2020年高三最后冲刺有机物的合成练习试题及答案

2020 年高三最后冲刺有机物的合成练习试题及答案 1．石油裂解气是重要的化工原料，以裂解气为原料合成有机物 X（ ）的流 程如图： A(CH2=CHCH3) B （ CH2=CHCH2Cl ） D （ ） E F （ ） G （ ） X （ ） 请回答下列问题： （1）反应①的反应类型是____________。 （2）B 的名称是____________，D 分子中含有官能团的名称是____________。 （3）写出物质 C 的结构简式：____________。 （ 4 ） 写 出 A 生 成 B 的 化 学 方 程 式 ： ____________ 。 写 出 反 应 ② 的 化 学 方 程 式 ： ____________。 （5）满足以下条件 D 的同分异构体有____________种。 ①与 D 有相同的官能团；②含有六元环；③六元环上有 2 个取代基。 （6）参照 F 的合成路线，设计一条由 CH3CH=CHCH3 制备 的合成线路（其他 试剂任选）__________。 【答案】（1）加成反应 （2）3−氯丙烯 碳碳双键和氯原子 （3）CH2=CHCH=CH2 （4）CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl （5）20 （6） 【解析】根据各物质的转化关系，丙烯与氯气发生取代生成 B 为 3-氯丙烯，比较 B 和 D 的 2Cl 650℃ C 加热 → 2H Ni/Δ CH CNa≡→ 2H Lindlar催化剂 → 反应①→ 反应②→ 650 C→ 结构简式可知，B 与 C 发生加成反应生成 D，C 为 CH2=CHCH=CH2，D 与氢气发生加成反应生 成 E 为 ，E 与氰化钠发生取代生成 F，F 与氢气加成生成 G，G 与氯化氢加成再碱性水 解得 ， 再氧化可得 X，以 CH3CH=CHCH3 合成 ，可以 用 CH3CH=CHCH3 与 CH2=CHCH=CH2 发生加成反应得 ， 再与氯气加成后与乙炔 钠反应可得 ，据此答题。(1)根据上面的分析可知，反应①的反应类型是加成反应， 故答案为：加成反应。(2)B 的名称是 3−氯丙烯，根据 D 的结构简式可知，D 分子中含有官能团 的名称是碳碳双键和氯原子，故答案为：3−氯丙烯；碳碳双键和氯原子。(3)根据上面的分析可 知，物质 C 的结构简式为 CH2=CHCH=CH2，故答案为：CH2=CHCH=CH2。(4)A 生成 B 的化学 方 程 式 为 CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl ， 反 应 ③ 的 化 学 方 程 式 为 ； 故 答 案 为 ： CH2=CHCH3+Cl2 CH2=CHCH2Cl + HCl； 。(5)根据 D 的结构，结合 条件①有相同的官能团，即有碳碳双键和氯原子，②含有六元环，③六元环上有 2 个取代基，则 符合条件的 D 的同分异构体为含有碳碳双键的六元环上连有氯原子和甲基，这样的结构有 17 种， 或者是 的环上连有氯原子，有 3 种结构，所以共有 20 种；故答案为：20。(6)以 CH3CH=CHCH3 合成 ，可以用 CH3CH=CHCH3 与 CH2=CHCH=CH2 发生加成反应得 ， 再 与 氯 气 加 成 后 与 乙 炔 钠 反 应 可 得 ， 反 应 的 合 成 路 线 为 ； 故 答 案 为 ： 。 2．抗痫灵(G)具有抗癫痫、抗惊厥、抗抑郁等功效，其合成路线如下图所示（某些反应条件 和副产物已略）： 500 C→ 500 C→ （1）A 中含氧官能团名称是________________；简述证明 A 含有该官能团的实验方法 ___________________。 （2）若以醛基为母体，则 B 的系统命名法的名称为_______________；①~⑥的反应中属于 加成反应的是_______（填序号）。 （3）芳香化合物 H 是 C 的同分异构体，H 的相关信息如下： a．可发生银镜反应 b．可与 NaHCO3 溶液反应生成气体 c．苯环上的一溴代物有 2 种 则 H 的结构简式为________________________________。 （4）写出反应⑥的化学反应方程式 ____________________________________________。 （5）（ ）的单体是薰衣草的调和香料，以苯甲醛（ ）为起始原料（其 余有机、无机原料任选），参照抗痫灵(G)的合成，设计并补充完成下列合成路线图：_______（空 格内有几步，写几步。） 【答案】（1）（酚）羟基 用一支洁净的小试管取 A 试液少许，用滴管滴几滴 FeCl3 溶液， 若溶液变紫色，则证明 A 分子中含酚羟基 （2）3，4-二羟基苯甲醛 ③ （3） （4） （5） 【解析】(1)A 为 ，其中含氧官能团是羟基；A 中羟基与苯环直接相连，检验酚羟基 可以用一支洁净的小试管取 A 试液少许，用滴管滴几滴 FeCl3 溶液，若溶液变紫色，则证明 A 分子中含酚羟基；故答案为：羟基；用一支洁净的小试管取 A 试液少许，用滴管滴几滴 FeCl3 溶 液，若溶液变紫色，则证明 A 分子中含酚羟基；(2)B 为 ，若以醛基为母体，用系统命名 法，则 B 的名称为 3，4-二羟基苯甲醛；根据流程图中前后物质结构的差别，反应①为取代反应； 反应②为取代反应；反应③为加成反应；反应④为消去反应；反应⑤为脱羧反应，不属于加成反 应；反应⑥为取代反应，属于加成反应的是③；故答案为 3，4-二羟基苯甲醛；③；(3)C 为 ，芳香化合物 H 是 C 的同分异构体：a．可发生银镜反应，说明含有醛基，属于醛或甲酸 酯；b．可与 NaHCO3 溶液反应生成气体，说明含有羧基；c.苯环上的一溴代物有 2 种，则 H 的 结构简式为 ；故答案为 ；(4)反应⑥属于取代反应，反应的化学反应方程式为 ； (5) 以 苯 甲 醛 ( ) 为 起 始 原 料 合 成 ，首先要合成单体 ，而合成 ，根据题干 G 的合成路线 中的反应③、④、⑤，需要合成 ，再合成 ，因此合成路线为 。 3．有机物 J 属于大位阻醚系列中的一种物质，在有机化工领域具有十分重要的价值。2018 年我国首次使用 α－溴代羰基化合物合成大位阻醚 J，其合成路线如下： 已知： 回答下列问题： (1) A 的名称___________________。 (2)C→D 的化学方程式_________________________。E→F 的反应类型____。 (3)H 中含有的官能团________________。J 的分子式_______________。 (4)化合物 X 是 D 的同分异构体，其中能与氢氧化钠溶液反应的 X 有_____________种(不考 虑立体异构)，写出其中核磁共振氢谱有 3 组峰，峰面积之比为 1∶1∶6 的结构简式为 ___________________________。 (5) 参 照 题 中 合 成 路 线 图 。 涉 及 以 甲 苯 和 为 原 料 来 合 成 另 一 种 大 位 阻 醚 的合成路线：__________________。 【答案】（1）2—甲基丙烯 （2） 取代反应 （3）酚羟基和硝基 C10H11NO5 （4）6 （5） 【解析】由 C 物质逆向推断，可知 A 物质含有碳碳双键，且含有一个甲基支链，则 A 为 2- 甲基丙烯，A 与溴单质发生加成反应得到 B，B 物质中的 Br 原子水解，生成带羟基的醇，C 物 质的羟基反应生成醛基即 D 物质，D 物质的醛基再被新制的氢氧化铜氧化成羧基，即 E 物质，E 物质上的羟基被 Br 原子取代，得到 F，F 与 H 反应生成 J；(1)由 C 物质逆向推断，可知 A 物质 含有碳碳双键，且含有一个甲基支链，则 A 为 2-甲基丙烯，故答案为 2-甲基丙烯；(2)C 中的羟 基被氧化生成一个醛基，化学方程式 ，E 物质 上的羟基被 Br 原子取代，故答案为 ，取代反应； (3)由 J 物质逆向推理可知，H 中一定含有苯环、硝基和酚羟基，J 的分子式为 C10H11NO5，故答 案为酚羟基和硝基；C10H11NO5；(4)化合物 X 是 D 的同分异构体，其中能与氢氧化钠溶液反应 的 X 一定含有羧基或者酯基，其中含有羧基的 2 种，含有酯基的 4 种，写出其中核磁共振氢谱 有 3 组峰，峰面积之比为 1∶1∶6 的结构简式为 ，故答案为 6； ；（5）甲苯与氯气发生取代反应，得到 1-甲苯，Cl 原子水解成 羟基得到苯甲醇，苯甲醇再与 发生消去反应得到 ，合成路线为： 。 4．格氏试剂 RMgX 由 Mg 和卤代烃 RX 在干燥下的乙醚中反应制得，广泛用于复杂有机物 的合成。如图是著名香料( )的合成路线。 （1）反应 II 的反应类型为_________，化合物 C 的名称是__________。 （2）写出下列物质的结构简式：E_____________，F______________。 （3）写出苯→C 的化学方程式：____________________。 （4）A 有多种同分异构体，其中苯环上有两种化学环境氢的同分异构体(含－MgBr 结构)有 ___种。 （5）仿照上述合成路线，设计以原料( )合成产物( )的合成路线(其他 原料与试剂任选)___________________________________。 【答案】（1）取代反应 甲苯 （2） （3） +CH3Br +HBr （4）4 （5） 【解析】由流程可知苯在催化条件下生成溴苯，依次与镁/乙醚、环氧乙烷反应生成苯乙醇， 然后与三溴化磷反应生成 ，A 应为 ，苯与一溴甲烷生成的 C 为 ，E 为 ， 由 反 应 (1) 结 合 可 知 F 应 为 ， B 为 ，以此解答该题。(1)反应Ⅱ的反应类型为取代反应，C 为 ，名称为甲苯； (2)由以上分析可知 E 为 ，F 为 ，故答案为： ； ；(3) 苯与一溴甲烷生成 ，反应的化学方程式为 ；(4)A 为 ，苯环上有两种化学环境氢的同分异构体(含-MgBr 结构)，如苯环含有两个取代基， 应为对位结构，则两个取代基可分别为-MgBr、-CH2CH3；-CH2MgBr、-CH3；如苯环有 3 个取代 基，则应含有 2 个甲基和-MgBr，且结构对称，可为 ，共 4 种；(5)甲苯合成 ，可先用甲苯在光照条件下生成一氯甲苯，与 Mg 反应生成 ， 再 与 反 应 生 成 ， 然 后 发 生 消 去 反 应 生 成 ， 则 反 应 的 流 程 为 。 5．高血脂是一种常见的心血管疾病，治疗高血脂的新药 I 的合成路线如下： 回答下列问题： （1）反应①所需试剂、条件分别是____________；F 的化学名称为____________。 （2）②的反应类型是______________；A→B 的化学方程式为_____________________。 （3）G 的结构简式为______________；H 中所含官能团的名称是____________。 （4）化合物 W 的相对分子质量比化合物 C 大 14，且满足下列条件，W 的可能结构有___种。 ①遇 FeCl3 溶液显紫色 ②属于芳香族化合物 ③能发生银镜反应；其中核磁共振氢谱显示 有 5 种不同化学环境的氢，峰面积比为 2∶2∶2∶1∶1，写出符合要求的 W 的结构简式 ____________。 （5）设计用甲苯和乙醛为原料制备 的合成路线，其他无机试剂任选（合 成路线常用的表示方式为： ）____________。 【答案】（1）Cl2、光照 辛醛 （2）取代反应 （3） 羟基 （4）13 （5） 【解析】甲苯发生取代反应生成 ， 在氢氧化钠水溶液加热条件下发生取代反应 生成 ，则A为 ，该分子继续氧化为B，可推知B为 ，C为 ；D 经过先水解后消去反应可得到 HCHO，所以 E 为 HCHO，根据给定的已知信息及逆合成分析法 可知，G 为 ，据此分析作答。（1）甲苯→ ，发生的是取代反应，所需试剂、 条件分别是 Cl2、光照；F 为 ，根据系统命名法可知其名称为辛醛，故答案为 Cl2、 光照；辛醛；（2）反应②是 C 和 H 发生的酸和醇的酯化反应（取代反应），A→B 的化学方程式 为 ， 故 答 案 为 取 代 反 应 ； ；（3）结合给定的已知信息推出 G 的结构简式 为 ；G→H，是-CHO 和 H2 的加成反应，所以 H 中所含官能团的名称是羟基，故 答案为 ；羟基。（4）C 为 ，化合物 W 的相对分子质量比化合物 C 大 14，W 比 C 多一个 CH2，遇 FeCl3 溶液显紫色含有酚羟基，属于芳香族化合物含有苯环，能发生 银镜反应含有醛基，①苯环上有三个取代基，分别为醛基、羟基和甲基，先固定醛基和羟基的位 置，邻间对，最后移动甲基，可得到10种不同结构；②苯环上有两个取代基，分别为-OH和-CH2CHO， 邻间对位共 3 种，所以 W 的可能结构有 10+3=13 种；符合①遇 FeCl3 溶液显紫色、②属于芳香 族化合物、③能发生银镜反应其中核磁共振氢谱显示有 5 种不同化学环境的氢、峰面积比为 2∶ 2∶2∶1∶1 要求的 W 的结构简式： ，故答案为 13； ；（5） 根据题目已知信息和有关有机物的性质，用甲苯和乙醛为原料制备 的合成路 线具体如下： ， 故答案为 。 6.某研究小组试通过以下路径制取偶氮染料茜草黄 R。 已知：①重氮盐与酚类（弱碱性环境下）或叔胺类（弱酸性条件下）发生偶合反应，偶合的 位置优先发生在酚羟基或取代氨基的对位。 （1）G 中的含氧官能团名称为____；D 的系统命名为___________。 （2）从整个合成路线看，设计 A→E 步骤的作用是_____________。 （3）D 与乙酸酐反应可制得解热镇痛药阿司匹林。提纯时可将产品溶于饱和碳酸钠后除去 其副产物中的少量高分子，试写出生成高分子化合物 的化学方程式______。 （4）M 是 A 的相对分子质量相差 28 的同系物，则含有苯环的 M 的同分异构体有__种。其 中核磁共振氢谱峰面积比为 6∶2∶2∶1 的同分异构体的结构简式为______（任写一种）。 （5）写出茜草黄 R 的结构简式：_____。 （6）设计由甲苯和 N，N-二甲基苯胺（ ）合成甲基红（ ） 的合成路线：________。 【答案】（1）硝基 2-羟基苯甲酸 （2）保护氨基不被硝酸氧化 （3） （4）20 种 或 或 （5） （6） 【解析】从合成路线图可知，C→D 过程用酸，可知 D 为 ，D 与 H 的反应，结合 信息反应①可知，偶合反应的实质是重氮盐中的 Cl 原子被取代，故茜草黄 R 的结构简式为 。(6)合成过程推导，利用题干信息，整个过程通过偶合反应增长碳链， 并在合成过程中通过保护氨基引入羧基即可合成。(1)G 中官能团名称为氨基、硝基；故答案为： 硝基；D 是通过 C 酸化得到，故 D 的结构简式为 ，化学名称为 2-羟基苯甲酸。故答案 为：2-羟基苯甲酸。(2)A→E 过程中氨基被取代，在 F→G 过程中氨基重新生成，起氨基保护作 用。故答案为：保护氨基不被硝酸氧化。(3)生成高分子化合物 的化学方程式： ，故答案为： 。(4)由 题意可知，M 应该比 A 多 2 个 CH2 基团，分子式为 C8H11N，含有苯环存以下几种情况：如果含 有 1 个 侧 链 ， 则 应 该 是 － CH2CH2NH2 、 － CH(CH3)NH2 、 － NHCH2CH3 、 － N(CH3)2 、 － CH2NHCH3，共计 5 种；如果含有 2 个取代基，则可以是乙基和氨基或甲基和－NHCH3 或甲基 和－CH2NH2，其位置均邻间对三种，共计是 9 种；如果是 3 个取代基，则是 2 个甲基和 1 个氨 基，其位置有 6 种，总计 20 个。故答案为：20 种；其中核磁共振氢谱峰面积比为 6∶2∶2∶1 的同分异构体的结构简式根据上面情况分析，可能情况有 或 或 ，故答案为： 或 或 。(5)结合信息反应①可知， 偶 合 反 应 的 实 质 是 重 氮 盐 中 的 Cl 原 子 被 取 代 ， 故 茜 草 黄 R 的 结 构 简 式 为 ，故答案为： ；(6)整个过程通过偶合反应增长 碳链，并在合成过程中通过保护氨基引入羧基即可合成，路线为 。