高考化學一輪復習課件綜合提能3有機推斷與合成

綜合提能(三)有機推斷與合成高考怎么考

高考考什么

提能點1有機合成推斷與路線設計

提能點2限定條件下有機化合物同分異構體書寫模型構建與素養(yǎng)提升題型特色分析高考怎么考1.[2023?遼寧卷]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”)。

對高考怎么考[解析]根據(jù)A和C的結構簡式及B的分子式可知,A與CH3I反應生成的B為,B與BnCl發(fā)生取代反應生成C,由E的結構簡式和D的分子式可知,C發(fā)生還原反應生成的D為

,D與PCC發(fā)生氧化反應生成E,根據(jù)E、H的結構簡式及F和G的分子式可知,E與F發(fā)生已知信息反應②生成G,高考怎么考G發(fā)生還原反應生成H,則G的結構簡式為

,同時也可得到F的結構簡式為,隨后H與HCOOCH2CH3發(fā)生取代反應生成有機物I和CH3CH2OH。由此分析解題。(1)由A與CH3I反應得到B可知,A與鹵代烴反應成醚時,優(yōu)先與酯基對位的羥基發(fā)生反應,即A中酯基對位的酚羥基成醚活性高,可以發(fā)生成醚反應。高考怎么考(2)C發(fā)生酸性水解,新產(chǎn)生的官能團為羥基和

(填名稱)。

(3)用O2代替PCC完成D→E的轉化,化學方程式為

。

羧基[解析]

(2)C在酸性條件下發(fā)生水解,其含有的酯基發(fā)生水解生成羧基和羥基。+2H2O[解析]

(3)D與O2發(fā)生催化氧化反應生成E和H2O,反應的化學方程式為+2H2O。高考怎么考(4)F的同分異構體中,紅外光譜顯示有酚羥基、無N—H鍵的共有

種。

(5)H→I的反應類型為

。

3

[解析]

(4)F的同分異構體中,紅外光譜顯示有酚羥基,說明結構中含有苯環(huán)和與苯環(huán)直接相連的羥基,不含有N—H鍵,由不飽和度可知結構中含有

,羥基和

有鄰、間、對3種情況,故有3種同分異構體。取代反應[解析](5)H與HCOOCH2CH3反應生成I時,H中的N—H鍵發(fā)生斷裂,N原子與HCOOCH2CH3中斷裂的醛基結合生成I,H原子與CH3CH2O—結合生成CH3CH2OH,故反應類型為取代反應。高考怎么考(6)某藥物中間體的合成路線如下(部分反應條件已略去),其中M和N的結構簡式分別為

和

。

[解析]

(6)根據(jù)題目中給的反應條件,利用逆合成法分析,N可以與NaBH4反應生成最終產(chǎn)物,類似于題中G與NaBH4反應生成H,使N=C加氫被還原,結合原料結構簡式,N的結構簡式為

,M可以發(fā)生已知信息反應②生成N,說明M中含有C=O,結合反應原料中含有羥基,說明原料發(fā)生反應生成M的反應是羥基的催化氧化,則M的結構簡式為

,M與CH3NH2發(fā)生反應生成N。高考怎么考2.[2022?湖北卷]化合物F是制備某種改善睡眠藥物的中間體,其合成路線如下:回答下列問題:(1)A→B的反應類型是

。

取代反應(或酯化反應)高考怎么考[解析]由A、B的結構及反應條件可知,A→B為酯化反應,B和CH3I在有機強堿作用下生成C,結合C的分子式以及D的結構簡式可得出C的結構簡式為,C與H2C=CHCH2Br發(fā)生取代反應生成D,高考怎么考E結構中存在環(huán)狀酯結構,采用逆推的方式可得到

,存在羧基和醇羥基,再結合兩種官能團的位置及支鏈中碳原子的個數(shù)可知,D中酯基先被還原成醇羥基

,碳碳雙鍵再被氧化成羧基

,然后發(fā)生酯化反應生成E,E與Pd配合物在堿的催化下反應生成F。高考怎么考回答下列問題:(1)A→B的反應類型是

。

(2)化合物B核磁共振氫譜的吸收峰有

組。

取代反應(或酯化反應)[解析](1)由分析可知,A→B為酯化反應,也屬于取代反應。

5

[解析]

(2)核磁共振氫譜的吸收峰數(shù)目等于有機化合物中氫原子的種類數(shù),即有多少種化學環(huán)境不同的氫原子,由B的結構簡式可知,B中有5種氫原子,所以核磁共振氫譜有5組吸收峰。高考怎么考(3)化合物C的結構簡式為

。

(4)D→E的過程中,被還原的官能團是

,

被氧化的官能團是

。

[解析]

(3)由上述分析可知C的結構簡式為

。酯基碳碳雙鍵[解析]

(4)由上述分析可知,D中碳碳雙鍵被氧化,酯基被還原。高考怎么考(5)若只考慮氟的位置異構,則化合物F的同分異構體有

種。

(6)已知A→D、D→E和E→F的產(chǎn)率分別為70%、82%和80%,則A→F的總產(chǎn)率為

。

[解析]

(5)只考慮氟的位置異構,F中氟原子沒取代之前有6種類型氫原子,如圖:,取代后有6種氟代物,除去F本身,應為5種同分異構體。5

45.92%[解析]

(6)A→F的過程中,A→D、D→E和E→F的產(chǎn)率分別為70%、82%和80%,則A→F的產(chǎn)率為70%×82%×80%=45.92%。高考怎么考(7)Pd配合物可催化E→F轉化中C—Br鍵斷裂,也能催化反應①:反應①:+為探究有機小分子催化反應①的可能性,甲、乙兩個研究小組分別合成了有機小分子S-1(結構如圖所示)。在合成S-1的過程中,甲組使用了Pd催化劑,并在純化過程中用沉淀劑除Pd;乙組未使用金屬催化劑。研究結果顯示,只有甲組得到的產(chǎn)品能催化反應①。根據(jù)上述信息,甲、乙兩組合成的S-1產(chǎn)品催化性能出現(xiàn)差異的原因是

。

甲組使用的Pd催化劑未完全除盡,與S-1形成的Pd配合物繼續(xù)催化反應①高考怎么考[解析]

(7)甲乙兩組合成的小分子催化劑結構相同,但只有使用了Pd催化劑的甲組才能催化反應①,而乙組不能催化反應①,說明有機小分子S-1不是反應①的催化劑,根據(jù)已知條件,Pd配合物也能催化反應①,可推測,金屬Pd在催化甲組合成S-1后,并沒有完全除盡,有殘留,與S-1形成的Pd配合物繼續(xù)催化反應①。必備知識提能點1

有機合成推斷與路線設計高考考什么一、有機合成推斷1.思維模型必備知識高考考什么2.“三看”——突破有機物間的轉化(1)看碳鏈結構變化:根據(jù)已知物質的結構簡式,確定反應前后碳鏈的增減、形狀的變化(如碳鏈變成了碳環(huán)),確定反應過程。(2)看官能團變化:如果反應中已經(jīng)給出了部分物質的結構簡式,可對比這些物質的結構簡式,確定未知物質的結構和反應過程。(3)看反應條件:觀察反應過程的條件,可推斷物質變化過程中可能發(fā)生的反應和反應類型。[微點撥1]合成中“繞圈子”是為了保護官能團。在有機合成中,對于一些多官能團化合物中的某些官能團,到下一步反應時會受到影響的,需要進行保護。必備知識高考考什么二、有機合成路線設計1.思維建模(1)逆合成法分析思路:(2)設計合成路線:從流程中找到與目標產(chǎn)物具有相似結構的物質,根據(jù)題中信息,靈活遷移,做到“變化之處模仿,不變之處保留”。必備知識高考考什么2.設計步驟[微點撥2]在寫有機合成流程時,所需條件切忌越位和自由發(fā)揮,必須來自已知信息或題干流程中給予的信息,并忠實填寫。信息優(yōu)先,所學原理次之。1.[2022?全國甲卷節(jié)選]用N-雜環(huán)卡賓堿(NHCbase)作為催化劑,可合成多環(huán)化合物。下面是一種多環(huán)化合物H的合成路線(無需考慮部分中間體的立體化學)。對點突破高考考什么→對點突破高考考什么[解析]由合成路線可知,A的分子式為C7H8O,在Cu作催化劑的條件下發(fā)生催化氧化生成B,B的結構簡式為,則A為

,B與CH3CHO發(fā)生加成反應生成,再發(fā)生消去反應生成C,C的結構簡式為

,C與Br2/CCl4發(fā)生加成反應得到

,

再在堿性條件下發(fā)生消去反應生成D,D為;對點突破高考考什么B與E在強堿性環(huán)境下還原得到F,E的分子式為C5H6O2,F的結構簡式為

,可推知E為

,F與

生成G,G與D反應生成H?！卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學名稱為

。

(2)反應②涉及兩步反應,已知第一步反應類型為加成反應,第二步的反應類型為

。

(3)寫出C與Br2/CCl4反應產(chǎn)物的結構簡式:

。

對點突破高考考什么苯甲醇[解析]

(1)由分析可知,A的結構簡式為,其化學名稱為苯甲醇。消去反應[解析]

(2)由B、C的結構簡式,結合反應條件,可知B()先與CH3CHO發(fā)生碳氧雙鍵的加成反應生成,再發(fā)生消去反應生成C(),故第二步的反應類型為消去反應。[解析]

(3)根據(jù)分析可知,C與Br2/CCl4發(fā)生加成反應得到

。(4)E的結構簡式為

。

(5)H中含氧官能團的名稱是

。

對點突破高考考什么[解析]

(4)由分析可知,E的結構簡式為

。硝基、酯基和羰基[解析](5)由H的結構簡式可知其分子中含有的含氧官能團為硝基、酯基和羰基。(6)如果要合成H的類似物H'(),參照上述合成路線,寫出相應的D'和G'的結構簡式:

、

。H'分子中有

個手性碳(碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳)。對點突破高考考什么[解析]

(6)G與D生成H的反應中,D中碳碳雙鍵斷裂與G中—CH2—NO2和C=O的C成環(huán),且C=O的O與—CHO相連也成環(huán),從而得到H和HBr,可推知,若要合成H

‘(),相應的D'為

,G'為

。手性碳原子為連有4個不同原子或基團的飽和碳原子,則H'的手性碳原子用*標記為

,共5個。

5→2.[2021?河北卷節(jié)選]丁苯酞(NBP)是我國擁有完全自主知識產(chǎn)權的化學藥物,臨床上用于治療缺血性腦卒中等疾病。ZJM-289是一種NBP開環(huán)體(HPBA)衍生物,在體內外可經(jīng)酶促或化學轉變成NBP和其他活性成分,其合成路線如下:對點突破高考考什么已知信息:回答下列問題:(1)A的化學名稱為

。

對點突破高考考什么[解析]

(1)A的分子式為C8H10,不飽和度為4,說明取代基上不含不飽和鍵,A與O2在V2O5作催化劑并加熱條件下生成

,由此可知A的結構簡式為,其名稱為鄰二甲苯。鄰二甲苯(2)E→F中步驟1)的化學方程式為______________________________________________________________。

對點突破高考考什么[解析]

(2)E→F中步驟1)為

與NaOH水溶液反應,

中酯基、羧基能與NaOH反應,反應方程式為

。(3)G→H的反應類型為

。若以NaNO3代替AgNO3,則該反應難以進行,AgNO3對該反應的促進作用主要是因為________________________________________________________________。

對點突破高考考什么[解析]

(3)觀察流程可知,G→H的反應為

中Br原子被AgNO3中—O—NO2取代生成

和AgBr,反應類型為取代反應;若以NaNO3代替AgNO3,則該反應難以進行,其原因是NaNO3反應生成的NaBr易溶于水,而AgNO3反應生成的AgBr難溶于水,使平衡正向移動促進反應進行。取代反應

與AgNO3反應生成的AgBr難溶于水,使平衡正向移動,促進反應進行(4)HPBA的結構簡式為

。通常酯化反應需在酸催化、加熱條件下進行,對比HPBA和NBP的結構,說明常溫下HPBA不穩(wěn)定、易轉化為NBP的主要原因:

。

對點突破高考考什么[解析]

(4)NBP()中酯基在堿性條件下發(fā)生水解反應生成

,

經(jīng)過酸化后生成HPBA();

結構中含有羥基和羧基,自身可以發(fā)生酯化反應生成五元環(huán)內酯

。HPBA結構中含有羧基和羥基,自身可以發(fā)生酯化反應形成穩(wěn)定的五元環(huán)內酯結構(5)W是合成某種抗瘧疾藥物的中間體類似物。設計由2,4-二氯甲苯()和對三氟甲基苯乙酸()制備W的合成路線。(無機試劑和四個碳以下的有機試劑任選)對點突破高考考什么[解析]

(5)由

和

制備

可通過題干已知信息而得,因此需要先合成

,

可通過

的甲基氯代后水解再催化氧化而得。[答案]必備知識提能點2

限定條件下有機化合物同分異構體書寫高考考什么1.限定條件的同分異構體的書寫思路必備知識高考考什么2.限定條件與結構的關系1.(1)[2021?湖北卷節(jié)選]B()的同分異構體中能同時滿足以下三個條件的有

種(不考慮立體異構)。

①屬于A()的同系物;②苯環(huán)上有4個取代基;③苯環(huán)上一氯代物只有一種。對點突破高考考什么10

[解析](1)B的結構簡式為

,A的結構簡式為

。根據(jù)①屬于A的同系物,知含有3個酚羥基、1個羧基;根據(jù)②苯環(huán)上有4個取代基,知4個取代基分別為—OH、—OH、—OH、—C3H6COOH;根據(jù)③苯環(huán)上一氯代物只有1種,知該同分異構體為

或

,又因為取代基—C3H6COOH有5種,所以滿足條件的同分異構體有10種。(2)[2022?遼寧卷節(jié)選]化合物I(C10H14O)的同分異構體滿足以下條件的有

種(不考慮立體異構);

ⅰ.含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰其中,苯環(huán)側鏈上有3種不同化學環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1的結構簡式為

(任寫一種)。

對點突破高考考什么12

[解析](2)化合物I的分子式為C10H14O,計算可得不飽和度為4?；衔颕的同分異構體分子中含有苯環(huán),則其余C原子均為飽和碳原子;又由紅外光譜無醚鍵吸收峰,可得苯環(huán)上的取代基中含1個羥基;分子中苯環(huán)上只含有1個取代基,則該取代基的結構為

、

、

、

(1、2、3、4均表示羥基的連接位),即滿足條件的化合物I的同分異構體共有12種。(2)[2022?遼寧卷節(jié)選]化合物I(C10H14O)的同分異構體滿足以下條件的有

種(不考慮立體異構);

ⅰ.含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰其中,苯環(huán)側鏈上有3種不同化學環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1的結構簡式為

(任寫一種)。

對點突破高考考什么12

（或

）

[解析]

其中,苯環(huán)側鏈上有3種不同化學環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1的同分異構體應含有兩個等效的甲基,則其結構簡式為

或

。2.(1)[2023?全國乙卷節(jié)選]在化合物D()的同分異構體中,同時滿足下列條件的共有

種。

①能發(fā)生銀鏡反應;②遇FeCl3溶液顯紫色;③含有苯環(huán)。其中,核磁共振氫譜顯示為五組峰、且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的同分異構體的結構簡式為

。

對點突破高考考什么13

[解析](1)D是

,在D的同分異構體中,能發(fā)生銀鏡反應說明含有醛基,遇FeCl3溶液顯紫色說明含有酚羥基,若取代基為兩個:—CH2CHO、—OH,有鄰、間、對3種,若取代基為三個:—CH3、—CHO、—OH,共有10種,則滿足條件的同分異構體共有13種。其中,核磁共振氫譜顯示為五組峰且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的同分異構體的結構簡式為

。(2)[2023?遼寧重點高中協(xié)作校三模]有機物M是有機物H()的同分異構體,M具有以下結構和性質:ⅰ.含有

結構且苯環(huán)上有4種不同化學環(huán)境的氫原子;ⅱ.苯環(huán)上有三個取代基,其中兩個是酚羥基;ⅲ.與飽和NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2。則M的可能結構最多有

種(不考慮立體異構)。M的核磁共振氫譜最少有

組峰,其結構簡式為_____________________________________________________________________(任寫一種)。

對點突破高考考什么20

7

或

或

或

對點突破高考考什么[解析](2)H的分子式為C16H16O4,不飽和度為9,ⅰ.含有

結構且苯環(huán)上有4種不同化學環(huán)境的氫原子;ⅱ.苯環(huán)上有三個取代基,其中兩個是酚羥基;ⅲ.與飽和NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2,可知含有羧基;結合H的結構可知M中除苯環(huán)和羧基外不含其他不飽和結構。對點突破高考考什么若酚羥基在苯環(huán)上不對稱,則苯環(huán)上氫原子種類多于4種,則兩個酚羥基應保持對稱,除羥基外的取代基可能為—CH2CH2CH2COOH、—CH2CH(CH3)COOH、—CH(CH2CH3)COOH、—C(CH3)2COOH、—CH(CH3)CH2COOH;酚羥基在苯環(huán)上的位置有

(R代表第三個取代基位置);組合種類一共4×5=20種,其中核磁共振氫譜最少有7組峰,符合的結構有

或

或

或

。(3)滿足下列條件的D()的同分異構體共有

種(不考慮立體異構);其中核磁共振氫譜有5組峰的結構簡式為

。

ⅰ.能發(fā)生水解反應、銀鏡反應

ⅱ.苯環(huán)上只有兩個取代基,其中一個為—NH2對點突破高考考什么15

[解析](3)由?？芍狽H2與苯環(huán)直接相連,結合ⅰ知含有甲酸酯基,結合分子組成知,苯環(huán)上另一取代基有HCOOCH2CH2CH2—、HCOOCH(CH3)CH2—、HCOOCH2CH(CH3)—、HCOOC(CH3)2—、HCOOCH(C2H5)—5種結構,兩個取代基在苯環(huán)上有3種位置關系,共有15種同分異構體;其中

的核磁共振氫譜有5組峰。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成[解析]A為CH2=CH2,與HBr發(fā)生加成反應生成B(CH3CH2Br),B與Mg在無水乙醚中發(fā)生反應生成C(CH3CH2MgBr),C與CH3COCH3先發(fā)生加成反應再水解生成D(),D在加熱、氧化鋁催化下發(fā)生消去反應生成E(),E和堿性高錳酸鉀溶液反應生成F(),參考D→E的反應,F在加熱、氧化鋁催化下發(fā)生消去反應生成G(),G與

發(fā)生環(huán)加成反應生成二酮H,據(jù)此分析解答。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成原理π

[解析](1)A為CH2=CH2,與HBr發(fā)生加成反應生成B(CH3CH2Br),乙烯的碳碳π鍵斷裂。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成7

思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成

[解析](2)D為,分子式為C5H12O,其含有羥基的同分異構體分別為

、

、

、

、

、

、

,共7種。其中核磁共振氫譜有三組峰,峰面積之比為9∶2∶1的結構簡式為

。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成乙酸丙酮

[解析](3)E為

,酸性高錳酸鉀溶液可以將雙鍵氧化斷開,生成

和

,名稱分別為乙酸和丙酮。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成

[解析](4)由分析可知,G為

。思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成ab思維模型構建模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成

[解析](5)根據(jù)已知2+H2O的反應特征可知,H在堿性溶液中易發(fā)生分子內縮合從而構建雙環(huán)結構,主要產(chǎn)物為I()和J()。若經(jīng)此路線由H合成I,會同時產(chǎn)生兩種物質,這兩種物質互為同分異構體,導致原子利用率低,產(chǎn)物難以分離等問題。[2021?湖南卷]葉酸拮抗劑Alimta(M)是一種多靶向性抗癌藥物。以苯和丁二酸酐為原料合成該化合物的路線如下:模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成核心素養(yǎng)提升已知:回答下列問題:(1)A的結構簡式為

;

[解析]

(1)根據(jù)題給信息①可知A的結構簡式為

,A發(fā)生還原反應得到B,B與乙醇發(fā)生酯化反應得到C。模型構建與素養(yǎng)提升——有機推斷與合成核心素養(yǎng)提升(2)A→B,D→E的反應類型分別是