2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元5 第15章　第70講　有機(jī)合成與推斷綜合突破

第70講有機(jī)合成與推斷綜合突破[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.掌握烴及其衍生物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，基于官能團(tuán)的變化認(rèn)識(shí)其轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.分析合成路線圖中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化條件及部分有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，推斷未知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，掌握推斷未知有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的技巧。1．掌握典型有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及反應(yīng)類型2．官能團(tuán)、反應(yīng)類型的推斷(詳見第67講)3．近年高考熱點(diǎn)反應(yīng)信息舉例(1)成環(huán)反應(yīng)形成環(huán)烴，取代反應(yīng)成環(huán)醚，取代反應(yīng)雙烯合成六元環(huán)，加成反應(yīng)(2)苯環(huán)上引入碳鏈芳香烴的烷基化芳香烴的酰基化(3)還原反應(yīng)硝基還原為氨基酮羰基還原成羥基酯基還原成羥基(4)醛、酮與胺制備亞胺(5)胺生成酰胺的反應(yīng)②，取代反應(yīng)(6)鹵代烴跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaCN))CH3CH2CNeq\o(→,\s\up7(H＋，H2O))CH3CH2COOH(7)烯烴通過臭氧氧化，再經(jīng)過鋅與水處理得到醛或酮eq\o(→,\s\up7(①O3),\s\do5(②Zn/H2O))CH3CH2CHO＋(8)羥醛縮合1．(2023·全國(guó)甲卷，36)阿佐塞米(化合物L(fēng))是一種可用于治療心臟、肝臟和腎臟病引起的水腫的藥物。L的一種合成路線如下(部分試劑和條件略去)。已知：R—COOHeq\o(→,\s\up7(SOCl2))R—COCleq\o(→,\s\up7(NH3·H2O))R—CONH2回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱是________________________________________________________。(2)由A生成B的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。(3)反應(yīng)條件D應(yīng)選擇__________(填標(biāo)號(hào))。a．HNO3/H2SO4 b．Fe/HClc．NaOH/C2H5OH d．AgNO3/NH3(4)F中含氧官能團(tuán)的名稱是_______________________________________________。(5)H生成I的反應(yīng)類型為_________________________________________________。(6)化合物J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________________________________________________。(7)具有相同官能團(tuán)的B的芳香同分異構(gòu)體還有__________種(不考慮立體異構(gòu)，填標(biāo)號(hào))。a．10b．12c．14d．16其中，核磁共振氫譜顯示4組峰，且峰面積比為2∶2∶1∶1的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________________________________________。答案(1)鄰硝基甲苯(或2-硝基甲苯)(2)＋Cl2eq\o(→,\s\up7(FeCl3))＋HCl(3)b(4)羧基(5)消去反應(yīng)(6)(7)d解析(1)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，該有機(jī)物的化學(xué)名稱為鄰硝基甲苯或2-硝基甲苯。(3)有機(jī)物C到E的反應(yīng)為還原反應(yīng)，因此該反應(yīng)的反應(yīng)條件D應(yīng)為b。(5)有機(jī)物H的酰胺處發(fā)生消去反應(yīng)脫水得到氰基。(7)分子式為C7H6ClNO2且含有—Cl、—NO2兩種官能團(tuán)的芳香同分異構(gòu)體共有17種，分別為(有機(jī)物B)、、、、、、、、、、、、、、、、，除有機(jī)物B外，其同分異構(gòu)體的個(gè)數(shù)為16個(gè)。2．(2023·湖北，17)碳骨架的構(gòu)建是有機(jī)合成的重要任務(wù)之一。某同學(xué)從基礎(chǔ)化工原料乙烯出發(fā)，針對(duì)二酮H設(shè)計(jì)了如下合成路線：回答下列問題：(1)由A→B的反應(yīng)中，乙烯的碳碳________鍵斷裂(填“π”或“σ”)。(2)D的同分異構(gòu)體中，與其具有相同官能團(tuán)的有________種(不考慮對(duì)映異構(gòu))，其中核磁共振氫譜有三組峰，峰面積之比為9∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________________。(3)E與足量酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成的有機(jī)物的名稱為________、________。(4)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________________________________________。(5)已知：，H在堿性溶液中易發(fā)生分子內(nèi)縮合從而構(gòu)建雙環(huán)結(jié)構(gòu)，主要產(chǎn)物為I()和另一種α，β-不飽和酮J，J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________________________________。若經(jīng)此路線由H合成I，存在的問題有________________(填標(biāo)號(hào))。a．原子利用率低 b．產(chǎn)物難以分離c．反應(yīng)條件苛刻 d．嚴(yán)重污染環(huán)境答案(1)π(2)7(3)乙酸丙酮(4)(5)ab解析(2)D為()，分子式為C5H12O，含有羥基的同分異構(gòu)體分別為、、、、(D自身)、、、共8種，除去D自身，還有7種同分異構(gòu)體。(3)E為，酸性高錳酸鉀可以將雙鍵氧化斷開，生成和。(5)根據(jù)已知反應(yīng)特征可知，H在堿性溶液中易發(fā)生分子內(nèi)縮合從而構(gòu)建雙環(huán)結(jié)構(gòu)，主要產(chǎn)物為I()和J()。若經(jīng)此路線由H合成I，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩種不飽和酮，二者互溶，難以分離，導(dǎo)致原子利用率低。3．(2022·全國(guó)乙卷，36)左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一，以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應(yīng)條件已簡(jiǎn)化，忽略立體化學(xué))：已知：化合物F不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學(xué)名稱是__________。(2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________。(3)寫出由E生成F反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(4)E中含氧官能團(tuán)的名稱為__________。(5)由G生成H的反應(yīng)類型為__________。(6)I是一種有機(jī)物形成的鹽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________________________________。(7)在E的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為__________種。a．含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基；b．與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；c．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不能發(fā)生水解反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化，所得產(chǎn)物中，核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數(shù)量比為6∶3∶2∶1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________。答案(1)3-氯丙烯(2)(3)eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(甲苯))＋H2O(4)羥基、羧基(5)取代反應(yīng)(6)(7)10、解析(1)A屬于氯代烯烴，其化學(xué)名稱為3-氯丙烯。(3)D與30%Na2CO3反應(yīng)后再酸化生成E，E在濃硫酸、甲苯條件下反應(yīng)生成F，F(xiàn)不能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，F(xiàn)中不含羧基，F(xiàn)的分子式為C11H10O2，F(xiàn)在E的基礎(chǔ)上脫去1個(gè)H2O分子，說明E發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)生成F。(5)結(jié)合G、J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及H的分子式知，H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，G與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成H。(6)I的分子式為C8H4KNO2，I是一種有機(jī)物形成的鹽，再結(jié)合J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(7)由E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知其分子式為C11H12O3，不飽和度為6；E的同分異構(gòu)體與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2，結(jié)合分子式中O原子的個(gè)數(shù)，說明含1個(gè)羧基；能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、不能發(fā)生水解反應(yīng)說明還含1個(gè)醛基；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有3種位置；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有6種位置；若3個(gè)甲基在苯環(huán)上的位置為時(shí)，羧基、醛基在苯環(huán)上有1種位置；故符合題意的同分異構(gòu)體共有3＋6＋1＝10種。4．(2022·山東，19)支氣管擴(kuò)張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下：已知：Ⅰ.PhOH＋PhCH2Cleq\o(→,\s\up7(K2CO3))PhOCH2Pheq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))PhOHPh—＝Ⅱ.PhCOOC2H5＋eq\o(→,\s\up7(NaH))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Pheq\o(→,\s\up7(一定條件))eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))R1，R2＝烷基回答下列問題：(1)A→B反應(yīng)條件為__________；B中含氧官能團(tuán)有__________種。(2)B→C反應(yīng)類型為__________，該反應(yīng)的目的是__________。(3)D結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________；E→F的化學(xué)方程式為__________。(4)H的同分異構(gòu)體中，僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有__________種。(5)根據(jù)上述信息，寫出以4-羥基鄰苯二甲酸二乙酯為主要原料制備合成的路線。答案(1)濃硫酸，加熱2(2)取代反應(yīng)保護(hù)酚羥基(3)CH3COOC2H5＋Br2eq\o(→,\s\up7(CH3COOH))＋HBr(4)6(5)eq\o(→,\s\up7(PhCH2Cl),\s\do5(K2CO3))eq\o(→,\s\up7(CH3CH2COOC2H5),\s\do5(NaH))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))解析由C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，在濃硫酸作用下，(A)與乙醇共熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成(B)；在碳酸鉀作用下B與PhCH2Cl發(fā)生取代反應(yīng)生成C，C與CH3COOC2H5(D)發(fā)生信息Ⅱ反應(yīng)最終生成(E)；在乙酸作用下E與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成(F)；一定條件下F與(CH3)3CNHCH2Ph發(fā)生取代反應(yīng)生成(G)；G在Pd-C作催化劑作用下與氫氣反應(yīng)生成H。(4)由H的同分異構(gòu)體中僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環(huán)結(jié)構(gòu)可知，同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)可以視作、、分子中苯環(huán)上的氫原子被—NH2取代所得，所得結(jié)構(gòu)分別有1、3、2種，共有6種。(5)由題給信息可知，以4-羥基鄰苯二甲酸二乙酯制備的合成步驟為在碳酸鉀作用下與PhCH2Cl發(fā)生取代反應(yīng)生成，發(fā)生信息Ⅱ反應(yīng)生成，在Pd-C作催化劑作用下與氫氣反應(yīng)生成，合成路線見答案。根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行有機(jī)推斷思路

課時(shí)精練1．(2023·遼寧，19)加蘭他敏是一種天然生物堿，可作為阿爾茨海默癥的藥物，其中間體的合成路線如下。已知：①Bn為②＋R3NH2→(R1為烴基，R2、R3為烴基或H)回答下列問題：(1)A中與鹵代烴成醚活性高的羥基位于酯基的______________位(填“間”或“對(duì)”)。(2)C發(fā)生酸性水解，新產(chǎn)生的官能團(tuán)為羥基和______________(填名稱)。(3)用O2代替PCC完成D→E的轉(zhuǎn)化，化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________。(4)F的同分異構(gòu)體中，紅外光譜顯示有酚羥基、無N—H鍵的共有______________種。(5)H→I的反應(yīng)類型為______________。(6)某藥物中間體的合成路線如下(部分反應(yīng)條件已略去)，其中M和N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為______________和______________。答案(1)對(duì)(2)羧基(3)2＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu/Ag),\s\do5(△))2＋2H2O(4)3(5)取代反應(yīng)(6)解析(2)有機(jī)物C在酸性條件下發(fā)生水解，其含有的酯基發(fā)生水解生成羥基和羧基。(4)F的同分異構(gòu)體中不含有N—H，說明結(jié)構(gòu)中含有結(jié)構(gòu)，又因紅外光譜中顯示有酚羥基，說明結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和羥基，固定羥基的位置，有鄰、間、對(duì)三種情況，故有3種同分異構(gòu)體。(6)利用逆合成法分析，有機(jī)物N可以與NaBH4反應(yīng)生成最終產(chǎn)物，類似于題中有機(jī)物G與NaBH4反應(yīng)生成有機(jī)物H，故有機(jī)物N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，有機(jī)物M可以發(fā)生已知條件②所給的反應(yīng)生成有機(jī)物N，說明有機(jī)物M中含有C=O，結(jié)合反應(yīng)原料中含有羥基，說明原料發(fā)生反應(yīng)生成有機(jī)物M的反應(yīng)是羥基的催化氧化，有機(jī)物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。2．(2023·山東，19)根據(jù)殺蟲劑氟鈴脲(G)的兩條合成路線，回答下列問題。已知：Ⅰ.Ⅱ.eq\o(→,\s\up7(H2O2),\s\do5(OH－))路線一：A(C7H6Cl2)eq\o(→,\s\up7(NH3/O2),\s\do5(一定條件))B(C7H3Cl2N)eq\o(→,\s\up7(KF),\s\do5(催化劑))Ceq\o(→,\s\up7(H2O2),\s\do5(OH－))Deq\o(→,\s\up7(COCl22))E(C8H3F2NO2)eq\o(→,\s\up7(FC8H5Cl2F4NO),\s\do5(一定條件))G()(1)A的化學(xué)名稱為______________(用系統(tǒng)命名法命名)；B→C的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________；D中含氧官能團(tuán)的名稱為____________；E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。路線二：H(C6H3Cl2NO3)eq\o(→,\s\up10(H2),\s\do7(催化劑),\s\do20(①))Ieq\o(→,\s\up10(F2C=CF2),\s\do7(KOH、DMF),\s\do20(②))Feq\o(→,\s\up10((COCl2)2),\s\do7(C6H5CH3),\s\do20(③))Jeq\o(→,\s\up10(D),\s\do7(△),\s\do20(④))G(2)H中有________種化學(xué)環(huán)境的氫，①～④屬于加成反應(yīng)的是__________(填序號(hào))；J中碳原子的軌道雜化方式有____________種。答案(1)2,6-二氯甲苯＋2KFeq\o(→,\s\up7(催化劑))＋2KCl酰胺基(2)2②④3解析(1)A為，系統(tǒng)命名為2,6-二氯甲苯；B與KF發(fā)生取代反應(yīng)生成C，化學(xué)方程式為＋2KFeq\o(→,\s\up7(催化劑))＋2KCl；D為，含氧官能團(tuán)為酰胺基。(2)H為，由結(jié)構(gòu)特征可知，含有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫；I為，H→I為還原反應(yīng)，F(xiàn)為，I→F為加成反應(yīng)，F(xiàn)→J發(fā)生類似路線一中D→E反應(yīng)；J為，J→G為加成反應(yīng)；J中C原子的雜化方式有sp、sp2、sp3三種。3．(2023·湖南，18)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，一種合成該類化合物的路線如下(部分反應(yīng)條件已簡(jiǎn)化)：回答下列問題：(1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________________________________________。(2)從F轉(zhuǎn)化為G的過程中所涉及的反應(yīng)類型是__________________、__________________。(3)物質(zhì)G所含官能團(tuán)的名稱為__________________、__________________。(4)依據(jù)上述流程提供的信息，下列反應(yīng)產(chǎn)物J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________________。(5)下列物質(zhì)的酸性由大到小的順序是__________________(寫標(biāo)號(hào))。①②③(6)(呋喃)是一種重要的化工原料，其能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體中。除H2C=C=CH—CHO外，還有__________種。(7)甲苯與溴在FeBr3催化下發(fā)生反應(yīng)，會(huì)同時(shí)生成對(duì)溴甲苯和鄰溴甲苯，依據(jù)由C到D的反應(yīng)信息，設(shè)計(jì)以甲苯為原料選擇性合成鄰溴甲苯的路線(無機(jī)試劑任選)。答案(1)(2)消去反應(yīng)加成反應(yīng)(3)醚鍵碳碳雙鍵(4)(5)③>①>②(6)4(7)eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(FeBr3))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))解析(4)根據(jù)上述反應(yīng)流程分析，與呋喃反應(yīng)生成，繼續(xù)與HCl反應(yīng)生成有機(jī)物J()。(5)—CH3是推電子基團(tuán)，使磺酸基團(tuán)酸性減弱，—CF3是吸電子基團(tuán)，使磺酸基團(tuán)酸性增強(qiáng)。(6)呋喃是一種重要的化工原料，其同分異構(gòu)體中可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明其同分異構(gòu)體中含有醛基，這樣的同分異構(gòu)體共有4種，分別為CH3－C≡C－CHO、CH≡C－CH2－CHO、、。4．(2023·北京，17)化合物P是合成抗病毒藥物普拉那韋的原料，其合成路線如下。已知：(1)A中含有羧基，A→B的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)D中含有的官能團(tuán)是___________________________________________________。(3)關(guān)于D→E的反應(yīng)：①的羰基相鄰碳原子上的C—H鍵極性強(qiáng)，易斷裂，原因是__________________。②該條件下還可能生成一種副產(chǎn)物，與E互為同分異構(gòu)體。該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________________。(4)下列說法正確的是__________(填序號(hào))。a．F存在順反異構(gòu)體b．J和K互為同系物c．在加熱和Cu催化條件下，J不能被O2氧化(5)L分子中含有兩個(gè)六元環(huán)。L的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________________。(6)已知：，依據(jù)D→E的原理，L和M反應(yīng)得到了P。M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________________。答案(1)CH2BrCOOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH2BrCOOCH2CH3＋H2O(2)醛基(3)①羰基為強(qiáng)吸電子基團(tuán)，使得相鄰碳原子上的電子偏向羰基上的碳原子，使得相鄰碳原子上的C—H鍵極性增強(qiáng)②(4)ac(5)(6)解析(2)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，含有的官能團(tuán)為醛基。(3)②2-戊酮的羰基相鄰的兩個(gè)碳原子上均有C—H，均可以斷裂與苯甲醛的醛基發(fā)生加成反應(yīng)，如圖所示，1號(hào)碳原子上的C—H斷裂與苯甲醛的醛基加成得到E,3號(hào)碳原子上的C—H也可以斷裂與苯甲醛的醛基加成得到副產(chǎn)物。(4)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，存在順反異構(gòu)體，a項(xiàng)正確；J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，K中含有酮羰基，J中不含有酮羰基，二者不互為同系物，b項(xiàng)錯(cuò)誤；J中與羥基直接相連的碳原子上無H原子，在加熱和Cu催化條件下，J不能被O2氧化，c項(xiàng)正確。5．(2023·河北模擬預(yù)測(cè))有機(jī)物J是一種提高血液中白細(xì)胞含量的緩釋藥的成分，一種合成路線如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學(xué)名稱為________。A→B的反應(yīng)類型為________。(2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________。D中官能團(tuán)的名稱為________。(3)寫出反應(yīng)I→J