高考化学一轮总复习 有机合成与推断含解析

高考化学一轮总复习 有机合成与推断含解析

专题强化训练(十一)‎ ‎1.(16分)姜黄素具有抗突变和预防肿瘤的作用，其合成路线如下：‎ 化合物Ⅰ可以由以下合成路线获得：‎ C2H4ⅤⅥⅦⅠ ‎(1)有机物Ⅳ的分子式为________，含有官能团的名称为醚键和________。‎ ‎(2)有机物Ⅴ的名称为________，其生成Ⅵ的化学方程式为(注明反应条件)____‎ ‎____________________________________________。‎ ‎(3)写出一种符合下列条件的Ⅳ的同分异构体的结构简式____________。‎ ‎①苯环上的一硝基取代物有2种 ‎②1 mol该物质水解，最多消耗3 mol NaOH ‎(4)反应①中反应物的原子利用率为100%，请写出该反应的化学方程式：_______‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎【解析】(2)乙烯与溴发生加成反应生成CH2BrCH2Br，名称为1，2-二溴乙烷。卤代烃水解的条件是氢氧化钠溶液、加热。‎ ‎(3)信息①说明该物质结构对称；信息②说明该物质能够水解，说明含有酯基结构，且1 mol最多消耗3 mol NaOH，故其结构简式为。‎ ‎(4)从结构变化看，该反应为Ⅰ中的醛基被加成的反应，根据反应特点逆推可知另一反应物结构简式为。‎ 答案：(1)C8H8O3　(酚)羟基、醛基 ‎(2)1，2-二溴乙烷 CH2Br—CH2Br+2NaOHCH2OH—CH2OH+2NaBr ‎(3)‎ ‎(4)+‎ ‎2.(16分)(2015·赤峰模拟)蜂胶是一种天然抗癌药物，一个有五六万只蜂的蜂群一年只能产100多克蜂胶，所以蜂胶又被誉为“紫色黄金”。蜂胶的主要活性成分为咖啡酸苯乙酯，其分子结构如图所示(短线表示化学键，如单键、双键等)，在一定条件下能发生如下转化：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)咖啡酸苯乙酯的分子式为________，C的结构简式为_______________。‎ ‎(2)①A中含氧官能团的名称为________、________。‎ ‎②A可以发生的反应是________(填字母)。‎ a.加成反应　　　　　　　　 b.酯化反应 c.消去反应 d.氧化反应 ‎③A与甲醇反应生成B的化学方程式是_________________________。‎ ‎(3)高分子E的结构简式是__________________。‎ ‎(4)C→D发生反应的反应类型是__________________。‎ ‎(5)B的同分异构体有很多种，其中同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为________________。‎ a.苯环上只有两个取代基 b.能发生银镜反应 c.能与氢氧化钠溶液反应 d.不能与氯化铁溶液发生显色反应 e.核磁共振氢谱图中有三组峰 ‎【解析】‎ ‎(1)由咖啡酸苯乙酯的分子结构可知该分子中存在C、H、O三种元素，其中大黑球代表氧原子，小黑球代表碳原子，小白球代表氢原子，所以分子式为C17H16O4；咖啡酸苯乙酯在稀硫酸、加热条件下发生水解反应生成A和C，其中A中的碳原子数是9，所以C中有8个碳原子，则C是苯乙醇，结构简式为；(2)①由以上分析知，A的结构简式为，所以含氧官能团的名称是羧基、酚羟基；②A中含有苯环、羧基、酚羟基，所以A可以发生加成反应、酯化反应、氧化反应，不能发生消去反应；③A与甲醇发生酯化反应，生成B和水，化学方程式为+CH3OH +H2O。‎ ‎(3)苯乙醇在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成苯乙烯，苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯，结构简式为；(4)C到D的反应是消去反应；(5)根据B的同分异构体的条件可知，该同分异构体中含有醛基、酯基，不存在酚羟基，且苯环上只有2个取代基，整个分子结构中的氢原子只有3种，若2个取代基完全对称，且是对位取代基，才可以是3种氢原子，B分子中侧链上有4个碳原子，所以每个取代基上有2个，所以符合条件的B的同分异构体的结构简式为。‎ 答案：(1)C17H16O4　‎ ‎(2)①羧基　酚羟基 ‎②a、b、d ‎③+CH3OH+H2O ‎(3)‎ ‎(4)消去反应 ‎(5)‎ ‎【方法规律】判断多官能团有机物同分异构体的方法 ‎(1)定一动一法：若有机物中含有两个官能团，通过两官能团连接的位置不同出现同分异构体，则应连接一个官能团后，观察分子中是否存在对称轴，确定可被第二个官能团取代的位置有几种，移动第二个官能团位置，确定同分异构体数目。如判断丙烷的二氯代物数目：‎ 固定第一个氯原子位置：(无对称轴)、(存在对称轴)；‎ 连接第二个氯原子：(第二个氯原子的位置用标号表示)‎ ‎、(注意第一个氯原子连在中间时，第二个氯原子连在端基碳上会与前面出现重复)。因此同分异构体数目共有4种。‎ ‎(2)定二动一法：当有机物分子中连接三个官能团时，可首先固定两个官能团位置，然后移动第三个官能团，即可确定同分异构体数目。如判断苯环上同时连有—OH、—CHO、—COOH的有机物的同分异构体数目可用这种方法：先在苯环上连接两个官能团(如—CHO和—COOH)，两官能团位置可出现邻、间、对三种相对位置；然后在这三种结构中排布第三个官能团(—OH)的位置，可正确确定同分异构体数目。‎ ‎(3)换元法：当考查有机物的多元取代物，如四元取代、六元取代物时，常用换元法。如判断立方烷六氯代物的数目：立方烷中含有8个氢原子，其六氯代物与二氯代物数目相等，因此分析二氯代物数目即可。立方烷的二氯代物有3种，因此六氯代物也有3种。‎ ‎3.(17分)(2015·长沙模拟)用乙烯、甲苯、E三种原料合成高分子药物M和有机中间体L的路线如下：‎ 已知：Ⅰ.‎ Ⅱ.++‎ Ⅲ.L是六元环酯，M的分子式是(C15H16O6)n。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)B中官能团的名称是________，H→J的反应类型是________。‎ ‎(2)D的结构简式是________。‎ ‎(3)F→G的化学反应方程式是________________。‎ ‎(4)K→M属于加聚反应，M的结构简式是________。‎ ‎(5)写出K与足量NaOH溶液共热的化学反应方程式：____________________。‎ ‎(6)写出符合下列条件的C的所有同分异构体的结构简式：____________。‎ ‎①属于芳香族化合物；‎ ‎②能发生银镜反应；‎ ‎③核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶2∶2。‎ ‎【解析】由反应信息Ⅰ可知，乙烯在高锰酸钾、碱性条件下被氧化生成B为HOCH2CH2OH。由反应信息Ⅱ可知，与乙酸酐反应生成D为。F发生催化氧化生成G，G与新制氢氧化铜悬浊液反应生成H，则F为醇、G含有醛基、H含有羧基，G中—CHO氧化为羧基，L是六元环酯，由H、L的分子式可知，应是2分子H脱去2分子水发生酯化反应，故H中还含有—OH，且—OH、—COOH连接在同一碳原子上，该碳原子不含氢原子，故H为，逆推可得G为、F为，故E为(CH3)‎2CCH2，在高锰酸钾、碱性条件下氧化生成F。B、D、J反应生成K，K→M属于加聚反应，M分子式是(C15H16O6)n，由M的链节组成可知，应是1分子B、1分子D、1分子J反应生成K，故H在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成J为CH‎2C(CH3)COOH，K为、M为。‎ 答案：(1)羟基　消去反应 ‎(2)‎ ‎(3)+O2+2H2O ‎(4)‎ ‎(5)+4NaOH++++H2O ‎(6)、　、　‎ ‎4.(15分)(2015·唐山模拟)有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体，分子结构中含有3个六元环。其中一种合成路线如下：‎ 已知：‎ ‎①A既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，且峰面积之比为1∶2∶2∶1。‎ ‎②有机物B是一种重要的石油化工产品，其产量可用来衡量国家的石油化工发展水平。‎ ‎③R1—CHO+R2—CH2—CHO 回答以下问题：‎ ‎(1)A中含有的官能团名称是_________________。‎ ‎(2)写出有机反应类型：‎ B→C：________，F→G________，I→J________。‎ ‎(3)写出F生成G的化学方程式：__________________________。‎ ‎(4)写出J的结构简式：__________________________________。‎ ‎(5)E的同分异构体有多种，写出所有符合以下要求的E的同分异构体的结构简式：________________________________________。‎ ‎①与FeCl3溶液发生显色反应 ‎②能发生银镜反应 ‎③苯环上只有两个对位取代基 ‎④能发生水解反应 ‎【解析】(1)A的分子式为C7H6O2，A既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应，其核磁共振氢谱显示有4种氢，且峰面积之比为1∶2∶2∶1，可得A的结构简式为，含有的官能团名称为羟基(或酚羟基)、醛基。‎ ‎(2)B→C为乙烯与水发生的加成反应；F→G为在浓硫酸加热条件下发生的羟基的消去反应；I含有羧基和羟基，所以I→J为取代反应(或酯化反应)。‎ ‎(3)F→G为在浓硫酸加热条件下发生的羟基的消去反应，化学方程式为+H2O。‎ ‎(4)I含有羧基和羟基，发生酯化反应生成J，则J的结构简式为。‎ ‎(5)①与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②能发生银镜反应，说明含有醛基；③苯环上只有两个对位取代基；④能发生水解反应，说明含有酯基，可得符合条件的E的同分异构体为、。‎ 答案：(1)羟基(或酚羟基)、醛基 ‎(2)加成反应　消去反应　取代反应(或酯化反应)‎ ‎(3)+H2O ‎(4)‎ ‎(5)、‎ ‎5.(18分)(2015·成都模拟)黄酮醋酸(F)具有独特抗癌活性，它的合成路线如下：‎ 已知：RCN在酸性条件下发生水解反应：‎ RCNRCOOH ‎(1)写出A转化为B的化学方程式_____________。‎ ‎(2)F分子中有3个含氧官能团，名称分别为羰基、________和________。‎ ‎(3)E在酸性条件下水解的产物可通过缩聚反应生成高分子化合物，该高分子化合物的结构简式为______________________。‎ ‎(4)写出符合下列条件的D的两种同分异构体的结构简式________。‎ ‎①分子中有4种不同化学环境的氢原子；‎ ‎②可发生水解反应，且一种水解产物能与FeCl3发生显色反应，另一种水解产物能发生银镜反应。‎ ‎(5)由A和乙醇可以合成对羟基苯乙酸乙酯 ‎()：‎ AIGH I的结构简式为________，G的结构简式为__________________，反应2的化学方程式为________________。‎ ‎【解析】(1)由A生成B，很明显另外一种产物为CH3COOH。‎ ‎(2)含氧官能团还有—O—、—COOH，注意写名称。‎ ‎(3)根据信息知，E中—CN水解生成—COOH，然后与—OH发生缩聚反应，形成聚酯。‎ ‎(4)根据条件可知，D的一种同分异构体中水解产物中有一种含酚羟基，可能是氯原子接在苯环上，也可能是—COOC6H5的酯水解得到；另一种同分异构体水解后生成—CHO，则其一定为甲酸酯。最后根据有4种不同的氢原子，可写出结构简式。‎ ‎(5)可将正推与逆推结合起来。首先逆推：应由C2H5OH与 反应得到，由A要得到，必须再引入一个碳原子，然后结合题中D→E的合成进行正推。‎ 答案：(1)++CH3COOH ‎(2)醚键　羧基 ‎(3)‎ ‎(4)、、、、、(任写两种)‎ ‎(5)　‎ ‎+C2H5OH+H2O ‎6.(18分)(2015·合肥模拟)某研究小组以甲苯为主要原料，采用以下路线合成医药中间体F和Y。‎ 已知：①‎ ‎②2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO CH3CH＝CHCHO 请回答下列问题：‎ ‎(1)下列有关F的说法正确的是________。‎ A.分子式是C7H7NO2Br B.能形成内盐 C.能发生取代反应和缩聚反应 D.1 mol F最多可以和2 mol NaOH反应 ‎(2)C→D的反应类型是____________。‎ ‎(3)B→C的化学方程式是________________________________。‎ ‎(4)D→E反应所需的试剂是______________________________。‎ ‎(5)写出同时符合下列条件的A的同分异构体的结构简式(写出3个)。‎ ‎①苯环上只有两种不同化学环境的氢原子；‎ ‎②分子中含有—CHO。‎ ‎___________________________________________________________________；‎ ‎___________________________________________________________________；‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(6)以X和乙烯为原料可合成Y，请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。‎ ‎【解析】由D物质逆推，苯环上的甲基被氧化成羧基，对位上产生肽键，则需要在甲基的对位上产生氨基，所以甲苯先发生硝化反应，然后硝基被还原成氨基，再与乙酸酐反应，以避免氨基被氧化，最后C中甲基再被氧化成羧基。(1)F中氢原子数为6，A项错误；F为氨基酸，可以形成内盐，B项正确；F中苯环上的H可以被取代，羧基和氨基可以脱水缩聚生成肽键，C项正确；F中的羧基和Br都可以与NaOH反应，溴原子水解后生成酚羟基，还可以继续消耗NaOH，共消耗3 mol NaOH，D项错误。(2)C中的甲基被氧化生成了羧基，属于氧化反应。(3)B中氨基上的H与乙酸酐反应生成肽键和乙酸。(4)对比D、F的结构知，E中需要在苯环上产生一个溴原子，反应需要液溴和Fe(或FeBr3)作催化剂。(5)A物质为对硝基甲苯，它与对氨基苯甲酸互为同分异构体，再将羧基改写成羟基和醛基。苯环上有两种不同化学环境的氢原子，则取代基应为对位关系。(6)分析已知信息②，醛和醛在碱性条件下可以发生加成反应，然后再发生消去反应。分析目标产物Y，可知其由苯甲醛和乙醛反应而得，乙醛可以由乙烯先与H2O加成生成醇，然后再氧化而得。‎ 答案：(1)B、C　(2)氧化反应 ‎(3)+(CH3CO)2O+CH3COOH ‎(4)Br2/FeBr3(或Br2/Fe)‎ ‎(5)　　‎ ‎(6)H‎2CCH2CH3CH2OHCH3CHO ‎【互动探究】‎ ‎(1)写出满足下列条件的A的一种同分异构体：‎ ‎①分子中含有苯环；②具有两性。‎ 提示：‎ 结合A的分子式，A的同分异构体具有两性说明分子中含有氨基和羧基。因此满足题意的A的同分异构体为、或。‎ ‎(2)F在一定条件下可发生聚合反应生成高分子化合物，试写出反应的化学方程式。‎ 提示：n+(n-1)H2O。‎