专题八　大题突破(四)　有机合成与推断综合题的分析应用 2024年高考化学二轮复习课件+讲义

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1.(2023·新课标卷，30)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物，可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。右面为其合成路线之一。回答下列问题：(1)A的化学名称是__________________________。
3-甲基苯酚(或间甲基
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有____种。
有机物C中含有苯环，苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化，还含有甲基和异丙基，C原子的杂化类型为sp3杂化。
(3)D中官能团的名称为______、______。
有机物D的结构简式为 ，其官能团为氨基和羟基。
(4)E与F反应生成G的反应类型为_________。(5)F的结构简式为__________。
(6)I转变为J的化学方程式为_________________________________________________。
(7)在B的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_____种(不考虑立体异构)，①含有手性碳；②含有三个甲基；③含有苯环。其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为________。
连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中，同时含有手性碳、3个甲基和苯环的同分异构体有9种，分别为 、 、 、 、 、 、 、 、 ；
其中，核磁共振氢谱显示为6组峰，且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
2.(2023·湖北，17)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发，针对二酮H设计了右面合成路线：回答下列问题：(1)由A→B的反应中，乙烯的碳碳_____键断裂(填“π”或“σ”)。
(2)D的同分异构体中，与其具有相同官能团的有____种(不考虑对映异构)，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为__________________。
D为( )，分子式为C5H12O，含有羟基的同分异构体分别为 、 、 、 、 (D自身)、
、 、 、共8种，除去D自身，还有7种同分异构体，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为 。
(3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为_____、_____。
E为 ，酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开，生成 和 。
(4)G的结构简式为_________________。
，H在碱性溶液中易发生
分子内缩合从而构建双环结构，主要产物为I( )和另一种α，β-不饱和酮J，J的结构简式为_______________。若经此路线由H合成I，存在的问题有______(填标号)。a.原子利用率低　b.产物难以分离　c.反应条件苛刻　d.严重污染环境
根据已知反应特征可知，H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构，主要产物为I( 　　　　　　)和J( )。若经此路线由H合成I，会同时产生两种不饱和酮，二者互溶，难以分离，导致原子利用率低。
3.(2023·湖南，18)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的路线如右(部分反应条件已简化)：回答下列问题：(1)B的结构简式为______________。(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是__________、__________。
(3)物质G所含官能团的名称为_____、_________。(4)依据右述流程提供的信息，下列反应产物J的结构简式为________________。
根据题述反应流程分析， 与呋喃反应生成 ， 继续与HCl反应生成有机物J( )。
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是___________(写标号)。
苯环上带有甲基时，甲基增强了苯环上的电子云密度，导致磺酸根离子中的氧原子电子云密度降低，使其更容易失去质子，但当甲基上的H原子被F原子代替时，三氟甲基降低了苯环上的电子云密度，因此对甲基苯磺酸的酸性强于对三氟甲基苯磺酸的酸性，但没有甲基时的苯磺酸，由于没有其他基团对苯环上电子的吸引导致磺酸根中S对H的吸引力增强，使H的电离程度减弱，故酸性大小为②>③>①。
(6) (呋喃)是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中，除H2C==C==CH—CHO外，还有____种。
呋喃是一种重要的化工原料，其同分异构体中可以发生银镜反应，说明其同分异构体中含有醛基，这样的同分异构体共有4种，分别为CH3—C≡C—CHO、CH≡C—CH2—CHO、 、 。
(7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应，会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯，依据由C到D的反应信息，设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。
本大题考查的内容包含有机化学的主干知识，综合性强、难度较大，有很好的区分度。通常以新药品、新物质、新材料的合成路线为载体，考查的热点涉及①某些物质的结构简式或名称，②反应类型或反应条件，③重要转化的有机化学方程式书写，④分子式的确定，⑤同分异构体的书写与数目确定，⑥特定条件的有机物合成路线的设计等。
1.以特征产物为突破口来推断碳骨架结构和官能团的位置
(1)醇的氧化产物与结构的关系
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类或氢原子种类可确定碳骨架结构。有机物取代产物越少或相同化学环境的氢原子数越多，说明该有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子种类联想到该有机物碳骨架结构的对称性而快速进行解题。(4)由加氢后的碳骨架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定—OH与—COOH的相对位置。
2.根据关键数据推断官能团的数目
(5)RCH2OH CH3COOCH2R。 (Mr)　　　　　 　 (Mr＋42)
高考常见的新信息反应总结如下(1)丙烯α-H被取代的反应：CH3—CH==CH2＋Cl2 Cl—CH2—CH==CH2＋HCl。(2)共轭二烯烃的1,4-加成反应：①CH2==CH—CH==CH2＋Br2―→ ；
② ＋||―→ 。
(3)烯烃被O3氧化：R—CH==CH2 R—CHO＋HCHO。(4)苯环侧链的烃基(与苯环相连的碳原子上含有氢原子)被酸性KMnO4溶液氧化：
(5)苯环上的硝基被还原：
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链，—CN水解得—COOH)：
①CH3CHO＋HCN ；
③CH3CHO＋NH3
④CH3CHO＋CH3OH
(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇：
(9)羧酸分子中α-H被取代的反应：
RCH2COOH＋Cl2
(10)羧酸用LiAlH4还原时，可生成相应的醇：RCOOH RCH2OH。(11)酯交换反应(酯的醇解)：R1COOR2＋R3OH―→R1COOR3＋R2OH。
应用示例1.按要求书写化学方程式。(1)①在浓硫酸条件下加热生成烯烃____________________________________________。
CH2==CH—CH3↑＋H2O
②在浓硫酸条件下加热生成醚________________________________________________。
(2)乙二酸与乙二醇酯化脱水①生成链状酯______________________________________________________________。②生成环状酯_________________________________________。
＋HOCH2CH2OH
③生成聚酯____________________________________________________________________________。
＋nHOCH2CH2OH
(3) 分子间脱水①生成环状酯_________________________________________________。
②生成聚酯______________________________________________________。
2.按要求书写下列反应的化学方程式。(1)淀粉水解生成葡萄糖_________________________________。(2)CH3—CH2—CH2—Br①NaOH的水溶液，加热___________________________________________________________。②NaOH的醇溶液，加热_____________________________________________________________。
淀粉 葡萄糖
CH3—CH2—CH2—Br＋NaOH CH3—CH2—CH2—OH＋NaBr
CH3—CH2—CH2—Br＋NaOH CH3—CH==CH2↑＋NaBr＋H2O
(3)向 溶液中通入CO2气体__________________________________________。(4) 与足量NaOH溶液反应：________________________________________________________。
(5) 与足量H2反应：______________________________________________________________________________。
(1)反应箭头和配平：书写有机反应化学方程式时应注意反应物和产物之间用“―→”连接，有机物用结构简式表示，并遵循原子守恒进行配平。(2)反应条件：有机物反应条件不同，所得产物不同。(3)有些有机反应须用中文标明，如淀粉、麦芽糖的水解反应等。
有机反应化学方程式的书写要求
(一)2023真题回访1.(2023·辽宁，19)加兰他敏是一种天然生物碱，可作为阿尔茨海默症的药物，其中间体的合成路线如右。已知：
(R1为烃基，R2、R3为烃基或H)
回答下列问题：(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_____位(填“间”或“对”)。(2)C发生酸性水解，新产生的官能团为羟基和______(填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化，化学方程式为_____________________________________________________。
(4)F的同分异构体中，红外光谱显示有酚羟基、无N—H键的共有____种。
F的同分异构体中不含有N—H键，说明结构中含有 结构，又因红外光谱中显示有酚羟基，说明结构中含有苯环和羟基，固定羟基的位置， 有邻、间、对三种情况，故有3种同分异构体。
(5)H→I的反应类型为__________。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构简式分别为__________和____________。
利用逆合成法分析，有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物，类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H，故有机物N的结构为 ，有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N，说明有机物M中含有C==O，结合反应原料中含有羟基，说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化，有机物M的结构为 。
2.(2023·山东，19)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线，回答下列问题。
路线一：A(C7H6Cl2)
B(C7H3Cl2N)
E(C8H3F2NO2)
G( )
(1)A的化学名称为______________(用系统命名法命名)；B→C的化学方程式为_________________________________________；
D中含氧官能团的名称为________；E的结构简式为___________________。
A为 ，系统命名为2,6-二氯甲苯；
B与KF发生取代反应生成C，化学方程式为 ＋2KF
D为 ，含氧官能团为酰胺基。
路线二：H(C6H3Cl2NO3)
(2)H中有____种化学环境的氢，①～④属于加成反应的是______(填序号)；J中碳原子的轨道杂化方式有____种。
H为 ，由结构特征可知，含有2种不同化学环境的氢；I为 ，H→I为还原反应，F为 ，I→F为加成反应，F→J发生类似路线一中D→E反应；
J为 ，J→G为加成反应；J中C原子的杂化方式有sp、sp2、sp3三种。
3.(2023·广东，20)室温下可见光催化合成技术，对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等，合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)：
(1)化合物ⅰ的分子式为________。化合物X为ⅰ的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰。X的结构简式为_________________________
(或 或
_______(写一种)，其名称为_______________________________________________。
3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂
不饱和度为1，X可形成碳碳双键或碳氧双键或一个环，核磁共振氢谱上只有2组峰，说明分子中有对称结构，X的结构简式
为 或 或 ，其名称为3-­戊酮或2,2-­二甲基丙醛或3,3­-二甲基氧杂环丁烷。
(2)反应②中，化合物ⅲ与无色无味气体Y反应，生成化合物ⅳ，原子利用率为100%。Y为___________。
(3)根据化合物ⅴ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。
O2、Cu，加热(或酸性KMnO4溶液)
(或 )
(4)关于反应⑤的说法中，不正确的有_______。A.反应过程中，有C—I键和H—O键 断裂B.反应过程中，有C==O双键和C—O 单键形成
C.反应物ⅰ中，氧原子采取sp3杂化，并且存在手性碳原子D.CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键
由反应过程可以看出，有C—I键和H—O键断裂，有C==O双键和C—O单键形成，故A、B正确；反应物 中，氧原子采取sp3
杂化，但与羟基相连的碳有对称轴，其他碳上均有2个氢，分子中不存在手性碳原子，故C错误；CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键，故D错误。
(5)以苯、乙烯和CO为含碳原料，利用反应③和⑤的原理，合成化合物ⅷ。
基于你设计的合成路线，回答下列问题：(a)最后一步反应中，有机反应物为_________________________(写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应，其化学方程式为________________________________________。
CH2==CH2＋H2O
(c)从苯出发，第一步的化学方程式为_______________________________(注明反应条件)。
乙烯与水在催化剂、加热、加压条件下合成乙醇；乙烯氧化生成环氧乙烷；苯在FeBr3催化作用下与溴反应生成溴苯，溴苯与环氧乙烷反应生成 ，再发生反应④
生成 ，最后根据反应⑤的原理， 与乙醇、CO合成化合物ⅷ。
(二)模拟预测4.(2023·辽宁省名校联盟高三下学期适应性测试)M( )是合成某种药物的中间体，其合成路线如右：
请回答下列问题：(1)A能使溴的CCl4溶液褪色，其官能团的名称为__________，B的结构简式为_________________。(2)反应①的反应类型是_________。(3)C的酯类同分异构体共有____种，既能发生银镜反应，又能发生水解反应的同分异构体结构简式：
(CH3)2CHCH2OH
_________________________________。
HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2
(4)反应②的化学方程式为____________________________________________________________。
(CH3)2CHCOOH＋
(CH3)3CBr在碱的醇溶液中加热发生消去反应，A为 。在一定条件下A和H2O发生加成反应得到B，即 。
(CH3)2CHCHO经催化氧化可得到C，即(CH3)2CHCOOH。C与D在一定条件下反应可得到目标产物。
5.(2023·山东临沂高三一模)布洛芬常用于感冒引起的发热，其一种合成路线如图所示。
回答下列问题：(1)A的名称为______；B→C的反应类型为__________；E中含氧官能团的名称为____________。
(2)G的结构简式为________________；H与足量热的NaOH溶液反应的化学方程式为________________________
____________________________________。
(3)满足下列条件的布洛芬的同分异构体的结构简式为_______________________(任写一种)。①能发生银镜反应和水解反应，水解产物遇FeCl3溶液显色；②苯环上有三个取代基，且苯环上的一氯代物只有两种；③核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为12∶2∶2∶1∶1。
(或 )
由C的结构及A的分子式可知A为甲苯，甲苯与丙烯发生加成反应生成B： ， 与 发生取代反应生成C；
D与HCHO在稀NaOH溶液中发生已知①反应生成E( )，
E与氢气发生加成反应生成F( )，C与F在酸性条件下反应生成G( )，
G经氯化锌溶液处理得到H，H先在碱性条件下发生反应再经酸化得到布洛芬，据此分析。
①能发生银镜反应和水解反应，水解产物遇FeCl3溶液显色，可知苯环上直接连接—OOCH；②苯环上有三个取代基，且苯环上的一氯代物只有两种，可知苯环上含有两个对称烃基；
③核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为12∶2∶2∶1∶1，可知烃基中含有两个对称甲基；符合条件的结构有 、 。
(4)季戊四醇( )是一种重要的化工原料，设计由甲醛和乙醇为起始原料制备季戊四醇的合成路线(无机试剂任选)。
乙醇经催化氧化生成乙醛，乙醛与甲醛发生已知①的反应生成 ，再与H2发生加成反应生成 。
6.(2023·重庆高三二诊)我国“十四五”规划纲要以及《中国制造2025》均提出重点发展全降解血管支架等高值医疗器械。有机物Z是可降解高分子，其合成路线如图所示：请回答下列问题：(1)B→D的反应类型是_________；E中含氧官能团的名称是___________。(2)G中含有的手性碳原子有____个。
A的分子式为C5H11O2N，B的分子式为C5H9O2N，D的分子式为C5H9O3N，可以推知，A发生氧化反应生成B，B发生氧化反应生成D，D的结构简式为 ，D和甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成E，则E的结构简式为
E和F在一定条件下反应生成G，G在一定条件下发生水解反应生成W，W的结构简式为 ，由W与X的分子式可判断W生成X时发生了酯化反应，X与Y在一定条件下生成Z，
该反应是聚合反应，结合X的分子式与Z的结构简式可推出X的结构简式为
手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，由G的结构简式可知，G中含有2个手性碳原子(结构简式中用“*”标注)： 。
(3)D、W的结构简式分别是______________、_____________。
(4)有机物J的分子式比E的分子式少一个氧原子，则J的结构中含有 的同分异构体共有_____种(不考虑立体异构)。
有机物J的分子式为C6H11O2N，可以将 看为一个取代基，则J的同分异构体有以下12种： 、 、 、 、 、 、 、
、 、 、 、 。
(5)X中不含碳碳双键，X→Z的化学方程式是_____________________________________________________。
(6)若反应开始时Y的浓度为0.02 ml·L－1，X的浓度为2.8 ml·L－1，反应完全后，Y的浓度几乎为0，X的浓度为0.12 ml·L－1，假设高分子Z只有一种分子，则聚合度约为______。
若反应开始时Y的浓度为0.02 ml·L－1，X的浓度为2.8 ml·L－1，反应完全后，Y的浓度几乎为0，X的浓度为0.12 ml·L－1，则反应过程中消耗Y和消耗X的比例为0.02∶(2.8－0.12)＝1∶134，由方程式可知，n＝134。