2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题十七基本营养物质有机合成 —应用集训

这是一份2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题十七基本营养物质有机合成 —应用集训，共18页。

应用篇
【应用集训】
1.(2020滨州二模,18)“阿比朵尔”是一种抗病毒药物,能有效抑制新型冠状病毒,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)阿比朵尔中含氧官能团的名称为 ,反应②④⑥中属于取代反应的是 。
(2)在合成阿比朵尔的整个流程中,设计由A到B的目的是 。
(3)反应③的化学方程式为 。
(4)满足下列条件的B的同分异构体有 种。
①苯环上有3个取代基
②能发生银镜反应
③能发生水解反应,且1 ml 该有机物水解时消耗4 ml NaOH
其中核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为 。
(5)参照上述合成路线,设计由甲苯和2-丙醇为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)。
答案 (1)(酚)羟基、酯基 ⑥ (2)保护酚羟基
(3)++H2O
(4)6
(5)
2.(2020临朐一模,20)某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如图(部分反应略去试剂和条件):
已知:a.
b.
根据以上信息回答下列问题:
(1)烃A的结构简式是 。
(2)①的反应条件是 ;②的反应类型是 。
(3)下列对抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质推测正确的是 。
A.水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大
B.能发生消去反应
C.能发生聚合反应
D.既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是 。
(5)符合下列条件的E的同分异构体有 种,其中核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
a.与E具有相同的官能团
b.苯环上的一硝基取代产物有两种
(6)已知易被氧化,苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻、对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此设计以A为原料制备高分子化合物的合成路线(无机试剂任选)。
答案 (1)
(2) Fe或FeCl3 取代反应或硝化反应 (3)ACD
(4)+3NaOH+CH3COONa+2H2O
(5)4 或
(6)
创新篇
【创新集训】
1.(2020山东等级考模拟,20)酯类化合物与格氏试剂(RMgX,X=Cl、Br、I)的反应是合成叔醇类化合物的重要方法,可用于制备含氧多官能团化合物。化合物F的合成路线如下,回答下列问题:
已知信息如下:
①RCHCH2 RCH2CH2OH
②
③RCOOCH3
(1)A的结构简式为 ,B→C的反应类型为 ,C中官能团的名称为 ,C→D的反应方程式为 。
(2)写出符合下列条件的D的同分异构体 (填结构简式,不考虑立体异构)。
①含有五元碳环结构;
②能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体;
③能发生银镜反应。
(3)判断化合物F中有无手性碳原子,若有用“*”标出。
(4)已知羟基能与格氏试剂发生反应。写出以、CH3OH和格氏试剂为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。
答案 (1) 氧化反应 羰基和羧基
+CH3OH +H2O
(2)、、
(3)
(4)
2.(2020济宁高三下学期线上检测,20)某研究小组以甲苯为原料,设计以下路径合成药物中间体M和R。回答下列问题:
已知:①
②
③
(1)C中的官能团的名称为 ,F的结构简式为 ,A→B的反应类型为 。
(2)D→E的化学方程式为 。
(3)M物质中核磁共振氢谱中有 组吸收峰。
(4)写出同时符合下列条件的试剂X的同分异构体的结构简式: (至少写2种)。
①只有一个苯环且苯环上的一氯取代物只有2种
②遇FeCl3溶液显紫色
③分子中含
(5)设计由甲苯制备R()的合成路线(其他试剂任选)。
答案 (1) 羟基和羧基 取代反应
(2)+CH3CHO+H2O
(3)8
(4)、(其他合理答案)
(5)
[教师专用题组]
创新篇
【创新集训】
1.(2019湖北1月联考,36)芳纶可以制成防弹衣、防弹头盔、防弹装甲等,对位芳纶纤维J(聚对苯二甲酰对苯二胺)是重要的国防军工材料。化合物A、乙烯、苯制备J的一种合成路线如下:
J
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)A→B的反应类型是 。
(3)实验室由苯制备F所需试剂、条件分别为 。
(4)G中官能团的名称是 。
(5)E与I反应生成J的化学方程式为 。
(6)写出只含酯基的D的同分异构体的结构简式(核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为2∶2∶1∶1): 。
(7)参照上述合成路线,以1,3-戊二烯和丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备邻苯二甲酸的合成路线。
答案 (1)2,4-己二烯
(2)加成反应
(3)浓硝酸/浓硫酸、加热
(4)氨基
(5)n+n(2n-1)HCl+
(6)
(7)
解析 (1)A的结构简式为CH3CHCHCHCHCH3,其名称为2,4-己二烯。(2)A为共轭二烯,与乙烯发生1,4-加成反应形成六元环,所以A→B的反应是加成反应。(4)G中所含官能团为氨基。(5)由题意知J是聚对苯二甲酰对苯二胺,属于高分子化合物,由E和I发生缩聚反应生成。(6)D的分子式为C8H6O4,不饱和度为6,其同分异构体含2个酯基和一个苯环,4种等效氢原子的个数比为2∶2∶1∶1,可推测含2个甲酸酯基(—OOCH)且处于间位,结构简式为。
2.聚合物H()是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如下:
已知:①C、D、G均为芳香族化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。
②Diels-Alder反应:+‖ 。
(1)生成A的反应类型是 ,D的名称是 ,F中所含官能团的名称是 。
(2)B的结构简式是 ;“B→C”的反应中,除C外,另外一种产物是 。
(3)D+G→H的化学方程式是 。
(4)Q是D的同系物,相对分子质量比D大14,则Q可能的结构有 种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1∶2∶2∶3的结构简式为 (任写一种)。
(5)已知:乙炔与1,3-丁二烯也能发生Diels-Alder反应。请以1,3-丁二烯和乙炔为原料,选用必要的无机试剂合成,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
答案 (1)消去反应 对苯二甲酸 硝基、氯原子
(2) H2O (3)n+n +(2n-1)H2O
(4)10 (或)
(5)+
解析 根据题意可推出合成路线如下:
(1)乙醇分子内脱水生成乙烯属于消去反应;D的名称为对苯二甲酸;F所含官能团的名称是硝基和氯原子。
(2)CH2 CH2和发生Diels-Alder反应生成B,故B的结构简式是;“B→C”的反应为分子内脱水,除C外,另外一种产物是水。
(4)Q是D的同系物,相对分子质量比D大14,则多一个“CH2”,分子中除了苯环,还有两个羧基,若苯环上只有一个取代基,则为,有1种结构;若有两个取代基,则为,有3种结构;若有三个取代基,则为,有6种结构;共计10种结构。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1∶2∶2∶3的结构简式为、。
(5)合成思路为:先用反应 合成六元环,然后与卤素单质发生加成反应,再用氢氧化钠水溶液水解即可得合成产物。
3.(15分)氧氮杂是新药研制过程中发现的一类重要活性物质,能用于改善大脑缺血。下面是某研究小组提出的一种氧氮杂类化合物E的合成路线:
(1)A的结构简式为 。C中官能团的名称为 。
(2)E→F经历两步反应,其反应类型依次为 、 。
(3)同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式为 。
Ⅰ.分子中含有1个苯环;Ⅱ.能发生银镜反应;Ⅲ.分子中有5种不同化学环境的氢。
(4)1 ml D与足量NaOH溶液反应时最多消耗 ml NaOH。
(5)由E合成F时还可能生成副产物和一种常见的有机物G,G的结构简式为 。
(6)已知: CH3COOH。原料俗名“马莱酐”,它是马莱酸()的酸酐。请写出以为原料制备化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH CH2 CH2 Br—CH2CH2—Br
答案 (1) 羰基、羧基、碳碳双键、溴原子
(2)加成反应 消去反应
(3)(或)
(4)3 (5)C2H5OH
(6)
解析 由B→C的反应条件及C的结构简式可推知B为溴苯,A→B的反应为苯环上的取代反应,故A为苯。根据C的结构简式可知C中的官能团为羧基、羰基、碳碳双键、溴原子。
(2)E→F经历两步反应,氨基与羰基先加成,再脱去一分子水,所以其反应类型依次为加成反应、消去反应。
(3)D的一种同分异构体满足:分子中含有1个苯环;能发生银镜反应,含有醛基;分子中有5种不同化学环境的氢。符合上述条件的结构简式为或。
(4)1 ml D中苯环上的溴原子消耗2 ml氢氧化钠,1 ml酯基消耗1 ml氢氧化钠,则1 ml D最多消耗3 ml氢氧化钠。
(5)比较E和F以及副产物的结构简式,利用元素守恒可推断物质G为乙醇,结构简式为CH3CH2OH。
(6)先将水解制得,再与溴化氢加成,生成,再经水解、酸化、酯化可得最终产品。
4.功能高分子P的合成路线如下:
(1)葡萄糖分子式为 。化合物A中的官能团名称是 。
(2)写出化合物H的结构简式: 。
(3)下列说法正确的是( )
A.化合物A到B的转变涉及消去反应
B.化合物C中有4个手性碳原子
C.化合物F与G可以用酸性高锰酸钾溶液进行区分
D.1 ml P完全水解至少需要2 ml NaOH
(4)写出D→E的化学方程式: 。
(5)化合物X是B的同分异构体,写出同时符合下列条件X的结构简式: 。
①7.30 g的X与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)
②X分子中含有两个甲基
(6)已知:2CH3CHO
请设计以乙烯为原料制备F的合成路线(无机试剂任选,用流程图表示)。
答案 (1)C6H12O6 羟基 (2) (3)BC
(4)
(5)
(6)CH2 CH2 CH3CH2OH
CH2 CH2 CH3CHO
CH3CH CHCOOH CH3CH CHCOOCH2CH3
解析 由题意可推知功能高分子P的合成路线如下:
(3)A项,化合物A到B是己六醇分子内脱水生成环醚,不属于消去反应,故A错误。B项,化合物C分子中有4个手性碳原子,(带*位置为手性碳原子),故B正确。C项,化合物F中含有碳碳双键,而G不含碳碳双键,可以用酸性高锰酸钾溶液进行区分,故C正确。D项,P属于高分子化合物,n值不确定,无法确定消耗的NaOH的量,故D错误。
(5)7.30 g X为0.05 ml,与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出0.1 ml CO2,则X分子中含有2个羧基,且含有两个甲基,X分子有4种结构,结构简式如下: 。
5.(14分)以丙烯为原料合成抗炎药物D和机体免疫增强制剂I的合成路线如图所示(部分反应条件和产物已经略去):
请回答下列问题:
(1)由丙烯生成A的反应类型为 。
(2)D中官能团的名称为 。
(3)化合物G的化学式为C5H10O3N2,则其结构简式为 。
(4)A→B反应的化学方程式为 。
(5)A的同分异构体中属于苯的同系物(不包含A)的共有 (不考虑立体异构)种,其中核磁共振氢谱有四组峰的且苯环上只有一个取代基的结构简式是 。
(6)已知:。结合上述流程中的信息,设计由制备的合成路线。
答案 (1)加成反应 (2)羧基
(3)
(4)+ +HCl
(5)21
(6)
(将第三步提至第一步等其他合理答案都给分)
解析 (1)由B可逆推出A为,则丙烯与甲苯发生加成反应生成A。
(2)根据D的结构简式可知,D的官能团为羧基。
(3)对比F与H的结构简式,根据G的分子式为C5H10O3N2及F与G反应生成H的条件可推出G为。
(4)A生成B的反应方程式为+ +HCl。
(5)A的同分异构体中属于苯的同系物的,若有一条侧链(丁基),除A外还有3种;若有两条侧链,侧链为甲基与丙基、甲基与异丙基、乙基与乙基,各有邻、间、对3种,共9种;若有三条侧链,侧链分别为甲基、甲基、乙基,共6种;若有四条侧链,侧链均为甲基,有3种,共有21种。其中核磁共振氢谱有4组峰且苯环上只有一个取代基的是。
6.某研究小组按下图所示流程合成医药中间体X和抗心律药盐酸阿齐利特:
已知:①H2N— ;
②
(1)A→B的反应类型为 。
(2)X中含氧官能团的名称为 。
(3)1 ml盐酸阿齐利特与NaOH反应,最多消耗NaOH的物质的量 4 ml(填“>”“=”或“<”)。
(4)C→的化学方程式为 。
(5)D的结构简式为 。
(6)符合下列条件的化合物B(C6H4ClNO2)的同分异构体有 种(不包含B本身)。IR谱显示分子中有苯环、存在(提示:—NO2中含)。
其中1H-NMR谱表明分子中有4种氢原子,且苯环上有三个取代基的同分异构体的结构简式为 (只写一种即可)。
(7) 可由CH3CH2OH、CH3NH2等物质合成,请设计合成路线,无机试剂任选。
答案 (1)取代反应(或硝化反应) (2)醚键、醛基 (3)>
(4)+
(5) (6)12 (其他合理答案也可)
(7)CH3CH2OH CH2 CH2
解析 (3)1 ml盐酸阿齐利特相当于含有2 ml HCl,氯原子水解得到1 ml HCl、1 ml酚羟基,1 ml酰胺键水解得到1 ml H2CO3,另一个酰胺键水解得到1 ml羧基,最多可以消耗7 ml NaOH溶液。
(4)根据与N2H4·H2O反应生成C,C为,则化学方程式为+ 。
(6)分子中含有苯环、—N O的同分异构体有、、(三个不同取代基的位置异构有10种,每种均为4种氢原子),共计12种。
(7)乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯与氯气发生加成反应生成ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl与CH3NH2、NH3作用得到目标分子,合成路线如下:
CH3CH2OH CH2 CH2
解题导引 本题以合成新药物为背景材料,考查有机物中烃及烃的衍生物性质,官能团的特征反应,同分异构知识,并结合题中信息,设计合成路线。解题时,首先要了解题中提供的信息,新的反应,弄清反应实质,断键连键位置。本题可采用正推、逆推相结合,并结合题中有机物分子式,推出有机物的结构,再进行问题解答。对同分异构体的书写,要注意题中限制性的条件。结合题中有机合成路线,去设计合成产物的路线。