2024年高考化学第一轮单元练习题：第四单元　药物合成的重要原料-卤代烃、胺、酰胺

第四单元药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺【课标要求】1.认识卤代烃的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。3.认识同一分子中官能团之间存在相互影响。4.能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的化学性质。根据有关信息书写相应的反应式。5.认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律。了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。一、卤代烃1.概念(1)卤代烃可看作是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。(2)官能团是碳卤键。2.物理性质3.化学性质(1)取代反应在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性比碳原子的大，使C—X的电子对向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ＋)，卤素原子带部分负电荷(δ－)，这样就形成一个极性较强的共价键：Cδ＋—Xδ－。因此，卤代烃在化学反应中，C—X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去。①反应条件：氢氧化钠的水溶液、加热。②C2H5Br在碱性条件下水解的化学方程式为C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))C2H5OH＋NaBr。(2)消去反应①概念：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成含不饱和键的化合物的反应。②卤代烃消去反应条件：氢氧化钠的醇溶液、加热。③C2H5Br发生消去反应的化学方程式为CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O。4.卤代烯烃的化学性质卤代烯烃的化学性质与烯烃相似，能发生加成反应和加聚反应。如氯乙烯发生加聚反应：。5.卤代烃的命名(1)卤代烷烃命名以含有与卤素原子连接的C原子在内的最长碳链作为主链，卤素原子与其他支链作为取代基，命名为“某烷”，命名规则同烷烃。如的名称为2－乙基－1－氯戊烷。(2)卤代烯(炔)烃命名选择含有双(三)键的最长碳链为主链，双(三)键位次最小，卤原子作为取代基，以烯烃(炔烃)为母体，命名为“某烯(炔)”。如的名称是3－甲基－4－氯－1－丁烯。6.制备方法(1)取代反应，如：C2H5OH与HBr反应的化学方程式：C2H5OH＋HBreq\o(→,\s\up7(△))C2H5Br＋H2O。(2)不饱和烃的加成反应，如：丙烯与HBr反应的化学方程式：CH3—CH=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3—CHBr—CH3(或CH3—CH2—CH2Br)。【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。(1)卤代烃都是密度比水大、难溶于水的油状液体(×)(2)溴乙烷水解反应和消去反应相比，其反应条件不同，所得产物不同，说明溶剂对化学反应有影响(√)(3)溴乙烷与NaOH醇溶液共热的气体产物可使酸性KMnO4溶液褪色，即可证明溴乙烷的消去反应产物含有乙烯(×)(4)卤代烃发生消去反应的产物有2种(√)二、胺、酰胺1.胺(1)烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺，一般可写作R—NH2。胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物。(2)结构简式：甲胺CH3—NH2、苯胺。(3)胺类化合物具有碱性，如苯胺与盐酸反应的化学方程式为。2.酰胺(1)酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。其结构一般表示，其中叫做酰胺基。(2)常见酰胺的的结构简式：乙酰胺、苯甲酰胺、N，N－二甲基酰胺。(3)酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应，反应方程式依次为RCONH2＋H2O＋HCleq\o(→,\s\up7(△))RCOOH＋NH4Cl、RCONH2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONa＋NH3↑。【诊断2】判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。(1)氯硝柳胺是抗击新冠肺炎的新药，分子中含有4种官能团(√)(2)合成药物胃复安与盐酸反应生成盐类物质(√)(3)酰胺与胺属于同类化合物，官能团均为—NH2(×)(4)一定条件下1mol与KOH溶液反应，最多消耗3mol的KOH(×)(5)苯胺()和酰胺()都能发生水解反应(×)三、有机合成设计1.有机物基团间的相互影响(1)苯酚中苯基对羟基的影响在苯酚分子中，苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子，促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易电离。(2)苯酚中羟基对苯基的影响①在苯酚分子中，羟基影响了与其相连的苯基上的氢原子，使邻对位上的氢原子更活泼，更容易被其他原子或原子团取代。②苯和苯酚溴代反应的比较苯苯酚反应物液溴、苯浓溴水、苯酚反应条件催化剂不需催化剂被取代的氢原子数1个3个反应速率慢快2.有机合成中碳骨架的构建(1)链增长的反应：加聚反应、缩聚反应、酯化反应；炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含有氰基(—CN)的物质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺；羟醛缩合反应。如：①CH≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN),\s\do5(催化剂))CH2=CHCNeq\o(→,\s\up7(H2O，H＋),\s\do5(△))CH2=CHCOOH。②。③＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3—CH=CHCHO＋H2O(2)链缩短的反应：烷烃的裂化反应，酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮。如：①eq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))＋RCOOH。②RC≡CHeq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))RCOOH③eq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))。(3)由链成环的方法①羟基酸酯化成环如eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))②狄尔斯—阿尔德反应如。3.有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入引入官能团引入方法卤素原子①烃与卤素单质(X2)发生取代反应；②不饱和烃与X2或HX发生加成反应；③醇与HX发生取代反应羟基①烯烃与水发生加成反应；②卤代烃碱性条件下发生水解；③醛或酮与H2发生加成反应；④酯的水解；⑤酚钠盐中滴加酸或通入CO2碳碳双键或碳碳三键①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃与H2、X2(卤素单质)或HX发生加成反应；③烷烃裂化醛基含—CH2OH结构的醇催化氧化羧基①醛被O2、银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液氧化；②酯在酸性条件下水解；③某些苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化(2)官能团的消除①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、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)官能团的保护①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来，待其他基团氧化后再酸化将其转变为—OH。②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待其他基团氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。(4)官能团转化的顺序：如在对硝基甲苯eq\o(→,\s\up7(合成))对氨基苯甲酸的过程中，应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2，防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。【微练3】设计由→的合成路线。答案eq\o(→,\s\up7(Cl2/光照))eq\o(→,\s\up7(NaOH/乙醇),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(Br2/CCl4))eq\o(→,\s\up7(NaOH/水),\s\do5(△))考点一卤代烃的性质与应用【典例】卤代烃R—CH2—CH2—X中存在的化学键如图所示，则下列说法正确的是()A.发生水解反应时，被破坏的键是②B.发生消去反应时，被破坏的键是①和②C.发生水解反应时，被破坏的键是①和④D.发生消去反应时，被破坏的键是①和③答案D解析卤代烃的水解反应实际上就是取代反应，反应中“—X”被“—OH”取代，生成醇，所以被破坏的键只有①，A错误；卤代烃的消去反应是连接X的碳的相邻碳原子的一个H和X一同被消去，破坏的键是①和③，D正确。❶卤代烃水解反应和消去反应的比较反应类型水解反应消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))R—CH2OH＋NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))＋NaX＋H2O产物特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物❷消去反应的规律①两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子、②有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如的消去产物为CH2=CH—CH2—CH3或CH3—CH=CH—CH3。③型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R。题组一卤代烃的化学性质1.(2021·十堰模拟)下列对1－氯丙烷和2－氯丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应描述正确的是()A.都是取代反应B.两者产物不同C.碳氢键断裂的位置相同D.两者产物均能使溴水褪色答案D解析1－氯丙烷和2－氯丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热均发生消去反应生成丙烯，断裂C—H键的位置不同，产物相同，产物均含碳碳双键，均能使溴水褪色。2.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不发生消去反应的是()③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2⑤⑥CH3ClA.①③⑥ B.②③⑤C.全部 D.②④答案A解析①消去反应发生后将会形成双键，而氯苯中氯原子在支链上，相邻的碳原子是苯环上的一部分，因此氯苯不能在KOH醇溶液中发生消去反应，符合题意；②氯原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，生成(CH3)2C=CH2，不符合题意；③该有机物的结构简式为，氯原子所连碳原子的相邻的碳上无氢原子，因此该有机物不能发生消去反应，符合题意；④卤素原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，不符合题意；⑤卤素原子所连碳原子的相邻的碳上有氢原子，可以发生消去反应，不符合题意；⑥CH3Cl没有邻位碳原子，不符合发生消去反应的条件，符合题意。题组二卤代烃中卤素原子的检验3.要检验溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是()A.加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现B.滴入AgNO3溶液，再加入稀盐酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成C.加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D.滴入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成答案C解析A、B两选项所加氯水和AgNO3溶液不能与溴乙烷反应；D项加NaOH溶液共热，发生水解反应后溶液呈碱性，直接加AgNO3溶液会生成Ag2O沉淀而干扰实验；C项用稀硝酸中和过量的碱，再加AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成，则证明含有溴元素。4.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物说法正确的是()A.四种物质中分别加入氯水，均有红棕色液体生成B.四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成C.四种物质中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成D.乙发生消去反应得到两种烯烃答案B解析这四种有机物均不能与氯水反应，A项不正确；B项描述的是卤代烃中卤素原子的检验方法，操作正确，B项正确；甲、丙和丁均不能发生消去反应，C项不正确；乙发生消去反应只有一种产物，D项不正确。卤代烃中卤素原子检验的流程题组三卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用5.以2－氯丙烷为主要原料制取1，2－丙二醇[CH3CH(OH)CH2OH]时，依次经过的反应类型为()A.加成反应→消去反应→取代反应B.消去反应→加成反应→取代反应C.消去反应→取代反应→加成反应D.取代反应→加成反应→消去反应答案B解析有机物的合成，常采用逆推法，要生成1，2－丙二醇，则需要通过1，2－二氯丙烷的水解反应，要生成1，2－二氯丙烷，则需要利用丙烯和氯气的加成反应，而丙烯的生成，可利用2－氯丙烷的消去反应，所以依次经过的反应类型为消去反应→加成反应→取代反应。6.以溴代芳香烃A为原料发生如图转化，下列说法中错误的是()A.合适的原料A可以有两种B.转化中发生消去反应的是②⑦C.C的名称为苯乙烯D.转化中发生取代反应的是①③⑥⑨答案D解析从A到C8H10的转化过程中碳原子数不变，推断出A分子中有8个碳原子。C的结构为，所以溴代芳香烃A的结构可能为或，A项正确；从反应条件中可以明显看出，②、⑦发生的都是卤代烃的消去反应，B项正确；C的结构为，从结构上可以看作是乙烯中的一个氢原子被苯基取代，可以称之为苯乙烯，C项正确；①是卤代烃的水解，③是酯化反应，⑥是卤代烃的水解，三个反应均是取代反应，但⑨是催化加氢，是加成反应(或还原反应)，D项错误。卤代烃在有机合成中的“五大作用”❶引入羟基R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))ROH＋NaX❷引入不饱和键❸改变官能团的位置通过卤代烃的消去反应获得烯烃，再通过烯烃与HX在一定条件下的加成反应，又得到卤代烃，但卤素原子的位置发生了变化。如以1－溴丙烷为主要原料，制取2－溴丙烷的过程为：CH3CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH/乙醇/△))CH3CH2=CH3CHBrCH3❹改变官能团的数目通过卤代烃的消去反应获得烯烃，再通过烯烃与X2的加成反应得到二卤代烃(X为卤素)。❺进行官能团保护如烯烃中碳碳双键的保护。考点二胺、酰胺的结构与性质【题组训练】1.目前我国自主研发的抗癌新药西达本胺即将全球上市。西达本胺的结构简式为。下列关于西达本胺的说法不正确的是()A.西达本胺的分子式为C22H19FN4O2B.西达本胺可以与氢气发生加成反应C.西达本胺具有碱性，可与盐酸发生反应D.1个西达本胺分子碱性条件下水解可得到3种芳香族化合物答案D解析西达本胺合有两个苯环，所以1个西达本胺分子碱性条件下水解得不到3种芳香族化合物。因为西达本胺中含有碳碳双键，所以可以与氢气发生加成反应，同时含有氨基，所以具有碱性，能与酸反应。2.N－苯基苯甲酰胺()广泛应用于药物中，可由苯甲酸()与苯胺()反应制得，由于原料活性低，可采用硅胶催化、微波加热的方式，微波直接作用于分子，促进活性部位断裂。制得粗产品后经过洗涤、重结晶等，最终得到精制的产品。已知：溶剂溶解性物质水乙醇乙醚苯甲酸微溶易溶易溶苯胺易溶易溶易溶N－苯基苯甲酰胺不溶易溶于热乙醇，冷却后易结晶析出微溶下列说法不正确的是()A.反应时断的键为C—O键和N—H键B.洗涤粗产品用水比用乙醚效果好C.产物可选用乙醇作为溶剂进行重结晶提纯D.硅胶吸水，能使反应趋于进行完全答案B解析苯甲酸与苯胺反应生成N－苯基苯甲酰胺()和水，则反应时断的键为C—O键和N—H键，A正确；苯甲酸、苯胺易溶于乙醚，而N－苯基苯甲酰胺微溶于乙醚，则与水相比，用乙醚洗涤粗产品除杂效果更好，B错误；产物易溶于热乙醇，冷却后易结晶析出，则产物可选用乙醇作为溶剂进行重结晶提纯，C正确；硅胶吸水，可使平衡正向移动，能使反应趋于进行完全，D正确。氨、胺、酰胺的比较氨胺酰胺化学式或组成NH3R—NH2或R—NRR′(R和R′可以是氢原子或烃基)或(R和R′可以是氢原子或烃基)结构三角锥形具有氨基(或被取代的氨基)和R(烃基)的结构的组合具有或和R(烃基)的结构的组合化学性质具有还原性和碱性具有碱性，可以和盐酸、硝酸等酸性物质反应，也可以发生取代反应酰胺化合物能够发生水解反应，生成铵盐或氨气相互转化氨气和胺都具有碱性，都能与酸反应生成铵盐，铵盐和酰胺与碱溶液共热都能产生氨气考点三有机分子内原子或原子团的相互影响【题组训练】1.能说明苯环对羟基有影响，使羟基变得活泼的事实是()A.苯酚能和溴水迅速反应B.液态苯酚能和钠反应放出H2C.室温时苯酚不易溶于水D.苯酚的水溶液具有酸性答案D解析A项说明羟基使苯环上的氢原子更活泼；液态苯酚能与钠反应放出H2，但乙醇也能与钠反应放出H2，故B不能说明，C也不能说明；D项中，苯酚的水溶液具有酸性，说明苯酚分子中的—OH易电离，比醇羟基活泼，故D项可说明。2.有机物分子中的原子(团)之间会相互影响，导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是()A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.乙烯能与溴水发生加成反应，而乙烷不能发生加成反应C.苯酚可以与NaOH反应，而乙醇不能与NaOH反应D.苯酚与溴水可直接反应，而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂答案B解析甲苯中苯环对—CH3的影响，使—CH3可被KMnO4(H＋)氧化为—COOH，从而使KMnO4溶液褪色；乙烯能与溴水发生加成反应，是因为含碳碳双键引起的；苯环对羟基产生影响，使羟基中氢原子更易电离，表现出弱酸性；苯酚中，羟基对苯环产生影响，使苯酚分子中羟基邻、对位氢原子更活泼，更易被取代；B项符合题意。有机分子内原子或原子团的相互影响❶链烃基对其他官能团的影响甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。❷苯基对其他基团的影响①水、醇、苯酚提供氢离子的能力强弱：R—OH＜H—OH＜C6H5—OH②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。❸羟基对其他官能团的影响①羟基对C—H键的影响：使和羟基碳相连的C—H键更不稳定。②羟基对苯环的影响：使苯环羟基碳邻、对位上的氢原子更易被取代。微专题30有机“微合成”【核心归纳】1.有机合成中碳链增长的主要方法(1)醛、酮与HCN的加成反应可使醛、酮增加1个碳原子，如(2)卤代烃与炔钠反应可使碳链增加2个或2个以上的碳原子。如：CH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr。(3)醛与醛之间的羟醛缩合反应实际上是醛与醛的加成反应，醛基邻位碳原子上的氢原子(α—H)较活泼，能与另外一分子的醛基发生加成反应，如CH3CHO＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))(4)卤代烃与活泼金属的反应：2R—Cl＋2Naeq\o(→,\s\up7(乙醚),\s\do5(△))R—R＋2NaCl(5)醛、酮与RMgX加成：2.有机合成路线设计的表示方法表达方式：合成路线图Aeq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))Beq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))C……→D示例：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2))Br2—CH2—CH2—Breq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))HO—CH2—CH2—OH3.有机合成路线的设计方法(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(或转化)，从而设计出合理的合成路线。如以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。如通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知，合成该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[分类突破]类型一碳原子数和碳骨架结构不变的合成路线设计【典例1】设计由的合成路线(无机试剂任选)。答案解析与的碳原子数和碳骨架结构不变，可利用烃与Cl2光照下的取代反应，卤代烃的消去和水解反应及烯烃的加成反应设计合成路线如下：碳原子数和碳骨架结构不变的有机合成路线设计，实质是官能团之间的转化，其合成的基本方法可概括为：一是先舍(官能团)后得(官能团)，即“舍得”；二是卤代烃是有机合成的“桥梁”。即设计合成路线时要充分利用卤代烃的水解和消去反应。【对点训练1】设计用2－苯基乙醇为原料合成的合成路线(其他无机试剂任选)。答案解析2－苯基乙醇的结构简式为，目标产物与已知物质的碳原子数和碳骨架结构相同，因此设计合成路线只是将官能团进行改变，其合成路线为：类型二构成碳环的合成路线设计【典例2】已知：共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1，3－丁二烯)与含一个碳碳双键的化合物在一定条件下可发生狄尔斯—阿尔德反应(Diels－Alderreaction)，得到环加成产物，构建了六元环状碳骨架。例如：设计以和为原料制备的合成路线流程图________________________________________________________________________________________________________________________________________(无机试剂和乙醇任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案解析对比与和的结构简式并根据题给信息可知，需要由转化为，官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键，联想官能团之间的相互转化，与Br2发生加成反应生成，在NaOH醇溶液中发生消去反应生成，与发生加成反应生成，与H2发生加成反应生成。合成路线流程图为【对点训练2】已知＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))写出用环戊烷和2－丁炔为原料制备化合物的合成路线_____________________________________________________________________________________________________________________________________(其他试剂任选)。答案解析根据已知，环戊烷需要先转变成环戊烯，再与2－丁炔发生加成反应即可连接两个碳环，再用Br2与碳环上双键加成即可，即路线图为：类型三碳骨架结构发生变化(主要是碳链增长)的合成路线设计【典例3】苯乙酸苄酯()是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线___________________________________________________________________________________________________________________________________(无机试剂任选。)(已知ClCH2COONaeq\o(→,\s\up7(NaCN),\s\do5(②)))答案解析苯乙酸苄酯水解得到和苯甲醇，因此本题的关键是由苯甲醇合成苯乙酸，此合成过程中需增加一个碳原子，依据R—Cleq\o(→,\s\up7(NaCN))R—CN可实现这一目标要求，故合成路线设计为：【对点训练3】已知：+(R1、R2为烃基或氢)。根据已有知识并结合相关信息，写出以CH3CHO为原料制备CH3COCOCOOH的合成路线流程图(无机试剂任用)____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案CH3CHOeq\o(→,\s\up7(稀NaOH),\s\do5(△))CH3CH=CHCHOeq\o(→,\s\up7([O]))CH3CH=CHCOOHeq\o(→,\s\up7(溴水))eq\o(→,\s\up7(①NaOH水溶液/△),\s\do5(②H＋))eq\o(→,\s\up7(Cu/O2),\s\do5(△))CH3COCOCOOH解析根据已有知识并结合相关信息，CH3CHO在稀氢氧化钠溶液中加热得到CH3CH=CHCHO，CH3CH=CHCHO氧化得到CH3CH=CHCOOH，CH3CH=CHCOOH与溴水发生加成反应生成CH3CHBrCHBrCOOH，CH3CHBrCHBrCOOH在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应后酸化得到CH3CH(OH)CH(OH)COOH，CH3CH(OH)CH(OH)COOH在铜的催化加热条件下与氧气反应生成CH3COCOCOOH。类型四从题目的转化关系中截取“片断流程”设计合成路线【典例4】(2021·广东卷节选)天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略，Ph表示—C6H5)：已知：根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线(不需注明反应条件)___________________________________________________________________________________________________________________。答案解析由目标产物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一种原料(苯酚的同系物)为，合成时需要在苯环的碳原子上引入2个醚键。结合“已知”反应，在中引入第一个醚键，得到中间产物，引入第二个醚键，则可利用题给路线中反应④的原理，在催化剂作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路线为。【对点训练4】氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线：________________________________________________________________________________________________________________________________________(无机试剂任选)。答案解析合成路线的设计——逆推法：第一步：逆向分析。在分析的过程中，可充分参考题给反应关系，其分析过程如下图所示：第二步：正向书写。由上述分析，该合成路线可表示如下：1.(双选)(2020·江苏卷)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是()A.X分子中不含手性碳原子B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面C.Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热，均能生成丙三醇答案CD解析X分子中主链上第2个碳原子连接4个不同的原子或原子团，即该碳原子为手性碳原子，A项错误；Y分子中—CH3碳原子不一定和苯环上的碳原子共面，羰基上的碳原子一定和苯环共平面，即该分子中不一定所有碳原子都共面，B项错误；Z分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子，因此Z可以在浓硫酸催化、加热条件下发生消去反应，C项正确；X、Z在过量NaOH溶液中均能发生水解反应生成丙三醇，D项正确。2.(2021·天津卷)最理想的“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是()A.用电石与水制备乙炔的反应B.用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯的反应C.用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2，4，6－三溴苯酚的反应D.用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷()的反应答案D解析CaC2＋2H2O=Ca(OH)2＋C2H2↑，不是“原子经济性反应”，A项不符合题意；C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O，不是“原子经济性反应”，B项不符合题意；苯酚与饱和溴水的反应是取代反应，有副产物HBr生成，C项不符合题意，乙烯与O2生成环氧乙烷的反应为CH2=CH2＋eq\f(1,2)O2→，无副产物生成，属于“原子经济性反应”，D项符合题意。3.(2020·江苏卷)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：(1)A中的含氧官能团名称为硝基、________和________。(2)B的结构简式为________。(3)C→D的反应类型为________。(4)C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能与FeCl3溶液发生显色反应。②能发生水解反应，水解产物之一是α－氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含苯环。(5)写出以CH3CH2CHO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)醛基(酚)羟基(2)(3)取代反应(4)(5)CH3CH2CHOeq\o(→,\s\up7(H2，催化剂，△),\s\do5(或NaBH4))CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(PBr2),\s\do5(或HBr，△))CH3CH2CH2Br解析(1)A中含氧官能团有—NO2、—CHO、—OH，名称分别为硝基、醛基、(酚)羟基。(2)根据合成路线可知，B→C为醛基还原为羟基的反应，可推知B的结构简式为。(3)根据C、D的结构简式可知，C→D为C中—OH被—Br取代的反应，故反应类型为取代反应。(4)C的结构简式为，①能与FeCl3溶液发生显色反应，则该同分异构体中含有酚羟基；②能发生水解反应，水解产物之一是α－氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含有苯环，则该同分异构体的水解产物分别为H2NCH2COOH、，故该同分异构体的结构简式为。(5)运用逆合成分析法确定合成路线。由题述合成路线中E→F可知，可由被H2O2氧化得到，由题述合成路线中D→E可知，可由CH3CH2CH2Br与发生取代反应得到，由题述合成路线中C→D可知，CH3CH2CH2Br可由CH3CH2CH2OH与PBr3发生反应得到，CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO发生还原反应得到，故合成路线如下：CH3CH2CHOeq\o(→,\s\up7(H2，催化剂，△),\s\do5(或NaBH4))CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(PBr3),\s\do5(或HBr，△))CH3CH2CH2Br。1.(2021·沈阳质监)阿比多尔是一种抗病毒药(结构如图所示)，主要用于治疗A、B型流感病毒等引起的上呼吸道感染。下列关于阿比多尔的说法正确的是()A.氮原子的杂化方式为sp2B.1mol该有机物最多与3molNaOH反应C.苯环上的氢原子发生氯代时，一氯代物有6种D.其酸性条件下的水解产物，都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色答案D解析由该有机物的结构简式可知，氮原子周围形成了3个σ键，且含有一个孤电子对，故其杂化方式为sp3，A项错误；由该有机物的结构简式可知，1mol该有机物含有的1mol酚羟基可消耗1molNaOH，1mol酯基可消耗1molNaOH，1mol与苯环直接相连的溴原子能消耗2molNaOH，故1mol该有机物最多与4molNaOH反应，B项错误；根据等效氢原理可知，苯环有4种氢原子，如图所示：，发生氯代时，一氯代物有4种，C项错误；根据该有机物的结构简式可知，其在酸性条件下的水解产物为和CH3CH2OH，前者含有碳碳双键和酚羟基，后者含有醇羟基，故都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，D项正确。2.(2021·1月广东适应性考试)具有止血功能。下列关于该有机物的说法正确的是()A.属于芳香烃B.分子式为C8H11O2NC.可与NaOH溶液反应D.能发生加成反应，不能发生取代反应答案C解析A.烃是指只含C、H两种元素的化合物，该物质除了含C、H元素外还含N、O元素，故不是烃，故A错误；B.该物质的分子式为C8H9O2N，故B错误；C.其结构简式中含—COOH，可与NaOH反应，故C正确；D.该结构简式中含苯环，可与H2加成，—COOH可与—OH发生酯化反应，—NH2可与—COOH发生取代反应生成肽键，故D错误。3.(2021·1月湖南适应性考试)辣椒素是辣椒的辣味来源，其结构简式如下：下列有关辣椒素的说法错误的是()A.分子中含有18个碳原子B.分子中苯环上的一溴代物有3种C.能使溴水褪色D.分子中含有3种官能团答案D解析由结构简式可知，分子中含有18个碳原子，故A不选；溴原子可以取代苯环上与酚羟基相邻、相间碳原子上的氢原子，则分子中苯环上的一溴代物有3种，故B不选；该有机物中含有碳碳双键，能与溴单质发生加成反应，则能使溴水褪色，故C不选；该有机物含有酚羟基、醚键、肽键和碳碳双键4种官能团，故D选。4.(2021·江苏四校高三期末)某有机物的结构如图所示，关于该有机物下列说法正确的是()A.分子中最多有12个原子共平面B.分子完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个C.分子可以在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应D.分子与足量NaOH溶液完全反应后生成的钠盐只有1种答案D解析与苯环碳原子直接相连的6个原子和苯环上的6个碳原子一定共平面，故该分子中至少12个原子共平面，A错误；该物质完全水解后所得有机物为，其中只有与—NH2直接相连的碳原子为手性碳原子，即手性碳原子数目为1个，B错误；分子可以在浓硫酸，170℃加热条件下发生消去反应，C错误；与足量NaOH溶液完全反应生成和Na2CO3，生成的钠盐只有1种，D正确。5.(2021·江苏南京、盐城二模)检验溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成的气体中是否含有乙烯，装置如图1所示。下列说法不正确的是()A.装置①的作用是除去乙醇B.装置②的现象是高锰酸钾酸性溶液紫色褪去C.将生成的气体直接通入溴的四氯化碳溶液也可以达到实验目的D.图2所示NaBr晶胞中，每个Na＋周围距离最近的Na＋数目为4个答案D解析A项，乙醇与水互溶，乙烯难溶于水，所以可以用水除去混有的乙醇，正确；B项，生成的气体中含有乙烯，乙烯可以还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色，正确；C项，乙烯可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应使其褪色，而挥发出的乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色，正确；D项，以体心钠离子为例，距离最近的钠离子棱心上，所以有12个，错误。6.(2021·江苏扬州中学高三月考)化合物X是合成一种治疗直肠癌和小细胞肺癌药物的中间体，其结构简式如图所示，下列说法正确的是()A.化合物X分子中含有两种官能团B.化合物X分子中所有碳原子可能共平面C.化合物X与氢气加成后的分子中含有3个手性碳原子D.1mol化合物X最多能与5molNaOH反应答案A解析A项，该物质含有酰胺基、酯基两种官能团，正确；B项，该物质中含有3个碳原子连接在同一饱和碳原子上的结构，根据甲基的结构可知不可能所有碳原子共面，错误；C项，X中只有苯环能与氢气发生加成反应，加成后的产物为，只有“*”所标碳原子为手性碳原子，错误；D项，酯基水解生成的羧基、酰胺基水解生成的羧基都能和NaOH反应，则1molX最多能和3molNaOH反应，D错误。7.(2021·江苏泰州高三期末调研)阿咖酚散是由以下三种单药混合而成，下列有关叙述正确的是()A.咖啡因的分子式为C8H9N4O2B.对乙酰氨基酚极易溶于水C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应D.可用浓溴水区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚答案D解析A项，咖啡因的分子式为C8H10N4O2，A错误；B项，常温下，苯酚在水中溶解度不大，对乙酰氨基酚中疏水基团更大，溶解度比苯酚还要小，错误；C项，乙酰水杨酸中含有羧基，羧酸的酸性强于碳酸，可以与NaHCO3溶液反应，而对乙酰氨基酚中的酚羟基酸性弱于碳酸，不能与NaHCO3溶液反应，错误；D项，乙酰水杨酸不能与浓溴水反应而对乙酰氨基酚含有酚羟基可以与浓溴水反应生成白色沉淀，正确。8.(2021·宁德模拟)4－溴甲基－1－环己烯的一种合成路线如下：下列说法正确的是()A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子B.①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X答案B解析A.X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团，W中没有手性碳原子，错误；B.由官能团的转化可知1，3－丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；C.由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；D.Y中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，错误。9.某中间体M(2－甲基丙氨酸)的结构简式如图所示。下列有关M的说法不正确的是()A.分子式为C4H9NO2B.1molM与NaOH溶液反应，消耗1molNaOHC.分子中所有的碳原子不可能处于同一平面D.与M含有相同官能团的同分异构体有5种(不含本身，不考虑空间异构)答案D解析由结构简式可知分子式为C4H9NO2，故A正确；分子中只有羧基会和氢氧化钠反应，则1molM与NaOH溶液反应，消耗1molNaOH，故B正确；由分子结构简式可知分子中所有的碳原子不可能处于同一平面，故C正确；与M含有相同官能团的同分异构体有α(或β或γ)－氨基丁酸、H2NCH2CH(CH3)COOH共4种(不含本身，不考虑空间异构)，故D错误。10.(2021·河北高考押题预测卷)工业合成环丁基甲酸的流程如图。下列说法正确的是()A.a和b互为同系物B.a→b的反应类型为取代反应C.c分子中所有碳原子均可共面D.b的一氯代物有6种(不考虑立体异构)答案B解析根据a、b结构简式可知a分子式是C7H12O4，b分子式是C10H16O4，二者不是相差CH2的整数倍，因此二者不是同系物，A错误；a与Br—CH2CH2CH2Cl在一定条件下发生取代反应生成b和HCl、HBr，故a→b的反应类型为取代反应，B正确；c分子中含有饱和碳原子，具有甲烷的四面体结构，因此c分子中所有碳原子不可能共平面，C错误；b物质以中心碳原子为对称轴，含有4种不同位置的H原子，因此其一氯代物有4种(不考虑立体异构)，D错误。11.(2021·海南卷)二甲双酮是一种抗惊厥药，以丙烯为起始原料的合成路线如下：回答问题：(1)A的名称是________，A与金属钠反应的产物为________和________。(2)B的核磁共振氢谱有________组峰。(3)A→B、B→C的反应类型分别为________、________。(4)D中所含官能团名称为________、________。(5)D→E的反应方程式为_____________________________________________________________________________________________________________。(6)设计以为原料合成乌头酸()的路线(无机试剂任选)。已知：①R—Breq\o(→,\s\up7(NaCN))R—CN答案(1)2－丙醇或异丙醇(CH3)2CHONaH2(2)1(3)氧化反应加成反应(4)羟基羧基(5)(6)eq\o(→,\s\up7(O2/催化剂),\s\do5(△))H3CCOCH3eq\o(→,\s\up7(Br2))BrH2CCOCH2Breq\o(→,\s\up7(HCN))eq\o(→,\s\up7(NaCN))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(一定条件))解析本题可从两边向中间推导。根据A、C的结构简式和A→B、B→C的反应条件可推出B的结构简式为CH3COCH3，结合D和二甲双酮的结构简式和D→E的反应条件可推出E的结构简式为。(1)A的名称为2－丙醇；醇和金属钠反应生成醇钠和氢气，故A与Na反应的产物为(CH3)2CHONa、H2。(2)B为CH3COCH3，结构对称，核磁共振氢谱有一组峰。(3)由综合推断可知，A→B为醇的氧化反应，B→C为加成反应。(5)D→E发生的是羧酸和醇的酯化反应。12.(2021·辽宁卷)中华裸蒴中含有一种具有杀菌活性的化合物J，其合成路线如下：已知：回答下列问题：(1)D中含氧官能团的名称为________________；J的分子式为________________。(2)A的两种同分异构体结构分别为(M)和(N)，其熔点M________N(填“高于”或“低于”)。(3)由A生成B的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。(4)由B生成C的反应类型为__________________________________________。(5)G的结构简式为______________________________________________________________________________________________________________。(6)F的同分异构体中，含有苯环、—NH2，且能发生银镜反应的有________种；其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)酯基、醚键C16H13NO3(2)高于(3)＋CH3OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋H2O(4)取代反应(5)(6)17和解析(1)根据D的结构简式可知其含氧官能团为酯基和醚键，由J的结构简式可确定其分子式为C16H13NO3。(2)M的对称性高，且M易形成分子间氢键，N易形成分子内氢键，故M的熔点高于N。(4)结合B、C的结构简式可知该反应为取代反应，生成C的同时生成HBr。(6)根据F的同分异构体能发生银镜反应，可知含有—CHO，又F的同分异构体中含苯环和—NH2，则苯环上可含1个支链：，有1种结构；可含2个支链：—CH2CHO和—NH2、—CH2NH2和—CHO，2个支链在苯环上均有邻、间、对3种位置关系，故共有6种结构；可含3个支链：—NH2、—CHO和—CH3，三者在苯环上有10种位置关系，故符合条件的同分异构体共有17种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式是和。13.(2021·河北衡水一中高三第二次联考)苯佐卡因是临床常用的一种手术用药，其结构简式如图所示。下列关于苯佐卡因的说法错误的是()A.其分子式为C9H11NO2B.分子中的C、N原子的杂化方式均相同C.分子中可能共平面的碳原子最多为9个D.其同分异构体中满足硝基和苯环直接相连的共有22种(不考虑立体异构)答案B解析