2024版新教材高考化学复习特训卷课练34有机合成和推断

课练34　有机合成和推断

1.[2022·广东卷，21]基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。

（1）化合物Ⅰ的分子式为　　　　，其环上的取代基是　　　　（写名称）。

（2）已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ′的形式存在。根据Ⅱ′的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。

（3）化合物Ⅳ能溶于水，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1 mol Ⅳ与1 mol化合物a反应得到2 mol Ⅴ，则化合物a为　　　　。

（5）化合物Ⅵ有多种同分异构体，其中含结构的有　　　　种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为　　　　。

（6）选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。

写出Ⅷ的单体的合成路线________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________（不用注明反应条件）。

2.[2022·湖北卷，17]化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：

（1）A→B的反应类型是　　　　。

（2）化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有　　　　　　组。

（3）化合物C的结构简式为　　　　。

（4）D→E的过程中，被还原的官能团是　　　，被氧化的官能团是　　　　。

（5）若只考虑氟的位置异构，则化合物F的同分异构体有　　　　种。

（6）已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%，则A→F的总产率为　　　　。

（7）Pd配合物可催化E→F转化中C－Br键断裂，也能催化反应①：

为探究有机小分子催化反应①的可能性，甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S－1（结构如下图所示）。在合成S－1的过程中，甲组使用了Pd催化剂，并在纯化过程中用沉淀剂除Pd；乙组未使用金属催化剂。研究结果显示，只有甲组得到的产品能催化反应①。

根据上述信息，甲、乙两组合成的S－1产品催化性能出现差异的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

3.[2022·河北卷，18]舍曲林（Sertraline）是一种选择性5­羟色胺再摄取抑制剂，用于治疗抑郁症，其合成路线之一如下：

已知：

（ⅰ）手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子

回答下列问题：

（1）①的反应类型为　　　　　　。

（2）B的化学名称为　　　　　　　　。

（3）写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式　　　　　　。

（a）红外光谱显示有C===O键；

（b）核磁共振氢谱有两组峰，峰面积比为1∶1。

（4）合成路线中，涉及手性碳原子生成的反应步骤为　　　　、　　　　（填反应步骤序号）。

（5）H→I的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

该反应可能生成与I互为同分异构体的两种副产物，其中任意一种的结构简式为　　　　　　　　（不考虑立体异构）。

（6）W是一种姜黄素类似物，以香兰素（）和环己烯（）为原料，设计合成W的路线（无机及两个碳以下的有机试剂任选）。

4.[2023·无锡期末]化合物K是一种具有抗菌作用的药物，其合成路线如图所示。

（1）B分子中采取sp2杂化的碳原子数目是　　　　。

（2）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　。

①分子中不同化学环境的氢原子个数比是6∶2∶1∶1；

②苯环上有4个取代基，且只有1种含氧官能团。

（3）D→E的反应需经历D→X→E的过程，中间体X的分子式为C10H12O3。X→E的反应类型为　　　　。

（4）F→G反应中有一种分子式为C9H7O2I的副产物生成，该副产物的结构简式为　　　　　　　　。

（5）写出以乙烯为原料制备的合成路线：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________（无机试剂任选）。

5.G是一种具有交联结构的吸附性高分子材料，可用于中草药提取物的纯化和分离。其合成路线可设计如下：

（1）B的结构简式为　　　　　　　　。

（2）C生成D的反应历程经历两步：第一步反应生成活性中间体，第二步发生重排生成D。第一步的反应类型为　　　　；在催化剂作用下，乙炔能与水经历类似上述两步反应后生成X，X的官能团名称为　　　　。

（3）若仅以D为单体发生加聚反应，反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）F的同分异构体中能同时满足下列条件的有　　　　（填标号）。

a.含苯环且苯环上有1～2个链状取代基

b.不含C===C键

c.核磁共振氢谱显示有五组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1

A.2个    B．3个

C.4个    D．5个

（5）G中含有—CONH2基团，可提高对含有羰基或羟基的有机物的吸附效果，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）以异丙苯、氯气和乙烯为主要原料，设计用三步反应合成，写出合成路线（其他试剂任选）________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

6.[2023·安徽名校联考]伊潘立酮主要用于精神分裂症的治疗，化合物H是合成伊潘立酮的一种中间体，H的合成路线如下：

（1）反应①的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）C的结构简式为　　　　　　　　。

（3）D的化学名称是　　　　　　　　。

（4）反应②③⑥中属于取代反应的是　　　　。

（5）F中含氧官能团的名称是　　　　。

（6）E的一种芳香异构体的核磁共振氢谱有两组峰，峰面积比为3∶2，在酸性条件下的水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，写出符合题目要求的同分异构体的结构简式：　　　　　　　　　（任写一种）。

（7）己内酰胺（）可聚合生成尼龙­6，设计以氯苯为起始原料制备己内酰胺的合成路线（无机试剂任用，已知贝克曼重排反应为，R、R′为烃基）________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

课练34　有机合成和推断

1．答案：（1）C5H4O2　醛基

（2）②—CHO　O2　—COOH　③—COOH　CH3OH　—COOCH3　酯化反应（取代反应）

（3）化合物Ⅳ中含有两个羧基，可以与水形成分子间氢键

（4）乙烯　

解析：（1）根据化合物Ⅰ的结构简式可知，其分子式为C5H4O2，其环上的取代基为醛基；（2）②化合物Ⅱ′中含有的—CHO可以被氧化为—COOH；③化合物Ⅱ′中含有—COOH，可与含有羧基的物质（如甲醇）发生酯化反应生成酯；（3）化合物Ⅳ中含有羧基，能与水分子形成分子间氢键，使其能溶于水；（4）化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1 mol Ⅳ与1 mol a反应得到2 mol V，则a的分子式为C2H4，为乙烯；（5）化合物Ⅵ的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为；（6）根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→Ⅴ的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物，则合成路线为

2．答案：（1）取代反应（或酯化反应）

（2）5

（3）

（4）酯基　 碳碳双键

 （5）5　（6）45.92%

（7）甲组使用的Pd催化剂未完全除尽，继续催化反应①

解析：A→B条件为甲醇和浓硫酸，该反应为酯化反应，B→C，条件为CH3I和有机强碱，结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为，C与CH2===CHCH2Br发生取代反应生成D，由E的结构可分析出，D中酯基被还原成醇羟基，碳碳双键被氧化成羧基，然后发生酯化反应生成E，E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F；（2）核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机物中氢元素的种类，即有多少种化学环境不同的氢原子，由B的结构简式可知，B中有5种H，所以核磁共振氢谱有5组吸收峰；（5）只考虑氟的位置异构， F中氟原子没取代之前只有6种类型氢原子，如图：，取代后有6种氟代物，除去F本身，应为5种同分异构体；（6）A→F的过程中，分成三步进行，且三步反应A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%，则A→F的产率＝70%×82%×80%＝45.92%；（7）甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同，但只有使用了Pd催化剂的甲组才能催化反应①，而乙组不能催化反应①，说明有机小分子S－1不是反应①的催化剂，根据已知条件，Pd配合物也能催化反应①，可推测，金属Pd在催化甲组合成S－1后，并没有完全除尽，有残留，所以最终起催化作用的依然为金属Pd。

3．答案：（1）氧化反应　（2）3，4­二氯苯甲酸　

解析：（3）D的同分异构体为芳香族化合物，则含有苯环，根据（a）知，分子中含有C===O键，根据（b）知，分子中含有两种氢原子，结构对称，则符合条件的同分异构体的结构简式为（4）手性碳原子是指连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子，A～F中均不含手性碳原子，G中含有如图所示1个手性碳原子，H中含有如图所示1个手性碳原子，I中含有如图所示1个手性碳原子，Sertraline含有如图所示两个手性碳原子，因此有手性碳原子生成的反应路线为⑥⑨。（5）H→I为H分子脱去1个HCl，H分子中如图1、2、3、4号位的H均可和Cl脱去，其中3、4号位的H等效，因此副产物的结构简式为。（6）运用逆合成分析法，结合已知信息，倒推中间产物，确定合成路线。目标产物按物质的量之比为1∶2发生已知信息（ⅲ）中反应得到，可由发生催化氧化反应得到，发生水解反应得到，和HCl发生加成反应得到。

4．答案：（1）7　（2）

（3）消去反应　（4）　（5）见解析

解析：（1）B分子中苯环上的6个碳原子和羧基上的1个碳原子均采取sp2杂化，故采取sp2杂化的碳原子数目是7。（2）E的同分异构体分子中不同化学环境的氢原子个数比是6∶2∶1∶1，说明其分子结构对称，且含有2个甲基；苯环上有4个取代基，且只有1种含氧官能团，则还含有2个醛基，结构简式为、。（3）E的分子式为C10H10O2，X的分子式为C10H12O3，X→E脱去H2O，形成碳碳双键，发生了消去反应。（4）G的分子式是C9H7O2I，副产物与G互为同分异构体，F→G先是碳碳双键和单质碘发生加成反应，然后与羧基发生分子内的取代反应形成环，脱去HI，脱去HI的方式有2种，则该环可能是五元环，也可能是六元环，故副产物的结构简式是。（5）目标产物含有四元环状结构，与K相似，采用逆推法，合成目标产物的中间产物的结构简式是CH3CH===CHCH3，碳碳双键的形成可参照合成路线中D→E，由CH3CH2Br和CH3CHO合成，合成路线为

5．答案：（1）　（2）加成反应　醛基　（3）nCH2===CHCONH2　（4）C

（5）—CONH2能与含羰基或羟基的有机物分子间形成氢键

解析：（1）根据D、F和G的结构简式以及B的分子式可推出B的结构简式为。（2）由题图及活性中间体的结构简式，可知C和水发生加成反应生成了活性中间体，乙炔和水发生类似反应得到乙醛，乙醛的官能团为醛基。（4）F的分子式为C10H10，其同分异构体含有苯环，不含碳碳双键，且苯环上有1～2个链状取代基，则含碳碳三键，又核磁共振氢谱显示有五组峰，峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1，则结构对称，符合以上条件的F的同分异构体有、，共4种。（6）异丙苯先与氯气在光照条件下发生取代反应生成在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成和乙烯发生加聚反应即可得到。

解析：A（）和（CH3CO）2O发生反应生成B，结合B的分子式C8H13NO3可知，B的结构简式为；B中—COOH和SOCl2发生取代反应生成C，C的结构简式为；由E的结构简式逆推知，C和D（C6H4F2）发生取代反应生成E，D的结构简式为。（1）A和（CH3CO）2O发生取代反应生成B。（3）的化学名称为1，3­二氟苯。（4）由取代反应的特点可知，反应②③⑥均属于取代反应。（6）由题目条件可知，符合条件的同分异构体含有苯环，有2种类型的氢原子，其个数比为3∶2，且分子结构中含有酚酯基，由此可得出该同分异构体的结构简式可为、等。