讲练测2019年高考化学三轮复习核心热点总动员专题15:有机合成与推断(含解析)
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1、有机合成与推断【名师精讲指南篇】【高考真题再现】1【2018 新课标 1 卷】化合物 W 可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:(1)A 的化学名称为_。(2)的反应类型是_。(3)反应所需试剂,条件分别为_。(4)G 的分子式为_。(5)W 中含氧官能团的名称是_。(6)写出与 E 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为11)_。(7)苯乙酸苄酯( )是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线_(无机试剂任选) 。【答案】 氯乙酸 取代反应 乙醇/浓硫酸、加热 C12H18O3 羟基、醚键 、【解析】分析:A 是氯乙酸与碳酸钠反
2、应生成氯乙酸钠,氯乙酸钠与 NaCN 发生取代反应生成 C,C 水解又引入 1 个羧基。D 与乙醇发生酯化反应生成 E,E 发生取代反应生成 F,在催化剂作用下 F 与氢气发生加成反应将酯基均转化为醇羟基,2 分子 G 发生羟基的脱水反应成环,据此解答。详解:(1)根据 A 的结构简式可知 A 是氯乙酸;(2)反应中氯原子被CN 取代,属于取代反应。(3)反应是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据 G 的键线式可知其分子式为 C12H18O3;(5)根据 W 的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基;(6)属于酯类,说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为 1
3、:1,说明氢原子分为两类,各是 6 个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为 或;(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为。点睛:本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的
4、问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。难点是设计合成路线图时有关信息隐含在题干中的流程图中,需要学生自行判断和灵活应用。2 【2018 新课标 2 卷】以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E 是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成 E 的过程如下:回答下列问题:(1)葡萄糖的分子式为_。(2)A 中含有的官能团的名称为_。(3)由 B 到 C 的反应类型为_。(4)C 的结构简式为_。(5)由 D 到 E 的反应方程式为_。
5、(6)F 是 B 的同分异构体,7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准状况) ,F 的可能结构共有_种(不考虑立体异构) ,其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 311 的结构简式为_。【答案】 C6H12O6 羟基 取代反应 9 【解析】分析:葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成 A,A 在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成 B,B 与乙酸发生酯化反应生成 C,根据 C 与 D 的分子式可知 C 生成 D 是 C 分子中另一个羟基与硝酸发生酯化反应,D 在氢氧化钠溶液中水解生成 E,据此解答。详解:(1)葡萄糖的分子式为 C6H12O
6、6。(2)葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成 A,因此 A 中含有的官能团的名称为羟基。(3)由 B 到 C 发生酯化反应,反应类型为取代反应。(4)根据 B 的结构简式可知 C 的结构简式为 。(5)由 D 到 E 是乙酸形成的酯基水解,反应方程式为。(6)F 是 B 的同分异构体,7.30 g 的 F 与足量饱和碳酸氢钠可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准状况) ,说明 F 分子中含有羧基,7.30 g F 的物质的量是 7.3g146g/mol0.05mol,二氧化碳是0.1mol,因此 F 分子中含有 2 个羧基,则 F 相当于是丁烷分子中的 2 个氢原子被羧基取代,如
7、果是正丁烷,根据定一移一可知有 6 种结构。如果是异丁烷,则有 3 种结构,所以可能的结构共有9 种(不考虑立体异构) ,即 、 、 、 、 、 、。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 311 的结构简式为。点睛:高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定,通常是以生产、生活的陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识,涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系,涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的识别和书写等知识的考查。它要求学生能够通过题给情境中适当迁移,运用所学知识分析、解决实际问题,这高考有机化学复习备考的方向。本题的难点是同分异
8、构体数目判断,同分异构体类型通常有:碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在空间异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目,本题就是采用这种方法。3 【2018 新课标 3 卷】近来有报道,碘代化合物 E 与化合物 H 在 Cr-Ni 催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物 Y,其合成路线如下:已知:回答下列问题: (1)A 的化学名称是_。(2)B 为单氯代烃,由 B 生成 C 的化学方程式为_。(3)由 A 生成 B、G 生成 H 的反应类型分别是_、_。(
9、4)D 的结构简式为_。(5)Y 中含氧官能团的名称为_。(6)E 与 F 在 Cr-Ni 催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为_。(7)X 与 D 互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X 的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为 332。写出 3 种符合上述条件的 X 的结构简式_。【答案】 丙炔 取代反应 加成反应 羟基、酯基 、 、 、 、【解析】分析:根据 A 的结构,第一步进行取代得到 B,再将 B 中的 Cl 取代为 CN,水解后酯化得到 D;根据题目反应得到 F 的结构,进而就可以推断出结果。详解:A 到 B 的反应是在光照下的取代,Cl 应该取代饱和碳上的
10、 H,所以 B 为 ;B 与 NaCN反应,根据 C 的分子式确定 B 到 C 是将 Cl 取代为 CN,所以 C 为 ;C 酸性水解应该得到 ,与乙醇酯化得到 D,所以 D 为 ,D 与 HI 加成得到 E。根据题目的已知反应,要求 F 中一定要有醛基,在根据 H 的结构得到 F 中有苯环,所以 F 一定为 ;F 与 CH3CHO 发生题目已知反应,得到 G,G 为;G 与氢气加成得到 H;H 与 E 发生偶联反应得到 Y。(1)A 的名称为丙炔。(2)B 为 ,C 为 ,所以方程式为:。(3)有上述分析 A 生成 B 的反应是取代反应,G 生成 H 的反应是加成反应。(4)D 为 。(5)
11、Y 中含氧官能团为羟基和酯基。(6)E 和 H 发生偶联反应可以得到 Y,将 H 换为 F 就是将苯直接与醛基相连,所以将 Y 中的苯环直接与羟基相连的碳连接即可,所以产物为 。(7)D 为 ,所以要求该同分异构体也有碳碳三键和酯基,同时根据峰面积比为 3:3:2,得到分子一定有两个甲基,另外一个是 CH2,所以三键一定在中间,也不会有甲酸酯的可能,所以分子有 6 种:点睛:本题的最后一问如何书写同分异构,应该熟练掌握分子中不同氢数的影响,一般来说,3 个或 3 的倍数的氢原子很有可能是甲基。2 个或 2 的倍数可以假设是不是几个 CH2的结构,这样可以加快构造有机物的速度。4 【2018 北
12、京卷】8羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8羟基喹啉的合成路线。已知:iii.同一个碳原子上连有 2 个羟基的分子不稳定。(1)按官能团分类,A 的类别是_。(2)AB 的化学方程式是_。(3)C 可能的结构简式是_。(4)CD 所需的试剂 a 是_。(5)DE 的化学方程式是_。(6)FG 的反应类型是_。(7)将下列 KL 的流程图补充完整:_(8)合成 8羟基喹啉时,L 发生了_(填“氧化 ”或“还原” )反应,反应时还生成了水,则 L 与 G 物质的量之比为_。【答案】 烯烃 CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl HOCH2C
13、HClCH2Cl ClCH2CH(OH)CH2Cl NaOH,H 2O HOCH2CH(OH)CH2OH CH2=CHCHO+2H2O 取代反应 氧化 31【解析】分析:A 的分子式为 C3H6,A 的不饱和度为 1,A 与 Cl2高温反应生成 B,B 与 HOCl 发生加成反应生成 C,C 的分子式为 C3H6OCl2,B 的分子式为 C3H5Cl,B 中含碳碳双键,AB 为取代反应,则 A 的结构简式为 CH3CH=CH2;根据 C、D 的分子式,CD 为氯原子的取代反应,结合题给已知 ii,C 中两个 Cl原子连接在两个不同的碳原子上,则 A 与 Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应
14、,B 的结构简式为 CH2=CHCH2Cl、C 的结构简式为 HOCH2CHClCH2Cl 或 ClCH2CH(OH)CH 2Cl、D 的结构简式为HOCH2CH(OH)CH 2OH;D 在浓硫酸、加热时消去 2 个“H 2O”生成 E;根据 FGJ 和 E+JK,结合F、G、J 的分子式以及 K 的结构简式,E+JK 为加成反应,则 E 的结构简式为 CH2=CHCHO,F 的结构简式为 、G 的结构简式为 、J 的结构简式为 ;K 的分子式为 C9H11NO2,L 的分子式为 C9H9NO,KL 的过程中脱去 1 个“H 2O”,结合 KL 的反应条件和题给已知 i,KL 先发生加成反应、
15、后发生消去反应,L 的结构简式为 。详解:A 的分子式为 C3H6,A 的不饱和度为 1,A 与 Cl2高温反应生成 B,B 与 HOCl 发生加成反应生成C,C 的分子式为 C3H6OCl2,B 的分子式为 C3H5Cl,B 中含碳碳双键,AB 为取代反应,则 A 的结构简式为 CH3CH=CH2;根据 C、D 的分子式,CD 为氯原子的取代反应,结合题给已知 ii,C 中两个 Cl 原子连接在两个不同的碳原子上,则 A 与 Cl2高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B 的结构简式为 CH2=CHCH2Cl、C 的结构简式为 HOCH2CHClCH2Cl 或 ClCH2CH(OH)CH 2C
16、l、D 的结构简式为 HOCH2CH(OH)CH 2OH;D 在浓硫酸、加热时消去 2 个“H 2O”生成 E;根据 FGJ 和 E+JK,结合 F、G、J 的分子式以及 K 的结构简式,E+JK 为加成反应,则 E 的结构简式为CH2=CHCHO,F 的结构简式为 、G 的结构简式为 、J 的结构简式为 ;K的分子式为 C9H11NO2,L 的分子式为 C9H9NO,KL 的过程中脱去 1 个“H 2O”,结合 KL 的反应条件和题给已知 i,KL 先发生加成反应、后发生消去反应,L 的结构简式为 。(1)A 的结构简式为 CH3CH=CH2,A 中官能团为碳碳双键,按官能团分类,A 的类别
17、是烯烃。(2)AB 为 CH3CH=CH2与 Cl2高温下的取代反应,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl。(3)B 与 HOCl 发生加成反应生成 C,由于 B 关于碳碳双键不对称,C 可能的结构简式为HOCH2CHClCH2Cl 或 ClCH2CH(OH)CH 2Cl。(4)CD 为氯原子的水解反应,CD 所需的试剂 a 是 NaOH、H 2O,即 NaOH 水溶液。(5)DE 为消去反应,反应的化学方程式为 HOCH2CH(OH)CH 2OH CH2=CHCHO+2H2O。(6)F 的结构简式为 、G 的结构简式为 ,FG 的反应类型为取代反应。(
18、7)K 的分子式为 C9H11NO2,L 的分子式为 C9H9NO,对比 K 和 L 的分子式,KL 的过程中脱去 1 个“H2O”,结合 KL 的反应条件和题给已知 i,K 先发生加成反应生成 , 发生消去反应生成 L,补充的流程图为: 。(8)根据流程 L+GJ+8-羟基喹啉+H 2O,即 + + +H2O,对比 L 和 8-羟基喹啉的结构简式,L 发生了去氢的氧化反应。根据原子守恒,反应过程中 L 与 G物质的量之比为 3:1。点睛:本题以 8-羟基喹啉的合成为载体,考查有机推断、有机物类别的判断、有机物结构简式和有机方程式的书写、有机反应类型的判断等。推断时主要依据分子式判断可能的反应
19、类型,结合所学有机物之间的相互转化和题给信息分析。5 【2018 天津卷】化合物 N 具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:(1)A 的系统命名为_,E 中官能团的名称为_。(2)AB 的反应类型为_,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法为_。(3)CD 的化学方程式为_。(4)C 的同分异构体 W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的 W 有_种,若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为_。(5)F 与 G 的关系为(填序号)_。a碳链异构 b官能团异构 c顺反异构 d位置异
20、构(6)M 的结构简式为_。(7)参照上述合成路线,以 为原料,采用如下方法制备医药中间体 。该路线中试剂与条件 1 为_,X 的结构简式为_;试剂与条件 2 为_,Y 的结构简式为_。【答案】1,6-己二醇 碳碳双键,酯基 取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)5c HBr, O2/Cu 或 Ag, 【解析】分析:本题实际没有什么需要推断的,题目中已经将每一步的物质都给出了,所以只需要按部就班的进行小题的逐一解答即可。详解:(1)A 为 6 个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有 1 个羟基,所以名称为 1,6-己二醇。明显 E 中含有碳碳双键和酯基两个官能团。(2)AB 的反应是将 A 中的一个羟
21、基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是 A、B 混合,B 比 A 少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到 A、B 的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。(3)CD 的反应为 C 与乙醇的酯化,所以化学方程式为。注意反应可逆。(4)C 的分子式为 C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与 2 mol NaOH 发生反应,其中 1mol 是溴原子反应的,另 1mol 只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个 O) ;所以得到该
22、同分异构体一定有甲酸酯(HCOO)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为CH 2OH 的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个CH 2OH 结构的醇,因此酯一定是 HCOOCH2的结构,Br 一定是CH 2Br 的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接 HCOOCH2有 2 种可能: ,每种可能上再连接CH 2Br,所以一共有 5 种: 。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是 。(5)F 为 ,G 为 ,所以两者的关系为顺反异构,选项 c 正确。(6)根据 G 的结构明显
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