有机化学 大题中的选择判断及合成路线的设计 训练（含解析）2021届高三化学二轮复习专题复习

2021 届高三化学有机二轮复习——大题中的选择判断及合 成路线的设计有答案和详细解析 1．胃复安的合成路线如下图所示： 已知： ―――――→(CH3)2SO4 ； 回答下列问题： (1)下列说法不正确的是________。 A．化合物 B 能发生加成反应 B．化合物 D 能与 FeCl3 溶液发生显色反应 C．化合物 E 具有碱性 D．胃复安的分子式是 C13H22ClN3O2 (2) 设 计 化 合 物 C 经 两 步 反 应 转 变 为 D 的 合 成 路 线 ( 用 流 程 图 表 示 ， 试 剂 任 选)__________________________________________。 2．辣椒的味道主要来自辣椒素类化合物。辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药 工业等领域。辣椒素的合成路线如图： 已知：a.—NH2―――――――→CH3COCl —NHCOCH3； b．—CH(COOH)2――→加热 —CH2COOH＋CO2； 请问答： (1)下列说法正确的是________(填字母)。 A．化合物 B 能发生加成、酯化、氧化、还原反应 B．化合物 C 能与氢氧化铜发生反应 C．试剂 X 既能和强酸反应又可以和强碱反应 D．辣椒素的分子式是 C18H27NO3 (2) 已 知 ： ―――――→CH3COCl AlCl3 ， 请 结 合 题 中 所 给 的 信 息 ， 写 出 由 制 备 的 合 成 路 线 流 程 图 ( 无 机 试 剂 任 选)_______________________________________________________。 3．某研究小组利用麦芽酚 A 制备某药物中间体 X, 其合成路线如下： 已知： R1——HC==CH——R2―――――――→RuCl3，NaIO4 ―――――→NaClO2 R1——COOH＋R2——COOH ――→B2H6 H2O 请回答： (1)下列说法不正确的是________(填字母)。 A．化合物 E 可发生取代、加成、消去、氧化、还原等反应 B．化合物 N 的同分异构体可能是某氨基酸 C．反应③属于消去反应 D．化合物 X 在一定条件下反应生成的物质中可能含有 3 个六元环 (2)由乙烯和苯为原料合成 D, 利用已知信息，设计合成路线(用流程图表示，无机试剂任 选)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 4．曲美替尼是一种抑制黑色素瘤的新型抗癌药物，下面是合成曲美替尼中间体 G 的反应路 线： 已知：D 分子中有 2 个 6 元环； 请回答： (1)下列说法不正确的是________。 A．B 既能表现碱性又能表现酸性 B．1 mol C 在碱溶液中完全水解最多可以消耗 4 mol OH－ C．D 与 POCl3 的反应属于取代反应 D．G 的分子式为 C16H18N4O3 (2)流程中使用的 DMF 即 N，N-二甲基甲酰胺，是常用的有机溶剂，结构如下所示。设计 以甲醇和氨为主要原料制取 DMF 的合成路线(用流程图表示，其他无机试剂任选) ________________________________________________________________________。 5．阿莫西林是一种最常用的半合成青霉素类广谱β-内酰胺类抗生素，某研究小组按下列路 线合成： 已知： RCHO―――――→HCN/OH－ ―――――→H2O/H＋ 请回答： (1)下列说法正确的是________。 A．化合物 B 的官能团是醛基 B．反应①的目的是为了保护酚羟基 C．化合物 D 能发生消去反应 D．阿莫西林的分子式是 C16H19N3O5S (2)设计以 为原料制备水杨酸( )的合成路线 (用流程图表示，无机试剂 任选)_______________________________________________。 6．苯巴比妥是 1903 年就开始使用的安眠药，其合成路线如图(部分试剂和产物略)。 已知：①NBS 是一种溴代试剂 ② ―――――→C2H5ONa ③R1—COOC2H5＋ ――――→一定条件 ＋C2H5OH 请回答下列问题： (1)下列说法正确的是________。 A．1 mol E 在 NaOH 溶液中完全水解，需要消耗 2 mol NaOH B．化合物 C 可以和 FeCl3 溶液发生显色反应 C．苯巴比妥具有弱碱性 D．试剂 X 可以是 CO(NH2)2 (2)参照流程图中的反应，设计以甲苯为原料合成聚酯 (用流程图表示，无 机试剂任选)______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 7．某研究小组拟合成染料 X 和医药中间体 Y。 已知： 回答下列问题： (1)下列说法不正确的是________。 A．B 到 C 的反应类型是还原反应 B．A(C10H14O2)的一氯取代物一共有 3 种 C．X 能在碱性条件下水解，1 mol X 完全水解后的产物最多能与含 3 mol HCl 的水溶液反应 D. 能与浓溴水反应产生白色沉淀 (2)设计以 CH2==CH2 和 为原料制备 Y( )的合成路线(用流程图表示，无 机试剂任选)______________________________________________________ ______。 8．某研究小组以对氨基水杨酸和乙炔为主要原料，按下列路线合成便秘治疗药——琥珀酸 普卡必利。 已知：①化合物 B 中含有羟基； ②R—NH2＋ ――→H+ ＋CH3COOH ③R—C≡CH＋ ―――――→一定条件 请回答： (1)下列说法不正确的是________。 A．对氨基水杨酸能发生缩聚反应生成高分子化合物 B．化合物 B 能发生氧化反应，不能发生还原反应 C．化合物 C 能形成内盐 D．化合物 F 能与 NaHCO3 溶液反应 (2)设计以乙炔和甲醛为原料制备化合物 F 的合成路线(用流程图表示，无机试剂任 选)________________________________________________________________________。 2021 届高三化学有机二轮复习——大题中的选择判断及合 成路线的设计有答案和详细解析 1．胃复安的合成路线如下图所示： 已知： ―――――→(CH3)2SO4 ； 回答下列问题： (1)下列说法不正确的是________。 A．化合物 B 能发生加成反应 B．化合物 D 能与 FeCl3 溶液发生显色反应 C．化合物 E 具有碱性 D．胃复安的分子式是 C13H22ClN3O2 (2) 设 计 化 合 物 C 经 两 步 反 应 转 变 为 D 的 合 成 路 线 ( 用 流 程 图 表 示 ， 试 剂 任 选)__________________________________________。 答案 (1)BD (2) ―――――→(CH3)2SO4 ――→Cl2 FeCl3 解析 根据流程图，采用逆向推理的方式推理，E 中不存在苯环结构，则 D 中含有苯环结 构，因此 A 中含有苯环；根据胃复安的结构和 E 的分子式，E 为 ，结合 D 的化学式，D 为 。A 与甲醇生成 B，B 与乙酸反应生成 C， C 经 过 2 步 反 应 生 成 D ， 引 入 了 氯 原 子 ， 因 此 A 为 ， B 为 , C 为 。 (1) 化 合 物 B 为 ，含有苯环，能与氢气发生加成反应，故 A 正确；化合物 D 为 ，不存在酚羟基，不能与 FeCl3 溶液发生显色反应，故 B 错误；化合物 E 为 ，含有氨基，具有碱性，故 C 正确；胃复安的分子式 是 C14H22ClN3O2，故 D 错误。 (2)酚羟基具有还原性，容易被氧化，因此化合物 C 经两步反应转变为 D 时需要保护酚羟基， 根据信息，C 首先与(CH3)2SO4 反应生成 ，再在铁或氯化铁作催化 剂时与氯气发生苯环上的取代反应即可，合成路线为见答案。 2．辣椒的味道主要来自辣椒素类化合物。辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药 工业等领域。辣椒素的合成路线如图： 已知：a.—NH2―――――――→CH3COCl —NHCOCH3； b．—CH(COOH)2――→加热 —CH2COOH＋CO2； 请问答： (1)下列说法正确的是________(填字母)。 A．化合物 B 能发生加成、酯化、氧化、还原反应 B．化合物 C 能与氢氧化铜发生反应 C．试剂 X 既能和强酸反应又可以和强碱反应 D．辣椒素的分子式是 C18H27NO3 (2) 已 知 ： ―――――→CH3COCl AlCl3 ， 请 结 合 题 中 所 给 的 信 息 ， 写 出 由 制 备 的 合 成 路 线 流 程 图 ( 无 机 试 剂 任 选)_______________________________________________________。 答 案 (1)BCD (2) ――――→SOCl2 ――――→AlCl3 ――→H2 催化剂 ――――→浓 H2SO4 △ 解析 根据氢原子个数和氧原子得到①反应是—OH 被—Br 取代，再根据 A、B 的分子式和 氢原子个数得到 A 发生取代反应，C—Br 键断裂，H—CH(COOCH2CH3)2 中前面碳氢键断裂， 生成 B，B 水解生成 C，C 中含有—CH(COOH)2，再根据信息 b 得到 D 物质，D 变为 E，根 据前后联系得到 E 中含有—CH2COCl，根据信息 a，E 再和 X 反应生成辣椒素。(1)化合物 B 含有碳碳双键和酯基，因此能发生加成、氧化、还原反应，但不能发生酯化，故 A 错误； 化合物 C 含有羧基，因此能与氢氧化铜发生反应，故 B 正确；试剂 X 含有—NH2、酚羟基， —NH2 能与强酸反应，酚羟基能与强碱反应，故 C 正确；辣椒素的分子式是 C18H27NO3，故 D 正确。 (2) 在 SOCl2 作 用 下 反 应 生 成 ， 在 AlCl3 作用下反应生成 ， 与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成 ， 在浓硫酸作用下发生消去反应生成 ，合成路线流程图见答案。 3．某研究小组利用麦芽酚 A 制备某药物中间体 X, 其合成路线如下： 已知： R1——HC==CH——R2―――――――→RuCl3，NaIO4 ―――――→NaClO2 R1——COOH＋R2——COOH ――→B2H6 H2O 请回答： (1)下列说法不正确的是________(填字母)。 A．化合物 E 可发生取代、加成、消去、氧化、还原等反应 B．化合物 N 的同分异构体可能是某氨基酸 C．反应③属于消去反应 D．化合物 X 在一定条件下反应生成的物质中可能含有 3 个六元环 (2)由乙烯和苯为原料合成 D, 利用已知信息，设计合成路线(用流程图表示，无机试剂任 选)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)B (2) 解析 A 与 B 反应生成 C，C 与 D 反应生成 E，E 在一定条件下生成 F，根据 F 的结构简式， 可得 F 的分子式为 C20H16O3，与 E 相比少 2 个 H 和一个 O，结合 B、C、D、E 的分子式， 可得 B 的结 构简式 为 ， C 的结 构简式 为 ，D 的结 构简式 为 ，E 的结构简式为 ，结合已知信息，F 在 RuCl3 和 NaIO4 作用 下生成 G，G 的结构简式为 ，G 在 NaClO2 作用下生成 H，H 的结构简式 ，H 和 N 反应生成 X，N 的结构简式为 ，据此分析解答。 (1)E 的结构简式为 ，含有苯环、醚键、羟基和羰基，结合官能团的性质，苯 环可发生取代和加成反应，羟基可发生消去和氧化反应，羰基可发生还原反应，故 A 正确； N 的结构简式为 ，分子式为 C3H9NO2，不饱和度为零，若化合物 N 的同 分异构体可能是某氨基酸，含有羧基，一个碳氧双键的不饱和度为 1，同分异构体的不饱和 度是不变的，故 B 错误；E 的结构简式为 ，F 的结构简式为 ，F 与 E 相比少 2 个 H 和一个 O，形成一个双键，反应③属于消去反应，故 C 正确；化合物 X 的结构简式为 ，含有羟基和羧基，在一定条件下可发生分子内酯化反 应，生成的物质中可能含有 3 个六元环，故 D 正确。 4．曲美替尼是一种抑制黑色素瘤的新型抗癌药物，下面是合成曲美替尼中间体 G 的反应路 线： 已知：D 分子中有 2 个 6 元环； 请回答： (1)下列说法不正确的是________。 A．B 既能表现碱性又能表现酸性 B．1 mol C 在碱溶液中完全水解最多可以消耗 4 mol OH－ C．D 与 POCl3 的反应属于取代反应 D．G 的分子式为 C16H18N4O3 (2)流程中使用的 DMF 即 N，N-二甲基甲酰胺，是常用的有机溶剂，结构如下所示。设计 以甲醇和氨为主要原料制取 DMF 的合成路线(用流程图表示，其他无机试剂任选) ________________________________________________________________________。 答案 (1)AB (2) 解析 根据 G 结构简式及 A 分子式知，A 为 ，A 和乙酸以 1∶1 反应生成 B 为 ，B 发生反应生成 C，根据 C 的分子式及信息知，C 为 ， C 和丙二酸发生反应生成 D，D 含有 2 个六元环，则 D 为 ，甲醇和氨气反 应生成 F，根据甲醇和 F 的分子式知，该反应为取代反应，F 为 CH3NH2，根据 E、F 和 G 的分子式知，生成 G 的反应是取代反应，则 E 为 。根据以上分析可知：A 为 ，B为 ，C为 ，D 为 ， E 为 。 (1)B 为 ，氨基表现碱性，没有羧基，所以不能表现酸性，故 A 错误；C 为 ，1 mol C 在碱溶液中完全水解最多可以消耗 3 mol OH－，故 B 错误；D 与 POCl3 的反应属于取代反应，故 C 正确；根据结构简式知 G 的分子式为 C16H18N4O3，故 D 正确。 (2)以甲醇和氨为主要原料制取 DMF，甲醇被催化氧化生成甲醛，甲醛被催化氧化生成甲酸， 甲醇和氨气发生取代反应生成 CH3NH2，CH3NH2 和甲酸反应生成 DMF，合成路线为见答案。 5．阿莫西林是一种最常用的半合成青霉素类广谱β-内酰胺类抗生素，某研究小组按下列路 线合成： 已知： RCHO―――――→HCN/OH－ ―――――→H2O/H＋ 请回答： (1)下列说法正确的是________。 A．化合物 B 的官能团是醛基 B．反应①的目的是为了保护酚羟基 C．化合物 D 能发生消去反应 D．阿莫西林的分子式是 C16H19N3O5S (2)设计以 为原料制备水杨酸( )的合成路线 (用流程图表示，无机试剂 任选)_______________________________________________。 答案 (1)BD (2) ――→CH3I ――――――→KMnO4/H＋ 解析 由反应信息、结合反应⑥的产物结构，逆推可知 D 为 ，C 为 ， B 为 ，A 为 ，由阿莫西林的结构简式，结合 E、F 的分子式，可知 E 的结构简式为 ，F 的结构简式为 ，据此分析解答。 (1)化合物 B 为 ，分子中的官能团是羟基、醚键，故 A 错误；根据流程图，反 应①的目的是保护酚羟基不被氧化，故 B 正确；化合物 D( ) 中含有羟基， 但连接羟基的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，故 C 错误；根据阿 莫西林的结构简式可知其分子式为 C16H19N3O5S，故 D 正确。 (2)以 为原料制备水杨酸( )在氧化甲基生成羧基时，要将酚羟基保 护起来，根据题干流程图，可以首先将 转化为 ，然后氧 化生成 ，最后再还原成酚羟基即可，合成路线见答案。 6．苯巴比妥是 1903 年就开始使用的安眠药，其合成路线如图(部分试剂和产物略)。 已知：①NBS 是一种溴代试剂 ② ―――――→C2H5ONa ③R1—COOC2H5＋ ――――→一定条件 ＋C2H5OH 请回答下列问题： (1)下列说法正确的是________。 A．1 mol E 在 NaOH 溶液中完全水解，需要消耗 2 mol NaOH B．化合物 C 可以和 FeCl3 溶液发生显色反应 C．苯巴比妥具有弱碱性 D．试剂 X 可以是 CO(NH2)2 (2)参照流程图中的反应，设计以甲苯为原料合成聚酯 (用流程图表示，无 机试剂任选)______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)CD (2) ――→NBS CCl4 ――――→①NaCN ②H2O/H＋ ――→NBS CCl4 ―――――――→①NaOH/H2O，△ ②H＋ ――→催化剂 △ 解析 根据物质 A、B 的分子式及反应条件可知 A 是 ，A 与 NBS 反应产生 B 是 ， B 与 NaCN 发 生 取 代 反 应 ， 然 后 酸 化 ， 可 得 C ： ，C 与 SOCl2 发生取代反应生成 D： ， D 与乙醇发生反应生成 E： ，根据 F 与乙醇发生酯化反 应生成 J，根据 J 的结构简式可知 F 的结构简式为：HOOC—COOH，E、J 反应生成 G： ，G 与 C2H5OH、C2H5ONa 发生取代反应生成 H： ，H 在 一定条件下发生反应生成苯巴比妥： 。据此分析解答。 (1)E 的结构简式是 ，含有酯基，在 NaOH 溶液中完全 水解产生 和 C2H5OH，所以 1 mol E 完全水解，需消耗 1 mol NaOH，A 错误；化合物 C 为 ，分子中无酚羟基，与 FeCl3 溶液 不能发生显色反应，B 错误；苯巴比妥上含有亚氨基，能够结合 H＋，故具有弱碱性，C 正 确；根据 H 与苯巴比妥的分子结构可知试剂 X 是 CO(NH2)2，D 正确。 (2)甲苯与 NBS 在 CCl4 溶液中发生取代反应生成 ， 与 NaCN 发生取代反应然后酸化得到 ， 与 NBS 在 CCl4 溶液中发生取代反应生成 ，该物质与 NaOH 的水溶液混合加热，然后酸化可得 ，该物质在催化剂存在的条件 下，加热发生反应生成 ，转化流程见答案。 7．某研究小组拟合成染料 X 和医药中间体 Y。 已知： 回答下列问题： (1)下列说法不正确的是________。 A．B 到 C 的反应类型是还原反应 B．A(C10H14O2)的一氯取代物一共有 3 种 C．X 能在碱性条件下水解，1 mol X 完全水解后的产物最多能与含 3 mol HCl 的水溶液反应 D. 能与浓溴水反应产生白色沉淀 (2)设计以 CH2==CH2 和 为原料制备 Y( )的合成路线(用流程图表示，无 机试剂任选)______________________________________________________ ______。 答 案 (1)C (2)CH2==CH2 ――→Cl2 ClCH2CH2Cl ――→NH3 H2NCH2CH2NH2 解析 与氯乙烷反应生成 A： ，A 与硝酸反应生成 B： ， B 和硫化钠反应生成 C： ，C 和 D 反应生成 E： ， E 和硝酸反应生成 F： ，F 和亚硫酸氢钠反应生成 X： 。(1)X 能在碱性条件下水解，1 mol X 完全水解后的产物最 多能与含 2 mol HCl 的水溶液反应。(2)乙烯和氯气加成生成 ClCH2CH2Cl，ClCH2CH2Cl 中的 氯原子可以和氨气发生取代反应生成 H2NCH2CH2NH2，H2NCH2CH2NH2 与 发生 取代反应生成 。 8．某研究小组以对氨基水杨酸和乙炔为主要原料，按下列路线合成便秘治疗药——琥珀酸 普卡必利。 已知：①化合物 B 中含有羟基； ②R—NH2＋ ――→H+ ＋CH3COOH ③R—C≡CH＋ ―――――→一定条件 请回答： (1)下列说法不正确的是________。 A．对氨基水杨酸能发生缩聚反应生成高分子化合物 B．化合物 B 能发生氧化反应，不能发生还原反应 C．化合物 C 能形成内盐 D．化合物 F 能与 NaHCO3 溶液反应 (2)设计以乙炔和甲醛为原料制备化合物 F 的合成路线(用流程图表示，无机试剂任 选)________________________________________________________________________。 答案 (1)B (2)HC≡CH＋ ―――――→一定条件 HO—CH2—C≡C—CH2—OH――→H2 催化剂 HO—CH2—CH2—CH2—CH2—OH――→O2 催化剂 HOOC—CH2—CH2—COOH 解析 由题给琥珀酸普卡必利的合成路线可推知：A 是 ，B 是 ， C 是 ，D 是 ，E 是 ，F 是 HOOCCH2CH2COOH。 (1)对氨基水杨酸分子中含有的—COOH和—OH或—COOH和—NH2间均可脱水发生缩聚反 应生成高分子化合物，A 正确；化合物 B 分子中苯环能加氢发生还原反应，B 错误；C 是 ， 分 子 中 —COOH 与 —NH2 间 可 发 生 反 应 生 成 内 盐 ， C 正 确 ； HOOCCH2CH2COOH 能与 NaHCO3 溶液反应产生 CO2，D 正确。