2024年高考化學第一輪單元練習題：第四單元　藥物合成的重要原料-鹵代烴、胺、酰胺

第四單元藥物合成的重要原料——鹵代烴、胺、酰胺【課標要求】1.認識鹵代烴的組成和結構特點、性質(zhì)、轉化關系及其在生產(chǎn)、生活中的重要應用。2.知道胺和酰胺的結構特點及其應用。3.認識同一分子中官能團之間存在相互影響。4.能基于官能團、化學鍵的特點與反應規(guī)律分析和推斷含有典型官能團的有機化合物的化學性質(zhì)。根據(jù)有關信息書寫相應的反應式。5.認識加成、取代、消去反應及氧化還原反應的特點和規(guī)律。了解有機反應類型和有機化合物組成結構特點的關系。一、鹵代烴1.概念(1)鹵代烴可看作是烴分子里的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物。通式可表示為R—X(其中R—表示烴基)。(2)官能團是碳鹵鍵。2.物理性質(zhì)3.化學性質(zhì)(1)取代反應在鹵代烴分子中，由于鹵素原子的電負性比碳原子的大，使C—X的電子對向鹵素原子偏移，進而使碳原子帶部分正電荷(δ＋)，鹵素原子帶部分負電荷(δ－)，這樣就形成一個極性較強的共價鍵：Cδ＋—Xδ－。因此，鹵代烴在化學反應中，C—X較易斷裂，使鹵素原子被其他原子或原子團所取代，生成負離子而離去。①反應條件：氫氧化鈉的水溶液、加熱。②C2H5Br在堿性條件下水解的化學方程式為C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))C2H5OH＋NaBr。(2)消去反應①概念：有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個或幾個小分子(如H2O、HX等)，而生成含不飽和鍵的化合物的反應。②鹵代烴消去反應條件：氫氧化鈉的醇溶液、加熱。③C2H5Br發(fā)生消去反應的化學方程式為CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O。4.鹵代烯烴的化學性質(zhì)鹵代烯烴的化學性質(zhì)與烯烴相似，能發(fā)生加成反應和加聚反應。如氯乙烯發(fā)生加聚反應：。5.鹵代烴的命名(1)鹵代烷烴命名以含有與鹵素原子連接的C原子在內(nèi)的最長碳鏈作為主鏈，鹵素原子與其他支鏈作為取代基，命名為“某烷”，命名規(guī)則同烷烴。如的名稱為2－乙基－1－氯戊烷。(2)鹵代烯(炔)烴命名選擇含有雙(三)鍵的最長碳鏈為主鏈，雙(三)鍵位次最小，鹵原子作為取代基，以烯烴(炔烴)為母體，命名為“某烯(炔)”。如的名稱是3－甲基－4－氯－1－丁烯。6.制備方法(1)取代反應，如：C2H5OH與HBr反應的化學方程式：C2H5OH＋HBreq\o(→,\s\up7(△))C2H5Br＋H2O。(2)不飽和烴的加成反應，如：丙烯與HBr反應的化學方程式：CH3—CH=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3—CHBr—CH3(或CH3—CH2—CH2Br)?！驹\斷1】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯誤的劃“×”)。(1)鹵代烴都是密度比水大、難溶于水的油狀液體(×)(2)溴乙烷水解反應和消去反應相比，其反應條件不同，所得產(chǎn)物不同，說明溶劑對化學反應有影響(√)(3)溴乙烷與NaOH醇溶液共熱的氣體產(chǎn)物可使酸性KMnO4溶液褪色，即可證明溴乙烷的消去反應產(chǎn)物含有乙烯(×)(4)鹵代烴發(fā)生消去反應的產(chǎn)物有2種(√)二、胺、酰胺1.胺(1)烴基取代氨分子中的氫原子而形成的化合物叫做胺，一般可寫作R—NH2。胺也可以看作是烴分子中的氫原子被氨基所替代得到的化合物。(2)結構簡式：甲胺CH3—NH2、苯胺。(3)胺類化合物具有堿性，如苯胺與鹽酸反應的化學方程式為。2.酰胺(1)酰胺是羧酸分子中羥基被氨基所替代得到的化合物。其結構一般表示，其中叫做酰胺基。(2)常見酰胺的的結構簡式：乙酰胺、苯甲酰胺、N，N－二甲基酰胺。(3)酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可以發(fā)生水解反應，反應方程式依次為RCONH2＋H2O＋HCleq\o(→,\s\up7(△))RCOOH＋NH4Cl、RCONH2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONa＋NH3↑?！驹\斷2】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯誤的劃“×”)。(1)氯硝柳胺是抗擊新冠肺炎的新藥，分子中含有4種官能團(√)(2)合成藥物胃復安與鹽酸反應生成鹽類物質(zhì)(√)(3)酰胺與胺屬于同類化合物，官能團均為—NH2(×)(4)一定條件下1mol與KOH溶液反應，最多消耗3mol的KOH(×)(5)苯胺()和酰胺()都能發(fā)生水解反應(×)三、有機合成設計1.有機物基團間的相互影響(1)苯酚中苯基對羥基的影響在苯酚分子中，苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子，促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離。(2)苯酚中羥基對苯基的影響①在苯酚分子中，羥基影響了與其相連的苯基上的氫原子，使鄰對位上的氫原子更活潑，更容易被其他原子或原子團取代。②苯和苯酚溴代反應的比較苯苯酚反應物液溴、苯濃溴水、苯酚反應條件催化劑不需催化劑被取代的氫原子數(shù)1個3個反應速率慢快2.有機合成中碳骨架的構建(1)鏈增長的反應：加聚反應、縮聚反應、酯化反應；炔烴和醛中的不飽和鍵與HCN發(fā)生加成反應生成含有氰基(—CN)的物質(zhì)，再經(jīng)水解生成羧酸，或經(jīng)催化加氫還原生成胺；羥醛縮合反應。如：①CH≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN),\s\do5(催化劑))CH2=CHCNeq\o(→,\s\up7(H2O，H＋),\s\do5(△))CH2=CHCOOH。②。③＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(催化劑))eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3—CH=CHCHO＋H2O(2)鏈縮短的反應：烷烴的裂化反應，酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應；烯烴、炔烴及芳香烴的側鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成碳鏈縮短的羧酸或酮。如：①eq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))＋RCOOH。②RC≡CHeq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))RCOOH③eq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))。(3)由鏈成環(huán)的方法①羥基酸酯化成環(huán)如eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))②狄爾斯—阿爾德反應如。3.有機合成中官能團的轉化(1)官能團的引入引入官能團引入方法鹵素原子①烴與鹵素單質(zhì)(X2)發(fā)生取代反應；②不飽和烴與X2或HX發(fā)生加成反應；③醇與HX發(fā)生取代反應羥基①烯烴與水發(fā)生加成反應；②鹵代烴堿性條件下發(fā)生水解；③醛或酮與H2發(fā)生加成反應；④酯的水解；⑤酚鈉鹽中滴加酸或通入CO2碳碳雙鍵或碳碳三鍵①某些醇或鹵代烴的消去；②炔烴與H2、X2(鹵素單質(zhì))或HX發(fā)生加成反應；③烷烴裂化醛基含—CH2OH結構的醇催化氧化羧基①醛被O2、銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液氧化；②酯在酸性條件下水解；③某些苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化(2)官能團的消除①通過加成反應消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))。②通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基。③通過加成或氧化反應等消除醛基。④通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。(3)官能團的保護①酚羥基的保護：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應，把—OH變?yōu)椤狾Na將其保護起來，待其他基團氧化后再酸化將其轉變?yōu)椤狾H。②碳碳雙鍵的保護：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應將其保護起來，待其他基團氧化后再利用消去反應轉變?yōu)樘继茧p鍵。(4)官能團轉化的順序：如在對硝基甲苯eq\o(→,\s\up7(合成))對氨基苯甲酸的過程中，應先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2，防止當KMnO4氧化—CH3時，—NH2(具有還原性)也被氧化?！疚⒕?】設計由→的合成路線。答案eq\o(→,\s\up7(Cl2/光照))eq\o(→,\s\up7(NaOH/乙醇),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(Br2/CCl4))eq\o(→,\s\up7(NaOH/水),\s\do5(△))考點一鹵代烴的性質(zhì)與應用【典例】鹵代烴R—CH2—CH2—X中存在的化學鍵如圖所示，則下列說法正確的是()A.發(fā)生水解反應時，被破壞的鍵是②B.發(fā)生消去反應時，被破壞的鍵是①和②C.發(fā)生水解反應時，被破壞的鍵是①和④D.發(fā)生消去反應時，被破壞的鍵是①和③答案D解析鹵代烴的水解反應實際上就是取代反應，反應中“—X”被“—OH”取代，生成醇，所以被破壞的鍵只有①，A錯誤；鹵代烴的消去反應是連接X的碳的相鄰碳原子的一個H和X一同被消去，破壞的鍵是①和③，D正確。?鹵代烴水解反應和消去反應的比較反應類型水解反應消去反應反應條件強堿的水溶液、加熱強堿的醇溶液、加熱斷鍵方式反應本質(zhì)和通式鹵代烴分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))R—CH2OH＋NaX相鄰的兩個碳原子間脫去小分子HX；＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))＋NaX＋H2O產(chǎn)物特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的不飽和化合物?消去反應的規(guī)律①兩類鹵代烴不能發(fā)生消去反應結構特點實例與鹵素原子相連的碳沒有鄰位碳原子CH3Cl與鹵素原子相連的碳有鄰位碳原子，但鄰位碳原子上無氫原子、②有兩種或三種鄰位碳原子，且碳原子上均帶有氫原子時，發(fā)生消去反應可生成不同的產(chǎn)物。例如的消去產(chǎn)物為CH2=CH—CH2—CH3或CH3—CH=CH—CH3。③型鹵代烴，發(fā)生消去反應可以生成R—C≡C—R。題組一鹵代烴的化學性質(zhì)1.(2021·十堰模擬)下列對1－氯丙烷和2－氯丙烷分別與NaOH的乙醇溶液共熱的反應描述正確的是()A.都是取代反應B.兩者產(chǎn)物不同C.碳氫鍵斷裂的位置相同D.兩者產(chǎn)物均能使溴水褪色答案D解析1－氯丙烷和2－氯丙烷分別與NaOH的乙醇溶液共熱均發(fā)生消去反應生成丙烯，斷裂C—H鍵的位置不同，產(chǎn)物相同，產(chǎn)物均含碳碳雙鍵，均能使溴水褪色。2.下列鹵代烴在KOH醇溶液中加熱不發(fā)生消去反應的是()③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2⑤⑥CH3ClA.①③⑥ B.②③⑤C.全部 D.②④答案A解析①消去反應發(fā)生后將會形成雙鍵，而氯苯中氯原子在支鏈上，相鄰的碳原子是苯環(huán)上的一部分，因此氯苯不能在KOH醇溶液中發(fā)生消去反應，符合題意；②氯原子所連碳原子的相鄰的碳上有氫原子，可以發(fā)生消去反應，生成(CH3)2C=CH2，不符合題意；③該有機物的結構簡式為，氯原子所連碳原子的相鄰的碳上無氫原子，因此該有機物不能發(fā)生消去反應，符合題意；④鹵素原子所連碳原子的相鄰的碳上有氫原子，可以發(fā)生消去反應，不符合題意；⑤鹵素原子所連碳原子的相鄰的碳上有氫原子，可以發(fā)生消去反應，不符合題意；⑥CH3Cl沒有鄰位碳原子，不符合發(fā)生消去反應的條件，符合題意。題組二鹵代烴中鹵素原子的檢驗3.要檢驗溴乙烷中的溴元素，正確的實驗方法是()A.加入氯水振蕩，觀察水層是否有紅棕色出現(xiàn)B.滴入AgNO3溶液，再加入稀鹽酸使溶液呈酸性，觀察有無淺黃色沉淀生成C.加入NaOH溶液共熱，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成D.滴入NaOH溶液共熱，冷卻后加入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成答案C解析A、B兩選項所加氯水和AgNO3溶液不能與溴乙烷反應；D項加NaOH溶液共熱，發(fā)生水解反應后溶液呈堿性，直接加AgNO3溶液會生成Ag2O沉淀而干擾實驗；C項用稀硝酸中和過量的堿，再加AgNO3溶液，若有淺黃色沉淀生成，則證明含有溴元素。4.下列關于甲、乙、丙、丁四種有機物說法正確的是()A.四種物質(zhì)中分別加入氯水，均有紅棕色液體生成B.四種物質(zhì)中加入NaOH溶液共熱，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成C.四種物質(zhì)中加入NaOH的醇溶液共熱，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成D.乙發(fā)生消去反應得到兩種烯烴答案B解析這四種有機物均不能與氯水反應，A項不正確；B項描述的是鹵代烴中鹵素原子的檢驗方法，操作正確，B項正確；甲、丙和丁均不能發(fā)生消去反應，C項不正確；乙發(fā)生消去反應只有一種產(chǎn)物，D項不正確。鹵代烴中鹵素原子檢驗的流程題組三鹵代烴在有機合成中的“橋梁”作用5.以2－氯丙烷為主要原料制取1，2－丙二醇[CH3CH(OH)CH2OH]時，依次經(jīng)過的反應類型為()A.加成反應→消去反應→取代反應B.消去反應→加成反應→取代反應C.消去反應→取代反應→加成反應D.取代反應→加成反應→消去反應答案B解析有機物的合成，常采用逆推法，要生成1，2－丙二醇，則需要通過1，2－二氯丙烷的水解反應，要生成1，2－二氯丙烷，則需要利用丙烯和氯氣的加成反應，而丙烯的生成，可利用2－氯丙烷的消去反應，所以依次經(jīng)過的反應類型為消去反應→加成反應→取代反應。6.以溴代芳香烴A為原料發(fā)生如圖轉化，下列說法中錯誤的是()A.合適的原料A可以有兩種B.轉化中發(fā)生消去反應的是②⑦C.C的名稱為苯乙烯D.轉化中發(fā)生取代反應的是①③⑥⑨答案D解析從A到C8H10的轉化過程中碳原子數(shù)不變，推斷出A分子中有8個碳原子。C的結構為，所以溴代芳香烴A的結構可能為或，A項正確；從反應條件中可以明顯看出，②、⑦發(fā)生的都是鹵代烴的消去反應，B項正確；C的結構為，從結構上可以看作是乙烯中的一個氫原子被苯基取代，可以稱之為苯乙烯，C項正確；①是鹵代烴的水解，③是酯化反應，⑥是鹵代烴的水解，三個反應均是取代反應，但⑨是催化加氫，是加成反應(或還原反應)，D項錯誤。鹵代烴在有機合成中的“五大作用”?引入羥基R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))ROH＋NaX?引入不飽和鍵?改變官能團的位置通過鹵代烴的消去反應獲得烯烴，再通過烯烴與HX在一定條件下的加成反應，又得到鹵代烴，但鹵素原子的位置發(fā)生了變化。如以1－溴丙烷為主要原料，制取2－溴丙烷的過程為：CH3CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH/乙醇/△))CH3CH2=CH3CHBrCH3?改變官能團的數(shù)目通過鹵代烴的消去反應獲得烯烴，再通過烯烴與X2的加成反應得到二鹵代烴(X為鹵素)。?進行官能團保護如烯烴中碳碳雙鍵的保護。考點二胺、酰胺的結構與性質(zhì)【題組訓練】1.目前我國自主研發(fā)的抗癌新藥西達本胺即將全球上市。西達本胺的結構簡式為。下列關于西達本胺的說法不正確的是()A.西達本胺的分子式為C22H19FN4O2B.西達本胺可以與氫氣發(fā)生加成反應C.西達本胺具有堿性，可與鹽酸發(fā)生反應D.1個西達本胺分子堿性條件下水解可得到3種芳香族化合物答案D解析西達本胺合有兩個苯環(huán)，所以1個西達本胺分子堿性條件下水解得不到3種芳香族化合物。因為西達本胺中含有碳碳雙鍵，所以可以與氫氣發(fā)生加成反應，同時含有氨基，所以具有堿性，能與酸反應。2.N－苯基苯甲酰胺()廣泛應用于藥物中，可由苯甲酸()與苯胺()反應制得，由于原料活性低，可采用硅膠催化、微波加熱的方式，微波直接作用于分子，促進活性部位斷裂。制得粗產(chǎn)品后經(jīng)過洗滌、重結晶等，最終得到精制的產(chǎn)品。已知：溶劑溶解性物質(zhì)水乙醇乙醚苯甲酸微溶易溶易溶苯胺易溶易溶易溶N－苯基苯甲酰胺不溶易溶于熱乙醇，冷卻后易結晶析出微溶下列說法不正確的是()A.反應時斷的鍵為C—O鍵和N—H鍵B.洗滌粗產(chǎn)品用水比用乙醚效果好C.產(chǎn)物可選用乙醇作為溶劑進行重結晶提純D.硅膠吸水，能使反應趨于進行完全答案B解析苯甲酸與苯胺反應生成N－苯基苯甲酰胺()和水，則反應時斷的鍵為C—O鍵和N—H鍵，A正確；苯甲酸、苯胺易溶于乙醚，而N－苯基苯甲酰胺微溶于乙醚，則與水相比，用乙醚洗滌粗產(chǎn)品除雜效果更好，B錯誤；產(chǎn)物易溶于熱乙醇，冷卻后易結晶析出，則產(chǎn)物可選用乙醇作為溶劑進行重結晶提純，C正確；硅膠吸水，可使平衡正向移動，能使反應趨于進行完全，D正確。氨、胺、酰胺的比較氨胺酰胺化學式或組成NH3R—NH2或R—NRR′(R和R′可以是氫原子或烴基)或(R和R′可以是氫原子或烴基)結構三角錐形具有氨基(或被取代的氨基)和R(烴基)的結構的組合具有或和R(烴基)的結構的組合化學性質(zhì)具有還原性和堿性具有堿性，可以和鹽酸、硝酸等酸性物質(zhì)反應，也可以發(fā)生取代反應酰胺化合物能夠發(fā)生水解反應，生成銨鹽或氨氣相互轉化氨氣和胺都具有堿性，都能與酸反應生成銨鹽，銨鹽和酰胺與堿溶液共熱都能產(chǎn)生氨氣考點三有機分子內(nèi)原子或原子團的相互影響【題組訓練】1.能說明苯環(huán)對羥基有影響，使羥基變得活潑的事實是()A.苯酚能和溴水迅速反應B.液態(tài)苯酚能和鈉反應放出H2C.室溫時苯酚不易溶于水D.苯酚的水溶液具有酸性答案D解析A項說明羥基使苯環(huán)上的氫原子更活潑；液態(tài)苯酚能與鈉反應放出H2，但乙醇也能與鈉反應放出H2，故B不能說明，C也不能說明；D項中，苯酚的水溶液具有酸性，說明苯酚分子中的—OH易電離，比醇羥基活潑，故D項可說明。2.有機物分子中的原子(團)之間會相互影響，導致相同的原子(團)表現(xiàn)不同的性質(zhì)。下列各項事實不能說明上述觀點的是()A.甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而甲基環(huán)己烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.乙烯能與溴水發(fā)生加成反應，而乙烷不能發(fā)生加成反應C.苯酚可以與NaOH反應，而乙醇不能與NaOH反應D.苯酚與溴水可直接反應，而苯與液溴反應則需要FeBr3作催化劑答案B解析甲苯中苯環(huán)對—CH3的影響，使—CH3可被KMnO4(H＋)氧化為—COOH，從而使KMnO4溶液褪色；乙烯能與溴水發(fā)生加成反應，是因為含碳碳雙鍵引起的；苯環(huán)對羥基產(chǎn)生影響，使羥基中氫原子更易電離，表現(xiàn)出弱酸性；苯酚中，羥基對苯環(huán)產(chǎn)生影響，使苯酚分子中羥基鄰、對位氫原子更活潑，更易被取代；B項符合題意。有機分子內(nèi)原子或原子團的相互影響?鏈烴基對其他官能團的影響甲苯的硝化反應產(chǎn)物是三硝基甲苯，而同樣的條件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。?苯基對其他基團的影響①水、醇、苯酚提供氫離子的能力強弱：R—OH＜H—OH＜C6H5—OH②烷烴和苯均不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高錳酸鉀溶液褪色。?羥基對其他官能團的影響①羥基對C—H鍵的影響：使和羥基碳相連的C—H鍵更不穩(wěn)定。②羥基對苯環(huán)的影響：使苯環(huán)羥基碳鄰、對位上的氫原子更易被取代。微專題30有機“微合成”【核心歸納】1.有機合成中碳鏈增長的主要方法(1)醛、酮與HCN的加成反應可使醛、酮增加1個碳原子，如(2)鹵代烴與炔鈉反應可使碳鏈增加2個或2個以上的碳原子。如：CH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr。(3)醛與醛之間的羥醛縮合反應實際上是醛與醛的加成反應，醛基鄰位碳原子上的氫原子(α—H)較活潑，能與另外一分子的醛基發(fā)生加成反應，如CH3CHO＋eq\o(→,\s\up7(催化劑))(4)鹵代烴與活潑金屬的反應：2R—Cl＋2Naeq\o(→,\s\up7(乙醚),\s\do5(△))R—R＋2NaCl(5)醛、酮與RMgX加成：2.有機合成路線設計的表示方法表達方式：合成路線圖Aeq\o(→,\s\up7(反應物),\s\do5(反應條件))Beq\o(→,\s\up7(反應物),\s\do5(反應條件))C……→D示例：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2))Br2—CH2—CH2—Breq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))HO—CH2—CH2—OH3.有機合成路線的設計方法(1)正推法。即從某種原料分子開始，對比目標分子與原料分子的結構(碳骨架及官能團)，對該原料分子進行碳骨架的構建和官能團的引入(或轉化)，從而設計出合理的合成路線。如以乙烯為原料合成乙酸乙酯，可采用正推法：(2)逆推法。即從目標分子著手，分析目標分子的結構，然后由目標分子逆推出原料分子，并進行合成路線的設計。如通過對苯甲酸苯甲酯()的結構分析可知，合成該有機化合物的是苯甲酸與苯甲醇，繼續(xù)逆推可得出原料分子為甲苯，如圖所示：設計合成路線時，要選擇反應步驟少，試劑成本低，操作簡單。毒性小，污染小，副產(chǎn)物少的路線，即[分類突破]類型一碳原子數(shù)和碳骨架結構不變的合成路線設計【典例1】設計由的合成路線(無機試劑任選)。答案解析與的碳原子數(shù)和碳骨架結構不變，可利用烴與Cl2光照下的取代反應，鹵代烴的消去和水解反應及烯烴的加成反應設計合成路線如下：碳原子數(shù)和碳骨架結構不變的有機合成路線設計，實質(zhì)是官能團之間的轉化，其合成的基本方法可概括為：一是先舍(官能團)后得(官能團)，即“舍得”；二是鹵代烴是有機合成的“橋梁”。即設計合成路線時要充分利用鹵代烴的水解和消去反應。【對點訓練1】設計用2－苯基乙醇為原料合成的合成路線(其他無機試劑任選)。答案解析2－苯基乙醇的結構簡式為，目標產(chǎn)物與已知物質(zhì)的碳原子數(shù)和碳骨架結構相同，因此設計合成路線只是將官能團進行改變，其合成路線為：類型二構成碳環(huán)的合成路線設計【典例2】已知：共軛二烯烴(含有兩個碳碳雙鍵，且兩個雙鍵被一個單鍵隔開的烯烴，如1，3－丁二烯)與含一個碳碳雙鍵的化合物在一定條件下可發(fā)生狄爾斯—阿爾德反應(Diels－Alderreaction)，得到環(huán)加成產(chǎn)物，構建了六元環(huán)狀碳骨架。例如：設計以和為原料制備的合成路線流程圖________________________________________________________________________________________________________________________________________(無機試劑和乙醇任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。答案解析對比與和的結構簡式并根據(jù)題給信息可知，需要由轉化為，官能團的變化由1個碳碳雙鍵變?yōu)?個碳碳雙鍵，聯(lián)想官能團之間的相互轉化，與Br2發(fā)生加成反應生成，在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應生成，與發(fā)生加成反應生成，與H2發(fā)生加成反應生成。合成路線流程圖為【對點訓練2】已知＋eq\o(→,\s\up7(催化劑))寫出用環(huán)戊烷和2－丁炔為原料制備化合物的合成路線_____________________________________________________________________________________________________________________________________(其他試劑任選)。答案解析根據(jù)已知，環(huán)戊烷需要先轉變成環(huán)戊烯，再與2－丁炔發(fā)生加成反應即可連接兩個碳環(huán)，再用Br2與碳環(huán)上雙鍵加成即可，即路線圖為：類型三碳骨架結構發(fā)生變化(主要是碳鏈增長)的合成路線設計【典例3】苯乙酸芐酯()是花香型香料，設計由苯甲醇為起始原料制備苯乙酸芐酯的合成路線___________________________________________________________________________________________________________________________________(無機試劑任選。)(已知ClCH2COONaeq\o(→,\s\up7(NaCN),\s\do5(②)))答案解析苯乙酸芐酯水解得到和苯甲醇，因此本題的關鍵是由苯甲醇合成苯乙酸，此合成過程中需增加一個碳原子，依據(jù)R—Cleq\o(→,\s\up7(NaCN))R—CN可實現(xiàn)這一目標要求，故合成路線設計為：【對點訓練3】已知：+(R1、R2為烴基或氫)。根據(jù)已有知識并結合相關信息，寫出以CH3CHO為原料制備CH3COCOCOOH的合成路線流程圖(無機試劑任用)____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案CH3CHOeq\o(→,\s\up7(稀NaOH),\s\do5(△))CH3CH=CHCHOeq\o(→,\s\up7([O]))CH3CH=CHCOOHeq\o(→,\s\up7(溴水))eq\o(→,\s\up7(①NaOH水溶液/△),\s\do5(②H＋))eq\o(→,\s\up7(Cu/O2),\s\do5(△))CH3COCOCOOH解析根據(jù)已有知識并結合相關信息，CH3CHO在稀氫氧化鈉溶液中加熱得到CH3CH=CHCHO，CH3CH=CHCHO氧化得到CH3CH=CHCOOH，CH3CH=CHCOOH與溴水發(fā)生加成反應生成CH3CHBrCHBrCOOH，CH3CHBrCHBrCOOH在氫氧化鈉的水溶液中加熱發(fā)生水解反應后酸化得到CH3CH(OH)CH(OH)COOH，CH3CH(OH)CH(OH)COOH在銅的催化加熱條件下與氧氣反應生成CH3COCOCOOH。類型四從題目的轉化關系中截取“片斷流程”設計合成路線【典例4】(2021·廣東卷節(jié)選)天然產(chǎn)物Ⅴ具有抗瘧活性，某研究小組以化合物Ⅰ為原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路線如下(部分反應條件省略，Ph表示—C6H5)：已知：根據(jù)上述信息，寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2CH2Cl為原料合成的路線(不需注明反應條件)___________________________________________________________________________________________________________________。答案解析由目標產(chǎn)物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一種原料(苯酚的同系物)為，合成時需要在苯環(huán)的碳原子上引入2個醚鍵。結合“已知”反應，在中引入第一個醚鍵，得到中間產(chǎn)物，引入第二個醚鍵，則可利用題給路線中反應④的原理，在催化劑作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路線為?！緦c訓練4】氧化白藜蘆醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反應合成W的一種方法：利用Heck反應，由苯和溴乙烷為原料制備，寫出合成路線：________________________________________________________________________________________________________________________________________(無機試劑任選)。答案解析合成路線的設計——逆推法：第一步：逆向分析。在分析的過程中，可充分參考題給反應關系，其分析過程如下圖所示：第二步：正向書寫。由上述分析，該合成路線可表示如下：1.(雙選)(2020·江蘇卷)化合物Z是合成某種抗結核候選藥物的重要中間體，可由下列反應制得。下列有關化合物X、Y和Z的說法正確的是()A.X分子中不含手性碳原子B.Y分子中的碳原子一定處于同一平面C.Z在濃硫酸催化下加熱可發(fā)生消去反應D.X、Z分別在過量NaOH溶液中加熱，均能生成丙三醇答案CD解析X分子中主鏈上第2個碳原子連接4個不同的原子或原子團，即該碳原子為手性碳原子，A項錯誤；Y分子中—CH3碳原子不一定和苯環(huán)上的碳原子共面，羰基上的碳原子一定和苯環(huán)共平面，即該分子中不一定所有碳原子都共面，B項錯誤；Z分子中與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上含有氫原子，因此Z可以在濃硫酸催化、加熱條件下發(fā)生消去反應，C項正確；X、Z在過量NaOH溶液中均能發(fā)生水解反應生成丙三醇，D項正確。2.(2021·天津卷)最理想的“原子經(jīng)濟性反應”是指反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物的反應。下列屬于最理想的“原子經(jīng)濟性反應”的是()A.用電石與水制備乙炔的反應B.用溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱制備乙烯的反應C.用苯酚稀溶液與飽和溴水制備2，4，6－三溴苯酚的反應D.用乙烯與氧氣在Ag催化下制備環(huán)氧乙烷()的反應答案D解析CaC2＋2H2O=Ca(OH)2＋C2H2↑，不是“原子經(jīng)濟性反應”，A項不符合題意；C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O，不是“原子經(jīng)濟性反應”，B項不符合題意；苯酚與飽和溴水的反應是取代反應，有副產(chǎn)物HBr生成，C項不符合題意，乙烯與O2生成環(huán)氧乙烷的反應為CH2=CH2＋eq\f(1,2)O2→，無副產(chǎn)物生成，屬于“原子經(jīng)濟性反應”，D項符合題意。3.(2020·江蘇卷)化合物F是合成某種抗腫瘤藥物的重要中間體，其合成路線如下：(1)A中的含氧官能團名稱為硝基、________和________。(2)B的結構簡式為________。(3)C→D的反應類型為________。(4)C的一種同分異構體同時滿足下列條件，寫出該同分異構體的結構簡式________。①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。②能發(fā)生水解反應，水解產(chǎn)物之一是α－氨基酸，另一產(chǎn)物分子中不同化學環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1且含苯環(huán)。(5)寫出以CH3CH2CHO和為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。答案(1)醛基(酚)羥基(2)(3)取代反應(4)(5)CH3CH2CHOeq\o(→,\s\up7(H2，催化劑，△),\s\do5(或NaBH4))CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(PBr2),\s\do5(或HBr，△))CH3CH2CH2Br解析(1)A中含氧官能團有—NO2、—CHO、—OH，名稱分別為硝基、醛基、(酚)羥基。(2)根據(jù)合成路線可知，B→C為醛基還原為羥基的反應，可推知B的結構簡式為。(3)根據(jù)C、D的結構簡式可知，C→D為C中—OH被—Br取代的反應，故反應類型為取代反應。(4)C的結構簡式為，①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，則該同分異構體中含有酚羥基；②能發(fā)生水解反應，水解產(chǎn)物之一是α－氨基酸，另一產(chǎn)物分子中不同化學環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1且含有苯環(huán)，則該同分異構體的水解產(chǎn)物分別為H2NCH2COOH、，故該同分異構體的結構簡式為。(5)運用逆合成分析法確定合成路線。由題述合成路線中E→F可知，可由被H2O2氧化得到，由題述合成路線中D→E可知，可由CH3CH2CH2Br與發(fā)生取代反應得到，由題述合成路線中C→D可知，CH3CH2CH2Br可由CH3CH2CH2OH與PBr3發(fā)生反應得到，CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO發(fā)生還原反應得到，故合成路線如下：CH3CH2CHOeq\o(→,\s\up7(H2，催化劑，△),\s\do5(或NaBH4))CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(PBr3),\s\do5(或HBr，△))CH3CH2CH2Br。1.(2021·沈陽質(zhì)監(jiān))阿比多爾是一種抗病毒藥(結構如圖所示)，主要用于治療A、B型流感病毒等引起的上呼吸道感染。下列關于阿比多爾的說法正確的是()A.氮原子的雜化方式為sp2B.1mol該有機物最多與3molNaOH反應C.苯環(huán)上的氫原子發(fā)生氯代時，一氯代物有6種D.其酸性條件下的水解產(chǎn)物，都可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色答案D解析由該有機物的結構簡式可知，氮原子周圍形成了3個σ鍵，且含有一個孤電子對，故其雜化方式為sp3，A項錯誤；由該有機物的結構簡式可知，1mol該有機物含有的1mol酚羥基可消耗1molNaOH，1mol酯基可消耗1molNaOH，1mol與苯環(huán)直接相連的溴原子能消耗2molNaOH，故1mol該有機物最多與4molNaOH反應，B項錯誤；根據(jù)等效氫原理可知，苯環(huán)有4種氫原子，如圖所示：，發(fā)生氯代時，一氯代物有4種，C項錯誤；根據(jù)該有機物的結構簡式可知，其在酸性條件下的水解產(chǎn)物為和CH3CH2OH，前者含有碳碳雙鍵和酚羥基，后者含有醇羥基，故都可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，D項正確。2.(2021·1月廣東適應性考試)具有止血功能。下列關于該有機物的說法正確的是()A.屬于芳香烴B.分子式為C8H11O2NC.可與NaOH溶液反應D.能發(fā)生加成反應，不能發(fā)生取代反應答案C解析A.烴是指只含C、H兩種元素的化合物，該物質(zhì)除了含C、H元素外還含N、O元素，故不是烴，故A錯誤；B.該物質(zhì)的分子式為C8H9O2N，故B錯誤；C.其結構簡式中含—COOH，可與NaOH反應，故C正確；D.該結構簡式中含苯環(huán)，可與H2加成，—COOH可與—OH發(fā)生酯化反應，—NH2可與—COOH發(fā)生取代反應生成肽鍵，故D錯誤。3.(2021·1月湖南適應性考試)辣椒素是辣椒的辣味來源，其結構簡式如下：下列有關辣椒素的說法錯誤的是()A.分子中含有18個碳原子B.分子中苯環(huán)上的一溴代物有3種C.能使溴水褪色D.分子中含有3種官能團答案D解析由結構簡式可知，分子中含有18個碳原子，故A不選；溴原子可以取代苯環(huán)上與酚羥基相鄰、相間碳原子上的氫原子，則分子中苯環(huán)上的一溴代物有3種，故B不選；該有機物中含有碳碳雙鍵，能與溴單質(zhì)發(fā)生加成反應，則能使溴水褪色，故C不選；該有機物含有酚羥基、醚鍵、肽鍵和碳碳雙鍵4種官能團，故D選。4.(2021·江蘇四校高三期末)某有機物的結構如圖所示，關于該有機物下列說法正確的是()A.分子中最多有12個原子共平面B.分子完全水解后所得有機物分子中手性碳原子數(shù)目為2個C.分子可以在NaOH醇溶液加熱條件下發(fā)生消去反應D.分子與足量NaOH溶液完全反應后生成的鈉鹽只有1種答案D解析與苯環(huán)碳原子直接相連的6個原子和苯環(huán)上的6個碳原子一定共平面，故該分子中至少12個原子共平面，A錯誤；該物質(zhì)完全水解后所得有機物為，其中只有與—NH2直接相連的碳原子為手性碳原子，即手性碳原子數(shù)目為1個，B錯誤；分子可以在濃硫酸，170℃加熱條件下發(fā)生消去反應，C錯誤；與足量NaOH溶液完全反應生成和Na2CO3，生成的鈉鹽只有1種，D正確。5.(2021·江蘇南京、鹽城二模)檢驗溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱生成的氣體中是否含有乙烯，裝置如圖1所示。下列說法不正確的是()A.裝置①的作用是除去乙醇B.裝置②的現(xiàn)象是高錳酸鉀酸性溶液紫色褪去C.將生成的氣體直接通入溴的四氯化碳溶液也可以達到實驗目的D.圖2所示NaBr晶胞中，每個Na＋周圍距離最近的Na＋數(shù)目為4個答案D解析A項，乙醇與水互溶，乙烯難溶于水，所以可以用水除去混有的乙醇，正確；B項，生成的氣體中含有乙烯，乙烯可以還原酸性高錳酸鉀溶液使其褪色，正確；C項，乙烯可以和溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應使其褪色，而揮發(fā)出的乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色，正確；D項，以體心鈉離子為例，距離最近的鈉離子棱心上，所以有12個，錯誤。6.(2021·江蘇揚州中學高三月考)化合物X是合成一種治療直腸癌和小細胞肺癌藥物的中間體，其結構簡式如圖所示，下列說法正確的是()A.化合物X分子中含有兩種官能團B.化合物X分子中所有碳原子可能共平面C.化合物X與氫氣加成后的分子中含有3個手性碳原子D.1mol化合物X最多能與5molNaOH反應答案A解析A項，該物質(zhì)含有酰胺基、酯基兩種官能團，正確；B項，該物質(zhì)中含有3個碳原子連接在同一飽和碳原子上的結構，根據(jù)甲基的結構可知不可能所有碳原子共面，錯誤；C項，X中只有苯環(huán)能與氫氣發(fā)生加成反應，加成后的產(chǎn)物為，只有“*”所標碳原子為手性碳原子，錯誤；D項，酯基水解生成的羧基、酰胺基水解生成的羧基都能和NaOH反應，則1molX最多能和3molNaOH反應，D錯誤。7.(2021·江蘇泰州高三期末調(diào)研)阿咖酚散是由以下三種單藥混合而成，下列有關敘述正確的是()A.咖啡因的分子式為C8H9N4O2B.對乙酰氨基酚極易溶于水C.乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚均能與NaHCO3溶液反應D.可用濃溴水區(qū)別乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚答案D解析A項，咖啡因的分子式為C8H10N4O2，A錯誤；B項，常溫下，苯酚在水中溶解度不大，對乙酰氨基酚中疏水基團更大，溶解度比苯酚還要小，錯誤；C項，乙酰水楊酸中含有羧基，羧酸的酸性強于碳酸，可以與NaHCO3溶液反應，而對乙酰氨基酚中的酚羥基酸性弱于碳酸，不能與NaHCO3溶液反應，錯誤；D項，乙酰水楊酸不能與濃溴水反應而對乙酰氨基酚含有酚羥基可以與濃溴水反應生成白色沉淀，正確。8.(2021·寧德模擬)4－溴甲基－1－環(huán)己烯的一種合成路線如下：下列說法正確的是()A.化合物W、X、Y、Z中均有一個手性碳原子B.①、②、③的反應類型依次為加成反應、還原反應和取代反應C.由化合物Z一步制備化合物Y的轉化條件是NaOH醇溶液，加熱D.化合物Y先經(jīng)酸性高錳酸鉀溶液氧化，再與乙醇在濃硫酸催化下酯化可制得化合物X答案B解析A.X、Y、Z連接支鏈的碳原子為手性碳原子，連接4個不同的原子或原子團，W中沒有手性碳原子，錯誤；B.由官能團的轉化可知1，3－丁二烯與丙烯酸乙酯發(fā)生加成反應生成X，X發(fā)生還原反應生成Y，Y發(fā)生取代反應生成Z，正確；C.由化合物Z一步制備化合物Y，應發(fā)生水解反應，應在氫氧化鈉的水溶液中進行，錯誤；D.Y中含有碳碳雙鍵，可被酸性高錳酸鉀溶液氧化，錯誤。9.某中間體M(2－甲基丙氨酸)的結構簡式如圖所示。下列有關M的說法不正確的是()A.分子式為C4H9NO2B.1molM與NaOH溶液反應，消耗1molNaOHC.分子中所有的碳原子不可能處于同一平面D.與M含有相同官能團的同分異構體有5種(不含本身，不考慮空間異構)答案D解析由結構簡式可知分子式為C4H9NO2，故A正確；分子中只有羧基會和氫氧化鈉反應，則1molM與NaOH溶液反應，消耗1molNaOH，故B正確；由分子結構簡式可知分子中所有的碳原子不可能處于同一平面，故C正確；與M含有相同官能團的同分異構體有α(或β或γ)－氨基丁酸、H2NCH2CH(CH3)COOH共4種(不含本身，不考慮空間異構)，故D錯誤。10.(2021·河北高考押題預測卷)工業(yè)合成環(huán)丁基甲酸的流程如圖。下列說法正確的是()A.a和b互為同系物B.a→b的反應類型為取代反應C.c分子中所有碳原子均可共面D.b的一氯代物有6種(不考慮立體異構)答案B解析根據(jù)a、b結構簡式可知a分子式是C7H12O4，b分子式是C10H16O4，二者不是相差CH2的整數(shù)倍，因此二者不是同系物，A錯誤；a與Br—CH2CH2CH2Cl在一定條件下發(fā)生取代反應生成b和HCl、HBr，故a→b的反應類型為取代反應，B正確；c分子中含有飽和碳原子，具有甲烷的四面體結構，因此c分子中所有碳原子不可能共平面，C錯誤；b物質(zhì)以中心碳原子為對稱軸，含有4種不同位置的H原子，因此其一氯代物有4種(不考慮立體異構)，D錯誤。11.(2021·海南卷)二甲雙酮是一種抗驚厥藥，以丙烯為起始原料的合成路線如下：回答問題：(1)A的名稱是________，A與金屬鈉反應的產(chǎn)物為________和________。(2)B的核磁共振氫譜有________組峰。(3)A→B、B→C的反應類型分別為________、________。(4)D中所含官能團名稱為________、________。(5)D→E的反應方程式為_____________________________________________________________________________________________________________。(6)設計以為原料合成烏頭酸()的路線(無機試劑任選)。已知：①R—Breq\o(→,\s\up7(NaCN))R—CN答案(1)2－丙醇或異丙醇(CH3)2CHONaH2(2)1(3)氧化反應加成反應(4)羥基羧基(5)(6)eq\o(→,\s\up7(O2/催化劑),\s\do5(△))H3CCOCH3eq\o(→,\s\up7(Br2))BrH2CCOCH2Breq\o(→,\s\up7(HCN))eq\o(→,\s\up7(NaCN))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(一定條件))解析本題可從兩邊向中間推導。根據(jù)A、C的結構簡式和A→B、B→C的反應條件可推出B的結構簡式為CH3COCH3，結合D和二甲雙酮的結構簡式和D→E的反應條件可推出E的結構簡式為。(1)A的名稱為2－丙醇；醇和金屬鈉反應生成醇鈉和氫氣，故A與Na反應的產(chǎn)物為(CH3)2CHONa、H2。(2)B為CH3COCH3，結構對稱，核磁共振氫譜有一組峰。(3)由綜合推斷可知，A→B為醇的氧化反應，B→C為加成反應。(5)D→E發(fā)生的是羧酸和醇的酯化反應。12.(2021·遼寧卷)中華裸蒴中含有一種具有殺菌活性的化合物J，其合成路線如下：已知：回答下列問題：(1)D中含氧官能團的名稱為________________；J的分子式為________________。(2)A的兩種同分異構體結構分別為(M)和(N)，其熔點M________N(填“高于”或“低于”)。(3)由A生成B的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________。(4)由B生成C的反應類型為__________________________________________。(5)G的結構簡式為______________________________________________________________________________________________________________。(6)F的同分異構體中，含有苯環(huán)、—NH2，且能發(fā)生銀鏡反應的有________種；其中核磁共振氫譜峰面積之比為2∶2∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式為______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)酯基、醚鍵C16H13NO3(2)高于(3)＋CH3OHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋H2O(4)取代反應(5)(6)17和解析(1)根據(jù)D的結構簡式可知其含氧官能團為酯基和醚鍵，由J的結構簡式可確定其分子式為C16H13NO3。(2)M的對稱性高，且M易形成分子間氫鍵，N易形成分子內(nèi)氫鍵，故M的熔點高于N。(4)結合B、C的結構簡式可知該反應為取代反應，生成C的同時生成HBr。(6)根據(jù)F的同分異構體能發(fā)生銀鏡反應，可知含有—CHO，又F的同分異構體中含苯環(huán)和—NH2，則苯環(huán)上可含1個支鏈：，有1種結構；可含2個支鏈：—CH2CHO和—NH2、—CH2NH2和—CHO，2個支鏈在苯環(huán)上均有鄰、間、對3種位置關系，故共有6種結構；可含3個支鏈：—NH2、—CHO和—CH3，三者在苯環(huán)上有10種位置關系，故符合條件的同分異構體共有17種。其中核磁共振氫譜峰面積之比為2∶2∶2∶2∶1的同分異構體的結構簡式是和。13.(2021·河北衡水一中高三第二次聯(lián)考)苯佐卡因是臨床常用的一種手術用藥，其結構簡式如圖所示。下列關于苯佐卡因的說法錯誤的是()A.其分子式為C9H11NO2B.分子中的C、N原子的雜化方式均相同C.分子中可能共平面的碳原子最多為9個D.其同分異構體中滿足硝基和苯環(huán)直接相連的共有22種(不考慮立體異構)答案B解析