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大题04 有机合成与推断综合题
内容概览
类型一 分子式、反应条件有机物的推断
类型二 物质性质和转化信息型的有机物推断
类型三 利用给予信息设计有机合成路线
类型四 羟醛缩合型的有机物推断
类型五 成环合成有机推断
类型六 碳链增长型的有机推断
类型一 分子式、反应条件有机物的推断
1.(24-25 高三上·北京海淀·阶段练习)化合物M 作为抗肿瘤候选药物正处于临床研究,其合成路线如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
(1)A 中所含官能团是 。
(2)D 的结构简式是 。
1
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(3)D→E 的转化过程中,还可能生成E 的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式是 。
(4)G→H 的化学方程式是 。
(5)Ⅰ的分子式为
,核磁共振氢谱中只有一组峰,Ⅰ的结构简式是 。
(6)
的合成步骤如下:
注:Boc 的结构简式为
①T 的结构简式是 。
②上述合成中P→Q 的目的是 。
【答案】(1)羧基或-COOH
(2)
(3)
(4)2
+O2
+2H2O
(5)
(6)
保护氨基
2
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【分析】由A(C2H2O4)与C2H5OH 在浓硫酸、加热条件下反应生成B(C6H10O4),可推知A 的结构简式为
,B 的结构简式为CH3CH2OOCCOOCH2CH3,B 与
发生已知反应ⅰ生成D,可推知
D 为
,D 与NH2OH 反应生成E,E 为
,E 在
①NaOH/H2O、②H+下发生水解,生成F (
);G (
)与O2在Cu 作催化剂的
条件下加热发生氧化反应生成H (
),H 与I 发生已知ⅰ反应生成J,由J 的分子式可推知J 为
,由I 的分子式为C3H6O3,且核磁共振氢谱中只有一组峰,则可推知I 的结构简式为
3
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,J 与①NH3、②H2在催化剂下生成K,K 与F 反应生成L,L 与
经过多步
反应生成M,据此解答。
【解析】(1)由分析可知,A 的结构简式为
,所含官能团是羧基或
;
(2)由分析可知,D 的结构简式是
;
(3)D(
)与NH2OH 反应生成E(
),则D→E 的转
化过程中,还可能生成E 的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式是
;
(4)由分析可知,G (
)与O2在Cu 作催化剂的条件下加热发生氧化反应生成H (
),则G→H
的化学方程式是:2
+O2
+2H2O;
4
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(5)结合分析可知,I 的结构简式是
;
(6)由图可知,P 与(Boc)2O 发生取代反应生成Q,Q 与氨气加成生成S,可推知S 的结构简式为
,S 与T 脱水生成U,由U 和S 的结构简式可推知T 的结构简式为
,U 与
HCl 反应生成
。①T 的结构简式是OHC−CH2−CHO;
②由流程可知,P 中含有氨基,最后目标产物
也含有氨基,则上述合成中P→Q 的目的是
保护氨基。
2.(24-25 高三上·山西·期末)有机物M 是新型苯二氮卓类镇静剂,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)G 中所含官能团的名称为 。
(2)已知B 的分子式为
,写出B 的结构简式: ,其化学名称为 。
(3)K 的结构简式为 ,
的反应类型为 。
(4)
分两步进行,第1 步为加成反应,第2 步为消去反应。写出第1 步反应的化学方程式:
5
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。
(5)E 的芳香族同分异构体中,符合下列条件的有 种(不考虑立体异构体,不考虑
环状化
合物)。
①分子中含有
;
②核磁共振氢谱有四组峰;
③分子中含有两个苯环。
(6)参照上述合成路线,以乙酰氯
、苯和甲胺
为原料,设计制备
的
合成路线如下:
。路线中
的结构
简式分别为 、 。
【答案】(1)羟基、氨基
(2)
4-溴苯胺(对溴苯胺)
(3)
消去反应
(4)
(5)14
6
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(6)
【分析】A 和B 发生取代反应生成C,由C 逆推,B 的结构简式为
;K 和L 发生加成
反应生成M,根据L、M 的结构简式,可知K 是
。
【解析】(1)根据G 的结构简式,G 中所含官能团的名称为羟基、氨基;
(2)A 和B 发生取代反应生成C,B 的分子式为
,由C 逆推,可知B 的结构简式为
,其化学名称为4-溴苯胺。
(3)K 和L 发生加成反应生成M,根据L、M 的结构简式,可知K 的结构简式为
,由J 中
羟基发生消去反应生成K,
的反应类型为消去反应。
(4)
分两步进行,第1 步为G 中氨基与F 中的羰基发生加成反应生成
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,第2 步
发生消去反应生成H。第1 步反
应的化学方程式为
。
(5)若母体为
,左右两边苯环上各连接1 个-NH2、1 个-Br 且左右两边连接
基团对称。
若①号位连接-NH2,即(
)则-Br 可连接②、③、④、⑤四种位置;
若②号位连接-NH2即(
),则-Br 可连接①、③、④、⑤四种位置;
若③号位连接-NH2即(
),则-Br 可连接①、②或④、⑤两种位置;
此时共有10 种;
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若母体为
,2 个-NH2在苯环上只有4 种对称位置;所以符合条件的E
的芳香族同分异构体有14 种。
(6)
参照上述合成路线,以乙酰氯
、苯和甲胺
为原料,设计制备
的
合成路线如下:
。苯和乙酰氯发生
取代反应生成
,
与CH3NH2依次发生加成反应、消去反应生成
,
与氢气发生加成反应生成
,路线中
的结构简式分别为
、
。
3.(2025·上海松江·一模)奥卡西平是一种可用于治疗神经系统疾病的药物。奥卡西平的一种合成路线如
下:
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(1)奥卡西平中含有的官能团有_______。
A.酯基
B.酮羰基
C.醛基
D.酰胺基
(2)化合物H 中有 个不对称碳原子。
(3)反应①所需的试剂与条件是 ;B 的名称为 。
(4)合成路线中属于还原反应的是_______。
A.反应②
B.反应③
C.反应④
D.反应⑤
(5)写出符合下列要求的D 的一种同分异构体的结构简式 。
)
ⅰ含有联苯(
)结构,且除苯环外不含其他环状结构
)
ⅱ核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1
(6)已知:
+
⇌
+HCl。反应④进行时,①若
过量,有利于反应正向进行,
原因是 。②若
不足,F 的转化率未发生明显降低,但G 的产率却显著下降,原因是 。
(7)合成路线中B→C 的转化过程是构建碳骨架的常见方法之一。已知:
+
(
、
为烃基或H)结合相关信息,写出B→C 的转化路线 (无机试剂任选)。(可表
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示为:
目标产物)
【答案】(1)BD
(2)2
(3) 浓硫酸、浓硝酸、加热 邻硝基甲苯或2-硝基甲苯
(4)AB
(5)
、
、
(任写一种)
(6) NH3与氯化氢反应生成氯化铵,使平衡正向移动 生成的G 继续与F 反应,生成副产物或1 分
子氨气与2 分子F 发生反应,生成副产物
(7)
【分析】
采用逆推法,由A、B 的分子式和C 的结构简式,可推出A 为
、B 为
;由流程中两物
质的结构简式和D 的分子式,可确定D 为
;由E 前后物质的结构简式,可推出E 为
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;由F 和H 的结构简式及G 的分子式,可推出G 为
。
【解析】(1)
奥卡西平的结构简式为
,含有的官能团有酮羰基和酰胺基,故选BD。
(2)
化合物H 的结构简式为
,不对称碳原子就是手性碳原子,则带“ ”的碳原子为手性
∗
碳原子,故有2 个不对称碳原子。
(3)
反应①为
发生硝化反应生成
等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由
分析可知,B 为
,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯。
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,
则属于还原反应的是AB。
(5)
由分析可知,D 为
,符合下列要求:“ⅰ)含有联苯(
)结构,且除苯
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环外不含其他环状结构;ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为
1:1:1:1”的D 的一种同分异构体分子中,除含有
外,还可能含-CH3、-CH=NH 或-
N=CH2,或H2N-、-CH=CH2,则可能结构简式为:
、
、
(任写一种)。
(6)
已知:
+
⇌
+HCl。反应④进行时,①若NH3过量,过量的NH3将与反应产
物HCl 继续反应生成NH4Cl,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是:NH3与氯化氢反应生成氯化
铵,使平衡正向移动。②若NH3不足,则F 有剩余,剩余的F 将与生成的G 继续反应,则F 的转化率未发
生明显降低,但G 的产率却显著下降,原因是:生成的G 继续与F 反应,生成副产物或1 分子氨气与2 分
子F 发生反应,生成副产物。
(7)
由信息:
+
(
、
为烃基或H)可得出,以
为原
料合成
时,应将
中-CH3转化为-CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后
氧化为-CHO,最后依据信息进行合成,则由B(
)→C(
)的转化路线为:
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。
类型二 物质性质和转化信息型的有机物推断
4.(24-25 高三上·湖南常德·阶段练习)化合物I 合成相关流程如图所示。回答下列问题:
已知:①已知A 为芳香化合物。
②
③
RCHO
(1)A 所含官能团的名称是 。
(2)C→D 反应方程式 。
(3)由F 生成G 的反应类型是 。
(4)已知I 的分子中:①含有三个六元环;②不含甲基;③含有两个羰基。I 的结构简式为 。
(5)同时满足以下条件的C 的同分异构体有 种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能发生银镜反应;
其中核磁共振氢谱有5 组峰,且峰面积之比为
的同分异构体的结构简式为 。(写一种)
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(6)结合信息,设计用甲苯和乙醛为原料制备
的合成路线,其他无机试剂任选 。
格式如:A
B
目标产物
【答案】(1)醛基
(2)2
(3)氧化反应
(4)
(5) 16
或
(6)
【分析】
已知A 为芳香化合物,根据已知信息A 和乙醛反应生成B,则A 为苯甲醛,B 和
、
反应
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生成C,C 催化氧化生成D,E 和氢气发生加成反应生成F:
,F 在酸性重铬酸钾作用下羟基被氧
化为羰基得到G,D 和G 发生加成反应生成H,H 生成I。
【解析】(1)由分析,A 为苯甲醛,含官能团的名称是醛基;
(2)C 中羟基可以被催化氧化为羰基得到D,反应为:2
;
(3)F 为醇,醇被酸性重铬酸钾氧化为酮,则F 生成G 的反应类型是氧化反应;
(4)根据H 和I 的分子式相同,I 的分子中:①含有三个六元环;②不含甲基;③含有两个羰基,说明甲
基和其中一个羰基形成环状,根据分子式,应为H 结构中环上的羰基变为了羟基,即I 的结构简式为
。
(5)C 的同分异构体同时满足以下条件:①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能发生银镜反应;说明
含有醛基,则可能有两个甲基,一个
,当两个甲基在邻位,有两种结构,当两个甲基在间位,
有三种结构,当两个甲基在对位,有一种结构;还可能含有一个甲基、一个乙基、一个醛基,当甲基和乙
基在邻位,有四种结构,当甲基和乙基在间位,有四种结构,当甲基和乙基在对位,有两种结构,因此共
种结构;其中核磁共振氢谱有5 组峰,且峰面积之比为
,则应存在2 个甲
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基且结构对称,同分异构体的结构简式为:
或
;
(6)用甲苯和乙醛为原料制备
的合成方法是甲苯和氯气光照生成
,
在氢氧化钠溶液加热反应生成
,
和乙醛在稀碱作用下反应生成
,其合成路线为:
。
5.(24-25 高三下·湖北·阶段练习)H 是合成某药物的中间体,其合成路线如下图所示。
已知:
(
均代表烃基)
回答下列问题:
(1)
反应的试剂和条件为 。
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(2)C 的名称为 。
(3)
化学方程式为 。
(4)由
分两步进行:
,反应Ⅰ为加成反应,则反应Ⅱ的反应类型为
。F 的结构简式为 。
(5)符合下列条件的化合物E 的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱显示四组
峰,其峰面积之比为
的结构简式为 (写出一种即可)。
①能发生银镜反应 ②有碱性 ③含五元环
【答案】(1)浓盐酸,加热(或
、浓硫酸,加热)
(2)邻溴甲苯(或2-溴甲苯)
(3)
(4) 消去反应
(5) 19
或
【分析】
A 的分子式为
,B 与A 相比,少了两个氢原子,多了两个氯原子,则A 中的
与
发生取代
反应生成B
;根据D 的结构可知,B 与C 发生取代反应;根据题目已知信息:
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,F 与G 发生类似反应,
分两步进
行,反应Ⅰ为加成反应,H 含碳碳双键,所以反应Ⅱ为消去反应,根据G 和H 的结构推出F 为
;
【解析】(1)由分析可知,
为醇与氢卤酸的取代反应,根据A、B 的结构可知,
反应的试
剂和条件为浓盐酸,加热(或
、浓硫酸,加热);
(2)根据C 的结构,C 的名称为邻溴甲苯(或2-溴甲苯);
(3)B 的结构为
,根据D 的结构
,可推断发生取代反应,
方程式为
;
(4)由
分两步进行,反应Ⅰ为加成反应。H 含碳碳双键,所以反应Ⅱ为消去反应。根据已知信息推
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测F 的结构简式为
;
(5)E 的分子式为
先用C 将N 替换,再用N 替换回,①能发生银镜反应,说明含有醛基;②有碱
性,说明含有氨基;③含五元环;符合条件的结构有:
N 可替换的地方有
、
、
、
共
种;核磁共振氢谱显示四组峰,峰面积之比为
的为
或
。
6.(2024·浙江·一模)某研究小组按下列路线合成抗癌药物吉非替尼
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已知:
;
。
请回答:
(1)化合物A 的含氧官能团名称是 。
(2)化合物F 的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是___________。
A.化合物B 一定条件下可发生银镜反应
B.
的反应类型为取代反应
C.化合物G 的碱性强于
D.化合物H 可在酸性或碱性条件下水解
(4)写出
的化学方程式 。
(5)设计以环氧乙烷(
)和
为原料合成化合物I 的路线 (用流程图表示,无机试
剂任选)。
(6)写出4 种同时符合下列条件的化合物I 的同分异构体的结构简式 。
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①分子中含有一个六元环,环上的杂原子只有氮原子。
②
谱检测表明:分子中有4 种不同化学环境的氢原子。
【答案】(1)羧基和醚键
(2)
(3)C
(4)
+
+2H2O
(5)
或
(6)
、
、
、
、
【分析】
A 与B 反应发生了加成反应和消去反应,同时形成环状结构得到C,由D 的分子式和E 的结构简式可知,D
的结构简式为:
,D 与
发生取代反应生成E,E 与SOCl2反应得到
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F,由F 的分子式及H 的结构简式可知,F 的结构简式为:
,F 与G(
)发生取代反应得到H,H 与I 发生取代反应得到吉非替尼。
【解析】(1)由A 的结构简式可知A 的含氧官能团名称是:羧基和醚键;
(2)根据分析化合物F 的结构简式是:
;
(3)A. B 的结构中有醛基,一定条件下可发生银镜反应,A 正确;
B. 根据分析可知,
的反应类型为取代反应,B 正确;
C. 化合物G 的结构简式为:
,F 和Cl 电负性大,是吸电子基,使
N 原
子电子云密度小,不易结合H+,碱性弱于
,C 错误;
D. 化合物H 中有酯基,可在酸性或碱性条件下水解,D 正确;
答案选C;
(4)由分析可知,
的化学方程式为:
+
+2H2O;
(5)化合物I 的结构简式为:
,可以由
和
发生取代反应得
到,
可以由HN(CH2CH2OH)2分子内脱水得到,HN(CH2CH2OH)2可以由环氧乙烷(
)和NH3发生
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开环加成得到,故合成路线为:
;
(6)I 的结构简式为:
,同分异构体中符合①分子中含有一个六元环,环上的杂原子
只有氮原子。②
谱检测表明:分子中有4 种不同化学环境的氢原子,结构处于对称位置,同分
异构体有:
、
、
、
、
。
类型三 利用给予信息设计有机合成路线
7.(24-25 高三上·重庆·期末)化合物M 作为抗肿瘤候选药物正处于临床研究阶段,其合成路线如下:
已知:
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①
②
③
的结构简式为
(1)A 中所含官能团名称为 。
(2)B→D 的反应中,另一生成物为 。
(3)D→E 的转化过程中,还可能生成E 的同分异构体,其中一种同分异构体的结构简式是 。
(4)G→H 的方程式为 。
(5)I 的分子式为
,核磁共振氢谱中只有一组峰,I 的结构简式是 。
(6)
的合成步骤如下:
①T 的结构简式是 。
②上述合成中P→Q 的目的是 。
【答案】(1)羧基
(2)
(3)
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(4)2
+O2
+2H2O
(5)
(6)
保护氨基
【分析】由A(
)与
在浓硫酸加热条件下发生酯化反应反应生成B(
),可推知A 为乙
二酸,结构为
,B 为
,B 与
发生已知反应①生成D,可
推知D 为
,D 与NH2OH 反应生成E,E 在①NaOH/H2O,②H+下发生水解,生成F
,G 与O2在Cu 作催化剂的条件下加热发生氧化反应生成H
,H 与I 发生已
知反应①生成J,由J 的分子式可推知J 为
,由I 的分子式为
,核磁共振氢谱中只有一组
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峰可推知I 为
,J 与①NH3,②H2催化剂下生成K,K 与F 发生反应生成L,L 与
经过多步反应,生成M,据此回答。
【解析】(1)由分析可知,A 为
,所含官能团名称为羧基;
(2)由已知反应①的原理可知,B 与
反应为:
,则B→D 的反
应中,另一生成物为
;
(3)由D 和E 的结构可知,
与D 发生已知反应②,则D→E 的转化过程中,还可能生成E 的同分
异构体,其中一种同分异构体的结构简式是
;
(4)由分析可知,G 与O2在Cu 作催化剂的条件下加热发生氧化反应生成H,方程式为:2
+O2
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+2H2O;
(5)由分析可知,I 的结构简式是
;
(6)①由合成步骤可知,P 与(Boc)2O 反应生成Q,Q 与氨气加成生成S,可推知S 的结构式为
,S 与T 反应脱去
生成U,由U 和S 的结构可推知T 为
;②U 与HCl
反应生成
,由流程可知,P→Q 的目的是保护氨基;
8.(2025·上海闵行·一模)抗肿瘤药物(G)的一种合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
(1)A 中含氧官能团的名称 。
(2)C 的结构简式为 。
(3)C→D 的反应类型是_____。
A.氧化反应
B.还原反应
C.加成反应
D.取代反应
(4)如何检验D 中的无氧官能团,写出实验步骤 。
(5)E→G 的化学方程式为 。
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(6)E 有多种同分异构体,写出1 种符合以下要求的E 的同分异构体的结构简式 。
①与
溶液发生显色反应
②能发生水解反应;
③核磁共振氢谱显示有5 种氢,且峰面积之比为1:1:2:2:2.
(7)鉴定G 中官能团的光谱分析方法是_____。
A.质谱
B.红外光谱
C.核磁共振氢谱
D.原子发射光谱
(8)G 与足量
加成后的分子中有_____个不对称碳原子。
A.4
B.5
C.6
D.7
(9)参照上述流程,设计以苯甲醇(
)和苯胺(
)为原料制备
的合成路线(其他无机试剂任选) 。
【答案】(1)羟基、醛基
(2)
(3)D
(4)取少量的D 溶液少许于试管中加入氢氧化钠溶液加热反应一段时间,再加入过量稀硝酸,最后加入硝酸
银溶液,生成淡黄色沉淀,证明含溴原子
(5)
等
(6)B
(7)B
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(8)
【分析】
A(
)与甲醛反应生成B(
),B(
)被LiAlH4还原
生成C(
),C(
)发生取代反应生成D(
),D(
)先与NaCN 反应生引入氰基,然后在酸性条件下水解得E(
),E(
)与F 反应生成G(
),结合E、G 的结构简式可知F 为
。
【解析】(1)
A 的结构简式为
,由结构可知含氧官能团为羟基、醛基,故为:羟基、醛基;
(2)
由分析可知,C 的结构简式为
,故答案为:
;
(3)
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C(
)中的羟基被溴原子取代生成D(
),所以反应类型为取代反
应,故选D;
(4)
D 的结构简式为
,其无氧官能团为溴原子,先在碱性条件下发生水解反应生成溴离子,
调节溶液为酸性条件后加入硝酸银即可检验溴原子,故答案为:取少量的D 溶液少许于试管中加入氢氧化
钠溶液加热反应一段时间,再加入过量稀硝酸,最后加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀,证明含溴原子;
(5)
E(
)和F(
)在SOCl2中发生取代反应生成G(
),化学方程式为
,故答案为:
;
(6)
①与
溶液发生显色反应,说明存在酚羟基;②能发生水解反应,说明存在酯基;③核磁共振氢谱显
31
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示有5 种氢,且峰面积之比为1:1:2:2:2;满足条件的E(
)的同分异构体有
等,故答案:
等;
(7)
G 为
,可利用红外光谱检验官能团,故选B;
(8)
G(
)与足量
加成后
,如图
所示,含有5 个不对称碳原子,故选B;
(9)
与PBr3反应生成
,
与NaOH 反应生
,
在酸性条件下水解生成
,
与
在SOCl2
存在下生成
,所以合成路线为
32
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,故答案为:
。
9.(2025·重庆·一模)有机物Ⅵ是一种重要的药物中间体,其合成路线如下:
(1)Ⅰ的分子中一定共平面的碳原子有 个,Ⅱ中官能团名称是 。
(2)
→
Ⅱ
Ⅲ和Ⅲ→Ⅳ的反应类型分别是 、 。
(3)
→
Ⅳ
Ⅴ第①步生成的有机物为
,则其发生第②步反应的化学方程式为
。
(4)原料Ⅰ中混有杂质
,则Ⅴ中混有与Ⅴ互为同分异构体的副产物Y,Y 也含有1 个含
33
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氮五元环。该副产物Y 的结构简式为 。
(5)有机物W 的分子比Ⅱ少1 个碳原子,符合下列条件的
的同分异构体有 种(不考虑立体异
构)。
①分子中含有-NH2,含1 个手性碳原子;
②酸性条件下能水解生成两种芳香族化合物,水解生成的羧基直接连在苯环上,且水解产物遇FeCl3溶液均
不显色。
(6)以CH3MgBr 和
为原料制备
的部分合成路线如下,请将流
程补充完整(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) 15 醚键、氨基
(2) 取代反应 还原反应
(3)
(4)
(5)16
(6)
【分析】物质Ⅰ 通过①(CF3CO)2O、②NaN3转化为Ⅱ;Ⅱ与CH3COCl 发生取代反应生成Ⅲ;Ⅲ在THF、乙
硼烷作用下发生还原反应生成Ⅳ;Ⅳ通过①正丁基锂、②CO2转化为Ⅴ;Ⅴ通过①CH3CH2CH2MgBr、
②H3O+作用转化为Ⅵ。
【解析】(1)
34
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Ⅰ的结构简式为
,在每个苯分子中,12 个原子共平面,则三个苯环构成的菲环中,
所有碳原子一定共平面,因此分子中一定共平面的碳原子有15 个(红框中的碳原子),Ⅱ的结构简式为
,官能团名称是醚键、氨基。
(2)
由Ⅱ(
)→
(
Ⅲ
),可看出-NH2中的1 个氢原子被-COCH3取代,
Ⅲ(
)→
(
Ⅳ
)可看成乙酰基被还原为乙基,则反应类型分别
是:取代反应、还原反应。
(3)
(
Ⅳ
)→
(
Ⅴ
)第①步生成的有机物为
,则其发生第②步反应时,
与CO2发生反应生成
35
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和LiOH,化学方程式为
。
(4)
原料Ⅰ中混有杂质
,则Ⅰ中杂质经过几步反应转化为Ⅳ时,生成
;则Ⅳ→Ⅴ的第一步反应中,Ⅴ中混有与Ⅴ互为同分异构体的副产物Y(含有1 个含氮
五元环)的结构简式为
。
(5)
36
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有机物W 的分子比Ⅱ(
)少1 个碳原子(不饱和度减少1),符合下列条件:“①分子
中含有-NH2,含1 个手性碳原子;②酸性条件下能水解生成两种芳香族化合物,水解生成的羧基直接连在
苯环上,且水解产物遇FeCl3溶液均不显色”的W 的同分异构体,不饱和度应为9,即含有2 个苯环、1 个
酯基和1 个手性碳原子,则可能结构简式为:
、
、
、
、
(氨基在苯环上各有邻、间、
对3 种位置,共6 种)、
(甲基在苯环上各有邻、间、对3 种位置,共6
种),共有4+6+6=16 种(不考虑立体异构)。
(6)
以CH3MgBr 和
为原料制备
时,由题给部分合成路线,
与CH3MgBr、H3O+反应转化为
;
被KMnO4氧化为
37
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,
在浓硫酸作用下脱水可生成
;在(CF3CO)2O、NaN3作
用下,-COOH 可转化为-NH2,从而制得目标有机物。则补充流程为:
。
类型四 羟醛缩合型的有机物推断
10.(2025·上海静安·一模)以甲苯为原料合成9-菲甲酸的路线如下图所示(部分反应试剂、反应条件省略)。
(1)A→B 的反应试剂、反应条件是___________。
A.氯气、铁屑
B.氯化氢、铁屑
C.氯气、光照
D.氯化氢、光照
(2)C 的名称是 ;H 中含氧官能团的名称为 ;
(3)G 的分子式为 ;D 的分子式是C8H7N,其结构简式为 ;
(4)能测定K 的相对分子质量的仪器是___________。
A.元素分析仪器
B.质谱仪
C.红外光谱仪
D.核磁共振氢谱仪
(5)若反应E+F→G 分两步进行,第一步是加成反应,则第二步的反应类型是___________。
38
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A.取代反应
B.加成反应
C.消去反应
D.氧化反应
(6)写出满足下列条件的E 的同分异构体的结构简式 ;
ⅰ苯环上有两个取代基
ⅱ既能发生银镜反应,又能和金属Na 反应
ⅲ核磁共振氢谱图中峰的组数最少
(7)结合本题合成路线,以
和乙醇作为有机原料,设计合成
的路线
(无机试剂任选) 。(合成路线常用的表示方式为:A
B ∙∙∙∙∙∙
目标产
物)
【答案】(1)C
(2) 邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯) 羧基
(3) C15H11NO4
(4)B
(5)C
(6)
和
(7)
【分析】
A(
)经过与氯气取代生成B,B 与E 对比可知,B 的结构简式为
,由(3)题
可知,D 的分子式是C8H7N,结合B、E 的结构简式可知D 的结构简式为
,D(
39
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)经过水解反应生成E(
),A(
)与硝酸发生硝化
反应生成C(
),C(
)氧化反应生成F(
),E
(
)与F(
)反应生成G(
),G(
)发生还原反应生成H(
),据此分析解题。
【解析】(1)
A(
)和氯气在光照条件下发生取代反应生成B(
),故选C;
(2)
C 的结构简式为
,其名称为邻硝基甲苯,系统命名法为2-硝基甲苯;根据H 的结构简式
40
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,可知其含氧团的名称为羧基;
(3)
G 的结构简式为
,所以其分子式为C15H11NO4;D 的分子式是C8H7N,由分析知,其
结构简式为
;
(4)A.元素分析仪器可用来分析K 的组成元素,故A 不符合要求;
B.质谱仪可以用测定相对分子质量,故B 符合要求;
C.红外光谱仪用来测定物质中的官能团,故C 不符合要求;
D.核磁共振氢谱仪用来测定物质中的氢原子的种类数及个数比,故D 不符合要求;
故选B;
(5)
若反应E+F→G 分两步进行,第一步是加成反应生成
,然后羟基发生消去反应生成
G
,故选C;
(6)
41
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E 的结构简式为
,分子式为C8H8O2,苯环上有两个取代基;既能发生银镜反应,
又能和金属Na 反应,说明即有醛基又有羟基;核磁共振氢谱图中峰的组数最少,要求分子尽量对称,满
足以上条件的同分异构体有
和
;
(7)
用
和乙醇作为有机原料,
经过氧化、酸化生成
,
与
发生缩合生成
,
与乙醇发
生
酯
化
反
应
生
成
,
合
成
路
线
为
:
。
11.(2024·浙江台州·一模)雷西莫特是一种抗病毒、抗肿瘤药物,其合成路线如下:
42
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已知:①R1CH2NO2+R2CH2NO2
②I 中支链N 原子上均有H 原子
③氨基与酰氯反应的机理为:
请回答:
(1)化合物A 中的官能团为 (写名称)。
(2)化合物B 的结构简式为 。
(3)请写出E→F 的化学方程式 。
(4)下列说法正确的是_______。
A.雷西莫特K 的分子式为
B.C→D 与I→J 的反应类型完全相同,均为加成消去反应
C.化合物G 中N 的碱性强弱:②>①
D.B→C 的反应中,盐酸可以提高C 产率
43
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(5)以
、
为原料合成
(用流程图表示,
无机试剂任选) 。
(6)写出4 种同时满足下列条件的化合物G 的同分异构体的结构简式 。
①分子中每种氢原子的个数之比为2:2:2:3;
②分子中除苯环外无其他环,且苯环上只有两个取代基;
③无氮氮键和=C=。
【答案】(1)硝基
(2)
(3)
(4)AD
(5)
(6)
、
、
、
、
44
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、
、
【分析】
A 为CH3NO2,2 分子A 发生已知①的反应,生成B,B 的结构简式为:
,B 与
反应生成C 和NH2OH,HCl 可以与NH2OH 反应,使生成物浓度减少,从而提高C 的产率,
C 到D 发生脱水成环反应,D 到E 发生取代反应,-OH 被Cl 原子取代,生成E,E 的结构简式为
,根据G 的结构和F 的分子式可知,E 到F 发生取代反应,Cl 原子被-NH2取代,F 的结
构简式为:
,F 到G 发生还原反应,硝基被还原为-NH2,G 到H 发生已知③的反应,生
成H 的结构简式为
,H 到I 发生取代反应,同时生成HCl,I 中支链N 原子上
45
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均有H 原子,根据I 的分子式,可以确定I 的结构简式为
,I 到J 脱水形
成环同时被氧化,J 与NH3·H2O 作用形成K。
【解析】(1)A 为CH3NO2,官能团为硝基;
(2)由分析可知,B 的结构简式为:
;
(3)
E 到F 发生取代反应,E 中的Cl 原子被-NH2取代,最终生成F、NH4Cl 和水,反应的方程式为:
;
(4)A. 经分析,雷西莫特K 的分子式为
,A 正确;
B. C→D 为加成消去反应,I→J 的反应中还有氧化反应,J 的N 原子上结合有O 原子,二者反应类型不完全
相同,B 错误;
C. 苯环是吸电子基,②的-NH2距苯环近,-NH2的N-H 键极性强,不易结合H+,碱性弱,化合物G 中N 的碱
性强弱:②<①,C 错误;
D. B→C 的反应中生成物有NH2OH,能与盐酸反应,从而促使反应正向进行,提高C 产率,D 正确;
答案选AD;
(5)
目标产物为
,其单体有
和
46
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,
可以由
氧化得到,
可以由乙醛发生
羟醛缩合反应再加氢还原得到,乙醛可以由乙醇氧化得到,故合成路线为:
;
(6)
G 的结构简式为:
,符合①分子中每种氢原子的个数之比为2:2:2:3,含有1 个甲
基;②分子中除苯环外无其他环,且苯环上只有两个取代基,两个取代基处于对位;③无氮氮键和=C=,
除苯环外还有3 个不饱和度,符合条件的同分异构体有:
、
、
47
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、
、
、
、
。
12.(24-25 高三上·湖南长沙·阶段练习)某药物中间体G 的一种合成路线如图:
回答下列问题:
(1)已知A 的沸点为161℃,B 的沸点为155.6℃,其沸点差异的主要原因是 。
(2)F 中官能团的名称为 ;E 的名称是 。
(3)C→D 的反应类型是 。
(4)吡啶(
)中含有与苯类似的大π 键,则吡啶中N 原子的价层孤电子对占据的轨道为_______(填
标号)。
A.2s 轨道
B.2p 轨道
C.sp2杂化轨道
D.sp3杂化轨道
(5)已知含1 个手性碳原子的分子有2 种对映异构体。A 的同分异构体中,能发生银镜反应的结构有
种(包括立体异构体)。其中,在核磁共振氢谱上有3 组峰的结构简式为 。
(6)已知:在常温常压下,苯乙烯与氢气在镍催化剂作用下,加成生成乙苯。以苯甲醛、乙醛为原料合成
(氢化肉桂酸),设计合成路线 (其他无机试剂任选)。
【答案】(1)环己醇存在分子间氢键
48
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(2) 碳碳双键﹑酮羰基 丙酮
(3)消去反应
(4)C
(5) 11
(6)
【分析】环己醇A 在吡啶、CrO3的条件下发生氧化生成环己酮B,环己酮B 在i)Mg、苯,ii)H2O 的条件下发
生加成反应生成C,C 在Al2O3、加热的条件下发生醇分子内脱水发生消去反应生成D;丙酮E 与HCHO 在碱
性条件下发生反应生成F,D 与F 在加热条件下发生加成反应生成G,据此回答。
【解析】(1)由于环己醇存在分子间氢键,氢键作用力大于范德华力,故环己醇A 的沸点为161℃,环己
酮B 的沸点为155.6℃
(2)由图知,F 中含碳碳双键、羰基2 种官能团;E 的名称为丙酮;
(3)由分析知,C→D 的反应类型为醇分子内脱水发生消去反应
(4)
由于吡啶(
)中含有与苯类似的大π 键,为平面结构,则吡啶中N 原子的价层孤电子对占据的轨道
为sp2杂化轨道,故选C;
(5)
同分异构体可以看成戊烷分子1 个氢被醛基取代,有8 种结构,其中有3 种手性分子:
、
、
,含1 个手性碳原子的分子有对映异构体2 种,符合条件的同分异构体有
49
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11 种;其中在核磁共振氢谱上有3 组峰的结构必须是对称结构,它是
;
(6)
利用E→F 的反应原理设计合成路线:第1 步,羟醛缩合;第2 步,银镜反应和酸化,将醛基转化成羧基;
第3 步,选择性氢化(加成),路线为:
。
类型五 成环合成有机推断
13.(24-25 高三上·全国·阶段练习)氟哌酸属于第三代喹诺酮类抗菌药,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物
中含氮官能团的名称是 。
50
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(2)反应①生成了中间体芳香重氮阳离子(
),该离子中与苯环相连的氮原子的杂化方式为
。
(3)反应③中试剂M 可以选择___________(填标号)。
A.
B.
C.
(浓)
(浓)
D.
(4)反应④中还生成了一种小分子,其分子式为 。
(5)反应⑤的化学方程式为 。
(6)反应⑥第二步若氢离子过量,会导致 。
(7)
的同分异构体中含五元环的有 种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱峰面积
之比为1:2:2 的同分异构体的结构简式为 。
【答案】(1)氨基、硝基
(2)
(3)AD
(4)
(5)
(6)氟哌酸中氮原子的孤电子对与氢离子形成配位键,从而生成盐(或氮原子与氢离子反应)
(7) 九
【分析】合成路线中物质的结构式都是已知的,反应①②为取代反应,反应③为还原反应,将硝基还原为
氨基,反应④形成环,还生成了乙醇,反应⑤发生取代发生,反应⑥酯基水解,得到目标产物,据此分析
解题。
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【解析】(1)化合物中含氮官能团有氨基和硝基。
(2)
芳香重氮阳离子(
)中心原子氮的价层电子对数为2,孤电子对数为0,氮原子的杂化方
式为sp。
(3)反应3 为还原反应,AD 选项中的试剂是典型的还原剂。
(4)根据原子守恒,小分子为乙醇,分子式为
。
(5)
观察反应前后的物质变化,该反应为取代反应,化学方程式为
。
(6)氟哌酸中氮原子的孤电子对与氢离子形成配位键,从而生成盐。
(7)
与—
组合有三种,
与—
组合有三种,
与—
组合有三种,
共九种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:2:2 的同分异构体的结构简式为
。
14.(24-25 高三上·浙江·阶段练习)化合物I 是一种治疗脑血管疾病的药物,其合成路线如下:
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已知:
(1)化合物G 中含氧官能团名称是 。
(2)化合物F 的结构简式是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.C→D 的反应类型为还原反应
B.
与浓硫酸共热可得
C.化合物A 的酸性弱于
D.I 的分子式为
(4)写出H→I 的化学方程式 。
(5)设计以
和
为原料合成喹啉衍生物(
)的路线(用流程
图表示,无机试剂和有机溶剂任选) 。
(6)写出4 种符合下列条件的I 的同分异构体的结构简式 。
i.苯环上有四个取代基:
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ii.分子中有4 种不同化学环境的氢原子;
iii.该有机物能使
显色,且除了苯环外还有一个环状结构。
【答案】(1)醚键、酰胺基
(2)
(3)AC
(4)
+(CH3CO)2O
+CH3COOH
(5)
(6)
【分析】
由有机物的转化关系可知,氯化铝作用下A (
)与
发生取代反应生成B (
),盐酸作用下B 与亚硝酸钠反应生成C(
),C 与硫氢化铵溶液发生还原反
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应生成D(
),D 与乙酸酐发生取代反应生成E(
),E 与F(
)发生取代反应生成G (
),G 经过多步反应生成H (
),H 在吡啶存在的条件下乙酸酐发生取代反应生成I (
)。
【解析】(1)
根据分析,G 为
,含氧官能团名称是醚键、酰胺基;
(2)
根据分析,F 为
;
(3)A.根据分析,C→D 时-NO 转化为-NH2,反应类型为还原反应,A 正确;
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B.
为卤代烃,需在NaOH 的醇溶液中加热发生消去反应生成丙烯,B 错误;
C.A 为
,甲基为推电子基团,连接苯环后使-OH 中的O-H 键极性减小,导致H+不容易电离,
因此酸性小于
,C 正确;
D.I(
)的分子式为C16H25NO3;
故选AC;
(4)
根据分析可知,H→I 的化学方程式为
+(CH3CO)2O
+CH3COOH
(5)
合成
可采用题目中已知的方法,即用
和
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反应制得
,
可由
还原制得,
可由
氧化得到,
可以用
水
解得到,
用CH3CHO 与HCN 加成得到,因此流程为
;
(6)
I 的同分异构体中,苯环上有四个取代基,分子中有4 种不同化学环境的氢原子,说明结构对称性较好,该
有机物能使FeCl3显色,说明含有酚羟基,除了苯环外还有一个环状结构,符合结构的同分异构体有
。
15.(24-25 高三上·上海·期中)有机化合物P 是一种具有抗肿瘤、抗菌等多种药理活性的色胺酮类衍生物,
合成路线如图。
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(1)A 的名称是 ,试剂a 是 。
(2)E 既有酸性又有碱性,D 含有的官能团是 。
(3)G 中碳原子的杂化方式有 。
(4)G→J 的化学方程式是 。
(5)J→K 的反应类型是 。
(6)溴单质与K 中苯环侧链上的
发生取代反应的原因是 。
(7)下列说法正确的是 。
a.K 的核磁共振氢谱有6 组峰 b.L 可发生水解反应
c.不存在同时满足下列条件的F 的同分异构体:含有3 种官能团(其中一种为碳碳三键)
d.遇
溶液显紫色
(8)由M 生成P 经三步反应过程:
写出M(含有五元环)与中间体2 的结构简式 、 。
【答案】(1) 甲苯 浓硫酸、浓硝酸
(2)硝基、羧基
(3)
,
(4)HOOCCH2COOH+2CH3OH
CH3OOCCH2COOCH3+2H2O
(5)取代反应
(6)受两侧
的吸电子作用影响,使相连的和碳原子上的
的极性增强,易断裂
(7)
58
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(8)
【分析】
F 中含有苯环,根据A 的分子式,由F 逆推,A 是
,A 发生硝化反应生成B,B 氧化生成D,D 还原
为E,则B 是
,D 是
、E 是
;G 和甲醇发生酯化反应生成
J ,根据J 的分子式可知J 是CH3OOCCH2COOCH3 ;J 与
发生取代反应生成
(K) ,溴单质与K 中苯环侧链上的
发生取代反应生成L ,由P 逆推,L 是
,L 脱去1 分子HBr 生成M,M 是
。
【解析】(1)
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A 是
,名称是甲苯;甲苯和浓硫酸、浓硝酸的混合液发生取代反应生成B,试剂a 是浓硫酸、浓硝
酸。
(2)
E 既有酸性又有碱性,E 是
,D 是
,含有的官能团是羧基、硝基;
(3)HOOCCH2COOH 中单键碳原子采用sp3杂化、羧基中的双键碳原子采用sp2杂化,碳原子的杂化方式有
sp3、sp2;
(4)G→J 是HOOCCH2COOH 和甲醇发生酯化反应生成CH3OOCCH2COOCH3和水,反应的化学方程式是
HOOCCH2COOH+2CH3OH
CH3OOCCH2COOCH3+2H2O;
(5)
J→K 是
氨基中的H 被CH3OOCCH2CO-代替生成
,反应类型是取代反应;
(6)受两侧
的吸电子作用影响,使相连的和碳原子上的
的极性增强,易断裂,所以溴单质与
K 中苯环侧链上的
发生取代反应
(7)
a.K 是
,结构对称,核磁共振氢谱有6 组峰,故a 正确;
b.L 是
,分子中含有碳溴键、酯基,可发生水解反应,故b 正确;
c. F 的不饱和度为7,ⅰ.含有3 种官能团(其中一种为碳碳三键),碳碳三键的不饱和度为2,ii.遇溶液显
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紫色,说明含有酚羟基,根据不饱和度和O 原子个数可知还有硝基,满足条件的F 的同分异构体为
,故c 错误;
选ab。
(8)
根据分析,M(含有五元环)为
,M 与F 脱去CO2得到的中间体1 为
;中间体1 与水加成生成的中间体2 为
,中间体2
再发生醇的消去反应脱掉一分子水生成P。
类型六 碳链增长型的有机推断
16.(2024·陕西西安·三模)丹皮酚是从毛茛科植物牡丹的干燥根皮中提取出来的一种有效成分,具有镇
痛、抗炎、解热的作用。有机物
是丹皮酚的一种衍生物,其合成路线如图所示:
(1)
中所含官能团的名称为 。
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(2)
的核磁共振氢谱的吸收峰有 组,
的反应条件为 。
(3)
的结构简式为 ,
的反应类型为 。
(4)在
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与NaHCO3溶液反应放出CO2
②与FeCl3溶液反应显紫色
(5)根据上述合成路线,写出以苯和乙酸为主要原料(其他无机试剂任选),制备
的合成路线
。
【答案】(1)氨基、羟基
(2) 5 Cu、O2、加热
(3)
还原反应
(4)13
(5)
【分析】
A 的分子式为C7H8O,B 的分子式为C7H6O,结合B 的结构简式可知A 发生氧化反应生成了B,则A 为
。根据苯甲醇在铜作催化剂条件下氧化为苯甲醛B,B(
)与硝基乙烷在醛基
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上加成反应转化为化合物C(
) ,C 再进一步还原为D(
) ,E(
) 和乙酸作用生成F ,结合G(
) 的结构式得知F 的结构简式为
,F(
) 和CH3I 反应生成G(
) ,D(
) 和G(
)通过先加成后消去最后得到H(
)。
【解析】(1)
根据分析,D 为
,含有的官能团为氨基、羟基;
(2)
A 为苯甲醇,有核磁共振氢谱有5 组吸收峰,如图:
;根据苯甲醇在铜作催化剂条件
下被氧气氧化为苯甲醛B,条件为Cu、O2、加热;
(3)
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根据分析,C 为
,C
D 为还原反应;
(4)
F 的结构简式为
。F 的同分异构体中,同时满足①与NaHCO3溶液反应放出CO2,说明含
有羧基。②与FeCl3溶液显色,说明含有酚羟基(即有苯环),符合条件的取代基为-COOH、-OH、-CH3,
苯环上三个不同取代基的同分异构有10 种,或是-CH2COOH、-OH,苯环上二取代有邻、间、对3 种,因此
符合的同分异构体共有13 种。
(5)
根据题目所给合成路线,苯通过硝化、还原引入氨基,生成苯胺,苯和乙酸在ZnCl2作用下,生成
,最后苯胺和
生成目标产物,合成路线如下:
。
17.(2025·上海浦东新·一模)沙美特罗是目前治疗哮喘的新型药物,它的一种合成路线如下:
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(1)物质A 和物质B 具有相同的___________。
A.碳原子数
B.氧元素的质量分数
C.官能团种类
D.最多可共平面的原子数
(2)不能鉴别物质C 和物质D 的是___________。
A.希夫试剂
B.金属钠
C.红外光谱
D.核磁共振氢谱
(3)有机物
的结构简式为 ;反应④使用“MnO2+H+”而不使用酸性高锰酸钾溶液的原因是
。
(4)下列反应中原子利用率理论上可达100%的是___________。
A.反应②
B.反应③
C.反应⑤
D.反应⑥
(5)下图的结构简式上编号的碳原子中属于手性碳原子的是___________。
A.①
B.②
C.③
D.④
(6)设计反应③和反应⑦的目的是 。
(7)反应②除了生成产物C,还会生成分子式为
的副产物,写出该副产物的结构简式
。
(8)物质E 的同分异构体有多种,写出一种满足下列条件的结构简式 。
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①属于芳香族化合物
②能在
溶液作用下发生水解反应
③能发生银镜反应
④不同化学环境的氢原子个数比为
(9)已知:
(R 表示烃基,X 表示卤原子)。
参照上述流程,设计以1,3-丁二烯为原料合成1,6-己二胺
的合成路线 。
(无机试剂任选)
(合成路线可表示为:甲
乙……
目标产物)
【答案】(1)C (2)A (3)
酸性高锰酸钾溶液氧化性太强,会将甲
基(或苯环侧链)直接氧化成羧基,从而得不到E (4)AC (5)C (6)保护羟基不被氧化(或不被破
坏) (7)
(
或
) (8)
或
或
或
或
或
(9)
H2N(CH2)6NH2(也可以第
2 步先加氢,再卤原子取代为氰基,最后再加氢。)
【解析】
(1)A.由A、B 的结构简式可知,A 有6 个C,B 有7 个C,A 不符合题意;
B.由A、B 的结构简式可知,A、B 都只含1 个O,但A、B 的C、H 原子数不同,即相对分子质量不同,因
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此氧元素的质量分数不同,B 不符合题意;
C.由A、B 的结构简式可知,A、B 都只含1 个羟基,C 符合题意;
D.A 的13 个原子均能共平面,B 中除了甲基上的两个H,剩余的14 个原子共平面,D 不符合题意;
故选C;
(2)A.希夫试剂用于鉴别醛基,C、D 中均没有醛基,不能鉴别,A 符合题意;
B.C 中有羟基,能与金属钠反应,而D 不能反应,可以鉴别,B 不符合题意;
C.红外光谱可以检测官能团和化学键,可以鉴别两种物质,C 不符合题意;
D.核磁共振谱可以检测不同化学环境的H,可以鉴别两种物质,D 不符合题意;
故选A;
(3)
根据分析,E 的结构简式为
;酸性高锰酸钾溶液氧化性太强,会将甲基(或苯环侧链)直接
氧化成羧基,从而得不到E,因此使用氧化性小一些的MnO2作为氧化剂;
(4)有机反应中加成和加聚反应原子利用率理论上可达100%,根据分析,反应②和反应⑤为加成反应,
故选AC;
(5)连四个不同基团的C 为手性碳,根据结构可知③为手性碳,故选C;
(6)根据分析,反应③形成丙酮叉保护羟基,反应⑦水解又得到羟基,因此目的是保护羟基不被氧化(或
不被破坏);
(7)
根据分析,反应②为加成反应,C9H12O3为该反应的副产物,羟基和甲基均为邻对位定位基,因此副产物可
能为
、
、
;
(8)
E(
)的同分异构体中,①属于芳香族化合物说明有苯环,②能在NaOH 溶液作用下发
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生水解反应说明含有酯基,③能发生银镜反应说明含有醛基,④不同化学环境的氢原子个数比为1 2 3 6
∶∶∶,
说明有两个对称的甲基和一个不对称的甲基,因此同分异构体有:
、
、
、
、
、
(任写一种);
(9)
合成H2N(CH2)6NH2可以用
与H2加成,
可以用
与NaCN 反应制备,
可以用
与Br2发生1,4-加成制备,合
成路线为:
H2N(CH2)6NH2(也可以第2 步先加氢,再卤原子取代为氰基,最后再加氢。)
18.(24-25 高三上·福建宁德·阶段练习)索匹溴铵(IX)是一种抗胆碱能药物,一种以扁桃酸(I)和苹果
酸(V)为原料的合成路线如图所示(部分条件已省略):
已知:一定条件下,醇与卤代烃可以反应生产醚。
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回答下列问题:
(1)化合物
的名称为 。
(2)
→
Ⅱ
Ⅲ的反应类型 。
(3)化合物Ⅳ中所含官能团的名称为 。
(4)写出V→Ⅵ反应的化学方程式 。
(5)化合物VIII 的结构简式为 。
(6)结合上述路线,指出I→II、Ⅲ→Ⅳ反应在合成中的作用是 。
(7)参照上述路线,如图所示合成路线中i、ⅱ的结构简式分别为 和 。
【答案】(1)2,2-二甲基丙醛
(2)取代反应
(3)羟基、羧基
(4)
(5)
(6)保护醇羟基不被破坏
(7)
【分析】
由题干合成流程图可知,根据V 和Ⅶ的结构简式、Ⅵ的分子式并结合V 到Ⅵ的转化条件可知,Ⅵ的结构简
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式为
;由Ⅳ和Ⅶ、Ⅸ的结构简式,以及Ⅷ转化为Ⅸ的转化条件可知,Ⅷ的结构简式为
。
【解析】(1)化合物
含有醛基,名称为2,2-二甲基丙醛;
(2)
Ⅱ→Ⅲ是化合物Ⅱ中的1 个H 原子被
代替,反应类型为取代反应;
(3)根据化合物Ⅳ的结构简式,可知所含官能团的名称为羟基、羧基;
(4)
V→Ⅵ是
和CH3NH2发生取代反应生成
和水,反应的化学方程式
;
(5)
由Ⅳ和Ⅶ、Ⅸ的结构简式,以及Ⅷ转化为Ⅸ的转化条件可知,Ⅷ的结构简式为
;
(6)由题干流程图可知,结合上述路线, I→II、Ⅲ→Ⅳ反应反应在合成中的作用是保护醇羟基不被破坏。
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(7)
由题干流程图中I→II 反应信息可知,该合成路线图中i 的结构简式为
:由Ⅷ到Ⅸ和Ⅲ到Ⅳ的转化信
息可知,ii 的结构简式为
。
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