文档文本内容
专题12 有机合成与推断综合
3 大考点概览
题型01 有机物的结构、性质推断
题型02 同分异构体书写及推断
题型03 有机合成路线的设计
1. (2026·四川省广安市前峰区·一模)艾氟康唑(化合物K)是一种抗真菌药物,其合成路线如下。
已知:i.
ii.
回答下列问题:
(1)A→B 的化学方程式为___________。
(2)D 的名称为___________。
(3)E→F 实现了___________到___________的转化(填官能团的名称)。
(4)F→G 的反应类型为________;该反应中另一种与G 互为同分异构体的副产物的结构简式为
_________。
(5)F 的同分异构体能同时满足以下三个条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上含有两个取代基 ②与FeCl3溶液显紫色 ③分子中含-CF2Cl
写出一种核磁共振氢谱有4 组峰,且峰面积比为1:2:2:6 的结构简式:___________。
题型01
有机物的结构、性质推断
【答案】(1)
+Br2
+HBr (2)一氯乙酸 (3)① 酮羰基 ②. 羟基
(4)①. 消去反应 ②.
(5)①. 15
.
②
【解析】由题干合成路线图可知,根据E 的结构简式和A 的分子式可知,A 的结构简式为:
,由
A 到B 的转化条件和B 的分子式并结合E 的结构简式可知,B 的结构简式为:
,由B 到C 的转化
条件并结合C 的分子式可知,C 的结构简式为:
,由E 的结构简式和D 的分子式可知,D 的结
构简式为:ClCH2COOH,由F 的分子式和E 到F 的转化条件,并结合已知信息i 可知,F 的结构简式为:
,据此分析解题。
(1)由分析可知,A 的结构简式为:
, B 的结构简式为:
,则A→B 的化学方程式为
+Br2
+HBr,故答案为:
+Br2
+HBr;
(2)由分析可知,D 的结构简式为:ClCH2COOH ,故D 的名称为一氯乙酸,故答案为:一氯乙酸;
(3)由分析可知,F 的结构简式为:
,结合题干流程图中E 的结构简式可知,E→F 实现了酮
羰基到羟基的转化,故答案为:酮羰基;羟基;
(4)由分析可知,F 的结构简式为:
,结合题干流程图中G 的结构简式:
,则
F→G 的反应类型为消去反应,结合消去反应的机理可知,该反应中另一种与G 互为同分异构体的副产物
的结构简式为
,故答案为:消去反应;
;
(5)由题干中F 的分子式为:C10H11OF2Cl ,不饱和度为4,故F 的同分异构体能同时满足以下三个条件
①苯环上含有两个取代基,②与FeCl3溶液显紫色即含有酚羟基,③分子中含-CF2Cl 则另一个取代基为:-
CH2CH2CH2CF2Cl、-CH2CH(CH3)CF2Cl、-CH(CF2Cl)CH2CH3、-CH(CH3)2CF2Cl、-CH(CH3)CH2CF2Cl 等物
质,每一组又有邻间对三种位置异构,即一共有5×3=15 种,其核磁共振氢谱有4 组峰,且峰面积比为1:
2:2:6 即含有两个甲基的结构简式为:
,故答案为:15;
。
2. (2026·四川省乐山市·一模)H 是一种咪唑类药物,常用作药物合成中间体,其某种合成路线如图所
示:
回答下列问题:
(1)A 中官能团的名称为______;A→B 的反应类型为______。
(2)A→B、D→E 反应中
的作用为______。
(3)H 的结构简式为______。
(4)D 的同分异构体中同时满足下列条件的有______种。
(i)含有苯环且苯环上直接连有氨基;
(ⅱ)完全水解只得到两种产物,且二者物质的量之比为2:1,其中相对分子质量较小的水解产物为甲
醇。
(5)根据上述合成路线的信息,以
、
和流程中相关试剂为原料经三
步反应制备
。
已知
(R′为烃基,R 为烃基或氢原子)
①
的化学名称为______。
②第一步反应生成物的结构简式为______。
③第三步反应的化学方程式为______。
【答案】(1)①. 硝基、羟基、羧基 ②. 取代反应
(2)作碱,促进A→B 的取代反应,并消耗D→E 反应生成的HBr,有利于反应平衡正向移动,提高产
率;
(3)
(4)6
(5) ①. 对硝基苯酚 ②.
.
③
【解析】A 与(CH3)2SO4在K2CO3作用下发生取代反应生成B,根据B、D 的结构简式、B→D 的反应条件
和C 的分子式可知,B→D 过程使-NO2转化为-NH2,则C 的结构简式为:
,C 与HCOOH 反应
生成D,D 与BrCH2COCH3在K2CO3作用下发生取代反应生成E,E 与CH3COONH4、CH3COOH 反应生成
F ,F 中的-COOCH3 被Red-Al 还原为-CH2OH 而生成G ,根据G 的结构简式可得G 的分子式为
C12H14N2O2,结合H 的分子式(C12H12N2O2)可知,在MnO2 作用下G 中的-CH2OH 被氧化生成-CHO 而生成
H,则H 的结构简式为:
,据此答题。
(1)由A 的结构简式可知,A 中所含官能团的名称为硝基、羟基、羧基;由分析知A→B 的反应类型为取
代反应;
(2)A→B、D→E 反应过程中均会生成HBr,加入K2CO3能与HBr 反应而消耗HBr,有利于反应平衡正向
移动,提高产率;
(3)由分析可知,H 的结构简式为
;
(4)D 的分子式为C10H11NO4,D 的同分异构体完全水解只得到两种产物,且二者物质的量之比为2:1,
其中相对分子质量较小的水解产物为甲醇,同时含有苯环且苯环上含有氨基,则D 的同分异构体中苯环上
连有的基团是一个氨基和两个-COOCH3,可看作是苯上的3 个氢原子被一个氨基和两个-COOCH3取代的产
物,则D 的同分异构体中满足条件的有6 种,如图所示:
、
、
、
、
、
;
(5)根据合成路线中D 到E 的变化,可以逆推出合成
需要的反应物分别为
、
,结合B 到C 的反应可知,
由
与H2反应得到,由此可设计合
成路线:第一步使
中的羟基转化为醚键而生成
,第二步使
的硝基转化为氨基而生成
,第三步使
与
反应生成
;
3. (2026·四川省内江市·一模)农作物致病菌是导致农业减产和品质下降的主要原因之一,化合物
是一
种新型农用抗菌剂,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A 中含氧官能团的名称为_______;B 的化学名称为_______;A 和B 反应生成C 时还生成了一种无机
物,其化学式为_______。
(2)C 分子所有原子位于同一平面,说明C 中碳、氮原子均采取sp2杂化,则其分子中碳、氮原子形成大
键的P 电子数目为_______。
(3)D+E→F 的过程中K2CO3的主要作用是_______。
(4)A 的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种。
a.苯环上有三个取代基,其中一个为溴原子
b.其红外光谱图表明含有
c.遇含Fe3+
溶液显紫色
(5)有机物I 的合成路线如下:
第②步的反应类型为_______,第③步有两种刺激性气味的气体生成,其化学方程式为_______,I 的结构
简式为_______。
【答案】(1)①. 羧基 ②. 甲酰胺 ③. H2O
(2)11 (3)消耗反应生成的HCl,有利于生成F (4)20
(5)①. 还原反应 ②.
.
③
【解析】由有机物的转化关系可知,
和
共热反应生成
和水;催化剂作
用下
和SOCl2 反应生成
;催化剂作用下
与
发生取代
反应生成
,则E 为
;催化剂作用下
与
发生取代反应生成
。第5 小问中第①步为苯的硝化反应(取代反应),第②步硝
基经还原反应转化为氨基,第③步发生取代反应生成酰氯,最终酰氯和苯胺通过取代反应脱去HCl,得到
酰胺类产物
。据此分析。
(1)A 中含氧官能团的名称为羧基;B 的化学名称为甲酰胺;A 和B 反应生成C 时还生成了一种无机物,
其化学式为H2O。
(2)C 中碳、氮原子均采取sp2杂化,未参与杂化的p 电子形成大π 键,由结构简式可知,形成大π 键的p
电子数为11。
(3)D+E→F 的过程中K2CO3的主要作用是消耗反应生成的HCl,有利于生成F。
(4)已知其中一个取代基为溴原子(-Br),由“遇含Fe3+的溶液”可知含酚羟基(-OH),“其红外光
谱图表明含有
”且苯环上只有三个取代基,故第三个取代基为甲酰胺基(-CONH2)或甲酰氨基(-
NHCHO);当取代基为-Br、-OH 和-CONH2时,把-Br 固定在1 号位,-OH 在2 号位时-CONH2有4 种位
置,-OH 在3 号位时-CONH2有4 种位置,-OH 在4 号位时-CONH2有2 种位置,此情况下共10 种;同样的
当取代基为-Br、-OH 和-NHCHO 时,此情况下也有10 种;综上,共有20 种同分异构体。
(5)由分析可知第②步反应物分子中的硝基(-NO2)在还原剂作用下发生还原反应,转化为氨基(-
NH2),实现官能团的还原转化;第③步苯甲酸与SOCl2发生取代反应生成
,同时生成SO2和
HCl 两种气体副产物,反应方程式为
;第③步得到
的
与
发生取代反应,脱去HCl,生成
。
4 (2026·四川省资阳市·一模)已知下面合成路线中的化合物H 是在NHC base 作催化剂的条件下合成的一
种多环化合物。请回答下列问题(无需考虑部分中间体的立体化学):
回答以下问题:
(1)化合物A 中含氧官能团的名称是___________,化合物B 的化学名称为___________。
(2)写出反应②的化学方程式为___________。
(3)反应③涉及两步反应,其中C 与Br2/CCl4的反应类型为___________。
(4)已知反应④的第二步还原是与H2发生加成反应生成化合物F,则第一步B 与E 在强碱作用下的反应
产物中是否含有手性碳原子___________(选填“是”或“否”)。
(5)化合物X 是C 的同分异构体,分子中不含甲基,可与FeCl3溶液反应,只有一个环,核磁共振氢谱峰
面积之比为1:1:2:2:2,则X 的结构简式为___________。
(6)如果要合成H 的类似物H′(
),参照上述合成路线,写出相应的D′和G′的结构简式
分别为___________、___________。
【答案】(1)①. 羟基 ②. 苯甲醛
(2)
+CH3CHO
+H2O
(3)加成反应 (4)否
(5)
(6) ①.
.
②
【解析】由合成路线,A 中羟基在Cu 作催化剂的条件下发生催化氧化生成B,B 的结构简式为
,B
与CH3CHO 发生加成反应生成
,再发生消去反应反应生成C,C 与Br2/CCl4发生加成反应得到
,再在碱性条件下发生消去反应生成D;苯甲醛B 与E 在强碱的环境下发生还原反应得到
F,F 与
生成G,G 与D 反应生成H;
(1)由结构,化合物A 中含氧官能团的名称是羟基,化合物B 为
,化学名称为苯甲醛;
(2)B 与CH3CHO 发生加成反应生成
,再发生消去反应反应生成C,反应为:
+CH3CHO
+H2O;
(3)C 与Br2/CCl4发生加成反应得到
,再在碱性条件下发生消去反应生成D,故其中C 与
Br2/CCl4的反应类型为:加成反应;
(4)已知反应④的第二步还原是与H2发生加成反应生成化合物F,则第一步B 与E 在强碱作用下的反应
产物为
,手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子,该产物
中不含有手性碳
原子;
(5)C 分子除苯环外含3 个碳、1 个氧、2 个不饱和度,化合物X 是C 的同分异构体,分子中不含甲基,
可与FeCl3溶液反应,则含酚羟基,只有一个环,核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:2:2:2,则分子中结
构对称,且在3 个碳形成的支链中应该含碳碳叁键,则X 的结构简式为
;
(6)G 与D 反应生成H 的反应中,D 中碳碳双键断裂与G 中HC—NO2和C=O 成环,且C=O 与—CHO 成
环,从而得到H,可推知,若要合成H′(
),相应的
5. (2026·四川省成都市·一模)甲状腺素是一种重要的激素,用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾
病。以酪氨酸为起始原料合成甲状腺素有多种路线,下列路线是最有代表性的经典合成路线。
题型02
同分异构体的书写及推断
回答下列问题:
(1)酪氨酸中含氧官能团名称为______。
(2)酪氨酸→A 的反应类型为________。
(3)A 与等物质的量的乙酸酐(
)反应生成B,该反应的化学方程式为_________。
(4)C→D 所用试剂W 的分子式为C7H8O2,W 的结构简式为______。
(5)试剂
、
、
依次为______(填数字标号)。
①NaNO2、HCl; ②H2、Pd/C; ③HNO3、H2SO4
(6)A 的同分异构体中,同时满足下列条件的共有______种。
a.具有六取代苯环结构;b.含氮基团全为硝基(—NO2);c.核磁共振氢谱显示2 组峰
(7)出于合成甲状腺素的目的,在中间体F 结构中圈出保护基团(保护基)______。
【答案】(1)羟基、羧基 (2)取代反应(或硝化反应)
(3)
(4)
(5)③②①
(6)2 (7)
【解析】酪氨酸与HNO3在浓H2SO4作用下发生硝化反应,引入两个硝基,生成A,A 与等物质的量的乙
酸酐
发生取代反应生成B,B 与乙醇发生酯化反应生成C,C 与W
发生取
代反应生成D,D 与H2、Pd/C 发生还原反应生成E,E 与NaNO2、HCl 发生重氮化反应生成F,F 与NaI、
I2发生取代反应生成G,G 再通过一系列反应最终得到甲状腺素。
(1)酪氨酸的结构中,含氧官能团为羟基和羧基。
(2)酪氨酸与硝酸在浓硫酸作用下,其苯环上发生取代反应(或硝化反应)生成A。
(3)A 与等物质的量的乙酸酐反应,是A 中氨基与乙酸酐发生取代反应,化学方程式为
。
(4)C→D 发生的是取代反应,试剂W 的分子式为C7H8O2,结合反应可知W 的结构简式为
。
(5)从流程看,先进行硝化反应引入硝基,用③HNO3、H2SO4,然后还原硝基为氨基,用②H2、Pd/C,
最后重氮化反应,用①NaNO2、HCl,所以试剂a、b、c 依次为③②①。
(6)根据A 的同分异构体满足的条件说明结构高度对称,根据A 的结构分析该同分异构体含有3 个—
NO2,两个—CH3和一个—OCH3,符合条件的同分异构体有2 种,分别是
和
。
(7)酚羟基、羧基和氨基在转化过程中容易参与反应,若转化为醚键、酯基和酰胺基则相对不活泼,结
合原料、产品和中间体F 的结构可知,在中间体F 结构中保护基团是酯基、酰胺键和醚键,即圈出情况为
。
6. (2026·四川省凉山州·一模) 肉桂酰哌啶(H)是一种广泛应用的抗组胺药物,主要用于治疗眩晕、前庭
疾病及其他与平衡感相关的疾病。以苯为原料制备H 的一种合成路线如下:
已知:
(1)F 中所含官能团名称是_______、_______。
(2)E 的结构简式为:_______,其化学名称为_______。
(3)G→H 的化学方程式为:_______。
(4)D 的沸点比C 高,主要原因是_______。
(5)F 在一定条件下可发生加聚反应,其加聚产物的结构简式是_______。
(6)同时满足下列条件的G 的芳香族化合物的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①苯环上含有两个取代基 ②能发生银镜反应 ③除苯环外无其他环状结构
其中核磁共振氢谱有4 组峰,且峰面积之比为1:2:2:2 的结构简式为_______(写出一种即可)。
【答案】(1)①. 碳碳双键 ②. 羧基
(2)①.
.
②苯甲醛
(3)
+
+HCl
(4)D 分子间存在氢键,而C 分子间没有
(5)
(6)①. 12
.
②
或
【解析】由题干信息反应可知A 为苯,A 发生烷基化取代反应生成B,分子式为C7H8,则B 为甲苯,B 在
光照下和氯气反应得到C,C 水解生成D,结合题干信息反应和C 的分子式知C 为
,D 经过催
化氧化生成E,所以D 为
,E 为
;
(1)根据结构简式可知,F 中官能团有碳碳双键、羧基;
(2)根据分析可知,E 为
;其化学名称为苯甲醛;
(3)G→H 是G 与
在(CH3)3N 作用下反应生成H 和HCl,反应的化学方程式为:
+
+HCl;
(4)D 分子间存在氢键,而C 分子间没有,因此D 的沸点比C 高;
(5)F 在一定条件下可发生加聚反应,碳碳双键发生加聚形成聚合物,其加聚产物的结构简式是
;
(6)G 的分子式C9H7OCl,G 的芳香族化合物的同分异构体中,能发生银镜反应,说明含有醛基,含有两
个取代基,则两个取代基可能为-CHO 与-CH=CHCl(-CCl=CH2)或-Cl 与
(
),每种取
代基组合在苯环上有邻、间、对三种位置的情况,所以一共有4×3=12 种同分异构体;其中核磁共振氢谱
有4 组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2 的结构简式为
或
。7. (2026·四川省广安市·一模)哈拉西泮(G)具有镇静、催眠作用,常用作催眠药。哈拉西泮的一种
合成路线如下图所示(略去部分试剂与条件):
已知:
回答下列问题:
(1)E 中含氧官能团的名称为___________。
(2)B 的化学名称为________,B→C 的反应类型为_______。
(3)X 的结构简式为___________。
(4)酰卤与酰胺性质相似,均可发生水解反应。1mol
与NaOH(aq)反应时,最多消耗
____molNaOH。
(5)D 的同分异构体中,同时满足下列条件的有____种。
①含有二苯甲酮结构单元“
”
②与D 具有相同的官能团
(6)F→G,可看作如下三步完成
(哈拉西泮)
①J 的结构简式为___________。
②写出F→G 的总化学方程式__________________。
【答案】(1)(酮)羰基 (2)①. 苯甲酸 ②. 取代反应
(3)
(4)3 (5)19
(6)①.
.
②
【解析】甲苯被酸性高锰酸钾氧化为B(
),B 与SOCl2发生取代反应生成C;结合已知,由D 可
知X 结构简式为
,D 到E 发生取代反应,E 与
作用生成F,最后F 与氨气经取代、加
成、消去三步反应生成G,据此作答。
(1)据图可知,E 中含氧官能团的名称为(酮)羰基;
(2)依据分析,B 的结构简式为
,化学名称为苯甲酸;B→C 的反应类型为取代反应;
(3)X 的结构简式为
;
(4)依据题意,酰卤与酰胺性质相似,均可发生水解反应;1 mol
含有1 mol 酰卤基和1 mol-
CH2Br,酰卤基水解消耗2 molNaOH,-CH2Br 水解消耗1 molNaOH,即最多消耗3 molNaOH;
(5)D 的结构简式为
,其同分异构体含有
且与D 具有相同官能团,即
有氨基、碳氯键、
;先固定碳氯键的位置,再确定氨基的位置,如
、
、
,则符合要求的结构有18 种;
(6)依据题意,F 到G 经过三步完成,第一步F 到J 发生取代反应
;第二步J 到K 发生加成反应
;第三步K 到G 发生消去反应
;综上分析,①J 的结构简式为
;
②F→G 的总化学方程式为
。
8. (2026·四川省绵阳市·一模)新型抗流感病毒药物玛巴洛沙韦广泛用于甲流、乙流的临床治疗。其重要
合成中间体P 的一种合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)A 的化学名称是___________。
(2)A 与乙酰氯(CH3COCl)反应的目的是___________。
(3)C 中官能团名称是___________。
(4)H 的结构简式为___________。由O 生成P 的反应类型是___________。
(5)L 的同分异构体中,满足下列要求的同分异构体数目是___________。
a.芳香族化合物,且苯环上有四个取代基,除苯环外无其他环状结构
b.核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积比为1:1
(6)根据上述合成路线,以
制备
的一种合成路线如下:
①生成中间产物1 的化学方程式为___________。
②由中间产物1 到中间产物3 的流程为(必要的无机反应物,试剂任选)___________。
【答案】(1)邻甲基苯胺或2-甲基苯胺
(2)保护官能团,避免氨基被浓硝酸氧化
(3)硝基、酰胺基 (4) ①.
.
②还原反应
(5)8 (6)①.
+Br2
+HBr↑
.
②
【解析】A 和CH3OCl 发生取代反应生成B,B 发生硝化反应生成C,结合E 的结构简式可知C 为
,C 和HCl 发生取代反应生成D 为
,D 和N2H4·H2O、CH3CH2OH 发生
还原反应和取代反应生成E,E 重氮化和氟化后生成F,F 和Br2在Fe 的催化下发生取代反应生成G,结合
L 的结构简式可知G 为
,G 和K4Fe(CN)6反应生成H,H 和Br2在光照条件下发生取代反应
生成L,则H 为
,L 和
发生取代反应生成M,M 在酸性环境中生成N,以此
解答。
(1)由A 的结构简式可知,A 的化学名称是邻甲基苯胺或2-甲基苯胺。
(2)A 和CH3OCl 发生取代反应生成B,氨基转化为酰氨基,E 中又出现氨基,则A 与乙酰氯(CH3COCl)
反应的目的是保护官能团,避免氨基被浓硝酸氧化。
(3)由分析可知,C 为
,官能团名称是硝基、酰胺基。
(4)由分析可知,H 为
,O 生成P 的过程中,羰基转化为羟基,反应类型是还原反应。
(5)L 的同分异构体满足条件:a.芳香族化合物,且苯环上有四个取代基,除苯环外无其他环状结构;
b.核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积比为1:1,说明其是对称的结构;满足条件的同分异构体有:
、
、
、
、
、
、
、
共8 种。
(6)①
和Br2在FeBr3的催化下发生取代反应生成
,化学方程式为:
+
Br2
+HBr;
②
和Mg 反应生成
,
发生已知信息①的反应原理生成
,合成路线为:
。
9. (2026·四川外国语大学附属中学·一模)某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。
已知:
—NO2为吸电子基。
请回答:
(1)化合物D 的名称是___________。
(2)A 在水中的溶解度比苯在水中的溶解度大的原因是___________。
(3)化合物F 的结构简式是___________。
(4)下列说法不正确
是___________(填字母标号)。
A. 化合物A→D 的过程中,采用了保护氨基的方法
B. —NH2的碱性随N 原子电子云密度增大而增强,则化合物A 的碱性比化合物D 弱
C. 化合物B 在足量稀盐酸加热的条件下可转化为化合物A
D. G 核磁共振氢谱图中有10 组峰
(5)写出D→E 的化学方程式___________。
(6)同时符合下列条件的化合物C 的同分异构体有___________种(除去C 本身)。
①分子中含有苯环,苯环上有两个取代基,其中一个为硝基
②能发生水解反应
③不含N-N 键
核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1:1 的同分异构体的结构简式为___________。
【答案】(1)对硝基苯胺(或4-硝基苯胺)
(2)苯胺为极性分子,苯为非极性分子,且苯胺的氨基可与水分子间形成氢键
(3)
(4)BC
(5)
+
→
+HCl
(6)①. 14
.
②
【解析】合成路线分析可知,A 为
,和乙酸发生取代反应生成B 为
,B 和浓硫
酸、浓硝酸发生硝化反应生成C 为
,C 发生水解反应生成D,D 和
发生
取代反应生成E,E 和BrCH2COBr 发生已知反应生成F 为
,F 和氨气反应生成G 和
HBr ,G 的结构为
,G 中的酰胺基和酮羰基发生脱水反应生成氯硝西泮
,据此分析回答问题。
(1)由D 的结构简式可知,苯环上有氨基和硝基且是对位的关系,名称是对硝基苯胺(或4-硝基苯
胺)。
(2)A(苯胺)在水中的溶解度比苯在水中的溶解度大的原因是:苯胺结构中正负电中心不重合,为极性
分子,苯为非极性分子,且苯胺的氨基可与水分子间形成氢键。
(3)由分析可知,化合物F 的结构简式是
。
(4)A.化合物A→D 的过程中,A 结构中的氨基转化为B 结构中的酰胺基,生成C 引入硝基后,酰胺基
又转化为D 结构中的氨基,故采用了保护氨基的方法,A 正确;B.-NH2的碱性随N 原子电子云密度增大
而增强,而化合物D 结构中的-NO2为吸电子基,-NH2的N 原子电子云密度减小,碱性减弱,则化合物A
的碱性比化合物D 强,B 错误;C.化合物B 结构中的酰胺基在稀盐酸加热的条件下发生水解反应,生成
的氨基与盐酸反应生成盐酸盐,即生成
,C 错误;D.G 的结构为
,结构不
对称,含有10 种环境的H 原子,核磁共振氢谱图中有10 组峰,D 正确;故选BC。
(5)由D 的结构
可知,D 和
发生取代反应生成E,化学方程式为:
+
→
+HCl。
(6)C 的同分异构体满足:①分子中含有苯环,苯环上有两个取代基,其中一个为硝基;②能发生水解反
应;③不含N-N 键,说明其中含有酰胺基;苯环上的另外一个取代基为
、
、
、
、
,共5 种,每个取
代基与硝基可以处于邻、间、对三种位置,再减去C 这种结构,同分异构体数目为5×3-1=14 种,其中核
磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1:1 的同分异构体的结构简式为
。
10. (2026·四川省巴中市·一模)丁酸氯维地平(K)主要用于治疗高血压,一种合成K 的路线如图所示。
已知:①
;
②酮式和烯醇式存在互变异构,主要存在形式是酮式
回答下列问题:
(1)A 中官能团的名称为_______。
(2)C→D 的化学方程式为_______。
(3)G 的结构简式为_______。G→H 步骤中生成的产物除H 外还有_______(填化学式)。
题型03
有机合成路线的设计
(4)I→K 的反应类型为_______。
(5)胺类化合物L 与H 互为同分异构体,则符合下列条件的L 结构简式为_______。
①只含两种官能团,且同种官能团的氢原子化学环境完全相同;
②遇
溶液显紫色。
(6)参照上述合成路线,写出以苯甲醛和
为主要原料制备
的合成路线(无
机试剂任意选择)_______。
【答案】(1)醛基、碳氯键
(2)
(3) ①.
.
②H2O
(4)取代反应 (5)
、
(6)
【解析】A 与B 发生加成反应生成C;C 在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成D;E 与F 发生已知信
息①的反应生成
;该物质存在互变异构主要以G (结构简式为
)的形式存在,还可以转化为
的形式与NH3发生取代反
应生成H;D 与H 在正丙醇存在下发生加成反应、消去反应,σ 键迁移重排得到I;I 与J 发生取代反应得
到K。据此分析。
(1)A 中官能团的名称为醛基、碳氯键。
(2)C→D 是C 在浓H2SO4、加热条件下发生消去反应生成D,故其化学方程式为
。
(3)G 的结构简式为
;G→H 步骤为
的形式与NH3发
生的取代反应,故生成的产物除H 外还有H2O。
(4)由分析可知I→K 的反应类型为取代反应。
(5)胺类化合物L 与H 互为同分异构体,分子式为C7H10N2O2,满足条件①只含两种官能团,且同种官能
团的氢原子化学环境完全相同、②遇FeCl3溶液显紫色,说明其中含有酚羟基,综上所述,L 中含有苯环,
1 个甲基,有2 个-NH2和2 个-OH,且位置对称,满足条件的L 结构简式为
、
。
(6)苯甲醛和
发生加成反应生成
,
在浓H2SO4、加热
条件下发生消去反应生成
,
与Br2发生加成反应生成
,故合成
路线为
。
11. (2026·四川省达州市·一模)阿折地平(J)是一种治疗高血压的药物,J 的合成路线之一如下(略去部
分试剂和条件)。
回答下列问题:
(1)A 的化学名称是______。
(2)B 中官能团的名称是________。
(3)反应A→C 中,Na2CO3的作用是________。
(4)C→E 的反应类型为_______。
(5)G 的结构简式为________。
(6)H 的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种,其中核磁共振氢谱为4 组峰的结构为
________(用键线式表示)。
①能发生银镜反应;②能与NaHCO3溶液反应;③有3 个甲基。
(7)结合所学知识和上述合成路线,以甲苯(
)、乙醛为有机原料,制取同样具降压作用的肉桂
醛(
),写出合成路线图________(无机试剂任选)。
【答案】(1)二苯甲胺
(2)醚键、碳氯键(或氯原子)
(3)消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,提高产率
(4)取代反应(或酯化反应)
(5)
(6) ①. 4
.
②
(7)
或
【解析】A 与B 反应生成C,C 与D 反应生成E,对比C 与E 的结构,可知C 中的羟基变为酯基,所以C
与D 发生酯化反应,结合D 的分子式可知,D 的结构简式为NCCH2COOH;E 经过多步反应生成F;G 与
H 发生反应生成I,对比H 和I 结构可知,G 与H 发生羟醛缩合反应生成I,结合G 的分子式可知,G 的结
构简式为
;F 和I 反应生成J,据此回答。
(1)A 的结构简式为
,名称为二苯甲胺,故答案为二苯甲胺。
(2)B 的结构简式为
,含有的官能团为醚键、碳氯键(或氯原子),故答案为醚键、碳氯键
(或氯原子)。
(3)A 与B 发生取代反应生成C 和氯化氢,故反应A→C 中,Na2CO3的作用是消耗反应生成的HCl,促
使反应正向进行,提高产率,故答案为消耗反应生成的HCl,促使反应正向进行,提高产率。
(4)由分析可知,C→E 的反应类型为取代反应(或酯化反应),故答案为取代反应(或酯化反应)。
(5)由分析知,G 的结构简式为
,故答案为
。
(6)H 的分子式为C7H12O3,其同分异构体中,能发生银镜反应说明结构中含有醛基;能与NaHCO3溶液
反应,说明其结构中含有羧基,还有3 个甲基的结构有
、
四种,其中核磁共振氢谱为4 组峰的结构为
,键线式为
,故答案为4;
。
(7)采用逆向合成分析法,
可以由
与乙醛在催化剂的条件下发生羟醛缩合反应
生成,
可以由
催化氧化得到或由
在碱性条件下水解得到,
可
以由
在碱性条件下水解得到,
和
可以由
与氯气在光照条件下发生取代
反应得到,所以合成路线为
或
,故答案为
或
。
12. (2026·四川省泸州市·一模)中药五味子中含有的戈米辛J 及其衍生物,在抗氧化、抗癌、抗AIDS 药
物合成中被广泛使用。一种可用于工业生产戈米辛J 的部分合成路线如下:
回答相关问题:
(1)甲的名称为___________苯甲醛(补充完整)。乙中含氧官能团的名称是___________。甲→乙发生了加
成反应、___________反应、水解(取代)反应。
(2)试剂X 的结构简式为___________。戈米辛J 的分子式是___________。
(3)从物质乙→丙的4 步转化中,其中有机物发生了还原反应的有___________步(填数字)。
(4)参考合成路线反映的信息,设计了以下新物质的合成路线。③步反应用
氧化甲基,设计①④
两步反应的目的是避免酚羟基被氧化。则①步反应的化学方程式为___________。此路线中,除得到最终
的优势产物外,还可能产生___________种丁的同分异构体副产物。
【答案】(1)①. 3,4,5-三甲氧基苯甲醛 ②. 羧基、醚键 ③. 消去反应
(2)①. CH3OH
.
②
C24H30O6
(3)2 (4)①.
+CH3I→
+HI
.
②3
【解析】根据乙的结构简式,甲→乙发生了醛基的加成反应,再发生消去反应,形成碳碳双键,然后发生
酯基的水解反应,得到羧基;乙与氢气发生加成反应( 还原反应) 得到
,
在浓硫酸加热条件下与甲醇酯化反应得到
;
被强还原剂LiAlH4还原,酯基转化为羟基,得到丙,丙进一步反应得到戈米辛J;
(1)根据系统命名法,醛基所连碳为1 号碳原子,
名称为3,4,5-三甲氧基苯甲醛;由乙
的结构简式,乙中含氧官能团的名称是羧基、醚键;甲→乙发生了加成反应、消去反应、水解(取代)反
应;
(2)根据分析,试剂X 为甲醇,结构简式为CH3OH;由戈米辛J 的结构简式可知分子式是C24H30O6;
(3)根据分析,从物质乙→丙的4 步转化中,其中有机物发生了还原反应的有2 步;
(4)设计①④两步反应的目的是避免酚羟基被氧化。则①步反应是酚羟基上氢原子被甲基取代,化学方
程式为
+CH3I→
+HI;根据题中合成路线,
发生已知反应得到
B
,③步反应用CrO2Cl2氧化苯环上甲基得到醛基,第④步再与HI 反应将甲氧基转
化为羟基,得到丁,此路线中,除得到最终的优势产物外,A→B 的步骤中由于两个苯环相连的位置不
同,还可能产生丁的同分异构体副产物,
,共有3 种。
13. (2026·四川省自贡市·一模)有机框架COFs 材料在电池正极的应用极大提升了纳米磷酸铁锂的嵌入和
脱出速率,为电动汽车的续航能力和充电速度带来了革命性的提升。一种合成COF-300 的路线如下:
已知:I.
II.COF-300 的结构片段:
(1)TAM 中碳原子的杂化方式为_______;TAM 生成A 的反应类型为_______。
(2)物质C 的名称为_______;物质E 中官能团的名称为_______。
(3)①反应条件为_______。
(4)合成路线中由E 生成F 的方程式为_______。
(5)D 的同分异构体中含有苯环且苯环上只有两个取代基的有_______种,其中核磁共振氢谱中有三组
峰,且峰面积之比为2:1:1 的结构为_______。
(6)根据题目信息,请写出用对苯二甲醇和1,3,5-三硝基苯合成COFTPA-TA的合成路线_______,产物结
构用COFTPA-TA代替。
已知:COFTPA-TA的结构片段:
【答案】(1)①. sp2、sp3
.
②硝化反应(取代反应)
(2)①. 对二甲苯(1,4-二甲苯) ②. 羟基
(3)NaOH 水溶液,加热
(4)
+
+
(5) ①. 11
.
②
(6)
【解析】TAM 通过硝化反应在苯环上引入硝基得到A(
),A 在浓盐酸和Fe 作
用下发生还原反应将硝基转化为氨基得到B(
);根据B 的结构和COF-300
的结构片段再结合已知可推知F 为对苯二甲醛,逆推可得E 为对苯二甲醇(
),D 为对二氯甲基苯(
),C 为对二甲苯,因此条件①为NaOH 水溶液加
热,最后B 和F 发生取代反应生成COF-300。
(1)TAM 中苯环上的C 为sp2杂化,连接苯环的亚甲基C 为sp3杂化;由分析可知,TAM 与生成A 的反
应类型为硝化反应(取代反应),故答案为:sp2、sp3 ;硝化反应(取代反应);
(2)由分析可知,物质C 的名称为对二甲苯(1,4-二甲苯);物质E 为
,官
能团的名称为羟基,故答案为:对二甲苯(1,4-二甲苯);羟基;
(3)D 为对二氯甲基苯(
),水解生成对苯二甲醇(
),反应条件为NaOH 水溶液,加热,故答案为:NaOH 水溶液,加热;
(4)E(
)在催化剂、加热条件下被氧气氧化为F(
),
化学方程式为:
+
+
;
(5)由题,两个取代基可以为(—CH2Cl 与—CH2Cl,邻间对3 中结构,除去D 本身,共2 种结构)、
(—CH3与—CHCl2,邻间对3 中结构)、(—Cl 与—CH(Cl)CH3,邻间对3 中结构)、(—Cl 与—
CH2CH2Cl,邻间对3 中结构),总共11 种;峰面积之比为2:1:1 的结构为
,故答案为:
11;
;
(6)根据题目信息,用对苯二甲醇和1,3,5-三硝基苯合成COFTPA-TA的合成路线为:
。
14. (2026·四川省遂宁市·一模)化合物ⅶ是一种合成抗癌药物中间体,其合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)化合物iii 的名称为_______。
(2)化合物vi 的分子式是_______,芳香化合物X 为化合物ⅶ的同分异构体,在核磁共振氢谱上有3 组
峰,且能与Na2CO3溶液反应无CO2放出,则X 的结构简式为_______。
(3)关于上述合成路线,下列说法正确的有_______(填选项字母,下同)。
A. 反应⑥过程中涉及
键的断裂与键的形成
B. 化合物ⅳ是乙酸的同系物
C. 化合物ⅰ和ⅱ均能与NaOH 溶液反应
D. 化合物ⅵ和ⅶ分子中均存在一个手性碳原子
(4)化合物ⅵ中存在
的互变异构,若要证明有vi'的存
在,可选用的实验方法是_______(填字母)。
A. 元素分析仪
B. 红外光谱仪
C. 质谱仪
D. 与NaOH 溶液反应
(5)结合上述合成路线,利用苯乙醇、乙醇和
合成另一种重要合成药物中间体ⅷ(
),最后一步反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)环己烯 (2)①. C8H12O3
.
②
(3)AD (4)B
(5)
【解析】化合物ⅰ(
)和氢气发生加成反应生成ⅱ(
),ⅱ(
)与NaOH 醇溶液并加
热发生消去反应生成ⅲ(
),ⅲ(
)在一定条件下开环生成ⅳ(
),ⅳ(
)和乙醇发生取代反应生成ⅴ(
),ⅴ(
)在一定条件下生成ⅵ(
),ⅵ(
)和
发生加成反应生成ⅶ(
),据此分析。
(1)根据分析,化合物iii 的名称为环己烯。
(2)根据化合物vi(
)的结构可得出其分子式为C8H12O3,芳香化合物X 为化合物ⅶ的
同分异构体,能与Na2CO3溶液反应无CO2放出,结合不饱和度,则有—OH (酚羟基),在核磁共振氢谱上
有3 组峰,具有高度对称结构,故其结构简式为
。
(3)A 反应⑥是断开碳碳双键与碳原子结合成碳碳单键的过程,涉及π 键的断裂与键的形成,A 正确;
B 化合物ⅳ中含有两个羧基,与乙酸不互为同系物,B 错误;C 化合物ⅰ为酚,能与NaOH 溶液反应,化
合物ⅱ为醇,不能与NaOH 溶液反应,C 错误;D 根据手性碳的定义,化合物ⅵ(
)和ⅶ(
)分子中均有一个手性碳原子,D 正确;故选AD。
(4)化合物ⅵ中存在
的互变异构,vi'的结构与ⅵ
的区别在于存在羟基和碳碳双键,因此可以用红外光谱仪测定官能团来证明有vi'存在。故选B。
(5)参考上述合成路线,利用苯乙醇、乙醇和
可以合成另一种重要合成药物中间体ⅷ(
),由逆推结合题目的要求可推出合成路线如下:
最后一步反应的化学方程式为