新教材2024届高考化学二轮专项分层特训卷第三部分大题通关特训7有机合成与推断一(附解析)
展开已知:
(1)A的化学名称为__________________________,B中的官能团名称为______________________。
(2)反应②的反应条件为______________________,E的结构简式为__________________________。
(3)H可以和碳酸氢钠反应,请补充反应⑥的化学方程式:G+________―→M+________。
(4)在有机物A~H中能发生消去反应的物质有________(填序号)。
(5)N是有机物C的一种同分异构体,则满足下列条件的N的结构有________种,其中核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的N的结构简式为________。
①分子中含有苯环,且苯环上只有两个取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应
③能发生水解反应,且水解产物可以发生银镜反应
(6)根据已知设计由乙苯和苯乙胺为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
2.[2023·江苏南通统考二模]化合物G是一种重要的药物中间体,其人工合成路线如下:
(1)化合物C分子中发生sp2、sp3杂化的碳原子数目之比为________。
(2)F→G的反应类型为________。
(3)D→E转化过程中新生成的官能团名称为________。
(4)B→C中经历Beq \(――→,\s\up7(还原))eq \(――→,\s\up7(加成))Xeq \(――→,\s\up7(消去))Yeq \(――→,\s\up7(加成))C的过程,写出中间体Y的结构简式:________________。
(5)已知:RCOOHeq \(――→,\s\up7(SOCl2))RCOCl。设计以和CH3CHO为原料制备的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见题干)。
3.[2023·辽宁校联考二模]有机化合物G是一种应用广泛的高分子膜材料,其合成路线如图:
已知:RCOOR1+R2OHeq \(――→,\s\up7(催化剂))RCOOR2+R1OH
回答下列问题:
(1)化合物B分子式________;有机物D的名称为________;化合物E的结构简式为________。
(2)试剂X中含有的官能团名称为________;B→C的反应类型为________,该流程中设计A→B,C→D的目的________。
(3)F→G的化学方程式为____________________。
(4) (D)的同分异构体 (M),其沸点M________D(填“高于”或“低于”)。
(5)有机物B的同分异构体有多种,满足下列条件的有________种;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为______(写出一种)。
①分子中除苯环外不含其他环
②能发生水解反应
③能发生银镜反应
4.[2023·湖南岳阳统考二模]聚氨酯材料是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。Ⅰ是工业合成聚氨酯的初级反应中得到的一种低聚物。
(1)A的名称是________,C生成D的反应类型为________。
(2)B中所含官能团的名称是________、________。
(3)写出A转化为B时生成的反式结构产物的结构简式________。
(4)写出生成I的化学方程式________。
(5)E与浓硝酸、浓硫酸反应时还会生成J(C7H7O2N),J有多种同分异构体,同时满足下列条件的有________种
(a)含有一个苯环 (b)能发生银镜反应 (c)红外光谱显示没有氮氧键其中核磁共振氢谱显示有四组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为________。
(6)合成聚氨酯的反应比较复杂,包括初级反应和次级反应。初级反应包括预聚反应和扩链反应。预聚反应得到低聚物Ⅰ,扩链反应生成取代脲基,可表示如下:
设计以为原料(无机物任选)合成的合成路线。
1.[2023·湖南校联考二模]化合物G是用于治疗充血性心力衰竭药品的合成中间体,其合成路线如下:
G
回答下列问题:
(1)A的名称为________________。
(2)A→B反应中所需的条件和试剂是________。
(3)C→D反应的化学反应方程式是______________。
(4)D→E反应的反应类型为________________。
(5)G中含氧官能团的名称为________________。
(6)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体的结构简式共有________种。
a.分子结构中含有苯环,且苯环上有三个取代基
b.能发生银镜反应
(7)设计以苯和为原料合成的合成路线。(无机试剂任选)
2.[2023·湖南张家界统考二模]M()是合成某种药物的中间体,其合成路线如图:
请回答下列问题:
(1)A能使溴的CCl4溶液褪色,其官能团的名称为________,B的结构简式为________。
(2)反应(1)的反应类型是________。
(3)C的酯类同分异构体共有________种,既能发生银镜反应,又能发生水解反应的同分异构体结构简式:________。
(4)反应(2)的化学方程式为
________________________________________________________。
(5)参照M的合成路线,设计一条以苯乙酸与为原料(其他无机试剂任选)制备有机物的合成路线为。
3.[2023·上海杨浦统考二模]3四氢呋喃甲醇是合成农药呋虫胺的中间体,其一种合成路线如下:
已知:ⅰ.R1COOR2+R3OHeq \(――→,\s\up7(一定条件))R1COOR3+R2OH
ⅱ.R1COOR2eq \(――→,\s\up7(①KBH4),\s\d5(②H2O))R1CH2OH+R2OH
ⅲ.R1OH+R2OHeq \(――→,\s\up7(一定条件))R1OR2+H2O
(1)A和HCOOC2H5互为________。A→B的反应类型是________。
(2)F的分子式________。
(3)B→D不宜选用银氨溶液或新制氢氧化铜的原因是:____________________________________。
(4)G的结构简式为:________。
(5)3四氢呋喃甲醇有多种同分异构体,写出1种符合下列条件的有机物的结构简式:________。
①不能与金属钠反应
②分子中有3种不同化学环境的氢原子
(6)E→F时会生成分子式为C11O20O6的副产物,该副产物的结构简式是________。
(7)已知KBH4具有极强还原性,除了还原酯基外(信息ⅱ),还可还原醛基等。请以为原料,利用题中信息及所学知识,选用必要的无机试剂合成。(合成路线的表示方式为:甲eq \(――→,\s\up7(反应试剂),\s\d5(反应条件))乙……eq \(――→,\s\up7(反应试剂),\s\d5(反应条件))目标产物)
4.[2023·黑龙江哈尔滨三中校考二模]文拉法辛是一种新型抗抑郁药,其部分合成路线如图所示:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.RCH2Cleq \(――→,\s\up7(R′NH2))RCH2NR2′
Ⅲ.ROHeq \(――→,\s\up7(PBr3))RBr
回答下列问题:
(1)A的名称为________。
(2)请用“*”标出G中所有手性碳原子________。
(3)C中的含氧官能团名称为________。写出B→C的化学方程式________。
(4)试剂X的结构简式为________。
(5)D→E的反应类型为________。
(6)同时满足下列条件的C的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基 ②能发生银镜反应 ③与FeCl3发生显色反应
其中,核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1的结构简式为________。
通关特训7 有机合成与推断(一)
经典必练
1.答案:(1)2,6二甲基苯酚 醚键、酯基
(2)稀硫酸,加热(或NaOH溶液,加热后,再酸化)
(3) H2O
(4)E、F、G(或EFG)
(5)15
(6)eq \(――→,\s\up7(KMnO4(H+)))eq \(――→,\s\up7(SOCl2,△))
解析:A中酚羟基发生取代反应生成B,B发生酯的水解反应生成C为,C发生取代反应生成D为,由F结构可知E为;
(1)A的化学名称为2,6二甲基苯酚,B中的官能团名称为醚键、酯基;(2)反应②为酸性条件下酯的水解(或碱性条件下,水解再酸化),反应条件为稀硫酸,加热(或NaOH溶液,加热后,再酸化);由D与F的结构可推知E的结构为;
(3)反应⑥为取代反应,官能团变化为羧基和氨基反应形成酰胺基,故反应为G+―→M+H2O;
(4)该消去反应均为醇的消去,根据消去反应的条件可知在有机物A~H中能发生消去反应的物质有E、F、G;
(5)由于N能发生显色反应和水解反应,且水解产物可以发生银镜反应,说明含有酯基和酚羟基,酯基是甲酸酯基,结构如下:、,共5种对位结构,两种取代基还可以处于邻位和间位,共5×3=15种,其中核磁共振氢谱共有5组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的N的结构简式为;
(6)乙苯被酸性高锰酸钾氧化生成苯甲酸,与SOCl2发生已知信息的反应,再与苯乙胺发生反应④,合成路线如下:
2.答案:(1)5∶1
(2)取代反应
(3)氨基
(4)
解析:与发生取代反应生成,再发生一系列反应生成,该物质与发生取代反应,该分子中氮原子上的氢原子与中的氯原子结合生成氯化氢,剩余部分生成,和氢气反应生成E,E和OCl发生取代反应生成F和氯化氢,F与(CH3)2NCH2N(CH3)2发生取代反应生成G和(CH3)2NH。据此解答。
(1)C的结构简式为,其中中间环上的2个碳原子是sp3杂化,其余的10个碳为sp2杂化,故发生sp2、sp3杂化的碳原子数目之比为5∶1;
(2)F到G的过程为
,其中碳上的氢原子被代替,故该反应为取代反应;
(3)D到E的变化为硝基变氨基;
(4)B→C中经历Beq \(――→,\s\up7(还原))eq \(――→,\s\up7(加成))Xeq \(――→,\s\up7(消去))Yeq \(――→,\s\up7(加成))C的过程,结合C的结构分析,说明通过加成反应,醛基中的碳氧双键和氨基之间进行加成反应连成环,即生成,再消去形成双键,生成,再加成形成C。故中间体Y的结构简式为;
(5)已知:RCOOHeq \(――→,\s\up7(\a\vs4\al(SOCl2)))RCOCl。设计以和CH3CHO为原料制备,结合产物的结构,采用逆推方法,应先合成和,根据已知,先将甲苯反应生成苯甲酸再生成,甲苯先硝化反应生成,仿照B到C到D,即可合成,故合成路线为
3.答案:(1)C9H10O2 4羟基苯甲酸(对羟基苯甲酸)
(2)羟基、羧基 氧化反应 保护酚羟基
(3)eq \(――→,\s\up7(一定条件))
(4)低于
(5)
解析:与在硫酸存在条件下发生取代反应产生B:,B与酸性KMnO4溶液反应产生C:,C在酸性条件下发生酯的水解反应产生D:,D与CH3OH在浓硫酸作用下加热,发生酯化反应产生分子式是C8H8O3的物质E:,E与试剂X在催化剂存在条件下发生酯交换反应产生F:,根据E、F结构简式,可知X是HOCH2COOH,F分子中含有—OH、—COOH,在一定条件下发生缩聚反应产生高聚物G。
(1)由分析可知,化合物B分子式C9H10O2;有机物D的名称为4羟基苯甲酸(对羟基苯甲酸);化合物E的结构简式为;
(2)根据上述分析可知X是HOCH2COOH,其中所含官能团的名称是羟基、羧基;B→C的反应为甲基被酸性高锰酸钾氧化为羧基,属于氧化反应;该流程中A→B中羟基转化为酯基、C→D中酯基水解转化为羟基,其目的保护酚羟基;
(3)F分子中含有—OH、—COOH,在一定条件下发生缩聚反应产生高聚物G,反应为:eq \(――→,\s\up7(一定条件));
(4)(M)形成分子内氢键,(D)形成分子间氢键,导致后者沸点更高,故沸点M小于D;
(5)有机物B结构简式是,其同分异构体满足条件:①分子中除苯环外不含其他环;②能发生水解反应,说明含有酯基;③能发生银镜反应,说明含有醛基,因此含有甲酸酯基:
一取代有2种:;
二取代有6种:、、;
三取代有6种:、
共14种不同结构;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为。
4.答案:(1)1,3丁二烯 取代反应或水解反应
(2)碳溴键 碳碳双键
(3)
(4)―→
(5)16
(6)
。
解析:D为,D是由C在NaOH的水溶液条件下反应得到的,所以C为,B与氢气反应得到C,所以B为,A与Br2进行1,4加成,所以A为:;
(1)A的结构简式为,名称为:1,3丁二烯;→的过程发生水解反应,为取代反应或水解反应;
(2)B为,所含官能团的名称是:碳溴键、碳碳双键;
(3)B的结构为BrBr,B的反式结构为两个相同官能团在双键两侧,即;
(4)与发生缩聚反应,结合产物的特点,根据原子守恒可得到该反应的方程式为:
―→
;
(5)E与浓硝酸、浓硫酸反应时,发生硝化反应,则生成的产物J(C7H7O2N),根据分子式可知J中含有—NO2,J有多种同分异构体,同时满足下列条件(a)含有一个苯环,(b)能发生银镜反应,说明有-CHO,(c)红外光谱显示没有氮氧键:、,共16种,其中核磁共振氢谱显示有四组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为;
(6)逆合成分析:,因此,合成路线为:。
高分必刷
1.答案:(1)邻氯甲苯(或2氯甲苯)
(2)浓硝酸,浓硫酸、加热
(3)
(4)还原反应
(5)酯基、酰胺基
(6)30
CH3CONH
解析:由A和B的结构式分析,A发生硝化反应生成B,B发生氧化反应生成C,C和甲醇发生酯化反应生成D,D发生还原反应硝基转化为氨基得到E,E和F发生取代反应生成G,以此解答。
(1)根据习惯命名法或系统命名法可知其化学名称为邻氯甲苯或2氯甲苯;
(2)根据A和B的结构简式可知A→B是硝化反应,所需的反应试剂和条件为浓硝酸,浓硫酸、加热;
(3)C→D反应是酯化反应,其化学方程式为;
(4)D→E反应是“硝基”变为“氨基”,其反应类型为还原反应;
(5)G中含氧官能团的名称是酯基和酰胺基;
(6)苯环上三个不同的取代基可以是“醛基”“氟原子”和“CH2Cl”,在苯环上位置异构的个数为10;苯环上三个不同的取代基可以是“醛基”“氯原子”和“CH2F,在苯环上位置异构的个数也是10;苯环上三个不同的取代基可以是“氟原子”“氯原子”和“CH2CHO”,在苯环上位置异构的个数也是10,故总数为30;
(7)采用逆向合成分析法,并结合合成路线中的A→B、D→E和E→G三步可写出其合成路线为
。
2.答案:(1)碳碳双键 (CH3)2CHCH2OH
(2)消去反应
(3)4 HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2
(4)(CH3)2CHCOOH+eq \(――→,\s\up7(一定条件))+H2O
(5)
解析:从目标产物出发,采用逆合成分析的方法,D的结构为,则C为,根据反应条件为Cu、加热,可推知该过程为醇的催化氧化,所以B为,A与水反应得到B,由分子式可知,A的结构为,由此进行解答。
(1)由A的分子式和反应(1)的条件及A能使溴的CCl4溶液褪色可以判断A为2甲基丙烯,结构简式为CH2===C(CH3)2,官能团名称为碳碳双键;(CH3)2CHCHO是由(CH3)2CHCH2OH氧化得到的,B的结构简式为(CH3)2CHCH2OH;
(2)卤代烃的碱性醇解属于消去反应;
(3)(CH3)2CHCOOH属于酯类的同分异构体有甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯4种,能发生银镜反应的有甲酸丙酯、甲酸异丙酯,其结构简式分别为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2;
(4)结合酸与氨基酸的反应方程式即可写出反应(2)的化学方程式:
(CH3)2CHCOOH+eq \(――→,\s\up7(一定条件))
+H2O;
(5)结合M的合成路线,将转化为,再与苯乙酸反应即可获得制备有机物的合成路线。
3.答案:(1)同系物 取代反应
(2)C9H16O5
(3)银氨溶液或新制氢氧化铜都呈碱性,氧化醛基时会使酯基水解
(4)
(5)
(6)
(7)
eq \(――→,\s\up7(①KBH4),\s\d5(②H2O))eq \(――→,\s\up7(一定条件))eq \(――→,\s\up7(O2,Cu),\s\d5(加热))
解析:A在碱性加热条件下与HCOOC2H5发生取代反应生成B,B在催化剂、加热条件下将醛基氧化成羧基,生成D,D中羧基与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成E,E与环氧乙烷发生加成反应生成F,F在一定条件下反应生成G,G的结构简式为:,G按信息ⅱ.R1COOR2eq \(――→,\s\up7(①KBH4),\s\d5(②H2O))R1CH2OH+R2OH模式反应生成H。
(1)A为乙酸乙酯和HCOOC2H5互为同系物。A→B的反应类型是取代反应;
(2)F 的分子式C9H16O5;
(3)B→D不宜选用银氨溶液或新制氢氧化铜的原因是:银氨溶液或新制氢氧化铜都呈碱性,氧化醛基时会使酯基水解;
(4)根据信息ⅰ.R1COOR2+R3OHeq \(――→,\s\up7(一定条件))R1COOR3+R2OH,发生反应生成G和乙醇,G的结构简式为:;
(5)3四氢呋喃甲醇,分子式为C5H10O2,不饱和度为1,3四氢呋喃甲醇有多种同分异构体,符合①不能与金属钠反应,则分子中没有羧基和羟基,②分子中有3种不同化学环境的氢原子,符合条件的有机物的结构简式如:;
(6)E分子的中间碳原子上有2个H原子,均可与环氧乙烷反应,E→F时会生成分子式为C11H20O6的副产物,该副产物的结构简式是;
(7)以为原料,先用KBH4将其还原为,在一定条件下脱水得,在铜催化加热条件下将羟基氧化为醛基,得到产物,合成路径为eq \(――→,\s\up7(\a\vs4\al(①KBH4)),\s\d5(\a\vs4\al(②H2O)))eq \(――→,\s\up7(一定条件))eq \(――→,\s\up7(O2,Cu),\s\d5(加热))。
4.答案:(1)苯酚
(2)
(3)醚键、酮羰基
(4)NH(CH3)2
(5)还原反应
(6)12
解析:由A的分子式和B的结构简式,结合A到B的转化条件可知,A的结构简式为:,由F的结构简式和E到F的转化条件并结合题干已知信息Ⅲ可知,E的结构简式为:,由E的结构简式和D到E的转化条件可知,D的结构简式为:,由B的结构简式和B到C的转化条件并结合已知信息Ⅰ可知,C的结构简式为:,由C和D的结构简式和C到D的转化条件并结合已知信息Ⅱ可知,试剂X的结构简式为:NH(CH3)2,据此分析解题。
(1)由A的分子式C6H6O和B的结构简式,结合A到B的转化条件可知,A为苯酚;
(2)手性碳原子是指连有4个不同原子或原子团的碳原子,则G中有1个手性碳原子,如图所示;
(3)根据分析,C的结构简式为,含氧官能团名称为醚键、酮羰基;B→C发生信息反应Ⅰ,反应的化学方程式为
(4)根据分析,C、D的结构简式分别为和,由C和D的结构简式和C到D的转化条件并结合已知信息Ⅱ可知,试剂X的结构简式为:NH(CH3)2;
(5)根据分析,D为,E为,则D→E是酮羰基被还原,该反应为还原反应;
(6)根据分析,C的结构简式为,C的同分异构体能发生银镜反应且能与FeCl3发生显色反应,说明分子中含有1个-CHO和1个酚羟基,苯环上有两个取代基,则其中一个取代基为酚羟基,另一个取代基可为、共4种,苯环上两取代基还有邻、间、对三种位置,则C的同分异构体共有4×3=12种;其中,核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1∶1,说明分子中含有1个甲基,其两取代基处于对位,可推知其结构简式为。
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