2022-2023年高考化学复习专题《基于诺贝尔化学奖点击化学的有机合成路线设计》

1、 2022-2023年高考化学复习专题基于诺贝尔化学奖点击化学的有机合成路线设计2022年诺贝尔化学奖手性分子的应用 (1) 合成手性药物 (2) 合成手性催化剂手性合成、手性催化方面做出贡献的科学家点击化学的优点：产率很高反应速率快反应选择性强，副反应少，产物的立体选择性高符合原子经济反应条件温和不使用溶剂或者使用良性溶剂产物易通过结晶和蒸馏分离，无需进行柱分离原料和反应试剂易得产物对氧气和水不敏感实在太完美！点击化学在生物学中的应用生物正交化学（bioorthogonal chemistry）碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（1）与HCN发生加成反应炔烃与HCN的加成反应 HCN催

2、化剂H2O,H催化剂CHCHCH2CHCN CH2CHCOOH 丙烯腈丙烯酸碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（1）与HCN发生加成反应醛（或酮）与HCN的加成反应COR（R1）HHCN催化剂CR（R1）HOHCNH2催化剂CR（R1）HOHCH2NH2羟基腈氨基醇1.肉桂醛(C9H8O)是一种常用香精在食品、医药等方面都有应用。(1)肉桂醛是苯的一取代物，红外光谱显示有碳碳双键，核磁共振氢谱显示有6组峰，则肉桂醛的结构简式是_。(2)肉桂醛可以由以下途径合成： ，其中A为一氯代物，结构简式为_。(3)肉桂醛与氢气1：1比例加成后的产物，与氰化氢反应的化学方程式_。(4)肉桂醛发生银镜反

3、应方程式为_。(5)检验肉桂醛中无氧官能团的方法_。取少量样品溶液，加入足量的银氨溶液，调节至酸性后加入溴水(或酸性高锰酸钾)，溴水褪色(或取少量样品于试管中加入溴的四氯化碳溶液，溶液颜色变浅或褪色)碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（2）羟醛缩合反应催化剂CH3CHCH3CHOOCH3CCH2CHOOHH催化剂CH3CHCHCHOH2O加成反应消去反应-羟基醛,-不饱和醛22021年诺贝尔化学奖授予了对有机小分子不对称催化作出重大贡献的科学家，其研究成果羟醛缩合反应的催化循环机理如下图所示。下列说法不正确的是AL-脯氨酸是该反应的催化剂B该过程的总反应方程式为C若用含H218O的溶剂和

4、不含18O的RCHO和丙酮进行该反应，得到的产物可能为D根据该机理，用苯甲醛和二苯甲酮( )作为原料，无法完成羟醛缩合反应C3脯氨酸( )是构成蛋白质的氨基酸中唯一的亚氨基酸，它可催化分子间的羟醛缩合反应，机理如图所示。下列说法正确的是 A有机物和中采取sp3杂化的原子数之比为1:2B脯氨酸具有两性，理论上1mol脯氨酸与足量NaHCO3生成44g二氧化碳C反应中涉及的氢离子均符合2电子稳定结构D若原料为2-丁酮和甲醛，则产物可能为( ）BD4.茉莉酮 与苯甲醛发生羟醛缩合反应所得有机物的结构简式为_。碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（3）加聚反应（4）酯化反应（5）分子间脱水nCH2

5、CH2 CH2CH2 n一定条件 OCH3COOH+HOC2H5 CH3COC2H5 + H2O18浓H2SO4C2H5OH + HOC2H5 C2H5OC2H5 + H2O浓H2SO4140 18碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（6）卤代烃与NaCN的反应CH3CH2Cl+NaCNCH3CH2CN+NaCl丙腈H2O,HCH3CH2CN CH3CH2COOH 5.氰基甲酸甲酯( )在有机合成中有广泛应用，工业上常用氯甲酸甲酯与氰化钠在甲醇中反应来合成氰基甲酸甲酯。写出合成氰基甲酸甲酯的化学方程式：_。+NaCN+NaCl碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（7）卤代烃与炔钠的反应

6、2CH3CCH+Na2CH3CCNa+H2液氨CH3CCNa+CH3CH2ClCH3CCCH2CH3+NaCl（8）卤代烃与活泼金属作用2CH3Cl2NaCH3CH32NaCl。6.试以苯、乙炔、Br2、HBr、金属钠等为原料，通过三步反应制取，写出制取过程的化学方程式。（1）_（2）_（3）_。 +Br2 +HBr +2Na+ CH2=CHBr +2NaBr碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（9）格林试剂延长碳链 卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应，可得到格林试剂R-MgX，它可与醛、酮等化合物加成：CH3CHO+R-MgXCH3CHOMgXRCH3CHOMgXCH3CHOHRR酶7已知醛

7、或酮可与烃基卤化镁(RMgX，也称格式试剂)发生加成反应，所得产物经水解可得醇。若用此种方法制取 ，可选用的醛(或酮)与格氏试剂分别是A与B与C与D与D碳链的增长有机合成的主要任务-构建碳骨架（10）苯环上的烷基化反应8Friedel-Crafts烷基化反应是有机化学中很常见的反应，用于构造芳环中的侧链，其反应循环可用下图表示。下列叙述错误的是 A图中总反应可表示为：+RCH2ClB此过程中有键的断裂和生成C该反应的有机产物会有多种，且彼此不易分离，据此推断该反应不适用于工业生产D该过程没有配位键的形成+HClD9.傅一克反应为苯环的烷基化或酰基化，可用下面通式表示：以 和为原料，设计制备的合

8、成路线(用流程图表示，无机试剂任选) _。碳链的缩短有机合成的主要任务-构建碳骨架原料分子中的碳原子目标分子中的碳原子多于断开碳链（1）烷烃的分解反应（3）与高锰酸钾发生氧化反应（2）酯的水解反应碳链的缩短有机合成的主要任务-构建碳骨架（1）烷烃的分解反应（烃的裂化或裂解反应）C4H10 CH4+C3H6 （2）水解反应（包括酯的水解、酰胺的水解、蛋白质或多糖的水解）CH3COOC2H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸碳链的缩短有机合成的主要任务-构建碳骨架（2）与高锰酸钾发生氧化反应烯烃CCHRRRKMnO4HCORCOOHRR二氢成气一氢成酸无氢成酮碳链的缩短有机合成的主要任务-构

9、建碳骨架（2）与高锰酸钾发生氧化反应CHCRKMnO4HCO2RCOOH炔烃一氢成气无氢成酸碳链的缩短有机合成的主要任务-构建碳骨架（2）与高锰酸钾发生氧化反应CHRRKMnO4HHOOC芳香化合物的侧链碳链的缩短有机合成的主要任务-构建碳骨架（3）脱羧反应R-COONa+NaOHR-H+Na2CO3 CaOCH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3 CaO碳链的成环有机合成的主要任务-构建碳骨架 共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生双烯合成反应（Diels-Alder reaction），得到环加成产物，构建了环状碳骨架。COOHCOOH123465123465（1）共轭二烯烃

10、加成10构建碳骨架反应是有机合成中的重要知识，其中第尔斯-阿尔德反应在合成碳环这一领域有着举足轻重的地位，下列判断正确的是A合成的原料为和B合成的原料为和C合成的原料为和D合成的原料只能为和B11.能力提升写出反应的化学反应方程式：CPDDCPD212345612345612化合物H用于防治壳针孢属引起的病害。其合成路线如图：已知：Me表示甲基，Et表示乙基；Hofmann重排反应：RCONH2 RN=C=O(X代表卤素原子)狄尔斯一阿尔德反应(Diels-Alder反应)(1)A的名称为_(按系统命名法命名)，C中含氧官能团的名称_。(2)GH先后进行的反应类型有_、_，选择在K2CO3条件

11、的原因是_。3硝基1，2二甲基苯醚键加成反应消去反应中和HBr，有利于提高G的转化率(3)写出CD反应的化学方程式_。(4)D的芳香族同分异构体中，同时满足下列条件的有_种，苯环上有两个取代基(不含其它环状结构)；且有一个为NH2；有酯基且能发生银镜反应写出一种核磁共振氢谱中峰面积比2：2：2：3：1：1的结构简式_。24 (5)根据上述信息，写出以 和 为原料合成的路线(其它试剂任选)。_2023高考预测点击化学在药物中的应用（2021浙江）某课题组研制了一种具有较高玻璃转变温度的聚合物P，合成路线如下：（1）化合物A的结构简式是 ；化合物E的结构简式是 。（2）下列说法不正确的是 A、化合

12、物B分子中所有的碳原子共平面 B、化合物D的分子式为C12H12N6O4 C、化合物D和F发生缩聚反应生成P D聚合物P属于聚酯类物质HOCH2CH2BrC(3)化合物C与过量NaOH溶液反应的化学方程式是_。(4)在制备聚合物P的过程中还生成了一种分子式为C20H18N6O8的环状化合物。用键线式表示其结构_。(5)写出3种同时满足下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构体)：_。H-NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子只含有六元环含有结构片段，不含碳碳叁键(6)以乙烯和丙炔酸为原料，设计如下化合物的合成路线(用流程图表示，无机试剂、有机溶剂任选)_。2022年诺贝尔化学

13、奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，意外发现一种安全，高效合成化合物，其结构简式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素。下列说法正确的是A.电负性:WX B.简单离子半径:ZYC.简单氢化物的沸点:XW D.最高价含氧酸:ZWC我国科学家合成一种新的化合物，结构如图所示，其中W、 X、Y、 Z 、M是原子序数依次增大的短周期常见元素，M核外电子数是Y核外电子数的两倍。下列说法正确的是A.元素的电负性:YZB.气态氢化物沸点:MYC.第一电离能:YXD.W与X能形成多种化合物MYYZXWW202

14、2年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为铜(Cu)催化的叠氮-炔基Husigen成环反应，其反应原理如下图所示。下列说法正确的是A基态Cu+的价电子排布式为3d94slB.Cu和H+都能降低反应的活化能C.转化过程中N的杂化方式未改变D.该总反应的反应类型属于加成反应D磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为 。下列关于该分子的说法正确的是A为非极性分子 B立体构型为正四面体形C加热条件下会分解并放出氮气D磷酰三叠氮中三种元素电离能大小顺序：NOPC(2)与N3-互为等电子体的分子的化学式是_(写出其中一种即可)。(3)NaN3与KN3相比，NaN3

15、的熔点_(填“”、“=”或“碳链的成环有机合成的主要任务-构建碳骨架（2）合成环酯HOCH2CH2OH+H2O。(3)合成环醚开环有机合成的主要任务-构建碳骨架（1）环酯水解开环（2）环烯烃氧化开环KMnO4HHOOCHOOC1.引入碳碳双键有机合成的主要任务-官能团的引入（1）醇或卤代烃的消去反应CH3CH2OHCH2=CH2+H2OCH3CH2BrNaOH CH2=CH2NaBrH2O乙醇 （2）炔烃的不完全加成反应 CHCH+HClCH2=CHCl 2.引入碳卤键的方法（1）烷烃(或苯及苯的同系物)的取代 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光+ 3Cl2光照+ 3HCl有机合成的

16、主要任务-官能团的引入2.引入碳卤键的方法（2）醇(或酚)的取代 C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O3Br2 3HBr（过量）OHOHBrBrBr有机合成的主要任务-官能团的引入2.引入碳卤键的方法（3）烯烃(或炔烃)与X2、HX加成CH3CHCH2Br2 CH3CHBrCH2Br CH3CHCH2HCl CH3CHClCH3催化剂CHCHHClCH2CHCl有机合成的主要任务-官能团的引入3.引入羟基的方法(1)烯烃与水的加成 CH3CHCH2H2O CH3CH(OH )CH3催化剂加热、加压(2)卤代烃的水解 CH3CH2CH2Cl+H2O CH3CH2CH2OH+HCl

17、NaOH有机合成的主要任务-官能团的引入3.引入羟基的方法(3)酯的水解CH3COOC2H5NaOH CH3COONaC2H5OHCH3COOC2H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸(4)醛、酮的还原 催化剂CH3CH2OHCH3CHO+H2OCCH3CH3H2催化剂OHCHCH3CH3有机合成的主要任务-官能团的引入3.引入羟基的方法(5)酚盐溶液与CO2、HCl等反应NaClOH+ HCl ONaNaHCO3OH+ CO2+H2O ONa有机合成的主要任务-官能团的引入4.引入醛基的方法（1）烯烃氧化有机合成的主要任务-官能团的引入2CH2CH2+O2 2CH3CHO 一定条件（2

18、）炔烃水化（加成反应）催化剂CHCHH2OCH3CHO（3）醇的催化氧化2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+ 2H2O Cu/Ag5.引入羧基的方法（1）醛的氧化反应2CH3CHO+O22CH3COOH有机合成的主要任务-官能团的引入5.引入羧基的方法（2）某些烯烃、炔烃、芳香烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应 CCHRRRKMnO4HCORCOOHRRCHCRKMnO4HCO2RCOOHCHRRKMnO4HHOOC有机合成的主要任务-官能团的引入5.引入羧基的方法（3）伯醇被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应有机合成的主要任务-官能团的引入5.引入羧基的方法（4）酯、酰胺的水解反应CH3COOC2

19、H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸有机合成的主要任务-官能团的引入官能团的消除有机合成的主要任务-官能团的消除加成反应（1）消除不饱和键（2）消除羟基取代反应、消去反应、氧化反应（3）消除醛基、酮羰基加成反应、氧化反应（4）消除碳卤键消去反应、取代反应（5）消除酯基、酰胺基取代反应1.利用有机物之间的转换关系有机合成的主要任务-官能团的转化2.增加官能团个数有机合成的主要任务-官能团的转化R-CH2-CH2OHR-CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH=CH23.改变官能团位置有机合成的主要任务-官能团的保护含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需

20、要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。如OH保护过程： 因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为(1)酚羟基的保护OCH3COOHOHCOOHCH3IKMnO4/HHOCH3CH3OHCH3有机合成的主要任务-官能团的保护 因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为(1)酚羟基的保护ONaCOOHOHCOOHNaOHKMnO4/HHONaCH3OHCH3有机合成的主要任务-官能

21、团的保护 碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。(2)碳碳双键的保护有机合成的主要任务-官能团的保护CCHXCCXHCCNaOH/醇CCH2OCCOHHHCC浓硫酸(3)醛基：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。HOCH2CH2OH有机合成的主要任务-官能团的保护(4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。有机合成的主要任务-官能团的保护如利用甲苯合成对氨基苯甲酸合成路线设计：(4)氨基（-NH2具有还原性）的保护有机合成的主要任务-官能团的保护CH3浓硝酸浓硫酸，加热CH3NO2KMnO4/HCOOHNO2Fe/HClCOOHNH2(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。(5)在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念等。3.设计合成路线的基本原则(1)步骤较少，副反应少，反应产率高；(2