2021届高考化学大一轮核心突破：有机合成与推断【核心透析、核心训练】

1 ——有机合成与推断 【核心训练】 1.近来有报道，碘代化合物 E 与化合物 H 在 Cr­Ni 催化下可以发生偶联反 应，合成一种多官能团的化合物 Y，其合成路线如下： 已知：RCHO＋CH3CHO ― ― → NaOH/H2O △ R—CH===CH—CHO＋H2O 回答下列问题： (1)A 的化学名称是________。 (2)B 为 单 氯 代 烃 ， 由 B 生 成 C 的 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________________________________ ____。 (3)由 A 生成 B、G 生成 H 的反应类型分别是__________、__________。 (4)D 的 结 构 简 式 为 _______________________________________________________。 (5)Y 中含氧官能团的名称为________。 (6)E 与 F 在 Cr­Ni 催化下也可以发生偶联反应，产物的结构简式为 ____________________________________________________________________ ____。 (7)X 与 D 互为同分异构体，且具有完全相同官能团。X 的核磁共振氢谱显 示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为 3∶3∶2。写出 3 种符合上述条件的 X 的结构简式________________________________________。 [解析]　(1)由结构简式可知，A 的名称为丙炔。 (2)B 为单氯代烃，由反应条件可判断该反应为甲基上的取代反应，则 B 为2 HC≡CCH2Cl，结合 C 的分子式可知 B 与 NaCN 发生取代反应，化学方程式为 ClCH2C≡CH＋NaCN ― ― → △ HC≡CCH2CN＋NaCl。 (3)由以上分析知 A―→B 为取代反应。由 F 的分子式，结合 H 的结构简式可 推 知 ， F 为 ， 根 据 信 息 中 所 给 出 的 化 学 方 程 式 可 推 出 G 为 ，由 G 生成 H 的反应条件及 H 的结构简式可知，该反应为 G 中碳 碳双键与 H2 的加成反应。 (4)由 C 生成 D 的反应条件、C 的结构简式(HC≡CCH2CN)及 D 的分子式可判 断 C 水解后的产物与乙醇发生酯化反应，则 D 为 HC≡CCH2COOC2H5。 (5)由 Y 的结构简式可知，Y 中含氧官能团为酯基和羟基。 (6)E 和 H 发生偶联反应生成 Y，由三者的结构简式可知，F 与 E 发生偶联反 应所得产物的结构简式为 (7)X 是 D 的 同 分 异 构 体 ， 且 含 有 相 同 的 官 能 团 ， 即 含 有 —C ≡ C—、 —COO—。 符 合 要 求 的 X 有 、 、 、 、 、 ，写出任意 3 种即可。 [答案]　(1)丙炔 (2)CH2Cl＋NaCN ― ― → △ CH2CN＋NaCl (3)取代反应　加成反应 (4)CH2COOC2H5 (5)羟基、酯基 (6)3 (7) 、 、 、 、 、 (任写 3 种) 2.丁香酚( )发生反应如图所示： (1) 丁 香 酚 → A 过 程 中 加 入 NaOH 溶 液 的 原 因 是 ____________________________________________________________________ ____。 (2) 写 出 一 种 同 时 符 合 以 下 条 件 的 D 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 ： ____________________________________________________________________ ____。 a．苯环上连接两种基团 b．遇 FeCl3 溶液显示特征颜色 c．能发生银镜反应 d．核磁共振氢谱显示含有五种氢原子 (3)D → E 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ______________________________________________。 [解析]　(1)丁香酚与氢氧化钠反应得到 A(丁香酚钠)，B 酸化会生成酚羟 基，故丁香酚与氢氧化钠反应目的是保护酚羟基，防止被氧化；4 分异构体符合：a.苯环上连接两种基团，b.遇 FeCl3 溶液显示特征颜色，含 有酚羟基，c.能发生银镜反应，含有醛基，d.核磁共振氢谱显示含有五种氢原 子，符合条件的同分异构体有： [答案]　(1)保护丁香酚中的酚羟基，防止被臭氧氧化5 3.有机物 F( )是一种高分子树脂，其合成路线如下： 已知：①A 为苯甲醛的同系物，分子中无甲基，其相对分子质量为 134； 请回答下列问题： (1)X 的化学名称是____________。 (2)E 生成 F 的反应类型为____________。 (3)D 的结构简式为____________。 (4) 由 B 生 成 C 的 化 学 方 程 式 为 ____________________________________________________________________ ____。 (5)芳香族化合物 Y 是 D 的同系物，Y 的同分异构体能与饱和 Na2CO3 溶液反 应放出气体，分子中只有 1 个侧链，核磁共振氢谱显示有 5 种不同化学环境的 氢原子，峰面积之比为 6∶2∶2∶1∶1。写出两种符合要求的 Y 的结构简式： ____________、____________。 (6)写出以甲醛、丙醛和乙二醇为主要原料合成软质隐形眼镜高分子材料 ——聚甲基丙烯酸羟乙酯( )的合成路线(无机试剂自 选)。 解析：根据已知信息①可知，A 为苯甲醛的同系物，分子中无甲基，其相对 分 子 质 量 为 134 ， 则 A 为 苯 丙 醛 ； 根 据 F 的 结 构 简 式 ， 可 知 E 为6 根据 C 的分子式和生成 D、E 的条件可知，C→D 为羟基 或醛基的氧化，D→E 为卤素原子的水解反应，结合 E 的结构可知，D 为含有溴 原子的羧酸，则 C 为含有溴原子的醛，B 为含有碳碳双键的芳香醛，根据信息② 可知 X 为甲醛。(1)由上述分析，X 为甲醛。(2)根据 F 的结构可知，该物质是由 羟基和羧基发生缩聚反应生成的，因此该反应类型为缩聚反应。(3)根据 C 的分 子式和生成 D 和 E 的条件可知，C→D 为羟基或醛基的氧化，D→E 为卤素原子的 水解反应，结合 E 的结构可知，D 为含有溴原子的羧酸，D 的结构简式为 (4)由题分析可知 B 中含有碳碳双键，可以与溴发生 加 成 反 应 ， 化 学 方 程 式 为 (5)D 的结构简式为 芳香 族化合物 Y 是 D 的同系物，说明含有羧基和溴原子，能够与饱和 Na2CO3 溶液反 应放出气体，说明含有羧基，分子中只有 1 个侧链，核磁共振氢谱显示有 5 种 不同化学环境的氢原子，峰面积之比为 6∶2∶2∶1∶1，说明苯环上有 3 种氢原 子，个数比为 2∶2∶1，侧链含有 2 种氢原子，个数比为 6∶1，符合要求的 Y 的结构简式为 (6)要合成有机物 需 先 合 成 CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH ， 若 要 合 成 CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH，可由甲基丙烯酸与乙二醇发生酯化反应得到，而甲基 丙烯酸可由甲基丙烯醛氧化得到，而丙醛和甲醛在碱性环境下发生反应生成甲 基丙烯醛，由此可得合成路线。7 答案：(1)甲醛　(2)缩聚反应 (6) 4. 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 ________________________________________。8 (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________、________。 解析：由已知①、C 的结构简式及 A ― ― → B C 的合成路线可推得 A、B 的 结构简式分别为 ；再由已知②及 D 的分子式可推得 D 的 结 构 简 式 为 ， 由 C ― ― → D E 可 推 得 E 的 结 构 简 式 为 ，最后由 G 的结构简式及 F→G 的合成路线，逆推得 F 的结构简式为 。(6)根据 L 遇 FeCl3 溶液发生显色反应可知 L 中含酚羟基，再结合 D 的分子式和 1 mol L 能与 2 mol Na2CO3 反应，可知 L 中 含 2 个酚羟基和 1 个—CH3,2 个酚羟基位于苯环邻位、间位和对位时，—CH3 所处 的位置分别有 2 种、3 种和 1 种，即 L 共有 6 种可能的结构。其中核磁共振氢谱 中有四组峰，且峰面积之比为 3∶2∶2∶1 的结构简式为 和 答案：(1) (2)2­丙醇(或异丙醇) (4)取代反应　(5)C18H31NO49 (6)6　 5．(2019·汕头一模)合成具有良好生物降解性的有机高分子材料是有机化 学研究的重要课题之一。聚醋酸乙烯酯(PVAc)水解生成的聚乙烯醇(PVA)，具有 良好生物降解性，常用于生产安全玻璃夹层材料 PVB。有关合成路线如图(部分 反应条件和产物略去)。 已知： Ⅰ.A 为饱和一元醇，其中氧的质量分数约为 34.8 %； 请回答： (1)C 中官能团的名称为______________，写出 C 的反式异构体的结构简式： ____________________，该分子中最多有________个原子共平面。 (2)D 与 苯 甲 醛 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________ ________________________________________________________________ ________。 (3)③的反应类型是________。 (4) 写 出 两 种 与 F 具 有 相 同 官 能 团 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 ： ____________________________________________________________________ ____。10 (5)参照上述信息，设计合成路线，以溴乙烷为原料(其他无机试剂任选)合 成 解析：A 为饱和一元醇，通式为 CnH2n＋2O，其中氧的质量分数约为 34.8 %， 则有 16 12n＋2n＋2＋16×100%＝34.8 %，解得 n＝2，故 A 为 CH3CH2OH，A 氧化生成 的 E 为 CH3COOH，E 与乙炔发生加成反应生成的 F 为 CH3COOCH===CH2，F 发生加聚 反应得到 PVAc，PVAc 在碱性条件下水解得到 PVA( )。A 在铜作催 化剂的条件下氧化得到的 B 为 CH3CHO，B 发生信息Ⅱ中的反应得到的 C 为 CH3CH===CHCHO，C 发生还原反应生成的 D 为 CH3CH2CH2CHO，D 与 PVA 发生信息Ⅲ 中的反应得 PVB。 (1)由 C 的结构简式知 C 中官能团的名称是碳碳双键和醛基，C 的反式异构 体的结构简式为 ，旋转碳碳单键可以使碳碳双键平面与—CHO 平面共面，还可以使甲基中 1 个 H 原子处于该平面内，故该分子中最多有 9 个 原子共平面。 (2)根据信息Ⅱ，D 与苯甲醛反应的化学方程式为 (3)反应③是 CH3COOH 与乙炔发生加成反应，生成了 CH3COOCH===CH2。 (4)与 F 具有相同官能团的同分异构体的结构简式为 HCOOCH===CHCH3、 HCOOCH2CH===CH2、CH3OOCCH===CH2、 。 (5)溴乙烷发生水解反应生成乙醇，乙醇发生催化氧化生成乙醛，乙醛与乙 醇发生信息Ⅲ中反应得到11 答案：(1)碳碳双键、醛基　 　9 (3)加成反应 6．姜黄素具有抗突变和预防肿瘤的作用，其合成路线如下： ②C 的核磁共振氢谱只有一组吸收峰； ③D 能发生银镜反应，也能与 NaHCO3 溶液反应。 请回答下列问题： (1)A 的结构简式为____________，D 中含有的官能团名称是________，D→ E 的反应类型是____________。 (2) 试 剂 X 为 ________ ， 反 应 B → C 的 化 学 方 程 式 是 ____________________________________________________________________ ____。12 (3)下列有关 G 的叙述不正确的是________(填字母)。 a．能与 NaHCO3 溶液反应 b．能与浓溴水发生取代反应 c．能与 FeCl3 溶液发生显色反应 d．1 mol 最多能与 3 mol H2 发生加成反应 (4)G 的 同 分 异 构 体 中 ， 符 合 下 列 条 件 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 为 __________________。 ①苯环上的一取代物只有 2 种 ②1 mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应，消耗 3 mol NaOH ③核磁共振氢谱中有 4 组吸收峰 解析：乙烯和溴发生加成反应生成的 A 为 BrCH2CH2Br，A 生成 B，B 生成的 C 为 C2H2O2，C 的核磁共振氢谱只有一组吸收峰，则 C 为乙二醛，结构简式为 OHC—CHO，则 B 是乙二醇，结构简式为 HOCH2CH2OH，A 在碱性条件下水解生成 B， 所以 X 为 NaOH 水溶液；根据 D 的分子式和 D 能发生银镜反应，也能与 NaHCO3 溶 液反应，说明 D 中有醛基和羧基，则 D 为 OHC—COOH，根据 F 的结构简式和 G 的 化学式结合信息①可知，G 的结构简式为 (1)根据上面的分析可知，A 的结构简式为 BrCH2CH2Br；D 为 OHC—COOH，D 中含有的官能团名称是醛基、羧基；根据上面分析以及反应物与生成物的结构 简式可知，D→E 的反应类型是加成反应。 (2) 试 剂 X 为 NaOH 水 溶 液 ； 反 应 B → C 的 化 学 方 程 式 是13 (3)G 的结构简式为 G 中不含有羧基，不能与 NaHCO3 溶 液反应，故 a 错误；G 中有酚羟基，且酚羟基在苯环的邻位上有氢，故 G 能与浓 溴水发生取代反应，故 b 正确；G 中有酚羟基，能与 FeCl3 溶液发生显色反应， 故 c 正确；1 mol G 最多能与 4 mol H2 发生加成反应，故 d 错误。 (4)根据条件①苯环上的一取代物只有 2 种，说明苯环上有两种等效氢；② 1 mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应，消耗 3 mol NaOH，说明分子中有一个酚酯 基和一个酚羟基；③核磁共振氢谱中有 4 组吸收峰，说明分子中有 4 种等效氢， 则符合条件的同分异构体的结构简式为 答案：(1)BrCH2CH2Br　醛基、羧基　加成反应 (2)NaOH 水溶液　 (3)ad 7.丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如 下：14 已知： (1)A 中 的 官 能 团 名 称 为 ____________________________________________________________(写两种)。 (2)D→E 的反应类型为____________。 (3)B 的分子式为 C9H14O，写出 B 的结构简式：________。 (4) 的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构 简 式 ： ____________________________________________________________________ ____。 ①分子中含有苯环，能与 FeCl3 溶液发生显色反应，不能发生银镜反应； ②碱性条件水解生成两种产物，酸化后分子中均只有 2 种不同化学环境的 氢。 (5)写出以 和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂 和乙醇任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 解析：(1)A 中含有碳碳双键和羰基。(2)在 D→E 的反应中，E 比 D 少了 1 个羟基，多了 1 个碳碳双键，所以 D→E 发生了消去反应。(3)根据 B→C 的反应， 结合 A 的结构简式及 B 的分子式知，B 的结构简式为 。(4) 的一种 同分异构体，分子式为 C9H6O3，分子中含有苯环，能与 FeCl3 溶液发生显色反应， 则含有酚羟基，不能发生银镜反应，则不含醛基；碱性条件下水解，说明含有 ，根据分子式可知还有一个—C≡CH 基团，由水解产物酸化后均只有 2 种不同化学环境的氢，说明对称性高。综上分析，其同分异构体的结构简式为 答案：(1)碳碳双键、羰基　(2)消去反应 (3) 　(4) 15 5 8．从薄荷油中得到一种烃 A(C10H16)，叫α­非兰烃，与 A 相关反应如下： (1)H 的分子式为____________。 (2)B 所含官能团的名称为____________________。 (3)含两个—COOCH 3 基团的 C 的同分异构体共有______种(不考虑手性异 构 ) ， 其 中 核 磁 共 振 氢 谱 呈 现 2 组 吸 收 峰 的 异 构 体 结 构 简 式 为 ________________________。 (4)B→D，D→E 的反应类型分别为________、________。 (5)G 为含六元环的化合物，写出其结构简式：___________。 (6)F 在一定条件下发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂，该树脂名称为 ____________。 (7) 写 出 E → F 的 化 学 反 应 方 程 式 ： ____________________________________________________________________ ____。 (8)A 的结构简式为____________________，A 与等物质的量的 Br2 进行加成 反应的产物共有________种(不考虑立体异构)。 解析：A→H 是碳碳双键的加成反应，碳架结构没有改变，根据已知信息， 再 结 合 A 、 B 分 子 式 和 C 的 结 构 简 式 ， 可 以 判 断 ： A 为 ， B 为16 ；再根据各物质之间的转化条件，可知：D 为 ， E 为 ，F 为 CH2===CH—COONa，G 为 (1)根据碳 原子的成键特点，可知化合物 H 的分子式为 C10H20。(2)由 B 的结构简式可知其 所含有的官能团的名称为羰基和羧基。(3)含有两个—COOCH3 基团的 C 的同分异 构 体 有 ： CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3 、 共 4 种，其中核磁共振氢谱呈现 2 组吸收峰(即有 2 种不同的氢原子)的结构为 (4)由 B 和 D 的结构及反应条件，可知 B→D 为加成反 应或还原反应。由 D 和 E 的结构及反应条件，可知 D→E 的反应为取代反应。(6)F 发生加聚反应得到树脂的结构为 其名称为聚丙烯酸钠。(7)E→ F 为卤代烃的消去反应，其化学方程式为 ＋2NaOH ― ― → C2H5OH △ CH2===CHCOONa＋NaBr＋2H2O。(8)A 与等物质的量的 Br2 进行加成反应共有 3 种 方式，其加成产物分别为 共 3 种。 答案：(1)C10H20　(2)羰基和羧基 (3)4　17 (4)加成反应(或还原反应)　取代反应 (5) 　 (6)聚丙烯酸钠 9．有机物 M 是一种化妆品中间体，某研究小组以苯和丙酮为原料，设计中 间体 M 的合成路线如下： 已知： (R、R′代表烃基或氢原子) 请回答： (1)A 的结构简式为________________________。 (2)下列说法正确的是________。 A．化合物 A 不能在铜催化下与氧气发生氧化反应 B．中间体 M 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．丙酮的同分异构体超过 4 种(不含丙酮) D．从丙酮到化合物 C 的转化过程中，涉及取代反应、加成反应和还原反应18 等 (3)B ― → C 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________。 (4)D 在一定条件下可转化为 X(C8H9NO2)，写出同时符合下列条件的 X 的各 种同分异构体的结构简式： ________________________________________________________________ ________。 ①能发生银镜反应；②能使氯化铁显色；③属于苯的对位二取代物。 (5) 设 计 以 丙 酮 ( ) 、 C2H2 为 原 料 制 备 异 戊 二 烯 ( )的合成路线(用流程图表示；无机试剂任选)。 解析：(1)中间体 M 有 16 个碳原子，D 有 8 个碳原子，则 C 应该有 8 个碳原 子，即 A 也应该有 8 个碳原子，所以根据题给信息②，A 应该由 2 mol 丙酮与 1 mol CH≡CH 加成而来，其结构简式为 (2)A 项，化合 物 A 的分子结构中与羟基直接相连的碳原子上无氢原子，所以不能被氧化为醛 或酮，正确；B 项，与苯环相连的—CH2CH3 中—CH2—上有氢原子，可以使酸性 KMnO4 溶液褪色，错误；C 项，丙酮的同分异构体有 CH3CH2CHO、CH2===CHCH2OH、 、 、 等，正确；D 项，从丙酮到化合物 C 的转化过程中，涉及的 反应有加成反应、还原反应(加氢反应)、消去反应，未涉及取代反应，错误。(3)B 到 C 的反应为消去反应， 即19 (4)符合条件的 X 的同分异构体结构中应具有如下特点：①含酚羟基和醛基； ②苯环上有 2 个对位取代基，因此共有 4 种，分别是 (5)丙酮与 CH≡CH 发生加成反应生成 再与 H2 发生加成反应生成 在浓硫酸作 用下发生消去反应生成 答案：(1) (2)AC20 10.化合物 W 可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下： 回答下列问题： (1)A 的化学名称为________。 (2)②的反应类型是________。 (3)反应④所需试剂、条件分别为________。 (4)G 的分子式为________。 (5)W 中含氧官能团的名称是________。 (6)写出与 E 互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两 组峰，峰面积比为 1∶1)________________________________________。 解析：(1)该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代 后的产物，其化学名称为氯乙酸。 (2)反应②为—CN 取代氯原子的反应，因此属于取代反应。 (3)反应④为羧基与羟基生成酯基的反应，因此反应试剂为乙醇/浓硫酸， 条件为加热。 (4)根据题给 G 的结构简式可判断 G 的分子式为 C12H18O3。　 (5)根据题给 W 的结构简式可判断 W 分子中含氧官能团的名称为羟基和醚 键。 (6)酯的核磁共振氢谱只有两组峰，且峰面积比为 1∶1，说明该物质的分子21 是一种对称结构，由此可写出符合要求的结构简式为 、 。 答案：(1)氯乙酸　(2)取代反应　(3)乙醇/浓硫酸、加热　(4)C12H18O3　(5) 羟基、醚键 (6) 、 11.双安妥明 可用于降低血液中的胆固醇， 该物质合成线路如图所示： Ⅲ.C 的密度是同温同压下 H2 密度的 28 倍，且支链有一个甲基，I 能发生银 镜反应且 1 mol I(C3H4O)能与 2 mol H2 发生加成反应；K 的结构具有对称性。试 回答： (1)A 的结构简式为______________________________，J 中所含官能团的 名称为____________________。 (2)C 的名称为__________。 (3) 反 应 D → E 的 化 学 方 程 式 为 _____________________________________________ ； 反 应 类 型 是 ______________。 (4)“H＋K→双安妥明”的化学方程式为 ________________________________________________________________22 ________。 (5)与 F 互为同分异构体，且属于酯的有机物有________种。其中核磁共振 氢 谱 有 3 组 峰 ， 峰 面 积 之 比 为 6 ∶ 1 ∶ 1 的 结 构 简 式 为 ________________________。 [解析]　根据 C 的密度是同温同压下 H2 密度的 28 倍，知烃 C 的相对分子质 量为 56，从而可以确定其分子式为 C 4H8 ，其支链上有一个甲基，则 C 是 ；I 的分子式为 C3H4O，能发生银镜反应且 1 mol I 能与 2 mol 氢气 发生加成反应，则 I 是 CH2===CH—CHO；结合图示转化关系及 K 的结构具有对称 性，可以推断 J 为 HOCH2CH2—CHO，K 为 HOCH2CH2CH2OH；根据双安妥明和 K 的结 构 简 式 ， 可 以 推 断 H 为 ， 则 G 为 ， B 为 ，A 为 。(5)与 F[(CH3)2CHCOOH]互为同分异构体，且属于 酯的有机物有 4 种，它们分别是 HCOOCH2CH2CH3、 、CH3COOCH2CH3、 CH3CH2COOCH3。其中核磁共振氢谱有 3 组峰、峰面积之比为 6∶1∶1 的结构简式 为 [答案]　(1) 　羟基、醛基 (2)2­甲基丙烯 (3)(CH3)2CHCH2Br＋NaOH ― ― → 水 △ (CH3)2CHCH2OH＋NaBr　取代反应23 12.麻黄素 M 是拟交感神经药。合成 M 的一种路线如图所示： 已知：Ⅰ.芳香烃 A 的相对分子质量为 92 请回答下列问题： (1)D 的名称是______；G 中含氧官能团的名称是______。 (2)反应②的反应类型为____________；A 的结构简式为____________。 (3) 写 出 反 应 ⑦ 的 化 学 方 程 式 ： _____________________________________________。 (4)X 分子中最多有________个碳原子共平面。 (5)在 H 的同分异构体中，同时能发生水解反应和银镜反应的芳香族化合物24 有________种。其中，核磁共振氢谱上有 4 组峰，且峰面积之比为 1∶1∶2∶6 的有机物的结构简式为______________________________。 (6)已知： 仿照上述流程，设计以苯、乙 醛为主要原料合成某药物中间体 的路线。 解析：信息Ⅰ说明 A 中含苯环，A 的相对分子质量为 92，设 A 的化学式为 CnH2n － 6 ， 则 A 的 分 子 式 为 C7H8 ， A 为 甲 苯 ( ) 。 由 流 程 图 知 ， A( )在光照下发生取代反应生成 B，故 B 为 。B 在氢氧化 钠溶液中水解生成苯甲醇；根据信息Ⅱ知，D 为苯甲醛( )。由信息Ⅲ 推知，D( )与 F(HC≡CNa)发生反应生成 G，G 为( )。 结合已知信息Ⅳ可推知，H 为 。结合题给信息Ⅴ可推知，X 为 。(1)D 的名称是苯甲醛，G 中的含氧官能团是羟基。(2) 反应②属于取代反应(或水解反应)；A 为甲苯。(3)根据信息Ⅴ，直接写出反应 方程式，副产物有水。(4)X 分子中可能存在两个平面(一个苯环确定的平面和一 个碳氮双键确定的平面)，当两个平面重合时，共平面的碳原子数最多，即最多 有 10 个碳原子共平面。(5)满足条件的 H 的同分异构体分三类：①苯环上只有 1 个侧链(含甲酸酯基)时有 2 种；②苯环上有 2 个侧链，分两种情况，a.—CH3、 HCOOCH2—，b.HCOO—、—CH2CH3，共 6 种；③苯环上有 3 个取代基，为—CH3、 —CH3 和 HCOO—，共 6 种。符合条件的 H 的同分异构体共有 14 种。其中，核磁 共 振 氢 谱 上 有 4 组 峰 ， 且 峰 面 积 之 比 为 1 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 6 的 为 (6)根据已知信息，苯发生硝化反应生成硝 基苯；硝基苯被还原成苯胺；苯胺与乙醛发生反应可得目标产物。25 答案：(1)苯甲醛　羟基 (2)取代反应(或水解反应)　 【核心透析】 以常见有机物为原料合成具有复杂结构的新型有机物的工艺路线是有机结 构推断题的永恒载体，试题将教材知识置于新的背景材料下进行考查，且常考 常新。其主要考查点：有机物官能团的名称与结构、有机物结构简式的确定、 有机反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的判断与书写、合成路 线的设计等，近年来，有机合成路线的设计已经成为常考考点，而且设计过程 需要的信息逐渐由显性变为隐性，即所需信息由直接给出变为隐藏在框图中， 需要考生去发现、去挖掘，难度较大。 策略一　依据有机物的结构与性质进行推断 1．根据试剂或特征现象推知官能团的种类 (1)使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“ ”或“—C≡C—”等 结构。 (2)使 KMnO4(H＋)溶液褪色，则该物质中可能含有“ ”、“—C≡C—” 或“—CHO”等结构或为苯的同系物。 (3)遇 FeCl3 溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟26 基。 (4)遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 (5)加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液，加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液 加热有银镜生成，表示含有—CHO。 (6)加入 Na 放出 H2，表示含有—OH 或—COOH。 (7)加入 NaHCO3 溶液产生气体，表示含有—COOH。 2．根据反应条件推断反应的类型 反应条件 有机反应 氯气、光照 烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代 液溴、催化剂 苯的同系物发生苯环上的取代 浓溴水 碳碳双键和三键加成、酚取代、醛氧 化 氢气、催化剂、加热 苯、醛、酮加成 氧气、催化剂、加热 某些醇氧化、醛氧化 酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾 溶液 烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化 银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化 氢氧化钠溶液、加热 卤代烃水解、酯水解等 氢氧化钠的醇溶液、加热 卤代烃消去 浓硫酸，加热 醇消去、醇酯化 浓硝酸、浓硫酸，加热 苯环上取代 稀硫酸，加热 酯水解、二糖和多糖等水解 氢卤酸(HX)，加热 醇取代反应 3．根据有机反应中定量关系进行推断 (1)烃和卤素单质的取代：取代 1 mol 氢原子，消耗 1 mol 卤素单质(X2)。 (2) 的加成：与 H2、Br2、HCl、H2O 等加成时按物质的量之比为 1∶ 1 加成。 (3)含—OH 的有机物与 Na 反应时：2 mol —OH 生成 1 mol H2。27 (4)1 mol —CHO 对应 2 mol Ag；或 1 mol —CHO 对应 1 mol Cu2O(注意：HCHO 中相当于有 2 个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化： (关系式中 M 代表第一种有机物的相对分子质量) 策略二　依据题目中的新信息进行推断 1．利用新信息，找准对应物质 在解有机合成与推断的题目时，有时仅用已学过的有机物的结构、性质进 行解题，往往会出现“卡壳”现象，这时充分利用题干中的新信息，是解题的 另一关键要素，利用新信息解题时，不必记住新信息，只要看清新信息反应的 实质，如物质含有什么官能团，发生什么反应，然后对应找到题目中的物质， 代入即可。 2．近年常考的有机新信息 (1)苯环侧链引羧基 如 (R 代表烃基)被酸性 KMnO4 溶液氧化生成 ，此反应 可缩短碳链。 (2)卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸 如 CH3CH2Br ― ― → NaCN CH3CH2CN ― ― → H2O CH3CH2COOH；卤代烃与氰化物发生 取代反应后，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。 (3)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮28 RCH===CHR′(R、R′代表 H 或烃基)与碱性 KMnO 4 溶液共热后酸化，发生双 键断裂生成羧酸，通过该反应可确定碳碳双键的位置。 (4)双烯合成 如 1,3­丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯， 这是著名的双烯合成，是合成六元环的首选方法。 (5)羟醛缩合 有α­H 的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用，生成β­羟 基醛，称为羟醛缩合反应。 策略三　利用常见官能团的性质进行路线设计 1．官能团的引入 引入羟基 (—OH) 烯烃与水的加成；醛(酮)与氢气的加成；卤代烃的水解； 酯的水解等。其中最重要的是卤代烃的水解 引入卤原子 (—X) 烃与 X2 取代；不饱和烃与 HX 或 X2 加成；醇与 HX 取代等。 其中最主要的是不饱和烃的加成 引入双键 某些醇或卤代烃的消去引入碳碳双键；醇的氧化引入碳氧 双键等 2．官能团的消除29 (1)通过加成反应可以消除 或—C≡C— 如 CH2===CH2 在催化剂作用下与 H2 发生加成反应。 (2)通过消去、氧化或酯化反应可消除—OH 如 CH3CH2OH 消去生成 CH2===CH2，CH3CH2OH 氧化生成 CH3CHO。 (3)通过加成(还原)或氧化反应可消除—CHO 如 CH3CHO 氧化生成 CH3COOH，CH3CHO 加 H2 还原生成 CH3CH2OH。 (4)通过水解反应可消除 如 CH3COOC2H5 在酸性条件下水解生成 CH3COOH 和 C2H5OH。 (5)通过消去反应或水解反应消除卤素原子 如 CH3CH2Br 在 NaOH 醇溶液中发生消去反应生成乙烯和溴化钠，在 NaOH 水 溶液中发生水解反应生成乙醇和溴化钠。 3．官能团的改变 (1)利用官能团的衍生关系进行衍变 如 R—CH2OH O2 H2 R—CHO ― ― → O2 R—COOH (2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个 如 CH3CH2OH ― ― → 消去 －H2O CH2===CH2 ― ― → 加成 ＋Cl2 Cl—CH2—CH2Cl 水 解,HO—CH2—CH2—OH (3)通过某种手段改变官能团的位置 4．有机合成中路线设计 (1)一元合成路线 R—CH===CH2 ― ― → HX 一定条件卤代烃 ― ― → NaOH/H2O △ 一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线 CH2===CH2 ― ― → X2 XCH2—CH2X ― ― → NaOH/H2O △ 二 元 醇 → 二 元 醛 → 二 元 羧 酸 →30 Error! (3)芳香化合物合成路线