人教版高中化学有机合成-与推断专题复习(习题附答案)

专题：有机合成和推断

一有机合成中的综合分析

1．有机合成题的解题思路

2．合成路线的选择

(1)中学常见的有机合成路线

①一元合成路线：

②二元合成路线：

③芳香化合物合成路线：

3 . 有机合成中常见官能团的保护

①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。

②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的

加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

③氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯――→

合成

对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。

例1．（15分）有机物X、Y、Z都是芳香族化合物。

（1）X的结构简式为，X

不会发生的反应是

（填选项标号）。

A．取代B．消去C．酯化D．水解E．加聚（2）分子式为C9H8O的有机物Z经下列各步反应可制得

①Z的结构简式为。

②从的反应过程中，设置反应①、③的目的

。

（3）经一步反应可生成有机物Y、Y与X的分子组成相同。

①Y的结构简式为。

②Y有多种同分异构体，其中苯环上只有一个侧链，且属于脂肪酸酯的有种。

例2．从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分：

（1）①用酸性高锰酸钾溶液检验甲和乙中含有碳碳双键，方案是否可行 __ （填“可行”或“不可行”）。

②请写出甲的一种能同时满足下列3个条件的同分异构体的结构简式 ___ 。

a．苯环上有两个不同的取代基b．能与Br2的CCl4溶液发生加成反应

c．遇FeCl3溶液呈现紫色

（2）由甲转化为乙的过程为(已略去无关产物)：

甲

一定条件

ⅠⅡ

Y乙

CHCH2CH2OH

Cl

O2/Cu一定条件

步骤Ⅰ的反应类型为 _ ，Y的结构简式 _ ，设计步骤ⅠⅡ的目的是 _ 。

（3）1 mol乙最多可与 _ mol H2发生加成反应。

（4）写出乙与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式。

答案．

（1）①不可行②

HO CH CHCH3

（或其他合理答案）

+NaOH

Na+Cu 2O ↓+3H 2O

（2）加成反应；CHCH 2CHO Cl

；保护碳碳双键，防止被氧化

（3）5

例 3. 食品添加剂必须严格按照食品安全国家标准的规定使用。作为食品添加剂中的防腐剂G 和W ，可经下列反应路线得到（部分反应条件略）。 （1）G 的制备

①A 与苯酚在分子组成上相差一个CH 2原子团，它们互称为 ；常温下A 在水中的溶解度比苯酚的 （填“大”或“小”）. ②经反应A→B 和D→E 保护的官能团是 . ③E→G 的化学方程式为 . (2)W 的制备

①J→L 为加成反应，J 的结构简式为__________。

②M→Q 的反应中，Q 分子中形成了新的_________（填“C -C 键”或“C -H 键” ）。 ③用Q 的同分异构体Z 制备

，为避免

发

生，则合理的制备途径为酯化反应、 、 。（填反应类型）

④应用M Q T →→的原理，由T 制备W 的反应步骤为第1步： ；第2步：消去反应；第3步： .（第1、3步用化学方程式表示） .

（3）加聚反应 水解反应

4．碳架的构建

(1)链的增长

有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。

①与HCN 的加成反应

②加聚或缩聚反应，如

③

CH 3COOH

＋

CH 3CH 2OH

CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。

④2RCH 2CHO ――→

NaOH/H 2O

△

HCHO ＋CH 3CHO ――→NaOH/H 2O △CH 2=CHCHO ＋H 2O

⑤

⑥不饱和有机物之间的加成或相互加成

已知：，如合成，

5 链的减短

①新信息 脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO

△

R —H ＋Na 2CO 3。

③水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。

④烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温

C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温

C 4H 10＋C 4H 8。

⑤

6 常见由链成环的方法 ①二元醇成环

如

②羟基酸酯化成环

如

③氨基酸成环

如

④二元羧酸成环

如

二．有机合成中官能团的转化

1 . 官能团的引入

2 . 官能团的消去

①通过加成反应消除不饱和键。②通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。

③通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。④通过消去反应或水解反应消除卤素原子。

3. 官能团的转化

官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。

①利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解

取代伯醇(RCH2OH)氧化

还原

醛――→

氧化

羧酸。

②通过不同的反应途径增加官能团的个数，如

③通过不同的反应，改变官能团的位置，如

思考回答有机合成中官能团的转化的下列问题

1．官能团的引入

(1)引入卤素原子的方法有哪些？(2)引入羟基(—OH)的方法有哪些？

(3)引入碳碳双键或三键的方法有哪些？(4)引入—CHO的方法有哪些？

(5)引入—COOH的方法有哪些？

2．通过哪些有机反应类型可消去不饱和键、羟基和醛基？

典例导悟

4相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO。

已知：

4

请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题：

(1)H的结构简式是_________________。(2)反应②的类型是________________。

(3)反应⑤的化学方程式是___________________________________________。

(4)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成最合理的方案(不超过4步)。

1.(1)①烃与卤素单质(X2)取代；

②不饱和烃与卤素单质(X2)或卤化氢(HX)加成；③醇与卤化氢(HX)取代。

(2)①烯烃与水加成；②卤代烃碱性条件下水解；③醛或酮与H2加成；

④酯的水解；⑤苯的卤代物水解生成苯酚。

(3)①某些醇或卤代烃的消去反应引入或—C≡C—；

②炔烃与H2、X2或HX加成引入。

(4)①烯烃氧化；②某些醇的催化氧化。

(5)①醛被O2或银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化；

②酯在酸性条件下水解；

③苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。

2．(1)通过加成反应消除不饱和键。(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。

3．(1)在烃分子中引入官能团。如引入羟基等；

(2)改变官能团在碳链上的位置。由于不对称的烯烃与HX 加成时条件不同，会引起卤原子连接的碳原子不同。这样可通过：卤代烃a ―→消去―→加成―→卤代烃b ―→水解，这样就会使卤原子的位置发生改变或引起其他官能团(如—OH)的位置发生改变；

(3)增加官能团的数目。可通过卤代烃a ―→消去――→X 2

加成―→卤代烃b ，达到增加卤原子的目的。

典例导悟

1．(1) (2)氧化反应

三 . 新信息的读取运用

1.完整信息的读取和运用

例5．(2014·新课标全国卷Ⅰ，38)席夫碱类化合物G 在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G 的一种路线如下：

A (C 6H 13Cl )――→NaOH/乙醇△

B ――→1)O 3

2)Zn/H 2

O

C D ――→浓HNO 3浓H 2

SO 4

△E ――→Fe/稀HCl

还原

F (C 8H 11N )

?

??――→一定条件下

G 已知以下信息：

① ②1 mol B 经上述反应可生成2 mol C ，且C 不能发生银镜反应 ③D 属于单取代芳烃，其相对分子质量为106

④核磁共振氢谱显示F 苯环上有两种化学环境的氢

回答下列问题：

(1)由A 生成B 的化学方程式为_____________________，反应类型为________。

(2)D 的化学名称是________________，由D 生成E 的化学方程式为______________。 (3)G 的结构简式为________________________。

(4)F 的同分异构体中含有苯环的还有________种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且面积比为6∶2∶2∶1的是________________________(写出其中一种的结构简式)。 (5)由苯及化合物C 经如下步骤可合成N-异丙基苯胺：

N-异丙基苯胺

反应条件1所选用的试剂为________，反应条件2所选用的试剂为________。I 的结构简式为________________________。

答案 (1)CCH 3ClCH 3CHCH 3CH 3＋NaOH ――→乙醇

△CCH 3CH 3CCH 3CH 3＋NaCl ＋H 2O 消去反应 (2)乙苯

例6． [2014·山东卷] [化学—有机化学基础]3-对甲苯丙烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体，其合成路线如下：

已知：HCHO ＋CH 3CHO ――→OH －

，Δ

CH 2===CHCHO ＋H 2O

(1)遇FeCl 3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的A 的同分异构体有____________种，B 中含氧官能团的名称为________。

(2)试剂C 可选用下列中的________。

a ．溴水

b ．银氨溶液

c ．酸性KMnO 4溶液

d ．新制Cu(OH)2悬浊液

是E 的一种同分异构体，该物质与足量(3) NaOH 溶液共热的化学方程式为____________________。

(4)E 在一定条件下可以生成高聚物F ，F 的结构简式为__________。 答案．(1)3 醛基 (2)b 、d

(3) ＋2NaOH ――→△

＋CH 3CH===CHCOONa ＋H 2O(配平不作要求)

(4)

例7．【2016年高考天津卷】(18分)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料，下列合成路线是制备D 的方法之一。根据该合成路线回答下列问题：

已知：RCHO+R＇OH+R＂OH

（1）A的名称是__________；B分子中共面原子数目最多为__________；C分子中与环相连的三个基团中，不同化学环境的氢原子共有__________种。

（2）D中含氧官能团的名称是__________，写出检验该官能团的化学反应方程式_______________________。

（3）E为有机物，能发生的反应有__________

a．聚合反应b．加成反应c．消去反应d．取代反应

（4）B的同分异构体F与B有完全相同的官能团，写出F所有可能的结构________。

（5）以D为主要原料制备己醛(目标化合物)，在方框中将合成路线的后半部分补充完整。

（6）问题（5）的合成路线中第一步反应的目的是__________。

【答案】（1）正丁醛或丁醛9 8 （2）醛基

+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH

+H2O或3

+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3 H2O；

（3）cd；

（4）CH2=CHCH2OCH3、、、；

（5）；

（6）保护醛基(或其他合理答案)

2 . 不明示信息(即隐藏信息)的读取与确定运用

这类信息通常要结合质量守恒定律和碳链的变化，分子量的变化作出判断

例8．[2014·安徽卷]

(1)A→B为加成反应，则B的结构简式是__________；B→C的反应类型是________。

(2)H中含有的官能团名称是__________；F的名称(系统命名)是_________________。

(3)E→F的化学方程式是__________________________。

(4)TMOB是H的同分异构体，具有下列结构特征：①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰；②存在甲氧基(CH3O—)。

TMOB的结构简式是__________________。

(5)下列说法正确的是________。

a．A能和HCl反应得到氯乙烯的单体b．D和F中均含有2个π键

c．1 mol G完全燃烧生成7 mol H2O d．H能发生加成反应、取代反应

答案．(1)CH2CHCCH加成反应

(2)碳碳双键、羰基、酯基2-丁炔酸乙

(3)CH3C=CCOOH＋CH3CH2OH CH3=CCCOOCH2CH3＋H2O

(4)(5)a、d

例9（2015·新课标I）38、[化学——选修5：有机化学基础]（15分）

A（C2H2）是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式异戊二烯的合成路线（部分反应条件略去）如图所示：

回答下列问题：

（1）A的名称是_________，B含有的官能团是_____________。

（2）①的反应类型是____________，⑦的反应类型是__________________。

（3）C和D的结构简式分别为_________________、_________________。

（4）异戊二烯分子中最多有_____个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为__________

（5）写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体（写结构简式）_____________ ___________________________________________________________________________。（6）参照异戊二烯的上述合成路线，设计一种有A和乙醛为起始原料制备1,3—丁二烯的合成路线

___________________________________________________________________________。【答案】⑴乙炔；碳碳双键、酯基⑵加成反应；消去反应；

⑶；CH3CH2CH2CHO。⑷11；

⑸

⑹

CH2=CH-CH=CH2

例10（2015·新课标II）2015·新课标Ⅱ卷第4页38.[化学——选修5：有机化学基础](15分)

聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材枓的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：

已知：

①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢

②化合物B 为单氯代烃；化合物C 的分子式为C 5H 8

③E 、F 为相对分子质量差14的同系物，F 是福尔马林的溶质

④R 1CHO ＋R 2CH 2CHO ――→稀NaOH

R 1CHOHCHR 2CHO 回答下列问题： (1)A 的结构简式为________。

(2)由B 生成C 的化学方程式为_________________________________________。 (3)由E 和F 生成G 的反应类型为________，G 的化学名称为________。 (4)①由D 和H 生成PPG 的化学方程式为________；

②若PPG 平均相对分子质量为10 000，则其平均聚合度约为________(填标号)。 a ．48 b ．58 c ．76 d ．122

(5)D 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；

①能与饱和NaHCO 3溶液反应产生气体 ②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应 其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是______(写结构简式)；D 的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是____(填标号)。

a ．质谱仪

b ．红外光谱仪

c ．元素分析仪

d ．核磁共振仪

答案：(1)(2分)

(2)＋NaOH

――→乙醇

△

＋NaCl ＋H 2O(2分)

(3)加成反应 3-羟基丙醛(或β－羟基丙醛)(每空1分，共2分)

(4)n HOOCCOOH ＋n HOCH 2CH 2CH 2OH ――→浓H 2SO 4

△HO-【-OC(CH 2)3CO(CH 2)3O-】n-H ＋(2n －1)H 2O b(2分，1分，共3分)

(5)5 (H 3C)2CHOOCCOOH c(3分，2分，1分，共6分)

例11．【2016年高考新课标Ⅰ卷】化学——选修5：有机化学基础]（15分）

秸秆（含多糖物质）的综合应用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分

子化合物的路线：

回答下列问题：

（1）下列关于糖类的说法正确的是______________。（填标号）

a.糖类都有甜味，具有C n H 2m O m 的通式

b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖

c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全

d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物 （2）B 生成C 的反应类型为______。

（3）D中官能团名称为______，D生成E的反应类型为______。

（4）F 的化学名称是______，由F生成G的化学方程式为______。

（5）具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 gCO2，W共有______种（不含立体结构），其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为_________。

（6）参照上述合成路线，以（反，反）-2，4-己二烯和C2H4为原料（无机试剂任选），设计制备对二苯二甲酸的合成路线_______________________。

【答案】（1）cd；（2）取代反应（或酯化反应）；（3）酯基、碳碳双键；消去反应；

（4）己二酸；

nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH

+(2n-1)H2O；

（5）12；；（6）。

例12．[2014·北京卷] (17分)

顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如下：

（1）CH2=CH-CH=CH2的名称是_______;

（2）反应I的反应类型是_______;（a．加聚反应b．缩聚反应）

（3）顺式聚合物P的结构式是（选填字母）_______;

（4）A的相对分子质量为108.

①反应II的化学方程式是_____________________

②1molB完全转化为M所消耗的H2的质量是______g。

（5）反应III的化学方程式是______________________________。

（6）A的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C，写出其中一种同分异构体的结构简式__________。

答案.（1）1,3-丁二烯（2）a （3）b

（4）①2CH2===CH——CH=== CH2

②6

（5）2＋H2O

（6）或

四. 有机合成的综合应用

(1)有机合成的任务

通过有机反应构建目标化合物的，并引入或转化所需的。(2)有机合成的过程

有机合成的起始原料通常采用的和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯等。

(3)有机合成的原则

①起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。

②尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高。

③符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。

④按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中，要注意先后顺序，以及对先引入的官能团的保护。

例13．丙烯酰胺(H 2C===CH—CONH2)具有中

等毒性，它对人体可造成神经毒性和遗传毒性。

丙烯酰胺主要是由高碳水化合物、低蛋白质的植

物性食物在加热(120 ℃以上)烹调过程中形成，特

别在烘烤、油炸时更易形成。丙烯酰胺可以进一

步形成在工业上有用的聚丙烯酰胺类物质。

回答下列问题：(1)D的结构简式为

_____________，F的结构简式为______________。

(2)指明下列反应类型：

A―→B____________，C―→D____________。

(3)丙烯酰胺有多种同分异构体，写出分子中同时含有醛基和碳碳双键的同分异构体:_______________________。(4)写出化学方程式D―→E_:___________________。2分子C在浓硫酸作用下可形成一个六元酯环，该反应的化学方程式为____________________。

答案(1)H2C===CH—COOH

(2)水解反应消去反应

(3)H2C===CH—NH—CHO、H2C===C(NH2)—CHO、H2N—HC===CH—CHO

(4)H2C===CH—COOH＋NH3―→H2C===CH—CONH2＋H2O

2CH3—CH(OH)—COOH浓硫酸

＋2H2O

△

解析由F为聚丙烯酰胺可知E为(CH2===CH—CONH2)，结合B为葡萄糖，C分子中不饱和度为1，在浓硫酸、加热条件下发生消去反应，可知D为H2C===CH—COOH，

F为，A―→B发生水解反应，C―→D发生消去反应。

例14．工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯

()，其过程如下：

据合成路线填写下列空白：

(1)有机物A的结构简式：____________________，B的结构简式：_______________。

(2)反应④属于____________反应，反应⑤属于______________反应。

(3)③和⑥的目的是____________________________________________________。

(4)写出反应⑥的化学方程式：__________________________________________。

答案(1)

(2)氧化酯化(或取代)(3)保护酚羟基，防止被氧化

解析此题可采用“顺推法”和“逆推法”相结

合的方式，反应①是甲苯与Cl2的取代反应，可知A是卤代烃，从反应②的产物可知反应②是一个卤代烃的水解反应，这样我们就可直接推出有机物A。B、C两种物质的推断应结合起来，反应⑤是B与C2H5OH的反应，而最后的产物是对羟基苯甲酸乙酯()，说明反应⑤是酯化反应；那么反应④是引入—COOH的反应，这样我们就推出有机物B和C。从④是氧化反应知，反应③和⑥的目的是保护酚羟基，防止被氧化。