新高考化學(xué)高三大題訓(xùn)練9有機(jī)物合成路線的設(shè)計(jì)學(xué)生版

有機(jī)物合成路線的設(shè)計(jì)有機(jī)物合成路線的設(shè)計(jì)大題優(yōu)練9優(yōu)選例題優(yōu)選例題例1：聚合物F的合成路線圖如圖：已知：HCHO+RCH2CHO→(1)A中官能團(tuán)名稱是_______，B+D→E的反應(yīng)類型是_______。(2)如何檢驗(yàn)C中的官能團(tuán)_______。(3)寫(xiě)出任一種符合下列條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_______。①不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②苯環(huán)上有三個(gè)取代基(4)分別寫(xiě)出下列化學(xué)方程式：①A→B_________________________。②C→D_______________________。(5)已知-CHO比苯環(huán)更易與氫氣反應(yīng)。以為原料制備，寫(xiě)出合成路線，無(wú)機(jī)試劑任選_______。(合成路線常用的表示方法為：AB……目標(biāo)產(chǎn)物)【答案】（1）碳碳雙鍵、醛基酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))取適量待測(cè)液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，然后在酒精燈上加熱一段時(shí)間，靜置冷卻后加入足量稀硝酸酸化，再加入適量硝酸銀溶液，若產(chǎn)生淡黃色沉淀，則證明C中含有溴原子，反之則沒(méi)有(三個(gè)取代基可以位置異構(gòu))+2Cu(OH)2+NaOHeq\o(→,\s\up7(△))+Cu2O↓+3H2O，+H+→+2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do7(△))+2NaBreq\o(→,\s\up7(H2/催化劑),\s\do7(△))eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do7(△))【解析】與甲醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)生成A：，然后被新制氫氧化銅溶液氧化成，酸化后生成；由F可以得出E為：，根據(jù)B和D發(fā)生酯化反應(yīng)生成E可得出D為：則C為：，反推可以得出C3H6為丙烯。(1)由分析可知A為，官能團(tuán)名稱是碳碳雙鍵、醛基，B+D→E為酯化反應(yīng)或者是取代反應(yīng)。(2)C為：，檢驗(yàn)其中的溴原子的方法為：取適量待測(cè)液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，然后在酒精燈上加熱一段時(shí)間讓鹵素原子水解，靜置冷卻后加入足量稀硝酸酸化除去多余的氫氧化鈉，再加入適量硝酸銀溶液，若產(chǎn)生淡黃色沉淀，則證明C中含有溴原子，反之則沒(méi)有。所以答案為：取適量待測(cè)液于試管中，加入氫氧化鈉溶液，然后在酒精燈上加熱一段時(shí)間，靜置冷卻后加入足量稀硝酸酸化，再加入適量硝酸銀溶液，若產(chǎn)生淡黃色沉淀，則證明C中含有溴原子，反之則沒(méi)有。(3)A為，除本環(huán)外還有兩個(gè)不飽和度三個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說(shuō)明不含有醛基，苯環(huán)上有三個(gè)取代基則只能是－OH、和，三者位置異構(gòu)，所以答案為：(三個(gè)取代基可以位置異構(gòu))。(4)①由分析可知A→B的方程式為：＋2Cu(OH)2+NaOHeq\o(→,\s\up7(△))+Cu2O↓+3H2O，+H+→。②C→D的方程式為：+2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do7(△))+2NaBr；(5)利用逆推法可知要制取則可由水解制得，而可由與溴水加成制得，原料為，則可先將醛基還原生成而后消去即可得。所以答案為：eq\o(→,\s\up7(H2/催化劑),\s\do7(△))eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do7(△))。模擬優(yōu)練模擬優(yōu)練1．化合物H是合成一種能治療頭風(fēng)、癰腫和皮膚麻痹等疾病藥物的重要中間體，其合成路線如下：已知下列信息：①RCOOCH3++CH3OH②回答下列問(wèn)題：(1)A的分子式為_(kāi)______；D中官能團(tuán)的名稱為_(kāi)______。(2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(3)合成路線中D到E的反應(yīng)類型為_(kāi)______。(4)鑒別E和F可選用的試劑為_(kāi)______(填標(biāo)號(hào))。a．FeCl3溶液b．溴水c．酸性KMnO4溶液d．NaHCO3溶液(5)G到H的反應(yīng)方程式為_(kāi)__________________________。(6)有機(jī)物W是C的同系物，且具有以下特征：i．比C少3個(gè)碳原子；ii．含甲基，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；iii．分子各種氫原子的個(gè)數(shù)之比為1∶2∶2∶2∶3。則W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(7)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由1-溴丙烷合成丙酮的合成路線_______。2．某研究小組合成抗心絞痛藥物雷諾嗪，設(shè)計(jì)合成路線如下：已知：(1)(2)(3)請(qǐng)回答：(1)下列說(shuō)法正確的是______。A．譜顯示化合物F中有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子B．1molE與足量NaOH反應(yīng)，最多消耗NaOH4molC．F→G的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)D．雷諾嗪的分子式是(2)化合物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______；化合物Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______。(3)的化學(xué)方程式是________________________。(4)寫(xiě)出化合物B同時(shí)符合下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______。①包含②包含碳氧雙鍵和結(jié)構(gòu)(5)以苯和丙烯為原料，設(shè)計(jì)下圖所示化合物的合成路線(用流程圖表示，無(wú)機(jī)試劑任選)______。3．甲氧芐啶是一種廣譜抗菌劑，主要用于呼吸道感染、泌尿道感染、腸道感染等病癥。甲氧芐啶的一種生產(chǎn)工藝路線如下：已知：R1-CHBr2R1-CHO回答下列問(wèn)題：(1)A的化學(xué)名稱為_(kāi)__________，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________。(2)F中含氧官能團(tuán)的名稱為_(kāi)__________。(3)寫(xiě)出A→B的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________，該反應(yīng)的反應(yīng)類型為_(kāi)___。(4)M是D的同分異構(gòu)體，其苯環(huán)上的取代基與D相同但位置不同，則M可能的結(jié)構(gòu)有___種。(5)下列有關(guān)甲氧芐啶的說(shuō)法正確的是_____(填字母)。A．分子式為C14H17O3N4B．遇FeCl3溶液顯紫色C．能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)D．1mol甲氧芐啶能與6molH2發(fā)生反應(yīng)(6)參照上述合成路線，設(shè)計(jì)一條由A和乙腈(CH3-CN)為主要原料制備的合成路線_______________。4．近日，由蔣華良院士和饒子和院士領(lǐng)銜的聯(lián)合課題組，綜合利用虛擬篩選和酶學(xué)測(cè)試相結(jié)合的策略進(jìn)行藥物篩選，發(fā)現(xiàn)肉桂硫胺是抗擊新型冠狀病毒的潛在用藥，其合成路線如下：已知：Ⅰ．Ⅱ．(1)Ⅰ的分子式為_(kāi)__________。(2)反應(yīng)生成的化學(xué)方程式是___________。(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________，最多有___________個(gè)原子共平面。(4)中官能團(tuán)的名稱為_(kāi)__________；符合下列條件的的同分異構(gòu)體有___________種。Ⅰ．具有兩個(gè)取代基的芳香族化合物Ⅱ．能水解，水解產(chǎn)物遇到溶液顯紫色Ⅲ．核磁共振氫譜顯示苯環(huán)上有四種化學(xué)環(huán)境的氫(5)乙酰苯胺，參照Ⅰ的上述合成路線和下面的信息，設(shè)計(jì)一條由苯和乙酸為起始原料制備乙酰苯胺的合成路線：___________。(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用，合成路線流程圖示例見(jiàn)本題題干)已知：5．G是一種新型香料的主要成分之一，其結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)六元環(huán)。G的合成路線如下(部分產(chǎn)物和部分反應(yīng)條件略去)。已知：①；②B中核磁共振氫譜圖顯示分子中有6種不同環(huán)境的氫原子；③D和F是同系物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)的化學(xué)名稱為_(kāi)__________。(2)B→C的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。(3)E→H的反應(yīng)類型為_(kāi)__________，F(xiàn)分子中含氧官能團(tuán)名稱是___________。(4)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________。(5)同時(shí)滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體有___________種。①苯環(huán)上有兩個(gè)取代基；②與FeC13溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；③可以發(fā)生水解反應(yīng)；其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且核磁共振氫譜為5組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________。(6)參照上述合成路線，設(shè)計(jì)由丙烯制取的最佳合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)_______。答案與解析答案與解析模擬優(yōu)練1.【答案】（1）C7H7Br羰基還原反應(yīng)d+CH3OH+H2O或CH3CH2CH2BrCH3CH=CH2【解析】對(duì)比C、D的結(jié)構(gòu)可知，C→D發(fā)生信息①中取代反應(yīng)生成D，由D的結(jié)構(gòu)、C的分子式逆推可知C為，D→E是羰基發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為羥基，E→F是苯環(huán)上加上1個(gè)羧基，是E與二氧化碳發(fā)生加成反應(yīng)，F(xiàn)→G發(fā)生信息②中還原反應(yīng)生成G，由F的結(jié)構(gòu)、G的分子式可推知G為，G與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成H，所以H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(1)由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知：A的分子式為C7H7Br、D中官能團(tuán)的名稱為羰基。(2)根據(jù)已知信息①的反應(yīng)機(jī)理，由D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式逆推C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，，即答案為：。(3)合成路線中D到E的反應(yīng)，D中的羰基被還原為羥基，故反應(yīng)類型為還原反應(yīng)。(4)E和F的結(jié)構(gòu)上相差一個(gè)—COOH，應(yīng)該利用—COOH的性質(zhì)驗(yàn)證F和E的不同，只有NaHCO3可以和羧基反應(yīng)，所以鑒別E和F可選用的試劑為d。(5)根據(jù)已知信息②，可以推斷G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，G和CH3OH在濃硫酸、加熱的條件下發(fā)生酯化反應(yīng)得到H，則反應(yīng)方程式為：+CH3OH+H2O。(6)由于W是C的同系物且比C少3個(gè)碳原子，所以W的分子式為C9H10O2，W的結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)和一個(gè)，又因?yàn)閃可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，所以可以推斷W中一定含有醛基，且醛基的存在形式為，核磁共振氫譜圖中有5個(gè)信號(hào)峰，面積比1∶2∶2∶2∶3，則分子內(nèi)有5種氫原子，綜上，符合條件的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：或。(7)由1-溴丙烷合成丙酮，要消除溴原子、引入酮羰基，可通過(guò)鹵代烴消去反應(yīng)引入碳碳雙鍵、再通過(guò)和水按馬氏規(guī)則加成得到2-丙醇，再催化氧化得到丙酮，故合成路線為：CH3CH2CH2BrCH3CH=CH2。2.【答案】（1）ACD+HOCH2CH2NHCH2CH2OHeq\o(→,\s\up7())+HCl、、【解析】由E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)合已知（1）的反應(yīng)可知D為，D由B和C反應(yīng)得到，結(jié)合B、C的分子式及D的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知C為HOCH2CH2NHCH2CH2OH，B為，B由A和X得到，結(jié)合A、X的分子組成及B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知A為，X為，丙烯與氯氣加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成F(CH2=CH-CH2Cl)，F(xiàn)在Ag作催化劑條件下與氧氣反應(yīng)生成G，E和H反應(yīng)得到雷諾嗪，結(jié)合E和雷諾嗪的結(jié)構(gòu)可知H為，H由G與Y反應(yīng)后再與氨氣反應(yīng)得到，結(jié)合結(jié)構(gòu)可知G與Y的產(chǎn)物應(yīng)為：，Y為。(1)A．化合物F為CH2=CHCH2Cl，有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故A正確；B．E中的酰胺鍵和氯原子均能與NaOH反應(yīng)，1molE與足量NaOH反應(yīng)，最多消耗NaOH3mol，故B錯(cuò)誤；C．由以上分析可知F→G的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)，故C正確；D．由雷諾嗪的的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子式是，故D正確；故答案為：ACD；(2)由以上分析可知X為，Y為，(3)B和C發(fā)生取代反應(yīng)生成D，反應(yīng)方程式為：+HOCH2CH2NHCH2CH2OHeq\o(→,\s\up7())+HCl；(4)B的同分異構(gòu)體中①包含，②包含碳氧雙鍵和結(jié)構(gòu)，符合的結(jié)構(gòu)有：、、；(5)可由2分子和1分子氨氣反應(yīng)得到，可由和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)得到，可由苯和丙烯發(fā)生加成反應(yīng)得到，合成路線為：。3.【答案】（1）對(duì)甲基苯酚(或者4-甲基苯酚)醛基和醚鍵+2Br2+2HBr取代反應(yīng)15CD【解析】由A的分子式可知A的不飽和度，再結(jié)合B逆向分析可知A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，由題目已知信息可知C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，進(jìn)而知道D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，由F的結(jié)構(gòu)再結(jié)合題目所給信息可知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。由此，流程中除了H其他物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式都已確定。由于流程這個(gè)沒(méi)給與H有關(guān)的信息，題干中也沒(méi)涉及與H有關(guān)的問(wèn)題，所以本題不需要推斷H的結(jié)構(gòu)。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，化學(xué)名稱為對(duì)甲基苯酚(或者4-甲基苯酚)；C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；(2)由F結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，分子中含氧官能團(tuán)只有醛基和醚鍵；(3)A→B的化學(xué)方程式為+2Br2+2HBr，該反應(yīng)為取代反應(yīng)；(4)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，所以M分子中含有苯環(huán)且苯環(huán)上也連有2個(gè)溴原子，1個(gè)醛基和1個(gè)羥基，首先2個(gè)溴原子連在苯環(huán)上，共有鄰、間、對(duì)三種情況，然后再分別考慮醛基和羥基的位置，、、、、、，共有以上16種結(jié)構(gòu)，除去D本身一種，所以同分異構(gòu)體還有15種；(5)A．由甲氧芐啶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，其分子式為C14H18O3N4，A錯(cuò)誤；B．由于甲氧芐啶分子中不含酚羥基，所以遇FeCl3溶液不顯紫色，B錯(cuò)誤；C．由于甲氧芐啶分子中含有氨基，具有堿性，因此能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，C正確；D．甲氧芐啶有一個(gè)苯環(huán)，還有3個(gè)碳氮雙鍵，都能與H2發(fā)生加成反應(yīng)，所以1mol甲氧芐啶能與6molH2發(fā)生反應(yīng)，D正確；(6)由產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，結(jié)合題目中所給的信息，逆合成分析可得合成路線為。4.【答案】（1）（2）2+O2+2H2O18碳碳雙鍵、羧基2【解析】根據(jù)合成路線可知，A為，由B→C的反應(yīng)條件，可確定B為，B發(fā)生催化氧化生成C，則C為，C發(fā)生已知反應(yīng)Ⅰ生成D，則D為，D發(fā)生消去反應(yīng)生成E，則E為，E發(fā)生已知反應(yīng)生成F，F(xiàn)為。由I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可推出G為，H為。(1)由Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可得出I的分子式為C20H24N2SO。答案為：C20H24N2SO；(2)反應(yīng)生成，則發(fā)生氧化反應(yīng)，化學(xué)方程式是2+O22+2H2O。(3)由以上分析可知，G結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，F(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，從苯、乙烯、甲醛的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，所有原子都可能共平面，所以最多有18個(gè)原子共平面。答案為：；18；(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，官能團(tuán)的名稱為碳碳雙鍵、羧基；符合條