第三章专题7有机合成与推断大题精练(2)利用有机物的转化关系推断讲义高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3

第三章《烃的衍生物》专题练20232024学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修三专题7有机合成与推断大题精练(2)——利用有机物的转化关系推断【必备知识】1．熟知常见有机物的转化路径(1)一元转化路径(2)二元转化路径(3)芳香合成路径2．根据题给转化关系图，推断有机物的结构简式在有机推断题中，经常遇到转化步骤中出现“有机物结构简式——字母代替有机物(给出分子式)——有机物结构简式”，要求写出“字母代替有机物(或者是有机试剂)”的结构简式的题型。对于此类有机物结构的推断，需要考虑如下几点：(1)在限定的转化中，反应的条件是什么，其目的是什么？(2)转化过程发生了什么反应，有机物结构发生了什么变化？(3)然后根据转化前后(有时要分析、比较几步转化)有机物的结构及分子式的比较，写出“字母所代替的有机物(或者是有机试剂)”的结构简式【巩固练习】1．工业上以1，3－丁二烯、丙烯、乙炔等为原料合成流程图如下(1)反应①的反应类型是________________，B中含有的官能团的名称________________(2)写出反应②的化学方程式________________________________________________(3)写出C的结构简式________________(4)写出含有六元环且核磁共振氢谱有4组峰的同分异构体的结构简式________________(5)根据以上合成信息，以乙烯为原料合成1，6－己二醇，其他试剂任选，写出合成的流程图2．芳香族化合物A可进行如下转化回答下列问题：(1)B的化学名称为(2)由C合成涤纶的化学方程式为(3)F的苯环上一氯代物仅有两种，F的结构简式为(4)写出A所有可能的结构简式(5)符合下列条件的F的同分异构体有种①核磁共振氢谱显示苯环上有2组峰；②可发生银镜反应；③使FeCl3溶液显紫色(6)D有多种合成方法，在方框中写出由合成D的路线流程图(其他原料任选)合成路线3．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H2C=C=CH－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)4．InubosinB是一种可引发神经再生的天然菊苣碱，其实验室合成路线如下：(1)E中含氧官能团的名称为________(2)B到C的反应类型为________，写出D的结构简式____________________(3)写出A到B的化学反应方程式______________________________________________(4)F为化合物B的同分异构体，其苯环上有两个取代基。满足下列条件的F有________种，任写出其中两种结构简式：__________________________①可与FeCl3溶液发生显色反应②1molF可与足量NaHCO3溶液反应生成44.8L气体(标准状况下)③核磁共振氢谱显示苯环上有2组峰，且峰面积之比为1∶1(5)参照题干合成方案，以苯和邻氨基苯甲醛为原料，设计路线合成(无机试剂任选)5．化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下：(1)化合物A的酸性比环己醇的___________(填“强”或“弱”或“无差别”)(2)B的分子式为C2H3OCl，可由乙酸与SOCl2反应合成，B的结构简式为___________________(3)AC中加入(C2H5)3N是为了结构反应中产生的___________(填化学式)(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：___________________碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰(5)G的分子式为C8H8Br2，F→H的反应类型为___________(6)写出以、和CH2＝CH2为原料制备的合成路线流图___________(须用NBS和AlBN，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)6．局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下：回答问题：(1)A的结构简式_________，其化学名称__________(2)B中所有官能团名称_______(3)B存在顺反异构现象，较稳定异构体的构型为______式(填“顺”或“反”)(4)BC的反应类型为_______(5)与E互为同分异构体之——X，满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰，则X的简式为：________________(任写一种)(6)E→F的反应方程式为______________________________(7)结合下图合成路线的相关信息。以苯甲醛和一两个碳的有机物为原料，设计路线合成7．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，其结构简式为_______(5)已知：(R和R'表示烃基或氢，R''表示烃基)写出以和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)8．近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称为________(2)1molD反应生成E至少需要________mol氢气(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称：______________________________(4)由E生成F的化学方程式为________________________________________(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)的反应类型为________(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有________(填标号)a．含苯环的醛、酮b．不含过氧键(—O—O—)c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1A．2个B．3个C．4个D．5个(7)根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成：9．化合物M是一种二苯乙炔类液晶材料，其分子结构与最简单的二苯乙炔类液晶材料相似。以两种苯的同系物A、G为原料合成M的一种路线如图(部分反应条件略去)，回答下列问题：(1)A的分子式为________(2)推测在B转化为C的反应中LiAlH4/THF的作用是________(3)D的分子式为C10H12，①～⑦中属于消去反应的是________(4)写出⑤发生反应的化学方程式：____________________________________________(5)满足下列条件的B的同分异构体有________种Ⅰ.能发生银镜反应；Ⅱ.分子中苯环上只有两种处于不同化学环境的氢原子。(6)H分子为对位二取代苯结构，其核磁共振氢谱共有三组峰，且峰面积之比为9∶2∶2。写出H和M的结构简式：H________________________，M________________________(7)参照上述合成路线，设计一条以苯和苯乙烯为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)

10．天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略，Ph表示－C6H5)(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有________(写名称)(2)反应①的方程式可表示为Ⅰ＋Ⅱ=Ⅲ＋Z，化合物Z的分子式为________(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，其结构简式为________(4)反应②③④中属于还原反应的有________，属于加成反应的有________(5)化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有________种，写出其中任意一种的结构简式：____________条件：a)能与NaHCO3反应；b)最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c)能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应；d)核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；e)不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)(6)根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线(不需注明反应条件)11．有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体，分子结构中含有3个六元环。其中一种合成路线如下：已知：①有关A的信息如下：能发生银镜反应，与FeCl3溶液发生显色反应，核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶1②回答以下问题：(1)A中含有的含氧官能团名称是________和________(2)写出反应类型：G→H____________，I→J____________(3)写出下列反应的化学方程式：F→G：________________________________________________________________________B→C：________________________________________________________________________(4)写出J的结构简式__________________________________________________________(5)结合题给信息，以D为原料经过三步反应制备1，3－丁二烯，设计合成路线(其他试剂任选)12．已知一个碳原子上连有两个羟基时，易发生下列转化：。请根据下图回答：(1)A中所含官能团的名称为 (2)质谱分析发现B的最大质荷比为208；红外光谱显示B分子中含有苯环结构和两个酯基；核磁共振氢谱中有五个吸收峰，其峰值比为2︰2︰2︰3︰3，其中苯环上的一氯代物只有两种。则B的结构简式为 (3)写出下列反应方程式：=1\*GB3① =4\*GB3④ (4)符合下列条件的B的同分异构体共有 种=1\*GB3①属于芳香族化合物=2\*GB3②含有三个取代基，其中只有一个烃基，另两个取代基相同且处于相间的位置=3\*GB3③能发生水解反应和银镜反应(5)已知：请以G为唯一有机试剂合成乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)，设计合成路线(其他试剂任选)13．屈昔多巴()可治疗直立性低血压所致头昏、头晕和乏力，帕金森病患者的步态僵直等。以下是屈昔多巴的一种合成路线(通常简写为BnCl，简写为CbzCl回答下列问题：(1)反应①的反应类型为___________________，其作用为_______________________________(2)屈昔多巴中所含的非含氧官能团名称为__________，屈昔多巴分子中有______个手性碳原子(3)反应②为加成反应，有机物X的名称为______________________(4)显_____性(填“酸”、“中”或“碱”)，写出其与盐酸反应的化学方程式__________________(5)的同分异构体中，能与NaHCO3溶液反应生成CO2的二取代芳香化合物有___________种，其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为_________________________________(任写一种)(6)参照上述合成路线，以对羟基苯甲醛为原料(无机试剂任选)，设计制备对羟基苯甲酸的合成路线15．舍曲林(Sertraline)是一种选择性5－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(ⅱ)(ⅲ)回答下列问题：(1)①的反应类型为___________(2)B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键(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)答案1．(1)取代反应 碳碳双键氯原子(2)CH2=CH－CH=CH2+CH2=CH－CH2Cl→(3) (4)(5)CH2=CH2eq\o(——→,\s\up5(Cl2))ClCH2CH2Cleq\o(————→,\s\up5(CH≡CNa))CH≡CCH2CH2C≡CHeq\o(———————→,\s\up11(H2),\s\do4(Lindlar催化剂))CH2=CHCH2CH2CH=CH2eq\o(—————→,\s\up11(B2H6),\s\do4(H2O2/OH﹣))HO(CH2)6OH2．(1)醋酸钠或乙酸钠(2)(3)(4)(5)3(6)或3．(1)(2)消去反应加成反应(3)碳碳双键醚键(4)(5)③>①>②(6)4(7)解析：(1)有机物A与Br2反应生成有机物B，有机物B与有机物E发生取代反应生成有机物F，结合有机物A、F的结构和有机物B的分子式可以得到有机物B的结构式，即；(2)有机物F转化为中间体时消去的是Br和，发生的是消去反应，中间体与呋喃反应生成有机物G时，中间体中的碳碳三键发生断裂与呋喃中的两个双键发生加成反应；(3)根据有机物G的结构，有机物G中的官能团为碳碳双键、醚键；(4)根据上述反应流程分析，与呋喃反应生成，继续与HCl反应生成有机物J，有机物J的结构为；(5)对比三种物质，③中含有电负性较高的F原子，使CF3变成吸电子基团，将整个有机物的电子云朝着CF3方向转移，使SO3H基团更容易失去电子，故其酸性最强；②中含有的CH3为推电子基团，使得整个有机物的电子云朝着SO3H方向移动，使SO3H基团更不容易失去电子。因此，上述三种物质的酸性大小为③>①>②；(6)呋喃是一种重要的化工原料，其同分异构体中可以发生银镜反应，说明其同分异构体中含有醛基，这样的同分异构体共有4种，分别为：CH3C≡CCHO、CH≡CCH2CHO、、；(7)甲苯和溴在FeBr3的条件下生成对溴甲苯和邻溴甲苯，因题目中欲合成邻溴甲苯，因此需要对甲基的对位进行处理，利用题目中流程所示的步骤将甲苯与硫酸反应生成对甲基苯磺酸，再将对甲基苯磺酸与溴反应生成，再将中的磺酸基水解得到目标化合物，具体的合成流程为：4．(1)羟基、酯基(2)还原反应(5)，发生水解反应得到和CH3OH。(4)F为化合物B的同分异构体，其苯环上有两个取代基，满足下列条件：①可与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②1molF可与足量NaHCO3溶液反应生成44.8L气体(标准状况下)，说明含有2个羧基；③核磁共振氢谱显示苯环上有2组峰，且峰面积之比为1∶1，说明苯环上的两个取代基处于对位，则符合条件的F有，共5种。(5)和液溴在催化剂FeBr3作用下反应生成和邻氨基苯甲醛反应生成，结合D→E知，在AlCl3作用下反应可生成。5．(1)强(2)CH3COCl(3)HCl(4)(5)取代反应(6)解析：与发生取代反应生成，可推知化学方程式为+CH3COCl→+HCl，可知B为CH3COCl；发生水解反应得到F：，与G：C8H8Br2发生取代反应得到，可知化学方程式为+→+HBr，由此推知G为。(1)化合物A：中含有酚羟基，酚羟基酸性强于醇羟基，故化合物A的酸性比环己醇的强。(2)由分析可知B的结构简式为CH3COCl。(3)A→C的化学方程式为+CH3COCl→+HCl，显碱性可以与HCl发生中和反应促进+CH3COCl→+HCl平衡正移，提供的产率，故A→C中加入(C2H5)3N是为了结构反应中产生的HCl。(4)的同分异构体碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色，说明其同分异构体为5，且该水解产物为苯甲酸；另一水解产物为丙醇，且加热条件下，铜催化该产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰，由此确定该醇为2－丙醇，由此确定的同分异构体为。(5)由分析可知FH的反应+→+HBr，该反应为取代反应。(6)结合FH可设计以下合成路线：。6．(1)苯甲醛(2)碳碳双键、酯基(3)反(4)还原反应(5)(6)(7)解析：结合B的结构式，可逆向推得A的结构为,B与氢气一定条件下反应还原生成C，C在SOCl2条件下发生取代反应生成D，D在HCHO、HCl、ZnCl2，发生取代反应生成E()，E与发生取代生成F，F与发生取代反应生成福莫卡因。(1)结合上述分析可知，A的结构简式：，其化学名称苯甲醛；(2)结合题干信息中B的结构式，B中所有官能团名称碳碳双键、酯基；(3)顺式中的两个取代基处于同一侧，空间比较拥挤，范德华力较大，分子内能较高，不稳定，反式较顺式稳定；(4)结合上述分析，B→C的反应类型为还原反应；(5)E的结构为，同分异构体满足①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰，说明结构高度对称，则X的一种结构简式为；(6)E→F的反应方程式为：；(7)乙醇分别催化氧化为乙醛、乙酸，乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯，乙醛乙酸乙酯反应生成CH3CH=CHCOOC2H5；苯甲醛与CH3CH=CHCOOC2H5反应生成，再水解生成，合成路线为：。7．(1)sp2和sp3(2)取代反应(3)(4)(5)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经酸性水解后再调节pH到7转化为G，该过程酯基发生水解，酯基转化为羧基，则F为。(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：。8．(1)1，3苯二酚(或m苯二酚或间苯二酚)(2)2(3)酯基、羟基、醚键(任意两种)(4)eq\o(→,\s\up7(TsOH),\s\do5(PhMe))＋H2O(5)取代反应(6)C(7)解析：(1)的化学名称为1，3苯二酚或m苯二酚或间苯二酚。(2)由D和E的分子式可知1molD反应生成E至少需要2molH2。(3)C与(CH3CO)2O发生取代反应生成D，D的结构简式为，由D的结构简式和D→E的反应条件推出E的结构简式为，其含氧官能团的名称为酯基、羟基、醚键。(4)从E和F的结构简式可知，由E生成F的化学方程式为eq\o(→,\s\up7(TsOH),\s\do5(PhMe))＋H2O。(5)G生成H的第一步为水和G在酸催化下的加成反应，则结合G、H的结构简式可推断出第二步反应为取代反应。(6)满足题给条件的B的同分异构体的结构简式为，共4种，则选C。(7)参考题给流程，由题意可知由丙烯为原料合成目标产物的路线为。9．(1)C8H10(2)作还原剂(3)③⑤(4)＋2KOHeq\o(→,\s\up11(乙醇),\s\do4(△))＋2KBr＋2H2O(5)11(6)(7)解析：(1)通过分析可知，A为乙苯，分子式为C8H10。(2)通过分析可知，B转化为C发生的是还原反应，所以LiAlH4/THF的作用是作还原剂。(3)通过分析可知，①～⑦中，属于消去反应的有③⑤。(4)通过分析可知，反应⑤是消去反应，方程式为＋2KOHeq\o(→,\s\up11(乙醇),\s\do4(△))＋2KBr＋2H2O。(5)B的结构为，若其同分异构体含有苯环，并且能发生银镜反应，则一定含有醛基，且除苯环和醛基外，其余均为饱和结构；为了保证其同分异构体的苯环上有两种氢原子，所以至少苯环上要有两个取代基，并且取代基对位排列，这两个取代基可能为—CHO和CH3CH2CH2—或—CHO和(CH3)2CH—或—CH2CHO和CH3CH2—或—CH2CH2CHO和—CH3或和CH3—，共计5种结构；若苯环上有3个取代基，符合条件的结构为和2种结构；若苯环上有4个取代基，这4个取代基只能是3个甲基和1个醛基，符合要求的结构有、、、，共计4种结构；综上所述，符合要求的B的同分异构体共计5＋2＋4＝11种结构。(6)通过分析可知，H的结构简式为，M的结构简式为。(7)由的结构可知，可由和HCl加成得到，而获得可由苯乙炔与碘苯按照反应⑦生成，具体合成路线见答案。10．(1)酚羟基、醛基(2)C18H15PO解析：(1)化合物Ⅰ的结构简式为，其含氧官能团为酚羟基、醛基。(2)反应①中的断键情况为，因此化合物Z的结构简式为Ph3P=O，则Z的分子式为C18H15PO。(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，说明含有醛基，对比化合物Ⅲ和反应②的产物，再结合Ⅳ的分子式，可知Ⅳ的结构简式为与氢气发生的加成反应，也是还原反应；反应③为上的酚羟基被氧化为酮羰基，所以反应③为氧化反应；反应④为加成反应。(5)该同分异构体为芳香族化合物，说明含有苯环；该同分异构体能与NaHCO3反应，说明含有—COOH；该同分异构体最多能与2倍物质的量的NaOH反应，能与3倍物质的量的Na反应，根据Ⅵ分子中含有4个氧原子，说明除含有1个羧基外，还含有1个酚羟基、1个醇羟基；核磁共振氢谱确定有6个化学环境相同的氢原子，说明含有两个对称的甲基；不含有手性碳原子，则该取代基只能为，所以该同分异构体含有3种取代基，分别为、—COOH、酚羟基，采用“定二移一法”，有以下几种位置：，故共有10种同分异构体。(6)由目标产物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一种原料(苯酚的同系物)为，合成时需要在苯环的碳原子上引入2个醚键。结合“已知”反应，在中引入第一个醚键，得到中间产物，引入第二个醚键，则可利用题给路线中反应④的原理，在催化剂的作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路线为11．(1)羟基(或酚羟基)醛基(2)加成反应取代反应(或酯化反应)(3)eq\o(→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))＋H2OCH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))CH3CH2OH(4)(5)CH3CHOeq\o(→,\s\up7(碱))CH3CH(OH)CH2CHOeq\o(→,\s\up11(H2),\s\do4(催化剂))CH3CH(OH)CH2CH2OHeq\o(→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))CH2CHCHCH2解析：(1)A的结构简式为，含有的含氧官能团名称是羟基(或酚羟基)和醛基。(2)由到，反应类型为加成反应，