備考2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第九章有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第7講有機(jī)合成推斷與路線設(shè)計(jì)

第7講有機(jī)合成推斷與路途設(shè)計(jì)1.[官能團(tuán)的衍變][2024貴陽摸底考試]小分子藥物高分子化是改進(jìn)現(xiàn)有藥物的重要方法之一，下圖是一種通過制備中間體M而對藥物進(jìn)行高分子化改進(jìn)的路途。已知：氣態(tài)烴A是石油裂解的產(chǎn)物，M（A）＝28g·mol－1。（1）B的結(jié)構(gòu)簡式是CH3CH2OH；E的名稱是苯甲醛。（2）D→E時(shí)，苯環(huán)側(cè)鏈上碳原子的雜化軌道類型由sp3變?yōu)閟p2。（3）F中含有的官能團(tuán)名稱是碳碳雙鍵、醛基。（4）寫出G→K的化學(xué)方程式＋HOCH2CH2OH濃硫酸△＋H2O。（5）將布洛芬嫁接到高分子基體M上（M→緩釋布洛芬）的反應(yīng)類型是取代反應(yīng)。（6）化合物F的同系物N比F的相對分子質(zhì)量大14，N的同分異構(gòu)體中同時(shí)滿意下列條件的共有18種（不考慮立體異構(gòu)）；其中核磁共振氫譜圖有六組吸取峰，且峰面積比為3∶2∶2∶1∶1∶1的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為（或）（任寫一種）。①含有碳碳雙鍵②與新制的Cu（OH）2懸濁液共熱生成紅色沉淀③苯環(huán)上有兩個(gè)取代基解析由已知信息知A為乙烯，乙烯與H2O發(fā)生加成反應(yīng)生成B，則B為CH3CH2OH；B催化氧化生成C，D催化氧化生成E，結(jié)合F的結(jié)構(gòu)簡式知，C為CH3CHO，E為；G和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成K，結(jié)合M的結(jié)構(gòu)簡式知，K為；由布洛芬的分子式和M、緩釋布洛芬的結(jié)構(gòu)簡式可推知布洛芬為。（2）苯甲醇側(cè)鏈上碳的雜化方式為sp3，苯甲醛側(cè)鏈上碳的雜化方式為sp2。（6）化合物F的同系物N比F的相對分子質(zhì)量大14，因此N的分子式為C10H10O，結(jié)合條件①②③知，滿意條件的結(jié)構(gòu)中苯環(huán)上可以連接①—CHO、—CHCHCH3，②—CHO、—CH2CHCH2，③—CHO、，④—CH2CHO、—CHCH2，⑤—CH3、—CHCHCHO，⑥—CH3、，每組取代基在苯環(huán)上都有鄰、間、對三種位置關(guān)系，因此共有18種。其中核磁共振氫譜圖有六組吸取峰，且峰面積比為3∶2∶2∶1∶1∶1的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為或。2.[碳骨架建構(gòu)][2024武漢部分學(xué)校調(diào)研]文拉法辛（化合物H）是一種用于治療各類抑郁癥的藥物，其合成路途如圖所示。回答下列問題：（1）A的化學(xué)名稱是苯酚。（2）D→E的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)。（3）F的結(jié)構(gòu)簡式為，官能團(tuán)名稱為醚鍵、羥基、氨基。（4）A與HCHO反應(yīng)生成線型結(jié)構(gòu)高分子的化學(xué)方程式為（n－1）H2O。（5）在D的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿意下列條件的共有13種。a.能使溴水褪色b.含有酰胺基c.含有苯環(huán)，不含其他環(huán)其中核磁共振氫譜有5組峰，且峰面積之比為2∶2∶2∶2∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為（或）（只寫一種）。解析（1）依據(jù)A的分子式及反應(yīng)A→B，可知A為，名稱為苯酚。（2）依據(jù)D、E的結(jié)構(gòu)簡式，可知D→E為和的加成反應(yīng)。（3）E的分子式為C15H19O2N，F(xiàn)比E多4個(gè)H，結(jié)合G的結(jié)構(gòu)簡式，可推知E→F為E中—CN與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成—CH2NH2，則F的結(jié)構(gòu)簡式為，官能團(tuán)有醚鍵、羥基、氨基。（4）結(jié)合酚醛樹脂的制備方法知，苯酚與甲醛先發(fā)生加成反應(yīng)生成，發(fā)生縮聚反應(yīng)得到線型高分子HOH。（5）D為，符合條件的同分異構(gòu)體中含有碳碳雙鍵、酰胺基、苯環(huán)，則苯環(huán)上可以連有1個(gè)取代基：—CHCHCONH2、—CHCHNHCHO、、、—CONH—CHCH2、—NHCO—CHCH2、，共7種；還可以連有2個(gè)取代基：①—CHCH2、—CONH2，②—CHCH2、—NHCHO，每組取代基在苯環(huán)上均有鄰、間、對三種位置關(guān)系，共6種，因此符合條件的同分異構(gòu)體共有13種；其中核磁共振氫譜有5組峰，且峰面積之比為2∶2∶2∶2∶1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為或。3.[2024長春質(zhì)檢]卡龍酸是一種醫(yī)藥中間體，主要用于蛋白酶抑制劑的合成。以下是卡龍酸的一種合成路途（部分試劑和條件省略，不考慮立體異構(gòu)）。（1）A中碳原子雜化方式為sp2、sp3。（2）反應(yīng)②所需的試劑和條件為濃硫酸，加熱。（3）D的化學(xué)名稱為2－甲基－1，3－丁二烯（或異戊二烯）。（4）反應(yīng)③的化學(xué)方程式為＋HCl，反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。（5）G中含有的官能團(tuán)名稱為羧基、酯基。（6）寫出滿意下列條件的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)②核磁共振氫譜顯示有3組峰，峰面積之比為3∶4∶1（7）以乙炔和乙醇為有機(jī)原料，合成的路途如下（反應(yīng)條件已略去，無機(jī)試劑任選），其中Y的結(jié)構(gòu)簡式為。解析A（）與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成B（），B與等物質(zhì)的量的氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成C（），C發(fā)生醇的消去反應(yīng)生成D（），D再與HCl發(fā)生1，4－加成反應(yīng)生成E（）。F（）被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成G（），G在堿性條件下發(fā)生酯的水解后酸化生成。（1）中甲基上碳原子形成4個(gè)單鍵，無孤電子對，雜化軌道數(shù)為4，雜化類型為sp3；羰基上碳原子形成1個(gè)雙鍵、2個(gè)單鍵，無孤電子對，雜化軌道數(shù)為3，雜化類型為sp2。（2）反應(yīng)②是C發(fā)生醇的消去反應(yīng)生成D，所需的試劑和條件是濃硫酸、加熱。（6）B為，其不飽和度為2，依據(jù)①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，知含有醛基，依據(jù)②核磁共振氫譜顯示有3組峰，峰面積之比為3∶4∶1，知含有3種類型氫原子，且個(gè)數(shù)比為3∶4∶1，則符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為。（7）原料中有乙炔，故依據(jù)A→B的反應(yīng)增長碳鏈，乙醇在銅或銀作催化劑的條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛，乙醛與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成，其中的碳碳三鍵與氫氣加成即可得到目標(biāo)產(chǎn)物，合成路途如下：C2H5OHCH3CHO，則X為CH3CHO，Y為。4.[2024廣東惠州一調(diào)]化合物M是一種治療抑郁癥和焦慮癥的藥物，某探討小組以化合物Ⅰ為原料合成化合物M的路途如下（部分反應(yīng)條件省略）：已知：?。瘛虻姆磻?yīng)的原子利用率為100％，且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色。ⅱ）。（1）化合物Ⅰ中含有的官能團(tuán)名稱是酚羥基，醚鍵。（2）化合物a的結(jié)構(gòu)簡式為。（3）下列說法正確的是AD（填標(biāo)號）。A.在水中的溶解度比化合物Ⅰ小B.1mol化合物Ⅰ與濃溴水反應(yīng)，最多可以消耗2molBr2C.化合物Ⅷ中含有2個(gè)手性碳原子D.Ⅲ→Ⅳ的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)（4）Ⅵ→Ⅶ的化學(xué)方程式為。（5）化合物Ⅷ有多種同分異構(gòu)體，同時(shí)符合下列條件的有12種，其中核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積之比為9∶2∶2的結(jié)構(gòu)簡式為。ⅰ）含有一個(gè)苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基；ⅱ）其中一個(gè)取代基為硝基。（6）依據(jù)上述信息，寫出以苯酚為原料合成水楊酸（鄰羥基苯甲酸）的路途。（可運(yùn)用本題中出現(xiàn)的有機(jī)試劑，無機(jī)試劑任選）解析Ⅰ→Ⅱ的反應(yīng)的原子利用率為100％，且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色，結(jié)合Ⅰ和Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡式可推出化合物a的結(jié)構(gòu)為，依據(jù)信息ⅱ和Ⅳ的結(jié)構(gòu)可推出Ⅲ為，Ⅲ與HCl發(fā)生取代反應(yīng)生成，Ⅳ與CH2CHCN發(fā)生加成、消去反應(yīng)后生成，Ⅴ在酸性條件下水解生成，Ⅵ與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，Ⅶ中羧基被氨基取代得到Ⅷ，Ⅷ經(jīng)過一系列變更生成M。（3）化合物Ⅰ中含有酚羥基，能與水分子形成分子間氫鍵，不能形成氫鍵，故在水中的溶解度比化合物Ⅰ小，A項(xiàng)正確；化合物Ⅰ與濃溴水反應(yīng)時(shí)，在酚羥基的鄰位和對位發(fā)生取代反應(yīng)，則1mol化合物Ⅰ與濃溴水反應(yīng)，最多可以消耗3molBr2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；手性碳原子是指連有四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子，化合物Ⅷ中含有1個(gè)手性碳原子，如圖中*所示，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由Ⅲ和Ⅳ的結(jié)構(gòu)可知，該反應(yīng)為取代反應(yīng)，D項(xiàng)正確。（5）化合物Ⅷ的同分異構(gòu)體含有一個(gè)苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，其中一個(gè)取代基為硝基，則另一個(gè)取代基為丁基，丁基有4種結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)與硝基能形成鄰、間、對三種位置關(guān)系，故共有12種符合條件的同分異構(gòu)體，其中核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積之比為9∶2∶2的結(jié)構(gòu)簡式為。5.[以胺、酰胺為基的有機(jī)合成][2024浙江名校聯(lián)考]索拉非尼在臨床上是一種新型的、多靶向性的治療腫瘤的口服藥，是多種激酶的抑制劑，它可抑制腫瘤細(xì)胞增殖。它的合成路途如下：已知：①R—NCO＋R'—NH2②R—NO2Fe/H+③DMF、THF、BuOH、CH2Cl2都是反應(yīng)中的溶劑④碳氟鍵在酸、堿性環(huán)境中均不易水解（1）化合物E的官能團(tuán)名稱是酚羥基、氨基。（2）化合物C的結(jié)構(gòu)簡式是。（3）下列說法正確的是CD（填標(biāo)號）。A.F→索拉非尼的反應(yīng)為取代反應(yīng)B.化合物D與苯甲醇互為同系物C.索拉非尼的分子式是C21H16ClF3N4O3D.A物質(zhì)既能溶于酸也能溶于堿（4）寫出索拉非尼在氫氧化鈉溶液中充分水解的化學(xué)方程式＋5NaOH＋＋Na2CO3＋NaCl＋CH3NH2＋H2O。（5）設(shè)計(jì)以D為原料合成E的路途（用流程圖表示，無機(jī)試劑任選）。（6）寫出同時(shí)符合下列條件的化合物C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式、、。①含有②1H－NMR譜檢測表明：分子中共有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子③該物質(zhì)和新制Cu（OH）2懸濁液在加熱條件下反應(yīng)有磚紅色沉淀生成解析（1）化合物E為，官能團(tuán)為—OH、—NH2，名稱為酚羥基、氨基。（2）由E、F的結(jié)構(gòu)簡式及C的分子式，知C為。（3）F→索拉非尼的反應(yīng)為加成反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；化合物D為苯酚，屬于酚類，苯甲醇屬于醇類，二者不互為同系物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由索拉非尼的結(jié)構(gòu)簡式知其分子式是C21H16ClF3N4O3，C項(xiàng)正確；A含有結(jié)構(gòu)，顯堿性，能與酸反應(yīng)，含有羧基，能與堿反應(yīng)，D項(xiàng)正確。（5）依據(jù)②知，E（）由在Fe/H＋條件下發(fā)生還原反應(yīng)得到，由和濃硝酸在濃硫酸作催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)得到，據(jù)此設(shè)計(jì)合成路途。（6）C的結(jié)構(gòu)簡式為，依據(jù)②③知其同分異構(gòu)體中共有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且含有醛基，結(jié)合①知符合條件的同分異構(gòu)體有、、。6.[官能團(tuán)的疼惜][2024安徽名校聯(lián)考改編]荊芥內(nèi)酯為中藥荊芥的活性成分，它可用作安眠藥、抗痙攣藥與驅(qū)蟲劑，其合成路徑如圖1所示。圖1已知：ⅰ.＋。ⅱ.＋。ⅲ.＋，R1～R10為烴基或氫原子。（1）A分子含有的官能團(tuán)是酮羰基、酯基。（2）B→C的過程中產(chǎn)生一種氣體，該轉(zhuǎn)化過程的化學(xué)方程式是＋2H2OH2O+催化劑，△＋CO2↑＋C2H5（3）下列有關(guān)E、F的說法正確的是ABD（填標(biāo)號）。A.核磁共振氫譜或紅外光譜均能區(qū)分E和FB.E和F都能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和還原反應(yīng)C.E存在含2個(gè)六元環(huán)的醛類同分異構(gòu)體D.F存在遇FeCl3溶液可發(fā)生顯色反應(yīng)的同分異構(gòu)體（4）由后續(xù)的反應(yīng)可知，F(xiàn)→G的②的目的是疼惜醇羥基，防止其被O3氧化。（5）H的結(jié)構(gòu)簡式為。（6）以香茅醛為原料合成荊芥內(nèi)酯的部分轉(zhuǎn)化過程如圖2所示，寫出中間產(chǎn)物L(fēng)、N的結(jié)構(gòu)簡式：、。圖2解析（1）由上述分析可知，A的結(jié)構(gòu)簡式為，官能團(tuán)為酮羰基、酯基。（2）由上述分析可知，B→C的過程中產(chǎn)生一種氣體，則該反應(yīng)為催化劑作用下在酸性溶液中與水共熱反應(yīng)生成、乙醇和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為＋2H2O＋CO2↑＋C2H5OH。（3）E、F的結(jié)構(gòu)簡式分別為、，二者分子中的氫原子類型和官能團(tuán)種類不完全相同，則用核磁共振氫譜或紅外光譜均能區(qū)分E和F，A項(xiàng)正確。E、F都含有甲基，都能發(fā)生取代反應(yīng)，E、F都含有酮羰基，都能發(fā)生加成反應(yīng)和還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確。E分子中碳原子個(gè)數(shù)為10，則E的含有2個(gè)六元環(huán)的同分異構(gòu)體不行能含有醛基，C項(xiàng)錯(cuò)誤。F的不飽和度為4，則F存在遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的酚類同分異構(gòu)體，D項(xiàng)正確。（4）由上述分析可知，F(xiàn)→G的反應(yīng)為與硼氫化鈉先發(fā)生還原反應(yīng)生成，與乙酸酐發(fā)生取代反應(yīng)生成，H→I的反應(yīng)為在氫氧化鈉水溶液中先發(fā)生水解反應(yīng)生成，與高碘酸發(fā)生已知信息ⅲ的反應(yīng)生成，則由后續(xù)的反應(yīng)可知，F(xiàn)→G的②的目的是疼惜醇羥基，防止其被O3氧化。（6）7.[苯環(huán)定位][2024江蘇無錫考試]匹伐他汀鈣（M）是一種用來降低膽固醇的新型他汀類藥物，因其運(yùn)用劑量小、耐受性好、平安性高被稱為“超級他汀類藥物（Superstatin）”，其合成路途如下：已知：苯環(huán)上原有的取代基對新進(jìn)入取代基與苯環(huán)相連的位置有顯著影響，—CH3是鄰、對位定位基團(tuán)，—COOH是間位定位基團(tuán)。（1）E的分子式為C13H10NOF，C→D的反應(yīng)類型為還原反應(yīng)。（2）A→B反應(yīng)的化學(xué)方程式為＋HNO3（濃）濃H2SO4△＋H2（3）不能將反應(yīng)1和反應(yīng)2依次顛倒的緣由為若先氧化甲基為羧基，羧基是間位定位基，硝化時(shí)硝基不能進(jìn)入羧基的鄰位。（4）G含有3個(gè)六元環(huán)，1molG轉(zhuǎn)化成H須要脫去2mol水，G的結(jié)構(gòu)簡式是。（5）酸性：CF3COOH大于CH3COOH（填“大于”或“小于”）。（6）若X的分子式比Q少2個(gè)C原子和4個(gè)H原子，則滿意以下條件的X有27種。ⅰ.無環(huán)狀結(jié)構(gòu)ⅱ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)ⅲ.能和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2其中，核磁共振氫譜顯示有4組峰，且峰面積之比為3∶3∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為。解析（4）G含有3個(gè)六元環(huán)，1molG轉(zhuǎn)化成H須要脫去2mol水，說明G中含有兩個(gè)羥基，再依據(jù)E、Q、H的結(jié)構(gòu)簡式可得到G的結(jié)構(gòu)簡式是。（5）電負(fù)性F＞H，—CF3吸電子實(shí)力大于—CH3，使得CF3COOH中O—H鍵極性增加，氫原子更簡潔脫離，故酸性：CF3COOH大于CH3COOH。（6）Q的分子式為C8H12O3，X的分子式比Q少2個(gè)C原子和4個(gè)H原子，則X的分子式為C6H8O3（不飽和度為3），能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明含有醛基，能和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2，說明含有羧基，無環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不飽和度為3，則還含有1個(gè)碳碳雙鍵，X可以看成是—CHO、—COOH取代烯烴C4H8中的2個(gè)氫原子，C4H8有CH3CH2CHCH2、CH3CHCHCH3、3種結(jié)構(gòu)，運(yùn)用定一移一法，用—CHO、—COOH分別取代3種烯烴中的2個(gè)H原子，分別有15種、7種、5種結(jié)構(gòu)，因此符合條件的X共有27種，其中核磁共振氫譜顯示有4組峰，且峰面積之比為3∶3∶