2020届高三化学二模备考合成路线的分析与设计试题【带答案】

2020届高三化学二模备考合成路线的分析与设计试题

【必备知识】

1．有机合成中官能团的转变

(1)官能团的引入(或转化)

引入官能团方法

—OH ＋H2O；R—X＋H2O；R—CHO＋H2；RCOR′＋

H2；R—COOR′＋H2O；多糖发酵

—X 烷烃＋X2；烯(炔)烃＋X2或HX；R—OH＋HX

R—OH和R—X的消去；炔烃不完全加氢

—CHO 某些醇氧化；烯烃氧化；炔烃水化；糖类水解

—COOH R—CHO＋O2；苯的同系物被强氧化剂氧化；羧酸盐酸化；R—COOR′＋H2O

—COO—酯化反应

(2)官能团的消除

①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键)和苯环；

②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基；

③通过加成或氧化反应等消除醛基；

④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。

(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

H2R—CHO――→

O2R—COOH。

②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CH 3CH 2OH ――→消去－H 2O CH 2===CH 2――→加成

＋Cl 2

ClCH 2—CH 2Cl ――→水解HOCH 2—CH 2OH 。 ③通过某种手段改变官能团的位置，如

(4)官能团的保护

被保护的 官能团

被保护的官能团

性质

保护方法

酚羟基

易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化

①用NaOH 溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚：

②用碘甲烷先转化为苯甲醚，后用

氢碘酸酸化重新转化为酚：

氨基

先用盐酸转化为盐，后用NaOH 溶液重新转化为氨基

碳碳双键

易与卤素单质加成，易被氧气、臭

氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧

化

用氯化氢先通过加成转化为氯代

物，后用NaOH 醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键

醛基 易被氧化 乙醇(或乙二醇)加成保护：

2．增长碳链或缩短碳链的方法

举例增长碳链

缩短碳链

3．有机合成路线设计的几种常见类型

根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点，我们将合成路线的设计分为：

(1)以熟悉官能团的转化为主型

如：请设计以CH2===CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。

(2)以分子骨架变化为主型

如：请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。

提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr

(3)以陌生官能团兼有骨架显著变化为主型

要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。如：模仿

设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图。

关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化；硝基引入及转化为氨基的过程)

【提升训练】

1．写出以苯甲醛和氯乙烷为原料，制备苄基乙醛的合成路线流

程图。

(无机试剂任用，合成路线流程图示例如下，并注明反应条件)。

已知：羰基α-H 可发生反应：

答案：

2．由CH 2===CHCH 3经如下步骤可合成N -异丙基丙烯酰胺，其可用于合成随温度变化的药物控制释放材料。(已知烯烃与Cl 2在加热时主要发生α-H 的取代反应)

CH 2===CHCH 3――→①M ――→②……―→CH 2===CHCOOH ――→③

催化剂CH 2===CHCONHCH(CH 3)2 反应①所用的试剂及条件为____________，反应③的另一种反应物的结构简式为________________________________________________________________________。

写出M 到CH 2===CHCOOH 的转化流程图(标出反应试剂及所需的条件)。 答案：Cl 2、加热 (CH 3)2CHNH 2

3．(1)化合物H 是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A 制备H 的一种合成路线如下：

已知：①RCHO ＋CH 3CHO ――→NaOH/H 2O

△RCH===CHCHO ＋H 2O

回答下列问题：

写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合

成路线(其他试剂任选)。

(2)氟他胺G 是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A 制备G 的合成路线如下：

回答下列问题：

4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。

(3)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。

该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser 反应制备化合物E的一种合成路线：

回答下列问题：

写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线。

解析：(1)由产物的结构简式，迁移信息②可知要先制出

，可由氯代烃发生消去反应得到，而氯代烃可由环戊烷与氯气在光照条件下发生取代反应制得。

(2)对比原料和目标产物，目标产物在苯甲醚的对位引入了—NHCOCH3。结合题干中合成路线的信息，运用逆合成分析法，首先在苯甲醚的对位引入硝基，再将硝基还原为氨基，最后与ClCOCH3发生取代反应即可得到目标产物。

答案：

(1)

4．工业上根据以下工艺流程合成有机化合物H，请据此回答有关问题。

(1)化合物G中的含氧官能团为________、________和醚键(填官能团的名称)。

(2)指出下列反应的反应类型：B→C________________，C→D________________。

(3)在一定的条件下，1 mol E最多可以与________mol H2发生反应。

(4)由化合物B合成C时还可能生成一种副产物(分子式为C20H24O2)，该副产物的结构简式为______________。

(5)写出A与足量浓溴水发生反应的化学方程式：_____________________________

_______________________________________________________________________ _。

(6)根据已有知识并结合相关信息，写出以为有机原料制备

的合成路线流程图(无机试剂任选，可选择适当有机溶剂)。合成路线流程图示例：

解析：(1)化合物G中含有羰基()、醛基(—CHO)和醚键(—O—)三种含氧官能团。(2)B→C的反应是B分子中的羟基氢原子被C6H5—CH2—基团取代的反应；C→D的反应是醇羟基的氧化反应。(3)E分子中的羰基、碳碳双键和苯环都能与氢气发生加成反应。(4)由化合物B合成C时，还可以是B中两个羟基中的氢原子都被C6H5—CH2—基团

取代。(5)A是对二苯酚，苯环上羟基邻位上的氢原子都可以被溴原子取代。(6)根据B 到C的反应，可知以

代反应可得到目标产物。

答案：(1)羰基醛基

(2)取代反应氧化反应

(3)5

5．香料甲和G都在生活中有很多用途，其合成路线如下：

②D与A互为同系物；在相同条件下，D蒸气相对于氢气的密度为39。

(1)A的名称是_______，G中含氧官能团的名称是_____。

(2)②的反应类型是________，B和F的结构简式分别为________________、________________。

(3)写出一种能鉴别A和D的试剂________，C有多种同分异构体，其中属于芳香族化合物的有________种。

(4)写出反应①的化学方程式：_____________________________________________

_______________________________________________________________________ _。

(5)G的同分异构体是一种重要的药物中间体，其合成路线与G相似，请以为原料设计它的合成路线(其他所需原料自选)。

解析：由及反应条件可知C为苯甲醇，B为，A为甲苯。在相同条件下，D为蒸气相对于氢气的密度为39，则D的相对分子质量为39×2＝78，

D与A互为同系物，由此知D为芳香烃，设1个D分子中含有n个碳原子，则有14n－6＝78，解得n＝6，故D为苯，与乙醛反应得到E，结合信息①，E为

，E与溴发生加成反应得到的F为，F发生氧化

反应生成的G为。(1)由G的结构简式知G中含氧官能团为羧基。

(2)苯甲醛与氯仿发生加成反应。(3)甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不能，C为苯甲醇，属于芳香族化合物的苯甲醇的同分异构体有邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基

苯酚和苯甲醚()，共4种。(4)乙酸和发生酯化反应，化学方

程式为。

(5)苯乙醛与甲醛反应生成，再与溴发生加成反应生成

，最后发生催化氧化反应生成。

答案：(1)甲苯羧基

(2)加成反应

(3)酸性高锰酸钾溶液(其他合理答案也可) 4

6．醋硝香豆素是一种治疗心脑血管疾病的药物，能阻碍血栓扩展，其结构简式为

，醋硝香豆素可以通过以下方法合成(部分反应条件省略)。

回答以下问题：

(1)反应①的反应类型是________________。

(2)从A到B引入的官能团名称是________。

(3)物质C的结构简式为__________________________________________________。

(4)反应③的化学方程式为_____________________________________________________

_______________________________________________________________________ _。

(5)关于E物质，下列说法正确的是________(填字母)。

a．在核磁共振氢谱中有四组吸收峰

b．可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别D和E

c．可以发生加成反应、聚合反应、氧化反应和还原反应

d．存在顺反异构

(6)分子结构中只含有一个苯环，且同时符合下列条件的G的同分异构体共有

________种。

①可与氯化铁溶液发生显色反应；

②可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体。

其中，苯环上的一氯代物只有两种的同分异构体的结构简式为__________________。

解析：根据D的结构简式并结合反应条件可推出A为，B为；结合C的相对分子质量为153可推出C为；结合

已知信息可推出E为。

(6)根据①知，分子中含有酚羟基；根据②知，分子中含有羧基。G的分子式为C9H6O3，结合其同分异构体分子结构中只含有一个苯环，含有酚羟基、羧基，知苯环上的取代基有如下两种情况：①—OH、，两者在苯环上有邻、间、对3种位置关系；

②—OH、、—COOH，三者在苯环上共有10种位置关系，故符合条件的同分异构体共有13种。其中，苯环上的一氯代物只有两种的同分异构体的结构简式为

。

答案：(1)取代反应(或硝化反应) (2)溴原子

(3)

(5)cd (6)13