2019届高考化学二轮复习专题二十　有机化合物的合成与推断(选考)学案

专题二十　有机化合物的合成与推断(选考)
[查漏补缺·对接高考]　　　　　　　　　　　　排查核心知识　挖掘命题规律
授课提示：对应学生用书第87页
[探高考·真题鉴赏]
1．(2018·全国高考卷Ⅰ)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)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是________。
(3)反应④所需试剂、条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1)：________________________________________________________________。
(7)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)。
解析：(1)该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代后的产物，其化学名称为氯乙酸。
(2)反应②为－CN取代氯原子的反应，因此属于取代反应。
(3)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)根据题给G的结构简式可判断G的分子式为C12H18O3。
(5)根据题给W的结构简式可判断W分子中含氧官能团的名称为羟基和醚键。
(6)酯的核磁共振氢谱只有两组峰，且峰面积比为1∶1，说明该物质的分子是一种对称结构，由此可写出符合要求的结构简式为


答案：(1)氯乙酸　(2)取代反应　(3)乙醇/浓硫酸、加热　(4)C12H18O3　(5)羟基、醚键
(6)

2．(2017·全国高考卷Ⅰ)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：①RCHO＋CH3CHO
RCH===CHCHO＋H2O
②
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。
(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、________。
(3)E的结构简式为____________________________________________________。
(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
(5)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式：________________________________________________________________________。
(6)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)。
解析：(5)F为苯环外含有5个碳原子、3个不饱和度和2个O原子，其同分异构体能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成CO2，即必含有羧基，核磁共振氢谱显示有4种氢原子，则具有较高的对称性，氢原子个数比为6∶2∶1∶1，可知含有两个对称的甲基，还有2个碳原子和2个不饱和度，则含有碳碳三键，故满足条件的同分异构体的结构简式为、、和。(6)由产物的结构简式，迁移信息②可知要先制出，可由氯代烃发生消去反应得到，而氯代烃可由环戊烷与氯气在光照条件下发生取代反应制得。
答案：(1)苯甲醛　(2)加成反应　取代反应
(3)CC—COOH
(4)
(5)
(任写2种)
(6)
[研考纲·聚焦素养]
核心素养
1．宏观辨识与微观探析：能从有机化合物的组成、结构等不同层次认识有机化合物的多样性并对其进行分类，从官能团的角度认识有机化合物的结构、性质及其衍变关系，形成“结构决定性质”的观念，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2．变化观念：认识烃及烃的衍生物之间的衍变关系及转化规律，认识有机化合物转化的本质。
3．证据推理与模型认知：掌握官能团对有机化合物性质的决定作用及有机合成中官能团之间的衍变，知道通过分析、推理等方法研究不同有机化合物的本质特征及其相互衍变关系，建立推断分析的思维模型并据此揭示合成有机化合物的规律。
[题型突破·通法悟道]　　　　　　　　　　　　　摆题型示例　巧取应考宝典
授课提示：对应学生用书第88页
题型一　有机化合物的推断
[研——题型探究]
►角度一　根据已知物的结构简式和未知物的
　　　分子式确定未知物的结构简式

　　　
反应中加入的试剂X的分子式为C8H8O2，X的结构简式为____________________。

有机物B的结构简式为______________________________________________。

►角度二　根据已知物的结构简式和未知物的性质确定未知物的结构简式
2．实现D→E的转化中，加入的化合物X能发生银镜反应，X的结构简式为________________________________________________________________________。

答案：
►角度三　根据已知物的结构简式和未知物的相对
　　　分子质量确定未知物的结构简式
3．合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G，G的结构简式为________________________________________________________________________。

答案：
[题型建模]　
1．有机推断题的解题思路

2．有机推断题的解题技巧
(1)根据反应条件推断某一反应的反应物或生成物，如反应条件为“NaOH的醇溶液，加热”，则反应物必是含卤原子的有机物，生成物中肯定含不饱和键。
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团。
①使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。

②使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质中含有—CHO。
⑤加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置。
①醇的氧化产物与结构的关系。

②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由取代产物的种数或氢原子环境可确定碳架结构。
有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多，说明此有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种数或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定—OH与—COOH的相对位置。
[练——即学即用]
1．下图为有机物之间的转化关系。

已知：H属于芳香酯类化合物；I的核磁共振氢谱为两组峰，且面积比为1∶6。请分别写出下列物质的结构简式：
A：________________________________________________________________________；
B：________________________________________________________________________；
C：________________________________________________________________________；
D：________________________________________________________________________；
E：________________________________________________________________________；
F：________________________________________________________________________；
G：________________________________________________________________________；
H：________________________________________________________________________；
I：________________________________________________________________________；
J：________________________________________________________________________。


2．已知 CO和H2按物质的量之比1∶2可以制得G，有机玻璃可按下列路线合成：

请分别写出下列物质的结构简式：
A：________________________________________________________________________；
B：________________________________________________________________________；
C：________________________________________________________________________；
D：________________________________________________________________________；
E：________________________________________________________________________；
F：________________________________________________________________________；
G：________________________________________________________________________；
H：________________________________________________________________________。


题型二　利用给予新信息设计有机合成路线
1．写出以苯甲醛和氯乙烷为原料，制备芐基乙醛的合成路线流程图。
无机试剂任用，合成路线流程图示例如下，并注明反应条件。

已知：羰基α­H可发生反应：

________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

2．请设计合理方案从合成(无机试剂任用，用反应流程图表示，并注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为


________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

3．参照已知信息，设计一条由CH2===CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件)。

________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

4．聚丙烯醛可用于合成有机高分子色素，根据Claisen缩合反应，设计以甲醛和乙醛为原料合成聚丙烯醛的路线。

________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

5．A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：

参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3­丁二烯的合成路线________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

[题型建模]　
1．有机合成题的解题思路

2．常考的有机合成中三种官能团的保护
(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化基团前先使其与NaOH反应，把酚羟基转变成—ONa，将其保护起来，使其他基团氧化后再酸化使其全部转变为—OH。
(2)碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，在氧化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重新转变为碳碳双键。
(3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯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(H＋)氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。
3．有机合成路线的解题思路
(1)有机物合成步骤的选择：要充分考虑官能团间的相互影响。如涉及合成过程中物质的氧化，还要考虑部分官能团(如碳碳双键、酚羟基)的保护。
(2)官能团特征反应的分析与判断：
在有机物的推断中，要充分依靠其特征反应的特殊现象(如与FeCl3溶液显紫色的物质含有酚羟基等)。
(3)题示信息的准确把握：
有机合成与有机推断题中，大多是以信息给予题的形式出现，因此要求考生在分析试题时，要找出题中的两类信息，即有效信息和隐含信息，剔除无效信息和干扰信息。
[限时规范训练]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单独成册
对应学生用书第151页
1．(2018·石家庄模拟)2017年治疗膀胱癌的有机小分子药物M被批准使用，其合成路线图：

已知：
请回答：
(1)A的名称为____________，G中含氧官能团的名称为____________。
(2)⑤的反应类型为______________。H的分子式为____________。
(3)①的化学方程式为____________________________________________________。
(4)④的化学方程式为___________________________________________________。
(5)D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；
a．能与Na反应产生气体
b．既能发生银镜反应，又能发生水解反应
其中核磁共振氢谱有4组峰的物质的结构简式为________________(任写一种)。
(6)参照上述合成路线，设计由2­甲基丙酸和甲醇为起始原料制备2­甲基丙烯酸甲酯的合成路线(无机试剂任选)_____________________________________________________。
解析：(1)根据G的结构简式，可推知F为结合已知信息及合成路线图知，E为C为B为CH3COCH2CH2CHO，B为A的催化氧化产物，A为其名称为1,4­戊二醇。G中含氧官能团的名称为羰基、酯基。(2)反应⑤为为消去反应。根据H的结构简式，可知其分子式为C6H7O4N。(3)反应①为的催化氧化反应。(4)C为其还原所得产物D为反应④为D发生缩聚反应得到高分子化合物 (5)D为根据能与Na反应产生气体及既能发生银镜反应，又能发生水解反应，则该同分异构体含有甲酸酯基和羟基，可看成由HCOO—和—C4H8OH形成的化合物，由于—C4H9有—CH2CH2CH2CH3、
四种同分异构体，用—OH取代四者中的1个H后所得产物分别有4、4、3、1种，即—C4H8OH有12种，故HCOO—和—C4H8OH形成的化合物共有12种。核磁共振氢谱中有4种氢原子的同分异构体为
(6)运用逆合成分析法，倒推中间产物，确定合成路线。
答案：(1)1,4­戊二醇　羰基、酯基
(2)消去反应　C6H7O4N




2．(2018·东北八市模拟)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)俗称涤纶树脂，是一种重要的有机高分子材料。其结构简式为利用有机物A合成PET的路线如图所示：

已知：
根据题意回答下列问题：
(1)A的名称是________，C所含官能团的名称是________。
(2)由1,3­丁二烯可制备顺式聚1,3­丁二烯，写出顺式聚1,3­丁二烯的结构简式________________________________________________________________________。
(3)A→D、B→C的反应类型分别为________、________。
(4)写出C＋F―→PET的化学方程式：_____________________________________。
(5)G是F的同系物，其相对分子质量比F多28，G的核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为3∶1∶1，则符合该条件的G的同分异构体共有________种。
(6)参照上述合成路线，以1,3­丁二烯为原料(无机试剂任选)，设计制备丁苯橡胶的合成路线：____________________________。
解析：根据合成路线可确定C和F分别为HOCH2CH2OH和则A为CH2===CH2，B为BrCH2CH2Br；根据已知信息①、②可知D、E分别为
(2)1,3­丁二烯的结构简式为CH2===CH—CH===CH2，所制得的顺式聚1,3­丁二烯中，碳碳双键两端的H均在碳碳双键同侧，即顺式聚1,3­丁二烯为
(3)根据A和D的结构简式可知A→D为加成反应，由B、C的结构简式可知B→C为卤代烃的取代反应或水解反应。
(5)符合限定条件的G的同分异构体有4种，即

答案：(1)乙烯　羟基

(3)加成反应　取代反应(或水解反应)

(5)4

3．石油裂解气主要含有丙烯、1,3­丁二烯等不饱和烃，以它们为原料可合成CR橡胶和医药中间体G，合成路线如下：

已知：①B、C、D均能发生银镜反应；
。
(1)A的顺式异构体的结构简式为____________。
(2)C中含氧官能团的名称是____________，反应①的反应类型为____________。
(3)写出E→F的化学方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出同时满足下列条件的医药中间体G的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。
①与D互为同系物；
②核磁共振氢谱有三组峰。
(5)用简要语言表述检验B中所含官能团的实验方法：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
________________________________________________________________________。
(6)用A为起始原料合成CR橡胶的路线为____________________(其他试剂任选)。
解析：(1)A存在顺式异构体，则发生1,4加成生成A，A的顺式异构体的结构简式为 (2)根据B、C、D均能发生银镜反应，结合B的分子式，可知B为CH2===CHCHO，结合C的相对分子质量及C→D，则C为HOCH2CH2CHO，D为OHCCH2CHO，故C中的含氧官能团为羟基、醛基。根据图示转化关系，E为HOOCCH2COOH，F为故反应①为的取代反应。(3)E→F为HOOCCH2COOH和乙醇的酯化反应。
(4)在酸性条件下水解生成，加热时脱去CO2得到的G为，根据该同分异构体与D(OHCCH2CHO)互为同系物，且含有三种类型氢原子，可知该同分异构体可以为OHC(CH2)4CHO、 (5)B为CH2===CHCHO，所含官能团有碳碳双键、醛基，检验碳碳双键，用溴水或酸性高锰酸钾溶液等；检验醛基，用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液，由于溴水或酸性高锰酸钾溶液能氧化醛基，因此要先检验醛基，后检验碳碳双键。(6)运用逆合成分析法，倒推中间产物，确定合成路线。
答案：
(2)羟基、醛基　取代反应
(3)HOOCCH2COOH＋2C2H5OH
C2H5OOCCH2COOC2H5＋2H2O
(4)OHC(CH2)4CHO、OHCCH(CH3)CH(CH3)CHO
(5)取少量B于洁净试管中，加入足量银氨溶液，水浴加热有银镜生成，证明B中有醛基；再加酸酸化，滴入少量溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，证明含有碳碳双键(或其他合理答案)
(6)

4．喹啉醛H是一种可用于制备治疗肿瘤药物的中间体。由烃A制备H的合成路线如图：

已知：ⅰ.RCCl3RCOOK；ⅱ.反应④中吡啶为稳定剂。
回答下列问题：
(1)A的化学名称是____________。
(2)①、⑥的反应类型分别为________、________。
(3)D为链状结构，分子中不含“—O—”结构，且不能发生银镜反应，其核磁共振氢谱为3组峰，峰面积比为3∶2∶1，则D的结构简式为____________。
(4)反应④的化学方程式为___________________________________________________。
(5)下列有关G的说法正确的是________(填标号)。
a．经质谱仪测定，G只含有羧基、碳碳双键两种官能团
b．属于萘的衍生物
c．一定条件下可发生加聚反应
d．可与少量Na2CO3溶液反应生成NaHCO3
(6)X是H的同分异构体，两者环状结构相同，X环上的取代基与H的相同但位置不同，则X可能的结构有________种。
(7)写出用为原料制备的合成路线
________________________________________________________________________
____________________________________________________(其他试剂任选)。
解析：根据B的分子式、E的结构简式及反应②可知B为又A为烃，则A为C为根据D的分子式和(3)中D的结构与核磁共振氢谱信息可知D为CH3COCH===CH2。结合E、G的结构简式，已知信息ⅰ、ⅱ及F的分子式，可确定F为。
(1) 的化学名称为苯。(2)反应①为苯的取代反应，反应⑥为氧化反应。(4)结合合成路线图和E、F的结构简式可写出E→F的化学方程式。(5)质谱仪不能测定有机物中的官能团，a错误；G中含有N元素，不属于萘的衍生物，b错误；G中含有碳碳双键，在一定条件下可以发生加聚反应，c正确；G中含有羧基，与少量Na2CO3溶液反应放出CO2气体，d错误。(6)由H的结构简式可知，X的可能结构有6种。
答案：(1)苯　(2)取代反应　氧化反应
(3)CH3COCH===CH2

(5)c　(6)6

5．2­氧代环戊羧酸乙酯(K)是常见医药中间体，聚酯G是常见高分子材料，它们的合成路线如图所示：

已知：①气态链烃A在标准状况下的密度为1.875 g·L－1

回答下列问题：
(1)B的名称为________；E的结构简式为________。
(2)下列有关K的说法正确的是________。
A．易溶于水，难溶于CCl4
B．分子中五元环上碳原子均处于同一平面
C．能发生水解反应、加成反应
D．1 mol K完全燃烧消耗9.5 mol O2
(3)⑥的反应类型为________；⑦的化学方程式为____________________________。
(4)与F官能团的种类和数目完全相同的F的同分异构体有________种(不含立体结构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是________________________(写结构简式)。
(5)利用以上合成路线中的相关信息，请写出以乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线：____________________________________。
解析：(1)根据气态链烃A在标准状况下的密度为1.875 g·L－1，可知A的相对分子质量为22.4×1.875＝42，根据A→B→C的转化关系知，A含3个碳原子，则A为丙烯，进一步推知B为CH2ClCHClCH3。D→E为消去反应，E→F为碳碳双键氧化为羧基的反应，根据F的结构简式，可推知E的结构简式为。(2)A项，K含有酯基，难溶于水，易溶于CCl4，错误；B项，K分子中五元环中有3个—CH2—，五个碳原子不可能共平面，错误；C项，K中含有酯基，能发生水解反应，含有碳氧双键，能发生加成反应，正确；D项，K的分子式为C8H12O3,1 mol K完全燃烧消耗O2的物质的量为(8＋－)mol＝9.5 mol，正确。(3)根据反应条件，H发生已知信息②中反应，故反应⑥为取代反应。反应⑦为的缩聚反应。(4)符合题意的F的同分异构体可以看作C4H10中的两个氢原子被两个—COOH取代的产物，C4H10有CH3CH2CH2CH3、两种。两个—COOH取代CH3CH2CH2CH3中同一个C原子上的两个H原子，有2种；两个—COOH取代CH3CH2CH2CH3中两个C原子上各一个H原子，有4种；两个—COOH取代中同一个C原子上的两个H原子，有1种；两个—COOH取代中两个C原子上各一个H原子，有2种。除去F外，符合题意的F的同分异构体有8种。其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的结构简式是 (5)运用逆合成分析法，倒推中间产物，确定合成路线。
答案：(1)1,2­二氯丙烷　
(2)CD

(4)8　
(5)C2H5OHCH3COOH
CH3COOC2H5

6．(2018·成都模拟)一种芳香化合物防晒剂(M) 的合成路线如图。

已知：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基：

根据信息回答下列问题：
(1)M中的醚键是一种极其稳定的化学键，除此之外还含有官能团的名称为____________。
(2)A的核磁共振氢谱中显示有________种吸收峰；物质B的名称为____________。
(3)C的结构简式为____________；D→E转化过程中第①步反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)V的反应条件是____________；Ⅳ的反应类型为____________。
(5)A也是合成阿司匹林的原料，有多种同分异构体。写出符合下列条件的同分异构体的结构简式____________(任写出一种)。
a．苯环上有3个取代基
b．仅属于酯类，能发生银镜反应，且1 mol该物质反应时最多能生成4 mol Ag
c．苯环上的一氯代物有两种
(6)以F及乙醛为原料，合成芳香化合物防晒剂的路线为___________________(用流程图表示)。
流程示例：CH2===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
解析：(1)M中还含有的官能团的名称为碳碳双键、酯基。(2)根据A的分子式及合成路线图，可推知A的结构简式为其分子中含有4种氢原子，故其核磁共振氢谱中显示有4种吸收峰。根据A→B的反应试剂及条件，结合后续转化关系知，B的结构简式为其名称为对氯甲苯(或4­氯甲苯)。(3)C的结构简式为结合已知信息①及E的分子式，可推知D为D与CH3CHO发生已知信息②中的反应生成E，其中第①步反应的化学方程式为 (4)反应V为醛基被氧化为羧基的反应，反应条件可以是银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)，加热，再酸化。E为反应Ⅳ为E中的—Cl转化为—OCH3，故其反应类型为取代反应。(5)根据仅属于酯类，能发生银镜反应，则该同分异构体含有甲酸酯基，根据1 mol该物质反应时最多能生成4 mol Ag，则含有两个甲酸酯基，又苯环上有3个取代基，因此苯环上的取代基为2个HCOO—、1个—CH3，结合苯环上的一氯代物有两种，即苯环上有两种氢原子，知该同分异构体为或
答案：(1)碳碳双键、酯基
(2)4　对氯甲苯(或4­氯甲苯)


(4)银氨溶液，加热(或新制氢氧化铜悬浊液，加热)，再酸化(答案合理即可)　取代反应

(6)