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文档简介
有机合成核心素养与考情预测综合推断
专题十五有机合成核心素养与考情预测综合推断
命题调研(2016~2019四年大数据)2016~2019四年考向分布
核心素养:变化观念与模型认知、证据推理与创新
意识
考情解码:有机综合推断是历年的难点和重点,以
新药物或材料合成为主线考查有机反应类型、条件
和试剂,官能团的变化,新信息解读和运用,同分
异构体书写,合成路线的设计等综合能力,思维容
量大,难度高。考生必须熟练掌握常规的有机合成
模型,对常见的有机反应条件控制熟练运用,理解
官能团的引入和消除方法,对新信息能快速做出正
确的解读和运用,具有一定的迁移创新思想设计目
标产物的合成路线。
真题重现1.(2019·浙江4月选考,32)某研究小组拟合成除草剂苯达松和染料中间体X。
10N2O3S为原料制备X(项错误。(4)由于分子中只有10N2O3S为原料制备X(项错误。(4)由于分子中只有4种不)的A.化合物B到C的转变涉及到取代反应B.化合物C具有两性C.试剂D可以是甲醇D.苯达松的分子式是C10H(2)化合物F的结构简式是________。(3)写出E+G―→H的化学方程式________________________________________________________________________________________________________。(4)写出C6H13NO2同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含2个非碳原子;②1H—NMR谱和IR谱检测表明分子中有4种化学环境不同的氢原子,有N—O键,没有过氧键(—O—O—)。
(5)设计以CH3CH2OH和
合成路线(无机试剂任选,合成中须用到上述①②两条已知信息,用流程图表示)_________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析(1)B到C的反应涉及氧化反应和还原反应,未涉及取代反应,A项错误;
化合物C中既有羧基,又有氨基,具有两性,B项正确;试剂D可以是甲醇,C
项正确;苯达松的分子式为C10H12N2O3S,D
同化学环境的氢原子,所以满足条件的同分异构体必定是一个对称结构,由于存
1,故只含有一个六,此时不存在满足要求的同分异构体。,此时满足条件的结构为,不存在满足要求的同分异构体。,满足条件的3种结(2)(CH3)2CHNH2。
在N—O键,不存在—O—O—,且成环原子中最多含2个非碳原子,则N—O键1,故只含有一个六,此时不存在满足要求的同分异构体。,此时满足条件的结构为,不存在满足要求的同分异构体。,满足条件的3种结(2)(CH3)2CHNH2。
必定位于六元环的对称轴上,化合物C6H13NO2的不饱和度为
元环,对成环原子中非碳原子个数进行讨论:
成环原子全为碳原子:
成环原子中含1个O:
成环原子中含有1个N:
成环原子中含有1个N和1个O:
构为
综上,满足条件的同分异构体为
答案(1)BC
2.(2018·浙江11月选考)某研究小组拟合成染料X和医药中间体Y。
已知:
请回答:
谱和IR谱检测表明:谱和IR谱检测表明:A.化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应B.化合物C具有弱碱性C.化合物F能发生加成、取代、还原反应D.X的分子式是C17H22N2O3(2)化合物B的结构简式是________________________________________。(3)写出C+D―→E的化学方程式_____________________________________________________________________________________________________。(4)写出化合物A(C10H14O2)同时符合下列条件的同分异构体的结构简式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
1H-NMR
①分子中有4种化学环境不同的氢原子;②分子中含有苯环、甲氧基(—OCH3),没有羟基、过氧键(—O—O—)。
(5)设计以CH2===CH2和为原料制备Y()的合成路线(用流程
图表示,无机试剂任选)____________________________________________。
解析依据有机物的转化关系和相关信息可以推断:
;H,—CH3上应有两种,其结构;
(1)A项,A中不含酚—OH,所以A不能和FeCl3溶液发生显色反应;B项,—NH2;H,—CH3上应有两种,其结构;
能和H+反应,显弱碱性;C项,苯环能发生加成反应,也能发生取代反应,硝
基能发生还原反应;D项,X的分子式应为C17H20N2O3。
(4)根据①②,若苯环上有一种类型的H,—CH3上有一种类型的H,—OCH3应
有两种,其结构简式为
若苯环上有一种类型的H,—OCH3有一种类型的
简式为
若苯环上有两种类型的H,—OCH3、—CH3上各有一种,其结构简式应为
H,有两个—CH2—O—CH3基团时,其结构简式为
;H,有两个—CH2—O—CH3基团时,其结构简式为
若苯环上有两种类型的
。
(5)根据原料和相关信息,采用逆推法
答案(1)BC
3.(2018·北京理综,25)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。如图是8-羟基喹啉的合成路线。
ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。(1)按官能团分类,A的类别是________________________________________。(2)A→B的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________。(3)C可能的结构简式是____________________________________________。(4)C→D所需的试剂a是___________________________________________。
的结构不对称,它与HOCl发生加或HOCH2CHClCH2Cl。(4)C→D过程中,的分子式为的结构不对称,它与HOCl发生加或HOCH2CHClCH2Cl。(4)C→D过程中,的分子式为C9H9NO,二K到L的过程中发生了消去反应。观察K分子。发生消去反应生成(即L)。(8)合成8-羟基喹啉的过__________________________________________________________________。(6)F→G的反应类型是_____________________________________________。(7)将下列K→L的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为________。
解析(1)按照官能团分类,CH2===CHCH3属于烯烃。(2)A→B属于取代反应,
注意勿漏掉生成的HCl。(3)CH2===CHCH2Cl
成反应时,可能生成ClCH2CHOHCH2Cl
氯原子发生了水解,所以所用的试剂是NaOH水溶液。(5)D→E是醇类物质发生
的消去反应。(6)F是苯酚,G是苯酚分子中苯环上的氢原子被硝基取代的产物,
故F→G属于取代反应。(7)K的分子式为C9H11NO2,L
者分子组成上相差一个“H2O”,显然从
的结构,它不能发生消去反应。但根据“已知i”,可知K分子中醛基能与苯环
上氢原子发生加成反应得到醇羟基,然后发生消去反应,即可消去一个H2O
所以从K到L的流程为:K分子中的醛基与苯环上的氢原子发生加成反应生成
,再由
程中,L发生的是去氢氧化,一个L分子脱去了2个氢原子,而一个G分子中—
NO2变为—NH2需要6个氢原子,则L与G的物质的量之比应为3∶1。
43∶1――→R—CH===CH—CHO+H2O
答案43∶1――→R—CH===CH—CHO+H2O
(2)CH2===CHCH3+Cl2―高温―→CH2===CHCH2Cl+HCl(3)HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl(4)NaOH水溶液
(5)HOCH2CH(OH)CH2OH浓―H―2SO△→
CH2===CHCHO+2H2O(6)取代反应
(7)(8)氧化4.(2018·课标全国Ⅲ,36)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:RCHO+CH3CHONaOH/H2O△
回答下列问题:(1)A的化学名称是________。(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是________、________。(4)D的结构简式为_______________________________________________。(5)Y中含氧官能团的名称为________。(6)E与F在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为__________________________________________________________________。
ClCH2—C≡CH(B),HC≡C—CH2COOH,HC≡C—CH2COOH与
(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。XClCH2—C≡CH(B),HC≡C—CH2COOH,HC≡C—CH2COOH与不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式_________________________________________________________。
解析(1)CH3—C≡CH的名称为丙炔。
(2)CH3—C≡CH与Cl2在光照条件下发生取代反应生成
ClCH2—C≡CH与NaCN在加热条件下发生取代反应生成HC≡C—CH2CN(C),
即B→C的化学方程式为ClCH2—C≡CH+NaCN―△―→HC≡C—CH2CN+NaCl。
(3)A生成B的反应为取代反应,结合已知信息可推出G生成H的反应为加成反
应。
(4)HC≡C—CH2CN水解后生成
CH3CH2OH发生酯化反应生成HC≡C—CH2COOC2H5(D)。
(5)根据Y的结构简式可知,Y中含有酯基和羟基两种含氧官能团。
(7)根据题设条件可知,X中含有2个—CH3、1个碳碳叁键、1个酯基、1个—CH2—,
则符合条件的X的结构简式如下:
答案(1)丙炔
考向一有机反应类型、条件、试剂1.M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
A得到发生反应生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在碱性条件,其分子式为C8H16O2,与对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应;反应A得到发生反应生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在碱性条件,其分子式为C8H16O2,与对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应;反应H2发生加成反应生成所需试剂为A的(1)反应①的反应类型是___________________________________________;反应④的反应条件是_____________________________________________。
(2)除催化氧化法外,由
________。(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,__________________________________________________________________。(4)写出结构简式:C________,M________。(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式____________________________________________________________。(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式__________________________________________________________________。①不含羰基;②含有3种不同化学环境的氢原子。已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
解析(1)根据题意可知合成M的主要途径为:丙烯(CH2===CHCH3)在催化剂作
用下与H2/CO
下发生加成反应生成
分子式C8H14O
④为酯化反应,反应条件是:浓硫酸、加热。(2)除催化氧化法外,由A得到
还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等
将醛基氧化,然后再酸化的方法。(3)化合物A(C8H14O)与
B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比
O2氧化为C(分子进一步被催化氧化的结构简式为:CH2===CHCOOH;Y的结构简式为。(其他O2氧化为C(分子进一步被催化氧化的结构简式为:CH2===CHCOOH;Y的结构简式为。(其他浓硫酸、加热
式为C3H4O),结构简式为:CH2===CHCHO;CH2===CHCHO
生成D(分子式为C3H4O2),D
CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸加热条件下发生酯化反应
生成M,M的结构简式为:
(5)D为CH2===CHCOOH,与1-丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成
CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生
加聚反应可生成高聚物:
合理答案也可)。(6)丁醛的结构简式为:CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分异构
体中①不含羰基,说明分子中含有碳碳双键,②含有3种不同化学环境的氢原子
且双键碳上连有羟基的结构不稳定。则符合条件的结构简式为:
(其他合理答案也可)。
答案(1)消去反应(2)银氨溶液,酸(合理即可)(3)碳碳双键比羰基易还原(合理即可)
CH3CH2Br+NaOH―醇△―→CH2===CH2↑+NaBr+CH3CH2OH浓―H―2SO170→℃4CH2===CH2↑+H2O
HC≡CH+HCl催化剂――△→CH2===CHClCH3CH2Br+NaOH―醇△―→CH2===CH2↑+NaBr+CH3CH2OH浓―H―2SO170→℃4CH2===CH2↑+H2O
HC≡CH+HCl催化剂――△→CH2===CHCl1.由官能团转化推测反应类型。从断键、成键的角度掌握各反应类型的特点,如取代反应的特点是有上有下或断一下一上一;加成反应的特点是只上不下或断一加二;消去反应的特点是只下不上。2.由反应条件推测反应类型。有机反应的重要条件总结如下:(1)NaOH水溶液作条件的反应:卤代烃的水解;酯的碱性水解;NaOH醇溶液与卤代烃发生的是消去反应。(2)以浓H2SO4作条件的反应:醇的消去;醇变醚;苯的硝化;酯化反应。(3)以稀H2SO4作条件的反应:酯的水解;糖类的水解;蛋白质的水解。(4)Fe:苯环的卤代。光照:烷烃的卤代。(5)当反应条件为光照且与X2反应时,通常是X2与烷烃或苯环侧链烷烃基上的氢原子发生取代反应,而当反应条件为催化剂且与X2反应时,通常为苯环上的氢原子直接被取代。(6)当反应条件为催化剂并有氧气时,通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。3.卤代、硝化、磺化、酯化、水解、皂化、分子间脱水等反应,本质上属取代反应。4.有机物的加氢、脱氧属还原反应,脱氢、加氧属氧化反应。考向二官能团引入方法1.官能团的引入(或转化)(1)引入碳碳双键
卤代烃的消去反应H2O
醇的消去反应
炔烃的加成反应
(2)引入卤素原子①烃的取代反应:
CH3CH3+Cl2―光照―→CH3CH2Cl+HCl②烯烃、炔烃与卤素单质的加成反应:
H光照、Cl23CH3CH===CH2+H2O―H→CH3CHOHCH3
CH3CH2CH2Cl+NaOH―H―2O△→CH3CH2CH2OH+NaClCH3CHO+HH光照、Cl23CH3CH===CH2+H2O―H→CH3CHOHCH3
CH3CH2CH2Cl+NaOH―H―2O△→CH3CH2CH2OH+NaClCH3CHO+H―△―→CH3CH2OHCH3COOHLiAlH――→4CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+NaOH―△―→CH3COONa++2H2O――→CH3CH2COOH
KMnO32,催化剂CH3CH2CH2CH3CH2CH2Cl+催化剂24(H+,aq)2CH3COOH,③烯烃、炔烃与氢卤酸的加成反应:
CH3CH===CH2+HBr催化剂――△→CH3CHBrCH3
④先与氢气进行加成反应,然后与卤素单质进行取代反应:
CH3CH===CH――→――→⑤醇与氢卤酸的取代反应:
CH3CH2OH+HBr―△―→CH3CH2Br+H2O(3)引入羟基
烯烃与水的加成反应
卤代烃的水解反应
醛(酮)的还原反应
羧酸的还原反应
酯的水解反应CH3CH2OH(4)引入羰基①醇(羟基碳原子上有2个H)的催化氧化引入醛羰基:
2CH3CH2CH2OH+O2―Cu―△→2CH3CH2CHO+2H2O
②醇(羟基碳原子上有1个H)的催化氧化引入酮羰基:
2CH3CHOHCH3+O2―Cu△―→
③醇的氧化:
CH3CH2CH2OH酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液
④某些烯烃、苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化:
CH3CH===CHCH――→
OH22”结构的有机物分子不能稳
2.官能团的消除OH22”结构的有机物分子不能稳(1)通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键)和苯环。(2)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。(3)通过加成或氧化反应等消除醛基。(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。3.官能团的改变(1)利用官能团的衍生关系进行衍变,如
R—CH2OHR—CHO―O―2→R—COOH
(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个
CH3CH2OH―消去-―H→2OCH2===CH2―加成+―Cl→2
ClCH2—CH2Cl―水解―→HOCH2—CH2OH(3)通过某种手段改变官能团的位置,如
2.(2019·名校协作体高三)高聚合物G、I可用于生产全生物降解塑料,在“白色污染”日益严重的今天有着重要的作用。有关转化关系如下:
已知:①CH3CH2CH2Br+NaOH―H―2O△→CH3CH2CH2OH+NaBr;②H的分子中有一
个含“—O—”结构的三元环;③含有“
定存在。请回答下列问题:
)的合成路线(无机原催化氧化得E为CH3COCOOH,E与氢气发生加成中含有羧基和羟基在一定条件下发生缩聚反应的分子中有一,H与二氧化碳发;,)的合成路线(无机原催化氧化得E为CH3COCOOH,E与氢气发生加成中含有羧基和羟基在一定条件下发生缩聚反应的分子中有一,H与二氧化碳发;,H与二氧化碳发生(2)下列说法不正确的是________。A.化合物G、I属于酯类B.物质A可以发生中和反应C.1molD与足量Na反应放出1molH2D.B和氯气在一定条件可以发生加成生成C3H5Cl(3)写出由两分子F合成六元环化合物的化学方程式________________________________________________________________________________________。(4)化合物F有多种同分异构体,写出符合下列条件F的同分异构体的结构简式________。①能和NaOH反应;②能发生银镜反应
(5)依据上述合成路线,设计以乙烯为原料制备乙二醛(料任意选择,合成路线用流程图表示)______________________________________________________________________________________________________。
解析B中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应生成C,C在碱性条件下水解得
出D为CH3CHOHCH2OH,D
反应得F为CH3CHOHCOOH,F
得G,比较A与E的分子式可知,A为CH3COCHO。由已知②H
个含“—O—”结构的三元环,可知H为
生聚合反应生成聚碳酸酯多元醇。
(1)由以上分析可知,H的结构简式为
(2)A、F为CH3CHOHCOOH,F中含有羧基和羟基,在一定条件下F发生分子间
缩聚反应得G,因此G属于酯类;H为
B错误;C、D为CH3CHOHCH2OH,C正确;D、B中D错误;综中含有羟基和羧基,可以发生、HCOOCH(OH)CH3、B错误;C、D为CH3CHOHCH2OH,C正确;D、B中D错误;综中含有羟基和羧基,可以发生、HCOOCH(OH)CH3、。
可知,A为CH3COCHO,不能发生中和反应,故
含有两个羟基,因此1molD与足量Na反应放出1molH2,故
含有碳碳双键,能与氯气在一定条件可以发生加成生成C3H6Cl2,故
上所述,本题应选BD;(3)F为CH3CHOHCOOH
酯化反应,
;
(4)①能和NaOH反应,说明含有羧基或酯基,②能发生银镜反应,说明含有醛基,
因此符合条件的同分异构体有HCOOCH2CH2OH
HCOOCH2OCH3。
(5)以乙烯为原料,乙烯先与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙
烷与氢氧化钠水溶液发生水解生成乙二醇,再经催化氧化可得乙二醛,具体流程
为:
CH2OCH3
(4)HCOOCH2CH2OH、HCOOCH(OH)CH3、HCOOCH2OCH3
考向三官能团保护措施3.化合物J是某种解热镇痛药,以A为原料的工业合成路线如下图所示:
已知:
请回答:(1)写出同时符合下列条件的F的所有同分异构体的结构简式__________________________________________________________________。①属α氨基酸(α碳上须含有氢原子);②1H—NMR谱表明分子中含有苯环。(2)下列说法不正确的是________。A.化合物C中含氧官能团有两种
G→H根据F与I反应生成J的结构简式和流程图,可知F为G→H根据F与I反应生成J的结构简式和流程图,可知F为,则H为,D为,。、的合成路线(用流程图表示,无机试剂任。根据F可知;苯酚与乙酸酐反应生成发生硝化反应生成C,C为C.化合物F能与FeCl3发生显色反应D.化合物J的分子式为C18H15NO5(3)写出I的结构简式_____________________________________________;合成过程中设计步骤②和③的目的是_______________________________。(4)设计选)_______________________________________________________________。(5)写出I+F→J的化学方程式______________________________________。
解析
,I为
E为
B
,苯酚与甲醛反应生成G
(1)根据F与I反应生成的J的结构简式和流程图,可知F为
,①属α氨基酸(α碳上须含有氢原子)②1H—NMR
谱表明分子中含有苯环的F的所有同分异构体有
,有两种含氧官能团,正确;B.E为JD。,合成过程中设计步骤②和③的目的是保护酚羟基不被氧,H为。由G合成H,需要将—CH2O,有两种含氧官能团,正确;B.E为JD。,合成过程中设计步骤②和③的目的是保护酚羟基不被氧,H为。由G合成H,需要将—CH2OH氧化,
(2)A.C为
,既可以与NaOH反应又可以与HCl反应,正确;C.F为
,能与FeCl3发生显色反应,正确;D.化合物
的分子式为C18H17NO5,错误;故选
(3)I为化。
(4)G
因此需要对酚羟基进行保护,流程图为:
。
(5)I+F发生酯化反应生成J,反应的化学方程式为
保护酚羟基不被氧化
(2)D保护酚羟基不被氧化
(3)
被保护的官能团性质易被氧气、臭氧、双②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为酚:先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基易被氧气、臭氧、双用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用氧水、酸性高锰酸钾被保护的官能团性质易被氧气、臭氧、双②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为酚:先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基易被氧气、臭氧、双用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用氧水、酸性高锰酸钾NaOH醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键易被氧化保护方法乙醇(或乙二醇)加成保护:官能团的保护被保护的官能团①用NaOH溶液先转化为酚钠,后酸化重新转化为酚:
酚羟基氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
氨基
易与卤素单质加成,
碳碳双键
溶液氧化醛基
考向四新信息解读4.(2019·台州中学高三)已知
以下是化合物N(属于环己烯酮类)的两步合成路线,F不含氯元素。Ⅰ步:
Ⅱ步:
为原料,合成;。(用流程图表示,反应条件任选)。
请回答:为原料,合成;。(用流程图表示,反应条件任选)。(1)D中官能团名称是________________。(2)下列说法不正确的是________________。A.E生成F与G生成H的反应类型相同
B.J的结构简式是
C.1molI最多能和4molH2加成D.N的分子式为C17H20O2(3)符合下列条件的G的同分异构体有________种,写出其中一种同分异构体的结构简式________。①能与浓溴水反应产生白色沉淀②苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种③可在一定条件下发生水解反应和银镜反应(4)写出方程式:B+C→D_________________________________________。
(5)以
解析Ⅰ步:由已知①,结合C的分子式可得:B为HCHO、C为
由已知②,结合流程可得:D为:
)与;F与B(HCHO)生成G为;H催化氧化生成I(;J与H2;由已知③,结合N)与;F与B(HCHO)生成G为;H催化氧化生成I(;J与H2;由已知③,结合N的结构)反应生成M为:,官能团名称是:碳碳双键和羰基。)与生;G与CH3I);由已知②可加成生成K,结合K的分子式可得,K为:。生成F()发生的是取
成F为
生成H为
得:J为
;K催化氧化生成L为
简式可得,L和D(
(1)D为:
(2)A项,E(
)与CH3I,故B错)的结构简式可得,分子中含有1个苯环、一个2错误。综上所述,符合题意的选项为,其同分异构体满足下列条件:①能与浓溴水反应产生(或生)与CH3I,故B错)的结构简式可得,分子中含有1个苯环、一个2错误。综上所述,符合题意的选项为,其同分异构体满足下列条件:①能与浓溴水反应产生(或生成H(加成,故C错误;D项,由N、)发生的也是取代反
应,二者反应类型相同,故A正确;B项,J的结构简式为
误;C项,由I(
羰基、一个醛基,所以1molI最多能和5molH
的结构简式可得,分子式为C15H16O2,故D
BCD。
(3)G为
白色沉淀,则含有酚羟基;②苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有两
种,则两个取代基在对位上;③可在一定条件下发生水解反应和银镜反应,则含
有甲酸酯基。综上分析,可能情况有:
),共5种。
、D为为原料,合成与,故流程图为:(3)5,故B+C→D的,由已知①②,结合流程得到启发:可先
(4)B为HCHO、C为、D为为原料,合成与,故流程图为:(3)5,故B+C→D的,由已知①②,结合流程得到启发:可先
化学方程式为:
(5)以
生成丙酮和乙醛,二者反应生成CH3COCH===CHCH3;CH3COCH===CHCH3
氢气发生加成反应可得到
。
答案(1)碳碳双键、羰基(2)BCD
(5)
备考策略高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯αH被取代的反应:CH3—CH===CH2+Cl2―△―→Cl—CH2—CH===CH2+HCl。(2)共轭二烯烃的1,4-加成反应:
(3)烯烃被O3氧化:R—CH===CH2―①―O②Zn→3R—CHO+HCHO。
(4)苯环侧链的烃基(与苯环相连的碳上含有氢原子)被酸性KMnO4溶液氧化:
(5)苯环上的硝基被还原:
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN水解得—COOH):
(8)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:
(9)羧酸分子中的αH被取代的反应:
催化剂2
RCH2COOH+Cl――→+HCl。催化剂2
(10)羧酸用LiAlH4还原时,可生成相应的醇:
RCOOHLiAlH――→4RCH2OH。
(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。考向五有机合成路线设计5.[2016·新课标全国Ⅰ,38(6)]秸秆(含多糖类物质)的综合应用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:
参照上述合成路线,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线。
6.[2016·全国卷Ⅲ,38(6)改编]端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。
2R—C≡C—H催化剂――→R—C≡C—C≡C—R+H2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
)为原料(其他无机试剂任选)制)的合成路线。
写出用2-苯基乙醇()为原料(其他无机试剂任选)制)的合成路线。
备化合物D(
备考策略1.原则原料价廉、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高。2.方法(1)正推法即从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线,其思维程序为
基础原料⇨中间产物……⇨中间产物⇨目标有机物
如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯,可采用正推法:
(2)逆推法即从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计,其思维程序为
)的结构分析可知合成该
目标有机物⇨中间产物……⇨中间产物⇨基础原料)的结构分析可知合成该
如采用逆推法,通过对苯甲酸苯甲酯(
有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇,继续逆推可得出原料分子为甲苯,如图所示:
设计合成路线时,要选择反应步骤少,试剂成本低,操作简单,毒性小,污染小,副产物少的路线,即
(3)正逆双向结合法采用正推和逆推相结合的方法,是解决合成路线题的最实用的方法,其思维程序
为基础原料⇨中间产物……中间产物⇦目标有机物
3.有机合成路线设计的几种常见类型根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分为(1)以熟悉官能团的转化为主型如:以CH2===CHCH3为主要原料(无机试剂任用)设计CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
))的合成路线流程
(2)以分子骨架变化为主型))的合成路线流程
如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯(
的合成路线流程图(注明反应条件)。提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr
(3)陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。如:模仿
设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺(
;+
图。;+关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)
1.(2019·暨阳联合高三)某研究小组按下列路线合成治疗高血压药阿替洛尔:
已知:(1)
(2)RX―NaCN―→RCNH―/H→2ORCOOH请回答:(1)化合物F的结构简式为________。(2)写出D→E的化学方程式__________________________________________。
根据已知(1)信息可知B为,由阿替洛尔结构可知F为和根据已知(1)信息可知B为,由阿替洛尔结构可知F为和CH3OH、H2O,答案为:,结合E的结构可知C为;A.化合物B能形成内盐B.化合物C能与浓溴水发生取代反应C.化合物D能与碳酸氢钠反应产生气体D.阿替洛尔的分子式是C14H21N2O3(4)请设计以甲苯为原料合成化合物A的合成路线________(用流程图表示,无机试剂任选)。(5)化合物X是式量比化合物A小14的同系物,写出同时符合下列条件的化合物X所有同分异构体的结构简式________。①能与FeCl3溶液发生显色反应;②1H-NMR谱显示分子中有3种氢原子;③IR谱表明分子中含—C≡N键,无—O—O—键。
解析
,D为
(2)D与NH3·H2O反应生成
(3)B中含有羧基和氨基,能形成内盐,C中含有酚羟基,与浓溴水发生苯环上的
取代反应,D中不含羧基,不能与碳酸氢钠反应,阿替洛尔的分子式为C14H22N2O3。
(5)X分子式为C7H5NO4,不饱和度为6,除去苯环结构,含有1个—C≡N;还含
有酚羟基,无—O—O—键,分子中3种H,说明分子具有对称性。
答案(1)
2.(2019·宁波镇海中学)化合物G是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(R代表烃基,R'代表烃基或
请回答:(R代表烃基,R'代表烃基或(1)B的结构简式为________________。(2)下列说法正确的是________。A.化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应B.1mol化合物C最多能与2molNaOH反应C.化合物E既有氧化性,又有还原性D.由流程可知,Red-Al、MnO2分别做还原剂、氧化剂,其中MnO2也可用Cu/O2、足量的酸性高锰酸钾等代替E.化合物G的最简式为C6H6NO(3)C→D的过程中有一种无色无味气体产生,其化学方程式为_________________________________________________________________________________。(4)写出同时满足下列条件的B的同分异构体的结构简式________。①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(5)已知:
、和A的分子式可知,二者相差C2H4,结合反→A为取代反应,A为,B→C为取代反应,生成C和水,根据已知信息,C→D,比较E、和A的分子式可知,二者相差C2H4,结合反→A为取代反应,A为,B→C为取代反应,生成C和水,根据已知信息,C→D,比较E与G的结构可知,F为;和(CH3)2SO4为原料制备,A→B发生还原反
的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析由合成流程可知,
应条件可知,
应,则B为
为氨基上H被取代,D为
,F→G发生氧化反应。
(1)根据上述分析,B为
,结构中没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色)中含有1mol酯基和1mol肽键,)中含有碳碳双键和苯MnO2)的化学式为,结构中没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色)中含有1mol酯基和1mol肽键,)中含有碳碳双键和苯MnO2)的化学式为C12H12N2O22BrCH2COCH3+K2CO3→的最简式为C6H6NO,正+2KBr+H2O
反应,错误;B.1mol化合物C(
最多能与2molNaOH反应,正确;C.化合物E(
环,能够与氢气发生还原反应,也能在空气中燃烧,因此既有氧化性,又有还原
性,正确;D.由上述分析可知,Red-Al、MnO2分别作还原剂、氧化剂,其中
也可用Cu/O2,但不能用酸性高锰酸钾代替,酸性高锰酸钾能够将醇氧化为酸,
错误;E.化合物G(
确;
(3)C→D的过程中有一种无色无味气体产生,该气体应该为二氧化碳,反应的方
程式为
为;(5)以,结合上述合成流程可知,(2)BCE+2BrCH2COCH3+K2CO3→,①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;、+2KBr+H2O+和
+CO2↑;(4)B为;(5)以,结合上述合成流程可知,(2)BCE+2BrCH2COCH3+K2CO3→,①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;、+2KBr+H2O+和
②能发生水解反应,水解产物之一是α氨基酸,说明结构中含有酯基或肽键,另
一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢,同时满足条件的B的同分异构体
为
(CH3)2SO4为原料制备
—OH转化为—Br,酚—OH转化为醚键,硝基转化为氨基,最后发生信息中的反
应,则合成流程为
。
答案(1)
(3)CO2↑
)是一种治疗心血管和高血压的+
(4))是一种治疗心血管和高血压的+(5)
1.(2019·嘉兴一中高三检测)有机物Y(药物,某研究小组以甲苯、乙烯等物质为主要原料,通过以下路线合成:
已知:RX+NaCN―→RCNH―2O/H―→RCOOH
请回答:(1)写出化合物H的结构简式________________。(2)下列说法不正确的是________。A.反应①的试剂与条件为Cl2/光照B.化合物E能发生银镜反应
可知,A的结构简式为,根据D和G结构简式知,D和可知,A的结构简式为,根据D和G结构简式知,D和F发生取代反应,H发生取代反应生成X,;,D.Y的分子式为C11H13NCl(3)写出反应④的化学方程式___________________________________________________________________________________________________________。(4)芳香族化合物M是B的同分异构体,M含有二个六元环,则M可能的结构有________。(5)已知一个碳原子上连有两个羟基是不稳定的,会脱水转化为羰基。试写出由C
的一种同分异构体制备合成的线路图。
解析甲苯发生反应①生成A,A和NaCN反应后再水解生成B,B发生取代反
应生成C,结合C的结构简式
B的结构简式为
④生成G,且是F的氨基中的H原子和D中的Cl原子发生取代反应,比较G和
X的结构简式,可推出H的结构简式为
X发生取代反应生成Y,以此解答。
(1)H和五氯化磷发生取代反应生成X,则根据X的结构简式可知化合物H的结
构简式为
(2)A.根据C的结构简式可知反应①是甲基上的氢原子被取代,因此试剂与条件为
Cl2/光照,A正确;B.化合物E是环氧乙烷,不是乙醛的同分异构体,不能发生
错误。,芳香族化合物M是B的同分异构体,M含有,应先合成对苯二甲)的同分异构体,分别氧化和还原可生成对苯二甲酸、对苯二甲醇,为原料,
银镜反应,B错误;C.从G→Y错误。,芳香族化合物M是B的同分异构体,M含有,应先合成对苯二甲)的同分异构体,分别氧化和还原可生成对苯二甲酸、对苯二甲醇,为原料,
取代反应,C错误;D.Y的分子式为C11H14NCl,D
(3)反应④是氯原子被取代,反应的化学方程式为:
;
(4)B的结构简式为
二个六元环,则符合条件的有机物结构简式为:
;
(5)制备
酸和对苯二甲醇,可选用C(
水解可生成
其合成流程图为
。
答案(1)(2)BCD
(3)
(4)
(5)
2.(2019·绿色评价联盟联考)工业上制备有机物G的流程如图所示
同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________;;(3)AB反应的化学方程式为:
(1)下列说法正确的是________。同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________;;(3)AB反应的化学方程式为:A.溴苯是密度比水小的无色液体B.流程中无水乙醚是溶剂、FeBr3和AlBr3是催化剂
C.具有弱酸性D.反应Ⅰ为取代反应(2)写出F的结构简式________。(3)写出A与B反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________。
(4)写出
①分子中有4种化学环境不同的氢原子;②分子中含有苯环。(5)写出以乙烯为原料制备CH3CH===CHCH3的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
解析(1)A.溴苯是密度比水大的无色液体,故A错误;B.流程中无水乙醚是溶剂、
FeBr3和AlBr3是催化剂,故B正确;C.中羟基没有直接连接苯
环,没有酸性,故C错误;D.反应Ⅰ是羟基被—Br替代,属于取代反应,故D
正确,故选:BD;(2)由分析可知,F的结构简式为:
与
同时符合下列条件的同分异构合作用生成条件的同分异构体有:、
;(4)同时符合下列条件的同分异构合作用生成条件的同分异构体有:、
体:①分子中有4种化学环境不同的氢原子,存在对称结构,②分子中含有苯环,
符
;(5)由乙醛与CH3CH2MgBr
CH3CH(OH)CH2CH3,然后发生消去反应生成CH3CH===CHCH3.乙烯与水发生加
成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛。乙烯与HBr加成生成CH3CH2Br,
再与Mg/无水乙醚作用得到CH3CH2MgBr。合成路线流程图为:
。
答案(1)BD
(5)3.(2019·嘉兴高三模拟)米力农是一种用于治疗慢性心衰竭的化合物。某研究小组按下列路线合成米力农。
已知:①化合物B中只含一个甲基。
的合成路线(用流程图表示,无机试剂任中CH3CO—取代A的合成路线(用流程图表示,无机试剂任中CH3CO—取代A中甲基上的一个H原子,即B的结构简式为C7H16O3,(1)化合物B的结构简式是________。(2)下列说法不正确的是________。A.CH(OEt)3的化学式为C7H16O3B.C+G→米力农的反应类型为加成反应C.上图D→E→F的合成路线,避免毒性极强HCN的生成D.化合物D中滴加AgNO3溶液,会有淡黄色沉淀生成(3)写出F→G的化学方程式_________________________________________________________________________________________________________________。(4)化合物A经充分加氢,可得化学式为C6H13N的化合物X,X有多种结构,请写出符合下列条件的X的同分异构体的结构简式________。①含有一个五元环;②1H—NMR谱中只有4种峰。
(5)写出以乙酸为原料制备
选)。
解析(1)A与CH3COCl发生反应生成C8H9NO,以及C的结构简式,发生取代
反应CH3COCl
;(2)A、对比B和C的分子式,推出CH(OEt)3的化学式为
故A说法正确;B、对比C和米力农结构简式,生成米力农时,C中去掉了一个
O原子,因此该反应不属于加成反应,故B错误;C、根据信息②,推出D的结
生成E发生酯化反应,即E为CH2BrCOOC2H5,E生HCN、进行断裂,因此生成该物质的、;
生成E发生酯化反应,即E为CH2BrCOOC2H5,E生HCN、进行断裂,因此生成该物质的、;
成F发生取代反应,即F的结构简式为CH2(CN)COOC2H5,此反应中避免
的生成,故C正确;D、D中Br以原子的形式存在,滴加AgNO3溶液,不出现
淡黄色沉淀,应先加NaOH水溶液,加热,再滴加硝酸酸化,最后滴加AgNO3
溶液,故D错误;(3)根据(2)中C选项分析,F的结构简式为CH2(CN)COOC2H5,
根据G的分子式,F生成G发生取代反应,即反应方程式为
;(4)只有4
种峰,应是对称结构,五元环上一个顶点为N,
(5)根据目标产物结构简式的特点,应从
反应物是HOCH2COOH,利用信息②,从而推出该反应的合成路线为
答案(1)
、、
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