2022年高考化学一轮复习每日一练 第11章微题型86基于结构差异的有机合成和推断

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(1)A为芳香族化合物，其名称为__________，A分子中最多有__________个氢原子共面。
(2)B中官能团的名称为__________。G生成H的反应类型为__________。
(3)1 ml D能和足量钠反应生成M和1 ml H2，写出M的结构简式：________________________________________________________________________。
(4)写出C发生银镜反应的化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)二取代芳香族化合物W是比F少两个碳原子的同系物的同分异构体，W遇三氯化铁溶液发生显色反应，则W共有______种结构(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积之比为9∶2∶2∶2∶1的结构简式为________________________。
(6)参照上述合成路线和信息，设计以和C2H2为原料(无机试剂任选)合成的路线。
2．(2020·上海市光明中学高三期中)对硝基苯乙醇是治疗心血管疾病药物美多心安的中间体，也是重要的香料中间体。对硝基苯乙醇的一条合成路线如图所示：
完成下列填空：
(1)A的结构简式为____________。实验室由A制得苯乙烯通常需要经过两步反应，第一步的反应试剂和条件为Cl2/光照，第二步的化学反应方程式为_____________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)反应②的反应类型为____________。设计反应①、反应③的目的是___________________。
(3)反应③的试剂和条件为____________。
(4)丁苯橡胶是合成橡胶中产量最大的品种，适合制轮胎、传输带等。丁苯橡胶可通过1,3­丁二烯与苯乙烯加聚得到。写出丁苯橡胶的结构简式___________________________________。
(5)由1,3­丁二烯为原料可以合成有机化工原料1,4­丁二醇(HOCH2CH2CH2CH2OH)，写出其合成路线。(合成路线常用的表示方式为：Aeq \(――――→,\s\up7(反应试剂),\s\d5(反应条件))B……eq \(――――→,\s\up7(反应试剂),\s\d5(反应条件))目标产物)
3．(2019·上海市复兴高级中学高三月考)M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体，其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略)：
完成下列填空：
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是____________。
(2)检验B中含氧官能团所需的试剂是____________。C的结构简式是________________________________________________________________________。
(3)D与甲醇反应的产物能与氯乙烯共聚，写出该共聚物的结构简式____________。
(4)Y的一种同分异构体中所有氢原子化学环境均相同，该同分异构体的结构简式为________________________________________________________________________。
(5)参照上述合成路线和信息，设计以1­丁醇合成丁酮()的路线(无机试剂任选)。
4．(2020·安徽马鞍山高三模拟)临床试验表明，磷酸氯喹(·2H3PO4)对治疗新冠肺炎具有一定疗效。氯喹(J)是制备磷酸氯喹的重要中间产物，其合成路线如下图所示：
回答下列问题：
(1)A的化学名称为__________________________________________________________。
(2)反应④的反应类型为______________________________________________________。
(3)H中含氧官能团的名称为__________________________________________________。
(4)写出一定条件下反应⑥的化学方程式：______________________________________
__________________________________________________________________________。
(5)L是B的同分异构体，与A互为同系物的结构有____种，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为6∶2∶1的结构简式为__________________。
(6)根据已有知识并结合题中相关信息，设计由苯和丙酮为原料制备的合成路线(合成路线流程图示例参考本题题干)。
5．(2020·武汉高三开学考试)化合物G是合成一种杀虫剂的重要中间体，其合成路线如图：
回答下列问题
(1)E中含氧官能团的名称为____________，A生成B的反应类型为____________。
(2)写出B生成C的反应方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)W的分子式为C10H7NO4F3Cl，其结构简式为____________。
(4)写出满足下列条件的所有的A的同分异构体________________________________
________________________________________________________________________。
①分子中含有苯环；②能发生银镜反应；③核磁共振氢谱有3组峰。
(5)请以和为原料设计合成的路线 (无机试剂任选)
6．(2020·西安一中高三月考)用于治疗慢性肺阻塞病的药物E的一种合成路线如图所示：
回答下列问题：
(1)A中含有的官能团的名称为__________，E的分子式为____________，其中____________(填“含”或“不含”)手性碳原子。
(2)A→B的反应类型为__________。
(3)B→C的化学方程式为_________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)D的结构简式为_____________________________________________________________。
(5)的链状同分异构体有________种(考虑顺反异构)。
(6)结合流程图设计以对羟基苯甲醛为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。
7．(2020·江苏南通高三开学考试)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。化合物F合成路线如下：
(1)B→C的反应类型为____________。
(2)C→D反应的化学方程式为_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)从整个流程看，D→E的作用是_________________________________________________。
(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。
①能与NaHCO3反应产生CO2；
②存在顺反异构体，且至少有6个碳原子共平面；
③核磁共振氢谱图中有5个峰。
(5)写出以CH2==CHCOOH、CH3OH和CH3CH2MgI为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
8．(2019·全国卷Ⅰ，36)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。用星号(*)标出B中的手性碳________________________________________________________________________。
(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④所需的试剂和条件是______________________________________________。
(5)⑤的反应类型是________________________________________________________。
(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)。
9.是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是________________。
(2)B→C的反应类型是________________。
(3)E的结构简式是________________。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)下列关于G的说法正确的是________(填字母)。
a．能与溴单质反应
b．能与金属钠反应
c．1 ml G最多能和3 ml氢气反应
d．分子式是C9H6O3
答案精析
1．(1)苯酚 6 (2)羰基 加成反应 (3)
(4)＋2[Ag(NH3)2]OHeq \(――→,\s\up7(△))＋3NH3＋2Ag↓＋H2O (5)24
(6)
解析 A为芳香族化合物，则含有苯环，A为苯酚；根据E的结构简式可推测出D的结构简式为：；则物质B为丙酮。
(1)根据分析可知芳香族化合物A为苯酚；苯酚中苯环上的5个氢原子一定共平面，最多时羟基上的氢原子共平面，最多6个。(2)B为丙酮，其官能团的名称为羰基；对比G、H的结构简式，反应为G与乙炔发生加成反应。(3)D的结构简式为，1 ml D能和2 ml钠反应生成。(4)C中含有醛基，可与新制的银氨溶液反应，其反应的化学方程式为＋2[Ag(NH3)2]OHeq \(――→,\s\up7(△))＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。(5)F的分子式为C13H20O，二取代芳香族化合物W是比F少两个碳原子的同系物的同分异构体，则W的分子式为C11H16O，其含有苯环，且苯环上有2个取代基；W遇三氯化铁溶液发生显色反应，则羟基与苯环直接相连，—C5H11有8种同分异构体，在苯环上2取代基存在邻间对3种，共计24种；其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积之比为9∶2∶2∶2∶1，则有3个完全相同的甲基、酚羟基为1，则苯环上的两取代基为对位，其结构简式为。(6)根据上述流程中G～I的反应过程，和C2H2直接发生加成反应，再发生醇的消去反应，再部分发生加成反应即可得到，流程为
。
2．(1) ＋NaOHeq \(――→,\s\up7(醇溶液),\s\d5(△))＋NaCl＋H2O或＋NaOHeq \(―――→,\s\up7(醇溶液),\s\d5(△))＋NaCl＋H2O
(2)取代反应 保护羟基 (3)稀硫酸/加热或NaOH溶液/加热
(4)
(5)CH2==CH—CH==CH2eq \(――→,\s\up7(Br2))eq \(――――→,\s\up7(NaOH溶液),\s\d5(△))eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(催化剂))
解析 根据合成路线分析可知，A先发生取代反应得到卤代烃，再在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应得到苯乙烯()，则A为乙苯()，经催化氧化、加成得到，与发生取代反应得到，与浓硝酸在浓硫酸、加热的条件下发生硝化(或取代)反应得到，在NaOH溶液、加热条件下发生水解反应得到。(1)由上述分析可知，A为乙苯，其结构简式为，实验室由A制取苯乙烯通常需要经过两步反应，第一步反应的试剂和条件为Cl2和光照，得到卤代烃，第二步反应为卤代烃在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应得到苯乙烯，反应的化学方程式为＋NaOHeq \(―――――→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\d5(△))＋NaCl＋H2O(或＋ NaOHeq \(―――――→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\d5(△))＋NaCl＋H2O)。(2) 与浓硝酸在浓硫酸、加热的条件下发生硝化(或取代)反应得到；由于—OH具有还原性，会与浓硝酸发生氧化还原反应，故设计反应①、反应③的目的是保护—OH，防止其被氧化。
(3)反应③为在NaOH溶液、加热下彻底水解得到和CH3COONa，当然，也可以在稀硫酸、加热条件下发生水解反应得到和乙酸。(4)根据题干信息，丁苯橡胶可由1,3­丁二烯(CH2==CH—CH==CH2)和苯乙烯共聚得到，则丁苯橡胶的结构简式为。(5)由1,3­丁二烯为原料制备1,4­丁二醇，可以用1,3­丁二烯与溴发生1,4—加成，然后水解生成烯醇，再与氢气加成即可。
3．(1)消去反应 浓硫酸、加热 (2)新制Cu(OH)2悬浊液(或银氨溶液) CH2==CHCHO
(3)
(4)
(5)CH3CH2CH2CH2OHeq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))CH3CH2CH==CH2eq \(――→,\s\up7(HBr),\s\d5(催化剂))eq \(―――――→,\s\up7(NaOH、H2O),\s\d5(△))
eq \(―――→,\s\up7(Cu、O2),\s\d5(△))
解析 (1)由CH3CH2CH2CH(OH)CH(CH2CH3)CHO与A的分子式相比，反应①为消去反应；反应④为羧酸与醇在浓硫酸和加热的条件下发生酯化反应。(2)B是由A(A含碳碳双键和醛基)与氢气加成而来；则B中可能含有醛基不含碳碳双键，也可能含碳碳双键不含醛基而含羟基，所以检验B中是否含醛基的试剂为新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液；C由丙烯与氧气催化氧化而来，则C为丙烯醛。(3)由分析可知D为丙烯酸(CH2==CHCOOH)与甲醇反应的产物CH2==CHCOOCH3与CH2==CHCl共聚，则该共聚物的结构简式为
。
(4)Y(C8H18O)的一种同分异构体中所有氢原子化学环境均相同，则该物质高度对称，则6个甲基分别与2个C相连，2个C原子分别与O相连形成醚键。(5)1­丁醇与浓硫酸加热生成1­丁烯，1­丁烯与溴化氢在催化剂存在下发生加成反应生成2­溴丁烷，2­溴丁烷与氢氧化钠水溶液加热生成2­丁醇，2­丁醇再催化氧化为丁酮。
4．(1)2­氨基丙酸(或 α­氨基丙酸) (2)还原反应 (3)酯基
(4)
(5) 5
(6)
解析 (1)A中含有羧基、氨基，且连接在同一碳原子上，碳原子数目为3，名称为2­氨基丙酸 或 α­氨基丙酸。(2)对比F、G的结构简式，反应④使硝基变为氨基，反应类型为还原反应。(3)根据H的结构简式，其含有酯基、氯原子，则含氧官能团为酯基。(4)对比C、I、J的结构简式，反应⑥为I中与碳碳双键相连的氯原子与C中氨基上的一个氢原子结合生成氯化氢，而剩余基团相连接，其化学方程式为
(5)B的分子式为C4H9O2N，其同分异构体与A互为同系物，则含有氨基、羧基，则碳链上有3个碳原子的烃基，被氨基、羧基取代，根据一固定一游动原则，氨基固定在第一个碳原子上，羧基有3种，氨基固定在第二碳原子上，羧基有2种，合计5种。(6)根据反应⑤可知，制备需要氨基苯和丙酮，制取氨基苯可用苯与浓硝酸反应生成硝基苯，硝基苯再与Fe/HCl反应生成氨基苯。
5．(1)酯基、羟基 加成反应
(2)eq \(――→,\s\up7(硫酸))＋HCl
(3) (4)
(5)
解析 (1)由题干中E的结构简式可知，E中含氧官能团的名称为羟基、酯基，比较A和B的结构简式以及转化过程中的反应物和反应条件可知A生成B的反应类型为加成反应。(2)由流程图中，B和C的结构简式可知B生成C的反应方程式eq \(――→,\s\up7(硫酸))＋HCl。(3)比较E和G的结构简式， 结合W的分子式C10H7NO4F3Cl，可推知W的结构简式为。(4)根据条件，结合A的分子式为C7H4OCl2，①分子中含有苯环；②能发生银镜反应说明含有醛基；③核磁共振氢谱有3组峰说明分子结构高度对称，故满足条件的所有的A的同分异构体为。(5)采用逆推法进行解题，结合流程中E到G的信息可知可由和合成，结合流程图中D到E的信息可知可由和H2NNH2合成得到，而则可以由催化氧化得到。
6．(1)羟基和醛基 C17H14Cl2F2N2O3 不含 (2)取代反应
(3)
(4) (5)11
(6)
解析 (1) 中含有的官能团的名称为羟基和醛基，由结构式可知，E的分子式为C17H14Cl2F2N2O3，手性碳原子是指一个碳原子上连有四个不同的原子或原子基团而具有的不对称性，E中不含手性碳原子。
(2)＋HCl，A中醛基对位羟基上的H被取代，A到B的反应类型为取代反应。(3)对比B、C的结构简式，B中羟基上的H被取代，B→C的化学方程式为。(4)结合C、E的结构简式，由C生成D的过程中发生了氧化反应，将醛基氧化成羧基，D的结构简式为。
(5 )的分子式为C4H7Cl，的链状同分异构体相当于丁烯的一氯代物，共有8种情况， 其中存在顺反异构，的链状同分异构体有11种(考虑顺反异构)。(6)结合流程图设计以对羟基苯甲醛为原料制备，先对羟基进行保护再将醛基氧化，酯化后得到。
7．(1)氧化反应
(2)
(3)保护羰基，防止羰基与CH3MgI反应
(4)
(5)CH2==CH—COOHeq \(――――――→,\s\up7(CH3OH),\s\d5(浓H2SO4，△))
CH2==CH—COOCH3eq \(―――――→,\s\up7(1B2H6),\s\d5(2H2O2/OH－))
HOCH2CH2COOCH3eq \(――――――→,\s\up7(1CH3CH2MgI),\s\d5(2H3O＋))
或
CH2==CH—COOHeq \(―――――→,\s\up7(CH3OH),\s\d5(浓H2SO4，△))
CH2==CH—COOCH3eq \(――――――→,\s\up7(1CH3CH2MgI),\s\d5(2H3O＋))
eq \(―――――→,\s\up7(1B2H6),\s\d5(2H2O2/OH－))
解析 (1)B中羟基与酸性高锰酸钾反应生成羰基、羧基，该反应类型为氧化反应。
(2)C→D为酯化反应，该反应化学方程式为
。
(3)由E→F可知CH3MgI能与—C==O发生反应，而D与F中均含有羰基，因此D→E的作用是保护羰基，防止羰基与CH3MgI反应。(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件：①能与NaHCO3反应产生CO2，说明该结构中含有羧基，②存在顺反异构体，说明含有碳碳双键以及同侧相连原子团不相同，且至少有6个碳原子共平面，说明与碳碳双键相连的原子均为碳原子；③核磁共振氢谱图中有5个峰，说明共含有5种不同化学环境的氢原子，则满足该条件的结构有：。(5)若要制得，则需要通过催化氧化而得。
8．(1)羟基 (2) (3) (任意写出其中3个即可) (4)C2H5OH/浓H2SO4、加热 (5)取代反应
(6)＋C2H5OH，
(7)C6H5CH3eq \(――→,\s\up7(Br2),\s\d5(光照))C6H5CH2Br，CH3COCH2COOC2H5eq \(――――――――→,\s\up7(1C2H5ONa/C2H5OH),\s\d5(2C6H5CH2Br))
eq \(――――→,\s\up7(1OH－，△),\s\d5(2H＋))
解析 (1)A中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子的定义，B中—CH2—上没有手性碳原子，上没有手性碳原子，故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代，或一个氢原子被—CH2CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中，CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶液中水解生成羧酸盐，再酸化得到G。
9．(1)CH3CHO (2)取代反应 (3)
(4)＋CH3COONa＋CH3OH＋H2O
(5)abd
解析 (1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A中存在醛基，由流程图可知A与O2反应可以生成乙酸，则A为CH3CHO。(2)由B和C的结构简式可以看出，乙酸分子中的羟基被氯原子取代，发生了取代反应。(3)D与CH3OH在浓H2SO4和加热条件下发生酯化反应生成E，则E的结构简式为。(4)由F的结构简式可知，C和E在催化剂条件下发生取代反应得到F，F中存在酯基，在碱液中可以发生水解反应，其化学方程式为＋CH3COONa＋CH3OH＋H2O。(5)G分子的结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键，所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应，能够与金属钠反应产生氢气，a、b选项正确；1 ml G中含1 ml 碳碳双键和1 ml 苯环，所以可与4 ml 氢气加成，c选项错误；G的分子式为C9H6O3，d选项正确。