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专题19 有机化学基础(选修)
1.(2022·浙江卷)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知:①;
②
请回答:
(1)下列说法不正确的是_______。
A.硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B.化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C.化合物B具有两性
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是_______;氯氮平的分子式是_______;化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应,其反应类型依次为_______。
(3)写出E→G的化学方程式_______。
(4)设计以和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式_______。
①谱和IR谱检测表明:分子中共有3种不同化学环境的氢原子,有键。
②分子中含一个环,其成环原子数。
【答案】(1)D
(2) C18H19ClN4 加成反应,消去反应
(3)+→+CH3OH
(4);CH3CH2Cl,NH3
(5),,,
【解析】甲苯硝化得到硝基苯,结合H的结构简式,可知A,再还原得到B为,B和甲醇发生酯化反应生成C,结合信息②可知E为,再结合信息②可知G为,以此解题。
(1)A.硝化反应是指苯在浓硝酸和浓硫酸存在的情况下,加热时发生的一种反应,试剂是浓硝酸和浓硫酸,A正确;
B.由分析可知化合物A是,其中的含氧官能团是硝基和羧基,B正确;
C.由分析可知化合物B为,含有羧基和氨基,故化合物B具有两性,C正确;
D.从C→E的反应推测,化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼,D错误;
故选D;
(2)由分析可知化合物C的结构简式是;根据氯氮平的结构简式可知其分子式为:C18H19ClN4;对比H和氯氮平的结构简式可知,H→氯氮平经历的反应是先发生加成反应,后发生消去反应;
(3)由分析可知E→G的方程式为:+→+CH3OH;
(4)乙烯首先氧化得到环氧乙烷,乙烯和HCl加成生成CH3CH2Cl,之后NH3和反应生成,再和反应生成,结合信息②和CH3CH2Cl反应得到,具体流程为:;CH3CH2Cl,NH3;
(5)化合物F的同分异构体,则有1个不饱和度,其有3种等效氢,含有N—H键,且分子中含有含一个环,其成环原子数,则这样的结构有,,,。
2.(2022·广东卷)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料,可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)化合物I的分子式为_______,其环上的取代基是_______(写名称)。
(2)已知化合物II也能以II′的形式存在。根据II′的结构特征,分析预测其可能的化学性质,参考①的示例,完成下表。
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
加成反应
②
_______
_______
_______
氧化反应
③
_______
_______
_______
_______
(3)化合物IV能溶于水,其原因是_______。
(4)化合物IV到化合物V的反应是原子利用率的反应,且与化合物a反应得到,则化合物a为_______。
(5)化合物VI有多种同分异构体,其中含结构的有_______种,核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为_______。
(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线_______(不用注明反应条件)。
【答案】(1) C5H4O2 醛基
(2) -CHO O2 -COOH -COOH CH3OH - COOCH3 酯化反应(取代反应)
(3)Ⅳ中羟基能与水分子形成分子间氢键
(4)乙烯
(5) 2
(6)
【解析】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为C5H4O2;其环上的取代基为醛基;
(2)②化合物Ⅱ'中含有的-CHO可以被氧化为-COOH;
③化合物Ⅱ'中含有-COOH,可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯;
(3)化合物Ⅳ中含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,使其能溶于水;
(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应,且1 molⅣ与1 mola反应得到2molV,则a的分子式为C2H4,为乙烯;
(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O,其同分异构体中含有,则符合条件的同分异构体有和,共2种,其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为;
(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知,其单体为,其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合