高考真题 专题17有机化学合成与推断选修Word版含解析

高考真题 专题17有机化学合成与推断选修Word版含解析

‎1．【2017新课标1卷】（15分）‎ 化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）A的化学名称是__________。‎ ‎（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。‎ ‎（3）E的结构简式为____________。‎ ‎（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________。‎ ‎（5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________。‎ ‎（6）写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线________（其他试剂任选）。‎ ‎【答案】（1）苯甲醛 （2）加成反应 取代反应 （3）‎ ‎（4）‎ ‎（5）、、、（任写两种）‎ ‎（6） ‎ D→E为消去反应，结合D的分子式及D的生成反应，则D为，所以C为，B为，再结合已知反应①，A为。（1）根据以上分析可知A的名称是苯甲醛。‎ ‎（2）C→D为C=C与Br2的加成反应，E→F是酯化反应；（3）E的结构简式为。‎ ‎（4）F生成H的化学方程式为。‎ ‎（5）F为，根据题意，其同分异构体中含有苯环、—‎ COOH，先考虑对称结构，一种情况是其余部分写成两个—CH=CH2，则连接在苯环上不符合要求，其次是写成两个—CH3和一个—C≡CH，则其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1的有机物结构简式为、、、。‎ ‎（6）根据已知②，环己烷需要先转变成环己烯，再与2-丁炔进行加成就可以连接两个碳链，再用Br2与碳链上双键加成即可，即路线图为：‎ ‎。‎ ‎【名师点睛】高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定，通常是以生产、生活的陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识，涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系，涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的识别和书写等知识的考查。它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用所学知识分析、解决实际问题，这高考有机化学复习备考的方向。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等。这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进行设计。同分异构体类型通常有：碳链异构、官能团异构、位置异构等，有时还存在空间异构，要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。物质的合成路线不同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断，从已知反应物到目标产物。本题较全面的考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力。@‎ ‎2．【2017新课标2卷】（15分）‎ 化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：‎ 已知以下信息：‎ ‎①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。‎ ‎②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）A的结构简式为____________。‎ ‎（2）B的化学名称为____________。‎ ‎（3）C与D反应生成E的化学方程式为____________。‎ ‎（4）由E生成F的反应类型为____________。‎ ‎（5）G的分子式为____________。‎ ‎（6）L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________、____________。‎ ‎【答案】（1） （2）2-丙醇（或异丙醇）‎ ‎（3）‎ ‎（4）取代反应 （5）C18H31NO4 ‎ ‎（6）6 ‎ CH2OH，且为对位结构，则D的结构简式为。‎ ‎（1）根据上述分析，A的结构简式为。‎ ‎（2）根据上述分析B的结构简式为CH3CH(OH)CH3，依据醇的命名，其化学名称为2-丙醇或异丙醇。‎ ‎（3）HOCH2CH2OCH(CH3)2和发生反应生成E的化学方程式为：。‎ ‎（4）的分子式为C3H5OCl，E的分子式为C12H18O3，E与的分子式之和比F的分子式少了一个HCl，则E和发生了取代反应生成F。‎ ‎（5）根据有机物成键特点，有机物G的分子式为C18H31NO4。‎ ‎（6）L是的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，满足条件的L共有6种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为、。‎ ‎【名师点睛】‎ 高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定，通常是以生产、生活的陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识，涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系，涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体数目的判断等知识的考查；它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用所学知识分析，解决实际问题，这是高考有机化学复习备考的方向。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等，这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进行设计。同分异构体类的判断，要充分利用题目提供的信息判断同分异构体中含有结构或官能团，写出最容易想到或最简单的那一种，然后根据类似烷烃同分异构体的书写规律展开去书写其余的同分异构体；物质的合成路线不同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断，从已知反应物到目标产物。本题较全面地考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力；进行结构简式的判断时，注意结合题目中已知的进行分析，找出不同之处，这些地方是断键或生成键，一般整个过程中碳原子数和碳的连接方式不变，从而确定结构简式，特别注意书写，如键的连接方向。%‎ ‎3．【2017新课标3卷】（15分）‎ 氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）A的结构简式为____________。C的化学名称是______________。‎ ‎（2）③的反应试剂和反应条件分别是____________________，该反应的类型是__________。‎ ‎（3）⑤的反应方程式为_______________。吡啶是一种有机碱，其作用是____________。‎ ‎（4）G的分子式为______________。‎ ‎（5）H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有______种。‎ ‎（6）4-甲氧基乙酰苯胺（）是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（）制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线___________（其他试剂任选）。‎ ‎【答案】（1）‎—CH3‎ 三氟甲苯 （2）浓硝酸/浓硫酸、加热 取代反应 ‎（3） 吸收反应产物的HCl，提高反应转化率 ‎ ‎（4）C11H11F3N2O3 （5）9 （6）‎ ‎ ；吡啶的作用是吸收反应产物的HCl，提高反应转化率。‎ ‎（4）根据有机物成键特点，G的分子式为C11H11F3N2O3。‎ ‎（5）－CF3和－NO2处于邻位，另一个取代基在苯环上有3种位置，－CF3和－NO2处于间位，另一取代基在苯环上有4种位置，－CF3和－NO2处于对位，另一个取代基在苯环上有2种位置，因此共有9种结构。‎ ‎（6）根据目标产物和流程图，苯甲醚应首先与混酸反应，在对位上引入硝基，然后在铁和HCl作用下－NO2转化成－NH2，最后在吡啶作用下与CH3COCl反应生成目标产物，合成路线是：。‎ ‎【名师点睛】考查有机物的推断与合成，采用正推和逆推相结合的方法，逐步分析有机合成路线，可推出各有机物的结构简式，然后分析官能团推断各步反应及反应类型。通常 根据反应条件推断反应类型的方法有：（1）在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。（2）在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。（3）在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。（4）能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。（5）能与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。（6）在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下，发生醇的氧化反应。（7）与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇→醛→羧酸的过程)。（8）在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。（9）在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代。‎ ‎4．【2017北京卷】（17分）羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：‎ 已知：‎ RCOOR'+R''OH RCOOR''+ R'OH（R、R'、R''代表烃基）‎ ‎（1）A属于芳香烃，其结构简式是______________________。B中所含的官能团是________________。‎ ‎（2）C→D的反应类型是___________________。‎ ‎（3）E属于脂类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程式：‎ ‎______________________________。‎ ‎（4）已知：2E F+C2H5OH。F所含官能团有和___________。‎ ‎（5）以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：‎ ‎【答案】（1） 硝基（2）取代反应 ‎（3）2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O，2CH3CHO+O22CH3COOH，‎ C2H5OH＋CH3COOHCH3COOC2H5+H2O （4）‎ ‎（5）‎ 到乙酸乙酯。发生的反应是2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O，2CH3CHO+O2 2CH3COOH，CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O。（4）结合已知转化，根据原子守恒，推出F的分子式为C6H10O3，根据信息，以及羟甲香豆素的结构简式，推出F的结构简式为CH3CH2OOCCH2COCH3，除含有，还含有。（5）根据羟基香豆素的结构简式，以及（2）的分析，C、D的氨基、羟基分别在苯环的间位，分别为、。F的结构简式为CH3CH2OOCCH2COCH3，F与D发生已知第一个反应生成中间产物1，中间产物1的结构简式为：，再发生已知②的反应生成中间产物2：‎ ‎，然后发生消去反应脱水生成羟甲香豆素。‎ ‎【名师点睛】试题以羟甲香豆素的合成为素材，重点考查有机流程的理解和有机物结构推断、官能团、有机反应类型、简单有机物制备流程的设计、有机方程式书写等知识，考查考生对有机流程图的分析能力、对已知信息的理解能力和对有机化学基础知识的综合应用能力。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等。这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。官能团是决定有机物化学性质的原子或原子团，有机反应绝大多数都是围绕官能团展开，而高中教材中的反应原理也只是有机反应的一部分，所以有机综合题中经常会出现已知来告知部分没有学习过的有机反应原理，认识这些反应原理时可以从最简单的断键及变换的方法进行，而不必过多追究。如本题已知反应①，直观理解就是苯酚酚羟基邻位C—H键断裂后与酮分子中的羰基发生加成反应。@‎ ‎5．【2017天津卷】（18分）2-氨基-3-氯苯甲酸（F）是重要的医药中间体，其制备流程图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）分子中不同化学环境的氢原子共有_______种，共面原子数目最多为_______。‎ ‎（2）B的名称为_________。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_______。‎ a．苯环上只有两个取代基且互为邻位 b．既能发生银镜反应又能发生水解反应 ‎（3）该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是___________。‎ ‎（4）写出⑥的化学反应方程式：_________，该步反应的主要目的是____________。‎ ‎（5）写出⑧的反应试剂和条件：_______________；F中含氧官能团的名称为__________。‎ ‎（6）在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。‎ ‎……目标化合物 ‎【答案】（18分）（1）4 13（2）2-硝基甲苯(或邻硝基甲苯) ‎ ‎（3）避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代（或减少副产物，或占位）‎ ‎（4） 保护甲基 ‎（5）Cl2/FeCl3（或Cl2/Fe） 羧基 ‎（6）‎ ‎（1）甲苯分子中不同化学环境的氢原子共有4种，共面原子数目最多为13个。‎ ‎（2）B的名称为邻硝基甲苯（或2-硝基甲苯）；B的同分异构体中能发生银镜反应的有醛基或者甲酸酯结构，又能发生水解反应，说明含有酯基结构或者肽键结构。再根据苯环上只有两个取代基且互为邻位，由此可得B的同分异构体有：。‎ ‎（3）若甲苯直接硝化，所得副产物较多，即可能在甲基的对位发生硝化反应，或者生成三硝基甲苯等。‎ ‎（4）反应⑥为邻氨基苯甲酸与乙酰氯发生取代反应，方程式为：‎ ‎。结合F的结构可知，该步骤的目的是保护氨基，防止氨基被氧化。‎ ‎（5）结合D、F的结构可知，反应⑧引入Cl原子，苯环上引入Cl原子的方法是在Fe或者FeCl3作催化剂的条件下与Cl2发生取代反应；F中的含氧官能团为羧基。‎ ‎（6）根据步骤⑨及缩聚反应可得流程如下：‎ ‎。‎ ‎【名师点睛】本题考查有机推断与有机合成、有机反应方程式的书写、同分异构体、信息获取与迁移应用等，综合性较强，需要学生完全凭借已知反应规律和合成路线进行推断，对学生的思维能力提出了更高的要求。‎ ‎6．【2017江苏卷】(15分)化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下：‎ ‎（1）C中的含氧官能团名称为_______和__________。 ‎ ‎（2）D→E的反应类型为__________________________。‎ ‎（3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：_____________________。‎ ‎①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。‎ ‎（4）G 的分子式为C12H14N2O2，经氧化得到H，写出G的结构简式：__________________。 ‎ ‎（5）已知：(R代表烃基，R'代表烃基或H)‎ 请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。‎ ‎【答案】（1）醚键 酯基 （2）取代反应 （3） ‎ ‎（4） ‎ ‎（5）‎ ‎ 对苯二酚；另一种水解产物是α-氨基酸，则该α-氨基酸一定是α-氨基丙酸，结合两种水解产物可以写 ‎ 出C的同分异构体为 。‎ ‎（4） 由F到H发生了两步反应，分析两者的结构，发现F中的酯基到G中变成了醛基，由于已知G到H发生的是氧化反应，所以F到G发生了还原反应，结合G 的分子式C12H14N2O2 ，可以写出G的结构简式为 。‎ ‎（5）以和(CH3)2SO4为原料制备，首先分析合成对象与原料间的关系。结合上述合成路线中D到E的变化，可以逆推出合成该有机物所需要的两种反应物分别为和；结合B到C的反应，可以由逆推到，再结合A到B的反应，推到原料；结合学过的醇与氢卤酸反应，可以发现原料与氢溴酸反应即可得到。具体的合成路线流程图如下：‎ ‎【名师点睛】本题考查有机化学的核心知识，包括常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系，有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、有限定条件的同分异构体以及限定原料合成一种新的有机物的合成路线的设计。它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用所学知识分析、解决实际问题，这是高考有机化学复习备考的方向。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基等。这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。解题时，通过分析转化前后官能团的变化，确定发生反应的类型及未知有机物的结构。书写同分异构体时，先分析对象的组成和结构特点，再把限定的条件转化为一定的基团，最后根据分子中氢原子种数以及分子结构的对称性，将这些基团组装到一起，并用限定条件逐一验证其正确性。设计有机合成路线时，先要对比原料的结构和最终产物的结构，通常用逆合成分析法从合成产物的分子结构入手，采用"切断一种化学键"分析法，分析官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，结合课本学过的知识和试题所给的新信息，逐步分析直到和原料完美对接。本题就是逆合成分析法的好例子。‎