2021届高考化学一轮复习生命中的基础化学物质　有机合成及推断作业

2021届高考化学一轮复习生命中的基础化学物质　有机合成及推断作业

考点规范练34　‎ 生命中的基础化学物质　有机合成及推断 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ ‎　考点规范练第68页　 ‎ 非选择题(共4小题,共100分)‎ ‎1.(2019天津理综)(25分)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。‎ 已知(3+2)环加成反应:CH3C≡C—E1+E2—CHCH2(E1、E2可以是—COR或—COOR)‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)茅苍术醇的分子式为　　　　　　　　,所含官能团名称为　　　　　　　　　　　,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为　　　。 ‎ ‎(2)化合物B的核磁共振氢谱中有　　　　个吸收峰; 其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为　　　　　。 ‎ ‎①分子中含有碳碳三键和乙酯基(—COOCH2CH3)‎ ‎②分子中有连续四个碳原子在一条直线上 写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式　 。 ‎ ‎(3)CD的反应类型为　　　　　　　。 ‎ ‎(4)DE的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 除E外该反应另一产物的系统命名为　 。 ‎ ‎(5)下列试剂分别与F和G反应,可生成相同环状产物的是　　　　(填字母)。 ‎ A.Br2　　　　　B.HBr　　　　　C.NaOH 溶液 ‎(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M,写出路线流程图(其他试剂任选)。‎ 答案:(1)C15H26O　碳碳双键、羟基　3‎ ‎(2)2　5　和 ‎(3)加成反应或还原反应 ‎(4)‎ ‎2-甲基-2-丙醇 ‎(5)B ‎(6)+‎ 或+‎ ‎(Pd/C写成Ni等合理催化剂亦可)‎ 解析:(1)根据茅苍术醇的结构简式可知其分子式为C15H26O;所含官能团的名称是碳碳双键、羟基;分子中含有3个手性碳原子。‎ ‎(2)化合物B分子中含有2种处于不同化学环境的氢原子,其核磁共振氢谱有2个吸收峰;根据信息①分子中含有碳碳三键(C≡C)和乙酯基()及信息②连续四个碳原子共直线(C—C≡C—C),可得五种符合条件的同分异构体:、、、、。‎ ‎(3)CD是碳碳双键加氢反应,属于加成或还原反应。‎ ‎(4)反应DE属于酯交换反应,另一种产物的系统命名为2-甲基-2-丙醇。‎ ‎(5)F和G属于双键位置不同的同分异构体,两种物质加溴和碱性水解反应可得到不同物质,加溴化氢可以得到相同物质,B项符合题意。‎ ‎(6)根据(3+2)环加成反应和AB反应过程选择两组有机物:①和;‎ ‎②和。然后依次进行环加成反应和碳碳双键还原反应即可得到目标产物。‎ ‎2.(2019广西河池高级中学高三月考)(25分)医用麻醉药苄佐卡因E和食品防腐剂J的合成路线如下:‎ 已知:Ⅰ.M代表E分子结构中的一部分;‎ Ⅱ.。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)A属于芳香烃,分子式为C7H8,其名称是　 　　　,AB的反应类型是　　　　　　。 ‎ ‎(2)E中所含含氧官能团的名称是　　　　,M的结构简式是　　　　。 ‎ ‎(3)C能与NaHCO3溶液反应,则反应①的化学方程式是  　 。 ‎ ‎(4)反应②③中试剂ⅱ和试剂ⅲ依次是　　　(填字母)。 ‎ a.酸性KMnO4溶液、氢氧化钠溶液 b.氢氧化钠溶液、酸性KMnO4溶液 ‎(5)H的结构简式是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)J有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有　　　　种,写出其中任一种同分异构体的结构简式:　　 。 ‎ a.为苯的二元取代物;‎ b.遇到FeCl3溶液显紫色,能发生水解反应且能发生银镜反应。‎ ‎(7)以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成涂改液的主要成分亚甲基环己烷(),写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。‎ 答案:(1)甲苯　取代反应 ‎(2)酯基　—NH2‎ ‎(3)+NaHCO3+H2O+CO2↑‎ ‎(4)a ‎(5)‎ ‎(6)6　、‎ ‎、、、、(任意一种即可)‎ ‎(7)‎ 解析:根据流程可知,有机物A与氯气在氯化铁作催化剂的条件下生成有机物F,根据有机物J、E的结构简式,结合分子式C7H7Cl可知F为芳香氯代烃,且为对氯甲苯;A为甲苯;甲苯发生硝化反应生成硝基化合物B,根据有机物E的结构可知,B为对硝基甲苯,被酸性KMnO4溶液氧化为对硝基苯甲酸C;对硝基苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成酯D;有机物D在铁和盐酸的条件下,硝基被还原为氨基,生成有机物E;有机物F为对氯甲苯,被酸性KMnO4溶液氧化为对氯苯甲酸G,该有机物在碱性环境下发生水解生成钠盐H,该钠盐在酸化后生成有机物I(对羟基苯甲酸),再与乙醇发生酯化反应生成有机物J。‎ ‎(1)A属于芳香烃,分子式为C7H8,其名称是甲苯;甲苯与浓硝酸、浓硫酸加热发生取代反应生成硝基化合物。‎ ‎(2)根据题给信息,E所含含氧官能团为酯基,M的结构简式为—NH2。‎ ‎(3)据以上分析可知,C为对硝基苯甲酸,能与NaHCO3溶液反应,反应的化学方程式为+NaHCO3+H2O+CO2↑。‎ ‎(4)综合以上分析可知,为保护羟基需要先进行氧化,后进行水解,因此反应②中试剂ⅱ为酸性KMnO4溶液;③中试剂ⅲ为氢氧化钠溶液,因此a可选。‎ ‎(5)结合以上分析可知,H的结构简式是。‎ ‎(6)J为,其同分异构体满足a.为苯的二元取代物,有2个取代基;b.遇到FeCl3溶液显紫色,能发生水解反应且能发生银镜反应,可推知应含有酚羟基、HCOO—结构。符合该要求的为以下6种,分别是、、、、、。‎ ‎(7)由合成,苯环通过加成反应转变为饱和六元环,碳碳双键通过卤代烃的消去反应引入,因此采取先卤代,后消去。合成过程中先将甲苯侧链上的氢取代后,再通过加成反应使苯环变为饱和六元环,最后进行消去反应得到碳碳双键。具体流程可表示为:‎ ‎。‎ ‎3.(2019湖北高三联考)(25分)具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如下图所示:‎ 已知:ⅰ.RCH2BrR—HCCH—R'‎ ⅱ.R—HCCH—R'‎ ⅲ.R—HCCH—R'‎ ‎(以上R、R'、R″代表氢、烷基或苯环等)‎ ‎(1)A属于芳香烃,其名称是　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)D的结构简式是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)由F生成G的反应类型是　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)由E与I2在一定条件下反应生成F的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;此反应同时生成另外一种有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是　　　　。‎ ‎(5)下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.G存在顺反异构体 B.由G生成H的反应是加成反应 C.1 mol G最多可以与1 mol H2发生加成反应 D.1 mol F或1 mol H与足量NaOH溶液反应,均消耗2 mol NaOH ‎(6)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。‎ 答案:(1)1,2-二甲苯(邻二甲苯)‎ ‎(2)‎ ‎(3)消去反应 ‎(4)+I2+HI　‎ ‎(5)BD ‎(6)‎ 解析:根据C的结构简式,逆推B是邻甲基苯甲酸;A是邻二甲苯;C在浓硫酸作用下与试剂a反应生成D,根据D的分子式,可推出试剂a是甲醇,D是;在氢氧化钠作用下发生水解反应,再酸化生成邻乙烯基苯甲酸(E);根据信息ⅱ,由邻乙烯基苯甲酸(E)生成F,则F是,结合信息ⅲ,根据H的结构简式,逆推G是。‎ ‎(1)芳香烃是指含有苯环的碳氢化合物。A的分子式为C8H10,根据分子中碳原子个数可知A中含有一个苯环,剩余含有2个碳原子的取代基取代苯环上的氢原子,苯环上的取代基可能为1个乙基或2个甲基。根据物质C中苯环上的取代基位置关系可知,A的结构简式为,则A的名称为1,2-二甲苯(或邻二甲苯)。‎ ‎(2)由“已知ⅰ”可知,物质D与甲醛反应,脱去一个溴原子和一个氢原子,并与甲醛中的碳原子形成碳碳双键,则物质D的结构简式为。‎ ‎(3)根据以上分析,F是,G是,F中碘原子与邻位碳原子上的氢原子发生消去反应形成碳碳双键。‎ ‎(4)E的结构简式为,根据“已知ⅱ”可知,E的结构简式中有碳碳双键和羧基,在一定条件下与I2反应时,断开碳碳双键中的一个,同时两个碳原子分别连接一个碘原子和一个酯基,生成F。因此,由E生成F的化学方程式为+I2+HI。‎ 邻乙烯基苯甲酸与I2在一定条件下反应生成F的产物不唯一,此反应同时生成另外一种有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是。‎ ‎(5)G分子中形成双键的1个碳原子连接2个氢原子,因此不存在顺反异构体,A项错误;‎ 由G生成H的过程中发生的是信息ⅲ中的反应,属于加成反应,B项正确;‎ G分子中含有苯环和碳碳双键,因此1 mol G最多能与4 mol H2发生加成反应,C项错误;‎ F的结构简式为,其中酯基和碘原子均可与NaOH溶液发生反应,则1 mol F最多可与2 mol NaOH反应;而1个H分子中含有两个酯基,可与NaOH溶液发生反应,1 mol H最多可消耗2 mol NaOH,D项正确。‎ ‎(6)本题采用逆推法。由“已知ⅲ”可知,合成的反应物应为CH3CHCHCH3。要在乙烯的基础上增长碳链的同时形成碳碳双键,可运用“已知ⅰ”,即用溴乙烷与乙醛作为反应物,生成CH3CHCHCH3,因此只需将乙烯作为反应物制备溴乙烷和乙醛,溴乙烷可以通过乙烯加成反应得到,乙醛可以通过乙烯先加成后氧化得到。‎ 合成路线如图所示:‎ ‎4.(25分)由化合物A制备一种医药合成中间体G和可降解环保塑料PHB的合成路线如下:‎ 已知:(—R1、—R2、—R3均为烃基)‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)A的结构简式为　　　　　　,G中含氧官能团的名称为　　　　　　。 ‎ ‎(2)反应③和④的反应类型分别是　　　　　　、　　　　　。 ‎ ‎(3)F的分子式为　　　　　。 ‎ ‎(4)E是二元酯,其名称是　　　　　　　　,反应④的化学方程式为　 　 。 ‎ ‎(5)C存在多种同分异构体,其中分别与足量的NaHCO3溶液和Na反应产生气体的物质的量相同的同分异构体的数目为　　　　种(包含C在内)。 ‎ ‎(6)写出用B为起始原料制备高分子化合物的合成路线(其他试剂任选)。‎ 答案:(1)　醚键、酯基 ‎(2)缩聚反应　取代(或酯化)反应 ‎(3)C8H8O3‎ ‎(4)丙二酸二乙酯　HOOC—CH2—COOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH3+2H2O ‎(5)5‎ ‎(6)CH3—CHCHCOOHCH3—CHCHCOOCH3‎ 解析:A被高锰酸钾氧化为HOOCCH2COOH和,根据题给信息可知A是;与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成C,C是;HOOCCH2COOH与乙醇反应生成E,E是二元酯CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3。‎ ‎(1)A的结构简式为,G中含氧官能团的名称为醚键和酯基。‎ ‎(2)属于缩聚反应;HOOCCH2COOH与乙醇反应生成CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,属于取代(或酯化)反应。‎ ‎(3)F的分子式为C8H8O3。‎ ‎(4)E是二元酯CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,其名称是丙二酸二乙酯,反应④的化学方程式是HOOC—CH2—COOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH3+2H2O。‎ ‎(5)与足量的NaHCO3溶液和Na反应产生气体的物质的量相同,说明分子中含有1个羟基、1个羧基,符合条件的C的同分异构体有、、、,加上共5种。‎