2021届高三新题速递·化学考点18 有机化学基础(选修5)(解析版).pdf
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1、考点18 有机化学基础(选修5)1.(2020北京高三开学考试)树枝状聚合物具有高度对称的分子结构,在生物和医药等领域具有重要用途。下图所示为一种树枝状聚合物的中间体(G2)的合成路线。OHo ir RCHCH(HOI_ _ CH.OHA Cu/()A D 1;、-,WHSC-C-C H CC3H3O O H 3 1-CH2()HEc7已知:H 3C-HH3c I.G2的结构简式是 H用7)d H/A X-C-O-CH2()J催化剂 F G _ 1H,凶酯化反应Bl2 J _J-jTlHs|光照|-HBr5。ILRCHO+RCH3cHO()IILR_ 8.R,+2R”OHR OR”+H2ODO
2、WEX树脂 1)R”()IV.,/=ii RCOOH+R-C-()-C H23)-CH2()H(R R或R表示炫基或氢)(1)A的分子中所含官能团是(2)D与B反应时的物质的量之比为2:1,且它们互为同系物,则D的名称是,(3)G与B互为同分异构体,且G的分子中含有2个甲基,则G的结构简式是(4)对照“已知UI”,可知H的分子式是(5)I为芳香族化合物,I-J的化学方程式是(6)K的结构简式是(7)G2经循环多步反应得到树枝状聚合物(聚合物用结构片段表示,其 中 表 示 链 延 长)的路线如下。H/Pd/CDCWEX树脂01Ift化反应H/Pd/cm-IX)WEX树脂酯化反应在该过程中,除了得
3、到树枝状聚合物,还可得到的小分子有G和M与 N发 生 酯 化 反 应 的 物 质 的 量 之 比 为。(8)在 G 2 的合成路线中,F 转化为H的目的是【答案】(1)羟基或一O H (2)甲醛(3)HK_,_C H 3(4)C x H h O 4 (5)-C H3+B r2CH2OH光照 A C H z B r+H B r (6)H3C-C-C O O C H2-G (7)H O-C H2-1 6:1 (8)保护 FCH20H中的羟基,避免其在合成G 2 时发生酯化【解析】【分析】A 的分子式为C 3 H 2,且能被氧气氧化,则 A 中含有羟基,为 C H 3 c H 2 c H 2 O H
4、;B为丙醛,丙醛与2 倍的D发生己知H的反应,则 D中含有1 个碳原子,且含有醛基,则 D为甲醛;根据G 2 的结构简式及反应条件(0 2/CH,OH催化剂),E发生的氧化反应为醛基的氧化,则 F 为HCYTY”,根据己知i n,含有羟基的有机物可与含CH2C)H有埃基的有机物发生反应生成酸,故 G为丙酮,H为 X)r(-()H;1 的分子式为c 7 H 8,根据G 2 的结眠构简式,可判断I为甲苯,甲苯与漠发生的取代反应为甲基上的氢原子,则 J 为。C H j B r;J与 F脱 H B r,HO-CH,()发生取代反应,生成K,则 K 为-(2 oH()-CIL【详解】(1)分析可知,A
5、为丙醇,所含官能团是羟基;(2)分析可知,D为甲醛;(3)G 与 B互为同分异构体,且G的分子中含有2 个甲基,含有C=0 结构,G为丙酮,结构简式为HC X RH;r lj v I,L H 3(4)根据已知H I,含有羟基的有机物可与含有钺基的有机物发生反应生成酸,故 G为丙酮,H为(5)1 为芳香族化合物,I为甲苯,I-J为甲苯与液发生的取代反应为甲基上的氢原子,化学方程式是CH3+B r2 光照a C -c%B r+H B r;(6)分析可知,K 的结构简式是2)-)1-(ICm/-H.CHjOH(7)根据已知IV 及 n i 的反应可知,最后得到的为树枝状聚合物,即H H H 自身发生
6、缩聚反应制CH2()H备,则还可得到丙酮、苯甲醇;根据反应,M为N为t H()HN 与 H,C-()K()N Q C H -km-O,N-Q C()()11 H-c l-u-N Z)c(x)n【解析】【分析】根据流程图中的已知物质的结构简式变化和反应条件,结合官能团的性质可知,甲苯与浓硫酸咋加热的条件下发生取代反应生成A,A 在浓硫酸作催化剂加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成SO.HCH.、“,则 A 的结构简式为.在酸性条件下与水反应生成B,结合B 的分子式可知B 的 结 构 简 式 为 5,coon根据C 的分子式可知,B 在一定条件下被氧化生成C,C 的结构简式为人,C 与 Fe/HCl
7、、|经 J CHCCICOOH丫过图示变化生成D,D 与浓硫酸在一定条件下发生已知反应的转化生成 心 丫 HCCH,则D的结构简C(K)H 丫式 为 人COOHH e m 与氯气在催化剂作用下发生取代反应生成E,E 在酸性条件下水解()C(X)H|生成F,结合F 的结构筒式,E 的结构简式为ANIICCIh,据此分析解答。H(XS Cl【详解】(1)A.甲 苯 在 一 定温度下直接消化,能得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种主要取代产物,故 A 正确;B.反应为磺化反应,会破坏氨基,所以反应通过乙酰胺取代氨基上的氢原子家里保护,故 B 正确;C.根据分析,反应、的反应类型分别为苯环上的磺化反应、氯代
8、反应以及磺酸基离去和酰胺键水解反应,反应类型均为取代反应,故 C 正确;COOH?D.根据分析,D 的结构简式 为 廿 H U H,分子式为C9H9NO3,故 D 错误;答案选D;CH.(2)根据分析,反应为A 在浓硫酸作催化剂加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成(J、“,则所需试SO用(:(X)H 丫剂和条件浓硝酸、浓硫酸,加热;反应为 心 丫、用:,“与氯气在催化剂作用下发生取代反应生成E,是苯环上的氯代反应,则所需试剂和条件C12,氯化铁;(3)根据分析,化合物C 的结构简式:COOH(4)根据分析,反应为E 在酸性条件下水解生成F,化学反应方程式:+2比0,C(X)HNH?+CH3COO
9、H+H2SO4;C1CH,(5)B 的结构简式为 6A其同分异构体的苯环上的H 原子有2 种;除苯环外仅剩下一个碳原子、一个氮原子、2 个氧原子和若干氢原子,不可能构造出两个相同的取代基,因此符合条件的同分异构体只能为()苯环上的对位取代物,能水解的结构可以是酯基和酰胺基,则结构有,J,八 xtti和HC()C 7 NH?()(),11 H C ;含有一个-8N H 2结构的分子也可以水解,则结构有,八 I,还可HC Nv 2 OH HO7一C NH2()以水 解的结构为I I ZT-X;N(6)以甲苯为原料合成对氨基苯甲酸,首先甲苯在浓硫酸加热条件下与浓硝酸反应生成对硝基甲苯,在加入酸性高锦
10、酸钾氧化生成对硝基苯甲酸,硝基苯甲酸与Fe/HCl反应生成对氨基苯甲酸,则合成路线为:Q-C H,浓 器 与 热 O.N Q C O O I I)()11【点睛】本题的难点为(5)中 B 同分异构体的书写判断,B 中含苯环的同分异构体能水解的结构判断,除酯基能水解外,容易忽略酰胺键也能发生水解反应,要求学生对有机物官能团的性质准确掌握。3.(2020云南高三模 拟)有 机 物 I 是合成药物阿莫西林的中间体。以有机物A 为原料合成I 的路线如下:已知:RCHO H C N/*.RCH-CN凡 RfH-COOHOH OH回答下列问题(1)A的名称是。(2)B在光照条件下与C b反应生成C,C中
11、官 能 团 的 名 称 是。(3)C D的 反 应 条 件 为,E F的 反 应 类 型 为。(4)流程中设计A-B的目的是 o(5)E能与银氨溶液反应,反 应 方 程 式 为。(6)G在一定条件下能发生酯化反应生成分子内含3个六元环的有机物,其 结 构 简 式 为。(7)芳香族化合物X是H的同分异构体,满足以下条件的文的结构有 种(不考虑立体异构)。a.能使F e C b溶液显紫色,苯环上的一溟代物只有一种b.核磁共振氢谱显示不同化学环境的氢原子数比为3 :2 :2 :1C.能在稀硫酸中发生水解反应且产物之一的分子式为C 7 H 8。3写出符合上述题意的分子式为C 7 H 8。3的 一 种
12、有 机 物 的 结 构 简 式。【答案】(1)对甲基苯酚(4 甲基苯酚)(2)氯原子、醛键(3)氢氧化钠水溶液、加热 加成OCH,(6)【解析】【分析】CHaClA与 C H”发生酚羟基上氢原子的取代反应,生成B;B与氯气发生甲基上的取代反应,生成C即:OCH,CH2OHC再发生卤代烽的水解反应生成醇,D为:D被氧化生成醛;根据已知信息,E与 H C N/O H-发生加O C H j2H-CNCH-COOH成反应,生成F即;根据G、1 的结构简式及反应物质,可确定H为 。OCHOH【详解】(1)根据A的结构简式,其名称是对甲基苯酚(4-甲基苯酚);CHzCl(2)B在光照条件下与C h 反应生
13、成C,C为,含有的官能团的名称是氯原子、酸键;OCH,(3)C-D的反应为氯代燃的水解反应,条件为氢氧化钠水溶液、加热;E-F的反应类型为加成反应;(4)酚羟基易被氧化,流程中设计A-B的目的是保护酚羟基。C O O N H4(5)E中含有醛基,能与银氨溶液反应,反应方程式 为 +2 AR(N H 3)2 O H 一 +2 A g l+3 N H 3+H 2。;OCH,及 凡(6)G在一定条件下能发生酯化反应生成分子内含3个六元环的有机物,则为2个 G发生酯化反应生成酯PC H,和水,其结构简式为漏华;磔OCH%CH-COOH(7)芳香族化合物X是 H的同分异构体,H为0 ,满足条件a.能使F
14、 e C 1 3 溶液显紫色,苯环上的一澳0H代物只有一种,含有苯环,且含有酚羟基;b.核磁共振氢谱显示不同化学环境的氢原子数比为3 :2:2:1;O O C HC.能在稀硫酸中发生水解反应且产物之一的分子式为C 7 H 8 O 3.X的结构有加 曲、H OO H,合计2 种(不HO IT OH ITCHa CH,考虑立体异构)。符合题意的分子式为c 7 H 8。3 的种有机物的结构简式为0H4.(2 0 2 0 四川省宜宾市第四中学校高三开学考试)药物中间体F的一种合成路线如图:OHH3CHO0溶剂 Q HSBIOJCH3ONa|C-|CHNCOOH为 “7=DMF|C.HOI HOj gH
15、.回H,CO回FCio HnOi已知:RCCCR L叫)RCH2OH+R,OH(R为 H 或燃基,R为煌基)回答下列问题;(1)A 中官能团 名 称是;(2)反应的反应类型是一o(3)反 应 的 化 学 方 程 式 为;(4)反 应 所 需 的 试 剂 和 条 件 是。(5)F 的 结 构 简 式 为(6)芳香化合物W 是 E 的同分异构体,W 能水解生成X、Y 两种化合物,X、Y 的核磁共振氢谱均有3 组峰,X 的峰面积比为3:2:1,Y 的峰面积为1:1:1,写出符合题意的W 的结构简式(写一种)。(7)肉桂酸:Q-C H-C H C O O H)广泛用于香料工业与医药工业,设计以苯甲酸甲
16、酯和丙二酸为起始原料制备肉桂酸的合成路线:(无机试剂任用)o【答案】(D 醛基、酚羟基(2)取代反应(4)CH3cH3OH/浓硫酸、加热CH3CH2C(X)X)CH3CH,C(X)C(XKHS6CH,()HCHOCH:(C O O H),)CH=CHC(X)H【解析】【分析】0H药物中间体F的一种合成路线如图,A结构简式,到B发生的反应为酚羟基邻位氢原子被澳单质取代CHOOH 厂 (H Y Br Y Br生成,B的结构简式::丫 ,B到C的反应是B。和CHaONa在催化剂DMF作用下发生取代反应生CHO CHO(H成C的结构简式为:C和CH2(COOH)2为丙二酸发生反应得到D结构简式为:D到
17、E的反应是D和乙醇在浓硫酸做催化剂加热发生的酯化反应生成E为 RCH2OH+R,O H,可判断F的结构简式为:,E到F反应过程为HL,B H,C w H.,0.根据 RCOOR(7)苯甲酸甲酯在LiAlK作用下得到苯甲醇,在催化剂作用下被氧气氧化得到苯甲醛,再和丙二酸发生反应得到肉桂酸(CH-CHCOOH)。【详解】0H(1)由分析知:A的结构简式。,分子中官能团是醛基和酚羟基;CHO(2)反应酚羟基邻位氢原子被浪单质取代生成,反应类型为取代反应;(3)反应是BCHOCHO(X和CbhONa在催化剂DMF作用下发生取代反应生成C的结构简式为:反应的化学方程式:?H Br VH(4)反应是D和乙
18、醇在浓硫酸做催化剂加热发生的酯化反应生成E为,反应0c lH,所需的试剂和条件是:C H 3 c H 2 0 H 和浓硫酸混合加热;H.CO(5)已 知(5)已知:R C O O R l i B H)R C H2O H+R O H,且 H O-_C 0Q C|.在 L i A l H 作用下酯H,(基变为醇羟基,可得到F的结构简式为:H.CO(6)芳香化合物W 是 E 的同分异构体,W 能水解生成X、Y两种化合物,X、Y的核磁共振氢谱均有3 组峰,含三种氢原子,X的峰面积比为3:2:1,Y的峰面积为1:1:1,是指结构CH.CH.ax中含有本题氢原子的个数之比,据此书写w 结构简式:R;(7)
19、苯甲酸甲酯在L i A l H 4 作用下得到苯甲醇,在催化剂作用下被氧气氧化得到苯甲醛,再和丙二酸发生反应得到肉桂酸(CCH-CHCOOH),以苯甲酸甲酯和丙二酸为起始原料制备肉桂酸的合成路线为:a x rH,CHtOH CMC C H-d 96 S a/【点睛】解题需要对给予的信息进行利用,充分利用有机物的结构与反应条件进行推断,采用正推和逆推相结合的方法,逐步分析有机合成路线,可推出各有机物的结构简式,然后分析官能团推断各步反应及反应类型。5.(2 0 2 0 浙江高三模拟)某药物H的部分合成路线如下:已知:S0C1.ROOH _ ROC1 一定条件+RX.。一 OHR X+R:*R F
20、”R t-C-R:R请回答:(1)下列说法正确的是。A.化 合 物A能 在Cu作 用 下 与02发生催化氧化B.化 合 物D具有弱碱性C.化 合 物G可以发生取代、还 原和消去反应D.化 合 物H的 分 子 式 为C21H22FCINO2(2)化 合 物E的结构简式是。(3)化 合 物C和 足 量NaOH溶 液 共 热 充 分 反 应 的 化 学 方 程 式 为。(4)写 出 化 合 物D同 时 符 合 下 列 条 件 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式。iH-NMR谱检测表明:分 子 中 共 有5种氢原子分子中有两个六元环,其中一个是苯环,环上最多含一个非碳原子,两个环无共用边(5)
21、若以苯 和 化 合 物C为原料,设计合成路线,完 成CTD的三步转化(用流程图表示,无机试剂任【解 析】【分 析】由合成路线分析可知,A的分子式为C 4H 1 0 O,与反应生成B,B再与发生已知反应反应生成C,C为OH,A为 二 乂、,C经三步转化后生成D,D与G、N a O H在加热的条件下生成H,由H和D的结构逆推可知,G 为,E-F G发生的已知反应,因此F为C 1 C H 2 c H 2 c H 2 c o e 1,E为C 1 C H 2 c H 2 c H 2 c o O H,据此分析解答问题。【详解】(D A.根据分析,化合物A为CI与羟基直接相连的C原子上没有H,不能在C u作
22、用下与0 2发生催化氧化,A错误;B.根据化合物D的结构可知,分子中存在一NH-,具有弱碱性,B正确;发生还原反应,C正确;苯环上可发生取代反应、卤素原子可发生消去反应、拨基可D.根据化合物H的结构可知,其分子式为C 2 1 H 2 3 F C I N O 2,D错误;答案选B C;(2)根据分析可知,化合物E的结构简式为C 1 C H 2 c H 2 c H 2 c o O H;(3)化合物C为,含有酯基,与足量的N a O H溶液共热充分反应生成(C H 3)3 C O H、N a 2 c C h和。4H,化学反应方程式为o(2);-C O O C(C H 3)3+2 N a O H T(
23、C H 3)3 C O H+N a 2 C 0 3+。(4)化合物D的同分异构体中,含有5种不同的氢,且分子中有两个六元环,其中一个是苯环,环上最多6.(2 0 2 0 梅河口市第五中学高三模拟)茉丙酮香豆素(H)常用于防治血栓栓塞性疾病。其合成路线如图所 示(部分反应条件略去)。已知:CH3cHO+CH3coeH 3 1%N a O H 洛 潭 CH3cH(OH)CH2coeH 3 (其中一种产物).(1)E的 名 称 是,D 中含氧官能团的名称是 o(2)反 应 的 反 应 类 型 是,反 应 的 反 应 类 型 是。(3)I m o l H 与 H z 加成,最多可消耗 m o l H2
24、 o(4)反 应 的 化 学 方 程 式 为 o(5)C的同分异构体中满足下列条件的有一种,其中核磁共振氢谐有4 组峰,且峰面积之比为1:2:2:3的 结 构 简 式 为 (写一种即可)。不能和FeCb溶液发生显色反应1 mo l该 有 机 物 能 与2 mo l N a O H恰好完全反应(6)参照苇丙眼香豆素的合成路线,设 计 一 种 以E和乙醛为原料制备CH-CHCHO的人上凶的合成路OH 0H线:【答 案】(1)苯甲醛 羟 基、酯基(2)取代反应 消去反应(3)80H 0CCH3【解 析】【分 析】II0H F发 生 消 去反应生成G,由G的结构简 式 八LCH=CH-E-C H I逆
25、 推,可 知F是4II,根据 CH3cHO+CH3coe3cH(O H)C H 2 c o e H 3,E 和 丙 酮 反 应 生 成.T|Q-CH-CH2-C-CHJ贝!I E是Y i o 0【详 解】(1)根据以上分析,E是。3,名称是苯甲醛,根 据D的结构筒式 夕 火 ,可 知D中含氧官能团的名称是羟基、酯 基;0(2)反 应 是 中 羟 基 上 的 氢 原 子 被|-C-C H)代替,反应类型是取代反应,反应是Q p C H-C H2-C-C H30在浓硫酸作用下发生消去反应生成0 _ C H=C H 4 .CHj。(3)多可消耗8moi H2i?中的苯环、皴基、碳碳双键能与氢气发生加
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