人教版高考化学二轮复习专题集训5有机推断与合成的突破方略含答案

有机推断与合成的突破方略

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1．(2020·全国卷Ⅱ，T36)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________________。

(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________________。

(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；

(ⅱ)含有酮羰基(但不含C===C===O)；

(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___________________________________。

[解析]　(1)由A的结构简式知，A为3­甲基苯酚(或间甲基苯酚)。(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。(3)由题给已知信息b知与C发生取代反应生成，C中含有三个甲基，结合

C的分子式可知C的结构简式为。(4)由题给已知信息c知与HC≡CH发生加成反应生成D，则反应⑤的反应类型为加成反应。(5)D()与H2发生加成反应生成，则反

应⑥的化学方程式为。(6)C的分子式为C6H10O，满足题给条件的C的同分异构体有：

⑧，共8个，其中含手性碳的化合物的结构简式为。

[答案]　(1)3­甲基苯酚(或间甲基苯酚)　(2)　(3) 　(4)加成反应　

2．(2020·天津学业水平等级性考试，T14)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性，可通过以下路线合成。

已知：(Z＝—COOR、—COOH等)

回答下列问题：

(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应，写出这些同分异构体所有可能的结构：_______________________________________________________________

______________________________________________________________。

(2)在核磁共振氢谱中，化合物B有________组吸收峰。

(3)化合物X的结构简式为____________________________。

(4)D―→E的反应类型为________________。

(5)F的分子式为________________，G所含官能团的名称为________________。

(6)化合物H含有手性碳原子的数目为________，下列物质不能与H发生反应的是________(填序号)。

a．CHCl3   b．NaOH溶液

c．酸性KMnO4溶液   d．金属Na

(7)以和为原料，合成，在方框中写出路线流程图(无机试剂和不超过2个碳的有机试剂任选)。

[解析]　(1)A的同分异构体能发生银镜反应，说明其分子中含有，再结合A的分子组成知，其链状同分异构体中还含有一个碳碳双键，满足条件的A的同分异构体的结构简式为CH2===CHCH2CHO、CH2===C(CHO)CH3、、。(2)B分子中有四种氢原子，故其核磁共振氢谱有4组吸收峰。(3)D分子中存在酯基，对比C、D的结构简式知，C与X发生酯化反应生成D，故X的结构简式为CHCCOOH。(4)对比D、E的结构简式知，D―→E发生加成反应。(5)由F的结构简式知，F的分子式为C13H12O3。G有酯基、羰基两种官能团。(6)H分子中只有一个碳原子与另外四个不同原子(或原子团)成键，故H分子中手性碳原子只有1个。H分子中含有羟基，且连接的碳原子上有氢原子，故可与酸性KMnO4溶液、金属Na反应，含有酯基，故可与NaOH溶液反应，正确答案为a。(7)由题给信息知，若要得到目标产物，需要先制备1,3­环己二烯，1,3­环己二烯与CHCCOOCH3反应即可得到目标产物。制备1,3­环己二烯的过程为：环己醇在浓硫酸存在下发生消去反应生成环己烯，环己烯与卤素单质发生加成反应得到1,2­二卤环己烷，1,2­二卤环己烷在NaOH醇溶液中发生消去反应即可得到1,3­环己二烯。

3．(2020·盐城模拟)奥司他韦是一种高效、高选择性神经氨酸酶抑制剂，可治疗流感。以莽草酸作为起始原料合成奥司他韦的主流路线如图：

回答下列问题：

(1)奥司他韦中的官能团名称为_________________(写两种)。

(2)反应①所需的试剂和条件为__________________。

反应②的化学方程式为___________________________________

_____________________________________________________。

反应③的反应类型为__________________。

(3)芳香族化合物X是B的同分异构体，测得其核磁共振氢谱有6组峰，其中两组峰面积最大比值为9∶1，则该物质的结构简式是________。

(4)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。C中有________个手性碳原子。

(5)参照上述合成路线，写出由制备的合成路线(其他试剂任选)。

[解析]　(3)芳香族化合物X是B的同分异构体，B分子式为C12H18O5，B不饱和度为4，X中只能含有一个苯环，测得其核磁共振氢谱有6组峰，故有6种不同化学环境的氢原子，其中两组峰面积最大比值为9∶1，说明结构中有3个甲基，则该物质的结构简式是。

(4)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，满足条件的碳原子有3个，如图。

[答案]　(1)羧基、氨基、碳碳双键、醚键等(写两种)

4．(2020·南京联考)某课题组以甲苯为主要原料，采用以下路线合成镇静催眠药物——苯巴比妥：

已知：R—Cl＋NaCN―→R—CN＋NaCl。

回答下列问题：

(1)化合物B的名称是______________。

(2)写出H的结构简式__________________。H→苯巴比妥的反应类型是________。

(3)写出F→G的化学方程式_______________________________

_____________________________________________________。

(4)下列说法正确的是________(填字母代号)。

A．B的核磁共振氢谱有5组峰

B．化合物E能发生取代、氧化、加成、消去等反应

C．尿素[CO(NH2)2]在一定条件下可水解生成NH3和CO2

D．苯巴比妥的分子式为C12H12N2O3

(5)F制备G时会生成副产物M( C11H12O4)，则符合下列条件的M的同分异构体有________种。

①除苯环外不含其他环状结构，且苯环上有3个取代基；

②核磁共振氢谱图显示有5种不同化学环境的氢原子；

③该物质可发生银镜反应与水解反应，且1 mol该物质完全水解时需要2 mol NaOH。

(6)以乙醇为原料可合成HOOCCH2CH2COOH，请设计合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)。

[解析]　 (A)在光照条件下，与Cl2发生取代反应生成 (B)；B与NaCN发生取代反应，生成 (C)；C在H＋作用下，生成 (D)；D在Cl2、NaHCO3作用下，生成 (E)；E在NaCN、H＋作用下，生成 (F)；F在CH3CH2OH、浓硫酸的作用下生成 (G)；结合苯巴比妥的结构简式及H的分子式，可确定H的结构简CH2CH3；H与H2NCONH2反应生成。(5)F制备G时会生成副产物M( C11H12O4)，由分子式可确定其结构简式为，则符合下列条件：①除苯环外不含其他环状结构，且苯环上有3个取代基；②核磁共振氢谱图显示有5种不同化学环境的氢原子；③该物质可发生银镜反应与水解反应，且1 mol该物质完全水解时需要2 mol NaOH。M的同分异构体有、、、，共4种。

[答案]　(1)一氯甲苯

(4)CD　(5)4

5．(2020·苏州模拟)药物M(Roflumilast)能用于慢性阻塞性肺病的治疗，其一种合成路线如下：

注：箭头下的百分数为每步反应的产率。

(1)化合物A中官能团的名称是_________________________；

B→C的反应类型为________________________________。

(2)由E→F的化学方程式为___________________________

____________________________________________________ 。 

(3)在G→M的过程中，若使用代替，则M的产率会由78%降至48%，其原因除了氯原子的反应活性比溴原子低外，还可能是_________________________________________________________________

____________________________________________________________。

(4)按上述合成路线，若投入0.01 mol 化合物D参与反应，最终获得化合物F(摩尔质量：239 g·mol－1)的质量为________g。

[解析]　(4)0.01 mol×88%×97%×239 g·mol－1≈2.04 g。　

[答案]　(1)羟基、氰基　取代反应

(3) 中3个氯原子均有可能与G反应，导致副产物比例增加　(4)2.04

6．(2020·浙江7月选考，T31)某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料，按下列路线合成利尿药美托拉宗。  

请回答：

(1)下列说法正确的是________。

A．反应Ⅰ的试剂和条件是Cl2和光照

B．化合物C能发生水解反应

C．反应Ⅱ涉及加成反应、取代反应

D．美托拉宗的分子式是C16H14ClN3O3S

(2)写出化合物D的结构简式__________________________。

(3)写出B＋E―→F的化学方程式_________________________

_____________________________________________________。

(4)设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选)___________________________________________________

_____________________________________________________。

(5)写出化合物A同时符合下列条件的同分异构体的结构简式

_____________________________________________________。

1H­NMR谱和IR谱检测表明：①分子中共有4种氢原子，其中苯环上的有2种；②有碳氧双键，无氮氧键和—CHO。

[解析]　(1)结合A的分子式，由反应物正推，由C逆推可知A为，反应Ⅰ发生的是苯环氢原子的卤代反应，故反应Ⅰ用Fe(或FeCl3)作催化剂、液氯作反应物，A项错误；化合物C中含有酰胺键，故该有机物能发生水解反应，B项正确；由反应Ⅱ的反应物为CH3CHO和F，结合反应物F的分子式，由目标产物逆推可知F为，由此可知，反应Ⅱ涉及加成反应和取代反应，C项正确；由美托拉宗的结构简式可知其分子式是C16H16ClN3O3S，D项错误。(2) 的苯环上连有甲基，其与酸性KMnO4溶液反应生成D，可知D为。(3) 在Fe、HCl条件下反应生成B，结合B的分子式可苯环上的硝基被还原为氨基，故B为，对比E、F的分子式并结合F的结构简式，由F逆推可知E为，则B与E反应生成F的化学方程式是＋H2O。(4)目标产物C为，原料为乙烯和，因此可先利用乙烯制备乙酸，再将中的硝基还原为氨基，生成，其氨基与乙酸中的羧基发生脱水反应可生成目标物质，合成路线为。

(5)苯环上有两种氢原子，则说明苯环上有两个取代基，且取代基位于对位；有碳氧双键，无氮氧键和—CHO，则分子式中的2个氧原子中，1个形成,1个形成—OH，若—OH在苯环上，则另外一个支链为—NHCOCl或—CONHCl，若—OH与组成羧基，则两个支链可以是—NHCOOH和—Cl，或—COOH和—NHCl，故符合条件的A的同分异构体是、。