1、有机化学基础 第16讲 考情分析 真题回放 1.(2020 全国卷)有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()、吡啶() 等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关 注，以下为有机超强碱 F 的合成路线： A （C2HCl3） CCl3COONa 乙二醇二甲醚/ B KOH醇溶液 C 二环己基胺（过量） CH2Cl2/ D （C27H44Cl2N2） 已知如下信息： 苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体 回答下列问题： (1)A 的化学名称为_。 (2)由 B 生成 C 的化学方程式为_。 (3)C 中所含官能团的名称为_。 (4)由 C 生成 D 的反应类型为_。 (5)D 的结构
2、简式为_。 (6)E 的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱 有四组峰，峰面积之比为 6221 的有_种，其中，芳香环上为二取 代的结构简式为_。 解析： 根据 DEF 以及相关分子式、 结构简式可推知 D 为； 再根据题给信息可推知 A、B、C 分别为 CCl2CHCl、； (1)CCl2=CHCl 的化学名称为三氯乙烯。 (2)与 KOH 醇溶液发生消去反应生成、KCl、H2O。 (3)中所含官能团的名称为碳碳双键、氯原子。 (4)对比 C、D 的结构简式可推知，该反应为取代反应。 解析：(5)D 的结构简式为。 (6)E 的分子式为 C8H11NO，不饱和度为 4；由于
3、苯胺与甲基吡啶互为芳 香同分异构体， 所以 E 的六元环芳香同分异构体可以含有苯环或吡啶环； 能 与金属钠反应，则分子中含有羟基；峰面积之比为 6221 可推知分子 中含有两个甲基；若分子中含有苯环，则可能的结构有 3、 3 种；若分子中含有吡啶环，则有3 种，所以总共符合条件的 结构有 6 种；其中，芳香环上为二取代物的结构简式为。 答案：(1)三氯乙烯 (2) (3)碳碳双键、氯原子 (4)取代反应 (5) (6)6 2.(2020 全国卷)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 生育酚(化合物 E)含量
4、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： 回答下列是问题： (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_。 解析：(1)酚羟基作为母体，甲基处于间位，所以 A 的化学名称为 3- 甲基 苯酚(或间甲基苯酚)；(2)根据信息结合 B 的分子式，可得酚羟 基的邻位被甲基取代，B 的结构简式为。 (3)根据信息 b，反应为碱性条件下消去 HCl 的反应，结合反应物和生 成物的结构式以及 C 含有三个甲基，可得 C 的结构简式为； 答案：(1)3- 甲基苯酚(或间甲基苯酚) (2) (3) (
5、4)反应的反应类型为_。 (5)反应的化学方程式为_。 (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_(不考虑 立体异构体，填字母)个。 ()含有两个甲基；()含有酮羰基(但不含 C=C=O)；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：(4)根据信息 c，反应为羰基与 H2O 的加成反应，产物 D 为。 (5)反应为 D 中碳碳三键与 H2的加成，其化学方程式为 (6)主链上有 6 个碳， 插入碳碳双键， 有 6 种同分异构体， 另有 2 种同分异构体、，所以满足三个条件的同
6、分异构 体有 628 种，c 项正确。 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。 答案：(4)加成反应 (5) (6)c 3.(2020 全国卷)苯基环丁烯酮(PCBO)是一种十分活泼的反应 物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道 用 PCBO 与醛或酮发生42环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团 化合物(E)，部分合成路线如下： 已知如下信息：。 回答下列问题： (1)A 的化学名称是_。 (2)B 的结构简式为_。 (3)由C生成D所用的试剂和反应条件为_； 该步反应中， 若反应温度过高，C 易发生脱羧反应，生成分子式
7、为 C8H8O2的副产物，该副 产物的结构简式为_。 解析：(1)A 的结构简式为，其名称为 2- 羟基苯甲醛(或水杨醛)； (2)类比已知条件中的信息，和 CH3CHO 反应的产物为，再与 NaOH 中和后生成产物 B：； (3)CD 为与乙醇(CH3CH2OH)的酯化反应，所用试剂和反应条件 为乙醇、浓硫酸/加热；在该步反应中，若反应温度过高，根据副产物的分子 式可知，C 发生脱羧反应生成； 答案：(1)2- 羟基苯甲醛(或水杨醛) (2) (3)乙醇、浓硫酸/加热 (4)写出化合物 E 中含氧官能团的名称：_；E 中手性碳(注： 连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为_。 (5)M 为
8、C 的一种同分异构体。已知：1 mol M 与饱和碳酸氢钠溶液充分 反应放出 2 mol 二氧化碳；M 与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M 的结构简式为_。 (6)对于，选用不同的取代基 R，在催化剂作用下与 PCBO 发生的4 2反应进行深入研究，R对产率的影响见下表： R CH3 C2H5 CH2CH2C6H5 产率/% 91 80 63 请找出规律， 并解释原因： _。 (4)E 中含氧官能团为羟基、酯基；E 中手性 C 的位置为，可知含有 2 个手性 C 原子；(5)C 的分子组成为 C9H8O4，不饱和度为 6，分析限定条件， 1 mol M 与饱和 NaHCO3反应能放出 2
9、 mol 二氧化碳，则 M 中含有两个羧基 (COOH)，又 M 与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸，则 M 分子苯环 上只有两个取代基且处于对位，则 M 的结构简式为；(6)分析 表中数据，可发现随着 R体积增大，位阻增大，导致产率降低。 答案：(4)羟基、酯基 2 (5) (6)随着 R体积增大， 产率降低；原因是 R体积增大，位阻增大 考 点 诠 释 考点考点1 官能团及其性质 1.常见官能团的结构与主要性质 官能团 结构 主要性质 碳碳双键 加成、氧化、聚合 碳碳三键 CC 加成、氧化 卤素 X(X 表示 Cl、Br 等) 取代(如溴乙烷与 NaOH 水溶液共热生成乙醇)、消去 (如
10、溴乙烷与 NaOH 醇溶液共热生成乙烯) 续表 官能团 结构 主要性质 醇羟基 OH 取代、消去(如乙醇在浓硫酸、170 条件下生成乙烯)、催化氧化、被强氧化剂氧 化(如乙醇在酸性 K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸) 酚羟基 OH 极弱酸性(酚羟基中的氢能与 NaOH 溶液反应，但酸性极弱，不能使指示剂变色)、 氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中氧气氧化为粉红色)、 显色反应(如苯酚遇 FeCl3 溶液呈紫色) 醛基 氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、还原(与 H2加成) 羰基 还原(如与 H2加成) 羧基 酸性(如乙酸的酸性强于碳酸，乙酸与 NaOH 溶液反应)、取代(如乙酸
11、与乙醇在浓 硫酸、加热条件下发生酯化反应) 酯基 水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解，在 NaOH 溶液、加热条件 下发生碱性水解) 醚键 ROR 如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇 硝基 NO2 还原，如酸性条件下，硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺： NO2 Fe HCl NH2 2.不同类别有机物可能具有相同的化学性质 (1)能发生银镜反应及能与新制 Cu(OH)2悬浊液反应的有机物有：醛、甲 酸、甲酸某酯、葡萄糖等。 (2)能与 Na 反应的有机物有：醇、酚、羧酸。 (3)能发生水解反应的有机物有：卤代烃、酯、多糖、蛋白质等。 (4)能与 NaOH 溶液发生反应的有机
12、物有：卤代烃、酚、羟酸、酯。 (5)能与 Na2CO3溶液发生反应的有机物有羧酸、酚，但酚与 Na2CO3反应 得不到 CO2。 【例 1】关于化合物 2- 苯基丙烯()，下列说法正确的是( ) A.不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B.可以发生加成聚合反应 C.分子中所有原子共平面 D.易溶于水及甲苯 解析：2- 苯基丙烯分子中苯环的侧链上含有碳碳双键，它能与稀高锰酸 钾溶液发生氧化反应而使其褪色，A 项错误；类比乙烯，2- 苯基丙烯能发生加 成聚合反应，B 项正确；2- 苯基丙烯分子中含有甲基，故该分子中不可能所有 原子共平面，C 项错误；2- 苯基丙烯属于烃，不易溶于水，D 项错误。 答案：B
13、【变式 1】菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下： 下列叙述错误的是( ) A.步骤(1)产物中残留的苯酚可用 FeCl3溶液检验 B.苯酚和菠萝酯均可与酸性 KMnO4溶液发生反应 C.苯氧乙酸和菠萝酯均可与 NaOH 溶液发生反应 D.步骤(2)产物中残留的烯丙醇可用溴水检验 小 C(碳) K F 解析：在苯氧乙酸、苯酚的混合物中，用 FeCl3溶液可检验出酚羟基，选 项 A 正确。苯酚、菠萝酯(含有碳碳双键)均可被酸性 KMnO4溶液氧化，选项 B 正确。苯氧乙酸中含有羧基能和 NaOH 发生中和反应，菠萝酯中含有酯基， 能在碱性条件下发生水解反应，选项 C 正确。由于菠萝酯和烯丙醇中都
14、含有 碳碳双键，因此在两者的混合物中用溴水无法检验烯丙醇的存在。 答案：D 考点考点2 有机物的性质与重要有机反应及其类型 反应类型 重要有机反应 取代反应 烷烃的卤代：CH4Cl2 光照 CH3ClHCl 烯烃的卤代：CH2=CHCH3Cl2 CH2=CHCH2ClHCl 卤代烃的水解：CH3CH2BrNaOH 水 CH3CH2OHNaBr 反应类型 重要有机反应 取代反应 糖类的水解：C12H22O11（蔗糖）H2O 稀硫酸C6H12O6（葡萄糖）C6H12O6（果糖） 苯环上的卤代： 反应类型 重要有机反应 加成反应 消去反应 醇分子内脱水生成烯烃：C2H5OH 浓硫酸 170 CH2=
15、CH2H2O 卤代烃脱 HX 生成烯烃：CH3CH2BrNaOH 乙醇 CH2=CH2NaBrH2O 加聚反应 单烯烃的加聚： 加聚反应 缩聚反应 二元醇与二元酸之间的缩聚 氧化反应 醇的催化氧化：2CH3CH2OHO2 Cu/Ag 2CH3CHO2H2O 醛基与银氨溶液的反应：CH3CHO2Ag（NH3）2OH CH3COONH42Ag3NH3H2O 醛基与新制氢氧化铜的反应： CH3CHO2Cu （OH） 2NaOH CH3COONaCu2O3H2O 还原反应 醛基加氢：CH3CHOH2 Ni CH3CH2OH 硝基还原为氨基： 【例 2】两个环共用两个不直接相连的碳原子的化合物称为桥环化
16、合物， 某桥环化合物的结构简式如图所示， 下列关于该化合物的说法错误的是 （ ） A.该有机物能发生取代反应和加成反应 B.该有机物分子中含有两种官能团 C.该有机物分子的一氯代物有 7 种 D.该有机物能使酸性 KMnO4溶液褪色 解析：该有机物中的酯基能发生取代反应（水解反应） ，碳碳双键能发生 加成反应，故 A 正确；该有机物分子中含有酯基、碳碳双键两种官能团，故 B 正确；该有机物分子中有 9 种等效氢，其一氯代物有 9 种，故 C 错误；该 有机物含有碳碳双键，能使酸性 KMnO4溶液褪色，故 D 正确。 答案：C 【变式 2】 山道年蒿中提取出一种具有明显抗癌活性的有机物 X， 其
17、结构 简式如图所示。下列有关说法错误的是（ ） A.该物质的分子式为 C10H16O2 B.该物质不可能所有的碳原子共平面 C.该物质的一氯代物共有 7 种 D.该物质能发生加成、取代、氧化、消去、还原等反应 解析：根据物质的结构简式可知该物质的分子式为 C10H16O2，A 正确； 该物质中含有饱和 C 原子，根据 CH4的正四面体结构可知，所有 C 原子不能 在同一平面上，B 正确；该物质分子中 8 个 C 原子上含有 H 原子，不同化学 环境的 H 原子有 7 种，因此该物质的一氯代物共有 7 种，C 正确；该物质分 子中含有碳碳双键，能够发生加成反应，若是与氢气发生加成反应，则该加 成
18、反应为还原反应；含有甲基 C 原子，该 C 原子上有 H 原子，可以发生取代 反应，也可以发生燃烧反应即氧化反应；由于该物质分子中无卤素原子、羟 基，因此不能发生消去反应，D 错误。 答案：D 考点考点3 同分异构体 有机物分子通式与其可能的类别 分子通式 可能的类别 典型实例 CnH2n 烯烃、环烷烃 CH2=CHCH3与 CnH2n2 炔烃、二烯烃 CHCCH2CH3与 CH2=CHCH=CH2 CnH2n2O 饱和一元醇、醚 C2H5OH 与 CH3OCH3 CnH2nO 醛、酮、烯醇、环醚、环醇 CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、 CnH2nO2 羧酸、酯、
19、羟基醛、羟基酮 CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、 HOCH2CH2CHO、与 【例 3】有机化合物环丙叉环丙烷结构示意图为，下列关于该化合物 的说法正确的是（ ） A.与环己烯互为同分异构体 B.其二氯代物只有三种 C.所有的碳原子均在一个平面内 D.生成 1 mol C6H14至少需要 2 mol H2 解析：环丙叉环丙烷分子的分子式为 C6H8，环己烯分子式为 C6H10，二 者不互为同分异构体，故 A 错误；环丙叉环丙烷分子中的 4 个“CH2”完全 等同，其二氯代物有四种，故 B 错误；乙烯是平面形结构，碳碳双键所连的 四个原子在同一个平面上，所以分子中所有的碳原子均在一个
20、平面内，故 C 正确； 环丙叉环丙烷分子的分子式为 C6H8， 每个 C6H14比 C6H8多 6 个氢原子， 相当于 3 个 H2，所以生成 1 mol C6H14至少需要 3 mol H2，故 D 错误。 答案：C 【变式 3】 网络趣味图片“一脸辛酸”， 是在人脸上重复画满了辛酸的键线 式结构。下列有关辛酸的叙述正确的是（ ） A.辛酸的羧酸类同分异构体中， 含有三个“CH3”结 构，且存在乙基支链的共有 7 种 B.辛酸的同分异构体（CH3）3CCH（CH3）CH2COOH 的名称为 2，2，3- 三甲基戊酸 C.正辛酸常温下呈液态而软脂酸常温下呈固态，故二者不符合同一通式 D.辛酸的
21、同分异构体中能水解生成相对分子质量为 74 的有机物的共有 8 种 A 考点考点4 有机推断与有机合成 1.有机推断 （1）掌握官能团衍变的主线（常见的有两种方法） （2）官能团的引入 引入羟基（OH） ：烯烃与水加成、醛或酮与 H2加成、卤代烃碱性水 解、酯的水解等。 引入卤原子（X） ：烃与 X2取代、不饱和烃与 HX 或 X2的加成。 引入双键（C=C、C=O） ：某些醇或卤代烃的消去引入 C=C、 醇的氧化引入 C=O 等。 （3）官能团的消除 通过加成消除不饱和键。 通过消去、氧化、酯化等消除羟基（OH） 。 通过加成或氧化等消除醛基（CHO） 。 2.有机合成路线的设计 【例 4】
22、化合物 G 是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体， 一种合成 G 的路线如下： 已知以下信息： A 的核磁共振氢谱为单峰；B 的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为 611。 D 的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D 可与 1 mol NaOH 或 2 mol Na 反应。 回答下列问题： （1）A 的结构简式为 。 （2）B 的化学名称为 。 （3）C 与 D 反应生成 E 的化学方程式为 。 （4）由 E 生成 F 的反应类型为 。 解析： （1）由 A 中碳、氢原子个数关系可知，A 分子中可能有一个双键或一个 环；由题给信息“A 的核磁共振氢谱为单峰”可知，A 分子有一定的对称
23、性，由此 可写出 A 的结构简式为。 （2） 由“B 的核磁共振氢谱为三组峰， 峰面积比为 611”可知， B 为 CH3CH （OH）CH3，化学名称为 2- 丙醇（或异丙醇） 。 （3） 由题给信息知， D 中含有苯环； 由“1 mol D 可与 1 mol NaOH 或 2 mol Na 反应”可知，D 分子结构中含有一个酚羟基和一个醇羟基；由“D 的苯环上仅有两 种不同化学环境的氢”可知，酚羟基和醇羟基在苯环的对位上， 所以 D 的结构简式 为 CH2OHOH，C 与 D 反应生成 E 的化学方程式为： （4）根据 E 和 F 的分子式和生成物的分子式可知，另一种生成物为 HCl，因
24、此该反应属于取代反应。 答案：（1） （2）2- 丙醇（或异丙醇） （3） （4）取代反应 （5）G 的分子式为 。 （6）L 是 D 的同分异构体，可与 FeCl3溶液发生显色反应，1 mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3反应，L 共有 种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰 面积比为3221的结构简式为 _、 _ _。 解析：（5）G 分子中含有 18 个碳原子，如果 G 分子饱和则含有 1822 38 个氢原子；但 G 分子结构中含有一个苯环，不饱和度为 4，要减去 8 个 氢原子，含有一个 N 原子，可增加 1 个氢原子，因此 G 分子中应有 31 个氢 原子，还含有 4 个氧
25、原子，因此 G 的分子式为 C18H31NO4。 （6） L 可与 FeCl3溶液发生显色反应， 说明 L 的结构中含有酚羟基； 1 mol L 可与 2 mol Na2CO3反应，说明 L 含有 2 个酚羟基，另外苯环上还有一个甲 基，由“定二移一”法可知，L 共有 6 种结构；满足峰面积比为 3221 的结构简式为。 答案：（5）C18H31NO4 （6）6 【变式 4】化合物 G 是一种药物合成中间体，其合成路线如下： 回答下列问题： （1）A 中的官能团名称是 。 （2）碳原子上连有 4 个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出 B 的结构简式，用星号（*）标出 B 中的手性碳 。
26、解析： （1） 由 A 的结构简式知， A 中所含官能团为OH， 其名称为羟基。 （2）由手性碳的结构特点可知，B 中手性碳原子（用*表示）为。 答案： （1）羟基 （2） （3） 写出具有六元环结构、 并能发生银镜反应的 B 的同分异构体的结构 简式 （不考虑立体异构，只需写出 3 个） 。 （4）反应所需的试剂和条件是 。 （5）的反应类型是 。 解析： （3）由同分异构体的限定条件可知，分子中除含有六元环外，还 含有 1 个饱和碳原子和CHO。若六元环上只有 1 个侧链，则取代基为 CH2CHO；若六元环上有两个取代基，可能是CH3和CHO，它们可以 集中在六元环的同 1 个碳原子上 （
27、1 种） ， 也可以位于六元环的不同碳原子上， 分别有邻、间、对 3 种位置。 （4）由 C、E 的结构简式和 C 转化为 D 的反应条件可推断 D 的结构简 式为，反应D 与 C2H5OH 在浓 H2SO4、加热条件下发生酯化反应生 成 E。 答案： （3） （4）C2H5OH/浓 H2SO4、加热 解析： （5）由 E、G 的结构简式及 F 转化为 G 的反应条件可推知 F 为 ，反应是与COOC2H5相连的碳原子上的 H 原子被CH2CH2CH3 取代的反应。 答案： （5）取代反应 （6） 写出 F 到 G 的反应方程式： 、 。 （7） 设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯 （CH3COCH2COOC2H5） 制备的 合成路线： （无机试剂任选） 。 解析： （6）反应是酯基在碱性条件下水解再酸化的反应，化学方程式 为，。 （7）结合反应的反应条件，甲苯先转化为，再与乙酰乙酸乙 酯（）发生取代反应生成，在碱性条件下发生水解反 应后再酸化即可得产物。 答案： （6）、。 （7）
