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文档简介
2021高考化学真题
专题有机合成与推断
1.(2021•山东高考真题)一种利胆药物F的合成路线如图:
3o
On
II.II,e
R-C-OR-NH
回答下列问题:
(DA的结构简式为_;符合下列条件的A的同分异构体有一种。
①含有酚羟基②不能发生银镜反应③含有四种化学环境的氢
(2)检验B中是否含有A的试剂为B-C的反应类型为—。
(3)C-D的化学方程式为一;E中含氧官能团共一种。
HBr
-80℃
(4)已知:综合上述信息,写出由和
HBr
40℃Br
/OH
【答案】4FeCb溶液氧化反应
OCH3OCHS
(X,OH@侬早[
+H2O3
HBr>―乙
d40℃/Br-
一定条件广
OT,
【解析】
产
0H
(1)由上述分析可知,A的结构简式为,;A的同分异构体中满足:①含有酚羟
CHO
基;②不能发生银镜反应,说明结构中不含醛基③含有四种化学环境的氢,说明具有对称
0
结构,则满足条件的结构有:H0—(>II
-0—C—CH3'
OHHO
-C—CHj、—CH3»
HHO
OCHS
/OH
共有4利1,故答案为:;心
(2)A中含有酚羟基,B中不含酚羟基,可利用FeCb溶液检验B中是否含有A,若含有A,则
加入FeCb溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B-C的反应类型为氧化反应,故答案为:
FeCb溶液;氧化反应。
⑶C-D为与CH30H在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生酯化反应
/0H
OCHS
生成|,反应化学方程式为
13
OCH3OCH3
+CH30H^^Z±1+H2O;E的结构简式
O^OCHj
OCHS
QH
,其中的含氧官能团为酸键、酚羟基、酯基,共3种,
X°CH3
OCH
OCHS3
故答案为:+CH30nT“sg、+H2O;3。
,OH'
(4)由/和1制备/0H过程需要增长碳链,
I…CU
可利用题干中A-B的反应实现,然后利用信息反应I得到目标产物,目标产物中碳碳双键位
于端基碳原子上,因此需要/与HBr在40℃下发生加成反应生成/V^Br,
n
P
NaN0-RiN=N
已知:R-Br---------3-►RrN------------►R
3Cui1
请回答:
(1)化合物A的结构简式是;化合物E的结构简式是o
⑵下列说法不氐娜的是。
A.化合物B分子中所有的碳原子共平面
B.化合物D的分子式为
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
(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C20HlsK。g的环状化合物。用健缱或表
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):
①H-NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子
②只含有六元环
o
含有=
@-cI结构片段,不含v=c-键
-=c-
(6)以乙烯和丙快酸为原料,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)_______
C
+2+2NaBr
Bro/CCL/~\NaOH/H,O/~\
H2C=CH2---R/\r-------------^―►HOOH
【解析】
(1)由上述分析可知,A的结构简式为化合物E的结构简式为
HOCH2cH?Br,故答案为:;HOCH2cH2Br。
(2)A.化合物B的结构简式为HOOCY^~~COOH,化合物B中苯环的6个碳原子共平
面,而苯环只含有两个对位上的段基,两个段基的碳原子直接与苯环相连,所以这2个碳原子
也应与苯环共平面,化合物B分子中所有碳原子共平面,故A正确;
B.D的结构简式为,由此可知化合物D的分子式为
C12H12N6O4,故B正确;
C.缩聚反应除形成缩聚物外,还有水、醉、氨或氯化氢等低分子副产物产生,化合物D和化
合物F的聚合反应不涉及低分子副产物的产生,不属于缩聚反应,故C错误;
D.聚合物P中含有4n个酯基官能团,所以聚合物P属于聚酯类物质,故D正确;
综上所述,说法不正确的是C项,故答案为C。
°丫0tHzCHaBr
⑶中酯基能与NaOH溶液发生水解反应、滨原子能与NaOH溶液在加热
rCH2CH2Br
条件下能发生取代反应,因此反应方程式为
丫PHKHzBrCOONa
|^J|+4NaOHf+2HO-S^X0H+2NaBr。
J^XH2CH2BrCOONa
(4)化合物D和化合物F之间发生反应,可以是n个D分子和n个F分子之间聚合形成化合物
P,同时也可能发生1个D分子和1个F分子之间的加成反应,对于后者情况,化合物D中的
2个-N3官能团与化合物F中的2个碳碳三建分别反应,可以形成环状结构,用键线式表示为
O
,该环状化合物的化学式为CzoHsNeOg,符合题意,故答案为:
(5)化合物F的分子式为C8H6。4,不饱和度为6,其同分异构体中含有一1一。一&=&一结构
片段,不含Y三C-键,且只有2种不同化学环境的氢原子,说明结构高度对称,推测其含有
2个相同结构片段,不饱和度为4,余2个不饱和度,推测含有两个六元环,由此得出符合题
(6)由逆向合成法可知,丙焕酸应与一通过酯化反应得到目标化合物,而HCLYH
nvJ\JnnvJUn
中的羟基又能通过B/一水解得到,乙烯与Br2加成可得B/一,故目标化合物的
BWCCI4/-<NaOH/H2O/~\
H2C=CH2--------------»BrBr------------------»HOOH
合成路线为
3.(2021•湖南高考真题)叶酸拮抗剂AHmta(M)是一种多靶向性抗癌药物。以苯和丁二酸
酎为原料合成该化合物的路线如下:
回答下列问题:
N2H4•H2O
(DA的结构简式为
(2)AfB,DfE的反应类型分别是
(3)M中虚线框内官能团的名称为a
(4)B有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有种(不考虑立体异构)
①苯环上有2个取代基②能够发生银镜反应③与FeCl,溶液发生显色发应
其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式为;
(5)结合上述信息,写出丁二酸酎和乙二醇合成聚丁二酸乙二醇酯的反应方程式
0H1
⑹参照上述合成路线,以乙烯和翦与为原料,设计合成a*[pn的路线
H0T人N人蚓由国NN直
(其他试剂任选)。
O
【答案】f^V^^COOH还原反应取代反应酰胺基竣基15
HO^4CHO
?一,0()
11口0+nHOCH2cH20H>-C-CHCH(Z-OCHXH^O-+皿0
:S歌22/-Jn
o
0H
ON,
…人,人1
青||1H2NNNH2
H,N人N人NN-----------------------
H
【解析】
:o反应时断键与成键位置为\由
1)由已知信息①可知,与[;
0O
OO
八COOH,故答案为:Cy^^COOH。
此可知A的结构简式为CJ^
(2)ATB的反应过程中失去O原子,加入H原子,属于还原反应;D-E的反应过程中与醛基
相连的碳原子上的H原子被漠原子取代,属于取代反应,故答案为:还原反应;取代反应。
(3)由图可知,M中虚线框内官能团的名称为a:酰胺基;b:皴基。
(4)COOH说明结构中存在醛基,
O^^的同分异构体满足:①能发生银镜反应,
②与FeCb溶液发生显色发应,说明含有酚羟基,同时满足苯环上有2个取代基,酚羟基需占
据苯环上的1个取代位置,支链上苯环连接方式(红色点标记):7<CHO、
共五种,因此一共有5X3=15种结构;其中核磁共振氢谱有五组峰,因酚羟基和醛基均无对称
结构,因此峰面积之比为6:2:2:1:1的结构简式一定具有对称性(否则苯环上的氢原子不
等效),即苯环上取代基位于对位,核磁共振氢谱中峰面积比为6的氢原子位于与同一碳原子
相连的两个甲基上,因此该同分异构的结构简式为故答案为:15;
0
OO
IIII)的过程中,需先将o转化为丁二酸,可利用已
^C-CH2CH2C-OCH2CH2On
0
知信息②实现,然后利用B-C的反应类型合成聚丁二酸乙二醇酯,因此反应方程式为
0
OO
O+nHOCHCHOH^^II
n22+nH'O'故答
-fC-CH2CH2C-OCH2CH2O-n
o
案为:
o
Oo
II
II:O+nHOCH2cH20H鬻『-fC-CHCHC-OCHCHO-+nHO。
2222n2
o
(6)以乙烯和为原料合成的路线设计过程中,可利用
H.N2
ETF的反应类型实现,因此需先利用乙烯合成Br”"CHO,Br/、CHO中醛基可通过羟
基催化氧化而得,Br/、CHO中滨原子可利用D-E的反应类型实现,因此合成路线为
HOO/CuDBBA(;臭化剂)人
22CHCHO
HC=CHACH3cH20H-X-*3-FiFFi~~*B「CHO
22Jurl7vB
故答案为:
H2O
1122cH2催化剂*CH3CH2OH
4.(2021•广东高考真题)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
OHO
YCH20H
一定条件
RR0CH2Y
⑴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=in+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:o
条件:a.能与NaHCCh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E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)。
O
⑹根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2cH2a为原料合成的路线
(不需注明反应条件)。
【答案】(酚)羟基、醛基Cl8Hl50P②(2X3)10
o
【解析】
(1)根据有机物1的结构,有机物I为对醛基苯酚,其含氧官能团为(酚)羟基、醛基;
(2)反应①的方程式可表示为:I+I1=H1+Z,根据反应中1、0、IH的分子式和质量守恒定律
可知,反应前与反应后的原子个数相同,则反应后Z的分子式为Ci8H15OP;
(3)已知有机物IV可以发生银镜反应,说明有机物IV中含有醛基,又已知有机物IV可以发生反
OH
应生成1,则有机物w一定含有酚羟基,根据有机物IV的分子式和
OH
(4)还原反应时物质中元素的化合价降低,在有机反应中一般表现为加氢或者去氧,所以反应
②为还原反应,其中反应②④为加成反应;
(5)化合物IV的分子式为CIOH1204,能与NaHCCh反应说明含有竣基,能与NaOH反应说明含
有酚羟基或竣基或酯基,最多能与2倍物质的量的NaOH反应,说明除一个按基外还可能含
有酚羟基、竣基、酯基其中的一个,能与Na反应的挂能能团为醇羟基、酚羟基、粉基,能与
3倍物质的量的发生放出的反应,说明一定含有醇羟基,综上该分子一定含有竣基和醇羟基,
由于该分子共有4个碳氧原子,不可能再含有竣基和酯基,则还应含有酚羟基,核磁共振氢谱
确定分子中有6个化学环境相同的氢原子,说明含有两个甲基取代基,并且高度对称,据此可
OH
%CL/CH3
知共有三个取代基,分别是-OH、-COOH和,当-OH与-COOH处于对
OH
有两种不同的取代位置,即和
COOH
OH
;当-COOH与处于对位时,-OH有两
;当三个取
OH
H3c----CH3
代基处于三个连续碳时,共有三种情况,即
:当三个取代基处于
COOH
OH
间位时,共有一种情况,即,综上分析该有机物的同分
HOOC、,OH
异构体共有十种。
0
(6)根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH2cH2。反应能得到J,之
/OCR2cH2cl
O
后水解反应得到,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反
X
OCH2CH2OH
应④,所以合成的路线为
OHOO
X
।J-誓件[
加热
HOCH2cH2。NaOH溶液
CHCHOH
CH30CH2CH2a622
o
5.(2021•全国高考真题)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:
(DA的化学名称为。
(2)ImolD反应生成E至少需要mol氢气。
⑶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o
(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»
⑹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(-00-)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3:2:2:1
A.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下图有机物,
写出合成路线»
【答案】间苯二酚(或1,3-苯二酚)2酯基,醛键,羟基(任写两种)
TsOH
PhMe
0H
管一X揪铲。井
,化学名称为间苯二酚(或1,3-苯二酚),故答案为:间苯二酚(或
1,3-苯二酚);
(2)D为,与氢气发生加成反应生
,碳碳双键及酮基都发生了
加成反应,所以ImolD反应生成E至少需要2moi氢气,故答案为:2;
⑶E为,含有的含氧官能团的
名称为酯基,触键,羟基(任写两种),故答案为:酯基,酸键,羟基(任写两种);
,发生消去反应,生成
TsOH
PhMe
+H20,故答案为:
TsOH
PhMe
+H2O;
(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)是将
酯基水解生成羟基,反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
「COOH
(6)化合物B为,同分异构体中能同时满足下列条件:.
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
3:2:2:1,说明为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出:
H00H
HOOH
有4种,答案为:C;
(7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,可以将丙烯在m-CPBA的作
用下生成环氧化合物,环氧化合物在酸催化下水发生加成反应,然后再与碳酸二甲酯发生酯
6.(2021•河北高考真题)丁苯配(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药物,临床上用
于治疗缺血性脑卒中等疾病。ZJM—289是一种NBP开环体(HPBA)衍生物,在体内外可经酶
促或化学转变成NBP和其它活性成分,其合成路线如图:
HCH,COONaH、/COOH
已知信息:,C=O+R2cH2coOH“t/C=C'(R|=芳基)
R],(CHJCO)2OR1R2
回答下列问题:
(1)A的化学名称为
(2)D有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为_、
①可发生银镜反应,也能与FeCb溶液发生显色反应;
②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1:2:2:3»
(3)E-F中(步骤1)的化学方程式为一。
(4)G—H的反应类型为一。若以NaNCh代替AgNO3,则该反应难以进行,AgNCh对该反应
的促进作用主要是因为
(5汨PBA的结构简式为一。通常酯化反应需在酸催化、加热条件下进行,对比HPBA和NBP
的结构,说明常温下HPBA不稳定、易转化为NBP的主要原因
CH3
【答案】邻二甲苯
CH3
COOHCOONa
+3NaOH+2HQCH3coONa
O
取代反应AgNCh反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行
HPBA中煌基的空间位阻较大,使得羟基较为活泼,常温下不稳定、
易转化为NBP
HOOC
338)2。
CH3coONa
△
CH2COOH--
【解析】
(1)A的分子式为CsHio,不饱和度为4,说明取代基上不含不饱和键,A与02在V2O5作催化
O
剂并加热条件下生成,山此可知A的结构简式为,其名称为邻二
O
甲苯,故答案为:邻二甲苯。
CHO
(2)S的同分异构体满足:①可发生银镜反应,也能与FeCb溶液发生显色反应,
H00-
说明结构中含有醛基和酚羟基,根据不饱和度可知该结构中除醛基外不含其它不饱和键,②
核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1:2:2:3,说明该结构具有对称性,根据该结构中氧
原子数可知该结构中含有1个醛基、2个酚羟基、1个甲基,满足该条件的同分异构体结构简
CH3CHOCH3
HOHOyk^OHHOJ^.OH
式为U和kJ’故答案为:YJ'
CHOCH3CHO
CH3
(3)E-F中步骤1)为与NaOH的水溶液反应,
COOH
竣基能与NaOH反应,反应方程式为
CH3coONa
CH3coONa
COO(CH2)4Br
(4)观察流程可知,G-H的反应为/=(中Br原子被AgNO3中
HOO-
COO(CH2)4ONO2
-O-NO2取代生成一/和AgBr,反应类型为取代反应;若以
HOO-
NaNCh代替AgNCh,则该反应难以进行,其原因是NaNCh反应生成的NaNCh易溶于水,而
AgNCh反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行,故答案为:取代反应;
AgNCh反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行。
(5)NBP()中酯基在碱性条件下发生水解反应生成
燃基体积较大,对羟基的空间位阻较大使得羟基较为活泼,容易与竣基发生酯化反应生成
HPBA中燃基的空间位阻较大,使得羟
基较为活泼,常温下不稳定、易转化为NBP。
氧化而得,因此合成路线为
NaOHHQ
阻盘■ay^cHviCH、OH
HOOC^^H
(CH3CO)3O
ClCH3COONaFcOTOi,
CH^COOH---
,故答案为:
NaOHH.O
CIQCH,患CIQCHQ________._
ClCl
7.(2021•浙江高考真题)某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):
CIH2C
IKJ2^°H:CCH,C|*力二
c5HgCIH2c6—CH20HW
CIHjC瓢5CIH,1^
已知:
OH
R3Br
R4-C-R5
请回答:
(1)下列说法正确的是
A.化合物B的分子结构中含有亚甲基和次甲基
B.iH-NMR谱显示化合物F中有2种不同化学环境的氢原子
c.G-H的反应类型是取代反应
D.化合物X的分子式是C13H15NO2
⑵化合物A的结构简式是;化合物E的结构简式是。
(3)C-D的化学方程式是o
(4)写出3种同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式(不包括立体异构
体).
①包含O;
-CH=C-
②包含I(双键两端的C不再连接H)片段;
COOC凡
③除②中片段外只含有1个-CH2-
(5)以化合物F、溟苯和甲醛为原料,设计下图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试
剂、有机溶剂任选)。
(也可表示为Ph)
X
CH2Br7
HOH£\/CHiOHBr\y/Br
【答案】CDCIH£J
/X
HOHJCC1I2O1IC|H,CZ
CIH2C'
'c=CH,+NaCl+H2O
)CH-CH2cl+NaOHCH%OH>
CIH2C
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