2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练33有机合成及推断

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(1)化合物Ⅰ的分子式为________，其环上的取代基是________(写名称)。
(2)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ′的形式存在。根据Ⅱ′的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。
(3)化合物Ⅳ能溶于水，其原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1 ml Ⅳ与1 ml化合物a反应得到2 ml Ⅴ，则化合物a为________。
(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体，其中含结构的有________种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为________________________。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。
写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
解析：(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知，其分子式为C5H4O2；其环上的取代基为醛基。(2)②化合物Ⅱ′中含有的—CHO可以被氧化为—COOH。③化合物Ⅱ′中含有—COOH，可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯。(3)化合物Ⅳ中含有羧基，能与水分子形成分子间氢键，使其能溶于水。(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1 ml Ⅳ与1 ml a反应得到2 ml Ⅴ，则a的分子式为C2H4，为乙烯。(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有和，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→Ⅴ的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物，则合成路线为eq \(――→,\s\up7(H2C===CH2))―→―→eq \(――→,\s\up7(COOH))。
答案：(1)C5H4O2 醛基
(2)②—CHO O2 —COOH ③—COOH CH3OH
—COOCH3 酯化反应(或取代反应)
(3)Ⅳ中羧基能与水分子形成分子间氢键
(4)乙烯
(5)2
(6)见解析
2．(2022·全国乙卷)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化，忽略立体化学)：
已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题：
(1)A的化学名称是__________。
(2)C的结构简式为________________________________________________________。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式_________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)E中含氧官能团的名称为_________________________________________________。
(5)由G生成H的反应类型为__________。
(6)I是一种有机物形成的盐，结构简式为_____________________________________。
(7)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为________种。
a．含有一个苯环和三个甲基；
b．与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；
c．能发生银镜反应，不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为_________________________________________________。
解析：A发生氧化反应生成B，B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D，对比B、D的结构简式，结合C的分子式C8H7N，可推知C的结构简式为；D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E，E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F，F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，F中不含羧基，F的分子式为C11H10O2，F在E的基础上脱去1个H2O分子，说明E发生分子内酯化生成F，则F的结构简式为；F与(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G，G与SOCl2、甲苯反应生成H，H的分子式为C15H20ClNO，H与I反应生成J，结合G、J的结构简式知，H的结构简式为；I的分子式为C8H4KNO2，I是一种有机物形成的盐，则I的结构简式为。据此分析解答。
(1)A的结构简式为CH2===CHCH2Cl，属于氯代烯烃，其化学名称为3氯丙烯。(2)根据分析，C的结构简式为。(3)E的结构简式为，F的结构简式为，E生成F的化学方程式为eq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(甲苯))＋H2O。(4)E的结构简式为，其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基。(5)G的结构简式为，H的结构简式为，G与SOCl2发生取代反应生成H。(6)根据分析，I的结构简式为。(7)E的结构简式为，E的分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基，能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3＋6＋1＝10(种)；上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6∶3∶2∶1的结构简式为、。
答案：(1)3-氯丙烯
(2)
(3)eq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(甲苯))＋H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7)10 、。
3．(2022·北京卷)碘番酸可用于X射线的口服造影液，其合成路线如图所示。
已知：R—COOH＋R′—COOHeq \(――→,\s\up7(催化剂))
＋H2O。
回答下列问题：
(1)A可发生银镜反应，其官能团为__________。
(2)B无支链，B的名称为__________；B的一种同分异构体中只有一种环境氢，其结构简式为______________。
(3)E是芳香族化合物，E―→F的方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)G中有乙基，则G的结构简式为__________________________________________。
(5)碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原子上，碘番酸的相对分了质量为571，J的相对分子质量为193。则碘番酸的结构简式为__________________________。
(6)通过滴定法来确定口服造影液中碘番酸的质量分数。
第一步 取a mg样品，加入过量Zn粉，NaOH溶液后加热，将I元素全部转为I－，冷却，洗涤。
第二步 调节溶液pH，用b ml·L－1 AgNO3溶液滴定至终点，用去c mL。已知口服造影液中无其他含碘物质，则碘番酸的质量分数为__________。
解析：由题给信息和有机物的转化关系可知，CH3CH2CH2CHO发生氧化反应生成CH3CH2CH2COOH，则A为CH3CH2CH2CHO、B为CH3CH2CH2COOH；CH3CH2CH2COOH发生信息反应生成，则D为；在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成，则E为、F为；在催化剂作用下，与反应生成CH3CH2CH2COOH和，则G为；在镍作催化剂条件下，与铝、氢氧化钠发生还原反应后，调节溶液pH生成，N与氯化碘发生取代反应生成，则碘番酸的结构简式为。据此分析解答。(1)由分析可知，能发生银镜反应的A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，官能团为醛基。(2)由分析可知，无支链的B的结构简式为CH3CH2CH2COOH，名称为丁酸，丁酸的同分异构体中只有一种环境氢说明同分异构体分子的结构对称，分子中含有2个醚键和1个六元环，结构简式为。(3)由分析可知，E→F的反应为在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成和水，反应的化学方程式为＋HNO3eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O。(4)由分析可知，含有乙基的G的结构简式为。(5)由分析可知，相对分了质量为571的碘番酸的结构简式为。(6)由题给信息可知，和硝酸银之间存在如下关系：～3I－～3AgNO3，由滴定消耗c mL b ml·L－1硝酸银可知，碘番酸的质量分数为eq \f(b ml·L－1×c×10－3 L×\f(1,3)×571 g·ml－1,a×10－3 g)×100%＝
eq \f(57100cb,3a)%。
答案：(1)醛基
(2)丁酸
(3)＋HNO3eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))＋H2O
(4)
(5)
(6)eq \f(57 100cb,3a)%
4．(2022·山东卷)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下：
Aeq \(――→,\s\up7(C2H5OH))B(C9H10O4)eq \(――→,\s\up7(PhCH2Cl),\s\d5(K2CO3))eq \(――→,\s\up7(D),\s\d5(NaH))eq \(――→,\s\up7(H2O/H＋),\s\d5(△))E(C22H20O3)eq \(――→,\s\up7(Br2),\s\d5(CH3COOH))F(C22H19BrO3)eq \(――→,\s\up7(（CH3）3CNHCH2Ph),\s\d5(一定条件))G(C33H35NO3)eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(PdC))H()
已知：
Ⅰ.PhOH＋PhCH2Cleq \(――→,\s\up7(K2CO3))PhOCH2Pheq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(PdC))PhOH ()。
回答下列问题：
(1)A→B反应条件为______________；B中含氧官能团有________种。
(2)B→C反应类型为__________，该反应的目的是______________________________
________________________________________________________________________。
(3)D结构简式为______________；E→F的化学方程式为________________________。
(4)H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有________种。
(5)根据上述信息，写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线。
解析：由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成，则A为、B为；在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成，与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成，则D为CH3COOC2H5、E为；在乙酸作用下E与溴发生取代反应生成，则F为；一定条件下F与(CH3)3CNHCH2Ph发生取代反应生成，则G为；G在Pd—C作催化剂作用下与氢气反应生成H。据此分析解答。(1)由分析可知，A→B的反应为在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成和水；B的结构简式为，其含氧官能团为羟基、酯基，共有2种。(2)由分析可知，B→C的反应为在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢，由B和H都含有酚羟基可知，B→C的目的是保护酚羟基。(3)由分析可知，D的结构简式为CH3COOC2H5；E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢，反应的化学方程式为＋Br2eq \(――→,\s\up7(CH3COOH))＋HBr。(4)H的含苯环同分异构体仅含有—OCH2CH3和—NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2种，共有6种。(5)由题给信息可知，以4羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成，发生信息Ⅱ反应生成，在PdC作催化剂作用下与氢气反应生成，合成路线为eq \(――→,\s\up7(PhCH2Cl),\s\d5(K2CO3))eq \(――→,\s\up7(CH3CH2COOC2H5),\s\d5(NaH))eq \(――→,\s\up7(H2O/H＋),\s\d5(△))eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(PdC))。
答案：(1)浓硫酸，加热 2
(2)取代反应 保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5＋Br2eq \(――→,\s\up7(CH3COOH))＋HBr
(4)6
(5)见解析
5．(2022·江苏卷)化合物G可用于药用多肽的结构修饰，其人工合成路线如下：
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为___________________________________________。
(2)B→C的反应类型为__________________。
(3)D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分子中含有4种不同化学环境的氢原子；
②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为C12H17NO2，其结构简式为________。
(5)已知：eq \(――→,\s\up7(1）R″MgBr),\s\d5(2）H3O＋))CR″ROHR′(R和R′表示烃基或氢，R″表示烃基)。
写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
解析：A()和CH3I发生取代反应生成B()；B和SOCl2发生取代反应生成C()；C和CH3OH发生取代反应生成D()；D和NH2OH发生反应生成E()；E经过还原反应转化为F，F再转化为G，其中F和G的分子式都是C12H17NO2，则F为，F和G互为手性异构体。据此分析解答。(1)A分子中，苯环上的碳原子和双键上的碳原子为sp2杂化，亚甲基上的碳原子为sp3杂化，即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。(2)B→C的反应中，B中的羟基被氯原子代替，该反应为取代反应。(3)D的分子式为C12H14O3，其一种同分异构体在碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化，说明该同分异构体为酯，且水解产物都含有醛基，则水解产物中，有一种是甲酸，另外一种含有羟基和醛基，该同分异构体属于甲酸酯；同时，该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。(4)由分析可知，F的结构简式为。(5)根据已知的第一个反应可知，与CH3MgBr反应生成，再被氧化为，根据已知的第二个反应可知，可以转化为，根据流程图中D→E的反应可知，和NH2OH反应生成；综上所述，的合成路线为CHOCHOeq \(――→,\s\up7(1）CH3MgBr),\s\d5(2）H3O＋))eq \(――→,\s\up7(O2、Cu),\s\d5(△))eq \(――→,\s\up7(NaOH),\s\d5(△))eq \(――→,\s\up7(NH2OH),\s\d5(△))。
答案：(1)sp2和sp3
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)见解析
6．(2022·河北卷)舍曲林(Sertraline)是一种选择性羟色胺再摄取抑制剂，用于治疗抑郁症，其合成路线之一如下：
已知：
(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子。
回答下列问题：
(1)①的反应类型为____________。
(2)B的化学名称为______________。
(3)写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式：__________________。
(a)红外光谱显示有C===O；
(b)核磁共振氢谱有两组峰，峰面积比为1∶1。
(4)合成路线中，涉及手性碳原子生成的反应路线为______、______(填反应路线序号)。
(5)H→I的化学方程式为________________________________________________________，
反应还可生成与I互为同分异构体的两种副产物，其中任意一种的结构简式为__________(不考虑立体异构)。
(6)W是一种姜黄素类似物，以香兰素()和环己烯()为原料，设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
解析：A在KMnO4作用下，甲基被氧化为羧基，得到B，B中羧基上的—OH被SOCl2中的Cl取代得到C，C中的Cl原子与苯环上的H原子在AlCl3环境发生消去反应得到D，D中羰基在和乙酸酐共同作用下生成碳碳双键得到E，E在一定条件下脱去酯基生成F，F中的碳碳双键加氢得到G，G与SOCl2反应得到H()，H脱去HCl得到I()，I中的羰基发生已知(ⅱ)的反应得到目标产物舍曲林。据此分析解答。
(1)据分析，反应①是中的甲基被KMnO4氧化为羧基，反应类型是氧化反应。(2)据分析，B的结构简式是，名称是3，4-二氯苯甲酸。(3)从D的结构简式可知，其分子式为C13H8Cl2O，能满足核磁共振氢谱两组峰，且峰面积比为1∶1的结构应是高度对称结构，又含有C===O键，则该芳香族同分异构体的结构简式为。(4)手性碳原子指连接四个不同原子或原子团的碳，题给合成路线中涉及手性碳原子的物质是G()、H()、I()和Sertraline()，则涉及手性碳原子生成的反应路线是G和Sertraline的生成，即路线⑥和⑨。(5)据分析，H→I是H中的碳基上的Cl与苯环消去HCl，形成一个环，化学方程式为：eq \(――→,\s\up7(AlCl3),\s\d5( ))＋HCl；当该碳基上的Cl与苯环上的其他氢原子消去，则得到I的同分异构体，有和。(6)根据题给信息(ⅲ)，目标物质W可由2个与1个合成，故设计合成路线如下。
答案：(1)氧化反应
(2)3，4-二氯苯甲酸
(3)
(4)⑥ ⑨
(5) eq \(――→,\s\up7(AlCl3),\s\d5( ))＋HCl (或)
(6)见解析
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
－CH＝CH－
H2
—CH2—CH2—
加成反应
②
________
________
________
氧化反应
③
________
________
________
________