2023屆新高考化學一輪課時跟蹤練第33講有機合成及推斷

課時跟蹤練331．(2021·浙江卷)某課題組合成了一種非天然氨基酸X，合成路線如下(Ph—表示苯基)：已知：ⅰ.R1—CH=CH—R2eq\o(→,\s\up17(CHBr3),\s\do18(NaOH))。請回答下列問題：(1)下列說法正確的是______(填字母)。A．化合物B的分子結(jié)構(gòu)中含有亞甲基和次甲基B．1HNMR譜顯示化合物F中有2種不同化學環(huán)境的氫原子C．G→H的反應類型是取代反應D．化合物X的分子式是C13H15NO2(2)化合物A的結(jié)構(gòu)簡式是_________________________________________________；化合物E的結(jié)構(gòu)簡式是__________________。(3)C→D的化學方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出3種同時符合下列條件的化合物H的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______(不包括立體異構(gòu)體)。①包含；②包含(雙鍵兩端的C不再連接H)片段；③除②中片段外只含有1個—CH2—。(5)以化合物F、溴苯和甲醛為原料，設(shè)計下圖所示化合物的合成路線(用流程圖表示，無機試劑、有機溶劑任選)。(也可表示為)解析：(1)化合物B的結(jié)構(gòu)簡式為，因此分子結(jié)構(gòu)中含有亞甲基—CH2—，不含次甲基，A項錯誤；化合物F的結(jié)構(gòu)簡式為，分子結(jié)構(gòu)對稱，1HNMR譜顯示化合物F中有1種不同化學環(huán)境的氫原子，B項錯誤；G→H是G中的—MgBr被—COOCH3取代，反應類型是取代反應，C項正確；化合物X的結(jié)構(gòu)簡式為，分子式是C13H15NO2，D項正確；答案選CD。(2)A生成B的過程是A中的羥基被氯原子取代，根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式可知化合物A的結(jié)構(gòu)簡式是；C發(fā)生消去反應生成D，則D的結(jié)構(gòu)簡式為。D發(fā)生已知信息中的第一個反應生成E，所以化合物E的結(jié)構(gòu)簡式是。(3)C發(fā)生消去反應生成D，則C→D的化學方程式是＋NaOHeq\o(→,\s\up17(CH3CH2OH),\s\do18(△))＋NaCl＋H2O。(4)化合物H的結(jié)構(gòu)簡式為，分子式為C13H14O2，符合條件的同分異構(gòu)體①含有苯基，屬于芳香族化合物；②含有，且雙鍵兩端的C不再連接H；③分子中除②中片段外只含有1個—CH2—，因此符合條件的同分異構(gòu)體為、、。(5)根據(jù)已知第二個信息以及F轉(zhuǎn)化為G反應結(jié)合逆推法可知以化合物、溴苯和甲醛為原料制備的合成路線為Breq\o(→,\s\up17(Mg),\s\do18(（C2H5）2O))eq\o(→,\s\up17(HCHO))eq\o(→,\s\up17(H＋/H2O))eq\o(→,\s\up17(HBr),\s\do18(△))。答案：(1)CD(2)(3)＋NaOHeq\o(→,\s\up17(CH3CH2OH),\s\do18(△))＋NaCl＋H2O(4)、、(5)見解析2．(2021·惠州實驗中學月考)氟他胺(G)是一種可用于治療腫瘤的藥物。實驗室由芳香烴A制備G的合成路線如圖所示：請回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。(2)請寫出下列反應的化學方程式及反應類型。反應③：_________________________________________________________________________________________________________________________________________；反應類型為________。反應④：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知吡啶是一種有機堿，在反應⑤中的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)G的相對分子質(zhì)量為______________。(5)E中含有的官能團的名稱是_______________________________________________。已知T(C7H7NO2)是E在堿性條件下的水解產(chǎn)物，符合下列條件的T的同分異構(gòu)體有______種，其中核磁共振氫譜上有4組峰，且峰面積比為1∶2∶2∶2的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。①—NH2直接連在苯環(huán)上；②能與新制的氫氧化銅懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色固體。(6)參照上述合成路線，設(shè)計以CH3CH2COCl和為原料，經(jīng)三步合成某化工產(chǎn)品的路線(其他無機試劑任選)。解析：由有機物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應生成，故A為、B為；在DMSO作用下，與SbF3發(fā)生取代反應生成，在濃硫酸作用下，與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應生成，與鐵和20%的鹽酸發(fā)生還原反應生成，在吡啶作用下，與發(fā)生取代反應生成，則F為；在濃硫酸作用下，與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應生成。據(jù)此分析解答。(1)由分析可知，A的結(jié)構(gòu)簡式為。(2)反應③為在濃硫酸作用下，與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應生成和水，反應的化學方程式為＋HNO3(濃)eq\o(→,\s\up17(濃硫酸),\s\do18(△))＋H2O；反應④為與鐵和20%的鹽酸發(fā)生還原反應生成、氯化亞鐵和水，反應的化學方程式為＋3Fe＋6HCl→＋3FeCl2＋2H2O。(3)反應⑤為在吡啶作用下，與發(fā)生取代反應生成和氯化氫，有機堿吡啶與反應生成的氯化氫反應，氯化氫的濃度減小，平衡向正反應方向移動，有利于提高反應物的轉(zhuǎn)化率。(4)G的結(jié)構(gòu)簡式為，分子式為C11H11O3N2F3，相對分子質(zhì)量為276。(5)E的結(jié)構(gòu)簡式為，官能團為氟原子、氨基；在堿性條件下水解生成，則T的結(jié)構(gòu)簡式為，由T的同分異構(gòu)體中—NH2直接連在苯環(huán)上，能與新制的氫氧化銅懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色固體可知，同分異構(gòu)體中的取代基可能為HCOO—和—NH2，或為—OH、—CHO和—NH2，若取代基為HCOO—和—NH2，取代基在苯環(huán)上有鄰、間、對共3種結(jié)構(gòu)；若取代基為—OH、—CHO和—NH2，共有10種結(jié)構(gòu)，則T的同分異構(gòu)體共有13種；其中核磁共振氫譜上有4組峰，且峰面積比為1∶2∶2∶2的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為。(6)由題給合成路線可知，以CH3CH2COCl和為原料合成的合成步驟為在濃硫酸作用下，與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應生成，與鐵和20%的鹽酸發(fā)生還原反應生成，在吡啶作用下，與CH3CH2COCl發(fā)生取代反應生成，合成路線為eq\o(→,\s\up17(濃硝酸),\s\do18(濃硫酸/△))eq\o(→,\s\up17(Fe),\s\do18(20%的鹽酸))eq\o(→,\s\up17(CH3CH2COCl),\s\do18(吡咤))。答案：(1)(2)＋HNO3(濃)eq\o(→,\s\up17(濃硫酸),\s\do18(△))＋H2O硝化反應(或取代反應)＋3Fe＋6HCl→＋3FeCl2＋2H2O(3)吸收反應生成的氯化氫，提高反應物的轉(zhuǎn)化率(4)276(5)氟原子、氨基13(6)見解析3．化合物是一種藥物中間體，其中一種合成路線如圖所示：回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為______________；試劑X的化學名稱為______________。(2)C中官能團的名稱為______________；由D生成E的反應類型為______________。(3)由E生成F的第①步反應的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________。(4)設(shè)計由A轉(zhuǎn)化為B和由F轉(zhuǎn)化為M兩步的目的為________________________________________________________________________。(5)寫出同時滿足下列條件的M的所有同分異構(gòu)體________________(不含立體異構(gòu))。①只含兩種官能團，能發(fā)生顯色反應，且苯環(huán)上連有兩個取代基；②1mol該物質(zhì)最多能與2molNaHCO3反應；③核磁共振氫譜有6組吸收峰。(6)參照上述合成路線和信息，設(shè)計以丙酮和CH3MgBr為原料(其他試劑任選)，制備聚2甲基丙烯的合成路線。解析：eq\a\vs4\al(,C7H6O3,,,A)eq\o(→,\s\up17(試劑X),\s\do18(對甲基苯磺酸))eq\a\vs4\al(,,,B)，由信息Ⅰ逆推，可知A是、X是；結(jié)合信息Ⅱ可知，C是；水解為F，F(xiàn)是。據(jù)此分析解答。(1)A是；試劑X是，化學名稱為環(huán)己酮。(2)C是，官能團的名稱為醚鍵、羥基；E()是D()上的1個H原子(圓圈標出)被—CH2COOCH2CH3代替的產(chǎn)物，反應類型為取代反應。(3)在堿性條件下水解，生成和乙醇，反應方程式是＋NaOH→＋C2H5OH。(4)設(shè)計由A轉(zhuǎn)化為B和由F轉(zhuǎn)化為M兩步的目的為保護酚羥基。(5)①只含兩種官能團，能發(fā)生顯色反應，說明有酚羥基，苯環(huán)上連有2個取代基；②1mol該物質(zhì)最多能與2molNaHCO3反應，說明1個分子中含有2個羧基；③核磁共振氫譜有6組吸收峰，說明結(jié)構(gòu)對稱，符合條件的的同分異構(gòu)體有。(6)丙酮和CH3MgBr反應，酸化后生成2-甲基-2-丙醇，2-甲基-2-丙醇發(fā)生消去反應生成2-甲基丙烯，2-甲基丙烯發(fā)生加聚反應生成聚2-甲基丙烯，合成路線為eq\o(→,\s\up17(①CH3MgBr),\s\do18(②H＋))eq\o(→,\s\up17(濃H2SO4),\s\do18(△))eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do18(△))。答案：(1)環(huán)己酮(2)醚鍵、羥基取代反應(3)＋NaOH→＋C2H5OH(4)保護酚羥基(5)(6)見解析4．(2021·德陽第三次模擬)芳香化合物A(C9H12O)常用于藥物及香料的合成，A有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：已知：①A中含兩個甲基。③RCOCH3＋R′CHOeq\o(→,\s\up17(一定條件))RCOCH=CHR′＋H2O?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的核磁共振氫譜有______組吸收峰。(2)由D生成E的反應條件為______________，K中所含官能團的名稱為______________，L的結(jié)構(gòu)簡式為______________。(3)由H生成I的化學方程式為______________________________________________________________________________________________________________________。(4)在“轉(zhuǎn)化關(guān)系”中，下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化所發(fā)生的化學反應屬于取代反應的是________(填字母)。a．B→Cb．D→Ec．E→Fd．F→H(5)F有多種同分異構(gòu)體，符合下列條件的同分異構(gòu)體共有______種(不包括F)。①與F含有相同種類的官能團，且不能與氫氧化鈉溶液反應；②屬于芳香化合物，且分子中只含一個手性碳原子(注：連有四個不同的原子或基團的碳)。(6)糠叉丙酮()是一種重要的醫(yī)藥中間體，請參考上述合成路線，設(shè)計一條由叔丁醇[(CH3)3COH]和糠醛()為原料制備糠叉丙酮的合成路線(無機試劑任選)。解析：A的分子式為C9H12O，不飽和度為4，從F以及K的結(jié)構(gòu)簡式可知，A分子中有苯環(huán)。A生成B，B發(fā)生已知②中的反應生成C，C再發(fā)生已知③中的反應生成K，從K的結(jié)構(gòu)可知，C為，L為。A有9個碳原子，C有8個碳原子，所以B的結(jié)構(gòu)簡式為，A中有兩個甲基，則A為。B和溴發(fā)生加成反應生成D，D為，根據(jù)F的部分結(jié)構(gòu)以及F能發(fā)生銀鏡反應可知，F(xiàn)為，則D發(fā)生水解反應得到E，E為。F發(fā)生銀鏡反應，然后再酸化得到H，H為，H可以發(fā)生縮聚反應得到聚酯I。據(jù)此分析解答。(1)由以上分析可知，A為，A中有5種不同化學環(huán)境的H，則A的核磁共振氫譜有5組吸收峰。(2)由D生成E是鹵代烴的水解反應，反應條件為NaOH水溶液、加熱；根據(jù)K的結(jié)構(gòu)簡式可知，K中所含官能團的名稱為酮羰基、碳碳雙鍵；L的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)H分子中含有羧基和羥基，可以發(fā)生縮聚反應，化學方程式為eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do18(△))＋(n－1)H2O。(4)B→C是不飽和碳原子和溴的加成反應；D→E是鹵代烴的水解反應，也是取代反應；E→F是醇的催化氧化反應；F→H是醛的氧化反應；屬于取代反應的只有b。(5)F的同分異構(gòu)體與F含有相同種類的官能團，且不能與氫氧化鈉溶液反應，說明F的同分異構(gòu)體中沒有酚羥基；F的同分異構(gòu)體屬于芳香化合物，且分子中只含一個手性碳原子，則符合條件的F的同分異構(gòu)體有，及苯環(huán)上連有1個和1個甲基，有鄰、間、對3種位置，或苯環(huán)上連有和1個醛基，也有鄰、間、對3種位置，所以共有9種同分異構(gòu)體。(6)分析糠叉丙酮的結(jié)構(gòu)可知，該物質(zhì)是由糠醛和丙酮發(fā)生已知③中的反應生成的，而丙酮可由叔丁醇先發(fā)生消去反應，然后再發(fā)生已知②中的反應生成。故合成路線為(CH3)3COHeq\o(→,\s\up17(△),\s\do18(濃硫酸))eq\o(→,\s\up17(①KMnO4/OH－),\s\do18(②H＋))eq\o(→,\s\up17(),\s\do18(一定條件))。答案：(1)5(2)NaOH水溶液、加熱酮羰基、碳碳雙鍵(3)eq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do18(△))＋(n－1)H2O(4)b(5)9(6)見解析5．(2021·咸陽第三次模擬)乙酸香蘭酯是一種食用香精，常用于調(diào)配奶油、冰淇淋。如圖是用一種苯的同系物A為原料合成乙酸香蘭酯的流程?；卮鹣铝袉栴}。(1)A的分子式為C7H8，其化學名稱為___________________________________________，F(xiàn)中的含氧官能團是________。(2)D的結(jié)構(gòu)簡式為________________。(3)寫出由G合成乙酸香蘭酯的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________；該反應的類型是________。(4)H是G的同分異構(gòu)體，具備以下條件，則滿足條件的H有______種；其中核磁共振氫譜有5組峰，且峰面積之比為2∶2∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________________________(不考慮立體異構(gòu))。①含有苯環(huán)，且苯環(huán)上只有兩個取代基；②遇到FeCl3溶液會顯紫色；③能發(fā)生水解反應。(5)請參照上述合成路線，以苯和CH3COCl為原料，設(shè)計制備的合成路線，其他所需試劑任選。解析：苯的同系物A的分子式為C7H8，則A為甲苯，甲苯上的甲基被氧化，生成B(苯甲醛)，苯甲醛與氯氣發(fā)生取代反應生成C，C在堿性條件下水解后再酸化生成D，D在堿性條件下發(fā)生取代反應生成E，E再與氯氣發(fā)生取代反應生成F，F(xiàn)在堿性條件下水解后再酸化生成G，G與CH3COCl發(fā)生取代反應生成產(chǎn)物。據(jù)此分析解答。(1)A的名稱為甲苯；F為，含有的含氧官能團為醛基、醚鍵。(2)根據(jù)分析可知，D的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)與CH3COCl發(fā)生取代反應生成產(chǎn)物，化學方程式為＋CH3COCleq\o(→,\s\up17(NaOH))＋HCl；該反應的類型為取代反應。(4)H是G的同分異構(gòu)體，能發(fā)生水解則含有—COOR酯基，遇到FeCl3溶液會顯紫色，則有酚羥基，苯環(huán)上有兩個取代基，則苯環(huán)上可能的取代基為—OH和—OOCCH3、—OH和—CH2OOCH、—OH和—COOCH3，3種組合，每種組合有鄰、間、對3種，故共有9種同分異構(gòu)體；其中核磁共振氫譜共有5組峰，峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為。(5)以苯和CH3COCl為原料合成，苯先取代生成氯苯，再水解酸化生成苯酚，最后與CH3COCl發(fā)生取代反應生成，合成路線為eq\o(→,\s\up17(Fe),\s\do18(Cl2))eq\o(→,\s\up17(①NaOH/H2O),\s\do18(②H＋))eq\o(→,\s\up17(NaOH),\s\do18(CH3COCl))。答案：(1)甲苯醛基、醚鍵(2)(3)＋CH3COCleq\o(→,\s\up17(NaOH))＋HCl取代反應(4)9(5)見解析6．(2021·濰坊第三次模擬)苯巴比妥主要用于治療焦慮、失眠及運動障礙等。一種合成苯巴比妥的路線如下圖所示。已知：①RCNeq\o(→,\s\up17(H2O),\s\do18(H＋))RCOOH。②RCOCOOHeq\o(→,\s\up17(△))RCOOH＋CO。回答下列問題：(1)路線中生成A的反應類型為________，D的結(jié)構(gòu)簡式為________________。(2)寫出B→C的化學方程式：______________________________________________________________________________