题型突破(四) 有机合成与推断-2025版世纪金榜二轮化学收官专项辅导与训练

题型突破(四)有机合成与推断研真题·明考向1.(2024·湖北选择考·19节选)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:回答下列问题:(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为________________。

(2)C在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备______________(填标号)的原料。a.涤纶b.尼龙c.维纶d.有机玻璃(3)下列反应中不属于加成反应的有__________(填标号)。

a.A→Bb.B→Cc.E→F(4)写出C→D的化学方程式____________________________。

(5)已知(亚胺)。然而,E在室温下主要生成G,原因是__________________________________________。

(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是____________________________,

若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为_____________________________。

【解题指导】第一步分析合成路线由丙酮制备有机物F第二步明确反应类型根据有机反应类型特点,确定每步的反应类型第三步确定对应物质推测C6H10O3的结构:由C与C6H10O3发生反应生成D及D的结构分析;分析题干信息:逐一解答【解析】有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应生成有机物C,有机物C与C6H10O3发生反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推测,C6H10O3的结构为,有机物D发生两步连续的反应生成有机物E,有机物D中的氰基最终反应为—CH2NH2结构,最后有机物E发生取代反应生成有机物F和乙醇。(1)有机物A→B的反应中有HCN参加反应,HCN有毒,需要用碱液吸收,可用的吸收液为NaOH溶液等。(2)根据有机物C的结构,有机物C的名称为2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、异丁烯腈),该物质可以在酸性溶液中发生反应生成甲基丙烯酸,甲基丙烯酸与甲醇反应生成的甲基丙烯酸甲酯经加聚反应生成有机玻璃,答案为d。(3)有机物A反应生成有机物B的过程为加成反应,有机物B生成有机物C的反应为消去反应,有机物E生成有机物F的反应为取代反应,故答案为bc。(4)有机物C与发生加成反应生成有机物D,反应的化学方程式为+。(5)羰基与氨基发生反应生成亚胺(),亚胺不稳定,容易发生重排反应生成有机物G,有机物G在室温下具有更高的共轭结构,性质更稳定。(6)氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构,生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生;若不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其可能的流程为→→→→→,因此,有机物H的结构为。答案:(1)NaOH溶液(或其他碱液)(2)d(3)bc(4)+(5)亚胺不稳定,容易发生重排反应生成有机物G(6)氰基与氢气发生加成反应生成亚胺结构,生成的亚胺结构更易被还原成氨基,促进反应的发生2.(2024·湖南选择考·17)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);

①②③(5)化合物G→H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Cl2CHOCH3为原料合成的路线(HCN等无机试剂任选)。【解析】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的作用下可看作是苯环上的一个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。(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是推电子基团,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。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)建模板·塑思维1.根据题目中的“显性信息”设计合成路线当题中有已知信息时,有机合成路线的设计一般会用到已知信息中的反应,解题时首先要联系已知信息,对比官能团的变化,然后结合原料和目标产物的组成与结构,分析其他转化步骤,最后写出最佳合成路线。2.有机合成题的解题流程表达方式总体思路根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化设计关键信息及框图流程的运用常用方法正向合成法从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或官能团的转化),从而设计出合理的合成路线,其思维程序为基础原料⇨中间产物……⇨中间产物⇨目标有机物逆向合成法从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计,其思维程序为目标有机物⇨中间产物……⇨中间产物⇨基础原料正逆双向合成法采用正推和逆推相结合的方法,是解决合成路线题的最实用的方法,其思维程序为基础原料⇨中间产物……中间产物⇦目标有机物练模拟·提素养1.(2024·海口模拟)茅苍术醇F是一种有效的抗癌药物,其一种合成路线如图所示:已知:①CH2=CH—R1+CH3C≡C—R2(R1、R2可以是烃基或含氧基团);②R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH请回答下列问题:(1)C中含氧官能团的名称为__________;F的分子式为__________。

(2)B在酸性条件下发生水解反应生成CH3C≡CCOOH和(CH3)3COH。①按系统命名法,(CH3)3COH的名称为______________。

②写出实验室由CH3C≡CCOOH和(CH3)3COH反应生成B的化学方程式:________________________________________(注明反应条件)。

③CH2=CHCOOCH2CH3与CH3C≡CCOOCH3在膦催化剂作用下生成一种五元环状有机物,该有机物的结构简式为______________________。

(3)写出下列反应的反应类型:C→D__________、D→E__________。

(4)是合成各类药物的中间体,以1,3-丁二烯(C4H6)为原料,补全合成的路线:C4H6________________________→(无机试剂任选,反应条件无需写出,补写部分不超过四步)。【解析】根据A、C结构简式以及已知:①CH2=CH—R1+CH3C≡C—R2(R1、R2可以是烃基或含氧基团),可以得到B为CH3C≡CCOOC(CH3)3,C与氢气发生加成反应(或还原反应)生成D,同时根据E的结构简式,可知D是。(1)C中含氧官能团的名称为(酮)羰基、酯基;F的分子式为C15H26O;(2)①按系统命名法,(CH3)3COH的名称为2-甲基-2-丙醇;②CH3C≡CCOOH和(CH3)3COH发生酯化反应:CH3C≡CCOOH+(CH3)3COHCH3C≡CCOOC(CH3)3+H2O;③根据已知:①CH2=CH—R1+CH3C≡C—R2(R1、R2可以是烃基或含氧基团),可知CH2=CHCOOCH2CH3与CH3C≡CCOOCH3在膦催化剂作用下生成一种五元环状有机物,该有机物的结构简式为;(3)根据分析知C→D发生加成反应(或还原反应),根据已知②R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH,可知D→E发生取代反应;(4)1,3-丁二烯与氯气发生1,4-加成,再水解得到二元醇,先保护碳碳双键把羟基氧化为羧基,再消去反应得到碳碳双键。→→→。答案:(1)(酮)羰基、酯基C15H26O(2)①2-甲基-2-丙醇②CH3C≡CCOOH+(CH3)3COHCH3C≡CCOOC(CH3)3+H2O③(3)加成反应(或还原反应)取代反应(4)→→→2.化合物H是一种合成药物中间体,一种合成化合物H的人工合成路线如图所示:(1)A中官能团的名称为__________,B的化学名称为__________,H的分子式为________。

(2)B→C的过程经历两步反应,反应类型依次为加成反应、__________。

(3)C→D的化学方程式为_______________________。

(4)F与足量稀盐酸反应,所得生成物的结构简式为__________。

(5)E满足下列条件的同分异构体有__________种(不考虑立体异构)。

苯环上有两个对位的取代基,其中一个取代基为—CONH2。写出其中所有含有5种不同化学环境的氢原子的结构简式:______________________。

(6)写出和为原料制备的合成路线图(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)。【解析】与HCl在催化剂作用下加热发生加成反应生成的与发生加成、消去反应,生成,然后在NaOH溶液、加热条件下发生水解反应,生成,再在催化剂作用下发生催化氧化生成的在酸性条件下加热发生加成、消去反应,生成,再与Cl2在光照条件下发生取代反应生成的在NaOH溶液中加热,发生反应生成。(1)A为,官能团的名称为碳碳双键、醛基,B为,化学名称为3-氯丁醛,H为,分子式为C10H7NO。(2)B()与→C()的过程经历两步反应,先发生加成反应,再发生消去反应。(3)C→D发生水解反应,化学方程式为+NaOH+NaCl。(4)F()与足量稀盐酸反应,所得生成物的结构简式为Cl。(5)E为,满足下列条件:“苯环上有两个对位的取代基,其中一个取代基为—CONH2”的同分异构体分子中,苯环对位上的另一取代基可能为环丙基、—CH2CH=CH2、—CH=CHCH3、—C(CH3)=CH2,共有4种;其中含有5种不同化学环境的氢原子的结构简式:、。(6)依据题给流程图中后三步合成路线,和为原料制备时,先将氧化为CH3COCH3,再与发生加成、消去反应,生成,光照条件下与Cl2发生取代反应,生成,最后在碱性条件下发生反应,从而得到目标有机物。答案:(1)碳碳双键、醛基3-氯丁醛C10H7NO(2)消去反应(3)+NaOH+NaCl(4)Cl(5)4、(6)3.C2H2是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:回答下列问题:(1)B含有的官能团名称是________。

(2)①的反应类型是__________,⑦的反应类型是__________。

(3)C和D的结构简式分别为_______________、

____________。

(4)异戊二烯分子中最多有________个原子共平面。

(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体(填结构简式):________________________________________________。

(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线。【解析】由流程知A为HC≡CH,与乙酸发生加成反应生成B为CH2=CHOOCCH3,B含有碳碳双键,发生加聚反应生成的含有酯基,水解生成C为,由聚乙烯醇缩丁醛可知D为CH3CH2CH2CHO;HC≡CH与丙酮在KOH条件下反应生成的与H2发生加成反应生成,然后在Al2O3的作用下生成的异戊二烯发生加聚反应生成。(1)B为CH2=CHOOCCH3,含碳碳双键和酯基。(2)①为HC≡CH与乙酸发生加成反应生成B,⑦为在Al2O3的作用下发生消去反应生成异戊二烯。(3)C和D的结构简式分别为、CH3CH2CH2CHO。(4)异戊二烯结构简式为CH2=C(CH3)CH=CH2,分子中含有2个C=C键,与C=C键直接相连的原子在同一个平面上,甲基有1个H原子与C=C键也可能在同一个平面上,则共有11个原子共平面,如图所示:。