2021届高考化学题型突破(四) 有机推断与合成.docx

1、题型突破(四)A 有机推断与合成 1.2020 浙江嘉兴教学模拟 某研究小组以苯和乙烯为原料,拟按照图 T4-1 路线合成药物 X。 图 T4-1 已知:ROHRCl;RCOOHRCOCl。 请回答: (1)化合物 F 的结构简式是 。 (2)下列说法正确的是 。 A.上述生成 A、C、F 及药物 X 的反应均为取代反应 B.化合物 D、E、F 都具有碱性 C.化合物 A 可发生银镜反应、加成反应、取代反应 D.药物 X 的分子式为 C21H25ClN2O3 (3)DE 的化学方程式为 。 (4)写出同时符合下列条件的 E 的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构): 。 无环状结构 1H-NM

2、R 谱图表明分子中有 2 种化学环境的 H (5)设计以苯和乙烯为原料制备 C7H5ClO(苯环上有 3 种化学环境的 H)的合成线路(用流程图表示,无机试剂任选)。 2.2020 浙江诸暨高三模拟 依巴斯汀是一种抗过敏药物,羟基依巴斯汀(H)是该药物在人体中的初级代谢产物,其人 工合成路线如图 T4-2: C11H14O2C10H14O A B C C12H16O2 E F D C34H41NO4 G 图 T4-2 已知:; RClRNHR; (1)F 的结构简式为 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.1 mol B 可以和 4 mol H2加成 B.X 具有碱性 C.C 可以发生取代、消

3、去、加成等反应 D.1 mol E 可以和 3 mol NaOH 反应 (3)写出由 C 生成 D 的反应方程式: 。 (4)在 F 生成 G 过程中,Na2CO3的作用: 。 (5)以苯和为原料合成,请设计出合成路径。 (6)有机物 Y 的分子组成比 X(C5H11NO)多 1 个“CH2”,写出三个满足下列条件的 Y 的同分异构 体: 。 Y 的分子中含有六元环状结构 核磁共振氢谱表明 Y 分子中含有 4 种不同化学环境的氢 3.黄酮醋酸(F)具有独特抗癌活性,它的合成路线如图 T4-3: A B C D E F 图 T4-3 已知 RCN 在酸性条件下发生水解反应: RCNRCOOH (

4、1)上述路线中 A 转化为 B 的反应为取代反应,写出该反应的化学方程式: 。 (2)F 分子中有 3 种含氧官能团,名称分别为醚键、 和 。 (3)E 在酸性条件下水解的产物可通过缩聚反应生成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式 为 。 (4)写出一种符合下列条件的 D 的同分异构体的结构简式: 。 分子中有 4 种化学环境不同的氢原子 可发生水解反应,且一种水解产物含有酚羟基,另一种水解产物含有醛基。 (5)对羟基苯乙酸乙酯()是一种重要的医药中间体。 写出以 A 和乙醇为主要原料制备对羟基苯 乙酸乙酯的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图请参考如下形式:ABCH 4.2020

5、 浙江宁波十校高三联考 辣椒的味道主要来自辣椒素类化合物。 辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、 医药工业等领域。辣椒素的合成路线如图 T4-4: C8H15Br AC15H26O4 BCC10H18O2 DE 辣椒素 图 T4-4 已知:a.NH2 NHCOCH3; b.CH(COOH)2 CH2COOH+CO2。 请回答: (1)下列说法正确的是 。 A.化合物 B 能发生加成、酯化、氧化、还原反应 B.化合物 C 能与氢氧化铜发生反应 C.试剂 X 既能和强酸反应又可以和强碱反应 D.辣椒素的分子式是 C18H27NO3 (2)写出 C 的结构简式: 。 (3)写出 AB 的化学方程

6、式: 。 (4)已知:,请结合题中所给的信息,写出由制备的合成路 线流程图(无机试剂任选)。 (5)写出试剂 X(C8H11NO2)同时符合下列条件的所有同分异构体的结构简式: 。 苯环上有二种氢,不能使 FeCl3显色,IR 谱表明分子中无 NO 键 1 mol 该物质与足量 Na 发生反应放出 1 mol H2(不考虑同一个碳上连 2 个OH) 题型突破(四)B 有机推断与合成 1.2020 浙江台州中学高三模拟 已知: (1)RCHCHR1RCHO+R1CHO (2) (3) (环己烯酮类) 以下是化合物 N ( 属于环己烯酮类 ) 的两步合成路线,F 不含氯元素。 步: 图 T4-5

7、步: EFC10H12O3 GHI J C11H14O2 KLM N 图 T4-6 请回答: (1)D 中官能团名称是 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.E 生成 F 与 G 生成 H 的反应类型相同 B.J 的结构简式是 C.1 mol I 最多能和 4 mol H2加成 D.N 的分子式为 C17H20O2 (3)符合下列条件的 G 的同分异构体有 种,写出其中一种同分异构体的结构简式 。 能与浓溴水反应产生白色沉淀 苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种 可在一定条件下发生水解反应和银镜反应 (4)写出方程式:B+CD 。 (5)以为原料,合成(用流程图表示,反应条件任选)。

8、 2.2020 浙江杭州高级中学选考模拟 药物利伐沙班临床主要用于预防髋或膝关节置换术患者静脉血栓栓塞。 药物利 伐沙班的合成路线如下: 图 T4-7 已知:有机物 C 为石油化工终端产品,有机物 D 是基础化工原料,还常用作生活调味料。 +HX(R 代表烃基) (1)下列说法正确的是 。 A.CD 之间的转化,可依次通过加成反应及连续氧化反应实现 B.1 mol E 和足量的 NaOH 充分反应,最多能消耗 2 mol NaOH C.C、E、F 分子内所有原子均共面,且均具有一定还原性,能发生氧化反应 D.利伐沙班在一定条件下既能和酸反应,又能与碱反应,分子式为 C10H10N2O2 (2)

9、I 中含氧官能团的名称是 。 (3)写出 J利伐沙班的化学反应方程式: 。 (4)写出 3 种和 I 互为同分异构体且同时符合下列条件的结构简式: 。 1H-NMR 谱中有 4 个谱峰; IR 谱表明分子有; 遇 FeCl3溶液显紫色。 (5)以对硝基苯胺为原料,加入 ClCH2CH2OCH2COCl,也可得到 J,将下列流程图补充完整: 3.2020 浙江杭州第二中学高三模拟 环丁基甲酸是有机合成中一种有用的中间体。某研究小组以丙烯醛为原料,设 计了如下路线合成环丁基甲酸。 图 T4-8 已知:+2RBr+2HBr; +CO2 请回答: (1)化合物 C 的结构简式是 。 (2)下列说法中不

10、正确的是 。 A.化合物 A 能与 NaHCO3溶液反应 B.化合物 B 和 C 能形成高聚物 C.化合物 G 的化学式为 C6H8O4 D.1 mol 化合物 B 与足量金属钠反应能生成 1 mol 氢气 (3)写出 D + E F 的化学方程式: 。 (4)环丁基甲酸与苯酚反应生成一种酯 X,写出化合物 X 满足下列条件的所有同分异构体的结构简 式: 。 能使 FeCl3溶液变紫色; 含有丙烯醛中所有的官能团; 1H-NMR 谱显示分子中含有 5 种不同化学环境的氢原子。 (5) 以 1,3-丁二烯和 E 为原料可制备环戊基甲酸(),请你选用必要试剂,设计该合成路线。 4.苯噁洛芬是一种消

11、炎镇痛药,可用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎等炎性疾病。某研究小组按下列路线合成 药物苯噁洛芬: BC9H10N2CC9H9NOE FC9H11NO3GC11H15NO3H 苯噁洛芬 图 T4-9 已知:RCNRCOOH RClRCN (1)化合物 F 中的含氧官能团的名称为 。 (2)下列说法正确的是 。 A.化合物 A 能发生取代反应、加成反应、还原反应 B.化合物 F 可以形成内盐 C.化合物 C 遇到 FeCl3溶液显紫色,可以和甲醛在一定条件下发生缩聚反应 D.苯噁洛芬的分子式是 C16H11O3NCl (3)化合物 C 的结构简式: 。 (4)写出 GH 的化学方程式: 。 (

12、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: 。 核磁共振氢谱表明分子中有 4 种氢原子; 红外光谱显示有苯环且其含有邻位二取代的五元环,并有 NH 键。 (6)请设计由苯和乙烯为原料制备化合物 A 的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。 题型突破(四)A 答案 1.(1) (2)ABD (3)2HOCH2CH2NH2+2H2O (4)、CH3CH2NNCH2CH3、HNNC(CH3)3 (5) 解析 因为原料有机物的结构未知,而题中告诉了目标有机物的结构简式,所以我们主要采用逆推法。由 X 的结构, 可推知 F 的结构简式为。乙烯与氧气在催化剂作用下生成环氧乙烷,D 由与

13、 NH3反应制得,结合 分子式,可得出 D 的结构简式为 HOCH2CH2NH2;再由 F、D 的结构可推出 E 的结构简式为,由 E、F 的结 构可推出 C 的结构简式为,B 的结构简式为,A 的结构简式为。 (1)由以上分析得 出化合物 F 的结构简式为。(2)生成 A 为氯原子被氯苯基取代,生成 C 为羟基被氯原子取代,生成 F 为氯原 子被取代,生成 X 为氢原子被CH2CH2OCH2COOH 取代,A 正确; 化合物 D 中含NH2,E、 F 中含, 它们都是碱性基团,B 正确;化合物 A 不含有醛基,不能发生银镜反应,C 不正确;由药物 X 的结构简式,可数出或计算出 其分子中所含

14、 C、 H、 O、 N、 Cl 的原子个数,从而得出分子式为 C21H25ClN2O3,D 正确。 (3)DE 为两分子 HOCH2CH2NH2 发生分子间的脱水反应生成 E,化学方程式为 2HOCH2CH2NH2+2H2O。(4)E 的分子式为 C4H10N2, 它的同分异构体满足以下条件:无环状结构,表明分子呈链状,则分子内必含有一个双键, 可能为碳碳双键,也可能 为氮氮双键,但不能为碳氮双键(由分子的对称性决定);1H-NMR谱图表明分子中有2种化学环境的H,则分子结构应 呈现一定的对称性。则符合条件的可能结构为、CH3CH2NNCH2CH3、HN NC(CH3)3。(5)由“C7H5C

15、lO(苯环上有 3 种化学环境的 H)”,可确定其结构简式为。苯和乙烯发生加成反应,生成 乙苯,乙苯被酸性 KMnO4溶液氧化,生成苯甲酸,借助信息“RCOOHRCOCl”,苯甲酸再与 SOCl2反应,从而生成目 标有机物。 2.(1) (2)ACD (3)+CH3COOH+H2O (4)碳酸钠和反应产物 HBr 作用,促使反应正向进行 (5) (6)、(任选 3 个) 解析 A 与甲醇发生酯化反应,得到产物 B,B 为,根据已知,B 到 C 发生还原反应,得到的产物为,由于 其不稳定,并结合C的分子式,故C应为;C与乙酸发生酯化反应,得到产物D,D为,根据已知,并结合终 产物 H 的结构分析

16、 E 为,X 为,F 为,G 为。 (1) 根据分析,F 的结构简式为。(2)B 为,1 mol B 只能与 3 mol 氢气加成,A 错误;物质 X 含有 结构,具有碱性,B 正确;C 为,无法发生消去反应,C 错误;E 为,1 mol E 可与 2 mol NaOH 反 应,D 错误。(3)C 生成 D 的反应为酯化反应,反应方程式为+CH3COOH +H2O。(4)在 F 生成 G 过程中,Na2CO3的作用为碳酸钠和反应产物 HBr 作用,促使反应正向进 行。(5)以苯和为原料合成,用正向合成法,并结合题目流程所给的信息可写出,首先发生反应: ,而后将产物进行还原:,最后进行一步取代反

17、应: 。 (6)Y 的分子中含有六元环状结构,根据分子式,可知该六元环为类似环己烷的结构而不是苯环,六元 环骨架的可能组合:6 个 C、5 个 C 与 1 个 O、5 个 C 与 1 个 N、4 个 C 与 1 个 O 与 1 个 N,核磁共振氢谱表明 Y 分 子中含有 4 种不同化学环境的氢,考虑对称结构。据此写出相关结构简式。 3.(1)+ (2)羰基 羧基 (3) (4)、(任写一种) (5) 解析 (1)AB 发生取代反应,所以 A 转化为 B 的化学方程式为 +。(2)F 的结构简式为,分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和 羧基。(3)E 为,由已知可得CN 在酸性条件下水解为COOH

18、,所以 E 水解产物为, 羧基和酚羟基分子间脱水发生缩聚反应,生成高分子化合物的结构简式为。(4)D 的结构简式 为,D的同分异构体符合下列条件:分子中有4种氢原子,说明分子中存在对称结构;可发生水解反 应,且一种水解产物含有酚羟基,另一种水解产物含有醛基,说明该分子中有且其与苯环直接相连;所以符 合条件的 D 的同分异构体的结构简式为、。(5)A 为(对甲 基苯酚),以和 C2H5OH 为主要原料制备对羟基苯乙酸乙酯(),可先由 和Cl2发生取代反应生成,再依据题干合成路线生成,然后水解生成, 最后与 C2H5OH 发生酯化反应可得。 4.(1)BCD (2) (3)+CH2(COOCH2C

19、H3)3+HBr (4) (5)、 解析 根据氢原子和氧原子守恒得到反应是OH 被Br 取代,再根据 A、 B 的分子式和另一反应物的结构可知,A 发生取代反应,A 中 CBr 键断裂,HCH(COOCH2CH3)2中左侧碳氢键断裂,然后反应生成 B,B 水解生成 C,C 中含有 CH(COOH)2,再根据已知中 b 分析反应为 C 的CH(COOH)2变为CH2COOH,得到 D 物质,D 变为 E,根据前后 联系得到E中含有COCl,根据已知a,E再和X反应生成辣椒素。 (1)化合物B含有碳碳双键和酯基,因此能发生加成、 氧化、还原反应,但不能发生酯化反应,A 错误;化合物 C 含有羧基,

20、因此能与氢氧化铜发生反应,B 正确;试剂 X 含有 NH2、酚羟基,NH2可与强酸反应,酚羟基可和强碱反应,C 正确;辣椒素的分子式是 C18H27NO3,D 正确。(2)根据前 面分析得到 C 的结构简式为。(3)根据上述分析 A 和 HCH(COOCH2CH3)2发生取代反应生成 B 和 HBr。 (4)在 SOCl2作用下生成,在 AlCl3作用下反应生 成,与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成,在浓硫酸作用下发生消去反应生成 。(5)由上述分析可知 X 的结构简式为,是苯环上有二种氢,不能使 FeCl3显色,IR 谱表明 分子中无NO键,说明苯环有两种位置的氢,没有酚羟基,1 mol

21、该物质与足量 Na 发生反应放出 1 mol H2(不考虑同 一个碳上连 2 个OH),说明含有两个醇羟基,因此可能的结构简式为、 、 。 题型突破(四)B 答案 1.(1)碳碳双键、羰基 (2)BCD (3)5(或、) (4)+H2O (5) 解析 步:由已知(1),结合 C 的分子式可得 B 为 HCHO、C 为;由已知(2),结合流程可得:D 为 。 步:根据流程,结合 I 的结构简式可推出:E()与生成的 F 为;F 与 B(HCHO)生成的G 为;G与 CH3I生成的H 为;H催化氧化生成 I();由已 知(2)可得 J 为;J 与 H2加成生成 K,结合 K 的分子式可得,K 为;

22、K 催化氧化生成的 L 为 ;由已知(3),结合 N 的结构简式可得,L 和 D()反应生成的 M 为。(1)据以 上分析可知 D 的结构简式为,含有碳碳双键和羰基。(2)A 项,E()与生成 F()发生的是取代反应,G()与CH3I生成H()发生的也是取代反应,二者反应 类型相同,故 A 正确;B 项,J 的结构简式为,故 B 错误;C 项,由 I()的结构简式可得,分子中含有 1 个苯环、 2个碳氧双键,所以 1 mol I最多能和 5 mol H2加成,故C 错误;D项,由N 的结构简式可得,分子式为 C15H16O2, 故 D 错误。综上所述,符合题意的选项为 B、C、D。(3)G 为

23、,其同分异构体满足下列条件:能与浓溴 水反应产生白色沉淀,则含有酚羟基;苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物只有两种,则两个取代基在对位上; 可在一定条件下发生水解反应和银镜反应,则含有甲酸酯基。综上分析,可能情况有: 、 、,共 5 种。(4)B 为 HCHO、C 为, 由已知(2)可得 B+CD 的化学方程式为 。(5)以为原料,合成,由已知(1)(2),结合流程得到启发:可先生成丙酮和乙醛,二者 反应生成 CH3COCHCHCH3;CH3COCHCHCH3与氢气发生加成反应可得到。 2.(1)A (2)硝基、羟基、肽键 (3)+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O (4)、 、 (

24、或其他合理答案,任选 3 种) (5) 解析 根据 I 的结构推出,E 为,H 为,D 为生活调味料,在 Cl2/PCl3条件下生成 E, 则 D 为 CH3COOH,C 为石油化工终端产品,则 C 为 CH2CH2,F 为溴苯,F 与硝酸发生取代反应生成 G,G 为 ,据已知,G 与 H2NCH2CH2OH 发生取代反应生成 H 和 HBr,据 J 的分子式可知 I 发生分子内取代,生成 J 和HCl,J为,J发生还原反应得。 (1)CH2CH2与H2O发生加成反应生成CH3CH2OH,CH3CH2OH 催化氧化生成 CH3CHO,CH3CHO 继续氧化生成 CH3COOH,A 正确;1 m

25、ol E 中有 2 mol 氯原子,氯原子水解需要 2 mol NaOH,水解产物中有1个羧基,可以与NaOH发生中和反应,所以需3 mol NaOH,B错误;中的CH2Cl为类 似甲烷的四面体结构,不可能全部原子共面,C 错误;利伐沙班的分子式为 C10H12N2O2,D 错误。(2)I 中含氧官能团有硝 基、羟基和肽键。(3)NO2被还原为NH2。(4)该分子中存在肽键和酚羟基,支链还有 3 个碳原子,2 个氧原子,1 个氯 原子和 1 个氮原子,还有 1 个不饱和度,根据条件,考虑对称结构,可为两个肽键、一个酚羟基和一个OCl,或者两个 肽键、 两个酚羟基和一个Cl。 (5)J 为 ,模

26、仿 E+HI 的反应原理,与 ClCH2CH2OCH2COCl 发生取代反应生成,再模仿 GH 的反应原理生成 J。 3.(1)HOOCCH2COOH (2)A (3)+Br(CH2)3Br+2HBr (4) 、 (5) 解析 根据流程图,丙烯醛 CH2CHCHO 与水反应生成 A,A 的化学式为 C3H6O2,则发生了加成反应,A 氧化生成 C,C 与乙醇在酸性溶液中发生酯化反应生成 E,根据 E 的化学式,说明 C 为二元羧酸,则 C 为 HOOCCH2COOH,A 为 HOCH2CH2CHO,E 为 CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;A 与氢气发生还原反应生成 B,B 与 HB

27、r 反应生成二溴代烃,则 B 为二元醇,B 为 HOCH2CH2CH2OH,D 为 BrCH2CH2CH2Br,根据已知信息,D 和 E 反应生成 F,F 为,F 水解生 成 G, G 为,根据已知信息,G 受热脱去一分子二氧化碳生成环丁基甲酸。 (1)化合物 C 为 HOOCCH2COOH。 (2)A 为 HOCH2CH2CHO,不能与 NaHCO3溶液反应,A 错误;B 为 HOCH2CH2CH2OH,C 为 HOOCCH2COOH,B 和 C 能 发生缩聚反应形成高聚物,B 正确;G 为,化学式为 C6H8O4,C 正确;B 为 HOCH2CH2CH2OH,1 mol B 与足量金 属钠

28、反应能生成 1 mol 氢气,D 正确。(3)D 与 E 发生取代反应生成 F 和 HBr。(4)环丁基甲酸与苯酚发生酯化反应,生 成的 X 为,其同分异物体满足:能使 FeCl3溶液变紫色,说明含有酚羟基;含有丙烯醛中所有的官能 团,即含有碳碳双键和醛基,X除了苯环外还有两个不饱和度,即为碳碳双键和醛基,剩余两个碳原子为饱和碳;含有5 种不同化学环境的氢原子,考虑对称结构,满足条件的分子结构简式有、。 (5) 以 1,3-丁二烯和 CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3为原料可制备环戊基甲酸(),根据题干流程图提供的信 息,可以用 1,3-丁二烯首先制备二溴代烃,再与 E 反应生成,然后

29、水解生成,最后加热脱羧即可。 4.(1)羟基、羧基 (2)ABC (3) (4)+H2O+HCl (5) (6) 解析 由流程图及相关的化学式,我们可以得出 B 的结构简式为,C 的结构简式为 ,E 的结构简式为,F 的结构简式为,G 的结构简式为 ,H 的结构简式为。(1)根据上面的推断,化合物 F 为 ,它含有的含氧官能团名称为羟基、 羧基。 (2)化合物 A 能发生取代反应、 加成反应、 还原反应,A 项正确;化合物 F 为,它含有NH2和COOH,可以形成内盐,B 项正确;化合物 C 为 ,含有酚羟基,遇到 FeCl3溶液显紫色,可以和甲醛在一定条件下发生缩聚反应,C 项正确;苯噁洛芬的 分子式是 C16H12O3NCl,D 项错误。