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专题27有机化学基础综合题——推断与路线设计类考向五年考情(2021-2025)命题趋势推断与路线设计类2025·浙江1月卷、2025·安徽卷、2025·北京卷、2025·广东卷、2025·黑吉辽蒙卷、2025·江苏卷、2025·山东卷、2025·陕晋青宁卷、2024·浙江6月卷、2024·安徽卷、2024·江苏卷、2024·山东卷、2024·湖南卷、2024·黑吉辽卷、2023·湖北卷、2023·新课标卷、2023·广东卷、2023·河北卷、2023·天津卷、2023·重庆卷、2023·山东卷、2022·全国甲卷、2022·湖南卷、2022·山东卷、2022·天津卷、2021·山东卷、2021·湖南卷、2021·广东卷等有机化学基础综合题,常以某种药物、新材料的合成为背景,考查常见有机物的命名,官能团的辨认及名称,反应类型及反应条件的判断,有机物分子式、结构简式、同分异构体的推断与书写,运用信息设计合成路线等内容,综合考查信息迁移能力和分析推理能力等。1、考查形式相对稳定①试题的考查角度(设问方式)相对比较稳定;②试题选材稳定,集中在药物、新材料、生物活性分子等领域的合成上;③合成步骤相对稳定,一般经过是5~7步转化,最终合成具有实际应用价值的化学物质。2、命题的变化①信息的呈现方式上,由“已知”直接告知,逐步过渡到在小题题干中呈现,甚至是合成路线中呈现等。②有机综合试题压轴点的考查,由以往的合成路线的设计,逐步渗透到对反应机理的考查。20.(2025·浙江1月卷)化合物I有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其结构如下:某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):已知:①②③(等)请回答:(1)化合物I中体现酸性的官能团名称是。(2)下列说法正确的是_______。A.化合物A的酸性比苯甲酸弱 B.化合物B既可与酸反应又可与碱反应C.E→F反应过程中只发生加成反应 D.化合物H中存在分子内氢键(3)G的结构简式是。(4)C+D→E的化学方程式是。(5)写出3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式。①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;②与过量反应生成邻苯二酚()。(已知)(6)以、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。【答案】(1)羟基(2)BD(3)(4)+(5)、、(6);【分析】由流程可知,A发生取代反应生成B,B发生已知反应原理生成C,结合C化学式,C为,CD发生已知反应生成E,结合DE化学式,D为、E为,E中硝基还原为氨基得到F,FG生成H,结合G化学式,G为,H进一步转化为I;【解析】(1)由I结构可知,I中体现酸性的官能团名称是酚羟基;(2)A.溴原子在苯环上具有吸电子效应使得A中羧基更容易电离出氢离子,使其酸性增强,故化合物A中的酸性比苯甲酸强,错误;B.化合物B中含有酯基,可以发生酸性水解也可以发生碱性水解,故既可与酸反应又可与碱反应,正确;C.E中硝基还原为氨基得到F,E→F反应过程中发生还原反应,同时铁和稀盐酸也会发生置换反应,错误;D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;化合物H中酚羟基和临近氮能形成分子内氢键,正确;故选BD;(3)由分析,G为:;(4)CD发生已知②反应生成E,结合DE化学式,D为、E为,故C+D→E的化学方程式是+;(5)B除苯环外含有1个溴、3个碳、2个氧、1个不饱和度;3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的:①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,则应该为对称结构;②与过量反应生成邻苯二酚,结合已知反应原理;可以为:、、;(6)结合结构,流程可以为中甲基首先氧化为羧基得到,再和乙醇发生取代反应生成,再和NH2NH2转化为;1,3-丁二烯、丙烯酸发生已知③反应生成,和发生已知②反应生成产物,故流程为:。18.(2025·安徽卷)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):回答下列问题:(1)B中含氧官能团名称为;B→C的反应类型为。(2)已知A→B反应中还生成和,写出A→B的化学方程式。(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为。(4)下列说法错误的是(填标号)。a.A能与乙酸反应生成酰胺
b.B存在2种位置异构体c.D→E反应中,是反应试剂
d.E→F反应涉及取代过程(5)4,4'-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮()。写出的结构简式。(6)制备反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是。(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,)氧化为酯:参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线(其他试剂任选)。【答案】(1)酮羰基还原反应(2);(3)(4)b(5)(6)电负性:F>Cl,C-F键极性更大,易断裂,且氟原子半径小,空间位阻小,更容易发生缩聚反应(7)【分析】A发生氧化反应生成B,B发生还原反应生成C,A发生取代反应生成C,2个C分子取代了CCl4中的两个氯原子生成了E,E中的两个氯原子发生水解反应,一个碳原子上连接两个羟基不稳定,会脱水形成酮羰基得到F,据此解答;【解析】(1)由B的结构简式可知,其含氧官能团名称为酮羰基;B的不饱和度为5,C的不饱和度为4,属于加氢的反应,为还原反应;(2)A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰,根据原子守恒,配平反应为;(3)G是C的同分异构体,G的不饱和度为4,碳原子数为6,含有-CH2OH,则其不可能含有苯环,核磁共振氢谱只有两组峰,满足条件的结构简式为;(4)a.A中含有氨基,能和乙酸发生取代反应生成酰胺基,a正确;b.B的位置异构体只有1种,如图:,b错误;c.D→E的反应中,氟苯取代了CCl4中的两个氯原子,CCl4是反应物,c正确;d.E→F的反应中,涉及卤代烃的水解(取代)反应,d正确;故选b;(5)H的结构简式为,与F发生缩聚反应时,H中羟基的O-H键断裂,F中的C-F键断裂,缩聚产物结构简式为;(6)电负性:F>Cl,C-F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应,且氟原子半径小,空间位阻小,更容易发生缩聚反应,所以不选择对应的氯化物;(7)根据已知的反应可知,得到苯甲酸苯酯,需要合成,模仿D→F的合成路线,苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成,再发生E→F的反应得到,具体合成路线为。17.(2025·北京卷)一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。已知:①②试剂a是。(1)I分子中含有的官能团是硝基和。(2)B→D的化学方程式是。(3)下列说法正确的是(填序号)。a.试剂a的核磁共振氢谱有3组峰b.J→K的过程中,利用了的碱性c.F→G与K→L的反应均为还原反应(4)以G和M为原料合成P分为三步反应。已知:①M含有1个杂化的碳原子。M的结构简式为。②Y的结构简式为。(5)P的合成路线中,有两处氨基的保护,分别是:①A→B引入保护基,D→E脱除保护基;②。【答案】(1)氟原子(或碳氟键)、羧基(2)(3)bc(4)(5)E→F引入保护基,Y→P脱除保护基【分析】A为苯胺,与乙酸反应得到B:,与浓硫酸和浓硝酸加热发生消化反应得到D:,D水解得到E为,E与试剂a反应得到F,F与H2发生还原反应得到G,I与SOCl2碱性条件下反应得到J,J与CH3OH反应得到K,根据K的分子式可以确定K为:,K还原得到L,L进一步反应得到M,根据M的分子式可以确定M的结构简式为:,G与M经过三步反应得到P。【解析】(1)I分子含有的官能团为硝基、氟原子(或碳氟键)、羧基;(2)B()与浓硫酸和浓硝酸加热发生消化反应得到D:,方程式为:;(3)a、试剂a中有一种等效氢原子,核磁共振氢谱显示一组峰,a错误;b、J→生成有HCl,加入碱性物质(CH3CH2)3N,与生成HCl反应,促进反应正向进行,b正确;c、根据分析F→G与K→L的反应均为硝基转化为氨基,为还原反应,c正确;答案选bc;(4)①根据M的分子式和M含有1个sp杂化的碳原子,得出M的结构简式为:;②M()与G在N=C双键上先发生加成反应得到X,X的结构简式为:,X在碱性条件下脱除CH3OH得到Y,Y的结构简式为:,最后发生已知的反应得到P,Y的结构简式为:;(5)根据分析,另一处保护氨基的反应为:E→F引入保护基,Y→P脱除保护基。20.(2025·广东卷)我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略:Ph-代表苯基)。(1)化合物1a中含氧官能团的名称为。(2)①化合物2a的分子式为。②2a可与发生加成反应生成化合物Ⅰ.在Ⅰ的同分异构体中,同时含有苯环和醇羟基结构的共种(含化合物Ⅰ,不考虑立体异构)。(3)下列说法正确的有_______。A.在1a、2a和3a生成4a的过程中,有键断裂与键形成B.在4a分子中,存在手性碳原子,并有20个碳原子采取杂化C.在5a分子中,有大键,可存在分子内氢键,但不存在手性碳原子D.化合物5a是苯酚的同系物,且可发生原子利用率为100%的还原反应(4)一定条件下,与丙酮发生反应,溴取代丙酮中的,生成化合物3a.若用核磁共振氢谱监测该取代反应,则可推测:与丙酮相比,产物3a的氢谱图中。(5)已知:羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的取代反应。根据上述信息,分三步合成化合物Ⅱ。①第一步,引入溴:其反应的化学方程式为。②第二步,进行(填具体反应类型):其反应的化学方程式为(注明反应条件)。③第三步,合成Ⅱ:②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。(6)参考上述三组分反应,直接合成化合物Ⅲ,需要以1a、(填结构简式)和3a为反应物。【答案】(1)醛基(2)5(3)AB(4)丙酮的单一甲基峰消失,出现两个新信号峰:峰面积之比为3:2,且峰的位置较丙酮有所偏移(5)酯化反应(6)【分析】根据题干信息,1a和2a先发生碳碳双键的加成反应,生成,再和3a发生取代反应得到主产物,两分子1a发生醛基的加成反应得到副产物5a,据此解答。【解析】(1)由其结构简式可知,化合物1a中含氧官能团的名称为醛基;(2)①化合物2a是苯乙烯,的分子式为;②化合物Ⅰ的分子式为,分子中含有苯环,则其余结构均为饱和结构,含有醇羟基的结构的同分异构体有、、、、,共计5种;(3)A.在1a、2a和3a生成4a的过程中,1a、2a先发生碳碳双键的加成反应,生成,该过程存在键断裂,随后与3a发生取代反应脱去1分子HBr生成4a,该过程存在键形成,A正确;B.连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,4a分子中,存在手性碳原子,如图:,苯环是平面结构,三个苯环以及酮羰基的碳原子均为杂化,共计20个,B正确;C.在5a分子中,苯环内有大键,酮羰基和羟基相邻较近,可存在分子内氢键,且与羟基相连的碳原子是手性碳原子,C错误;D.化合物5a与氢气发生还原反应是原子利用率为100%的反应,但化合物5a含有酮羰基,不是苯酚的同系物,D错误;故选AB;(4)丙酮的氢谱:两个甲基等效:核磁共振氢谱出现单峰;α−溴代丙酮的氢谱:受溴吸电子效应影响,甲基与亚甲基上的氢不等效,核磁共振氢谱图会出现两组峰,面积之比为3:2;故氢谱变化:丙酮的单一甲基峰消失,出现两个新信号峰:峰面积之比为3:2,且峰的位置较丙酮有所偏移;(5)比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知,主要在右侧含氧官能团不同,化合物Ⅱ含有酯基,故推测合成Ⅱ发生的反应有酯化反应;①已知羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的取代反应,则第一步反应为羧酸中的取代反应引入溴,化学方程式为;②第二步与甲醇发生酯化(取代)反应,化学方程式为,题目要求填具体反应类型,故此处填酯化反应;③第三步1a、2a发生碳碳双键的加成反应,生成,再与发生取代反应得到;(6)结合化合物Ⅲ的结构简式,将其断键,左侧表示1a基团,右侧是3a基团,则需要合成Ⅲ的还差,即合成流程是1a与先发生1,4加成反应,生成,再与3a发生取代反应得到目标产物。【点睛】核磁共振氢谱图影响峰化学位移的因素:吸电子基团降低了氢核周围的电子云密度,使得其质子峰向低场移动(左移),推电子基团增加了氢核周围的电子云密度,使得质子峰向高场位移(右移);α−溴代丙酮的氢谱中甲基受溴吸电子效应影响,化学位移稍向低场移动(左移),亚甲基受溴原子直接影响,化学位移显著向低场移动(左移)。19.(2025·黑吉辽蒙卷)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:回答下列问题:(1)A→B的化学方程式为。(2)C→D实现了由到的转化(填官能团名称)。(3)G→H的反应类型为。(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为的同分异构体的数目有种。(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为。(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为和。【答案】(1)+CH3OH+H2O(2)羟基醛基(3)取代反应(4)4(5)(6)【分析】A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B(),在LiAlH4的作用下,发生还原反应生成C(),C被氧气氧化为D(),D和CBr4反应生成E(),E在CuI作用下,生成F(),F与反应生成G,结合H的结构可推出G为,G与反应生成H,H在一定条件下转化为M(),M与PtCl2反应生成N(),据此解答。【解析】(1)由分析可知,A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B,化学方程式为+CH3OH+H2O;(2)由分析可知,C为,C被氧气氧化为D(),羟基转化为醛基,故答案为:羟基;醛基;(3)G为,与反应生成,属于取代反应的特征,故答案为:取代反应;(4)E为,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为的同分异构体,如果为醛基,溴原子,甲基的组合时,可形成
两种,如果为酮碳基,溴原子组合时可形成
,一共有4种,故答案为:4;(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,N为,可以推断出M中的三键与右侧苯环连接时可以形成N中的六元环或五元环,因此可能的副产物为,故答案为:;(6)参考上述路线,可先将消去生成,再与反应生成,与在一定条件下得到目标产物,故答案为:;。15.(2025·江苏卷)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:(1)A分子中,与2号碳相比,1号碳的键极性相对(填“较大”或“较小”)。(2)会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为。(3)E分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和,F分子中手性碳原子数目为。(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式:。①含有3种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与溶液发生显色反应。(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。【答案】(1)较大(2)(3)羧基1(4)或(5)【分析】A与B在甲醇钠和甲醇的作用下,脱去溴化氢,生成C,C水解并脱去羧基生成D,D与五氧化二磷反应成环,生成E,E先经过酯化,在和乙二醇反应生成F,F被四氢铝锂还原生成G,详细流程为:据此解答。【解析】(1)1号碳与两个酯基相连,2号碳只与一个酯基相连,酯基具有吸电子效应,使与其相连的碳原子上的电子云密度降低,从而增强了C—H键的极性,因此1号碳的C-H键极性相对较大。(2)由有机速破可知,D→E的反应是5号羧基与苯环上甲氧基同侧邻位碳上的H原子发生取代反应,而D中的4号羧基也可能发生类似反应,会生成含五元环的副产物。(3)根据E的结构简式可知其含氧官能团还有羧基。F分子中只有与直接相连的碳原子是手性碳原子。(4)G的分子式为,其不饱和度为6.G的同分异构体在碱性条件下水解后酸化得到X和Y,且,Y含苯环且能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,因此该同分异构体是X与Y形成的酯。X的相对分子质量为60,据此可知X为,因此该同分异构体中含有2个基团,该基团不饱和度为1,苯环的不饱和度为4,不饱和度共为6,则该同分异构体不含其他不饱和结构。其分子中含有17个H原子,且H原子只有3种不同化学环境,说明该分子具有高度对称性,2个在苯环上处于对称位置。如果Cl原子连在苯环侧链中的碳原子上,则无论如何安排都不能得到只含有3种不同化学环境的H原子的结构,所以Cl原子连在苯环上。除外,其他11个H原子只有2种不同化学环境,则应含有一个只有1种化学环境的H原子的取代基,该基团只能为,苯环上未被取代的2个对称的H原子作为第3种化学环境的H原子,由此可得符合条件的同分异构体为:、。(5)根据目标产物逆向分析,目标产物为聚酯,其单体为和,其中可由先水解再酸化获得,而含有2个,流程中物质G含有结构,该结构是由被还原而来,则可由被还原而来,而可视为的亚甲基上的H原子被环己基取代,这一步骤与题给流程中的反应类似,因此可由与在和作用下反应生成,可由与HBr反应制得。具体合成路线为:。【点睛】有机合成路线设计融入高聚物合成以强化化学与材料科学的联系,命题从单一官能团转化转向多步骤串联反应、跨模块知识整合,主要体现在路线延长、官能团转化复杂化、涉及陌生反应机理等方面。这类题目通过真实情境(如药物合成、高分子材料)建模,促使考生从碎片化知识记忆转向系统性思维构建,掌握逆合成分析、反应条件筛选等核心方法。未来命题将更注重真实科研成果转化,要求考生在陌生信息中提取关键反应机理,体现“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。19.(2025·山东卷)麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下:已知:Ⅰ.Ⅱ.回答下列问题:(1)A结构简式为;B中含氧官能团名称为。(2)反应类型为;化学方程式为。(3)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为(写出一种即可)。①含
②含2个苯环
③含4种不同化学环境的氢原子(4)H中存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,则碱性较强的N原子是(填“a”或“b”)。(5)结合路线信息,用催化加氢时,下列有机物中最难反应的是_______(填标号)。A.苯() B.吡啶()C.环己-1,3-二烯() D.环己-1,4-二烯()(6)以,,为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线。【答案】(1)羧基(2)取代反应(3)或(4)b(5)A(6),【分析】A的分子式为C6H7N,结合I的结构式可推出A的结构式为,A被高锰酸钾氧化为B(),B与氢气加成生成C(),C与三氯化磷发生取代反应生成D(),D与E()发生取代反应生成H(),H与1-溴丁烷发生取代反应生成目标产物。另一条合成路线为:B与SOCl2反应生成F(),F与E()发生取代反应生成G(),G与氢气加成得到H,H与1-溴丁烷发生取代反应生成目标产物,据此解答。【解析】(1)由分析可知,A的结构式为,B为,B含有的含氧官能团名称为羧基,故答案为:;羧基;(2)由分析可知,C与三氯化磷发生取代反应生成D(),D与E()发生取代反应生成H(),化学方程式为:,故答案为:取代反应;;(3)G为,满足以下条件的①含
②含2个苯环
③含4种不同化学环境的氢原子,说明物质结构高度对称,如或,故答案为:或;(4)H为,存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,烷基是给电子基,酰胺基受旁边碳氧双键的影响,导致杂环N原子(b)上电子云密度增大,碱性增强,所以碱性较强的N原子(b),故答案为:b;(5)合成路线中涉及到用H2/PtO2加成的路线有B→C,G→H,B→C反应中,吡啶环被加成,G→H转化时,吡啶环被加成,但苯环仍然存在,说明苯环不易被加成,C,D选项中含有碳碳双键,碳碳双键不稳定,易发生加成反应,所以下列有机物最难反应的是苯环,故答案为:A;(6)根据题目中的信息,与发生取代反应生成,与1-溴丙烷发生取代反应生成,与氢气加成得到,若先与氢气加成,得到,两处-NH-均可发生取代,因此,先发生取代反应,所以需要补充的合成路线为,故答案为。18.(2025·陕晋青宁卷)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H),合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。已知:回答下列问题:(1)A中官能团的名称是。(2)B的结构简式为。(3)由C转变为D的反应类型是(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有种(不考虑立体异构)。①含有两个甲基;②与钠反应产生氢气。(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是:(要求配平)。(6)下列关于F说法正确的有_______。A.F能发生银镜反应B.F不可能存在分子内氢键C.以上路线中E+F→G的反应产生了氢气D.已知醛基吸引电子能力较强,与相比F的N-H键极性更小(7)结合合成H的相关信息,以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料,设计化合物的合成路线。【答案】(1)硝基、羟基(2)BrCH2CH2CH2OCH3(3)还原反应(4)5(5)+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O(6)AC(7)【分析】A和B发生反应生成C,的作用是与A和B反应生成的HBr反应,促进反应正向进行,结合B的分子式,以及C的结构简式,可知B的结构简式为,C中硝基还原为氨基生成D,D经历两步反应生成E,E发生取代反应生成G,据此解答。【解析】(1)结合A的结构简式可知,官能团的名称是,硝基、羟基;(2)由分析可知,B的结构简式为BrCH2CH2CH2OCH3;(3)C中硝基还原为氨基生成D,反应类型是还原反应;(4)B的分子式,含有两个甲基,与与钠反应产生氢气,则官能团为碳溴键和羟基,采用“定一移的方法”共有、、(箭头所指溴原子位置),共有5种;(5)由D转变为E的第一步反应是已知条件的反应,化学方程式为:+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O;(6)A.F中含有醛基,能发生银镜反应,A正确;B.F中亚氨基上的H原子与F原子距离较近,能形成分子内氢键,B错误;C.E与F发生取代反应生成HCl,,故有氢气生成,C正确;D.F中的氟原子以及醛基都是吸电子基,则F的N-H键极性更大,D错误;故选AC;(7)目标产物的结构简式与G类似,则其是由和发生取代反应而合成,而可由苯胺发生D→E的反应合成,可由苯甲醛发生G→H的反应合成,故合成路线为。1.(2024·浙江6月卷)某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”(部分反应条件已简化)。已知:请回答:(1)化合物F的官能团名称是。(2)化合物G的结构简式是。(3)下列说法不正确的是_______。A.化合物A的碱性弱于B.的反应涉及加成反应和消去反应C.的反应中,试剂可用D.“消炎痛”的分子式为(4)写出的化学方程式。(5)吗吲哚-2-甲酸()是一种医药中间体,设计以和为原料合成吲哚-2-甲酸的路线(用流程图表示,无机试剂任选)。(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式。①分子中有2种不同化学环境的氢原子;②有甲氧基,无三元环。【答案】(1)羧基、氯原子(2)(3)AD(4)(5)(6)、、、(其他符合条件的结构也可)【分析】A与B发生类似已知的反应生成C,C为,D反应生成E,结合E的分子式和F的结构可知,E为,F与SOCl2反应得到G,结合G的分子式可知,G为,I水解得到消炎痛,结合消炎痛的结构可知,I为,H与HCl得到I的反应类似已知中的反应,由此可知H为,C与G反应得到H,据此解答。【解析】(1)由F的结构可知,F的官能团为羧基、碳氟键;(2)由分析得,G为;(3)A.的氨基直接连接在苯环上,A中氨基连接在-NH-上,即A中氨基N更易结合H+,碱性更强,故A错误;B.的反应,是B中羰基先加成,得到羟基,羟基再与相邻N上的H消去得到N=C,涉及加成反应和消去反应,故B正确;C.D→E是甲苯甲基对位上的H被Cl取代,试剂可为Cl2/FeCl3,故C正确;D.由“消炎痛”的结构可知,分子式为C19H16ClNO4,故D错误;故选AD;(4)H()与HCl得到I()的反应类似已知中的反应,化学方程式为:;(5)乙醛与HCN加成得到,被O2氧化为,酸性水解得到,与反应得到,与HCl反应得到,具体合成路线为:;(6)B为,同分异构体中有2种不同化学环境的氢原子,说明其结构高度对称,有甲氧基(-OCH3),无三元环,符合条件的结构简式为:、、、(其他符合条件的结构也可)。2.(2024·安徽卷)化合物1是一种药物中间体,可由下列路线合成(代表苯基,部分反应条件略去):已知:i)ii)易与含活泼氢化合物()反应:代表、、、等。(1)A、B中含氧官能团名称分别为、。(2)E在一定条件下还原得到,后者的化学名称为。(3)H的结构简式为。(4)E→F反应中、下列物质不能用作反应溶剂的是(填标号)。a.
b.
c.
d.(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式。①含有手性碳
②含有2个碳碳三键
③不含甲基(6)参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。【答案】(1)羟基醛基(2)1,2-二甲基苯(邻二甲苯)(3)(4)bc(5)4CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH(6):【分析】有机物A中的羟基在MnO2的催化下与氧气反应生成醛基,有机物B与Ph3CCl发生取代反应生成有机物C;有机物D中的氨基发生取代反应生成有机物E,D中的氨基变为E中的Cl,E发生已知条件i的两步反应与有机物C作用最终生成有机物G;有机物G在MnO2的催化先与氧气反应生成有机物H,有机物H的结构为,有机物H最终发生已知条件i的反应生成目标化合物I。【解析】(1)根据流程中A和B的结构,A中的含氧官能团为羟基,B中的含氧官能团为醛基。(2)根据题目中的结构,该结构的化学名称为1,2-二甲基苯(邻二甲苯)。(3)根据分析,H的结构简式为。(4)根据已知条件ii,RMgX可以与含有活泼氢的化合物(H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等)发生反应,b中含有羟基,c中含有N-H,其H原子为活泼H原子,因此不能用b、c作溶剂。(5)根据题目所给条件,同分异构体中含有2个碳碳三键,说明结构中不含苯环,结构中不含甲基,说明三键在物质的两端,同分异构体中又含有手性碳原子,因此,可能的结构有:CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH、CH≡C-CH2-CH2-CH(NH2)-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2NH2)-CH2-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2CH2NH2)-CH2-C≡CH,共4种。(6)根据题目给出的流程,先将原料中的羰基还原为羟基,后利用浓硫酸脱水生成双键,随后将物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物,后再与CF3COCF3在无水醚中反应再水解生成目标化合物,具体的流程如下:。3.(2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和。(2)中有副产物生成,该副产物的结构简式为。(3)的反应类型为;C转化为D时还生成和(填结构简式)。(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式:。碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。(5)已知:与性质相似。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,合成路线示例见本题题干)【答案】(1)羰基(2)(3)消去反应N(CH3)3(4)(5)【分析】A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH3)2NH发生取代反应,得到物质B,B中N原子在CH3I和Ag2O、H2O的先后作用下,引入一个CH3,得到物质C;C受热发生消去反应,+N(CH3)3同OH-与相邻C上的H发生消去反应生成H2O和N(CH3)3,生成碳碳双键得到物质D,D的碳碳双键在H2O2的碱溶液作用下发生反应,后再酸化引入两个羟基则得到物质E,两个羟基与CH3COCH3在HCl环境中脱去H2O得到物质F。【解析】(1)根据题中A分子的结构可知,其含氧官能团有醚键和羰基。(2)A生成B的过程是甲醛与A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH3)2NH发生取代反应,结合副产物的分子式,可推断该副产物是一分子A结合了两分子的HCHO和(CH3)2NH,结构简式为。(3)据分析,的反应类型为消去反应;C转化为D时还生成和N(CH3)3。(4)由题中F的结构简式可知其分子式是C13H16O4,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基。X分子中含有一个手性碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是,Z不能被银氨溶液氧化,则Z不含醛基,推断Z的结构简式是CH3COOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,则推断其结构简式是;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是。(5)结合物质E生成F的结构变化可推断与反应可生成目标产物的部分;产物的部分可由生成后与HCHO反应增长碳链得到,故设计合成路线:4.(2024·山东卷)心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:已知:I.Ⅱ.回答下列问题:(1)A结构简式为;B→C反应类型为。(2)C+D→F化学方程式为。(3)E中含氧官能团名称为;F中手性碳原子有个。(4)D的一种同分异构体含硝基和3种不同化学环境的氢原子(个数此为),其结构简式为。(5)C→E的合成路线设计如下:试剂X为(填化学式);试剂Y不能选用,原因是。【答案】(1)取代反应(2)+(3)醛基1(4)(5)NaOHG中的-CH2OH会被KMnO4氧化为-COOH,无法得到E【分析】A→B发生的类似已知I.的反应,结合A、B的分子式和F的结构简式可知,A为:,B为,对比B和C的分子式,结合F的结构简式可知,B甲基上的1个H被Br取代得到C,C为,C、D在乙醇的作用下得到F,对比C、F的结构简式可知,D为,E与D发生类似已知Ⅱ.的反应,可得E为。【解析】(1)由分析得,A的结构简式为:;B()甲基上的1个H被Br取代得到C(),反应类型为取代反应;(2)由分析得,C为,D为,C、D在乙醇的作用下得到F(),化学方程式为:+;(3)由分析得,E为,含氧官能团为:醛基;F中手性碳原子有1个,位置如图:;(4)D为,含硝基(-NO2)和3种不同化学环境的氢原子(个数此为6:6:1)的D的同分异构体结构如图:;(5)C为,E为结合C→E的合成路线设计图可知,C在NaOH水溶液的作用下,Br被羟基取代,得到G,G与试剂Y(合适的氧化剂,如:O2)发生氧化反应得到E,试剂X为NaOH,试剂Y不能选用KMnO4,原因是G中的-CH2OH会被KMnO4氧化为-COOH,无法得到E。5.(2024·湖南卷)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):回答下列问题:(1)化合物A在核磁共振氢谱上有组吸收峰;(2)化合物D中含氧官能团的名称为、;(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是;(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为(填标号);①
②
③(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为;(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线(HCN等无机试剂任选)。【答案】(1)6(2)醛基醚键(3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化(4)①③②(5);(6)【分析】A与氯化剂在加热条件下反应得到B,B在BBr3,0℃的条件下,甲基被H取代得到C,C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D,D被氧化剂氧化为E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F与Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G,G与ClCH2COCH3经历了取代、加成和消去三步反应得到H。【解析】(1)由A的结构可知,A有6种等效氢,即核磁共振氢谱上有6组吸收峰;(2)由D的结构可知,化合物D中含氧官能团的名称为:醛基、醚键;(3)反应③和④的顺序不能对换,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化;(4)中F的电负性很强,-CF3为吸电子基团,使得-OOCH中C-O键更易断裂,水解反应更易进行,中-CH3是斥电子集团,使得-OOCH中C-O键更难断裂,水解反应更难进行,因此在同一条件下,化合物水解反应速率由大到小的顺序为:①③②;(5)化合物G→H的合成过程中,G发生取代反应羟基上的H被-CH2COCH3取代,得到,中的醛基加成得到,中的羟基发生消去反应得到,其中加成反应的化学方程式为:;(6)和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到,与HCN加成得到,酸性水解得到,发生缩聚反应得到,具体合成路线为:。6.(2024·黑吉辽卷)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:已知:I.为,咪唑为;II.和不稳定,能分别快速异构化为和。回答下列问题:(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为。(2)G中含氧官能团的名称为和。(3)J→K的反应类型为。(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有种(不考虑立体异构)。(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y,图Y与反应生成F。第③步化学方程式为。(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考B→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件己略去)。其中M和N的结构简式为和。【答案】(1)(2)(酚)羟基羧基(3)取代反应(4)6(5)+(CH3CO)2O→+CH3COOH(6)【分析】根据流程,有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,根据有机物B的分子式和小问1中的已知条件,可以判断,有机物B的结构为;有机物C与有机物D发生反应生成有机物E;有机物E在醋酸酐的作用下发生成环反应生成有机物F;有机物F发生两步连续反应生成有机物G,根据有机物G的分子式和有机物H的结构可以推出,有机物G的结构为;有机物G发生两步反应生成有机物H,将羧基中的-OH取代为次氨基结构;有机物H与与有机物I发生取代反应,将有机物H中酚羟基上的氢取代生成有机物J;最后有机物J发生取代反应将结构中的Bn取代为H。据此分析解题。【解析】(1)根据分析,有机物B的结构为。(2)根据分析,有机物G的结构为,其含氧官能团为(酚)羟基和羧基。(3)根据分析,J→K的反应是将J中的Bn取代为H的反应,反应类型为取代反应。(4)D的同分异构体中,与D的官能团完全相同,说明有酯基的存在,且水解后生成丙二酸,说明主体结构中含有。根据D的分子式,剩余的C原子数为5,剩余H原子数为12,因同分异构体中只含有酯基,则不能将H原子单独连接在某一端的O原子上,因此将5个碳原子拆分。当一侧连接甲基时,另一侧连接-C4H9,此时C4H9有共有4种同分异构体;当一侧连接乙基时,另一侧连接-C3H7,此时-C3H7有共有2种同分异构体,故满足条件的同分异构体有4+2=6种。(5)根据已知条件和题目中的三步反应,第三步反应为酚羟基与乙酸酐的反应,生成有机物F。则有机物Y为,根据异构化原理,有机物X的结构为。反应第③步的化学方程式为+(CH3CO)2O→+CH3COOH。(6)根据逆推法有机物N发生异构化生成目标化合物,发生的异构化反应为后者的反应,有机物N为,有机物M有前置原料氧化得到的,有机物M发生异构化前者的反应生成有机物N,有机物M的为。7.(2024·浙江1月卷)某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。已知:请回答:(1)化合物E的含氧官能团的名称是。(2)化合物C的结构简式是。(3)下列说法不正确的是_______。A.化合物A→D的过程中,采用了保护氨基的方法B.化合物A的碱性比化合物D弱C.化合物B在氢氧化钠溶液加热的条件下可转化为化合物AD.化合物G→氯硝西泮的反应类型为取代反应(4)写出F→G的化学方程式。(5)聚乳酸()是一种可降解高分子,可通过化合物X()开环聚合得到,设计以乙炔为原料合成X的路线(用流程图表示,无机试剂任选)。(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式。①分子中含有二取代的苯环。②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。【答案】(1)硝基、羰基(或酮羰基、酮基)(2)(3)BD(4)+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br(5)CH≡CHCH3CHO。(6)或或或或【分析】A发生取代反应生成B,B在硫酸作用下与硝酸发生对位取代生成C;C水解生成D,D取代生成E,E发生取代反应生成F,结合已知信息,根据其分子式,可推出F为:;F发生取代反应生成G:;【解析】(1)化合物E的结构简式为,分子结构中的含氧官能团有硝基、羰基(或酮羰基、酮基);故答案为:硝基、羰基(或酮羰基、酮基)。(2)根据分析可知,化合物C结构简式:;(3)A.氨基易被氧化,在进行硝化反应前,先将其转化为稳定的酰胺基,硝化反应后再水解出氨基,属于氨基的保护,A正确;B.硝基为吸电子基团,硝基的存在会导致N原子结合质子能力减弱,所以碱性:A>D,B错误;C.B为,在氢氧化钠溶液加热的条件下发生水解反应,可转化为化合物A,C正确;D.化合物G()转化为氯硝西泮(),是羰基与氨基发生了加成反应后再发生消去反应,D错误;故答案选BD;(4)F发生取代反应生成G:+NH3+HBr;由于HBr可与NH3反应生成NH4Cl,所以该反应也可写为+2NH3+NH4Cl。故答案为+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br。(5)可由发生分子间酯化反应生成,可由酸化得到,乙醛与HCN发生加成反应生成,而乙炔与H2O发生加成反应生成乙醛(CH3CHO),故合成路线为CH≡CHCH3CHO。(6)B为,其同分异构体分子中含有二取代的苯环;分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键,则其结构简式可有、、、、等。8.(2023·湖北卷)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳_______键断裂(填“π”或“σ”)。(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有_______种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为的结构简式为_______。(3)E与足量酸性溶液反应生成的有机物的名称为_______、_______。(4)G的结构简式为_______。(5)已知:
,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为_______。若经此路线由H合成I,存在的问题有_______(填标号)。a.原子利用率低
b.产物难以分离
c.反应条件苛刻
d.严重污染环境【答案】(1)π(2)7(3)乙酸丙酮(4)(5)
ab【分析】A为CH2=CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),B与Mg在无水乙醚中发生生成C(CH3CH2MgBr),C与CH3COCH3反应生成D(),D在氧化铝催化下发生消去反应生成E(),E和碱性高锰酸钾反应生成F(),参考D~E反应,F在氧化铝催化下发生消去反应生成G(),G与反应加成反应生成二酮H,据此分析解答。【解析】(1)A为CH2=CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),乙烯的π键断裂,故答案为:π;(2)D为,分子式为C5H12O,含有羟基的同分异构体分别为:共8种,除去D自身,还有7种同分异构体,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为的结构简式为,故答案为:7;;(3)E为,酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开,生成和,名称分别为乙酸和丙酮,故答案为:乙酸;丙酮;(4)由分析可知,G为,故答案为:;(5)根据已知的反应特征可知,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I())和J(
)。若经此路线由H合成I,会同时产生两种同分异构体,导致原子利用率低,产物难以分离等问题,故答案为:
;ab。9.(2023·新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。回答下列问题:(1)A的化学名称是_______。(2)C中碳原子的轨道杂化类型有_______种。(3)D中官能团的名称为_______、_______。(4)E与F反应生成G的反应类型为_______。(5)F的结构简式为_______。(6)I转变为J的化学方程式为_______。(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构);①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为的同分异构体的结构简式为_______。【答案】(1)3-甲基苯酚(间甲基苯酚)(2)2(3)氨基羟基(4)取代反应(5)(6)+H2O+HCl+N2↑(7)9【分析】根据流程,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为;G发生两步反应生成H,H再与NaNO2/HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子式可知,H为;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为;据此分析解题。【解析】(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3-甲基苯酚(间甲基苯酚)。(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种。(3)根据分析,有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基。(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,故反应类型为取代反应。(5)根据分析,有机物F的结构简式为。(6)有机物I与水反应生成有机物J,该反应的方程式为+H2O+HCl+N2↑。(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为:、
、、、、、、、;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为。10.(2023·浙江卷)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:
请回答:(1)化合物B的含氧官能团名称是___________。(2)下列说法不正确的是___________。A.化合物A能与发生显色反应B.A→B的转变也可用在酸性条件下氧化来实现C.在B+C→D的反应中,作催化剂D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应(3)化合物C的结构简式是___________。(4)写出E→F的化学方程式___________。(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺(
)。利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线___________(用流程图表示,无机试剂任选)(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式___________。①分子中含有苯环②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基(
)。【答案】(1)羟基、醛基(2)BC(3)ClCH2CH2N(CH3)2(4)
+2H2
+H2O(5)
(6)
【分析】由有机物的转化关系可知,
发生催化氧化反应生成
,碳酸钾作用下
与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成
,则C为ClCH2CH2N(CH3)2;
与NH2OH反应生成
,则E为
;催化剂作用下
与氢气发生还原反应生成
,则F为
;
与SOCl2发生取代反应生成
;与
发生取代反应生成依托比利。【解析】(1)由结构简式可知,B分子的官能团为羟基、醛基;(2)A.由结构简式可知,A分子中含有酚羟基,能与氯化铁溶液发生显色反应,使溶液变为紫色,故正确;B.酚羟基具有强还原性,由结构简式可知,A分子中含有酚羟基,则A→B的转变不能用酸性高锰酸钾溶液来实现,故错误;C.由分析可知,B+C→D的反应为碳酸钾作用下
与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成
,其中碳酸钾的作用是中和反应生成的氯化氢,提高反应物的转化率,故错误;D.由结构简式可知,依托比利分子中含有酰胺基,可在酸性或碱性条件下发生水解反应,故正确;故选BC;(3)由分析可知,C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2,故答案为:ClCH2CH2N(CH3)2;(4)由分析可知,E→F的反应为催化剂作用下
与氢气发生还原反应生成
,反应的化学方程式为
+2H2
+H2O;(5)由题给信息可知,用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺的合成步骤为
与NH2OH反应生成
,催化剂作用下
与氢气发生还原反应生成
;催化剂作用下,
与氧气发生催化氧化反应生成
,
与SOCl2发生取代反应生成
,
与
发生取代反应生成
,合成路线为;(6)D的同分异构体分子中含有苯环,谱和谱检测表明分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基说明同分异构体分子含有醚键或酚羟基,结合对称性,同分异构体的结构简式为
。11.(2023·广东卷)室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为(写一种),其名称为。(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为。(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a消去反应b氧化反应(生成有机产物)(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。A.反应过程中,有键和键断裂B.反应过程中,有双键和单键形成C.反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子D.属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。基于你设计的合成路线,回答下列问题:(a)最后一步反应中,有机反应物为(写结构简式)。(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为。(c)从苯出发,第一步的化学方程式为(注明反应条件)。【答案】(1)
(或
或
)戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷)(2)或氧气(3)浓硫酸,加热
、,加热(或酸性溶液)
(或
)(4)CD(5)
和
【分析】①
与HBr加热发生取代反应生成
,②乙烯在催化剂作用下氧化生成
,③
与
发生开环加成生成
,④
发生取代反应生成
,⑤
与
及CO反应生成
。【解析】(1)化合物i
的分子式为。
不饱和度为1,x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个圆环,化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构简式含酮羰基时为
(或含醛基时为
或含圆环是为
),其名称为戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷)。故答案为:;
(或
或
);戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷);(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为,②乙烯在催化剂作用下氧化生成
,y为或氧气。故答案为:或氧气;(3)根据化合物V
的结构特征,分析预测其可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成
,与羟基相连的碳上有氢,可在铜名银催化作用下氧化生成
,或酸性溶液中氧化生成
,见下表:序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a浓硫酸,加热
消去反应b、,加热(或酸性溶液)
(或
)氧化反应(生成有机产物)故答案为:浓硫酸,加热;
;、,加热(或酸性溶液);
(或
);(4)A.从产物中不存在键和键可以看出,反应过程中,有键和键断裂,故A正确;B.反应物中不存在双键,酰碘基中碘原子离去与羟基中氢离去,余下的部分结合形成酯基中单键,所以反应过程中,有双键和单键形成,故B正确;C.反应物i
中,氧原子采取杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,故C错误;D.属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的键,故D错误;故答案为:CD;(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醚;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与环氧乙醚生成
,与HI反应合成
,最后根据反应⑤的原理,
与乙醇、CO合成化合物ⅷ。(a)最后一步反应中,有机反应物为
和。故答案为:
和;(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为。故答案为:;(c)从苯出发,第一步的化学方程式为
。故答案为:
。12.(2023·海南卷)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)B→C的反应类型为。(5)X与E互为同分异构体,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
。【答案】(1)苯甲醛(2)碳碳双键、酯基。(3)反(4)还原反应(5)(6)(7)【分析】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。【解析】(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:
。13.(2023·河北卷)2,5-二羟基对苯二甲酸是一种重要的化工原料,广泛用于合成高性能有机颜料及光敏聚合物;作为钠离子电池的正、负电极材料也表现出优异的性能。利用生物质资源合成的路线如下:已知:回答下列问题:(1)的反应类型为。(2)C的结构简式为。(3)D的化学名称为。(4)的化学方程式为。(5)写出一种能同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式。(a)核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为;(b)红外光谱中存在吸收峰,但没有吸收峰;(c)可与水溶液反应,反应液酸化后可与溶液发生显色反应。(6)阿伏苯宗是防晒霜的添加剂之一。试以碘甲烷、对羟基苯乙酮()和对叔丁基甲苯[]为原料,设计阿伏苯宗的合成路线。(无机试剂和三个碳以下的有机试剂任选)【答案】(1)加成反应(或还原反应)(2)CH3OOCCH2CH2COOH(3)丁二酸二甲酯(4)+4NaOH+2CH3OH+2H2O(5)(6)【分析】与H2在催化剂存在下发生加成反应生成,与CH3OH反应生成C,C的分子式为C5H8O4,则C的结构简式为CH3OOCCH2CH2COOH;C与CH3OH在酸存在下反应生成D;F与I2/KI、H2O2发生芳构化反应生成G,G的分子式为C10H10O6,G与NaOH/H2O加热反应生成H,H与H+/H2O反应生成DHTA,结合DHTA的结构简式知,G的结构简式为,H的结构简式为。【解析】(1)对比A、B的结构简式,A→B为A与H2发生的加成反应(或还原反应)生成B。(2)根据分析,C的结构简式为CH3OOCCH2CH2COOH;(3)D的结构简式为CH3OOCCH2CH2COOCH3,D中官能团为酯基,D的化学名称为丁二酸二甲酯。(4)G的结构简式为,H的结构简式为,G→H的化学方程式为+4NaOH+2CH3OH+2H2O。(5)G的分子式为C10H10O6,G的同分异构体的红外光谱中存在C=O吸收峰、但没有O—H吸收峰,能与NaOH水溶液反应,反应液酸化后可与FeCl3溶液发生显色反应,G的同分异构体中含有、不含—OH,G的同分异构体的核磁共振氢谱有两组峰、且峰面积比为3∶2,则符合条件的G的同分异构体的结构简式为。(6)对比与、CH3I、的结构简式,结合题给已知,可由与在1)NaNH2、2)H+/H2O作用下合成得到;可由与CH3I发生取代反应制得;可由先发生氧化反应生成、再与CH3OH发生酯化反应制得,则合成路线为:。14.(2023·天津卷)二氧化碳的转化与综合利用是实现“碳达峰”“碳中和”战略的重要途径。近期,我国学者以电催化反应为关键步骤,用CO2作原料,实现了重要医药中间体——阿托酸的合成,其合成路线如下:(1)阿托酸所含官能团名称为碳碳双键、。(2)A→B的反应类型为。(3)A的含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体数目为,其中在核磁共振氢谱中呈现四组峰的结构简式为。(4)写出B→C反应方程式:。(5)C→D反应所需试剂及条件为。(6)在D→E反应中,用Mg作阳极、Pt作阴极进行电解,则CO2与D的反应在(填“阳极”或“阴极”)上进行。(7)下列关于E的叙述错误的是(填序号)。a.可发生聚合反应b.分子内9个碳原子共平面c.分子内含有1个手性碳原子d.可形成分子内氢键和分子间氢键(8)结合题干信息,完成以下合成路线:。(
)【答案】(1)羧基(2)加成反应(或还原反应)(3)4(4)+H2O(5)O2,△/催化剂(6)阴极(7)b(8)。【分析】(A)与氢气发生加成反应生成(B),在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成(C),对比和(D)的结构简式可知,到的转化发生的是氧化反应,的在1)CO2电催化、2)酸化条件下转化成(E),在1)KOH溶液、2)盐酸条件下转化成阿托酸。【解析】(1)阿托酸的结构简式为,其所含官能团的名称为碳碳双键、羧基;(2)A的结构简式为、B的结构简式为,与氢气发生加成反应生成,所以A→B的反应类型为加成反应或还原反应;(3)A的结构简式为,其符合题目要求的同分异构体为①一个侧链②两个侧链(甲基有邻、间、对三种位置),所以符合要求的同分异构体的数目为1+3=4,其中在核磁共振氢谱中呈现四组峰的结构简式为;(4)B的结构简式为、C的结构简式为,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成,B→C反应方程式为+H2O;(5)对比(C)和(D)的结构简式可知,到的转化发生的是氧化反应,所以C→D反应所需试剂为O2、条件为加热、催化剂;(6)D的结构简式为、E结构简式为,E比D多一个碳原子、两个氧原子和两个氢原子,E中碳元素化合价降低,D得电子生成E,即发生还原反应,所以在D→E反应中,用Mg作阳极、Pt作阴极进行电解,CO2与D的反应在阴极上进行;(7)E结构简式为:a.E中含有羧基和醇羟基,所以可以发生聚合反应,故a正确;b.苯环及直接连接苯环的碳原子共平面,连接羧基和苯环的碳原子为饱和碳原子,该碳原子采取sp3杂化,为四面体结构,由于单键可以旋转,所以分子中最少有7个碳原子共平面、最多有8个碳原子共平面,故b错误;c.分子中连接羧基和苯环的碳原子连了4个不同的原子或原子团,该碳原子为手性碳原子,分子中只有该碳原子为手性碳原子,故c正确;d.E分子中含有羧基和羟基,由于羧基和羟基间距小,所以该分子既可形成分子内氢键,又可以形成分子间氢键,故d正确;故答案为:b;(8)在浓硫酸作催化剂、加热条件下反应生成,,在1)CO2电催化、2)酸化条件下转化成,在浓硫酸、加热条件下生成,所以合成路线为,,。15.(2023·重庆卷)有机物K作为一种高性能发光材料,广泛用于有机电致发光器件(OLED)。K的一种合成路线如下所示,部分试剂及反应条件省略。
已知:
(和为烃基)(1)A中所含官能团名称为羟基和。(2)B的结构简式为。(3)C的化学名称为,生成D的反应类型为。(4)E的结构简式为。(5)G的同分异构体中,含有两个
的化合物有个(不考虑立体异构体),其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为的化合物为L,L与足量新制的反应的化学方程式为。(6)以和(
)为原料,利用上述合成路线中的相关试剂,合成另一种用于OLED的发光材料(分子式为)。制备的合成路线为(路线中原料和目标化合物用相应的字母J、N和M表示)。【答案】(1)碳碳双键(2)(3)苯胺取代反应(4)(5)10C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O(6)【分析】A和HBr发生取代反应生成B,B是
;B和C生成D,根据B的结构简式和C的分子式,由D逆推可知C是
;根据题目信息,由F逆推可知E是
。【解析】(1)根据A的结构简式,可知A中所含官能团名称为羟基和碳碳双键;(2)A和HBr发生取代反应生成B,B是
;(3)C是
,化学名称为苯胺;
和
反应生成D和HBr,生成D的反应类型为取代反应;(4)根据题目信息,由F逆推可知E是
;(5)G的同分异构体中,含有两个
的化合物有
、、、、、、
、
、,OHC-CH(CH2CH3)-CHO共10种,即G的同分异构体有10种,其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为的化合物为L,L是
,L与足量新制的反应的化学方程式为C(CH3)2(CHO)2+4Cu(OH)2+2NaOHC(CH3)2(COONa)2+2Cu2O+6H2O。(6)M分子中含有5个N和2个O,可知2分子J和1分子N反应生成M,合成路线为
。16.(2023·山东卷)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线,回答下列问题。已知:Ⅰ.R1NH2+OCNR2→Ⅱ.路线:(1)A的化学名称为_____(用系统命名法命名);的化学方程式为_____;D中含氧官能团的名称为_____;E的结构简式为_____。路线二:(2)H中有_____种化学环境的氢,①~④属于加成反应的是_____(填序号);J中原子的轨道杂化方式有_____种。【答案】(1)2,6-二氯甲苯
+2KF
+2KCl酰胺基(2)2②④3【分析】路线:根据流程及A的分子式为C7H6Cl2,可推出A的结构式为,A在氨气和氧气的作用下,生成了B(),B与KF反应,生成C(),根据题给信息,C与过氧化氢反应,生成D(),D和(COCl2)2反应生成E,E的分子式为C8H3F2NO2,推出E的结构式为,E与F()反应生成了氟铃脲(G)。路线二:根据流程及F的分子式可推出H的结构式,H与氢气反应生成I(),I与CF2=CF2反应生成F(),F与(COCl2)2反应生成J(),J与D()反应生成了氟铃脲(G)。【解析】(1)由分析可知,A为,系统命名为2,6-二氯甲苯,B与KF发生取代反应生成C,化学方程式为+2KF
+2KCl,D为,含氧官能团为酰胺基,根据分析,E为。(2)根据分析,H为,由结构特征可知,含有2种化学环境的氢,根据分析流程可知H→I为还原反应,I→F为加成反应,F→J为取代反应,J→G为加成反应,J为,苯环上的C原子采用sp2杂化,O=C=N中的C采用sp杂化,饱和碳采用sp3杂化,共3种,N原子的杂化方式为sp2、O原子杂化方式为sp2和sp3,所以J中原子的杂化方式有3种。17.(2023·湖南卷)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)。【答案】(1)(2)消去反应加成反应(3)碳碳双键醚键(4)(5)②>③>①(6
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