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专题13有机化学综合题-5年高考1年模拟化学真题分类汇编(北京专用)(教师版)_北京高考全科_化学_五年(2020-2024)高考化学真题分类汇编(北京专用)

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文档文本内容

专题 13 有机化学综合题
考点 五年考情(2020-2024) 命题趋势
2024年北京卷第17题
有机化学的合成与推断,是北京高考化
考点 有机化学 2023年北京卷第17题
学的必考综合题。形式基本上比较固
综合题 2022年北京卷第17题
定,涉及的考点主要集中在官能团的性
(5年5考) 2021年北京卷第17题
质及转化方面。
2020年北京卷第16题
1.(2024·北京·高考真题)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
(1)D中含氧官能团的名称是 。
(2)A→B的化学方程式是 。
(3)I→J的制备过程中,下列说法正确的是 (填序号)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率
b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇
c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯
(4)已知:
①K的结构简式是 。
②判断并解释K中氟原子对 的活泼性的影响 。
(5)M的分子式为 。除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为 键和 键,
M的结构简式是 。
【答案】(1)硝基、酯基
(2)
(3)abc
(4) 氟原子可增强 的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相
连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强 的活泼性
(5)
【分析】
B发生硝化反应得到D,即B为 ,A与CH OH发生酯化反应生成B,即A为
3
,D发生还原反应得到E,结合E的分子式可知,D硝基被还原为氨基,E为
,E在K CO 的作用下与 发生反应得到G,结合G的分子式可知,
2 3
G为 ,I与C H OH在浓硫酸加热的条件下生成J,结合I与J的
2 5
分子式可知,I为CH COOH,J为CH COOC H ,J与 在一定条件下生成K,发生类似
3 3 2 5
的反应,结合L的结构简式和K的分子式可知,K为 ,G和L在碱的作用下生成M,M的分子式为
,除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和
乙醇,可推测为G与L中 键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为 键和
键,M的结构简式为 。
【详解】(1)由D的结构简式可知,D中含氧官能团为硝基、酯基;
(2)
A→B的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应,化学方程式为:
;
(3)I→J的制备过程为乙酸与乙醇的酯化过程,
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将乙酸乙酯蒸出,都有利于提高乙酸的转化率,a正确;
b.饱和碳酸钠溶液可与蒸出的乙酸反应并溶解乙醇,b正确;
c.反应温度过高,乙醇在浓硫酸的作用下发生分子间脱水生成乙醚,发生分子内消去反应生成乙烯,c正
确;
故选abc;
(4)
①根据已知反应可知,酯基的 与另一分子的酯基发生取代反应, 中左侧不存在 ,所
以产物K的结构简式为 ;
②氟原子可增强 的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电
性增加,有利于增强 的活泼性;
(5)
M分子中除苯环外还有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,再结合其分
子式,可推测为G与L中 键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为 键和
键,M的结构简式为 。
2.(2023·北京·高考真题)化合物 是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。已知:R-Br
(1)A中含有羧基,A→B的化学方程式是 。
(2)D中含有的官能团是 。
(3)关于D→E的反应:
① 的羰基相邻碳原子上的C-H键极性强,易断裂,原因是 。
②该条件下还可能生成一种副产物,与E互为同分异构体。该副产物的结构简式是 。
(4)下列说法正确的是 (填序号)。
a.F存在顺反异构体
b.J和K互为同系物
c.在加热和 催化条件下, 不能被 氧化
(5)L分子中含有两个六元环。 的结构简式是 。
(6)已知: ,依据 的原理, 和 反应得到了 。 的
结构简式是 。
【答案】(1)
(2)醛基
(3) 羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子,使得相邻碳原子上的键极性增强
(4)ac
(5)
(6)
【分析】
A 中含有羧基,结合 A 的分子式可知 A 为 ;A 与乙醇发生酯化反应,B 的结构简式为
;D与2-戊酮发生加成反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知D的结构简式
为 ,E发生消去反应脱去1个水分子生成F,F的结构简式为 ,D→F
的整个过程为羟醛缩合反应,结合G的分子式以及G能与B发生已知信息的反应可知G中含有酮羰基,说
明F中的碳碳双键与 发生加成反应生成G,G的结构简式为 ;B与G发生已
知信息的反应生成 J,J 为 ;K 在 溶液中发生水解反应生成,酸化得到 ;结合题中信息可知L分子中含有
两个六元环,由L的分子式可知 中羧基与羟基酸化时发生酯化反应,L的结构
简式为 ;由题意可知 L 和 M 可以发生类似 D→E 的加成反应得到
, 发生酮式与烯醇式互变得
到 , 发生消去反应得
到P,则M的结构简式为 。
【详解】(1)A→B的化学方程式为 。答
案为 ;
(2)D的结构简式为 ,含有的官能团为醛基。答案为醛基;
(3)
①羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电子偏向碳基上的碳原子,使得相邻碳原子上的 键极
性增强,易断裂。②2-戊酮酮羰基相邻的两个碳原子上均有 键,均可以断裂与苯甲醛的醛基发生加
成反应,如图所示 ,1号碳原子上的 键断裂与苯甲醛的醛基加成得到E,3号碳原子上
的 键也可以断裂与苯甲醛的醛基加成得到副产物 。答案为羰基为强吸电子基团,
使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子,使得相邻碳原子上的C−H键极性增强;
;
(4)
a.F的结构简式为 ,存在顺反异构体,a项正确;
b.K中含有酮羰基,J中不含有酮羰基,二者不互为同系物,b项错误;
c.J的结构简式为 ,与羟基直接相连的碳原子上无H原子,在加热和
作催化剂条件下,J不能被 氧化,c项正确;
故选ac;
(5)
由上分析L为 。答案为 ;
(6)由上分析M为 。答案为 。
3.(2022·北京·高考真题)碘番酸是一种口服造影剂,用于胆部X—射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH +H O
2
(1)A可发生银镜反应,A分子含有的官能团是 。
(2)B无支链,B的名称是 。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是
。
(3)E为芳香族化合物,E→F的化学方程式是 。
(4)G中含有乙基,G的结构简式是 。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为
193,碘番酸的结构简式是 。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定,步骤如下。
步骤一:称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-,冷却、
洗涤、过滤,收集滤液。
步骤二:调节滤液pH,用bmol·L-1AgNO 标准溶液滴定至终点,消耗AgNO 溶液的体积为cmL。
3 3
已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数 。
【答案】(1)醛基
(2) 正丁酸
(3)(4)
(5)
(6)
【分析】本流程的目的,以A为原料制取碘番酸。由A可发生银镜反应,可确定A为醛,由B无支链,可
确定B为CH CH CH COOH,则A为CH CH CHO;依据题干信息,可确定D为
3 2 2 3 2
;E为芳香族化合物,则E为 ;由J的结构简式
,可确定F为 。由题给信息,要确定G为
。
【详解】(1)由A的分子式C H O及可发生银镜反应,可确定A分子含有的官能团是醛基。答案为:醛基;
4 8
(2)B的分子式为C H O 、无支链,由醛氧化生成,则B为CH CH CH COOH,名称是正丁酸。B的一种同
4 8 2 3 2 2
分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,则表明分子中8个H原子全部构成-CH -,B的不饱和度为1,则其
2
同分异构体应具有对称的环状结构,从而得出其结构简式是 。答案为:正丁酸; ;
(3)由分析知,E为 ,F为 ,则E→F的化学方程式是
。答案为: ;
(4)由分析可知,G的结构简式是 。答案为: ;
(5)碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量为193,由相对分子质量差可确定,J生成碘番酸时,分子中引入3个I原子,而碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上,则碘番酸的结构简式是
。答案为: ;
(6) ——3AgNO ,n(AgNO )= bmol·L-1×c×10-3L=bc×10-3mol,则口服造影剂中碘番酸
3 3
的质量分数为 = 。答案为: 。
【点睛】推断有机物时,官能团可由反应条件确定,结构可依据转化前后对应物质的结构简式确定。
4.(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 H O 。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NCCH COONa,然后
2 2
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成G,G为NCCH COOCH CH ,D
2 2 2 3和G发生加成反应生成 ;结合J的分子式,J分子中有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的结构简式为 ,同时生成乙醇;由物
2
质 结合M的分子式和信息ii,并由(5) L的分子式为C H O 可以推出L的结构简
7 6 3
式为 ,M的结构简式为 ,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 酸性溶液褪色,
4
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,反应的化学方
2 2 2 3
程式为NC-CH -COOH + HOCH CH NC-CH -COOCH CH + H O,故答案为:NC-CH -COOH +
2 2 3 2 2 3 2 2
HOCH CH NC-CH -COOCH CH + H O;
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H O /HAc,P的结构简式为 ,
2 2
由N到P的反应条件为O /Zn,H O且N为黄樟素的同分异构体,可推知N的结构简式为 ,
3 2
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 不是发生加
2
成反应生成J;另一个难点是(6),要注意逆推法的应用。
5.(2020·北京·高考真题)奥昔布宁是具有解痉和抗胆碱作用的药物。其合成路线如图:
已知:①R—Cl RMgCl
②R3COOR4+R5COOR6 R3COOR6+R5COOR4
(1)A是芳香族化合物,A分子中含氧官能团是 。
(2)B→C的反应类型是 。
(3)E的结构简式是 。
(4)J→K的化学方程式是 。
(5)已知:G、L和奥昔布宁的沸点均高于200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁时,通过在70℃左右蒸出
(填物质名称)来促进反应。
(6)奥昔布宁的结构简式是 。
【答案】 酚羟基 取代反应 HC≡CCH OH+CH COOH
2 3
CH COOCH C≡CH+H O
3 2 2
乙酸甲酯
【分析】A是芳香族化合物,分子式为C H O,为苯酚,结构简式为 ,苯酚和氢气发生加成反
6 6
应制得B,B为环己醇,结构简式为 ,环己醇可以和氯化氢在加热的条件下反应生成C,C为
,由图中①可知,C可以和Mg和乙醚反应制得D,D为 ,根据D和F生成G,根
据G的结构简式可知,E的结构简式为: ,E与浓硫酸和甲醇在加热的条件下反应制得
F,F的结构简式为:, ,D与F可以在酸性条件下反应制得G;由K的结构简式,可知J
的结构简式为:HC≡CCH OH,与乙酸和浓硫酸发生酯化反应制得K,K与HN(C H ) 和甲醛反应制得L,L和
2 2 5 2G可以根据提示信息②可得奥昔布宁,结构简式为 ,据此分析。
【详解】(1)A是芳香族化合物,分子式为C H O,为苯酚,结构简式为 ,分子中含氧官能团是
6 6
酚羟基;
(2)环己醇可以和氯化氢在加热的条件下反应生成C,B→C的反应类型是取代反应;
(3) 根据G的结构简式可知,E的结构简式为: ;
(4)由K的结构简式,可知J的结构简式为:HC≡CCH OH,与乙酸和浓硫酸发生酯化反应制得K,J→K的化学
2
方程式是HC≡CCH OH+CH COOH CH COOCH C≡CH+H O;
2 3 3 2 2
(5)G、L和奥昔布宁的沸点均高于200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁时,是可逆反应,反应过程中生成
了乙酸甲酯,通过在70℃左右将其蒸出来,生成物浓度减小,促进反应正向进行;
(6)G和L发生反应合成奥昔布宁,奥昔布宁的结构简式是 。
【点睛】充分利用题目所给信息,D和F反应得到G的反应原理是难点。
1.(2024·北京通州·一模)贝格列净是一种新型口服降糖药,用于治疗Ⅱ型糖尿病患者,其前体合成路线
为:已知:i.
ⅱ.—TMS表示
(1)A的名称是 。
(2)A→B的反应方程式是 。
(3)在该条件下D→E反应中还可能有副产物,其副产物的结构简式是 (写一种即可)。
(4)F的结构简式是 。
(5)从结构角度解释G具有弱酸性的原因是 。
(6)以K(葡萄糖)为原料进一步合成贝格列净,合成路线如下:
①K→L步骤中 的作用是 。
②M→N发生环化反应,其化学方程式为 ,为提高N的产率,通过除去物质 来促进反应进行。
③N→P步骤的目的是 。
【答案】(1)邻羟基苯甲酸(或水杨酸/2-羟基苯甲酸)
(2) +Br +HBr
2
(3) 或(4)
(5)苯环使羟基中的 极性变强,使羟基中氢原子更活泼
(6) 氧化剂 +H O
2
保护
【分析】
由反应条件可知,A和Br 发生取代反应生成B,B和氯化剂反应生成C,结合A和B的分子式可以推知A为
2
,B为 ,C和SOCl 发生取代反应生成D,D和 发生
2
取代反应生成E,则D的结构简式为 ,E和NaBH 发生还原反应生成F,结合F的分子式
4
可 以 推 知 F 为 , F 发 生 已 知 信 息 的 反 应 原 理 得 到 G , G 为,以此解答。
【详解】(1)
由分析可知,A为 ,名称是邻羟基苯甲酸(或水杨酸/2-羟基苯甲酸)。
(2)
A和Br 发生取代反应生成B,化学方程式为: +Br
2 2
+HBr。
(3)
D和 发生取代反应生成E, 中-OC H 的邻位和对位H原子也
2 5
可以发生取代,则在该条件下D→E反应中还可能有副产物,其副产物的结构简式是
或 。
(4)
由分析可知,F的结构简式是 。(5)
G为 ,从结构角度解释G具有弱酸性的原因是:苯环使羟基中的O−H极性变强,
使羟基中氢原子更活泼。
(6)
①M→N发生环化反应,则M为 ,则K→L步骤中葡萄糖中醛基被
氧化为羧基;
②M→N发生环化反应,其化学方程式为:
+H O,为提高N的产率,通过除去H O来促进反应进行;
2 2
③N→P的过程中-OH转化为-OTMS,最终贝格列净中又出现-OH,说明N→P步骤的目的是保护-OH。
2.(2024·北京顺义·一模)含氮烯酸药物近年来广泛应用于新药研发中。某种含氮烯酸药物中间体P的合
成路线如下。(1)A的分子中含有5个σ键,A的名称是 。
(2)B的核磁共振氢谱有两组峰,B中官能团的名称是 。
(3)F可与NaHCO 溶液反应,F的结构简式是 。
3
(4)生成J的反应类型是 。
(5)化合物J、K属于同一类有机化合物,且化合物K、L能发生银镜反应,生成L的化学方程式是
。
(6)下列说法正确的是 (填序号)。
a.由F生成G的反应试剂和条件为:NaOH的乙醇溶液,加热
b.G可发生缩聚反应
c.化合物D、E互为同分异构体
(7)M含有两个六元环,不具有顺反异构,可水解,依据B→D的原理,E和L反应得到了M。M的结构简式
是 。
【答案】(1)乙烯
(2)醛基
(3)HOOC-CH -CH -Br
2 2
(4)酯化反应(取代反应)
(5)
(6)bc
(7)【分析】A化学式为C H ,即A为乙烯(CH =CH ),B(C H O)的核磁共振氢谱有两组峰,B为CH CHO,
2 4 2 2 2 4 3
B与 在催化剂加热的条件下反应生成 ,D在酸性环境下加成,
结合E分子式为C H NO,可知E的结构为: ,F(C H BrO )→G(C H O )→
10 13 3 5 2 3 6 3
,F可与NaHCO 溶液反应,即F中有-COOH,结合F、G的分子式和物质 的结构,可知
3
F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br ,G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH, 与C H OH在浓硫酸加
2 2 2 2 2 5
热的条件下发生酯化反应,生成J(C H O ),J的结构简式为: ,化合物K、L能发生
7 12 4
银镜反应,即K、L中含有-CHO,化合物J、K属于同一类有机化合物,即K中含有酯基,结合K的分子式
C H O ,说明K的结构简式为 , J和K反应生成L和C H OH,结合L的分子式C H O ,可
3 6 2 2 5 8 12 5
得L的结构简式为: ,M含有两个六元环,不具有顺反异构,可水解,依据
B→D的原理,E( )和L( )反应得到了M,结合P的结构,可得M的结构简式为: 。
【详解】(1)A的名称是:乙烯;
(2)B为CH CHO,官能团名称为:醛基;
3
(3)由分析得,F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br;
2 2
(4) 与C H OH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应,生成J( );
2 5
(5)J( )和K( )反应,生成L( )和
C H OH,化学方程式为
2 5
;
(6)a.F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br ,G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH,若F生成G的反应试
2 2 2 2
剂和条件为:NaOH的乙醇溶液,加热,羧基也会被反应,不合题意,a错误;
b.G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH,多个G分子之前的羟基和羧基可以缩聚反应,b正确;
2 2
c.D( )和E分子式均为C H NO,分子式相同结构不同,互为同分异构体,c正
10 13
确;
故选bc;
(7)由分析得,M的结构简式为: 。3.(2024·北京东城·二模) 广泛用于医学和农业合成 的一种路
线如图。
已知:ⅰ. ( 表示卤原子)
ⅱ.
(1)A为苯的同系物,A的结构简式是 。
(2) 的化学方程式是 。
(3) 的反应类型是 。
(4) 需要强碱性物质参与反应。
.从结构角度分析:由于 , 比 更难解离出 ,故 的碱性强于
。
. 的化学方程式是
(5)反应②中同时还生成 、 、 (填结构简式)。
(6)对比①②,推测①采用低温的目的是 。
【答案】(1)
(2) +NH +H O
3 2(3)取代反应
(4) 乙基是推电子基团,C H OH中的O-H键极性比水中的弱
2 5
+CH (COOC H ) +C H ONa +C H OH+NaCl
2 2 5 2 2 5 2 5
(5) C H OH
2 5
(6)防止 提前水解出-NH ,影响后续合成
2
【分析】
由A的分子式C H 可知,A不饱和度为4,除了苯环以外都是饱和结构,结合B的结构,可以推出A为邻
8 10
二甲苯 ,A氧化得B,B分子式为C H O ,B与NH 在加热的条件下得C,C的分子式为
8 4 3 3
C H NO ,可以知道B和NH 反应得C和H O,C与 反应得D,通过D的分子式为C H NO ,
8 5 2 3 2 11 9 3
E的分子式为C H NO Cl,可以推得D与HCl发生的是加成反应,结合E的结构式中Cl的位置,可以知道是
11 10 3
D中的环氧结构开环与HCl发生的加成,故D的结构为 ,故可逆推出C的结构为
,F的分子式为C H NO Cl,由ALA中无碳碳双键可知,F相比E多了碳氧双键,少了2
11 8 3个氢原子,故F的结构简式为 ,参考已知i,G的结构简式为
,G水解并加热脱羧(参考已知ii)得ALA·HCl;
【详解】(1)
由分析,A为邻二甲苯,结构简式为 ;
(2)
由分析知,B和NH 在加热条件下生成C和H O,化学方程式为: +NH
3 2 3
+H O;
2
(3)由分析,根据C、D的结构,C→D的反应类型是取代反应;
(4)a.从结构角度分析:由于乙基是推电子基团,C H OH中的O-H键极性比水中的弱,故C H OH比H O
2 5 2 5 2
更难解离出H+,故C H ONa的碱性强于NaOH;
2 5
b.参考已知i,F→G的化学方程式是 +CH (COOC H ) +C H ONa
2 2 5 2 2 5
+C H OH+NaCl;
2 5(5)
反应②是G水解并加热脱羧得ALA·HCl,根据酯的水解,还有C H OH、 生成;
2 5
(6)
对比①②,②水解更彻底,故①采用低温的目的是防止 提前水解出-NH ,影响后续
2
合成。
4.(2024·北京海淀·二模)开瑞坦是一种重要的脱敏药物,可用于治疗过敏性鼻炎、荨麻疹等各类过敏性
疾病。开瑞坦的前体K的合成路线如下:
已知:i.
ii.R-NH +
2
(1)A的核磁共振氢谱有3组峰,A的结构简式是 。
(2)B中含有 ,试剂a是 。
(3)D的结构简式是 。
(4)E→F中,反应i的化学方程式为 。
(5)下列关于有机物F和G的说法正确的是 (填字母)。
a.F和G均没有手性碳原子
b.F和G均能与 反应
c.F和G均能与银氨溶液反应
(6)H与 反应得到I经历了下图所示的多步反应。其中,中间产物1有2个六元环,红外光谱显示中
间产物2、3中均含 键。中间产物1、中间产物3的结构简式是 、 。
(7)I→J的过程中, 转化为含 价Se的化合物,反应中 和I的物质的量之比为 。
【答案】(1)
(2)HBr
(3)
(4) +2NaOH +2CH OH
3
(5)bc
(6) 或者
(7)3:1
【分析】
由有机物的转化关系可知,核磁共振氢谱有3组峰的 一定条件下与环氧乙烷反应生成
,则A为 、B为 ; 与溴化氢发生取代反应生成,则C为 ;催化剂作用下 与CH (COOCH ) 发生取代反应生成
2 3 2
,则D为 ;催化剂作用下 与
Br(CH ) CHO发生取代反应生成 , 在氢氧化钠溶液中发生水
2 2
解反应生成 , 酸化生成 ,则F为
; 共热发生脱羧反应生成 ,则G为
; 一定条件下转化为 ,
与羟胺发生加成反应生成 , 发生消去反
应 , 发生构型转化为 或
, 或 发生消去反应生成, 与二氧化硒发生氧化反应生成 ,则J为
;催化剂作用下 发生取代反应生成 。
【详解】(1)
由分析可知,A的结构简式为 ,故答案为: ;
(2)
由分析可知, 与溴化氢发生取代反应生成 和水,则试剂a为溴化氢,故答
案为:HBr;
(3)
由分析可知,D的结构简式为 ,故答案为: ;
(4)
由分析可知,E→F中,反应i的反应为 在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成
和甲醇,反应的化学方程式为 +2NaOH→
+2CH OH,故答案为: +2NaOH→
3+2CH OH;
3
(5)
由分析可知,F和G的结构简式为 和 ;
a.由结构简式可知,G分子中含有1个如图*所示的1个手性碳原子: ,故错误;
b.由结构简式可知,F和G分子中均含有能与碳酸氢钠反应的羧基,故正确;
c.由结构简式可知,F和G分子中均含有能与银氨溶液反应的醛基,故正确;
故选bc;
(6)
由分析可知,H→I的反应为 与羟胺发生加成反应生成 ,
发生消去反应 , 发生构型转化为
或 , 或 发生消
去反应生成 ,则中间产物1的结构简式为 ,中间产物3的结构简式为 或 ,故答案为: ;
或 ;
(7)
由分析可知,I→J的反应为 与二氧化硒发生氧化反应生成 ,由
得失电子数目守恒可知,反应中氧化剂二氧化硒和还原剂 的物质的量之比为3:1,故
答案为:3:1。
5.(2024·北京丰台·二模)多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶抑制剂奥拉帕尼(J)的合成路线如下
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)A为芳香族酯类化合物,A→B的化学方程式为 。
(2)B→C的化学方程式为 。(3)C→D发生了两步反应,反应类型依次为加成反应、 。
(4)试剂a中含有的官能团有―CN、 。
(5)下列说法正确的是 。
a.A的一种同分异构体既能发生银镜反应,又能遇 溶液发生显色反应
b.H能与 溶液反应
c.H→I的过程可能生成一种分子内含有7个六元环的副产物
d.I→J的过程利用了 的碱性
(6)E经多步转化可得到G,路线如下。
M分子中含有2个六元环,P分子中含有3个六元环。M和P的结构简式分别为 、
。
【答案】(1)
(2)
(3)取代反应
(4)-F、-CHO
(5)bcd
(6)
【分析】
结合流程以及分子式可推知A为 ,A在酸性条件下水解生成B ,B中的醇结构在Cu催化下被氧化为C ,C先发生加成反应再发生取代反应生成D,D和
反应生成E,E与N H 反应生成G,G中-CN结构在一定条件下转化为-COOH而生成H,H再
2 4
发生取代反应生成I,I再次发生取代反应生成J。
【详解】(1)
据分析,A为 再酸性条件下发生水解,方程式为
;
(2)
B为 ,再Cu作催化剂条件下被氧气氧化生成 ,方程式为
;
(3)据分析,C→D发生了两步反应,反应类型依次为加成反应、取代反应;
(4)
试剂a为 ,其官能团除了-CN外还有-CHO和-F;
(5)
a.A的结构简式为 除去苯环外不饱和度为2,只有2个C,不可能同时存在醛基和酚羟基的
同分异构体,a错误;b.H中有-COOH能与 溶液反应,b正确;
c.H→I的过程2分子H与1分子 脱水生成的分子内含有7个六元环,c正确;
d.I→J的过程利用了 的碱性,将生成的HCl消耗,使反应平衡正向移动,d正确。
故选bcd。
(6)
E为 和N H 发生取代反应生成M ,再发生异构化生成N
2 4
,N分子内部羰基发生加成反应生成P ,P中脱去1分子水得到
G。
6.(2024·北京昌平·二模)M在印染、制药等领域有广泛应用,一种合成路线如下。
已知:①
②
③(1)A→B的反应类型是 。
(2)B中含羧基,D的结构简式是 。
(3)F中所含官能团的名称是 。
(4)写出J→K的化学方程式 。
(5)下列说法中正确的是 。
a.A、E均能与碳酸氢钠溶液反应
b.F中有3种化学环境不同的H原子
c.G为非极性分子
d.L与甲醇是同系物
(6)G的同分异构体乙醛与F反应得到J的一种同分异构体J',J'的结构简式是 。
【答案】(1)取代反应
(2)
(3)酯基
(4)
(5)ab
(6)
【分析】
由A的分子式知A的不饱和度为1,与氯气发生取代反应,B中含羧基,则A为CH COOH,B为
3
ClCH COOH,根据信息反应①知,D为 ,根据信息反应①和羧基的性质知,E为
2
HOOCCH COOH,E与乙醇发生酯化反应生成F,结合K的结构简式知,F的结构简式为
2
H C OOCCH COOC H ;结合信息反应②及G的分子式,可确定G为 ,J为 ,根
5 2 2 2 5
据信息反应③可推知,L的结构简式为HOCH CH CH(CH OH) ,L脱水生成M为五元环结构,M的结构简式
2 2 2 2为 ,据此分析解答。
【详解】(1)由分析知,A→B的反应类型是取代反应。
(2)由分析之知,B中含羧基,D的结构简式是 。
(3)F为H C OOCCH COOC H ,所含官能团的名称是酯基。
5 2 2 2 5
(4)
J 为 ,根据 J 和 K 的结构简式以及信息反应②可知,J→K 的化学方程式
。
(5)a.A、E均含有羧基,均能与碳酸氢钠溶液反应,故正确;
b.F为H C OOCCH COOC H ,F中有3种化学环境不同的H原子,故正确;
5 2 2 2 5
c.G为 ,正负电中心不重合,G为极性分子,故错误;
d.L与甲醇的结构不同,所含官能团羟基的个数不同,不互为同系物,故错误;
故选ab。
(6)
G的同分异构体乙醛与F反应得到J的一种同分异构体J',J'的结构简式是
。
7.(2024·北京西城·二模)黄酮类物质X具有抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等活性,一种合成路线如下。已知:
(1)X中含有的含氧官能团为醚键、 。
(2)A→B反应的化学方程式是 。
(3)B→D的反应类型是 。
(4)E→F的反应同时生成HCl,试剂a的结构简式是 。
(5)G转化为J需加入 。
①J的结构简式是 。
② 的主要作用是 。
(6)F和L生成X经历如下多步反应:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
①M的结构简式是 。
②三步反应中,涉及生成手性碳原子的为第 步(填“一”“二”或“三”)。【答案】(1)羰基、羟基
(2) +Br +HBr
2
(3)取代反应
(4)
(5) 消耗反应生成的HBr,提高J的产率
(6) 二
【分析】
A和Br 发生取代反应生成B,结合F的结构简式可知,B的结构简式为 ,B和(CH ) SO 发生取代
2 3 2 4
反应生成D,结合F的结构简式可以推知D为 ,D发生水解反应生成E为 ,E和试剂a
发生取代反应生成F,同时生成HCl,可以推知a为 ,G和 发生取代反应生成J为
,J发生已知信息的反应得到K为 ,K和 发生取代反应生成L为
,以此解答。【详解】(1)由X的结构简式可知,X中含有的含氧官能团为醚键、羰基、羟基。
(2)
由分析可知,A和Br 发生取代反应生成B,化学方程式为: +Br +HBr。
2 2
(3)由分析可知,B和(CH ) SO 发生取代反应生成D。
3 2 4
(4)由分析可知,试剂a的结构简式是 。
(5)
①由分析可知,J的结构简式是 ;
②G和 发生取代反应生成J为 ,同时有HBr生成, 的主要作用是消耗反
应生成的HBr,提高J的产率。
(6)
F和L发生已知信息的反应得到M,由F和L的结构简式可知M为 ,M
发生加成反应生成N为 ,M发生取代反应生成X,
①M的结构简式是 ;
②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,M中没有手性碳原子,N中含有手性碳原子,
则三步反应中涉及生成手性碳原子的为第二步。8.(2024·北京石景山·一模)3'-prenylgenistein( )是从大豆中分离出
来的新型异戊烯基异黄酮,具有重要的生物防御活性,其合成路线如下。
已知: (R为H或烃基)
(1)D中含有的官能团是 。
(2)A → B的目的是保护酚羟基,B中含有酯基,A → B的化学方程式是 。
(3)E的分子式是C H Br。F的结构简式是 。
5 9
(4)下列说法正确的是 (填序号)。
a.B → C和D → F的反应类型均是取代反应
b.含有苯环和 的D的同分异构体有4种
c.G在上述有机合成中的作用是保护酚羟基
(5)G的分子式是C H ClO,I + G → J的化学方程式是 。I和G生成J的产率大于90%,I分子中一
2 5
个羟基未参与反应的主要原因是:I中的分子内氢键降低了其反应活性,在I的结构中画出存在的分子内氢
键 。
(6)依据K → L的原理,K先“去保护”再“关环”会生成一种含有4个六元环的有机化合物X,其结构简式
是 。
【答案】(1)醛基和羟基(2) + +
(3)
(4)abc
(5) +2 +2HCl
(6)
【分析】
由D的结构简式以及A的分子式,可知A应为 ,A与乙酸酐在催化剂作用下发生取代反应生成B:;B与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成C,C为: ;C在稀硫酸
作用下发生水解,Cl原子被羟基替换,两个羟基连在同一个碳原子上发生脱水生成醛基,因此得到D;结
合K的结构简式,以及已知中反应可知H和J分别为: 、 ;
F和I均与G反应分别生成H和J,对比结构及G的分子式是C H ClO,可知G应为 ,I为
2 5
;F为 ;结合D和F的结构简式,且E的分子式是C H Br,可知E
5 9
应为: ;K发生分子内加成反应实现关环;L发生多步取代反应生成3'-prenylgenistein。
【详解】(1)由D的结构简式可知其官能团羟基和醛基;
(2)
A → B的目的是保护酚羟基,B中含有酯基,A → B的化学方程式是: + 催化剂−−−→
+ ;
(3)
由以上分析可知F为 ;(4)a.由以上分析可知B → C为烃基与氯气的光照取代反应,D → F为苯环的H被烃基取代的反应,反
应类型为取代反应,正确;
b.含有苯环和 的D的同分异构体:苯环上的取代基可以是:-COOH或-OOCH,也可以是-OH和-
CHO,在苯环上有邻位和间位两种位置,共有4种,正确;
c.结合上述转化过程可知,G在上述有机合成中的作用是保护酚羟基,正确;
(5)
I + G → J的化学方程式是: +2 +2HCl;I中羰
基氧与相邻的羟基之间可形成分子内氢键,表示为: ;
(6)
K若先“去保护”则会引入多个酚羟基,则去保护后的物质中含两个碳碳双键和多个酚羟基,再关环的过
程中可能发生两次关环反应,生成含有4个六元环的有机化合物: 。
9.(2024·北京丰台·一模)L是合成某雌酮药物的中间体,其合成路线如下。已知:i.
ii.R-CH -CH -N(CH ) R-CH=CH
2 2 3 2 2
iii.
(1)A的核磁共振氢谱有两组峰。A的结构简式是 。
(2)检验B中官能团的试剂是 。
(3)D→E的化学方程式是 。
(4)2E + a F + 2C H OH,试剂a的结构简式是 。
2 5
(5)已知: ,I的结构简式为 。
(6)G + J → K的反应类型是 。
(7)由G经过多步反应合成P后可制备双环内酰胺的衍生物X。
已知: 。
写出Q 、W的结构简式 、 。
【答案】(1)HOCH CH OH
2 2
(2)银氨溶液或新制氢氧化铜
(3)HOOC—COOH + 2C H OH C H OOC—COOC H + 2H O
2 5 2 5 2 5 2
(4)
(5)
(6)加成(7)
【分析】A的核磁共振氢谱有两组峰,则A是HOCH CH OH,A氧化为B,B是OHC-CHO,B氧化为D,D是
2 2
HOOC-COOH,D与乙醇发生酯化反应生成E,E是CH CH OOC-COOCH CH ;2E + a F + 2C H OH,
3 2 2 3 2 5
根据信息息i,由F逆推,可知a是 ; H和水发生加成反应生成I,I的结构简式为
,根据信息ii,J是 ,根据信息iii,由L逆推,
可知K是 。
【详解】(1)根据以上分析,A的结构简式是HOCH CH OH;
2 2
(2)B是OHC-CHO,官能团是醛基,醛基能发生银镜反应或与氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,检验
醛基的试剂是银氨溶液或新制氢氧化铜;
(3)D→E是HOOC-COOH和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,反应的化学方程式是HOOC—COOH +
2C H OH C H OOC—COOC H + 2H O;
2 5 2 5 2 5 2
(4)E是CH CH OOC-COOCH CH ;2E + a F + 2C H OH,根据信息息i,由F逆推,可知a是
3 2 2 3 2 5
;
(5)根据题目已知,H和水发生加成反应生成I,I的结构简式为 ;(6) 和G发生加成反应生成 ;
(7)根据题目已知,P发生Lewis acid反应生成Q,Q是 ;根据根据信息iii,由X逆推,W
是 。
10.(2024·北京门头沟·一模)某研究小组以甲苯为起始原料,按下列路线合成某利尿药物 。
已知: (
代表烃基或 原子)
(1)A为苯的同系物, 的化学方程式为 。
(2) 的反应试剂及条件为 。
(3) 的反应类型为 。(4)下列说法正确的是 。
的一氯代物共有3种
在一定条件下可以生成高分子化合物
的核磁共振氢谱共有6个峰
(5) 两步反应的设计目的是 。
(6)已知 的转化过程分两步,转化关系如图所示。
请写出 和 的结构简式: 、 。
【答案】(1) +HNO (浓) +H O
3 2
(2)Cl 、FeCl (或Fe)
2 3
(3)还原反应
(4)bc
(5)保护—NH ,防止被氧化
2
(6) CH CHO 或
3
【分析】以甲苯为起始原料合成某利尿药物M,A为苯的同系物,A的分子式为C H ,A的结构简式为
7 8
,对照A、B的分子式,A发生硝化反应生成B,B与Fe/HCl发生还原反应生成K,由K的结构简式
知B的结构简式为 ,对比B、D的分子式,B发生取代反应生成D,D与Fe/HCl发生还原反
应生成E,E与①ClSO H、②NH 反应生成F,由F的结构简式可知,D的结构简式为 、E的
3 3结构简式为 ;F与CH COOH反应生成G,G的结构简式为
3
,G与KMnO /H+发生氧化反应生成H,H的结构简式为
4
,H与H O反应产生J,J的结构简式为 ;K
2
与J发生题给已知的第一步反应并脱去1分子H O生成L,则L的结构简式为
2
,L与N经两步反应生成M,结合M的结构简式和题给已知知N的
结构简式为CH CHO。
3
【详解】(1)A为苯的同系物,A为甲苯,A→B的化学方程式为 +HNO (浓)
3
+H O。
2
(2)B的结构简式为 ,D的结构简式为 ,B与Cl 发生苯环上的取代反应生
2
成D,反应试剂及条件为Cl 、FeCl (或Fe)。
2 3(3)根据分析,D→E的反应类型为还原反应。
(4)a.A为 ,A的一氯代物有4种,a项错误;
b.J的结构简式为 ,J中含羧基和氨基,J在一定条件下可以发生缩聚反应
生成高分子化合物,b项正确;
c.K的结构简式为 ,K中有6种不同环境的H原子,K的核磁共振氢谱有6个峰,c项正
确;
答案选bc。
(5)F→G将氨基转化成酰胺基,G→H发生氧化反应,H→J又将酰胺基水解成氨基,故设计F→G、H→J的
目的是保护—NH ,防止被氧化。
2
(6)L的结构简式为 ,L与N经两步反应生成M,结合M的结构简
式和题给已知,N的结构简式为CH CHO、P的结构简式为 或
3
。11.(2024·北京顺义·一模)含氮烯酸药物近年来广泛应用于新药研发中。某种含氮烯酸药物中间体P的
合成路线如下。
(1)A的分子中含有5个σ键,A的名称是 。
(2)B的核磁共振氢谱有两组峰,B中官能团的名称是 。
(3)F可与NaHCO 溶液反应,F的结构简式是 。
3
(4)生成J的反应类型是 。
(5)化合物J、K属于同一类有机化合物,且化合物K、L能发生银镜反应,生成L的化学方程式是
。
(6)下列说法正确的是 (填序号)。
a.由F生成G的反应试剂和条件为:NaOH的乙醇溶液,加热
b.G可发生缩聚反应
c.化合物D、E互为同分异构体
(7)M含有两个六元环,不具有顺反异构,可水解,依据B→D的原理,E和L反应得到了M。M的结构简式
是 。
【答案】(1)乙烯
(2)醛基
(3)HOOC-CH -CH -Br
2 2
(4)酯化反应(取代反应)
(5)
(6)bc(7)
【分析】A化学式为C H ,即A为乙烯(CH =CH ),B(C H O)的核磁共振氢谱有两组峰,B为CH CHO,
2 4 2 2 2 4 3
B与 在催化剂加热的条件下反应生成 ,D在酸性环境下加成,
结合E分子式为C H NO,可知E的结构为: ,F(C H BrO )→G(C H O )→
10 13 3 5 2 3 6 3
,F可与NaHCO 溶液反应,即F中有-COOH,结合F、G的分子式和物质 的结构,可知
3
F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br ,G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH, 与C H OH在浓硫酸加
2 2 2 2 2 5
热的条件下发生酯化反应,生成J(C H O ),J的结构简式为: ,化合物K、L能发生
7 12 4
银镜反应,即K、L中含有-CHO,化合物J、K属于同一类有机化合物,即K中含有酯基,结合K的分子式
C H O ,说明K的结构简式为 , J和K反应生成L和C H OH,结合L的分子式C H O ,可
3 6 2 2 5 8 12 5
得L的结构简式为: ,M含有两个六元环,不具有顺反异构,可水解,依据B→D的原理,E( )和L( )反应得到了M,结合P
的结构,可得M的结构简式为: 。
【详解】(1)A的名称是:乙烯;
(2)B为CH CHO,官能团名称为:醛基;
3
(3)由分析得,F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br;
2 2
(4) 与C H OH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应,生成J( );
2 5
(5)J( )和K( )反应,生成L( )和
C H OH,化学方程式为
2 5
;
(6)a.F的结构简式为:HOOC-CH -CH -Br ,G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH,若F生成G的反应试
2 2 2 2
剂和条件为:NaOH的乙醇溶液,加热,羧基也会被反应,不合题意,a错误;
b.G的结构简式为:HOOC-CH -CH -OH,多个G分子之前的羟基和羧基可以缩聚反应,b正确;
2 2
c.D( )和E分子式均为C H NO,分子式相同结构不同,互为同分异构体,c正
10 13
确;
故选bc;(7)由分析得,M的结构简式为: 。