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有機合成核心素養(yǎng)與考情預測綜合推斷

專題十五有機合成核心素養(yǎng)與考情預測綜合推斷

命題調研(2016~2019四年大數(shù)據(jù))2016~2019四年考向分布

核心素養(yǎng):變化觀念與模型認知、證據(jù)推理與創(chuàng)新

意識

考情解碼:有機綜合推斷是歷年的難點和重點,以

新藥物或材料合成為主線考查有機反應類型、條件

和試劑,官能團的變化,新信息解讀和運用,同分

異構體書寫,合成路線的設計等綜合能力,思維容

量大,難度高。考生必須熟練掌握常規(guī)的有機合成

模型,對常見的有機反應條件控制熟練運用,理解

官能團的引入和消除方法,對新信息能快速做出正

確的解讀和運用,具有一定的遷移創(chuàng)新思想設計目

標產(chǎn)物的合成路線。

真題重現(xiàn)1.(2019·浙江4月選考,32)某研究小組擬合成除草劑苯達松和染料中間體X。

10N2O3S為原料制備X(項錯誤。(4)由于分子中只有10N2O3S為原料制備X(項錯誤。(4)由于分子中只有4種不)的A.化合物B到C的轉變涉及到取代反應B.化合物C具有兩性C.試劑D可以是甲醇D.苯達松的分子式是C10H(2)化合物F的結構簡式是________。(3)寫出E+G―→H的化學方程式________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出C6H13NO2同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式________。①分子中有一個六元環(huán),且成環(huán)原子中最多含2個非碳原子;②1H—NMR譜和IR譜檢測表明分子中有4種化學環(huán)境不同的氫原子,有N—O鍵,沒有過氧鍵(—O—O—)。

(5)設計以CH3CH2OH和

合成路線(無機試劑任選,合成中須用到上述①②兩條已知信息,用流程圖表示)_________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析(1)B到C的反應涉及氧化反應和還原反應,未涉及取代反應,A項錯誤;

化合物C中既有羧基,又有氨基,具有兩性,B項正確;試劑D可以是甲醇,C

項正確;苯達松的分子式為C10H12N2O3S,D

同化學環(huán)境的氫原子,所以滿足條件的同分異構體必定是一個對稱結構,由于存

1,故只含有一個六,此時不存在滿足要求的同分異構體。,此時滿足條件的結構為,不存在滿足要求的同分異構體。,滿足條件的3種結(2)(CH3)2CHNH2。

在N—O鍵,不存在—O—O—,且成環(huán)原子中最多含2個非碳原子,則N—O鍵1,故只含有一個六,此時不存在滿足要求的同分異構體。,此時滿足條件的結構為,不存在滿足要求的同分異構體。,滿足條件的3種結(2)(CH3)2CHNH2。

必定位于六元環(huán)的對稱軸上,化合物C6H13NO2的不飽和度為

元環(huán),對成環(huán)原子中非碳原子個數(shù)進行討論:

成環(huán)原子全為碳原子:

成環(huán)原子中含1個O:

成環(huán)原子中含有1個N:

成環(huán)原子中含有1個N和1個O:

構為

綜上,滿足條件的同分異構體為

答案(1)BC

2.(2018·浙江11月選考)某研究小組擬合成染料X和醫(yī)藥中間體Y。

已知:

請回答:

譜和IR譜檢測表明:譜和IR譜檢測表明:A.化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應B.化合物C具有弱堿性C.化合物F能發(fā)生加成、取代、還原反應D.X的分子式是C17H22N2O3(2)化合物B的結構簡式是________________________________________。(3)寫出C+D―→E的化學方程式_____________________________________________________________________________________________________。(4)寫出化合物A(C10H14O2)同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

1H-NMR

①分子中有4種化學環(huán)境不同的氫原子;②分子中含有苯環(huán)、甲氧基(—OCH3),沒有羥基、過氧鍵(—O—O—)。

(5)設計以CH2===CH2和為原料制備Y()的合成路線(用流程

圖表示,無機試劑任選)____________________________________________。

解析依據(jù)有機物的轉化關系和相關信息可以推斷:

;H,—CH3上應有兩種,其結構;

(1)A項,A中不含酚—OH,所以A不能和FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;B項,—NH2;H,—CH3上應有兩種,其結構;

能和H+反應,顯弱堿性;C項,苯環(huán)能發(fā)生加成反應,也能發(fā)生取代反應,硝

基能發(fā)生還原反應;D項,X的分子式應為C17H20N2O3。

(4)根據(jù)①②,若苯環(huán)上有一種類型的H,—CH3上有一種類型的H,—OCH3應

有兩種,其結構簡式為

若苯環(huán)上有一種類型的H,—OCH3有一種類型的

簡式為

若苯環(huán)上有兩種類型的H,—OCH3、—CH3上各有一種,其結構簡式應為

H,有兩個—CH2—O—CH3基團時,其結構簡式為

;H,有兩個—CH2—O—CH3基團時,其結構簡式為

若苯環(huán)上有兩種類型的

。

(5)根據(jù)原料和相關信息,采用逆推法

答案(1)BC

3.(2018·北京理綜,25)8-羥基喹啉被廣泛用作金屬離子的絡合劑和萃取劑,也是重要的醫(yī)藥中間體。如圖是8-羥基喹啉的合成路線。

ii.同一個碳原子上連有2個羥基的分子不穩(wěn)定。(1)按官能團分類,A的類別是________________________________________。(2)A→B的化學方程式是___________________________________________________________________________________________________________。(3)C可能的結構簡式是____________________________________________。(4)C→D所需的試劑a是___________________________________________。

的結構不對稱,它與HOCl發(fā)生加或HOCH2CHClCH2Cl。(4)C→D過程中,的分子式為的結構不對稱,它與HOCl發(fā)生加或HOCH2CHClCH2Cl。(4)C→D過程中,的分子式為C9H9NO,二K到L的過程中發(fā)生了消去反應。觀察K分子。發(fā)生消去反應生成(即L)。(8)合成8-羥基喹啉的過__________________________________________________________________。(6)F→G的反應類型是_____________________________________________。(7)將下列K→L的流程圖補充完整:

(8)合成8-羥基喹啉時,L發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應。反應時還生成了水,則L與G物質的量之比為________。

解析(1)按照官能團分類,CH2===CHCH3屬于烯烴。(2)A→B屬于取代反應,

注意勿漏掉生成的HCl。(3)CH2===CHCH2Cl

成反應時,可能生成ClCH2CHOHCH2Cl

氯原子發(fā)生了水解,所以所用的試劑是NaOH水溶液。(5)D→E是醇類物質發(fā)生

的消去反應。(6)F是苯酚,G是苯酚分子中苯環(huán)上的氫原子被硝基取代的產(chǎn)物,

故F→G屬于取代反應。(7)K的分子式為C9H11NO2,L

者分子組成上相差一個“H2O”,顯然從

的結構,它不能發(fā)生消去反應。但根據(jù)“已知i”,可知K分子中醛基能與苯環(huán)

上氫原子發(fā)生加成反應得到醇羥基,然后發(fā)生消去反應,即可消去一個H2O

所以從K到L的流程為:K分子中的醛基與苯環(huán)上的氫原子發(fā)生加成反應生成

,再由

程中,L發(fā)生的是去氫氧化,一個L分子脫去了2個氫原子,而一個G分子中—

NO2變?yōu)椤狽H2需要6個氫原子,則L與G的物質的量之比應為3∶1。

43∶1――→R—CH===CH—CHO+H2O

答案43∶1――→R—CH===CH—CHO+H2O

(2)CH2===CHCH3+Cl2―高溫―→CH2===CHCH2Cl+HCl(3)HOCH2CHClCH2Cl或ClCH2CH(OH)CH2Cl(4)NaOH水溶液

(5)HOCH2CH(OH)CH2OH濃―H―2SO△→

CH2===CHCHO+2H2O(6)取代反應

(7)(8)氧化4.(2018·課標全國Ⅲ,36)近來有報道,碘代化合物E與化合物H在Cr-Ni催化下可以發(fā)生偶聯(lián)反應,合成一種多官能團的化合物Y,其合成路線如下:

已知:RCHO+CH3CHONaOH/H2O△

回答下列問題:(1)A的化學名稱是________。(2)B為單氯代烴,由B生成C的化學方程式為____________________________________________________________________________________________。(3)由A生成B、G生成H的反應類型分別是________、________。(4)D的結構簡式為_______________________________________________。(5)Y中含氧官能團的名稱為________。(6)E與F在Cr-Ni催化下也可以發(fā)生偶聯(lián)反應,產(chǎn)物的結構簡式為__________________________________________________________________。

ClCH2—C≡CH(B),HC≡C—CH2COOH,HC≡C—CH2COOH與

(7)X與D互為同分異構體,且具有完全相同官能團。XClCH2—C≡CH(B),HC≡C—CH2COOH,HC≡C—CH2COOH與不同化學環(huán)境的氫,其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結構簡式_________________________________________________________。

解析(1)CH3—C≡CH的名稱為丙炔。

(2)CH3—C≡CH與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應生成

ClCH2—C≡CH與NaCN在加熱條件下發(fā)生取代反應生成HC≡C—CH2CN(C),

即B→C的化學方程式為ClCH2—C≡CH+NaCN―△―→HC≡C—CH2CN+NaCl。

(3)A生成B的反應為取代反應,結合已知信息可推出G生成H的反應為加成反

應。

(4)HC≡C—CH2CN水解后生成

CH3CH2OH發(fā)生酯化反應生成HC≡C—CH2COOC2H5(D)。

(5)根據(jù)Y的結構簡式可知,Y中含有酯基和羥基兩種含氧官能團。

(7)根據(jù)題設條件可知,X中含有2個—CH3、1個碳碳叁鍵、1個酯基、1個—CH2—,

則符合條件的X的結構簡式如下:

答案(1)丙炔

考向一有機反應類型、條件、試劑1.M是聚合物膠黏劑、涂料等的單體,其一條合成路線如下(部分試劑及反應條件省略):

A得到發(fā)生反應生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在堿性條件,其分子式為C8H16O2,與對比可知,反應①為在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應;反應A得到發(fā)生反應生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在堿性條件,其分子式為C8H16O2,與對比可知,反應①為在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應;反應H2發(fā)生加成反應生成所需試劑為A的(1)反應①的反應類型是___________________________________________;反應④的反應條件是_____________________________________________。

(2)除催化氧化法外,由

________。(3)已知B能發(fā)生銀鏡反應。由反應②、反應③說明:在該條件下,__________________________________________________________________。(4)寫出結構簡式:C________,M________。(5)D與1-丁醇反應的產(chǎn)物與氯乙烯共聚可提高聚合物性能,寫出該共聚物的結構簡式____________________________________________________________。(6)寫出一種滿足下列條件的丁醛的同分異構體的結構簡式__________________________________________________________________。①不含羰基;②含有3種不同化學環(huán)境的氫原子。已知:雙鍵碳上連有羥基的結構不穩(wěn)定。

解析(1)根據(jù)題意可知合成M的主要途徑為:丙烯(CH2===CHCH3)在催化劑作

用下與H2/CO

下發(fā)生加成反應生成

分子式C8H14O

④為酯化反應,反應條件是:濃硫酸、加熱。(2)除催化氧化法外,由A得到

還可以利用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液等

將醛基氧化,然后再酸化的方法。(3)化合物A(C8H14O)與

B(C8H16O),由B能發(fā)生銀鏡反應,說明碳碳雙鍵首先與H2加成,即碳碳雙鍵比

O2氧化為C(分子進一步被催化氧化的結構簡式為:CH2===CHCOOH;Y的結構簡式為。(其他O2氧化為C(分子進一步被催化氧化的結構簡式為:CH2===CHCOOH;Y的結構簡式為。(其他濃硫酸、加熱

式為C3H4O),結構簡式為:CH2===CHCHO;CH2===CHCHO

生成D(分子式為C3H4O2),D

CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D與Y在濃硫酸加熱條件下發(fā)生酯化反應

生成M,M的結構簡式為:

(5)D為CH2===CHCOOH,與1-丁醇在濃硫酸加熱條件下發(fā)生酯化反應生成

CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3與氯乙烯發(fā)生

加聚反應可生成高聚物:

合理答案也可)。(6)丁醛的結構簡式為:CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分異構

體中①不含羰基,說明分子中含有碳碳雙鍵,②含有3種不同化學環(huán)境的氫原子

且雙鍵碳上連有羥基的結構不穩(wěn)定。則符合條件的結構簡式為:

(其他合理答案也可)。

答案(1)消去反應(2)銀氨溶液,酸(合理即可)(3)碳碳雙鍵比羰基易還原(合理即可)

CH3CH2Br+NaOH―醇△―→CH2===CH2↑+NaBr+CH3CH2OH濃―H―2SO170→℃4CH2===CH2↑+H2O

HC≡CH+HCl催化劑――△→CH2===CHClCH3CH2Br+NaOH―醇△―→CH2===CH2↑+NaBr+CH3CH2OH濃―H―2SO170→℃4CH2===CH2↑+H2O

HC≡CH+HCl催化劑――△→CH2===CHCl1.由官能團轉化推測反應類型。從斷鍵、成鍵的角度掌握各反應類型的特點,如取代反應的特點是有上有下或斷一下一上一;加成反應的特點是只上不下或斷一加二;消去反應的特點是只下不上。2.由反應條件推測反應類型。有機反應的重要條件總結如下:(1)NaOH水溶液作條件的反應:鹵代烴的水解;酯的堿性水解;NaOH醇溶液與鹵代烴發(fā)生的是消去反應。(2)以濃H2SO4作條件的反應:醇的消去;醇變醚;苯的硝化;酯化反應。(3)以稀H2SO4作條件的反應:酯的水解;糖類的水解;蛋白質的水解。(4)Fe:苯環(huán)的鹵代。光照:烷烴的鹵代。(5)當反應條件為光照且與X2反應時,通常是X2與烷烴或苯環(huán)側鏈烷烴基上的氫原子發(fā)生取代反應,而當反應條件為催化劑且與X2反應時,通常為苯環(huán)上的氫原子直接被取代。(6)當反應條件為催化劑并有氧氣時,通常是醇氧化為醛或醛氧化為酸。3.鹵代、硝化、磺化、酯化、水解、皂化、分子間脫水等反應,本質上屬取代反應。4.有機物的加氫、脫氧屬還原反應,脫氫、加氧屬氧化反應??枷蚨倌軋F引入方法1.官能團的引入(或轉化)(1)引入碳碳雙鍵

鹵代烴的消去反應H2O

醇的消去反應

炔烴的加成反應

(2)引入鹵素原子①烴的取代反應:

CH3CH3+Cl2―光照―→CH3CH2Cl+HCl②烯烴、炔烴與鹵素單質的加成反應:

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,催化劑CH3CH2CH2CH3CH2CH2Cl+催化劑24(H+,aq)2CH3COOH,③烯烴、炔烴與氫鹵酸的加成反應:

CH3CH===CH2+HBr催化劑――△→CH3CHBrCH3

④先與氫氣進行加成反應,然后與鹵素單質進行取代反應:

CH3CH===CH――→――→⑤醇與氫鹵酸的取代反應:

CH3CH2OH+HBr―△―→CH3CH2Br+H2O(3)引入羥基

烯烴與水的加成反應

鹵代烴的水解反應

醛(酮)的還原反應

羧酸的還原反應

酯的水解反應CH3CH2OH(4)引入羰基①醇(羥基碳原子上有2個H)的催化氧化引入醛羰基:

2CH3CH2CH2OH+O2―Cu―△→2CH3CH2CHO+2H2O

②醇(羥基碳原子上有1個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某些烯烴、苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化:

CH3CH===CHCH――→

OH22”結構的有機物分子不能穩(wěn)

2.官能團的消除OH22”結構的有機物分子不能穩(wěn)(1)通過加成反應可以消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵)和苯環(huán)。(2)通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基。(3)通過加成或氧化反應等消除醛基。(4)通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。3.官能團的改變(1)利用官能團的衍生關系進行衍變,如

R—CH2OHR—CHO―O―2→R—COOH

(2)通過某種化學途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€

CH3CH2OH―消去-―H→2OCH2===CH2―加成+―Cl→2

ClCH2—CH2Cl―水解―→HOCH2—CH2OH(3)通過某種手段改變官能團的位置,如

2.(2019·名校協(xié)作體高三)高聚合物G、I可用于生產(chǎn)全生物降解塑料,在“白色污染”日益嚴重的今天有著重要的作用。有關轉化關系如下:

已知:①CH3CH2CH2Br+NaOH―H―2O△→CH3CH2CH2OH+NaBr;②H的分子中有一

個含“—O—”結構的三元環(huán);③含有“

定存在。請回答下列問題:

)的合成路線(無機原催化氧化得E為CH3COCOOH,E與氫氣發(fā)生加成中含有羧基和羥基在一定條件下發(fā)生縮聚反應的分子中有一,H與二氧化碳發(fā);,)的合成路線(無機原催化氧化得E為CH3COCOOH,E與氫氣發(fā)生加成中含有羧基和羥基在一定條件下發(fā)生縮聚反應的分子中有一,H與二氧化碳發(fā);,H與二氧化碳發(fā)生(2)下列說法不正確的是________。A.化合物G、I屬于酯類B.物質A可以發(fā)生中和反應C.1molD與足量Na反應放出1molH2D.B和氯氣在一定條件可以發(fā)生加成生成C3H5Cl(3)寫出由兩分子F合成六元環(huán)化合物的化學方程式________________________________________________________________________________________。(4)化合物F有多種同分異構體,寫出符合下列條件F的同分異構體的結構簡式________。①能和NaOH反應;②能發(fā)生銀鏡反應

(5)依據(jù)上述合成路線,設計以乙烯為原料制備乙二醛(料任意選擇,合成路線用流程圖表示)______________________________________________________________________________________________________。

解析B中含有碳碳雙鍵,與溴水發(fā)生加成反應生成C,C在堿性條件下水解得

出D為CH3CHOHCH2OH,D

反應得F為CH3CHOHCOOH,F(xiàn)

得G,比較A與E的分子式可知,A為CH3COCHO。由已知②H

個含“—O—”結構的三元環(huán),可知H為

生聚合反應生成聚碳酸酯多元醇。

(1)由以上分析可知,H的結構簡式為

(2)A、F為CH3CHOHCOOH,F(xiàn)中含有羧基和羥基,在一定條件下F發(fā)生分子間

縮聚反應得G,因此G屬于酯類;H為

B錯誤;C、D為CH3CHOHCH2OH,C正確;D、B中D錯誤;綜中含有羥基和羧基,可以發(fā)生、HCOOCH(OH)CH3、B錯誤;C、D為CH3CHOHCH2OH,C正確;D、B中D錯誤;綜中含有羥基和羧基,可以發(fā)生、HCOOCH(OH)CH3、。

可知,A為CH3COCHO,不能發(fā)生中和反應,故

含有兩個羥基,因此1molD與足量Na反應放出1molH2,故

含有碳碳雙鍵,能與氯氣在一定條件可以發(fā)生加成生成C3H6Cl2,故

上所述,本題應選BD;(3)F為CH3CHOHCOOH

酯化反應,

(4)①能和NaOH反應,說明含有羧基或酯基,②能發(fā)生銀鏡反應,說明含有醛基,

因此符合條件的同分異構體有HCOOCH2CH2OH

HCOOCH2OCH3。

(5)以乙烯為原料,乙烯先與溴水發(fā)生加成反應生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙

烷與氫氧化鈉水溶液發(fā)生水解生成乙二醇,再經(jīng)催化氧化可得乙二醛,具體流程

為:

CH2OCH3

(4)HCOOCH2CH2OH、HCOOCH(OH)CH3、HCOOCH2OCH3

考向三官能團保護措施3.化合物J是某種解熱鎮(zhèn)痛藥,以A為原料的工業(yè)合成路線如下圖所示:

已知:

請回答:(1)寫出同時符合下列條件的F的所有同分異構體的結構簡式__________________________________________________________________。①屬α-氨基酸(α碳上須含有氫原子);②1H—NMR譜表明分子中含有苯環(huán)。(2)下列說法不正確的是________。A.化合物C中含氧官能團有兩種

G→H根據(jù)F與I反應生成J的結構簡式和流程圖,可知F為G→H根據(jù)F與I反應生成J的結構簡式和流程圖,可知F為,則H為,D為,。、的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任。根據(jù)F可知;苯酚與乙酸酐反應生成發(fā)生硝化反應生成C,C為C.化合物F能與FeCl3發(fā)生顯色反應D.化合物J的分子式為C18H15NO5(3)寫出I的結構簡式_____________________________________________;合成過程中設計步驟②和③的目的是_______________________________。(4)設計選)_______________________________________________________________。(5)寫出I+F→J的化學方程式______________________________________。

解析

,I為

E為

B

,苯酚與甲醛反應生成G

(1)根據(jù)F與I反應生成的J的結構簡式和流程圖,可知F為

,①屬α-氨基酸(α碳上須含有氫原子)②1H—NMR

譜表明分子中含有苯環(huán)的F的所有同分異構體有

,有兩種含氧官能團,正確;B.E為JD。,合成過程中設計步驟②和③的目的是保護酚羥基不被氧,H為。由G合成H,需要將—CH2O,有兩種含氧官能團,正確;B.E為JD。,合成過程中設計步驟②和③的目的是保護酚羥基不被氧,H為。由G合成H,需要將—CH2OH氧化,

(2)A.C為

,既可以與NaOH反應又可以與HCl反應,正確;C.F為

,能與FeCl3發(fā)生顯色反應,正確;D.化合物

的分子式為C18H17NO5,錯誤;故選

(3)I為化。

(4)G

因此需要對酚羥基進行保護,流程圖為:

。

(5)I+F發(fā)生酯化反應生成J,反應的化學方程式為

保護酚羥基不被氧化

(2)D保護酚羥基不被氧化

(3)

被保護的官能團性質易被氧氣、臭氧、雙②用碘甲烷先轉化為苯甲醚,后用氫碘酸酸化重新轉化為酚:先用鹽酸轉化為鹽,后用NaOH溶液重新轉化為氨基易被氧氣、臭氧、雙用氯化氫先通過加成轉化為氯代物,后用氧水、酸性高錳酸鉀被保護的官能團性質易被氧氣、臭氧、雙②用碘甲烷先轉化為苯甲醚,后用氫碘酸酸化重新轉化為酚:先用鹽酸轉化為鹽,后用NaOH溶液重新轉化為氨基易被氧氣、臭氧、雙用氯化氫先通過加成轉化為氯代物,后用氧水、酸性高錳酸鉀NaOH醇溶液通過消去重新轉化為碳碳雙鍵易被氧化保護方法乙醇(或乙二醇)加成保護:官能團的保護被保護的官能團①用NaOH溶液先轉化為酚鈉,后酸化重新轉化為酚:

酚羥基氧水、酸性高錳酸鉀溶液氧化

氨基

易與鹵素單質加成,

碳碳雙鍵

溶液氧化醛基

考向四新信息解讀4.(2019·臺州中學高三)已知

以下是化合物N(屬于環(huán)己烯酮類)的兩步合成路線,F(xiàn)不含氯元素。Ⅰ步:

Ⅱ步:

為原料,合成;。(用流程圖表示,反應條件任選)。

請回答:為原料,合成;。(用流程圖表示,反應條件任選)。(1)D中官能團名稱是________________。(2)下列說法不正確的是________________。A.E生成F與G生成H的反應類型相同

B.J的結構簡式是

C.1molI最多能和4molH2加成D.N的分子式為C17H20O2(3)符合下列條件的G的同分異構體有________種,寫出其中一種同分異構體的結構簡式________。①能與濃溴水反應產(chǎn)生白色沉淀②苯環(huán)上有兩個取代基,且苯環(huán)上的一氯代物只有兩種③可在一定條件下發(fā)生水解反應和銀鏡反應(4)寫出方程式:B+C→D_________________________________________。

(5)以

解析Ⅰ步:由已知①,結合C的分子式可得:B為HCHO、C為

由已知②,結合流程可得:D為:

)與;F與B(HCHO)生成G為;H催化氧化生成I(;J與H2;由已知③,結合N)與;F與B(HCHO)生成G為;H催化氧化生成I(;J與H2;由已知③,結合N的結構)反應生成M為:,官能團名稱是:碳碳雙鍵和羰基。)與生;G與CH3I);由已知②可加成生成K,結合K的分子式可得,K為:。生成F()發(fā)生的是取

成F為

生成H為

得:J為

;K催化氧化生成L為

簡式可得,L和D(

(1)D為:

(2)A項,E(

)與CH3I,故B錯)的結構簡式可得,分子中含有1個苯環(huán)、一個2錯誤。綜上所述,符合題意的選項為,其同分異構體滿足下列條件:①能與濃溴水反應產(chǎn)生(或生)與CH3I,故B錯)的結構簡式可得,分子中含有1個苯環(huán)、一個2錯誤。綜上所述,符合題意的選項為,其同分異構體滿足下列條件:①能與濃溴水反應產(chǎn)生(或生成H(加成,故C錯誤;D項,由N、)發(fā)生的也是取代反

應,二者反應類型相同,故A正確;B項,J的結構簡式為

誤;C項,由I(

羰基、一個醛基,所以1molI最多能和5molH

的結構簡式可得,分子式為C15H16O2,故D

BCD。

(3)G為

白色沉淀,則含有酚羥基;②苯環(huán)上有兩個取代基,且苯環(huán)上的一氯代物只有兩

種,則兩個取代基在對位上;③可在一定條件下發(fā)生水解反應和銀鏡反應,則含

有甲酸酯基。綜上分析,可能情況有:

),共5種。

、D為為原料,合成與,故流程圖為:(3)5,故B+C→D的,由已知①②,結合流程得到啟發(fā):可先

(4)B為HCHO、C為、D為為原料,合成與,故流程圖為:(3)5,故B+C→D的,由已知①②,結合流程得到啟發(fā):可先

化學方程式為:

(5)以

生成丙酮和乙醛,二者反應生成CH3COCH===CHCH3;CH3COCH===CHCH3

氫氣發(fā)生加成反應可得到

。

答案(1)碳碳雙鍵、羰基(2)BCD

(5)

備考策略高考常見的新信息反應總結

(1)丙烯α-H被取代的反應:CH3—CH===CH2+Cl2―△―→Cl—CH2—CH===CH2+HCl。(2)共軛二烯烴的1,4-加成反應:

(3)烯烴被O3氧化:R—CH===CH2―①―O②Zn→3R—CHO+HCHO。

(4)苯環(huán)側鏈的烴基(與苯環(huán)相連的碳上含有氫原子)被酸性KMnO4溶液氧化:

(5)苯環(huán)上的硝基被還原:

(6)醛、酮的加成反應(加長碳鏈,—CN水解得—COOH):

(8)醛或酮與格氏試劑(R′MgX)發(fā)生加成反應,所得產(chǎn)物經(jīng)水解可得醇:

(9)羧酸分子中的α-H被取代的反應:

催化劑2

RCH2COOH+Cl――→+HCl。催化劑2

(10)羧酸用LiAlH4還原時,可生成相應的醇:

RCOOHLiAlH――→4RCH2OH。

(11)酯交換反應(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH??枷蛭逵袡C合成路線設計5.[2016·新課標全國Ⅰ,38(6)]秸稈(含多糖類物質)的綜合應用具有重要的意義。下面是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線:

參照上述合成路線,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4為原料(無機試劑任選),設計制備對苯二甲酸的合成路線。

6.[2016·全國卷Ⅲ,38(6)改編]端炔烴在催化劑存在下可發(fā)生偶聯(lián)反應,稱為Glaser反應。

2R—C≡C—H催化劑――→R—C≡C—C≡C—R+H2該反應在研究新型發(fā)光材料、超分子化學等方面具有重要價值。下面是利用Glaser反應制備化合物E的一種合成路線:

)為原料(其他無機試劑任選)制)的合成路線。

寫出用2-苯基乙醇()為原料(其他無機試劑任選)制)的合成路線。

備化合物D(

備考策略1.原則原料價廉、原理正確、路線簡捷、便于操作、條件適宜、易于分離、產(chǎn)率高。2.方法(1)正推法即從某種原料分子開始,對比目標分子與原料分子的結構(碳骨架及官能團),對該原料分子進行碳骨架的構建和官能團的引入(或者官能團的轉化),從而設計出合理的合成路線,其思維程序為

基礎原料?中間產(chǎn)物……?中間產(chǎn)物?目標有機物

如利用乙烯為原料合成乙酸乙酯,可采用正推法:

(2)逆推法即從目標分子著手,分析目標分子的結構,然后由目標分子逆推出原料分子,并進行合成路線的設計,其思維程序為

)的結構分析可知合成該

目標有機物?中間產(chǎn)物……?中間產(chǎn)物?基礎原料)的結構分析可知合成該

如采用逆推法,通過對苯甲酸苯甲酯(

有機化合物的是苯甲酸與苯甲醇,繼續(xù)逆推可得出原料分子為甲苯,如圖所示:

設計合成路線時,要選擇反應步驟少,試劑成本低,操作簡單,毒性小,污染小,副產(chǎn)物少的路線,即

(3)正逆雙向結合法采用正推和逆推相結合的方法,是解決合成路線題的最實用的方法,其思維程序

為基礎原料?中間產(chǎn)物……中間產(chǎn)物?目標有機物

3.有機合成路線設計的幾種常見類型根據(jù)目標分子與原料分子在碳骨架和官能團兩方面變化的特點,我們將合成路線的設計分為(1)以熟悉官能團的轉化為主型如:以CH2===CHCH3為主要原料(無機試劑任用)設計CH3CH(OH)COOH的合成路線流程圖(須注明反應條件)。

))的合成路線流程

(2)以分子骨架變化為主型))的合成路線流程

如:請以苯甲醛和乙醇為原料設計苯乙酸乙酯(

的合成路線流程圖(注明反應條件)。提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr

(3)陌生官能團兼有骨架顯著變化型(常為考查的重點)要注意模仿題干中的變化,找到相似點,完成陌生官能團及骨架的變化。如:模仿

設計以苯甲醇、硝基甲烷為主要原料制備苯乙胺(

;+

圖。;+關鍵是找到原流程中與新合成路線中的相似點。(碳架的變化、官能團的變化;硝基引入及轉化為氨基的過程)

1.(2019·暨陽聯(lián)合高三)某研究小組按下列路線合成治療高血壓藥阿替洛爾:

已知:(1)

(2)RX―NaCN―→RCNH―/H→2ORCOOH請回答:(1)化合物F的結構簡式為________。(2)寫出D→E的化學方程式__________________________________________。

根據(jù)已知(1)信息可知B為,由阿替洛爾結構可知F為和根據(jù)已知(1)信息可知B為,由阿替洛爾結構可知F為和CH3OH、H2O,答案為:,結合E的結構可知C為;A.化合物B能形成內鹽B.化合物C能與濃溴水發(fā)生取代反應C.化合物D能與碳酸氫鈉反應產(chǎn)生氣體D.阿替洛爾的分子式是C14H21N2O3(4)請設計以甲苯為原料合成化合物A的合成路線________(用流程圖表示,無機試劑任選)。(5)化合物X是式量比化合物A小14的同系物,寫出同時符合下列條件的化合物X所有同分異構體的結構簡式________。①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;②1H-NMR譜顯示分子中有3種氫原子;③IR譜表明分子中含—C≡N鍵,無—O—O—鍵。

解析

,D為

(2)D與NH3·H2O反應生成

(3)B中含有羧基和氨基,能形成內鹽,C中含有酚羥基,與濃溴水發(fā)生苯環(huán)上的

取代反應,D中不含羧基,不能與碳酸氫鈉反應,阿替洛爾的分子式為C14H22N2O3。

(5)X分子式為C7H5NO4,不飽和度為6,除去苯環(huán)結構,含有1個—C≡N;還含

有酚羥基,無—O—O—鍵,分子中3種H,說明分子具有對稱性。

答案(1)

2.(2019·寧波鎮(zhèn)海中學)化合物G是一種用于合成γ-分泌調節(jié)劑的藥物中間體,其合成路線流程圖如下:

(R代表烴基,R'代表烴基或

請回答:(R代表烴基,R'代表烴基或(1)B的結構簡式為________________。(2)下列說法正確的是________。A.化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應B.1mol化合物C最多能與2molNaOH反應C.化合物E既有氧化性,又有還原性D.由流程可知,Red-Al、MnO2分別做還原劑、氧化劑,其中MnO2也可用Cu/O2、足量的酸性高錳酸鉀等代替E.化合物G的最簡式為C6H6NO(3)C→D的過程中有一種無色無味氣體產(chǎn)生,其化學方程式為_________________________________________________________________________________。(4)寫出同時滿足下列條件的B的同分異構體的結構簡式________。①含有苯環(huán),且分子中有一個手性碳原子;②能發(fā)生水解反應,水解產(chǎn)物之一是α-氨基酸,另一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學環(huán)境的氫。

(5)已知:

、和A的分子式可知,二者相差C2H4,結合反→A為取代反應,A為,B→C為取代反應,生成C和水,根據(jù)已知信息,C→D,比較E、和A的分子式可知,二者相差C2H4,結合反→A為取代反應,A為,B→C為取代反應,生成C和水,根據(jù)已知信息,C→D,比較E與G的結構可知,F(xiàn)為;和(CH3)2SO4為原料制備,A→B發(fā)生還原反

的合成路線流程圖(無機試劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)。

解析由合成流程可知,

應條件可知,

應,則B為

為氨基上H被取代,D為

,F(xiàn)→G發(fā)生氧化反應。

(1)根據(jù)上述分析,B為

,結構中沒有酚羥基,不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色)中含有1mol酯基和1mol肽鍵,)中含有碳碳雙鍵和苯MnO2)的化學式為,結構中沒有酚羥基,不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色)中含有1mol酯基和1mol肽鍵,)中含有碳碳雙鍵和苯MnO2)的化學式為C12H12N2O22BrCH2COCH3+K2CO3→的最簡式為C6H6NO,正+2KBr+H2O

反應,錯誤;B.1mol化合物C(

最多能與2molNaOH反應,正確;C.化合物E(

環(huán),能夠與氫氣發(fā)生還原反應,也能在空氣中燃燒,因此既有氧化性,又有還原

性,正確;D.由上述分析可知,Red-Al、MnO2分別作還原劑、氧化劑,其中

也可用Cu/O2,但不能用酸性高錳酸鉀代替,酸性高錳酸鉀能夠將醇氧化為酸,

錯誤;E.化合物G(

確;

(3)C→D的過程中有一種無色無味氣體產(chǎn)生,該氣體應該為二氧化碳,反應的方

程式為

為;(5)以,結合上述合成流程可知,(2)BCE+2BrCH2COCH3+K2CO3→,①含有苯環(huán),且分子中有一個手性碳原子;、+2KBr+H2O+和

+CO2↑;(4)B為;(5)以,結合上述合成流程可知,(2)BCE+2BrCH2COCH3+K2CO3→,①含有苯環(huán),且分子中有一個手性碳原子;、+2KBr+H2O+和

②能發(fā)生水解反應,水解產(chǎn)物之一是α-氨基酸,說明結構中含有酯基或肽鍵,另

一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學環(huán)境的氫,同時滿足條件的B的同分異構體

(CH3)2SO4為原料制備

—OH轉化為—Br,酚—OH轉化為醚鍵,硝基轉化為氨基,最后發(fā)生信息中的反

應,則合成流程為

。

答案(1)

(3)CO2↑

)是一種治療心血管和高血壓的+

(4))是一種治療心血管和高血壓的+(5)

1.(2019·嘉興一中高三檢測)有機物Y(藥物,某研究小組以甲苯、乙烯等物質為主要原料,通過以下路線合成:

已知:RX+NaCN―→RCNH―2O/H―→RCOOH

請回答:(1)寫出化合物H的結構簡式________________。(2)下列說法不正確的是________。A.反應①的試劑與條件為Cl2/光照B.化合物E能發(fā)生銀鏡反應

可知,A的結構簡式為,根據(jù)D和G結構簡式知,D和可知,A的結構簡式為,根據(jù)D和G結構簡式知,D和F發(fā)生取代反應,H發(fā)生取代反應生成X,;,D.Y的分子式為C11H13NCl(3)寫出反應④的化學方程式___________________________________________________________________________________________________________。(4)芳香族化合物M是B的同分異構體,M含有二個六元環(huán),則M可能的結構有________。(5)已知一個碳原子上連有兩個羥基是不穩(wěn)定的,會脫水轉化為羰基。試寫出由C

的一種同分異構體制備合成的線路圖。

解析甲苯發(fā)生反應①生成A,A和NaCN反應后再水解生成B,B發(fā)生取代反

應生成C,結合C的結構簡式

B的結構簡式為

④生成G,且是F的氨基中的H原子和D中的Cl原子發(fā)生取代反應,比較G和

X的結構簡式,可推出H的結構簡式為

X發(fā)生取代反應生成Y,以此解答。

(1)H和五氯化磷發(fā)生取代反應生成X,則根據(jù)X的結構簡式可知化合物H的結

構簡式為

(2)A.根據(jù)C的結構簡式可知反應①是甲基上的氫原子被取代,因此試劑與條件為

Cl2/光照,A正確;B.化合物E是環(huán)氧乙烷,不是乙醛的同分異構體,不能發(fā)生

錯誤。,芳香族化合物M是B的同分異構體,M含有,應先合成對苯二甲)的同分異構體,分別氧化和還原可生成對苯二甲酸、對苯二甲醇,為原料,

銀鏡反應,B錯誤;C.從G→Y錯誤。,芳香族化合物M是B的同分異構體,M含有,應先合成對苯二甲)的同分異構體,分別氧化和還原可生成對苯二甲酸、對苯二甲醇,為原料,

取代反應,C錯誤;D.Y的分子式為C11H14NCl,D

(3)反應④是氯原子被取代,反應的化學方程式為:

;

(4)B的結構簡式為

二個六元環(huán),則符合條件的有機物結構簡式為:

;

(5)制備

酸和對苯二甲醇,可選用C(

水解可生成

其合成流程圖為

。

答案(1)(2)BCD

(3)

(4)

(5)

2.(2019·綠色評價聯(lián)盟聯(lián)考)工業(yè)上制備有機物G的流程如圖所示

同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式________;;(3)AB反應的化學方程式為:

(1)下列說法正確的是________。同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式________;;(3)AB反應的化學方程式為:A.溴苯是密度比水小的無色液體B.流程中無水乙醚是溶劑、FeBr3和AlBr3是催化劑

C.具有弱酸性D.反應Ⅰ為取代反應(2)寫出F的結構簡式________。(3)寫出A與B反應的化學方程式________________________________________________________________________________________________________。

(4)寫出

①分子中有4種化學環(huán)境不同的氫原子;②分子中含有苯環(huán)。(5)寫出以乙烯為原料制備CH3CH===CHCH3的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任選)。

解析(1)A.溴苯是密度比水大的無色液體,故A錯誤;B.流程中無水乙醚是溶劑、

FeBr3和AlBr3是催化劑,故B正確;C.中羥基沒有直接連接苯

環(huán),沒有酸性,故C錯誤;D.反應Ⅰ是羥基被—Br替代,屬于取代反應,故D

正確,故選:BD;(2)由分析可知,F(xiàn)的結構簡式為:

同時符合下列條件的同分異構合作用生成條件的同分異構體有:、

;(4)同時符合下列條件的同分異構合作用生成條件的同分異構體有:、

體:①分子中有4種化學環(huán)境不同的氫原子,存在對稱結構,②分子中含有苯環(huán),

;(5)由乙醛與CH3CH2MgBr

CH3CH(OH)CH2CH3,然后發(fā)生消去反應生成CH3CH===CHCH3.乙烯與水發(fā)生加

成反應生成乙醇,乙醇發(fā)生催化氧化生成乙醛。乙烯與HBr加成生成CH3CH2Br,

再與Mg/無水乙醚作用得到CH3CH2MgBr。合成路線流程圖為:

。

答案(1)BD

(5)3.(2019·嘉興高三模擬)米力農(nóng)是一種用于治療慢性心衰竭的化合物。某研究小組按下列路線合成米力農(nóng)。

已知:①化合物B中只含一個甲基。

的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任中CH3CO—取代A的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任中CH3CO—取代A中甲基上的一個H原子,即B的結構簡式為C7H16O3,(1)化合物B的結構簡式是________。(2)下列說法不正確的是________。A.CH(OEt)3的化學式為C7H16O3B.C+G→米力農(nóng)的反應類型為加成反應C.上圖D→E→F的合成路線,避免毒性極強HCN的生成D.化合物D中滴加AgNO3溶液,會有淡黃色沉淀生成(3)寫出F→G的化學方程式_________________________________________________________________________________________________________________。(4)化合物A經(jīng)充分加氫,可得化學式為C6H13N的化合物X,X有多種結構,請寫出符合下列條件的X的同分異構體的結構簡式________。①含有一個五元環(huán);②1H—NMR譜中只有4種峰。

(5)寫出以乙酸為原料制備

選)。

解析(1)A與CH3COCl發(fā)生反應生成C8H9NO,以及C的結構簡式,發(fā)生取代

反應CH3COCl

;(2)A、對比B和C的分子式,推出CH(OEt)3的化學式為

故A說法正確;B、對比C和米力農(nóng)結構簡式,生成米力農(nóng)時,C中去掉了一個

O原子,因此該反應不屬于加成反應,故B錯誤;C、根據(jù)信息②,推出D的結

生成E發(fā)生酯化反應,即E為CH2BrCOOC2H5,E生HCN、進行斷裂,因此生成該物質的、;

生成E發(fā)生酯化反應,即E為CH2BrCOOC2H5,E生HCN、進行斷裂,因此生成該物質的、;

成F發(fā)生取代反應,即F的結構簡式為CH2(CN)COOC2H5,此反應中避免

的生成,故C正確;D、D中Br以原子的形式存在,滴加AgNO3溶液,不出現(xiàn)

淡黃色沉淀,應先加NaOH水溶液,加熱,再滴加硝酸酸化,最后滴加AgNO3

溶液,故D錯誤;(3)根據(jù)(2)中C選項分析,F(xiàn)的結構簡式為CH2(CN)COOC2H5,

根據(jù)G的分子式,F(xiàn)生成G發(fā)生取代反應,即反應方程式為

;(4)只有4

種峰,應是對稱結構,五元環(huán)上一個頂點為N,

(5)根據(jù)目標產(chǎn)物結構簡式的特點,應從

反應物是HOCH2COOH,利用信息②,從而推出該反應的合成路線為

答案(1)

、、

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