高考化学热点试题热点24有机合成与推断综合题含解析答案

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有机合成与推断综合题通常以药物、材料、新物质的合成为背景，考查有机物结构简式的推断、官能团的名称、有机物命名、反应类型的判断、有机化学方程式的书写、同分异构体数目的判断、结合核磁共振氢谱书写指定有机物的结构简式、合成路线设计等。总体来说，命题形式可以大致分为三类：
（1）完全推断型：即在合成路线中各物质的结构简式是未知的，需要结合反应条件、分子式、目标产物、题给信息等进行推断；
（2）结构已知型：即合成路线中各物质的结构简式是已知的，此类试题中所涉及的有机物大多是陌生且比较复杂的，需要根据前后的变化来分析其反应特点；
（3）“半推半知”型：即合成路线中部分有机物的结构简式是已知的，部分是未知的，审题时需要结合条件及已知结构去推断未知有机物的结构。
1．有机工业制备的重要的中间体F的合成工艺流程如图：
已知：R1COR2+RCH2COR′
请回答：
(1)X的结构简式为 。E的结构简式为 。
(2)下列说法正确的是 。
A．－SH的性质类似于－OH，化合物X一定条件下可发生缩聚反应
B．化合物C中有一个手性C原子，所有原子可以在同一平面上
C．化合物F可发生还原反应、加聚反应、水解反应
D．的结构中，4个C和2个S的杂化方式均相同
(3)根据题中信息，写出Y在NaOH溶液中反应化学反应方程式 。
(4)写出所有符合下列条件的化合物C的同分异构体： 。
①结构中含有苯环，无其他环状结构；苯环上的一元取代物只有一种
②IR光谱显示结构中含“－CN”和“C=S”结构；
③1H－NMR谱显示结构中有3种化学环境的氢原子，个数比为1：6：6。
(5)请以化合物CH2=CH2、为原料，设计化合物的合成路线： (无机试剂任选)。
2．碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料丙烯出发，针对酮类有机物H设计了如下合成路线：
已知：。
回答下列问题：
(1)由A→B的反应中，A中的 键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)满足下列条件，与E互为同分异构体的芳香族化合物M有 种，写出的M一种结构简式：
(任写一种)。
ⅰ．苯环上有4个取代基
ⅱ．能与溶液发生显色反应
ⅲ．其中核磁共振氢谱有6组峰，峰面积之比为6∶4∶2∶2∶1∶1
ⅳ．该物质可催化氧化生成醛
(3)D中含氧官能团的名称为 。
(4)G→H的反应类型为 ，H结构简式为 。
(5)参照上述合成路线，以和为原料合成的路线如下：
合成过程中除生成主要产物I()外，还生成另一种副产物J，J的结构简式为 。写出生成J的化学方程式 。
3．化合物I是制备抗肿瘤药物阿法替尼的重要中间体，化合物I的一种合成路线如图。
已知：RCH=NHRCH2NH2
回答下列问题：
(1)C中含氧官能团的名称是 。
(2)A的化学名称为 。
(3)B中所含的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序是 。
(4)F的结构简式为 ，H→I的反应类型为 。
(5)G→H的化学方程式为 。
(6)有多种同分异构体，符合下列条件的有 种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有3组峰，其峰面积比为6∶1∶1的结构简式为 (写出一种)。
a.能发生银镜反应 b.不含醚键
(7)参考上述合成路线，以HOOCCH2NH2、HCONH2为原料合成，合成过程中无机试剂任选 。
4．吲哚美辛M是一种可减少发热、疼痛的非甾体类抗炎药，其合成路线(部分试剂及反应条件略)如下图所示。
已知：①
②
③
按要求回答下列问题：
(1)A中官能团名称为 。
(2)C+D→E的化学方程式为 。)
(3)反应G+H→I的目的是 。
(4)H能与O2在Cu的催化作用下生成R(分子式为)，则R与银氨溶液反应的化学方程式为 。
(5)J→K的反应类型为 。
(6)M(吲哚美辛)的结构简式为 ，其中的吲哚片段(含氮杂环)为平面结构，其中氮原子的孤对电子位于 (填序号)。
A．sp3杂化轨道 B．sp2杂化轨道 C． 2s轨道 D． 2p轨道
(7)G经碱性水解、酸化后的产物的同分异构体中满足能与溶液反应的环状化合物有 个(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有三组峰(峰面积之比为1：1：4的化合物结构简式为 (任写一种)。
5．多丁纳德(化合物K)是一种治疗痛风的药物，以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
已知：
回答下列问题：
(1)B的化学名称是 。
(2)D中官能团的名称为 、 。
(3)由F和H反应生成I的化学方程式为 ，反应类型为 。
(4)由I转变为J可选用的试剂是_______(填标号)。
A．B．C．稀D．溶液
(5)设计反应1和反应2的目的是 。
(6)在D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种；
①含有苯环；②遇溶液显紫色；③与溶液反应放出。
其中，核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
参考答案：
1．(1) HSCH2CH2CH2SH
(2)AD
(3)+2NaOH+2NaCl
(4)、、
(5)
【分析】
A分子结构为：，与X()发生取代反应生成B()，与发生取代反应生成C()，再与Y（）反应生成D()，在硫酸和条件下生成E()，E在吡啶生成和六氢吡啶条件写，最后生成F。
【详解】（1）
X的结构简式为：；E的结构简式为。
（2）A. －SH的性质类似于，含有的化合物在一定条件下能发生缩聚反应，故X一定条件下可发生缩聚反应，A正确；
B. 化合物C中有一个手性C原子，但是有4个饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面上，B错误；
C. 化合物F含有碳碳双键和酮基，可发生加氢还原反应和加聚反应，但不能发生水解反应，C错误；
D. 的结构中，4个C和2个S都含有4个价层电子对，杂化方式均为，D正确；
故选AD。
（3）
Y的结构简式为：，在溶液中发生水解反应，方程式为：+；
（4）
根据条件，符合条件的化合物C的同分异构体有： 、、。
（5）
根据题目信息，以化合物CH2=CH2、为原料，合成路线为： 。
2．(1)σ
(2) 4 、、和之一
(3)羰基、酯基
(4) 消去反应
(5) 或或 或+3+3HBr或+4+4HBr
【分析】丙烯与Br2发生取代反应生成B为CH2=CHCH2Br，根据G的结构简式和已知酮类有机物H及H的分子式，G发生消去反应生成H，则H的结构简式为。
【详解】（1）由A→B的反应中，A中的σ键断裂。故答案为：σ；
（2）芳香族化合物M与H互为同分异构体，H的不饱和度为4，苯环的不饱和度为4，则M中除了苯环无其他环或者双键，M苯环上有4个取代基，能与氯化铁溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，含有6种不同化学环境的氢原子，能催化氧化生成醛，则含有−CH2OH结构，满足条件的结构简式为、、和共4种；故答案为：4；、、和之一；
（3）根据D的结构简式可知，D中含氧官能团有羰基和酯基，故答案为：羰基、酯基；
（4）根据分析可知，G发生消去反应生成H，根据G的结构简式和已知酮类有机物H及的H分子式，G发生消去反应生成H，H结构简式为。故答案为：消去反应；；
（5）CH3CH(OH)CH3与HBr发生取代反应生成CH3CHBrCH3，发生催化氧化生成，与两分子CH3CHBrCH3发生类似于B到D的取代反应生成I()外，也可与一分子CH3CHBrCH3发生类似于B到D的取代反应生成另一种副产物J()，方程式为。若和3分子CH3CHBrCH3发生类似反应生成，故答案为：+3+3HBr。若和4分子CH3CHBrCH3发生类似反应生成，故答案为：+4+4HBr。
3．(1)羧基、硝基
(2)对氯甲苯
(3)N＞O＞C
(4) 取代反应
(5)+ +HCl
(6) 7
(7)HOOCCH2NH2
【分析】
A发生取代反应生成B，B中苯甲基被氧化为苯甲酸，C中硝基与氢气发生还原反应生成氨基，E中苯环上发生硝基的取代反应生成F为，G发生取代反应生成H和HCl，H发生取代反应生成I和HCl；
【详解】（1）C中含氧官能团的名称是羧基、硝基；
（2）A的化学名称为对氯甲苯；
（3）B中所含的第二周期元素是C、N、O，同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅤA与ⅥA反常，则第一电离能由大到小顺序为N＞O＞C；
（4）
由分析可知F的结构简式为；H→I是C-Cl与羟基O-H发生取代反应，反应类型为取代反应；
（5）
G→H是氨基与C-Cl发生取代反应，化学方程式为+ +HCl；
（6）
的不饱和度为1，a.能发生银镜反应说明含有醛基-CHO，则其他均为单键，b.不含醚键说明另一个基团为-OH，符合条件的同分异构体有CH3CH2CH(OH)CHO、CH3CH(OH)CH2CHO、HOCH2CH2CH2CHO、HOCH2CH(CH3)CHO、(CH3)2C(OH)CHO；或甲酸酯：HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2共7种，其中核磁共振氢谱有3组峰，其峰面积比为6∶1∶1的结构简式为；
（7）
根据流程中D→E的合成方法，HOOCCH2NH2、HCONH2反应得到，结合F→G可得，根据已知：RCH=NHRCH2NH2，与氢气发生加成反应可得，合成路线为：HOOCCH2NH2。
4．(1)醚键和氨基
(2)
(3)保护羰基不被还原
(4)
(5)还原反应
(6) B
(7) 7 或(任写一种)
【分析】根据流程，对比A和B的结构简式，A到B属于消去反应；对比B和C的结构简式，B到C属于还原反应；根据F的结构简式，结合已知①和E的分子式，可推知E的结构简式为，由此可知D的结构简式为；由已知②可知，F和L在Hac，加热条件下反应生成M，则M的结构简式为；
【详解】（1）A的结构简式为，含有的官能团为醚键和氨基；
故答案为：醚键和氨基；
（2）根据已知①，C和D反应生成E的化学方程式为 ；
故答案为：；
（3）根据流程可知，经过系列反应，G中的碳基在L中重新出现，可见设计G+H→I的目的是保护羰基不被还原；
故答案为：保护羰基不被还原；
（4）H能与O2在Cu的催化作用下生成R(分子式为)，且R能与银氨溶液反应，所以R为醛，其结构简式为，则R与银氨溶液反应的化学方程式为；
故答案为：；
（5）由流程，，其中碳基变为，属于还原反应；
故答案为：还原反应；
（6）由已知②可知，F和L在Hac，加热条件下反应生成M，则M的结构简式为；其中的吲哚片段(含氮杂环)为平面结构，其中氮原子的孤对电子与其余C原子上的电子形成一个键，使N原子上的孤对电子参与杂化形成sp2杂化轨道，位于sp2杂化轨道；
故答案为：；B；
（7）G经碱性水解、酸化后的产物的结构简式为，分子式为，其同分异构体中满足能与溶液反应，则其结构中含有羧基，且为环状，则该环为三元环或四元环，满足条件的结构简式有、、、、、、，共计7种，其中核磁共振氢谱有三组峰(峰面积之比为1：1：4)的化合物结构简式为和；
故答案为：7；或(任写一种)。
5．(1)对乙基苯酚(或4-乙基苯酚)
(2) 羧基 醚键
(3) ++HCl 取代反应
(4)B
(5)保护酚羟基，防止其被氧化
(6) 13
【分析】
D在氯化铁为催化剂的作用下与氯气发生取代反应生成E，则D为，D由C经酸性高锰酸钾氧化得来，且C中碳原子数目为9，则C为，根据B到C的反应条件，则B为，由此可知A为，根据已知，可得F为；据此分析。
【详解】（1）
B为，则B的名称为对乙基苯酚(或4-乙基苯酚)；
（2）
D为，其官能团名称为醚键、羧基；
（3）
F和H发生取代反应生成I，同时生成HCl，化学方程式为：++HCl；
（4）
I转变为J发生氧化反应，则可选用B；
（5）由于酚羟基极易被氧化，因此在有机合成中将其转化后又恢复，则设计反应1和反应2的目的是保护酚羟基，防止其被氧化；
（6）
D为，其同分异构体中，
①含有苯环；
②遇溶液显紫色，说明含有酚羟基；
③与溶液反应放出，说明含有-COOH；
去除上述结构，还剩余一个碳原子，则有以下两种情况：
①有两个取代基连在苯环上，两个取代基为-OH、-CH2COOH，有邻间对3种结构；
②有三个取代基连在苯环上，三个取代基为-CH3、-COOH、-OH，有10种结构，则满足上述条件D的同分异构体有13种；
其中核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为的同分异构体的结构简式为。