备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第9章有机化学基础第52讲有机合成与综合推断（附解析）

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1.黄酮类天然产物具有独特的生物活性,一种具有抗炎活性的高异黄酮类似物Ⅶ的合成路线如下:
Ⅲ
(1)化合物Ⅰ的名称是 。
(2)鉴别化合物Ⅰ和Ⅱ的化学方法是 。
(3)反应⑤的类型是 ;反应②为还原反应,化合物Ⅲ的结构简式为 ;由化合物Ⅱ合成Ⅲ的反应条件是 (填字母)。
A.NaOHB.HCl
C.O2D.H+/H2
(4)写出反应④的化学方程式: 。
(5)化合物Ⅶ中含氧官能团名称为 。
(6)化合物Ⅱ的芳香族同分异构体中,写出两种同时满足如下条件的同分异构体的结构简式: 、 。
条件:①遇FeCl3溶液显色;②不能与NaHCO3溶液反应;③与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团;④核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰。
(7)利用反应⑤类似的反应,写出由
HOCH2(CH2)4CH2OH及乙醇为原料合成的路线(不需注明反应条件)。
2.H为一种重要的化工原料,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 ,A→B的反应类型是 。
(2)试剂R是 (填结构简式)。
(3)H有 个手性碳原子,G中碳原子的杂化方式为 。
(4)E→F的化学方程式为 。
(5)M是B的同分异构体,同时具备下列条件的M的结构有 种(不考虑立体异构)。其中,在核磁共振氢谱上有4组峰且峰面积比为1∶2∶2∶3的结构简式为 。
①1 ml有机物最多能与3 ml NaOH反应;
②遇FeCl3溶液发生显色反应,除苯环外不含其他环;
③不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。
(6)设计以苯酚为原料合成1,2-二溴环己烷的合成路线(无机试剂任选)。
层次2综合性
3.高聚物G是一种合成纤维,由A与E为原料制备J和G的一种合成路线如下:
已知:①酯能被LiAlH4还原为醇;
②。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)H的名称是 ,J中含有的官能团名称为过氧键和 。
(3)B生成C和D生成H反应类型分别为 、 。
(4)写出F+D→G的化学方程式: 。
(5)芳香化合物M是C的同分异构体,符合下列要求的M有 种(不考虑立体异构)。
①与碳酸钠溶液反应产生气体 ②只有1种官能团
③苯环上有2个取代基
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比1∶1∶1∶2的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线,写出用为原料制备化合物的合成路线(其他无机试剂任选)。
4.氧氮杂环是新药研制过程中发现的一类重要活性物质,有抗肿瘤功效。下面是某研究团队提出的一种氧氮杂环类化合物F的合成路线:
已知:RCHCHCOOR'+
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B中含氧官能团的名称是 ,E中手性碳原子的数目为 。
(2)根据C的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
(3)B有多种同分异构体,满足以下条件的同分异构体有 种。
①仅含苯环一个环状结构,且苯环上仅有2个取代基
②仅含2种官能团且能发生银镜反应
③不含—CH3,不含。
其中核磁共振氢谱有三组吸收峰,峰面积之比为3∶2∶2的一种同分异构体结构简式: 。
(4)参照上述合成路线和信息,写出由和为原料合成的路线(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,无机试剂任选)。
5.(2023·全国甲卷,36)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。
已知:R—COOHR—COCl
R—CONH2
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)反应条件D应选择 (填字母)。
a.HNO3/H2SO4
b.Fe/HCl
c.NaOH/C2H5OH
d.AgNO3/NH3
(4)F中含氧官能团的名称是 。
(5)H生成I的反应类型为 。
(6)化合物J的结构简式为 。
6.(2023·湖南卷,18)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化)。
回答下列问题。
(1)B的结构简式为 。
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是 、 。
(3)物质G所含官能团的名称为 、 。
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为 。
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是 (写标号)。
① ②
③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除H2CCCH—CHO外,还有 种。
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。
层次3创新性
7.(2024·湖南娄底高三模拟)物质G是一种抗老年痴呆药物的活性中间体。下面是物质G的一种合成路线:
已知以下信息:
a)TBSCl为叔丁基二甲基氯硅烷,分子式
(CH3)3CSi(CH3)2Cl;
b)HO—(CH2)4—OH
HO—CH2CH2CH2CHO;
c)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,B的结构简式为 。
(2)化合物D的分子式为 ,TBSCl试剂在合成过程中的作用为 。
(3)物质G中含氧官能团名称为 。
(4)写出由B到C的化学方程式: 。
(5)写出物质G符合下列条件的同分异构体的结构简式: 。
①苯环上只有一种氢
②苯环上只有两种不同的取代基
③1 ml该物质发生银镜反应,最多可生成6 ml Ag
(6)根据上述路线,设计一条以为原料合成的路线(其他试剂任选)。
第52讲 有机合成与综合推断
1.答案 (1)邻苯二酚
(2)加入NaHCO3溶液,有气体生成的是化合物Ⅱ
(3)取代反应 D
(4)+CH3OH
+H2O
(5)酯基、羰基、醚键
(6)
(7)
解析 由有机物的转化关系可知,Ⅰ与HOOCCHO发生加成反应生成Ⅱ,Ⅱ在酸性条件下发生还原反应生成化合物Ⅲ;Ⅲ与CH3I发生取代反应生成Ⅳ,Ⅳ在浓硫酸作用下与甲醇发生酯化反应生成Ⅴ,Ⅴ与乙酸乙酯发生取代反应生成Ⅵ,一定条件下Ⅵ发生取代反应生成Ⅶ。
(6)化合物Ⅱ的芳香族同分异构体遇氯化铁溶液显色,说明同分异构体分子中含有酚羟基,不能与碳酸氢钠溶液反应,说明分子中不含有羧基,与稀硫酸反应后得到的芳香族产物仅有一种含氧官能团,说明分子中含有2个酚羟基和一个酚酯基结构,则核磁共振氢谱有4组峰面积之比为3∶2∶2∶1的吸收峰的结构简式为、。
(7)发生催化氧化反应生成,发生催化氧化反应生成,与乙醇发生酯化反应生成,发生取代反应生成。
2.答案 (1)醛基、醚键 取代反应
(2)CH3CH2COOH
(3)2 sp2、sp3
(4)
(5)13
(6)(或其他合理答案)
解析 A和HI反应生成B,醚键变成羟基,属于取代反应;B与H2发生加成反应生成C,C在一定条件下通过消去反应生成D,D在过氧化物的作用下生成E,E在催化剂作用下转化为F,F在一定条件下转化为G,G与试剂R在一定条件下最终生成H,羟基转化为酯基,则该步反应是酯化反应。
(5)M是B()的同分异构体,符合条件:
①遇FeCl3溶液发生显色反应,除苯环外不含其他环,说明含有酚羟基;
②不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,说明不含有碳碳双键、碳碳三键;
③1ml有机物最多能与3mlNaOH反应,结合①②③,说明除了含有1ml酚羟基外,还含有1ml酚酯基;根据以上条件,符合条件的同分异构体有13种,分别为、、、、、、、、、、、、;其中在核磁共振氢谱上有4组峰且峰面积比为1∶2∶2∶3的结构简式是。
(6)以苯酚()为原料合成1,2-二溴环己烷():苯酚先加成为环己醇,再消去得到环己烯,再与溴水发生加成反应生成1,2-二溴环己烷。
3.答案 (1) (2)邻苯二甲醛 醚键
(3)取代反应 氧化反应
(4)n+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O
(5)12
(6)
解析 A的分子式为C8H10,A被氧化为邻苯二甲酸,逆推可知A是;邻苯二甲酸和甲醇发生酯化反应生成C,则C是;C被LiAlH4还原为醇,则D是;和H2O2反应生成I,I和甲醇反应生成J,由J的结构简式逆推,可知I是;和己二酸发生缩聚反应生成G,G是。
(5)C是,芳香化合物M是C的同分异构体,满足条件:①与碳酸钠溶液反应产生气体,说明含有羧基;②只有1种官能团,即只有羧基;③苯环上有2个取代基。若2个取代基为—CH2COOH、—CH2COOH,有3种结构;若2个取代基为—CH2CH2COOH、—COOH,有3种结构;若2个取代基为—CH(COOH)2、—CH3,有3种结构;若2个取代基为—CH(CH3)COOH、—COOH,有3种结构,综合可知共12种。
其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶1∶2,说明分子结构对称,其结构简式为。
(6)氧化为,和H2O2反应生成,在浓硫酸作用下发生反应生成。
4.答案 (1)溴苯 羰基、羧基 2
(2)氢气 加成
(3)6
(4)+
解析 根据B的结构简式及A的分子式可知,A与发生开环加成生成B,故A为,B中羧基和乙醇发生酯化反应生成C;对比C、D的结构简式,结合信息中的加成反应,推知M为,D发生加成反应生成E,E中醇羟基发生消去反应生成F。
(1)A为,名称为溴苯,B中含有的含氧官能团为羰基和羧基。E的结构简式为(其中标有“*”的碳原子为手性碳原子),故手性碳原子数为2。
(2)C的结构简式为,其中羰基能和氢气发生加成反应或还原反应生成羟基,C和M反应生成D,说明碳碳双键发生加成反应,而M的结构简式为。
(3)B的同分异构体①仅含苯环一个环状结构,且苯环上仅有2个取代基,有邻、间、对三种位置;②仅含2种官能团且能发生银镜反应,说明含有溴原子和醛基,因为有三个氧原子,故含有3个醛基;③不含—CH3,不含。故苯环上两个取代基分别为—Br和C(CHO)3,在苯环上有邻、间、对三种位置关系,如果取代基为—CHO和—CBr(CHO)2,也有邻、间、对三种位置关系,故符合条件的同分异构体有6种结构。核磁共振氢谱有三组吸收峰,峰面积之比为3∶2∶2的一种同分异构体结构简式为。
(4)模仿D→E→F的转化,与反应生成,然后在催化剂条件下发生消去反应生成,最后和氢气发生加成反应生成。
5.答案 (1)邻硝基甲苯(2-硝基甲苯)
(2)+Cl2+HCl
(3)b (4)羧基 (5)消去反应 (6)
解析 以阿佐塞米的合成路线为命题素材,考查有机物间的转化关系,涉及的新反应通过已知条件给出。考查有机物的命名、官能团的名称、反应条件的选择与判断、反应方程式的书写、同分异构体数目的判断与书写。
由C的结构简式、A生成B的反应条件和B的分子式可知A、B的结构简式分别为、。由已知信息可知H的结构简式为。
(3)C→E的反应为—NO2变为—NH2,发生的反应类型为还原反应,故反应条件是Fe/HCl,b正确。
(4)F中含氧官能团是—COOH,名称为羧基。
(5)H生成I的反应,官能团由—CONH2变为—CN(—C≡N),分子内消去一分子H2O的同时,生成不饱和键,故为消去反应。
(6)I→K的反应为取代反应,则J的结构简式为。
6.答案 (1) (2)消去反应 加成反应
(3)醚键 碳碳双键 (4)
(5)③>①>② (6)4
(7)
解析 本题以吡喃萘醌类化合物的合成路线为命题背景,对有机物的结构简式、反应类型、官能团名称、同分异构体数目的分析及合成路线的设计等内容进行考查。
(1)A→B为酚与溴水的取代反应,且—Br取代位置为—OH的邻位或对位,结合B的分子式和F的结构简式可知仅发生邻位上的取代。
(2)分析F和G的结构简式及反应流程可知,所涉及的反应类型有消去反应和加成反应。
(3)根据已知结构简式写官能团名称便可,G中所含官能团为醚键和碳碳双键。
(4)根据题述流程提供的信息,将两步反应拆解为
(5)物质的酸性取决于—O—H的极性,与①相比,CH3—为推电子基团,降低了羟基中O—H的极性,酸性减弱,而CF3—为吸电子基团,增强了羟基中O—H的极性,酸性增强,故3种物质酸性大小顺序为③>①>②。
(6)呋喃的能够发生银镜反应的同分异构体中,除
H2CCCH—CHO外,还有HC≡C—CH2CHO、
OHC—C≡C—CH3、、,共4种。
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯,用甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯时,需用—SO3H取代中CH3—对位上的—H,然后与液溴进行邻位取代,最后水解得到目标产物,因此合成路线如答案所示。
7.答案 (1)4-羟基丁醛
(2)C19H27O4BrSi 保护羟基,防止4-羟基丁醛发生自身缩合
(3)羰基、醚键
(4)++H2O
(5)、
(6)
解析 (1)根据A的结构简式,按照有机化合物命名规则,A的化学名称为4-羟基丁醛;由分析可知B的结构简式为;
(2)根据D结构式可知分子式为C19H27O4BrSi;根据B到C的反应原理,能够发生羟醛缩合反应,根据从B到F的变化并结合已知信息c可知其作用为保护羟基,防止4-羟基丁醛发生自身缩合;
(3)根据结构可知官能团有碳溴键、羰基、醚键,其中含氧官能团为羰基、醚键;
(5)1mlG的同分异构体发生银镜反应最多可生成6mlAg,可知该物质含有三个醛基,且在苯环上处于对称位置。序号
结构特征
反应的试
剂、条件
反应形成的
新结构或产物
反应
类型
①
、Ni
还原
反应
②
—CHCH2
M的结构简
式
D

反应
③
硫酸、加热
B和乙醇
取代反应