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正逆思维 快速推断——2023年高考「有机推断题」解法赏析

2024-02-17教育

刘彩虹

有机推断题是高考试题的热点题型,求解有机推断题,用正向思维与逆向思维的方法,可揭示本质,快速推断。现以2023年高考「有机推断题」为例说明其解题方法。

例题1(2023年高考全国理综甲卷)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如图1所示(部分试剂和条件略去)。

回答:(1)A的化学名称:__。

(2)A→B的化学方程式:__。

(3)反应条件D应选择__(填标号)。

a.HNO3/pSO4 b.Fe/HCl

c.NaOH/C2pOHd.AgNO3/Np

(4)F中含氧官能团的名称:__。

(5)H→I的反应类型:__。

(6)有机物J的结构简式:__。

(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有__种(不考虑立体异构,填标号)。

a.10 b.12 c.14 d.16

其中,核磁共振氢谱显示4组峰,其面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为__。

解析因有机物B被酸性KMnO4氧化生成C,根据C的结构简式逆向推断可知有机物B的结构简式为;因有机物A与Cl2发生取代反应生成B,则A的结构简式为;因有机物C被还原生成E,则其反应条件为Fe/HCl;而E经一系列反应得到有机物G,根据已知条件,有机物G发生两步反应得到有机物H,有机物G与SOCl2发生第一步反应得到中间体,中间体与氨水发生反应得到有机物H,则H的结构简式为;有机物I与J发生反应得到有机物K,根据I和K的结构简式和有机物J的分子式可得有机物J的结构简式为

(1)A的结构简式为其化学名称是邻硝基甲苯或2-硝基甲苯。

(2)在FeCl3的催化作用下,A与Cl2发生取代反应生成B和HCl,其反应的化学方程式为:

(3)因有机物C被还原生成E,则其反应条件D应选择b(Fe/HCl)。

(4)由F的结构简式可知,其中含氧官能团的名称是羧基。

(5)有机物H生成有机物I的反应实质是在有机物H的酰胺键处与POCl3发生消去反应脱水得到氰基,则其反应类型为消去反应。

(6)由上述分析可知化合物J的结构简式为

(7)与分子式为C7H6ClNO2的芳香同分异构体且含有—Cl和—NO2两种官能团的有机物的结构简式有(有机物B)、

除有机物B外,其同分异构体还有16种。在这些同分异构体中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1,说明其结构中有4种化学环境的H原子、且其个数比为2∶2∶1∶1,则其结构简式为

答案:(1)邻硝基甲苯(或2﹣硝基甲苯);

(3)b;(4)羧基;(5)消去反应;(6)

点评求解此题的关键是:一要由题给合成路线,利用逆向思维和正向思维的方法推断出有关物质(A、B、H、J)的结构简式;二要能够根据有机物的结构简式进行命名;三要能够根据反应原理书写有机化学方程式;四要能够根据反应原理选择反应条件,并判断反应类型;五要能够识别常见的官能团;六要会书写有限定条件的同分异构体的结构简式。

例题2(2023年高考全国理综课标卷)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。图2所示为其合成路线之一。

回答下列问题:

(1)A的化学名称:__。

(2)C中碳原子的轨道杂化类型有__种。

(3)D中官能团的名称:__、__。

(4)E+F→G的反应类型:__。

(5)F的结构简式:__。

(6)I转变为J的化学方程式:__。

(7)B的同分异构体中,满足以下条件的有__种;

(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,其面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的有机物的结构简式为__

解析根据合成路线可知,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NpHS反应生成D,D与乙酸酐[(CpCO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D的结构简式为

E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式推得,F的结构简式为

G经两步反应生成H,H与NaNO2/HCl反应生成I,由I的结构和H的分子式可知,H的结构简式为

与水反应生成J,J与乙酸酐[(CpCO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式推得J的结构简式为

(1)由A的结构可知其名称为3-甲基苯酚或间甲基苯酚。

(2)有机物C中含有苯环、甲基和异丙基,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,则C中碳原子的轨道杂化类型有2种。

(3)由上述分析可知,有机物D的结构简式为,其官能团为氨基和羟基。

(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,其实质是E中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,则其反应类型为取代反应。

(5)由上述分析可知,有机物F的结构简式为

(6)有机物I与水反应生成有机物J,则该反应的化学方程式为:

(7)B的同分异构体中含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有

共9种;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

答案:(1)3﹣甲基苯酚(或间甲基苯酚);

(2)2;(3)氨基、羟基;(4)取代反应;

点评求解此题的关键是:一要由题给合成路线,利用正向思维和逆向思维的方法推断出有关物质(D、F、H、J)的结构;二要掌握有机化学方程式的书写方法;三要掌握有机物中碳原子杂化方式的判断方法;四要能够识别常见的官能团;五是要掌握反应类型的判断方法;六要掌握有限定条件的同分异构体结构简式的书写方法。