江苏省2020高考化学二轮复习题型四有机合成与推断训练含解析

江苏省2020高考化学二轮复习题型四有机合成与推断训练含解析

题型四 有机合成与推断 ‎1．化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A中的官能团名称是________。‎ ‎(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳：________。‎ ‎(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎(不考虑立体异构，只需写出3个)‎ ‎(4)反应④所需的试剂和条件是________________。‎ ‎(5)反应⑤的反应类型是________。‎ ‎(6)写出F到G的反应方程式：_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(无机试剂任选)。‎ 解析：A为醇，高锰酸钾氧化A生成酮(B)；B与甲醛在碱溶液中发生加成反应生成C，C与酸性高锰酸钾反应生成D()，观察E的结构简式知，D与乙醇在浓硫酸、加热条件下反应生成E，E在一定条件下引入丙基生成F，F - 13 -‎ 水解并酸化生成G。结合E、G的结构简式可知，F为。‎ ‎(1)A中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子定义，B中—CH2—上没有手性碳，上没有手性碳，故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代，或一个氢原子被—CH2CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中，CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶液中水解生成羧酸盐，再酸化得到G。‎ 答案：(1)羟基　(2)‎ ‎(3) (任写3个)‎ ‎(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热 ‎(5)取代反应 ‎(6) ＋C2H5OH， ‎(7)C6H5CH3C6H5CH2Br CH3COCH2COOC2H5 ‎2．环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的黏结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：‎ - 13 -‎ 已知以下信息：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A是一种烯烃，化学名称为________，C中官能团的名称为________、________。‎ ‎(2)由B生成C的反应类型为____________。‎ ‎(3)由C生成D的反应方程式为___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)E的结构简式为____________。‎ ‎(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式：____________、____________。‎ ‎①能发生银镜反应；‎ ‎②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。‎ ‎(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，则G的n值理论上应等于________。‎ 解析：(1)因A的分子式是C3H6，且为烯烃，故其结构简式为CH3CH===CH2，‎ - 13 -‎ 名称是丙烯。结合B的分子式、C的分子式和D的结构简式可知，B为CH2===CHCH2Cl，C为或，故C中所含官能团为氯原子和羟基。(2)由B生成C的反应是CH2===CHCH2Cl与HOCl发生的加成反应。(4)由已知信息①可知，E为。(5)能发生银镜反应说明含醛基；核磁共振氢谱中三组峰的峰面积之比为3∶2∶1，说明含1个甲基，故符合条件的同分异构体为、。(6)D与F生成G的化学方程式为(2＋n)＋(1＋n) ＋(2＋n)NaOH―→＋(2＋n)NaCl＋(2＋n)H2O，生成1 mol G同时生成(2＋n) mol NaCl和H2O，即(2＋n) mol＝765 g/(58.5 g·mol－1＋18 g·mol－1)，解得n＝8。‎ 答案：(1)丙烯　氯原子　羟基 ‎(2)加成反应 ‎(3) ＋NaOH―→＋NaCl＋H2O ‎(或＋NaOH―→＋NaCl＋H2O)‎ - 13 -‎ ‎(4) ‎ ‎(5) ‎ ‎(6)8‎ ‎3．氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的化学名称为________。‎ ‎(2) 中的官能团名称是________。‎ ‎(3)反应③的类型为________，W的分子式为________。‎ ‎(4)不同条件对反应④产率的影响如表：‎ 实验 碱 溶剂 催化剂 产率/%‎ ‎1‎ KOH DMF Pd(OAc)2‎ ‎22.3‎ ‎2‎ K2CO3‎ DMF Pd(OAc)2‎ ‎10.5‎ ‎3‎ Et3N DMF Pd(OAc)2‎ ‎12.4‎ ‎4‎ 六氢吡啶 DMF Pd(OAc)2‎ ‎31.2‎ ‎5‎ 六氢吡啶 DMA Pd(OAc)2‎ ‎38.6‎ ‎6‎ 六氢吡啶 NMP Pd(OAc)2‎ ‎24.5‎ 上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究__________________等对反应产率的影响。‎ ‎(5)X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式：_____________________。‎ - 13 -‎ ‎①含有苯环；‎ ‎②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；‎ ‎③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。‎ ‎(6)利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________(无机试剂任选)。‎ 解析：(1)A的结构简式为，其名称为间苯二酚或1，3苯二酚。(2) 中的官能团是碳碳双键和羧基。(3)由合成路线可知，反应③为取代反应。W中含两个苯环、1个碳碳双键，故C原子数为2×6＋2＝14，含4个羟基，故含4个O原子，由苯环及碳碳双键可知，W分子的不饱和度为4×2＋1＝9，故W分子中H原子数为2×14＋2－2×9＝12，W的分子式为C14H12O4。(4)由表格中的信息可知，实验1、2、3、4中的溶剂和催化剂相同，碱不同，产率不同；实验4、5、6中碱和催化剂相同，溶剂不同，产率不同，故该实验探究了不同碱和不同溶剂对反应产率的影响；因6个实验的催化剂相同，故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。(5)D为，其同分异构体X为1 mol时，与足量Na反应生成2 g H2，则X中含2个羟基，由X中不同化学环境的氢原子的个数比可知，2个羟基在苯环上处于对称位置，且X中含有2个甲基，故符合条件的X的结构简式为、。‎ 答案：(1)间苯二酚(或1，3苯二酚)‎ ‎(2)羧基、碳碳双键 ‎(3)取代反应　C14H12O4‎ ‎(4)不同碱　不同溶剂　不同催化剂(或温度等)‎ - 13 -‎ ‎(5) 、‎ ‎(6)‎ ‎4．(2019·南京三模)蜂胶是一种天然抗癌药，主要活性成分为咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物I的路线如下：‎ 已知：①OH；‎ ‎②RCHO＋HOOCCH2COOHRCH===CHCOOH；‎ ‎③当羟基与双键碳原子相连时，易发生转化：‎ RCH===CHOH―→RCH2CHO。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)化合物F的名称是________；B→C的反应类型是________。‎ ‎(2)化合物E中含氧官能团的名称是________；G→H的反应所需试剂和条件分别是________、________。‎ ‎(3)写出化合物C与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：________________________。‎ ‎(4)化合物W与E互为同分异构体，两者所含官能团种类和数目完全相同，苯环上只有3个取代基，核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢原子，且峰面积比为2∶2∶1∶1∶1∶1，‎ - 13 -‎ 写出符合要求的W的结构简式：__________________。‎ ‎(5)参照上述合成路线，设计由CH3CH===CH2和HOOCCH2COOH为原料制备CH3CH2CH===CHCOOH的合成路线(无机试剂任选)。‎ 解析：(1)化合物F的名称是苯乙烯；由已知①得B为，通过对化合物B和化合物C的结构进行比较可知，化合物B中处于邻位的两个(酚)羟基被—OCH3取代，故B→C的反应类型是取代反应。(2)由化合物I逆推可知化合物E的结构简式为，含氧官能团的名称为(酚)羟基和羧基；化合物G的结构简式为，变为化合物发生的是卤代烃的水解反应，需要在氢氧化钠水溶液、加热条件下才能进行。(3)化合物C中含有醛基，与新制的氢氧化铜悬浊液发生氧化反应，其化学方程式为＋Cu2O↓＋3H2O。(4)根据题意，化合物W中含有1个羧基、1个碳碳双键和2个(酚)羟基，同时要求苯环上只有3个取代基，则苯环上有2个(酚)羟基和1个—CH===CHCOOH或1个，再根据核磁共振氢谱有6种氢原子，且峰面积比为2∶2∶1∶1∶1∶1，符合要求的W的结构简式为 - 13 -‎ ‎、。(5)首先丙烯与HBr发生加成反应生成1溴丙烷，然后让1溴丙烷在碱性条件下水解为1丙醇，1丙醇通过催化氧化变为丙醛，最后在吡啶作用下加热丙醛与HOOCCH2COOH即可制出CH3CH2CH===CHCOOH，合成路线如下：‎ 答案：(1)苯乙烯　取代反应 ‎(2)(酚)羟基、羧基　氢氧化钠水溶液　加热 ‎(3) ＋2Cu(OH)2＋NaOH ‎＋Cu2O↓＋3H2O - 13 -‎ ‎5．(2019·连云港二模)治疗癌症的有机小分子酯类药物X被批准使用。以芳香族化合物A为主要原料合成X的路线如图所示：‎ 已知：‎ ‎①核磁共振氢谱显示A有3种化学环境的氢原子，E只有1种化学环境的氢原子；‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A的名称是________________；G中官能团的名称是____________。‎ ‎(2)C在一定条件下反应生成高分子化合物，该反应的化学方程式为_________________。‎ ‎(3)D生成E的反应类型为____________________。‎ ‎(4)X的结构简式为________________________。‎ ‎(5)已知：同一个碳原子若连有两个—OH时，易转化成。H是C的同分异构体，写出两种满足下列要求的H的结构简式：_________________________________________。‎ a．苯环上有两个取代基 b．能发生银镜反应，且在碱性条件下加热水解、酸化后的两种产物也能发生银镜反应 ‎(6)参照上述合成路线和题给信息，用乙烯、乙醚、环氧乙烷为原料(其他无机试剂任选)合成1，6己二酸。‎ - 13 -‎ 解析：A为芳香族化合物，分子式为C7H5BrO，由已知信息②可推知A中含有醛基，又知A有3种化学环境的氢原子，可推出A的结构简式为，则B为，C为；由D→E的反应条件和E只有1种化学环境的氢原子可推知E的结构简式为，D的结构简式为，结合已知信息③可知，F的结构简式为，G的结构简式为。‎ ‎(1)A的结构简式为，则其名称是4溴苯甲醛或对溴苯甲醛；G的结构简式为，则其官能团的名称是羟基。(2)C的结构简式为，其分子中含有—NH2和—COOH，一定条件下能发生缩聚反应，化学方程式为＋(n - 13 -‎ ‎－1)H2O。(3)D生成E的反应为烯烃和溴化氢的加成反应。(4)X为羧酸C和醇G发生酯化反应生成的酯，可通过C和G的结构写出X的结构简式为。(5)根据已知信息b可知，H分子中含有甲酸酯基，且水解后所得两种产物都含有醛基，结合卤素原子在碱性条件下加热水解成羟基，同一碳原子上连接两个羟基时，易转化成羰基可知，其中一种水解产物中的醛基是由两个羟基转化而来的，则H一定含有的结构为，根据已知信息a，苯环上有两个取代基可知，苯环上的两个取代基为和—NH2，可处于邻、间、对3种位置，因此H的结构简式为 ‎、、‎ ‎。(6)根据原料乙醚、环氧乙烷可知应先利用乙烯和Br2的加成反应引入2个溴原子，利用已知信息③可使碳链增长到6个碳原子，进一步氧化可得到目标产物。‎ 答案：(1)4溴苯甲醛(或对溴苯甲醛)　羟基 ‎(2) - 13 -‎ ‎＋(n－1)H2O ‎(3)加成反应 ‎(5) 、‎ ‎、‎ ‎ (任写两种)‎ ‎(6) ‎ - 13 -‎