高考化学二轮备考高频热点特训：有机推断与合成大题(解析版)

这是一份高考化学二轮备考高频热点特训：有机推断与合成大题(解析版)，共27页。试卷主要包含了某研究小组按下列路线合成咖啡因等内容，欢迎下载使用。


已知：RCH2ClCH2CN；
请回答：
(1)化合物C的结构简式为___________________。
(2)下列说法不正确的是________。
A．化合物A→B的转化工业上可以一步完成
B．化合物D→E发生取代反应
C．化合物G具有碱性，能发生水解反应
D．咖啡因的分子式是C8H9N4O2
(3)设计化合物H经两步反应转变为咖啡因的合成路线(用流程图表示，试剂任选)___________。
(4)写出G→H的化学方程式__________________________________________。
(5)写出化合物C可能的同分异构体的结构简式________，须同时符合：
①1H-NMR谱表明分子中有3种氢原子；
②IR谱显示有C=O键存在。
【答案】(1) (2)ABD
(3)
(4)
(5)
【解析】由题给有机物的转化关系可知，为防止生成生成剧毒的HCN，有机物A(ClCH2COOH)先与碳酸钠反应生成ClCH2COONa，ClCH2COONa与NaCN发生信息反应生成NaOOCCH2CN，NaOOCCH2CN酸化得到HOOCCH2CN；HOOCCH2CN与发生取代反应生成，则C为；由化合物D和E的分子式均为C6H9N3O2，结合G的结构成环可知，D→E的反应为发生加成反应生成，则E的结构简式为，H为；先成环，再甲基化得到咖啡因。(1)C的结构简式为；(2)A项，若化合物A→B的转化工业上不能一步完成，直接与NaCN反应，会生成剧毒的HCN，故错误；B项，化合物D→E的反应为发生加成反应生成，故错误；C项，化合物G的结构简式为，官能团为碳碳双键、氨基和肽键，氨基具有碱性，肽键能发生水解反应，故正确；D项，由结构简式可知咖啡因的分子式是C8H10N4O2，故不正确；故选ABD；(3)由题给信息可知，为防止-NH2也被甲基化，先成环，再甲基化得到咖啡因，转化关系如下：；(4)G→H的反应为与HCOOH反应生成和水，反应的化学方程式为 ；(5)化合物C的同分异构体有C=O键存在说明分子中含有醛基或羰基，则核子共振氢谱有3种氢原子的结构简式为、、、。
2．某研究小组以甲苯为起始原料，按下列路线合成农药、医药中间体2－氨基－3－氯苯甲酸。
已知：
回答下列问题：
(1)下列说法不正确的是__________。
A．甲苯直接在反应②的反应条件下也可以得到化合物B
B．反应⑥的主要目的是保护氨基
C．反应⑦、⑧、⑨的反应类型均为取代反应
D．化合物D的分子式为C9H8NO3
(2)选择下列各步反应所需的反应试剂或反应条件，并填入对应方框内：
A．氯气，光照 B．Cl2水溶液、铁粉 C．Cl2，氯化铁 D．浓硝酸，加热
E.浓硫酸，加热 F.浓硝酸、浓硫酸，加热.
(3)写出化合物C的结构简式：______________。
(4)写出反应⑨的化学反应方程式：_______________________。
(5)写出化合物B同时符合下列条件的同分异构体的结构简式：_________。(写出3个即可)
a.1H－NMR谱检测表明苯环，上的H原子有2种；
b.能发生水解反应。
(6)写出以甲苯为原料合成对氨基苯甲酸的路线(用流程图表示，无机试剂任选)：___________________________________________________。
【答案】(1)D (2)F C (3)
(4) +2H2O+CH3COOH+H2SO4
(5)、、、
(6)
【解析】根据流程图中的已知物质的结构简式变化和反应条件，结合官能团的性质可知，甲苯与浓硫酸咋加热的条件下发生取代反应生成A，A在浓硫酸作催化剂加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成，则A的结构简式为；在酸性条件下与水反应生成B，结合B的分子式可知B的结构简式为，根据C的分子式可知，B在一定条件下被氧化生成C，C的结构简式为，C与Fe/HCl、经过图示变化生成D，D与浓硫酸在一定条件下发生已知反应的转化生成，则D的结构简式为，与氯气在催化剂作用下发生取代反应生成E，E在酸性条件下水解生成F，结合F的结构简式，E的结构简式为。(1) A项，甲苯在一定温度下直接消化，能得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种主要取代产物，故A正确；B项，反应⑦为磺化反应，会破坏氨基，所以反应⑥通过乙酰胺取代氨基上的氢原子家里保护，故B正确；C项，根据分析，反应⑦、⑧、⑨的反应类型分别为苯环上的磺化反应、氯代反应以及磺酸基离去和酰胺键水解反应，反应类型均为取代反应，故C正确；D项，根据分析，D的结构简式为，分子式为C9H9NO3，故D错误；故选D；(2)根据分析，反应②为A在浓硫酸作催化剂加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成，则所需试剂和条件浓硝酸、浓硫酸，加热；反应⑧为与氯气在催化剂作用下发生取代反应生成E，是苯环上的氯代反应，则所需试剂和条件Cl2，氯化铁；(3)根据分析，化合物C的结构简式：；(4)根据分析，反应⑨为E在酸性条件下水解生成F，化学反应方程式：+2H2O+CH3COOH+H2SO4；(5)B的结构简式为，其同分异构体的苯环上的H原子有2种；除苯环外仅剩下一个碳原子、一个氮原子、2个氧原子和若干氢原子，不可能构造出两个相同的取代基，因此符合条件的同分异构体只能为苯环上的对位取代物，能水解的结构可以是酯基和酰胺基，则结构有和；含有一个-CONH2结构的分子也可以水解，则结构有，还可以水解的结构为；(6)以甲苯为原料合成对氨基苯甲酸，首先甲苯在浓硫酸加热条件下与浓硝酸反应生成对硝基甲苯，在加入酸性高锰酸钾氧化生成对硝基苯甲酸，硝基苯甲酸与Fe/HCl反应生成对氨基苯甲酸，则合成路线为：。
3．物质M是一种酰胺类局麻药，某研究小组以A、E两种烃为有机原料，按以下路线合成M。
已知：①
②RCOOHRCOCl；
③
请回答：
(1)化合物D的结构简式为________。
(2)下列说法正确的是________。
A．由A生成B的反应属于加成反应
B．由F生成G时，若条件控制不当，G可能进一步与生成盐，影响产率
C．化合物H与H2反应最多可消耗4 ml H2
D．碱性条件可以促进D+G→H的反应，进而提高H的产率
(3)写出H＋乙二胺→M的化学方程式： _____________。
(4)写出满足下列条件的化合物F的所有同分异构体的结构简式： __________。
a 除苯环外无其他环状结构，苯环上有两个取代基且苯环上只有2种不同环境的氢原子
b 不能发生银镜反应
c 能与FeCl3溶液发生显色反应
(5)化合物HOOCCH2N(CH2CH3)2是一种药物合成的中间体，请设计以烃A为原料制备化合物HOOCCH2N(CH2CH3)2的合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)： ______________________。
【答案】(1)ClCH2COCl (2)AB
(3)+H(CH2CH3)2+HCl
(4)
(5)
【解析】根据合成路线分析可知，A是乙烯：CH2=CH2，CH2=CH2与HClO发生加成反应产生B：HOCH2CH2Cl，B含有醇羟基，被氧化产生C：ClCH2COOH，ClCH2COOH与SOCl2发生反应产生D是ClCH2COCl；E分子式是C8H10，符合苯的同系物通式，根据目标生成物M的分子结构可知E是间二甲苯，结构简式为，E与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应产生F：；F与Fe在HCl存在时将—NO2转化为—NH2，F被还原生成G：；D与G发生取代反应产生H：，H与二乙胺发生取代反应产生M： 。(1)根据上述分析可知，化合物D的结构简式为ClCH2COCl；(2)A项，化合物A是乙烯，B是HOCH2CH2Cl，A→B的反应为加成反应，A正确；B项，化合物G中含有-NH2，能与浓盐酸电离产生的H+形成配位键，从而二者结合形成盐酸盐，故由F生成G时，若条件控制不当，G可能进一步与生成盐，影响产率，B正确；C项，H为，其与H2反应最多消耗3mlH2，C错误；D项，碱性条件会以制D+G→H的反应，进而降低H的产率，D错误；故选AB；(3)H与二乙胺发生取代反应产生M，反应的化学方程式为+H(CH2CH3)2+HCl；(4)化合物F的同分异构体满足下列条件：a.苯环上只有两个取代基且苯环上只有2种不同环境的氢原子，说明两个取代基在苯环上相对位置，b.不能发生银镜反应，说明不含有醛基；c.能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，则其可能的结构为、、、；(5)乙烯与HClO发生加成反应产生HOCH2CH2Cl，HOCH2CH2Cl被氧化产生ClCH2COOH；乙烯与HCl发生加成反应产生CH3CH2Cl，CH3CH2Cl与NH3发生取代反应产生二乙胺[HN(CH2CH3)2］，二乙胺[HN(CH2CH3)2］与ClCH2COOH发生取代反应产生HOOCCH2N(CH2CH3)2，合成路线可设计为。
4．西洛他唑是喹啉类衍生物，为抗血小板凝聚药物，如图是西洛他唑的一种合成路线。
已知：①+RCl+HCl
②
③
(1)请画出C的结构简式_____________。
(2)下列说法正确的是_________。
A．化合物A可以与盐酸反应
B．化合物F最多可以与1mlH2加成，而B最多可以与4 mlH2加成
C．已知，则→F的过程中可能有少量副产物生成
D．西洛他唑的分子式是C20H28N5O2
(3)写出F→G反应方程式_______。
(4)写出所有满足下列条件的化合物C的同分异构体_________。
①苯环上有两种化学环境的氢原子，无其他环状结构
②含结构，不含C=N结构
③1H－NMR谱显示分子中共有6种化学环境的氢原子
(5)直接与苯环相连的官能团由于受苯环影响性质与连在普通烃基R上的官能性质往往有较大差异，如溴苯与溴乙烷不同，很难在氢氧化钠水溶液中发生水解取代反应。西洛他唑的另一合种路线是以为原料制备的，请以A为原料设计合成的流程图_________。
【答案】(1) (2)AC
(3)+HN3→+H2O
(4)、、、
(5)
【解析】根据西洛他唑的结构简式以及A的分子式，推出A的结构简式为，根据B的分子式，A→B发生取代反应，即B的结构简式为，根据信息①，B→C发生取代反应，即C的结构简式为，C→D发生硝化反应，在苯环上引入－NO2，D在Fe/HCl的作用下发生还原反应，－NO2→－NH2，根据信息②得出E的结构简式为，根据西洛他唑的结构简式以及F的分子式，F的结构简式为，G的结构简式为。 (1)根据上述分析，C的结构简式为； (2)A项，化合物A的结构简式为，含有氨基，氨基呈弱碱性，可以与盐酸发生中和反应，故A正确；B项，F的结构简式为，不能与H2加成，B的结构简式为，最多可以与3mlH2加成，故B错误；C项，酰氯反应活性比氯原子高，环己胺胺基优先与酰氯发生取代反应得到F，但依题意环己胺胺基也可能有少量先与氯原子发生取代生成仲胺，仲胺基再与酰氯官能团发生分子内取代而生成，故C正确；D项，西洛他唑的分子式是C20H27N5O2 ，故D错误；故选AC；(3)根据F和G的结构简式，F→G的结构简式为+HN3→+H2O；(4)①苯环上有两种化学环境的氢原子，苯环上的取代基处于对位，不含有其他环状结构，应含有一个碳碳双键；②含有醛基，含有－NH2或－NH－；③有6种不同化学环境的氢原子，即苯环上有2个取代基，且处于对位，根据上述分析，符合条件的是、、、；(5)和苯酚易被氧化，根据信息①应当先转变成，即，根据信息③发生，然后再发生硝化反应，最后发生还原反应，综上所述，合成路线是。
5．某研究小组以A和乙烯为原料，按如图路线合成用于治疗冠心病及高血压药物尼群地平。
已知：①
②
请回答：
(1)下列说法正确的是_______。
A．反应Ⅰ需要用FeCl3做催化剂 B．化合物C能发生银镜反应
C．反应Ⅱ涉及到取代反应和脱水反应 D．尼群地平的分子式是C18H19N2O6
(2)写出化合物B的结构简式________________________。
(3)写出E→F的化学方程式__________________________________________。
(4)设计以乙烯为原料合成H的路线(用流程图表示，无机试剂任选)_______。
(5)化合物X是式量比化合物D大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；
②HNMR谱显示分子中有4种氢原子；
③IR谱表明分子中含-C≡N键，无-O-O-、C-O-C-键。
【答案】(1)BC (2)
(3)
(4)
(5)
【解析】结合D的结构简式以及A、B、C的分子式可知，A为，A在光照条件下发生取代反应生成B为 ，B发生水解反应和脱水反应生成C为，C发生硝化反应生成D，D与H发生信息反应②生成E为。(1)A项，A为，反应Ⅰ中A在光照条件下发生取代反应生成B为，反应条件为光照，故错误；B项，C为，含有醛基，则化合物C能发生银镜反应，故正确；C项，B为 ，反应Ⅱ中B发生水解反应和脱水反应生成C为，水解反应属于取代反应，故正确；D项，由尼群地平的结构简式，可知分子式是C18H20N2O6，故错误；故选BC；(2)化合物B的结构简式为；(3)E→F的化学方程式为；(4)乙烯被氧气氧化生成乙酸，乙烯发生加成反应生成乙醇，乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯，乙酸乙酯发生信息反应①生成，故流程为：；(5)化合物X是式量比化合物D大14的同系物，同时符合下列条件①能与FeCl3溶液发生显色反应，含有酚羟基；②HNMR谱显示分子中有4种氢原子；③IR谱表明分子中含-C=N键，无-O-O-、C-O-C-键，化合物X所有同分异构体的结构简式为。
6．阿魏酸乙酯是生产用于治疗心脑血管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料。合成阿魏酸乙酯的流程如图所示：
已知：
(1)
(2)
(3)R1CHO+
回答下列问题：
(1)下列说法正确的是____________。
A．化合物A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．化合物C、E都能发生银镜反应
C．化合物F能与足量的FeCl3溶液发生显色反应
D．阿魏酸乙酯的分子式是C12H14O4
(2)写出化合物A的结构简式________________________。
(3)写出G和D反应生成阿魏酸乙酯的化学方程式________________________。
(4)以B为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选) ________________。
(5)写出化合物B同时符合下列条件的同分异构体的结构简式_________________。
①1H-NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有3种氢原子，无碳氮双键、氧氧单键和—NO2；
②除了苯环外无其他环。
【答案】(1)BCD (2)
(3) +CH3CH2OH +H2O
(4)
(5) 、、、、 、
【解析】根据题中已知(1)可知， 与(CH3)2SO4反应生成A，A为，在浓硫酸和浓硝酸的作用下反应硝化生成B，结合阿魏酸乙酯中侧链的位置，B为，经过系列反应生成C，结合C的分子式，C为，CH2=CH2与水在催化剂的条件下反应生成D，D是CH3CH2OH，D在铜作催化剂的条件下和氧气发生反应生成E，E为CH3CHO，和CH3CHO在碱性条件下反应生成F，根据题中已知(3)，F为， G为 ，和CH3CH2OH在浓硫酸的条件下发生酯化反应生成。(1)A项，化合物A的结构简式为，苯环上连有甲基，可以被酸性高锰酸钾氧化，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；B项，化合物、CH3CHO都含有醛基，都能发生银镜反应，故B正确；C项，化合物F的结构简式为，含有酚羟基，能与足量的FeCl3溶液发生显色反应，故C正确；D项，根据阿魏酸乙酯的结构简式，分子式是C12H14O4，故D正确；故选BCD；(2)根据分析，化合物A的结构简式；(3)和CH3CH2OH发生酯化反应生成阿魏酸乙酯和水，化学方程式+CH3CH2OH +H2O；(4)对比B和C的结构简式，B中侧链上的—CH3需转化为—CHO，—NO2需转化为—OH，将—CH3转化为—CHO， 需先与氯气光照下发生取代反应，然后氯原子水解成醇羟基，最后氧化成—CHO；将—NO2转化成—OH只要运用已知(2)；则以B为原料合成C的路线为：；(5)化合物B为，B的同分异构体的结构简式符合分子中共有3种氢原子，无碳氮双键、氧氧单键和—NO2，除了苯环外无其他环，则可能含有两个酚羟基、一个N=O键、两个甲基、一个苯环，有、两种结构；或者两个CH3O-、一个N=O键，一个苯环，有、两种结构；或者两个甲基、一个酚羟基、一个O=N-O，一个苯环，结构为 、。
7．工业上用如下合成路线合成药物甲氧氯普胺。
已知：(1) ；
(2) (其中R、R2、R3、R4、R5均表示烃基，R1表示烃基或氢原子)。
请回答下列问题：
(1)下列说法中不正确的是________ (填序号)。
A．化合物A能形成内盐
B．化合物B转化为化合物E共经历3个取代反应
C．化合物G能发生加成反应、还原反应、氧化反应和消去反应
D．甲氧氯普胺的分子式为C14H21N3O2Cl
(2)化合物G的结构简式：____________。
(3)写出B→C的化学方程式：_______________。
(4)写出符合下列条件的化合物A(C7H7NO2)的可能的同分异构体的结构简式：____________。
①HMNR及IR谱显示，分子中含苯环且苯环上的氢只有2种。
②能发生水解反应及银镜反应。
(5)用环氧乙烷()与乙醉为主要原料，设计可以合成化合物F(C6H16N2)的合成路线(无机试剂任选)__________________。
【答案】(1)CD (2)
(3)
(4)、
(5)
【解析】A和甲醇在浓硫酸的条件下反应应为酯化反应，说明A中含有羧基，结合信息，B到C的反应应为氨基形成肽键的过程，说明A中含有氨基，从C到D的条件分析，A、C中含有羟基，结合最后产物的结构分析，A的结构简式为，B的结构简式为，C的结构简式为。A的结构简式为，B的结构简式为，C的结构简式为，D的结构简式为，E为D在苯环上的氯代产物，结构简式为，F的结构简式为，G的结构简式为。(1)A项，化合物A含有羧基和氨基，能形成内盐，故正确；B项，化合物B转化到C，是氨基形成肽键，属于取代反应，C到D为羟基变成醚键，属于取代反应，D到化合物E为苯环上的取代反应，故共经历3个取代反应，故正确；C项，化合物G含有肽键和氯原子和醚键，有苯环，能发生加成反应、还原反应、氧化反应，不能发生消去反应，故错误；D项，甲氧氯普胺的分子式为C14H18N3O2Cl，故错误。故选CD。(2)通过信息2分析，E和F反应形成肽键，化合物G的结构简式为；(3写出B→C为形成肽键的过程，其化学方程式为；(4)化合物A(C7H7NO2)的可能的同分异构体①HMNR及IR谱显示，分子中含苯环且苯环上的氢只有2种，说明苯环上连接两个对位取代基。②能发生水解反应及银镜反应，说明为甲酸酯。其结构简式有；(5)用环氧乙烷()与乙醇为主要原料，合成化合物F(C6H16N2)，需要将碳链加长，根据信息2分析，环氧乙烷可以和氨气反应生成有氨基和羟基的物质，乙醇可以变成卤代烃，氨基和卤素原子方程式取代反应，碳链加长为6个碳原子，结构含有含有一个氮原子和一个羟基，再次利用该原理，羟基变卤素原子，再与氨气反应即可的产物，合成路线为：
。
反应编号
②
⑧
所需试剂和条件
______
______