简式
3
与C的区别,结合②反应的特点,可知X是CH=CH-CHI,C与CH=CH-CHI发生取代反应产生
2 2 2 2
D,D与[(CH )CHCH ]AlH及NaIO /Ru催化剂条件下反应产生E,E与Pd配合物及碱反应产生F。
3 2 2 2 4
【详解】
(1)反应②是 与CHI在有机强碱作用下发生取代反应产生C:
3
和HI,该反应的化学方程式为: +CH I
3
+HI;
(2)根据C、D结构简式的不同,结合②的化学反应可知X化学式是CH=CH-CHI,其名称是3-
2 2
碘-1-丙烯(3-碘丙烯);
(3)反应②、反应③中B、C断开的均为碳基邻位上的碳氢键,这是由于B、C中碳基邻位碳上的
氢受羰基吸电子作用的影响,C-H极性增强,具有一定的活泼性;
(4)对比D、E的结构可知,D→E的过程中,酯基—COOCH 被还原转化为- CH OH;—
3 2
CHCH=CH 被氧化转化为—CHCOOH,再发生酯化反应形成环,故D→E的过程中,被还原的官能
2 2 2
团是酯基,被氧化的官能团是碳碳双键,发生的反应类型是酯化反应;
(5)F分子式是C HOF,其同分异构体满足条件:①苯环上有两个取代基,F原子直接与苯环相
11 9 2
连;②可以水解,产物之一为CH≡C-COOH,则F为酯,含有酯基,该取代基可能是CH≡C-COOCH -CH-、 共2种不同结构,该取代基与-F在苯环上的位置有邻、间、对
2 2
3种,因此符合要求的同分异构体种类数目是2×3=6种;其中含有甲基,且核磁共振氢谱谱图中吸收
峰最少的是 。
2.(2023·广东·惠州一中模拟预测)化合物H是一种医药中间体,H的一种合成路线如图所示:
已知:① ②
回答下列问题:
(1)有机物D中所含官能团的名称为_____________。
(2)写出 的第二步反应方程式__________________________;反应类型为_____________。
(3)有机物C的同分异构体有多种,满足下列条件的有_____________种。
①分子除苯环外不再含其他环; ②与 溶液发生显色反应
其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积为1∶2∶2∶2∶2的有机物结构简式为_____________。
(4)苯环上已有的取代基叫做定位取代基,它们的存在会影响苯环上再引入其它基团时进入的位置,
已知 是邻对位定位基, 是间位定位基。写出以硝基苯、 为原料制备 的
合成路线(无机试剂任选) ____________。
【答案】(1)醚键、酰胺基(2) +NaOH +CH COONa 取代反应
3
(3) 16
(4)
【分析】由流程可知, 发生取代反应在对位引入硝基得到B,B和氢气发生还原反
应生成C,C发生已知②的反应生成D: ;D首先和硝酸发生取代反应引入硝基生成
, 和氢氧化钠发生水解反应生成E: ;E还原将硝
基转化为氨基得到F,F和CS 生成G、G生成H;
2【详解】(1)D为 ,D中所含官能团的名称为醚键、酰胺基;
(2) 的第二步反应为 和氢氧化钠发生水解反应生成E,反应为:
+NaOH +CH COONa;
3
(3)有机物C的同分异构体满足下列条件:
①分子除苯环外不再含其他环②与 溶液发生显色反应,则含有酚羟基;
若除酚羟基外,还含有1个基团,则为-NHCH 或-CHNH ,各有邻间对3种,共6种;
3 2 2
若除酚羟基外,还含有2个基团,则为-CH、-NH ,首先安排甲基再安排氨基,则有:
3 2
共10种;合计16种;
其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积为1∶2∶2∶2∶2的有机物结构简式为 ;
(4) 是间位定位基,故首先在硝基苯上再引入1个间位硝基,然后还原为氨基,再参考发生F
生成G、G生成H的反应生成产品;流程为:。
3.(2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测)普瑞巴林(pregabalin)常用于治疗糖尿病和带
状疱疹引起的神经痛,其合成路线如下:
已知:
i.R CHO+R -CHCOOR +H O
1 2 2 2
ii.RCOOH+CO(NH ) RCONH +NH↑+CO ↑
2 2 2 3 2
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)反应②的反应类型是_______。
(4)D中有_______个手性碳原子。
(5)写出反应④的化学方程式_______。
(6)H是G的同系物,其碳原子数比G少四个,则H可能的结构(不考虑立体异构)有_______种,其
中-NH 在链端的有_______(写结构简式)。
2【答案】(1)3-甲基丁醛或异戊醛
(2)
(3)加成反应
(4)2
(5) +CO(NH) +CO ↑+NH ↑+H O
2 2 2 3 2
(6) 5 、
【分析】根据A的结构简式,A属于醛,按照系统命名的原则,该有机物A的名称为3-甲基丁醛;
对比B和C的结构简式,C中不含有碳碳双键,B→C的反应类型为加成反应,以此解题。
【详解】(1)根据A的结构简式,A属于醛,按照系统命名的原则,该有机物A的名称为3-甲基丁
醛;故答案为3-甲基丁醛或异戊醛;
(2)对比A和C的结构简式,A与NCCH COOCH 发生已知(i)的反应,NCCH COOCH 中的亚甲基
2 3 2 3
上C与醛基上的碳原子以碳碳双键相连,同时生成水,则B的结构简式为 ;
故答案为 。
(3)对比B和C的结构简式,C中不含有碳碳双键,B→C的反应类型为加成反应,故答案为加成
反应。
(4)根据手性碳原子的定义,有机物D中含有的手性碳原子有2个,即
;故答案为2。
(5)根据已知ii可知,反应④的反应方程式为 +CO(NH)
2 2
+CO ↑+NH ↑+H O;故答案为 +CO(NH)
2 3 2 2 2+CO ↑+NH ↑+H O。
2 3 2
(6)H是G的同系物,碳原子比G少四个,即H中有四个碳原子,与G具有相同的官能团,H中应
含有氨基和羧基,H可能的结构简式为 ,结构简式还可能是
,结构简式还可能是 ,还可能是
,有1种结构,还可能是 ,共有5种;其中-NH 在链端的
2
有: 、 ;故答案为5;
、 。
4.(2023·四川成都·一模)肌肉松弛剂Nefopam的合成路线如下所示( 表示苯环)。
回答下列问题:
(1)A中的__________(填名称)官能团会被 还原,还原后经“反应2”形成B的反应类型是___________。
(2)B与 反应得到__________种一元溴代产物;为了使B转化为C的原子利用率为 ,
合适的试剂X是______________。
(3)已知碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳,D分子具有___________个手性碳;
一定条件下 与足量 水溶液反应,最多消耗____________ 。
(4)中间产物E分子内环化生成 。写出产物F的结构简式_____________。
(5)参考上述合成路线,F经____________(填“ ”或“ ”)还原以及酸处理形成
Nefopam.
(6)写出符合下列条件的B的同分异构体____________(任写一个)。
①能发生银镜反应;②其水解产物之一能与 溶液显色;③含有两个苯环和一个五元环。
【答案】(1) (酮)羰基 酯化反应(或取代反应)
(2) 7
(3) 1 3
(4)
(5)
(6) 等
【分析】A经 还原后羰基转化为醇羟基,羟基再与羧基发生酯化得到B,B与 发生
取代反应生成C,C在 作用下脱出羰基形成D,D与 发生取代反应生成E,E中氯
原子与-NH-发生分子内取代反应生成F ,F发生还原反应再经酸化得到Nefopam,据此
分析解答。
【详解】(1)对比A与B的结构可知A中羰基转化成单键,羰基被还原,还原后羰基转化为醇羟基,
羟基再与羧基发生酯化得到B,故答案为:(酮)羰基;酯化反应(或取代反应);
(2)B与 发生苯环上的取代反应,B中有两个苯环,其中Ph代表的苯环中存在三种氢,
另一苯环中存在4种氢,共有7种溴代产物;为了使B转化为C的原子利用率为 ,结合B和C的结构对比,合适的试剂X应为 ,故答案为:7; ;
(3)根据手性碳的概念,D中只有羟基所连碳为手性碳原子; 中1molCl可消耗
1molNaOH,其中ClCO-中氯原子被取代后生成-COOH,能继续消耗NaOH,因此 可
消耗3molNaOH,故答案为:1;3;
(4)由以上分析已知F为 ,故答案为: ;
(5)由A到B,C到D的转化过程可知 能将羰基直接脱氧,因此F经 处理才能得到
Nefopam,故答案为: ;
(6)①能发生银镜反应,可知存在醛基或甲酸酯基结构;②其水解产物之一能与 溶液显色,
可知存在酯基,结合氧原子个数,及发生银镜反应,可知存在甲酸酯基,且甲酸酯基结构直接与苯
环相连才能水解出酚类结构;③含有两个苯环和一个五元环,符合的结构有:
等,故答案为:
等;
5.(2023·四川绵阳·二模)匹伐他汀钙是一种抑制剂,具有显著降低低密度脂蛋白胆固醇( )
效应,用于治疗高胆固醇和高血脂症。其一种中间体(H)的合成工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。B的结构简式为___________。
(2)由C生成E的反应类型为___________。H中含氧官能团的名称为___________。
(3)写出由F与G发生取代反应生成H的化学方程式___________。
(4)在F的所有同分异构体中,核磁共振氢谱显示含氢种类最少的是M,则M的核磁共振氢谱有
___________组峰;核磁共振氢谱显示含氢种类最多的是N,写出两种N的结构简式为___________、
___________。(5)参照上述合成路线,写出 与 反应生成类似I的I′的结构简式
___________。
【答案】(1) 2-硝基苯甲酸或邻硝基苯甲酸
(2) 取代反应 羰基、酯基
(3) +(CH CHO) CO +CH CHOH
3 2 2 3 2
(4) 2
(5)
【详解】(1)A转化为B时从结构式分析,硝基转化为氨基,所以B的结构简式为 ,答
案:2-硝基苯甲酸或邻硝基苯甲酸, ;
(2)C转化为E时,C 中的氯原子被取代,反应类型是取代反应,H中含氧官能团的名称为羰基、
酯基,答案:取代反应,羰基、酯基;
(3) +(CH CHO) CO +CH CHOH;
3 2 2 3 2
(4)F的所有同分异构体中有链状、烃环状、环氧环状,核磁共振氢谱显示含氢种类最少的是
,核磁共振氢谱有2组峰,核磁共振氢谱显示含氢种类最多的是最不对称的结构 、
,答案:2, , ;(5)反应方程式为:CHCOCH COOCH + +2H O,生成物
3 2 3 2
的结构简式 。
6.(2021·山东·统考高考真题)一种利胆药物F的合成路线如图:
已知:Ⅰ. +
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___;符合下列条件的A的同分异构体有___种。
①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢
(2)检验B中是否含有A的试剂为___;B→C的反应类型为___。
(3)C→D的化学方程式为__;E中含氧官能团共___种。
(4)已知: ,综合上述信息,写出由 和
制备 的合成路线___。【答案】 4 FeCl 溶液 氧化反应
3
+CH OH +H O 3
3 2
【分析】由信息反应II以及F的结构简式和E的分子式可知E的结构简式为
,D发生信息反应I得到E,则D的结构简式为
,C与CHOH发生反应生成D,C相较于D少1个碳原子,说明C→D是
3
酯化反应,因此C的结构简式为 ,B→C碳链不变,而A→B碳链增长,且
增长的碳原子数等于 中碳原子数,同时B→C的反应条件为NaClO、H+,NaClO 具有
2 2
氧化性,因此B→C为氧化反应,A→B为取代反应,C HO 的不饱和度为5,说明苯环上的取代基
8 8 3中含有不饱和键,因此A的结构简式为 ,B的结构简式为 。
【详解】(1)由上述分析可知,A的结构简式为 ;A的同分异构体中满足:①含有酚
羟基;②不能发生银镜反应,说明结构中不含醛基;③含有四种化学环境的氢,说明具有对称结构,
则满足条件的结构有: 、 、
、 ,共有4种,故答案为: ;4。
(2)A中含有酚羟基,B中不含酚羟基,可利用FeCl 溶液检验B中是否含有A,若含有A,则加入
3
FeCl 溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B→C的反应类型为氧化反应,故答案为:FeCl 溶液;
3 3
氧化反应。
(3)C→D为 与CHOH在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生酯化反应生成
3
,反应化学方程式为 +CH OH
3+H O;E的结构简式为 ,其中的含氧官
2
能团为醚键、酚羟基、酯基,共3种,故答案为: +CH OH
3
+H O;3。
2
(4)由 和 制备 过程需要增长碳链,可利用
题干中A→B的反应实现,然后利用信息反应I得到目标产物,目标产物中碳碳双键位于端基碳原子
上,因此需要 与HBr在40℃下发生加成反应生成 , 和
反应生成 ,根据信息Ⅰ.
+ 得到
反应生成 ,因此合成路线为;故答案
为: 。
7.(2022·浙江·统考高考真题)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知:① ;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是_______。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼(2)化合物C的结构简式是_______;氯氮平的分子式是_______;化合物H成环得氯氮平的过程中涉
及两步反应,其反应类型依次为_______。
(3)写出E→G的化学方程式_______。
(4)设计以 和 为原料合成 的路线(用流程图表示,无机试
剂任选)_______。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式_______。
① 谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有 键。
②分子中含一个环,其成环原子数 。
【答案】(1)D
(2) C H ClN 加成反应,消去反应
18 19 4
(3) + → +CH OH
3
(4) ; CHCHCl,NH
3 2 3
(5) , , ,
【分析】甲苯硝化得到硝基苯,结合H的结构简式,可知A ,再还原得到B为
,B和甲醇发生酯化反应生成C ,结合信息②可知E为
,再结合信息②可知G为 ,以此解题。(1)
A.硝化反应是指苯在浓硝酸和浓硫酸存在的情况下,加热时发生的一种反应,试剂是浓硝酸和浓硫
酸,A正确;
B.由分析可知化合物A是 ,其中的含氧官能团是硝基和羧基,B正确;
C.由分析可知化合物B为 ,含有羧基和氨基,故化合物B具有两性,C正确;
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼,D错误;
故选D;
(2)
由分析可知化合物C的结构简式是 ;根据氯氮平的结构简式可知其分子式为:
C H ClN ;对比H和氯氮平的结构简式可知,H→氯氮平经历的反应是先发生加成反应,后发生消
18 19 4
去反应;
(3)
由分析可知E→G的方程式为: + →
+CH OH;
3
(4)
乙烯首先氧化得到环氧乙烷 ,乙烯和HCl加成生成CHCHCl,之后NH 和 反应生成
3 2 3
,再和 反应生成 ,结合信息②和CHCHCl反应得到
3 2
,具体流程为: ; CHCHCl,
3 2
NH ;
3
(5)
化合物F的同分异构体,则有1个不饱和度,其有3种等效氢,含有N—H键,且分子中含有含一个环,其成环原子数 ,则这样的结构有 , , , 。
8.(2021·浙江·高考真题)某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物P,合成路线如下:
已知:
请回答:
(1)化合物A的结构简式是_______;化合物E的结构简式是_______。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.化合物B分子中所有的碳原子共平面
B.化合物D的分子式为
C.化合物D和F发生缩聚反应生成P
D.聚合物P属于聚酯类物质
(3)化合物C与过量 溶液反应的化学方程式是_______。
(4)在制备聚合物P的过程中还生成了一种分子式为 的环状化合物。用键线式表示其结构
_______。
(5)写出3种同时满足下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构体):_______。
① 谱显示只有2种不同化学环境的氢原子
②只含有六元环
③含有 结构片段,不含 键
(6)以乙烯和丙炔酸为原料,设计如下化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任
选)_______。【答案】 HOCH CHBr C
2 2
+4NaOH +2 +2NaBr
、 、
、 (任写3种)
【分析】A的分子式为C H ,其不饱和度为4,结合D的结构简式可知A中存在苯环,因此A中取
8 10
代基不存在不饱和键,D中苯环上取代基位于对位,因此A的结构简式为 ,
被酸性高锰酸钾氧化为 ,D中含有酯基,结合已知信息反应可知C的结构简式为 ,B与E在酸性条件下反应生成
,该反应为酯化反应,因此E的结构简式为HOCH CHBr,D和F发生已知反
2 2
应得到化合物P中的五元环,则化合物F中应含有碳碳三键,而化合物P是聚合结构,其中的基本
单元来自化合物D和化合物F,所以化合物F应为 。
【详解】(1)由上述分析可知,A的结构简式为 ;化合物E的结构简式为
HOCH CHBr,故答案为: ;HOCH CHBr。
2 2 2 2
(2)A.化合物B的结构简式为 ,化合物B中苯环的6个碳原子共平面,而
苯环只含有两个对位上的羧基,两个羧基的碳原子直接与苯环相连,所以这2个碳原子也应与苯环
共平面,化合物B分子中所有碳原子共平面,故A正确;
B.D的结构简式为 ,由此可知化合物D的分子
式为 ,故B正确;
C.缩聚反应除形成缩聚物外,还有水、醇、氨或氯化氢等低分子副产物产生,化合物D和化合物F
的聚合反应不涉及低分子副产物的产生,不属于缩聚反应,故C错误;
D.聚合物P中含有4n个酯基官能团,所以聚合物P属于聚酯类物质,故D正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。(3) 中酯基能与NaOH溶液发生水解反应、溴原子能与NaOH溶液在加
热条件下能发生取代反应,因此反应方程式为 +4NaOH +2
+2NaBr。
(4)化合物D和化合物F之间发生反应,可以是n个D分子和n个F分子之间聚合形成化合物P,同
时也可能发生1个D分子和1个F分子之间的加成反应,对于后者情况,化合物D中的2个-N 官能
3
团与化合物F中的2个碳碳三建分别反应,可以形成环状结构,用键线式表示为
,该环状化合物的化学式为 ,符合题意,故答案为:
。
(5)化合物F的分子式为C HO,不饱和度为6,其同分异构体中含有 结构片段,不含
8 6 4
键,且只有2种不同化学环境的氢原子,说明结构高度对称,推测其含有2个相同结构片段,
不饱和度为4,余2个不饱和度,推测含有两个六元环,由此得出符合题意的同分异构体如下:、 、 、 。
(6)由逆向合成法可知,丙炔酸应与 通过酯化反应得到目标化合物,而
中的羟基又能通过 +水解得到,乙烯与Br 加成可得
2
,故目标化合物的合成路线为
。
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9.(2022·湖南·模拟预测)(2023·广东广州·一模)色满结构单元( )广泛存在于许多具有生物
活性分子的结构中。一种含色满结构单元的药物中间体G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)色满结构单元( )的分子式是_______。
(2)乙酸酐的结构简式是 ,A→B反应类型是_______。
(3)化合物C与 溶液作用显紫色,是因为C的结构中存在_______(写官能团名称。)
(4)E→F的化学方程式是_______。(5)乙二酸二乙酯由乙二酸和乙醇反应制得,乙二酸二乙酯的结构简式是_______。M是乙二酸二乙酯
的同分异构体,写出两种满足下列条件的M的结构简式_______。
①1 mol M能与足量 反应放出
②核磁共振氢谱有三组峰
(6)设计以 为原料制备 的合成路线(无机试剂
任选)_______。
【答案】(1)C H O
9 10
(2)取代反应
(3)酚羟基
(4) +H O
2
(5) C HOOCCOOC H HOOCCH CHCHCHCOOH、HOOCCH(CH )CH(CH )COOH
2 5 2 5 2 2 2 2 3 3
(6)
【分析】A中酚羟基发生取代反应生成B,B重整得到C,C成环得到D,D还原得到E,E发生消去
反应生成F ;F加成得到G;
【详解】(1)由结构可知,色满结构单元( )的分子式是C H O;
9 10
(2)A→B反应为A中酚羟基的氢被CHCO-取代的反应,属于取代反应;
3
(3)化合物C与 溶液作用显紫色,是因为C的结构中存在酚羟基;(4)E→F的反应为羟基消去的反应,
+H O;
2
(5)乙二酸二乙酯由乙二酸和乙醇反应制得,乙二酸二乙酯的结构简式是C HOOCCOOC H;
2 5 2 5
M是乙二酸二乙酯的同分异构体,满足下列条件:
①1 mol M能与足量 反应放出 ,则1个分子中含有2个羧基;
②核磁共振氢谱有三组峰,具有良好的对称性,且其不饱和度为2;
故可以为:HOOCCH CHCHCHCOOH、HOOCCH(CH )CH(CH )COOH;
2 2 2 2 3 3
(6) 发生B生成C的反应得到 ,
还原得到 , 和溴发生取代反应
得到 ;故流程为:
。
10.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)我国科学家研发的一条氯霉素(H)的合成路线如图:已知:
回答下列问题:
(1)氯霉素(H)的官能团是硝基、羟基和_____________________________________。
(2)A→B的反应类型是_____________,D→E的反应类型是______________________。
(3)C为反式结构,B→C的化学反应方程式__________________________________________。
(4)写出符合下列条件的E一种同分异构体的的结构简式____________________________。
①核磁共振氢谱有5个峰 ②能发生水解反应 ③能使FeCl 发生显色反应
3
(5)F的结构简式为________________________________。
(6)在G→H的反应中,通过______________________ (填操作)使平衡转化率增大。
(7)左旋氯霉素才有抗菌消炎的作用,而此法得到的是左旋氯霉素和右旋氯霉素的混合物,因此需要
将其分开,其中一种方法是诱导析晶法。向H溶液加入少量的左旋氯霉素晶体做晶种,
____________________________(填操作),即可得到较纯的左旋氯霉素晶体。
【答案】(1)碳氯键和酰胺基
(2) 加成反应 取代反应
(3) +H O
2
(4)
(5)
(6)加热蒸馏
(7)冷却结晶、过滤【分析】由有机物的转化关系可知, 与溴和水发生加成反应生成 ,则B为
; 在水合氢离子作用下发生消去反应生成 ,则C为
; 与甲醛发生题给信息反应生成 ,则D为
; 高压条件下与氨分子发生取代反应生成
, 酸性条件下发生信息反应后、碱化得到
,则F为 ;在浓硫酸作用下 与浓硝酸发生
硝化反应后、碱化得到 ,则G为 ;
与ClCOOCH 发生取代反应生成 。
2 3
【详解】(1)由结构简式可知, 的官能团为硝基、羟基、碳氯键和酰
胺基,故答案为:碳氯键和酰胺基;
(2)由分析可知,A→B的反应为 与溴和水发生加成反应生成 ,D→E的反应为 高压条件下与氨分子发生取代反应生成 和溴化氢,故
答案为:加成反应;取代反应;
(3)C的反式结构为 ,则B→C的反应方程式为
+H O,故答案为: +H O;
2 2
(4)E的同分异构体核磁共振氢谱有5个峰、能发生水解反应、能使氯化铁溶液发生显色反应说明
同分异构体分子中含有酚羟基和酰胺基,2个取代基处于苯环的对位,符合条件的结构简式为
,故答案为: ;
(5)由分析可知,F的结构简式为 ,故答案为: ;
(6)G→H的反应为 与ClCOOCH 发生取代反应生成
2 3
和甲醇,加热蒸馏使沸点低的甲醇挥发,可以减小生成物的浓度,使
平衡向正反应方向移动,平衡转化率增大,故答案为:加热蒸馏;
(7)诱导析晶法的具体操作为向H溶液加入少量的左旋氯霉素晶体做晶种,冷却结晶、过滤即可得
到较纯的左旋氯霉素晶体,故答案为:冷却结晶、过滤。
11.(2023·重庆·统考模拟预测)吲哚布芬主要用于动脉硬化引起的缺血性心血管病变、缺血性脑血
管病变、静脉血栓形成等治疗。其合成路线如下:请回答下列问题:
(1)有机物C的名称是_______;吲哚布芬中的官能团名称是_______。
(2)D→E的反应类型是_______;反应②的所需的试剂和条件是_______。
(3)已知M的核磁共振氢谱有两组峰,M的结构简式是_______。
(4)分别写出F→G和J→K的化学方程式_______、_______。
(5)符合下列条件的J的同分异构体有_______种(不考虑立体异构);且核磁共振氢谱有四个峰的结构
简式为_______。
①苯环上含有2个取代基,且官能团种类不变
②含N官能团一定要在苯环上
【答案】(1) 甲苯 羧基、肽键
(2) 取代反应 氯气、光照
(3)
(4)
(5) 12
【分析】由分子式可知A为CH=CH ,A与HBr发生加成反应生成B为CHCHBr.由C的分子式、
2 2 3 2F的结构简式,可知C为 ,C发生取代反应生成D为 ,D发
生信息中取代反应生成E为 ,由G的分子式,可知F发生消去反应生成G,G
中-CN水解为-COOH生成J,对比J、K的分子式,结合吲哚布芬的结构可知,NaSO 将J中的硝基
2 2 4
还原为氨基生成K,故G为 ,K为 .K与M脱
去1分子水生成N,N为 ,N中羰基被还原生成吲哚布芬。
【详解】(1)根据分析可知,C为 ,名称是甲苯;
(2)吲哚布芬中的官能团是羧基、肽键;
(3)由分析知道D为 ,D发生信息中取代反应生成E为
,所以反应类型是取代反应;C为 发生取代反应生成D
,所以该反应的所需的试剂和条件是氯气、光照;
(4)根据信息可知,由G的分子式,可知F发生消去反应生成G,故G为 ,
所以F→G的化学方程式是:
;根据分析可知,NaSO 将J中的硝基还原为氨基生成K,K为 ,所以
2 2 4
J→K的化学方程式是:
;
(5)J中有硝基和羧基两种官能团,结合题给条件①苯环上含有2个取代基,且官能团种类不变,
②含N官能团一定要在苯环上,即两个取代基一个是硝基,另一个取代基余下3个碳和1个羧基,可
连接在苯环硝基的邻位、间位、对位上,这种结构组合一共可以形成5种结构:-CHCHCHCOOH,
2 2 2
-CH(COOH)CH CH,-CHCH(COOH)CH ,
2 3 2 3
-CH(CH )CHCOOH, ,再与硝基形成邻、间、对的关系,一共有15种,再减去
3 2
该物质本身,所以共有14种;其中,核磁共振氢谱有4组峰的是
。
12.(2021·北京·高考真题)治疗抑郁症的药物帕罗西汀的合成路线如下。
已知:
i.R CHO+CH (COOH) R CH=CHCOOH
1 2 2 1
ii.R OH R OR
2 2 3
(1)A分子含有的官能团是_______。
(2)已知:B为反式结构。下列有关B的说法正确的是(填序号)_______。
a.核磁共振氢谱有5组峰b.能使酸性KMnO 溶液褪色
4
c.存在2个六元环的酯类同分异构体
d.存在含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体
(3)E→G的化学方程式是_______。
(4)J分子中有3个官能团,包括1个酯基。J的结构简式是_______。
(5)L的分子式为C HO。L的结构简式是_______。
7 6 3
(6)从黄樟素经过其同分异构体N可制备L。
已知:
i.R1CH=CHR2 R1CHO+R2CHO
ii.
写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式:_______、_______、_______。
N→P→Q L
【答案】(1)氟原子(或碳氟键)、醛基
(2)abc
(3)NC-CH -COOH + HOCH CH NC-CH -COOCH CH+ H O
2 2 3 2 2 3 2
(4)
(5)
(6)
【分析】由题干合成流程图中 ,结合A的分子式和信息i不难推出A为 ,B为反式结构,进而可以推出B的结构为 ,B与乙醇在浓硫酸共热时发生酯化反应生成
D,故D为 ,与D的分子式相符;ClCH COONa与NaCN先发生取代反应生成
2
NCCH COONa,然后再酸化得到E,E为NCCH COOH,E再与乙醇、浓硫酸共热发生酯化反应生
2 2
成G,G为NCCH COOCH CH,D和G发生加成反应生成 ;结合J的分子式,J分
2 2 3
子中有3个官能团,包括1个酯基, 与H 发生反应生成J,可以推出J的结构简式
2
为 ,同时生成乙醇;由物质 结合M的分子式和信息ii,
并由(5) L的分子式为C HO 可以推出L的结构简式为 ,M的结构简式为
7 6 3
,据此分析解答。
【详解】(1)由分析可知,A的结构简式为 ,故A分子含有的官能团是氟原子、醛基,故答
案为:氟原子(或碳氟键)、醛基;
(2)B为 。a.根据等效氢原理可知B的核磁共振氢谱共有5种峰,如图所示
,故a正确;b.由B的结构简式可知,B中含有碳碳双键,可以使KMnO 酸性溶液
4褪色,故b正确;c.B具有含2个六元环的酯类同分异构体,如 等,故c正确;d.B
分子的不饱和度为6,含苯环、碳碳三键的羧酸类同分异构体的不饱和度为7,因此B不存在含苯环
和碳碳三键的羧酸类同分异构体,故d错误;故答案为:abc;
(3)E为NCCH COOH,G为NCCH COOCH CH,E与乙醇、浓硫酸共热发生酯化反应生成G,反
2 2 2 3
应的化学方程式为NC-CH -COOH + HOCH CH NC-CH -COOCH CH+ H O,故答案
2 2 3 2 2 3 2
为:NC-CH -COOH + HOCH CH NC-CH -COOCH CH+ H O;
2 2 3 2 2 3 2
(4)根据上述分析,J的结构简式为 ,故答案为: ;
(5)由分析可知,L的结构简式为 ,故答案为: ;
(6)根据Q到L的转化条件可知Q为酯类,结合L的结构简式 ,可推知Q的结构简
式为 ,结合信息i和信息ii可推知P到Q的转化条件为HO/HAc,P的结构简式为
2 2
,由N到P的反应条件为O/Zn,HO且N为黄樟素的同分异构体,可推知N的结构
3 2
简式为 ,故答案为: ; ; 。
【点睛】本题的难点是题干信息的解读和应用,J的推断较难,要注意 与H 不是发
2
生加成反应生成J;另一个难点是(6),要注意逆推法的应用。
13.(2022·山东·高考真题)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为_______;B中含氧官能团有_______种。
(2)B→C反应类型为_______,该反应的目的是_______。
(3)D结构简式为_______;E→F的化学方程式为_______。
(4)H的同分异构体中,仅含有 、 和苯环结构的有_______种。
(5)根据上述信息,写出以 羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成
的路线_______。
【答案】(1) 浓硫酸,加热 2
(2) 取代反应 保护酚羟基
(3) CHCOOC H
3 2 5
+Br +HBr
2
(4)6
(5)【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下, 与乙醇共热发
生酯化反应生成 ,则A为 、B为 ;在碳酸钾作用下
与phCHCl发生取代反应生成 , 与
2
CHCOOC H 发生信息Ⅱ反应生成 ,则D为CHCOOC H、E为
3 2 5 3 2 5
;在乙酸作用下 与溴发生取代反应生成
,则F为 ;一定条件下 与
(CH)CNHCH ph发生取代反应 ,则G为 ;
3 3 2
在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
(1)
由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下, 与乙醇共热发生酯化反应生成 和水;
B的结构简式为为 ,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;
2;
(2)
由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下 与phCHCl发生取代反应生成
2
和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案
为:取代反应;保护酚羟基;(3)
由分析可知,D的结构简式为CHCOOC H;E→F的反应为在乙酸作用下 与
3 2 5
溴发生取代反应生成 和溴化氢,反应的化学方程式为
+Br +HBr,故答案为:
2
CHCOOC H; +Br ;
3 2 5 2 +HBr
(4)
H的同分异构体仅含有—OCH CH 和—NH 可知,同分异构体的结构可以视作
2 3 2
、 、 分子中苯环上的氢原子被—NH 取代所
2
得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)
由题给信息可知,以4—羟基邻苯二甲酸二乙酯制备 的合成步骤为在碳酸钾作用下
与phCHCl发生取代反应生成发生取代反应生成 ,
2
发生信息Ⅱ反应生成 , 在Pd—C做
催化剂作用下与氢气反应生成 ,合成路线为14.(2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测)托特罗定M合成路径如下(反应条件已略去):
已知信息:① (不稳定)
②
③G遇 溶液显紫色,H中含有3个六元环
请回答:
(1)M的分子式是__________,化合物K的结构简式是______________。
(2)下列说法正确的是__________
A.化合物B转化为C是消去反应,F转化为G是取代反应
B.化合物C转化为D的反应及F转化为G的反应都只需加入强碱后水解即可
C. 化合物I与 反应,最多消耗
D.等物质的量的A和D完全燃烧消耗的氧气量相等
(3)写出 的化学方程式:__________________.
(4)M的同系物 有多种同分异构体,同时符合下列条件的同分异构体的结构简式如,请再写出3种:____________________。
①分子中含有2个独立的苯环;
② 谱和 谱检测显示分子中有5种化学环境不同的氢原子,有 键,无 键和
键。
(5)设计以甲苯和乙酸酐( )为原料制备D肉桂酸(
)的合成路线(无机试剂任选,合成中须用到上述已知信息①②.用流程图
表示):__________________________________________________________
【答案】 AD
+H O
2【分析】根据合成图可知,A→B→C→D的转化,A→B,结合分子式的变化,得知该反应为
CH=CH 加成反应,得出A为苯乙烯( ),B→C→D的转化,结合分子式的变
2
化和D的结构( ),可以判断出B→C为消去反应,C→D则为卤代
烃的水解,从信息①
可以得出D结构中羧基的由来。根据信息③得知 为酚类,再对比D和I的碳链结构,可以
OH得知G的结构为 ,而后推知E和F的结构简式分别为 和 。H中含有3
个六元环,H→I的合成通过碳原子数的关系,可知 和 甲醇 碘甲烷 反
应,结合化合物I结构中的 和H的不饱和度,逆向推导,得出H的结构为
;结合H的不饱和度和I的结构,也可以正向推导出H的结构;再看J→M
的转化,已知K的分子式为 ,饱和,对比J和M的结构,推知K为 ,该反应
为取代反应,据此分析作答。
【详解】(1)根据结构简式可得出M分子式为 ,由H上述推导过程可得出K的结构简式为 ;
(2)A. 从上述分析中可得知化合物B转化为C是消去反应,F转化为G是取代反应,A项正确;
B. 化合物C转化为D、F转化为G都需加入强碱后水解,再加酸酸化后方可得到,B项错误;
C. 化合物I中含有 酯基,最多消耗 ,C项错误;
D. 含碳、氢元素的物质完全燃烧生成 和 ,根据分子式,可得出 和 完全燃烧消
耗的氧气量都为 ,D项正确;
故答案为AD;
(3) 的化学方程式为
。
(4)根据M的同系物 ,有两个独立的苯环,且 谱和 谱检测显示分子中
有5种化学环境不同的氢原子,有 键,无 键和 键,结合空间对称性思想可知,满
足上述条件的有机物结构简式为:
;
(5)乙酸酐( )通过水解可以获得目标产物(
)中的羧基,有机合成中要用到信息①和②,结合原料和信息②,
对比产物的碳链结构和碳原子数,可推知 ,需先与 反应生成 ,再发生消去反应生成
,最后发生水解反应可得目标产物,结合原料 和信息①,
正向、逆向推导相结合,可得出制备流程,其具体流程如下:
。
15.(2022·海南·统考高考真题)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:
+CO
2
【答案】(1)取代反应或磺化反应
(2) +NaOH→ +H O
2
(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CO 在一定条件下反应,再与HCl反应生成D,D的分子式为
2
C HO,则D为 ,D再与CHCHCOCl发生取代反应生成E,E与AlCl 反应生成F,F
7 6 3 3 2 3
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HO,反应的化学方程式
2
为 +NaOH→ +H O;
2(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FeCl 溶液鉴别二者,前者溶液
3
变成紫色,后者无明显现象;
(5)F的分子式为C H O,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,
10 10 4
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HO;
2
(7)已知 +CO ,则以 为原料合成 时,
2
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CHCOCl发生取代反应生
3成 , 氧化可得到 , 再
与AlCl 反应可得到 ,则合成路线为:
3
。
16.(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)取代反应
(2)
(3)
(4)
【分析】A( )和CHI发生取代反应生成B( );B和
3
SOCl 发生取代反应生成C( );C和CHOH发生取代反应生成D(
2 3
);D和NH OH发生反应生成E( );E经过还原
2
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)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。(2)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
12 14 3
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
。
(3)由分析可知,F的结构简式为 。
(4)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
2
;综上所述, 的合成路线为:
。