板块五　有机化学基础(选修选考)

板块五有机化学基础(选修选考)1.(2023·全国乙卷,36)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。NO.1

“品”高考考情——考什么?怎么考?精准备考!信息给予型有机综合题回答下列问题:(1)A中含氧官能团的名称是

。

醚键和羟基(1)根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。(2)C的结构简式为

。

解析:(2)根据分析,有机物C的结构简式为

。(3)D的化学名称为

。

苯乙酸解析:(3)根据分析,有机物D的结构简式为,其化学名称为苯乙酸。(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为

。

解析:(4)有机物F的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,说明这4个H原子被分为两组,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为

。解析:(5)根据分析,有机物H的结构简式为。(5)H的结构简式为

。

解析:(6)根据流程,有机物I在LiAlH4/四氢呋喃的条件下生成有机物J,LiAlH4是一种非常强的还原剂,能将酯基中的羰基部分还原为羟基,该反应作用在有机物I的酯基上得到醇,因此该反应为还原反应。(6)由I生成J的反应类型是

。

还原反应(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有

种;

①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为

。

13解析:(7)能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,结构中含有苯环,则满足这三个条件的同分异构体可能的情况有固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基相连,变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13(种)。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体中不能含有甲基且结构为对称结构,因此,符合条件的同分异构体的结构简式为

。2.(2020·全国Ⅱ卷,36)维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成,其中α-生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线,其中部分反应略去。已知以下信息:回答下列问题:(1)A的化学名称为

。

3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)解析:(1)由A的结构简式知,A为3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)。解析:(2)间甲基苯酚和CH3OH发生类似题给已知信息a的反应生成B,结合B的分子式可知B的结构简式为

。(2)B的结构简式为

。

(3)反应物C含有三个甲基,其结构简式为

。

(4)反应⑤的反应类型为

。

加成反应(5)反应⑥的化学方程式为

。(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有

个(不考虑立体异构体,填标号)。

(ⅰ)含有两个甲基;(ⅲ)不含有环状结构。a.4 b.6 c.8 d.10其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为

。

c结构已知型有机综合题1.(2020·全国Ⅲ卷,36)苯基环丁烯酮(

PCBO)是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称是

。

解析:(1)由A的结构简式可知A为2-羟基苯甲醛(或水杨醛)。2-羟基苯甲醛(或水杨醛)(2)B的结构简式为

。

解析:(2)由题给已知信息可知,A与乙醛在强碱性环境中发生加成反应生成B,结合B的分子式可知,B的结构简式为。(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为

;该步反应中,若反应温度过高,C易发生脱羧反应,生成分子式为C8H8O2的副产物,该副产物的结构简式为

。

乙醇、浓硫酸/加热解析:(3)由C与D的结构简式可知,C与乙醇发生酯化反应生成D,所用的试剂和反应条件为乙醇、浓硫酸/加热;C发生脱羧反应生成分子式为C8H8O2的物质,该物质的结构简式为

。(4)写出化合物E中含氧官能团的名称

;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为

。

羟基、酯基2解析:(4)由E的结构简式()可知,其含氧官能团为羟基和酯基;E中手性碳原子有2个(如图中·所示,)。(5)M为C的一种同分异构体。已知:1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为

。

解析:(5)1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2molCO2,说明M中含有2个羧基,又因M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸,说明两个取代基在苯环上的位置处于对位,根据C的分子式(C9H8O4)可推知M的结构简式为

。(6)对于,选用不同的取代基R′,在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究,R′对产率的影响见下表:R′—CH3—C2H5—CH2CH2C6H5产率/%918063请找出规律,并解释原因

。

随着R′体积增大,产率降低;原因是R′体积增大,位阻增大解析:(6)由题表中数据可知,随着R′体积增大,产率降低,是因为R′体积增大,位阻增大。2.(2019·全国Ⅲ卷,36)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:回答下列问题:(1)A的化学名称为

。

间苯二酚(1,3-苯二酚)解析:(1)A物质所含官能团是两个酚羟基,且是间位的取代基,故可命名为间苯二酚。(2)中的官能团名称是

。

羧基、碳碳双键(3)反应③的类型为

,W的分子式为

。

解析:(3)D物质到E物质是氢原子取代了甲基,所以属于取代反应;W物质中可以轻松数出共有14个碳原子、4个氧原子,氢原子的个数可以通过不饱和度来推断,14个碳原子的烷烃应该有30个氢原子,现在该分子有9个不饱和度,其中一个苯环4个,一个双键1个,一个不饱和度少2个氢原子,因此有12个氢原子。取代反应C14H12O4(4)不同条件对反应④产率的影响见下表:实验碱溶剂催化剂产率/%1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3DMFPd(OAc)210.53Et3NDMFPd(OAc)212.44六氢吡啶DMFPd(OAc)231.25六氢吡啶DMAPd(OAc)238.66六氢吡啶NMPPd(OAc)224.5上述实验探究了

和

对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究

等对反应产率的影响。

不同碱不同溶剂不同催化剂(或温度等)解析:(4)可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验,可得出实验1、2、3探究了不同碱对反应产率的影响;实验4、5、6探究了不同溶剂对反应产率的影响;还可以探究不同催化剂或温度等对反应产率的影响。(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式:

。

①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1mol的X与足量金属Na反应可生成2gH2。解析:(5)D的分子式为C8H9O2I,要求含苯环,则支链最多含两个C,且1molX与足量Na反应可生成2g氢气,证明有两个酚羟基或醇羟基;有三种处于不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1,则一定有两个甲基和两个酚羟基,满足条件的X的结构简式为

、

。(6)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)

解析:(6)由题意中的Heck反应可知,需要一个反应物中含双键,一个反应物中含I;从苯出发可以经过在溴乙烷和溴化铁条件下的反应制得乙苯,乙苯在乙基上通过烷烃的取代反应生成氯乙苯,氯乙苯在氢氧化钠醇溶液下发生卤代烃的消去,从而生成双键,得到苯乙烯;可以仿照反应①通过相同条件用碘原子取代苯环上的氢原子。半知半推型有机综合题1.(2023·全国甲卷,36)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。回答下列问题:(1)A的化学名称是

。

邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)(2)由A生成B的化学方程式为

。(3)反应条件D应选择

(填标号)。

a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HClc.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3解析:(3)根据分析,有机物C生成有机物E的反应为还原反应,则该反应为一个加氢的反应,因此该反应的反应条件D应为Fe/HCl,故选b。b(4)F中含氧官能团的名称是

。

解析:(4)根据结构简式,有机物F中的含氧官能团为—COOH,名称为羧基。羧基(5)H生成I的反应类型为

。

解析:(5)有机物H生成有机物I的反应作用在有机物H的酰胺基处,该处在POCl3条件下发生消去反应脱水得到氰基。消去反应(6)化合物J的结构简式为

。

解析:(6)根据分析可知有机物J的结构简式为。(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有

种(不考虑立体异构,填标号)。

a.10 b.12c.14 d.16其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为

。

d2.(2021·全国甲卷,36)近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称为

。1,3-苯二酚(或m-苯二酚或间苯二酚)(2)1molD反应生成E至少需要

mol氢气。

2解析:(2)由D和E的分子式可知1molD反应生成E至少需要2molH2。(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称:

。

酯基、羟基、醚键(任意两种)(4)由E生成F的化学方程式为

。

+H2O(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为

。

解析:(5)G生成H的第一步为水和G在酸催化下的加成反应,则结合G、H的结构简式可推断出第二步反应为取代反应。取代反应(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有

(填标号)。

a.含苯环的醛、酮b.不含过氧键(—O—O—)c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1A.2个B.3个C.4个D.5个C(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成:

。

已知如下信息:③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体回答下列问题:(1)A的化学名称为

。

三氯乙烯(2)由B生成C的化学方程式为

。解析:(2)由B、C的结构简式可确定反应时1分子B消去1分子HCl,由此可写出反应的化学方程式。(3)C中所含官能团的名称为

。

解析:(3)根据C的结构简式可知C中含有碳碳双键和氯原子两种官能团。碳碳双键、氯原子(4)由C生成D的反应类型为

。

取代反应(5)D的结构简式为

。

(6)E的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1的有

种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为

。

6命题点2023年2022年2021年2020年2019年甲乙甲乙甲乙ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ推断有机物的结构简式、结构式√√√√√√√√√√官能团及常见有机物的名称√√√√√√√√√√√√有机反应类型的判断与化学方程式的书写√√√√√√√√√√√限制条件下同分异构体的书写√√√√√√√√√√√√有机合成路线的设计及解题思维√√√√有机化学基础选做题从知识内容看,属于化学学科中相对比较独立的知识模块,试题主要有两种类型:一类是以有机物的合成为核心,注重物质间的转化和反应条件的考查,通常会给出合成路线中各物质的结构简式,从其中选取某些物质及物质间的转化条件进行设问;另一类则是以物质的推断为核心,大多数物质是以字母符号表示,但物质间转化条件通常会明确给出,需要通过顺推、逆推等方式确定各种物质的结构,在此基础上进行设问,相对而言难度要大于第一类。从2023年全国甲、乙卷看,此类题型基本稳定,但是对合成路线的分析与设计甲、乙卷没有考查,通过2023年考查情况预测,全国卷对合成路线设计、分析要求有所降低。鉴于全国卷对此要求有所降低,预测2024年高考此知识点将不考或考得比较容易,所以建议平常教学适当降低合成路线分析设计难度,一些难度较大的合成路线问题可以适当减少练习。1.有机物结构推断的具体分析过程NO.2

“拆”大题拆分——这么拆!这么练!各个击破!推断有机物的结构必备知识2.确定不饱和度与官能团(1)根据分子式计算不饱和度的方法。(2)由不饱和度确定官能团。①不饱和度为1,一般是双键(碳碳双键或碳氧双键)或环状结构;不饱和度为2,一般是碳碳三键;不饱和度≥4,通常含有苯环。②不饱和度为1且含一个O,可能为醛基或羰基;不饱和度为1且含两个O,可能为羧基或酯基。3.根据有机反应现象推断有机物结构反应特征可能的物质或结构能与NaHCO3反应—COOH能与Na2CO3反应—COOH、(酚)—OH能与Na反应—COOH、(酚、醇)—OH能与NaOH反应—COOH、(酚)—OH、卤代烃、酯既能发生银镜反应又能水解甲酸酯能与银氨溶液、新制氢氧化铜反应醛、甲酸、甲酸酯等能使溴水褪色碳碳双键、碳碳三键、—CHO加饱和溴水产生白色沉淀、遇Fe3+显紫色酚能使酸性KMnO4溶液褪色碳碳双键、碳碳三键、酚类、—CHO、苯的同系物等4.根据反应条件推断有机物结构反应条件或转化特征可能的物质类别或含有的基团光照烷烃或存在烷基NaOH水溶液、加热卤代烃、酯NaOH醇溶液、加热卤代烃浓硫酸、加热醇或羧酸新制Cu(OH)2/银氨溶液醛、甲酸酯Cu/Ag、加热醇H2/催化剂醛、酮、不饱和烃Cl2(Br2)/FeCl3(FeBr3)含有苯环A为醇、B为醛、C为羧酸5.根据特征产物推断碳骨架结构和官能团的位置(1)由消去反应的产物可确定—OH或—X的大致位置。(2)由取代产物的种类可确定碳骨架结构。(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物中含—OH和—COOH,并根据酯环的大小,确定—OH与—COOH的相对位置。6.根据特殊的转化关系推断有机物的类型(1),符合此转化关系的有机物A为酯。(2)有机三角,由此转化关系可推知三种有机物分别是烯烃、卤代烃和醇。7.根据化学计量关系推断有机物中官能团的数目(5)羧基与醇羟基1∶1成酯,根据消耗醇(酸)的量可确定分子中羧基(羟基)的数目。8.根据描述推断有机物结构示例题给叙述推断结论芳香化合物该化合物含有苯环某有机物能与FeCl3溶液发生显色反应该有机物含有酚羟基某有机物G不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应G中不含酚羟基,水解后的生成物中含有酚羟基(极有可能是酚酯)某有机物能发生银镜反应该有机物含有醛基或

某有机物若只含有一个官能团,既能发生银镜反应,又能发生水解反应该有机物可能为甲酸某酯()某有机物能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体该有机物含有羧基0.5mol某有机酸与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2该有机酸是二元羧酸,一个该分子中含有2个—COOH某有机物的核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1该有机物含有四种处于不同化学环境的氢原子,且氢原子的个数之比为6∶2∶2∶1某气态有机物的密度是同温同压下H2密度的28倍该气态有机物的摩尔质量为56g·mol-19.通过核磁共振氢谱、质谱、红外光谱确定结构特征(1)各种谱图的应用。谱图结论核磁共振氢谱吸收峰的种数等于氢原子的种数,峰面积之比等于氢原子个数之比质谱质谱图中最右侧的数值为所测物质的相对分子质量红外光谱测定官能团的种类、存在的化学键类型(2)核磁共振氢谱特征的应用。①羧基、羟基、醛基上的氢原子都有自己独特的吸收峰。②氢原子个数较多但类型较少,要考虑分子结构的对称性。③当氢原子个数为3或3的倍数时,考虑甲基的存在。素养提能1.(2018·全国Ⅲ卷,36节选)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:回答下列问题:(1)D的结构简式为

。

(2)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

。

2.哌替啶盐酸盐G有镇痛作用,其合成路线如图。回答下列问题:(1)写出A的结构简式:

。

CH≡CH解析:(1)根据A→B→C,可看出A与HCl和H3CNH2发生连续加成反应,所以A含有碳碳三键,为乙炔,结构简式为CH≡CH。(2)G中含氧官能团名称为

。

解析:(2)根据G的结构简式可知,G中含氧官能团为酯基。酯基(3)E的结构简式为

。

解析:(3)根据D、F的结构可知E中含羧基,得出E的结构简式为。3.辣椒素酯具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等功效,其一种合成路线如图:已知:Ⅰ.A分子中含有两种处于不同化学环境的氢原子,且个数之比为9∶1;化合物B、I的结构简式分别为

、

。

CH3CHO官能团及常见有机物的名称必备知识1.官能团的名称(1)结构已知有机物的官能团根据其结构确定官能团名称。(2)结构未知有机物的官能团根据反应条件与反应特点确定并写出其规范名称,如氨基、羧基、羰基等。2.熟练掌握常见有机物的命名方法(1)分清系统命名中“核心”字的意义。①1、2、3……指官能团或取代基的位置。②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。③甲、乙、丙……指主链碳原子个数分别为1、2、3……④烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。(2)明确多官能团化合物中官能团的优先顺序:羧酸>酯>醛>酮>醇>胺。如CH2(OH)CH2CHO命名为3-羟基丙醛。(3)掌握基本的命名方法。①对于烷烃,命名原则为“最长(碳链最长)、最多(碳链同长支链最多)、最简优先(编号时优先考虑简单支链位次号最小)”,命名为某“烷”;要标明支链位置和数目。②对于烯烃、炔烃、卤代烃、醛、酮、羧酸,必须选含官能团的最长链为主链,且编号从离官能团最近的一端开始。③酯用形成酯的羧酸与醇命名为某酸某酯。④醚用相应的烃基命名为某某醚,如CH3—O—CH2CH3为甲乙醚;烃基相同简化为某醚,如CH3—O—CH3为甲醚。(4)了解特殊有机物的名称。如三氯甲烷、三氯乙烯(C2HCl3)、乙二醇、丙三醇、1,3-丁二烯等。(5)含官能团的有机物命名与烷烃命名的比较。项目无官能团有官能团类别烷烃烯烃、炔烃、卤代烃、烃的含氧衍生物主链条件碳链最长,同碳原子数支链最多含官能团的最长碳链编号原则取代基最近(小)官能团最近、兼顾取代基尽量近名称写法支位-支名-母名支名同,要合并支名异,简在前支位-支名-官位-母名符号使用阿拉伯数字与阿拉伯数字间用“,”,阿拉伯数字与中文数字间用“-”,文字间不用任何符号(6)系统命名中常见的错误。①主链选取不当(烷烃不是主链最长、支链最多;官能团不在主链上)。②编号错(官能团的位次号不是最小,取代基位次号和不是最小)。③支链主次不分(不是先简后繁)。④“-”“,”忘记或用错。3.含苯环的有机物命名(1)以苯环作母体。①类别:主要有苯的同系物、卤代苯、硝基取代物等。素养提能苯甲醇3-氯-1-丙烯(或3-氯丙烯)间苯二酚(或1,3-苯二酚或m-苯二酚)2-氟甲苯(或邻三氯乙烯3-甲基苯酚氟甲苯)(或间甲基苯酚)2-羟基苯甲醛(或水杨醛)羟基丙烯氯原子羟基(3)(2018·全国Ⅰ卷)①A(ClCH2COOH)的化学名称为

。

氯乙酸羟基、醚键三氟甲苯2-硝基甲苯(或邻硝基甲苯)己二酸(4)HOCH2CH2CHO的名称是

。3-羟基丙醛(或β-羟基丙醛)2-氯丙酸4.(2023·天津模拟节选)肉桂硫胺是抗击新型冠状病毒的潜在用药,其合成路线如图:2-羟基-3-苯基丙酸羧基E的名称是

。F中含氧官能团的名称为

。5.(2023·福建泉州模拟节选)有机物M是合成一种应用广泛的杀虫杀螨剂的中间体,合成路线如图:回答下列问题。(1)A的名称为

。

1,3,5-三甲苯解析:(1)根据系统命名法,A的名称为1,3,5-三甲苯。(2)M中所含官能团的名称是

。

酯基解析:(2)根据M的结构简式可知,其所含官能团为酯基。有机反应类型的判断与化学方程式的书写必备知识一、高考常考的反应类型1.取代反应(1)特点:原子、原子团被其他原子、原子团代替;“一上一下,饱和度不变”。(2)常见取代反应。有机反应大部分为取代反应。在有机合成中,主要通过取代反应增长碳链,也可以利用卤代烃的取代反应,将卤素原子转化为羟基、氨基等官能团,从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。2.加成反应(1)特点:“只上不下,不饱和度降低”。(2)常见加成反应。注意共轭二烯烃以1,4-加成为主;在有机合成中,利用加成反应可以增长碳链,也可以转换官能团。3.消去反应(1)特点:“只下不上,得不饱和键”。(2)常见消去反应。消去反应能否发生关键看卤素原子(或羟基)所连碳原子的相邻碳原子上是否有氢原子;在有机合成中,利用醇或卤代烃的消去反应可以在碳链上引入碳碳双键、碳碳三键等不饱和键。4.加聚反应(1)特点:单体一般为含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键的化合物;产物中仅有高聚物。(2)常见加聚反应。5.缩聚反应(1)特点:单体通常具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2等)或多官能团;除生成高聚物外同时还有小分子生成。(2)常见缩聚反应。6.氧化反应(1)特点:“加氧”或“去氢”。(2)常见氧化反应。7.还原反应(1)特点:“加氢”或“去氧”。(2)常见还原反应。利用氧化反应或还原反应,可以转变有机物的官能团,实现醇、醛、羧酸等物质间的相互转化。硝基苯被还原8.有机物的显色反应(2)淀粉遇碘单质显蓝色,常用于淀粉与碘单质的相互检验。(3)某些含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色,这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反应,通常用于蛋白质的检验。二、有机反应类型的判断1.有机化学反应类型判断的基本思路2.判断有机化学反应应注意的问题(1)理解并掌握各类有机化学反应的特点。(2)正确标示有机反应发生的条件。①有机反应必须在一定条件下才能发生。②反应条件不同,反应类型和反应产物也有可能不同。a.反应物相同,温度不同,反应类型和反应产物不同。如:b.反应物相同,溶剂不同,反应类型和产物不同。如:c.反应物相同,催化剂不同,反应产物不同。如:d.反应物相同,浓度不同,反应产物不同。如:3.依据反应条件判断有机反应类型反应条件反应类型和可能的官能团(或基团)浓硫酸、△①醇的消去(醇羟基);②酯化反应(羟基或羧基)稀硫酸、△①酯的水解(酯基);②糖类的水解反应NaOH水溶液、△①卤代烃的水解(—X)②酯的水解(酯基)NaOH醇溶液、△卤代烃的消去(—X)H2/催化剂加成(碳碳双键、碳碳三键、醛基、羰基、苯环)O2/Cu或Ag、△醇羟基催化氧化Cl2(Br2)/铁或FeX3作催化剂苯环上的取代反应卤素单质(Cl2或溴蒸气)、光照①烷烃的取代反应;②苯环上烷烃基的取代反应三、常见重要反应化学方程式的书写有机化学反应通常是在一定条件下进行的,除了掌握特定反应的条件,尤其要注意题干中提示的信息。(1)卤代烃的水解和消去反应:注意反应条件的不同。(2)酯化反应:不要漏掉反应生成的水,反应条件为浓硫酸、加热、可逆。(3)银镜反应:注意醛基与二氨合银离子的比例,产物中生成铵盐。(4)缩聚反应:注意高分子化合物链端官能团保留时,生成水分子的数目减少1。(5)有机化学反应中有水生成的反应:如醛与新制的氢氧化铜、银氨溶液的反应。某些缩聚反应,水的数目一般根据差氧补水的原则确定。素养提能1.(2019·全国Ⅰ卷,36节选)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:回答下列问题:(1)反应④所需的试剂和条件是

。C2H5OH/浓硫酸、加热(2)⑤的反应类型是

。

取代反应解析:(2)根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。(3)写出F到G的反应方程式

。

2.(2019·全国Ⅱ卷,36节选)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:已知以下信息:回答下列问题:(1)由B生成C的反应类型为

。

加成反应解析:(1)比较B和C的分子式,可知两者相差1个HOCl原子团,只增不减,故为加成反应。(2)由C生成D的反应方程式为

。

解析:(2)C在碱性条件下脱去HCl生成环氧结构D,化学方程式为3.(2018·全国Ⅰ卷,36节选)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:(1)②的反应类型是

。

取代反应解析:(1)反应②为—CN取代—Cl的反应,因此属于取代反应。(2)反应④所需试剂、条件分别为

。乙醇/浓硫酸、加热解析:(2)反应④为羧基与羟基生成酯基的反应,因此反应试剂为乙醇/浓硫酸,条件为加热。4.(2018·全国Ⅱ卷,36节选)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的路线如下:回答下列问题:(1)由B到C的反应类型为

。

取代反应(或酯化反应)解析:(1)B分子含有羟基,能与乙酸发生酯化反应,因此该反应类型为取代反应(或酯化反应)。(2)由D到E的反应方程式为

。

解析:(2)D生成E的反应为酯在氢氧化钠作用下的水解反应,该反应的化学方程式为。5.(2018·全国Ⅲ卷,36节选)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:回答下列问题:(1)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为

。

+(2)由A生成B、G生成H的反应类型分别是

、

。

取代反应加成反应6.(2023·新疆一模节选)阿利克仑是一种肾素抑制剂,以芳香化合物A为原料合成其中间体I的一种合成路线如图:请回答下列问题:(1)F生成G的反应类型是

。

取代反应(2)E的结构简式为

。

(3)B生成C的化学方程式为

。

7.(2023·四川成都模拟节选)氟硝西泮是一种强镇静剂,由2-氟甲苯合成其前体物质的路线如下:(1)A生成B的反应类型为

。

取代反应(2)由D与苯反应生成E的化学方程式为

。

8.(2023·广西南宁三模节选)美托洛尔(Metoprolol)是当前治疗高血压、冠心病和心律失常等心血管疾病的常用药物之一。以下是美托洛尔的一种合成路线:已知:—Ph为苯基(—C6H5)。回答下列问题:(1)B的结构简式为

。

(2)反应①的反应类型为

。

解析:(2)反应①为C中醛基和亚硫酸氢钠发生加成反应生成羟基得到D,反应类型为加成反应。加成反应(3)反应②的化学方程式为

。

HCl+解析:(3)可从反应物与生成物H推断出G的结构简式,化学方程式为+HCl。限制条件下同分异构体的书写必备知识1.解题思路(1)根据限制条件确定同分异构体中所含官能团。(2)结合所给有机物有序思维:碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。(3)确定同分异构体种数或根据性质书写结构简式。2.同分异构的类型类别解释举例碳链异构由于碳链骨架不同产生的异构现象,烷烃中的同分异构体均为碳链异构丁烷存在正丁烷(H3C—CH2—CH2—CH3)和异丁烷()两种同分异构体位置异构由于官能团在碳链中的位置不同产生的异构现象分子式为C3H7Cl的氯代烃存在

和

两种同分异构体官能团异构由于官能团不同而产生的异构现象乙醇(CH3CH2OH)与二甲醚(CH3OCH3)互为同分异构体3.同分异构体数目的确定(1)一取代产物数目的判断。①等效氢法。a.处于对称位置的氢原子等效。b.连在同一碳原子上的相同烷基上的氢原子等效。②烷基种数法:烷基的种类“丙2、丁4、戊为8”,例如戊醇有8种。③替代法:如二氯苯的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种(将H替代Cl)。(2)二取代或多取代产物数目的判断。①定一移一法:对于二元取代物同分异构体数目的判断,可先固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。②定二移一法:对于芳香化合物,其若有3个取代基,可以先固定其中2个取代基的位置分别为邻、间、对,然后移动另一个取代基的位置以确定同分异构体的数目。苯环上有取代基的同分异构体数目:取代基数目取代基类型同分异构体数目2X、X或X、Y33X、X、X3X、X、Y6X、Y、Z104.同分异构中常见限制条件与结构关系素养提能93.(2023·安徽马鞍山模拟节选)化合物J是一种催吐剂的中间体,其合成方法如下:同时满足下列条件的A的同分异构体有

种,写出其中一种核磁共振氢谱有四组峰的同分异构体的结构简式:

。

①能发生银镜反应②与FeCl3溶液发生显色反应94.(2023·广西来宾调研节选)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如图:回答下列问题:与B互为同分异构体,且具有六元环结构、并能发生银镜反应的有机物有

种(不考虑立体异构),其中有6种处于不同化学环境的氢原子的同分异构体的结构简式为

。

55.(2023·新疆一模节选)阿利克仑是一种肾素抑制剂,以芳香化合物A为原料合成其中间体I的一种合成路线如图:请回答下列问题:(1)有机物X与E互为同分异构体,满足下列条件的X有

种(不考虑立体异构)。

①X为芳香化合物②能与FeCl3溶液发生显色反应③能发生水解反应19(2)上述同分异构体中核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶3的结构简式为

(写出其中一种)。

有机合成路线的设计及解题思路必备知识1.有机合成题的解题思路2.有机合成中碳骨架的构建(1)使有机物碳链增长的反应。②水解反应:酯、蛋白质、多糖的水解。②羟基酸酯化成环。③氨基酸成环。3.官能团的形成(1)官能团的引入。引入的官能团应用的反应—OH①碳碳双键与H2O加成;②卤代烃的水解;③醛、酮的还原;④酯的水解—X①烷烃(烷基)光照下的卤代;②烯(炔)烃与X2或HX的加成;③醇与HX的取代:R—OH+HX①醇的消去、卤代烃的消去;②炔烃与H2的不完全加成—CHO①伯醇的催化氧化:—CH2OH+O2;②烯烃氧化;③糖类(除单糖外)水解(得到葡萄糖)—COOH①醛基的氧化:R—CHO+O2;②苯的同系物被强氧化剂氧化;③羧酸盐酸化;④酯的水解:R—COOR′+H2O—COOR酯化反应(2)官能团的消除。①消除双键:加成反应。②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。③消除醛基:还原和氧化反应。(3)官能团的保护与恢复。①碳碳双键: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,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。③醛基:在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。④氨基:在氧化其他基团前可以用盐酸转化为铵盐,然后再用NaOH溶液重新转化为氨基。⑤醇羟基、羧基可以成酯保护。(4)熟练掌握常见的合成路线。理解并掌握常见的合成方法,作为合成路线的模块元件。然后进行合理组装改造就可得到复杂的合成路线。①一元物质(单官能团)的转化模块。例如:②一元醇、卤代烃合成二元物质(醇、卤代烃、醛、酸等)的合成路线。例如:③芳香化合物合成路线。例如:素养提能1.(2019·全国Ⅰ卷,36节选)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备

的合成路线

(无机试剂任选)。2.(2018·全国Ⅰ卷,36节选)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下: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)。

3.(2023·广西南宁三模节选)美托洛尔(Metoprolol)是当前治疗高血压、冠心病和心律失常等心血管疾病的常用药物之一。以下是美托洛尔的一种合成路线:已知:①—Ph为苯基(—C6H5)。②

。+4.(2023·宁夏中卫一模节选)化合物H是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用如图合成路线。写出以苯和

为原料制备化合物

的合成路线:

(其他试剂任选)。

1.(2021·全国乙卷,36)卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下:NO.3

“组”题点组合——考什么,练什么,整体突破!信息给予型有机综合题回答下列问题:(1)A的化学名称是

。

邻氟甲苯(或2-氟甲苯)解析:(1)由A的两个取代基所处位置,可命名为邻氟甲苯或2-氟甲苯。[审题指导]①在确定B结构的基础上,利用B、C原子种类及数目的变化,可确定C是B中—COOH上的羟基被Cl原子取代后的产物。②通过比较D与E的结构变化以及反应④的条件(失去HBr),可得出Y的结构简式。③先理解已知信息(ⅱ)的反应原理:酮羰基上的氧原子与氨基、羟基上的两个氢原子消去一分子水而得到环状化合物,这里要注意F中有两个羰基(一个是肽键、一个是酮羰基)。然后据此原理写出W的结构简式。④反应③的化学方程式需要把C、D的结构简式与X的分子式联系起来考虑,再结合已知信息(ⅰ)确定该反应是一个取代反应。(2)写出反应③的化学方程式④:

。

[审题指导]++HCl(3)D具有的官能团名称是

。(不考虑苯环)氨基、羰基、氟原子、溴原子解析:(3)由D的结构简式可知,D具有的官能团有氨基、羰基、氟原子和溴原子。(4)反应④中,Y的结构简式为

。

解析:(4)D和Y发生取代反应生成E和HBr,由D和E的结构简式可知Y的结构简式为。解析:(5)由E和发生反应生成F,结合它们的结构简式可知,反应⑤的反应类型为取代反应。(5)反应⑤的反应类型是

。

取代反应⑤确定C为,其同分异构体能发生银镜反应意味着有一个醛基,—F、—Cl只能作为苯环上的取代基。苯环上有三个不同的取代基的位置关系有10种。(6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应⑤的化合物共有

种。

10[审题指导](7)写出W的结构简式:

。

解析:(7)F发生已知信息(ⅱ)的反应生成W,已知信息(ⅱ)的反应可理解为氨基与羰基加成,氮原子上的氢原子与氧原子相连,羰基碳原子与氮原子连接,然后羟基脱水生成醚,可得W为

。2.(2023·四川宜宾二诊)甜味剂是指用于替代糖增加食品甜度的物质。合成甜味剂阿斯巴甜的某种合成路线如图所示:已知醛或酮可以发生如下反应:回答下列问题:(1)A的化学名称是

。

苯乙醛解析:(2)C的结构简式为,含有的官能团为羧基和羟基;由上述分析,结合C与D的结构简式可知,C与NH3在一定条件下发生取代反应生成D。(2)C中所含官能团的名称为

。

C→D的反应类型为

。

羧基和羟基取代反应(3)D的结构简式为

。

(4)反应①的化学方程式为

。(5)反应②为成肽反应,除生成阿斯巴甜外,E与H还可能生成的二肽

产物为

。

解析:(5)反应②为成肽反应,H分子中含有两个羧基,E与H除生成阿斯巴甜外,还可能生成的二肽产物为

。(6)E有多种同分异构体,写出一种能同时满足下列条件的结构简式:

。①分子中含有硝基②苯环上有三个取代基③核磁共振氢谱有四组峰且峰面积比为1∶2∶4∶63.(2023·四川成都联考)布洛芬具有抗炎、止痛、解热的作用。以有机物A为原料制备布洛芬的一种合成路线如图所示。(ⅱ)环氧羧酸酯在一定条件下可发生反应。回答下列问题:(1)A的名称为

,E中官能团的名称为

。

甲苯醛基(2)C的结构简式为

。

(3)写出对应过程的反应类型:A→B为

,B→C为

。

加成反应取代反应(4)E与新制的氢氧化铜反应的化学方程式为

。

(5)下列关于布洛芬的说法正确的是

(填字母)。

A.能发生氧化、取代、加成反应B.过量布洛芬不能与Na2CO3溶液反应生成CO2C.能与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸D.一个布洛芬分子中含有两个手性碳原子解析:(5)布洛芬结构中含有羧基能发生取代反应,含有苯环能发生加成反应,苯环上的甲基能被强氧化剂所氧化,A正确;布洛芬中含有羧基,能与Na2CO3溶液反应生成CO2,B错误;布洛芬结构中与苯环直接相连的C原子上含有H原子,可以被酸性高锰酸钾溶液所氧化,生成羧基,所以能生成对苯二甲酸,C正确;一个布洛芬分子中只有1个手性碳原子,即与羧基相连的碳原子,D错误。AC(6)①口服布洛芬对胃、肠道有刺激,原因是

。

布洛芬解析:(6)①因为布洛芬结构中含有羧基,所以布洛芬具有较强的酸性,会对胃、肠道有刺激。含有羧基,具有酸性,对胃、肠道有刺激②用对布洛芬进行成酯“修饰”后的有机物M可降低对胃、肠道的刺激,则M的结构简式为

。

③如果对布洛芬既进行成酯“修饰”,又将其转化为缓释布洛芬高分子,疗效增强、镇痛更持久。缓释布洛芬高分子结构如下所示。制备缓释布洛芬高分子,除了布洛芬还需要两种原料,其结构简式分别为

、

。

HOCH2CH2OH[思维建模]已知信息型有机推断题的特点(1)涉及中学没有接触过的有机化学反应,通常以信息的形式给出。(2)分析信息反应的特点:反应部位的特征、反应条件、反应前后的结构变化。(3)注意从流程图中寻找信息反应的影子(反应物的特征部位、物质转化的反应条件)。(4)仿照信息反应,判断出流程中物质的转化方式。结构已知型有机综合题1.(2022·全国甲卷,36)用N-杂环卡宾碱(NHCbase)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。回答下列问题:(1)A的化学名称①为

。

[审题指导]①A→B的转化条件是Cu/O2、加热,同时B含醛基推测A为一级醇,据此推测其结构并进行命名。苯甲醇(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型②为

。

[审题指导]②根据羟醛缩合原理,第一步反应是一个醛的α-H与另一个醛基发生加成反应生成羟醛,第二步羟醛发生消去反应生成烯醛。消去反应(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式

。

(4)E的结构简式③为

。

[审题指导]③F是由B与E生成的,F的结构中圈内部分来自B,剩余部分五元环结构来源于E,据此推断E的结构。(5)H中含氧官能团的名称是

。

硝基、酯基和(酮)羰基(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸④,写出X的结构简式

。

[审题指导]④可发生银镜反应说明含有醛基,与酸性高锰酸钾溶液反应得到对苯二甲酸说明含有苯环结构且有对位的两个取代基,其中一个为醛基,根据分子式推测另一取代基结构。(7)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⑤

、

。H′分子中有

个手性碳⑥(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。

5[审题指导]⑤仿照流程中D、G变化过程中官能团及化学键断裂、形成情况进行分析。⑥环上的手性碳判断需注意:a.该碳必须连接两个不同的原子或基团;b.该碳部位环上必须不存在对称面。例如:结构中,由于*号位置的碳原子位于的环上存在对称面(虚线位置),所以该物质无手性碳。2.(2023·四川成都一诊)肌肉松弛剂(Nefopam)的合成路线如图所示(Ph—表示苯环)。回答下列问题:(1)A中的

(填名称)官能团会被NaBH4还原,还原后经反应2形成B的反应类型是

。

(酮)羰基解析:A经NaBH4还原后羰基转化为醇羟基,羟基在H3O+条件下发生分子内的酯化反应得到B,B与CH3NH2发生取代反应生成C,C经LiAlH4还原及酸处理后形成D,D与

发生取代反应生成E,E中氯原子与—NH—中的氢原子发生分子内取代生成F,F为,F发生还原反应再经酸化得到Nefopam。酯化反应(或取代反应)(1)对比A与B的结构可知,A中羰基中的双键转化成单键,羰基被还原,还原后羰基转化为醇羟基,羟基再与羧基发生酯化反应得到B。(2)B与FeBr3/Br2反应得到

种一元溴代产物;为了使B转化为C的原子利用率为100%,合适的试剂X是

。

7解析:(2)B与FeBr3/Br2发生苯环上的取代反应,B中有两个苯环,其中Ph—代表的苯环中存在3种不同化学环境的氢原子,另一苯环中存在4种不同化学环境的氢原子,共有7种一元溴代产物;为了使B转化为C的原子利用率为100%,结合B和C的结构对比,合适的试剂X应为CH3NH2。CH3NH2(3)已知碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子,D分子具有

个手性碳原子;一定条件下1molClCOCH2Cl与足量NaOH水溶液反应,最多消耗

molNaOH。

解析:(3)根据手性碳原子的概念,D中只有与羟基相连的碳原子为手性碳原子;根据反应ClCOCH2Cl+3NaOHNaOOCCH2OH+2NaCl+H2O,可知1molClCOCH2Cl最多消耗3molNaOH。13(4)中间产物E分子内环化生成F(C17H17NO2)。写出产物F的结构简式:

。

解析:(4)由以上分析知F为。(5)参考上述合成路线,F经

(填“NaBH4”或“LiAlH4”)还原以及酸处理形成Nefopam。

LiAlH4解析:(5)由A到B、C到D的转化过程可知LiAlH4能将羰基直接脱氧,因此F经LiAlH4还原以及酸处理才能得到Nefopam。(6)写出符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:

(任写一个)。

①能发生银镜反应;②其水解产物之一能与FeCl3溶液显色;③含有两个苯环和一个五元环。解析:(6)结合条件①②及B中含有2个氧原子知,符合条件的同分异构体中含有甲酸酚酯基,结合条件③知,可能的结构有3.(2023·四川巴中一诊)某治疗新型冠状病毒感染的药物的中间体E合成路线如图,试回答下列问题:解析:A和NH3反应生成B,B在碱性环境中微热和KOH反应生成C,C和Br(CH2)3Br发生取代反应生成D,D和CH3COCH2COOEt发生取代反应生成E。(1)由结构简式可知,A的分子式为C8H4O3。(1)A的分子式为

。

C8H4O3解析:(2)B中含有苯环和羰基,两者都是平面结构,另外—NH—是立体的结构,则B中最多有15个原子共面,化合物CH3COCH2COOEt中官能团名称为酯基和羰基。(2)B中最多有

个原子共面,化合物CH3COCH2COOEt中官能团名称为

。

15酯基、羰基解析:(3)由D和E的结构简式可知,反应④的反应类型是取代反应;反应③中C和Br(CH2)3Br发生取代反应生成D,化学方程式为