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大题突破五　有机推断与合成综合题
真｜题｜研｜析
1. （2024·河北高考18题）甲磺司特（M）是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如右（部分试剂和条件省略）。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为 。
丙烯酸
解析：A与CH3OH在浓H2SO4作用下生成了含有酯基的B，结合A的分子式可知，A的结构简式为 ，名称为丙烯酸。
（2）B→C的反应类型为 。
解析：B→C中，碳碳双键中的π键断裂，形成了CH3S—C σ键、H—C σ键，反应类型为加成反应。
加成反应
（3）D的结构简式为 。
解析：C中含有酯基，在碱性条件下可水解，经酸化后形成
对应羧酸，因此D的结构简式为 。
（4）由F生成G的化学方程式为
。
＋
HNO3　 ＋H2O
解析：结合I的结构简式可知，F的结构中含有苯环，结合F的分子式可知，F为 ，F在浓HNO3/浓H2SO4、加热的条件下发生硝化反应，结合I中苯环上两个取代基位于对位可知，G为 ，因此F生成G的化学方程式为 ＋
HNO3 ＋H2O。
（5）G与H相比，H的熔、沸点更高，原因为
。
解析：NaOH、H2O、加热、加压条件下可将碳卤键水解为羟基，由于G中的卤素原子连在苯环上，水解后得到的羟基为酚羟基，在碱性条件下以酚钠的形式存在，进一步加酸酸化后转化为酚，因此H为 ，其中的羟基可以与另一H分子形成分子间氢键，G不能形成分子间氢键，故H的熔、沸点相对更高。
H中含有羟基，可以形
成分子间氢键
（6）K与E反应生成L，新构筑官能团的名称为 。
解析：对比J、E、L的结构，J中除硝基，E中除—COCl（酰氯基）以外的结构均出现在L中，未发生变化，则L中的酰胺基（ ）是新构筑的官能团。
酰胺基
（7）同时满足下列条件的I的同分异构体共有 种。
（a）核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶2；
（b）红外光谱中存在C O和硝基苯基（ ）吸收峰。
其中，可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式
为 。
6
解析：由题给条件知，I的同分异构体中存在C O和 ，根据I的结构简式可知，其同分异构体（记为I'）除含有一个对硝基苯基（ ）外，还含有3个C、2个O、1个不饱和度，再除去I'中还含有的C O（1个C、1个O、1个不饱和度），还剩2个C和1个O，对硝基苯基中有两种H，个数比为2∶2，则核磁共振氢谱中剩余的两组峰（个数比为3∶2）分别属于一个甲基（—CH3）和一个亚甲基（—CH2—）。综上，I'的结构中包含以下结构（各一个）：—CH3、—CH2—、 、 、 ，
固定甲基和对硝基苯基分居I'两端，剩余三个基团共有 、 、 、 、
、 6种组合形式。若要水解
得到H（ ），则I'需存在结构 ，故符合题意
的I'为 。
2. （2024·新课标卷30题）四氟咯草胺（化合物G）是一种新型除草剂，可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如右（略去部分试剂和条件，忽略立体化学）。
已知反应Ⅰ：ROH ROSO2CH3＋（C2H5）3N·HCl
已知反应Ⅱ： ＋ ＋R4OH
R1为烃基或H，R、R2、R3、R4为烃基
回答下列问题：
（1）反应①的反应类型为 ；加入K2CO3的作用是
。
取代反应
消耗
反应生成的HBr，促进反应正向进行
解析：由A和C的结构简式结合B的分子式可知，B的结构简式为 ，反应①中，A中的C—Br σ键断裂形成C—N σ键，反应类型为取代反应；反应①为 ＋ ＋HBr，加入K2CO3是为了消耗反应产生的HBr，促进反应向右进行。
（2）D分子中采用sp3杂化的碳原子数是 。
解析：由C的结构简式结合D的分子式可知，D的结构简式
为 ，有“*”标记的5个饱和碳原子，故D分子
中采取sp3杂化的碳原子数是5。
5
（3）对照已知反应Ⅰ，反应③不使用（C2H5）3N也能进行，原因是
。
D
分子中同时存在
和—OH
解析：已知反应Ⅰ为—OH与CH3SO2Cl发生取代反应生成的
HCl与 结合，促进反应正向进行，由（2）中分析知，D的结
构简式为 ，D分子中含有 和—OH，反应
③不使用（C2H5）3N也能进行。
（4）E中含氧官能团名称是 。
解析：由题图知，E中的含氧官能团为酯基。
（5）F的结构简式是 ；反应⑤分两步进行，第一步产物的
分子式为C15H18F3NO4，其结构简式是 。
酯基
解析：由 结合F的分子式，以及E、G的结构简式可知，F的结构简式为 ；由第一步产物的分子式为C15H18F3NO4可知，该分子的不饱和度为6，结合E的结构简式可知，该产物比E少了一个苯环和一个饱和碳原子，故第一步产物的结构简式为 。
（6）G中手性碳原子是 （写出标号）。
解析：手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的
碳原子，故G中的手性碳原子为3、4号碳原子。
（7）化合物H是B的同分异构体，具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示
为四组峰，且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构
是 。
3、4
、　
解析：B的分子式为C8H11N，不饱和度为4，H能发生反应Ⅱ，说明H中含有—NH2或—NH—，有苯环结构且不饱和度为4，故还含有两个饱和碳原子，该分子中有四种H，由于N原子上含一种氢原子，且含有苯环，故该分子中两个甲基在苯环两侧对称分布，则H可能的结构为 、 。
　　预计在2025年高考中，仍会以合成新颖的实用有机物为主线，运用典
型的合成路线， 将信息和问题交织在一起，环环相扣，串联多类有机物结
构、性质进行考查，同分异构体数目确定和书写，以及利用题给信息设计
简短合成路线将是命题重点与难点。
有机推断与合成
概括：前推后，后推前，两边推中间，紧抓题给条件、信息和官能团。
具体步骤：
（1）从有机物转换关系连线上提取反应试剂及条件，进而确定反应前后
物质含有的官能团；
（2）对于不常见反应试剂及条件，从已知的信息中找到提示，进而可类
比判断合成路线中可能发生的反应及官能团的变化；
（3）反应试剂及条件未给出，信息未涉及，可从转化关系中相邻物质的
结构简式的细微变化或官能团变化来判断。
能｜力｜进｜阶
1. （2024·广东部分学校大联考）卡巴拉汀（化合物ⅹ）可用于轻、中度阿尔茨海默症的治疗，其一种合成路线如图所示（加料顺序、反应条件略）：
　回答下列问题：
（1）化合物ⅰ的分子式为 ，所含官能团的名称为
；芳香族化合物a为ⅰ的同分异构体，含有一个手性碳
且能与银氨溶液发生银镜反应，a的结构简式为 。
C8H8O2
酮羰基、
（酚）羟基
解析：化合物ⅰ（ ）的分子式为C8H8O2，含有酮羰基、（酚）羟基两种官能团；a为芳香族化合物，能发生银镜反应且含有一个手性碳，则存在—CHO和—OH和苯基，a的结构简式为 。
（2）根据化合物ⅱ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。
序号 反应试剂、条件 生成有机物的结构简式 反应类型
a
b 加成反应
浓溴水
取代反应
H2，催化剂，△
解析：根据化合物ⅱ（ ）的结构特征，分析预测其可能的化学性质：含有苯环，可发生加成反应，含有（酚）羟基，可以发生取代反应。
（3）反应③中仅生成两种化合物，除化合物ⅶ外，另一种化合物
为 （填结构简式）。
解析：反应③中生成ⅶ和另外一种产物，根据原子守恒和断
键成键的角度分析，可推出其为CH3CH2OH。
CH3CH2OH
（4）下列关于反应⑥的说法正确的是 （填字母）。
A. 反应过程中，有C—Cl和C—O断裂
B. 反应物ⅳ中，O和N原子均有孤电子对
C. 电离出H＋的能力：ⅳ＜ⅹ
D. 化合物ⅹ能与水形成氢键，易溶于水
解析：反应过程中，ⅳ中酚羟基中的H脱掉，结合ⅸ中酰氯键中的Cl原子，涉及C—Cl和O—H的断裂，A项错误；反应物ⅳ中，O和N原子均为单键，杂化方式为sp3杂化，O原子有2个孤电子对，N原子有1个孤电子对，B项正确；化合物ⅳ中，含有酚羟基，能电离出H＋，C项错误；化合物ⅹ难溶于水，D项错误。
B
（5）以甲酸甲酯、苯酚、碳酰氯（ ）和甲胺（ ）为原料，
利用上述有机合成路线③～⑥的原理，合成化合物 （ ）。
①第一步涉及甲酸甲酯与甲胺的反应，其化学方程式
为 （反应条件
省略不写）。
HCOOCH3＋CH3NH2 CH3NHCHO＋CH3OH
②若最后一步有苯酚参与反应，则另一有机反应物为 （填
结构简式），另一种产物为 （填化学式）。
HCl
解析：以甲酸甲酯、甲胺、碳酰氯和苯酚为原料，根据题目信息，可以采用逆推法，合成路线为 。①第一步涉及甲酸甲酯与甲胺的反应，是反应③的原理，化学方程式为HCOOCH3＋
CH3NH2 CH3NHCHO＋CH3OH。
②最后一步有苯酚参与的反应中，逆推可知依据反应⑥的原理，为取代反
应，另一有机反应物为 ，产物为HCl。
2. （2024·辽宁协作校三模）L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成
分，以A为原料合成L的流程如图所示。
（1）下列说法正确的是 。
A. A的名称是3-甲基苯酚
B. B、C中均无手性碳原子
C. H中官能团有酯基、醚键
D. J→L为取代反应
BC
回答下列问题：
解析：根据A的分子式以及B的结构可知：A为 ；D→E首先发生加成反应延长碳链，再发生水解生成E，E为 ；根据F、H结构可知，G为 ，F→G、H→I先将羧基反应保护起来，再还原。（1）A的名称是4-甲基苯酚，A错误； B、C中均无手性碳原子，B正确； 中的官能团有酯基、醚键，C正确；J→L中C N打开，C和N上均新连上了原子或原子团，发生加成反应，D错误。
（2）E的结构简式为 。
解析：E的结构简式为 。
（3）H→I第一步反应的化学方程式为
。
＋
NaOH
＋CH3OH
解析：H→I第一步是碱性条件下酯的水解反应，化学方程
式为 ＋NaOH ＋CH3OH。
（4）设计F→G、H→I步骤的目的是 。
解析：根据题干流程可知，F→G、H→I先将羧基反应，再还原。因此这两步是保护官能团，G→H发生羟基氢被烃基取代的反应，因此不保护容易生成副产物。
保护羧基，防止生成副产物
（5）G→H中K2CO3可以用吡啶（ ）替代，吡啶的作用是
。
消耗
HBr，提高平衡产率
解析：在G→H反应过程中生成物有HBr。碳酸钾和吡啶都可以和HBr反应，根据平衡原理，生成物被消耗，平衡正向移动。
（6）在E的芳香族同分异构体中，同时具备下列条件的结构有 种。
16
①既能发生水解反应，又能发生银镜反应；
②1 mol有机物最多能与3 mol NaOH反应；
③1 mol有机物与足量的Na反应能生成22.4 L H2（标准状况）。
解析：E为 ，芳香族同分异构体，说明含苯环，且除苯环外不饱和度为1，既能发生水解反应，又能发生银镜反应，则含HCOO—；1 mol有机物与足量的Na反应能生成22.4 L H2（标准状况），则含2个—OH；1 mol有机物最多能与3 mol NaOH反应，则苯环上的取代基为—OH、—OH、HCOOCH2—，有6种；苯环上的取代基为—OH、HCOO—、—CH2OH，有10种，故符合条件的共有16种。
（7）设计以苯乙醛为原料制备吸湿性高分子材料（ ）的合成
路线（无机试剂任选）。
答案：
解析：要制得 ，需要 ，
可由
在碱性条件下反应制得， 可由 在
浓硫酸加热下发生消去反应制得， 由 与
HCN反应后再水解而来。

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