内容正文:
2025届高三年级化学有机专题复习综合练
有 机 合 成 综 合 题
知识回顾
1.有机合成的概念
有机合成指利用简单、易得的原料,通过有机反应生成具有特定结构和功能的有机化合物的过程。
2.有机合成的任务:有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。
3.有机合成遵循的原则
(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。
☆4.认识有机合成的一种装置
(1)仪器a的名称是三颈烧瓶或三口烧瓶,作反应容器;
(2)仪器b的名称是恒压滴液漏斗,平衡气压,利于漏斗中的液体顺利流下;
(3)仪器c的名称是球形冷凝管,作用是冷凝回流,利于提高原料的利用率。
☆☆☆☆☆5.有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
加聚反应;缩聚反应;酯化反应;利用题目所给信息反应,如卤代烃的取代反应,醛、酮的加成反应……
①炔烃、烯烃、醛、酮与HCN加成:
②醛酮的羟醛缩合(其中至少一种含有αH):
③卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等的取代反应:RCl+NaCNRCN+NaCl。
④聚合反应
a.加聚反应(烯烃、二烯烃、乙炔等):
b.缩聚反应:酯化反应类型(如乙二醇与乙二酸反应)、氨基酸缩合类型(如甘氨酸缩合)、甲醛与苯酚(酚醛树脂)。
⑤酯化反应:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。
(2)碳链减短的反应
①氧化反应,包括烯烃、炔烃的部分氧化,苯的同系物氧化成苯甲酸等。
②水解反应,主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。如RCOOR′+H2ORCOOH+R′—OH。
③烷烃发生裂化或裂解反应:C16H34C8H18+C8H16;C8H18C4H10+C4H8。
④脱羧反应:R—COONa+NaOHR—H+Na2CO3。
⑤烷烃的裂化反应;
②利用题目所给信息反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环 如:HOCH2CH2OH +H2O
②羟基酸酯化成环 如:
③氨基酸成环 如:H2NCH2CH2COOH
④二元羧酸成环 如:HOOCCH2CH2COOH
⑤双烯合成 如:
【易错提醒】(1)通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。
(2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法,这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。
(4)常见的开环反应
(1)环酯水解开环;(2)环烯烃氧化开环,如。
☆☆☆☆☆6.有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入
方法
举例
引入碳碳
双键
醇、卤代烃的消去反应
CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2O
CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O[来
炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应
+HClCH2=CHCl
引入卤素
原子
炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
+HClCH2CHCl
烷烃、芳香烃的取代反应
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
+3Cl2+3HCl
+Cl2+HCl
醇与氢卤酸(HX)的取代反应
R—OH+HXR—X+H2O
引入羟基
烯烃与水的加成反应
CH2CH2+H2O CH3CH2OH
醛、酮的还原反应
RCHO+H2RCH2OH
卤代烃、酯的水解
C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr
+H—OH
羧酸在一定条件下被还原
RCOOHRCH2OH
引入羰基
醇的催化氧化
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
2(CH3)2C=O
引入羧基
醛的氧化反应
2CH3CHO+O22CH3COOH
某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
CH3CHCHCH32CH3COOH
酯的水解
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
(2)官能团的消除
①通过加成反应可以消除或。如:CH2=CH2+H2CH3CH3
②通过取代反应、消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
③通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如:2CH3CHO+O22CH3COOH
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
⑤通过消去或水解反应可消除卤原子。
(3)官能团的改变
①官能团种类变化:利用官能团的衍生关系进行衍变,如卤代烃→醇醛羧酸
CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。
②官能团数目变化:通过不同的反应途径增加官能团的个数,
如
③官能团位置变化:通过不同的反应,改变官能团的位置,
如CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2 。
☆☆☆☆☆7.官能团的保护与恢复
(1)碳碳双键: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。
HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC—CH==CH—COOH。
(2)酚羟基:在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。
(3)醛基:在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
①
②
(4)氨基:在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺,然后再水解转化为氨基。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
☆☆☆☆☆有机合成的路线和设计实施
1.有机合成过程
有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应链上官能团或一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成第二个中间体,经过多步反应,按照目标化合物的要求,合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。
有机合成过程示意图
2.有机合成路线设计思路
(1)设计有机合成路线时,首先要正确判断需合成的有机物的类别,它含有哪些官能团,与哪些知识信息有关。
(2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标化合物分成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片段拼凑衍变,尽快找出合成目标化合物的关键。
(3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较,选择最佳的合成方案。
3.有机合成推断方法
(1)正合成分析法
即从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯,可采用正推法:
(2)逆合成分析法
即从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计。
逆合成分析示意图
①逆推法合成乙二酸二乙酯
②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯
通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇,继续逆推可得原料分子为甲苯,如图所示:
③综合推理法
设计有机合成路线时,用正合成分析法不能得到目标产物,而用逆合成分析法也得不到起始原料时,往往结合这两种思维模式,采用从两边向中间“挤压”的方式,使问题得到解决。
☆☆☆☆☆常见的有机合成路线
(1)一元合成路线
R—CH===CH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯
(2)二元合成路线
CH2===CH2XCH2—CH2X二元醇→二元醛→二元羧酸→
(3)芳香化合物合成路线
习题巩固
1.乙烯是重要有机化工原料。结合以下路线回答:
已知:其中F为高分子化合物
(1)物质B所含官能团的名称为 ;
(2)D的结构简式为 ;
(3)反应①、⑥所涉及的反应类型是 、 ;
(4)写出反应①的化学方程式为 ;
(5)写出反应⑦的化学方程式为 ;
(6)关于CH2=CH2的说法正确的是_______;
A.易溶于水 B.是平面结构的分子
C.能被高锰酸钾氧化 D.在一定条件下能发生加聚反应
(7)丙烯(CH2=CHCH3)与乙烯具有相似的化学性质(写结构简式)。
①丙烯与Br2的加成产物为 。
②在一定条件下丙烯与H2O的加成产物可能为 。
2.有机小分子物质多用于有机合成,合成某降压药物的中间体G的部分流程如下:
已知:乙酸酐的结构简式为。
请回答下列问题。
(1)A的化学名称 。
(2)C中含氧官能团的名称是 。
(3)D的分子式为 ,反应⑤的化学方程式为 。
(4)反应①的反应类型是 。
(5)写出满足下列条件的E的同分异构体的结构简式: 、 。
①苯环上只有三个取代基
②核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰
③该物质与足量溶液反应生成
3.以A和芳香烃E为原料制备除草剂茚草酮中间体(I)的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)E的名称是 ;H的分子式为 。
(2)A中所含官能团的名称为 。
(3)B→C的反应类型为 。
(4)写出F→G的化学反应方程式 。
(5)B的同分异构体中,满足下列条件的结构有 种;
①含有苯环;
②与溶液发生显色反应;
③含有2个甲基,且连在同一个碳原子上。
其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为的结构简式为 。
(6)利用原子示踪技术追踪G→H的反应过程:
根据以上信息,写出以乙醇和为原料合成的路线。(无机试剂任选)
4.叠氮基和烯烃、炔烃可以在催化剂的作用下发生反应生成杂环,这种反应广泛应用于药物合成。药物F合成路线如下:
(1)乙烯通入溴的四氯化碳溶液可观察到的实验现象为 。有机物A的结构简式是 ,流程中有机物中的官能团除羟基外,还有 (写名称)。
(2)用星号(*)标出F中所有的手性碳原子: 。
(3)关于的说法中合理的是 。
A.所有的原子共面 B.名称为丁二烯 C.存在反式结构
(4)有机物A与B能发生缩聚反应得到聚合物M。有关M的说法正确的是______(不定项)。
A.蛋白质与M的所含元素相同 B.M与制备PE(聚乙烯)反应类型相同
C.M有固定的熔、沸点 D.M可以被氢气还原
(5)写出满足下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式 。
a.H-NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子
b.红外光谱中测出分子中含有一个苯环
c.化合物能与新制氢氧化铜悬浊液反应
(6)写出有机物D与过量NaOH溶液反应的化学方程式 。
(7)THF由C、H、O三种元素组成,称取THF 7.200g,使其完全燃烧,将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b,测得a增重7.200g,b增重17.600g,则THF中C、H、O的原子个数比为 。
(8)请补充完成以为原料合成()的路线(无机试剂任选)。
(合成路线常用的表示方式为:目标产物)
5.链烃A是重要的有机化工原料,由A经以下反应可制备一种有机玻璃:
已知以下信息:
①核磁共振氢谱表明D只有一种化学环境的氢;
②羰基化合物可发生以下反应:(注:R′可以是烃基,也可以是H原子)
③E在甲醇、硫酸的作用下,发生酯化、脱水反应生成F。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,A生成B的反应类型为 。
(2)B生成C的化学方程式为 。
(3)D的结构简式为 ,分子中最多有 个原子共平面。
(4)F的分子式为 。
(5)写出F的同分异构体中能同时满足下列条件的其中一种的结构简式 ;
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②能使Br2的四氯化碳溶液褪色
③核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3:2:2:1
(6)聚乳酸()在近年来已经广泛应用于一次性餐具、食品包装材料等领域,使用聚乳酸材料的优点是 。
(7)根据上述信息,设计由乙醇制备聚乳酸()的合成路线。(无机试剂任选)
6.化合物是制备液晶材料的中间体之一,其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成:
已知:①;
②通常在同一个碳原子上连有两个羟基时不稳定,易脱水形成羰基。
回答下列问题:
(1)A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,A物质的结构简式为 。
(2)A→B反应所需试剂和条件是 。
(3)D中碳原子杂化方式为 ,F的名称为 。
(4)G的一种同分异构体一定条件下可以转化为分子式为的物质。符合下列条件的的同分异构体的数目为 ,写出其中任意一种结构简式 。
①苯环上有三种不同化学环境的氢原子②能发生银镜反应③遇显紫色
(5)E+H→I反应方程式为 ,反应类型为 。
7.合成药物博舒替尼的部分流程如下。
已知:①易被氧化。②苯环上羧基的间位易被取代。
(1)B→C的反应类型是: 。
(2)E中杂化方式为sp2的碳原子数目为 。
(3)D的结构简式为 。
(4)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分子中含有3种不同环境的氢原子,氢原子数目之比为3:3:2
②有“—NO2”直接连苯环上
(5)写出以、CH3OH、为原料制备的合成路线流程图。(有机溶剂和其它无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
8.化合物ⅸ是一种烯丙胺类抗真菌药物,可用于皮肤浅部真菌感染的治疗,它的一种合成路线如下:
(1)根据化合物ⅰ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表:
序号
反应试剂、条件
反应形成的有机产物的结构简式
反应类型
a
消去反应
b
加成反应
(2)反应①中,化合物ⅰ与有机物x反应,生成化合物ⅱ,原子利用率为100%,x的名称为 。
(3)化合物iv中含氧官能团的名称是 ,反应③的类型是 。
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A.反应过程中,有C-Cl键和C-N键断裂
B.反应过程中,有C-N键和H-Cl键的形成
C.反应物ⅶ中,所有原子可能处于同一平面上
D.生成物ⅶ具有碱性,能与稀盐酸发生反应
(5)化合物iii有多种同分异构体,其中含C=C-C=C结构,且核磁共振氢谱图上只有两组峰的结构简式为 。
(6)以苯乙烯和乙醛为含碳原料,利用反应③的原理,通过四步反应合成结构简式如下的化合物y,基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)从苯乙烯出发,第一步反应的化学方程式为 。
(b)合成路线中涉及两步消去反应,最后一步通过消去反应得到产物的化学方程式为 (注明反应条件)。
9.化合物H为一种生物碱,其部分合成路线如下:
(1)A分子中采取杂化和杂化的碳原子数目比为 。
(2)过程中,经历了断裂双键、氧化成醛,则D的结构简式为 。
(3)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式 。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,一种产物能与溶液发生显色反应且苯环上的一氯代物只有2种;加热条件下,铜催化另一种含五元环的产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中有4个峰。
(4)对应的3步反应如下,则设计反应①和反应③的目的是 。
(5)已知:。写出以、为原料制备的合成路线流程 (无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。
10.下图为某抗菌药中间体H的合成路线。
已知:①②③
回答下列问题:
(1)化合物C分子中共有 个杂化的碳原子。
(2)化合物E的结构简式是 。
(3)请写出F→G的反应方程式: 。
(4)H含有的官能团名称为 。
(5)X与F互为同系物且比F少2个碳原子,X的结构有 种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱峰面积比为的结构简式: 。
(6)乙酰乙酸乙酯()是一种重要的有机合成试剂,参照上述信息,设计以乙醇为原料合成乙酰乙酸乙酯的合成路线 (无机试剂任选)。
11.一种治疗慢性便秘药品中间体的合成路线如下,回答下列问题。
已知:①
②克莱森重排:
(1)B中的官能团名称为 。
(2)E的结构简式为 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.C能与发生显色反应 B.最多能与发生加成反应
C.B分子中所有碳原子可能共平面 D.图示流程中没有发生克莱森重排反应
(4)F→G有一种分子式为的副产物生成,写出生成该副产物的反应方程式 。
(5)设计以苯,1,3-丁二烯为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) 。
(6)写出比E少一个C原子,两个H原子且同时满足以下条件的同分异构体的结构简式 。
①不能与发生显色反应,但能发生银镜反应 ②最多能与溶液恰好完全反应
③核磁共振氢谱有4组吸收峰 ④分子中没有两个甲基连在同一个碳原子上
12.吡唑类化合物是重要的医药中间体,如图是吡唑类物质L的一种合成路线:
已知:①R1-CHO+R2CH2COOR3②R1-CHO+R2NH2R1-CH=N-R2
回答下列问题:
(1)D的化学名称是 ; E中的含氧官能团名称为 。
(2)G→I反应的化学方程式为 。
(3)J→K的反应类型是 。
(4)关于上述合成路线的相关物质及转化,下列说法错误的有___________。
A.由化合物D到E的转化中,有π键的形成
B.由化合物E和K到L的转化中,存在C原子杂化方式的改变
C.化合物K所有原子共平面
D.lmol化合物CH3-NH-NH2最多能与1mol质子(H+)形成配位键
(5)对于化合物I,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新有机物
(写出完整的有机物)
反应类型
①
(a)
(b)
取代反应
②
H2、催化剂、加热
(c)
加成反应
(6)参照上述合成路线,以乙酸和为原料,设计合成的路线(无机试剂任选,准确写出反应条件)。
13.芳香族化合物是合成某种香料的中间体,以苯为原料合成流程如图:
已知:..
(1)化合物的结构简式为 。
(2)反应⑦的反应类型是 。
(3)中官能团的名称是 。
(4)写出反应⑨的化学方程式 。
(5)符合下列条件的化合物的同分异构体中,苯环上的一氯取代物只有两种的同分异构体的结构简式为 (任写符合条件的一种)。
a.属于芳香族化合物,苯环上有两个取代基
b.能发生银镜反应,也能发生水解反应
(6)设计以为原料制取的合成路线(无机试剂任选)。
14.曙红是一种重要的颜料,它的一种合成路线如下:
已知:-Br、-CH3等为邻对位定位基,即苯环上有该类基团,再引入的基团优先进入该类基团的邻、对位;同理,-NO2、-COOH等为间位定位基,即再引入的基团优先进入该类基团的间位。
回答下列问题:
(1)A→B的反应试剂及条件为 ,C→D的反应类型为 。
(2)F的名称为 ,E中含氧官能团的名称为 。
(3)下列有关物质J的说法正确的是 (填标号)。
a.遇FeCl3溶液发生显色反应
b.能与NaHCO3反应
c.能发生消去反应
(4)满足下列条件的同分异构体共有 种,任写其中一种的结构简式 。
①与E互为同系物,比E多1个碳原子②核磁共振氢谱图中呈现3组峰
(5)依据题给信息,补全下列流程:
X、Z的结构简式分别为 、 。
15.以下是合成某药物中间体G的合成路线:
已知:①Et代表乙基,Ph代表苯基。
②在催化剂作用下,芳香烃与CO、HCl的混合物作用,可制备芳香醛。
③(R代表烃基或H原子,R'、R"代表烃基)
④(R代表烃基或H原子)
回答下列问题:
(1)B的名称为 ,C→D的反应类型为 。
(2)D的结构简式为 。
(3)C→G五种物质中,存在顺反异构现象的有 种。
(4)E生成F的反应方程式为 。
(5)有关G的说法正确的是 。
a.分子中只有1个手性碳原子
b.水解产物在一定条件可发生加聚反应
c.分子中所有碳原子可能共平面
(6)结合上述合成路线,以丙酮和丙二酸二乙酯()为原料,设计合成的路线。
16.肉桂硫胺是上世纪70年代用于抗精神分裂症的药物,对冠状病毒水解酶具有抑制作用。肉桂硫胺的一种合成路线如下(部分条件已略):
按要求回答下列问题。
(1)E中官能团的名称为 ;H的分子式为 。
(2)C→D,F→G的反应类型分别为 。
(3)C中官能团常用新制的Cu(OH)2悬浊液检验,写出检验过程中的化学方程式 。
(4)已知:碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳。肉桂硫胺与足量H2发生反应所得产物的手性碳原子的个数 。
(5)写出G+H→M的反应化学方程式: 。
(6)化合物Q是苯丙酸(F的加氢产物)的同系物,相对分子质量比苯丙酸少14,同时满足下列条件的Q的同分异构体共有 种。写出核磁共振氢谱有4组吸收峰、且峰面积之比为1:2:2:3的同分异构体的结构简式 。
条件:①属于芳香化合物;②能发生银镜反应;③能与NaOH反应。
17.米氮平是一种肾上腺素的抗击素,对抑郁症有很好的疗效,其中间体的合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)B的化学名称为: ;G中含有的官能团的名称为 。
(2)C的结构简式为 。
(3)由H生成I的反应类型是 。
(4)同时满足下列条件的D的同分异构体共有 种(不考虑立体异构)。
①遇溶液显紫色;②既能发生银镜反应也能发生水解反应。
其中,核磁共振氢谱显示为5组峰且峰面积比为的同分异构体的结构简式为 。
(5)根据所学知识参考上述合成路线,以丙醛为原料合成(其它无机试剂任选)。
18.H是某药物的中间体,一种合成H的流程如图:
回答下列问题:
(1)E的名称是 ,G中官能团的名称为 。
(2)C→D的反应类型是 。
(3)D和F反应生成G的化学方程式为 ,的作用是 。(Et—表示乙基)
(4)下列有关叙述正确的是 (填标号)。
a.1mol G最多能与3mol H2反应 b.常温下,B在水中的溶解度大于F
c.F的分子式为C6H10O3 d.H有芳香族同分异构体
(5)M是D的同分异构体,M能发生银镜反应,且M中两种官能团连在同一个碳原子上,符合条件的M有 种(不包括立体异构体),其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为9:1:1的结构简式为 。
(6)以为原料合成,设计合成路线(有机溶剂和其他试剂任选)。
19.心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:
已知:I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A结构简式为 ;B→C反应类型为 。
(2)C+D→F化学方程式为 。
(3)E中含氧官能团名称为 ;F中手性碳原子有 个。
(4)D的一种同分异构体含硝基和3种不同化学环境的氢原子(个数此为),其结构简式为_______。
(5)C→E的合成路线设计如下:
试剂X为_______(填化学式);试剂Y不能选用,原因是 。
20.化合物H为合成阿帕替尼的中间体,一种合成路线如下(部分反应条件已简化):
已知:ⅰ.ⅱ.ⅲ.
回答下列问题:
(1)A的名称是 ;B→C的化学方程式为 。
(2)已知硝化反应中包含如下基元反应:,中碳原子的杂化方式为 。
(3)反应条件X应选择 (填标号)。
a. b. c. d.、/加热
(4)F中的官能团名称为酯基、 ;G的结构简式为 。
(5)满足下列条件的H的同分异构体有 种。
①含有、、3种结构
②除苯环外,核磁共振氢谱显示有2组峰
(6)化合物H的另一种合成路线如下:
N的结构简式为 。
试卷第22页,共23页
(有机合成)第16页,共23页
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2025届高三年级化学有机专题复习综合练
有 机 合 成 综 合 题
习题巩固(参考答案)
1. 【答案】(1)羟基 (2)CH3CH2OH (3)加成反应 酯化反应或(取代反应)
(4)CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br (5)nCH2=CH2 (6)BCD
(7) 、HO-CH2CH2CH3
【分析】乙烯和水发生加成反应生成D为CH3CH2OH,乙烯和溴发生加成反应生成A为BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br在NaOH水溶液中水解生成B为HOCH2CH2OH;乙醇氧化为乙醛,乙醛氧化为E为乙酸,乙醇和CH3COOH发生酯化反应生成G为CH3COOCH2CH3;乙烯含有碳碳双键,发生加聚反应生成高聚物聚乙烯F;
【详解】(1)由结构可知,B所含官能团的名称为羟基;
(2)D为乙醇:CH3CH2OH;
(3)反应①为乙烯和溴的加成反应,属于加成反应;⑥为乙醇和乙酸的酯化反应,属于取代反应(酯化反应);
(4)反应①为乙烯和溴的加成反应,化学方程式为:CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br;
(5)乙烯含有碳碳双键,发生加聚反应生成高聚物聚乙烯,化学方程式为:nCH2=CH2;
(6)A.乙烯难溶于水,A错误;
B.乙烯是平面结构的分子,所有原子共平面,B正确;
C.乙烯含有碳碳双键,具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,C正确;
D.乙烯含有碳碳双键,在一定条件下能发生加聚反应生成高聚物聚乙烯,D正确;
(7)①丙烯含有碳碳双键,与Br2加成产物生成。
②在一定条件下丙烯与H2O的加成,羟基可能在1号碳或2号碳上,产物可能为、HO-CH2CH2CH3。
2.【答案】(1)4-氟苯酚(对氟苯酚) (2)羟基、羰基
(3) (4)取代反应
(5)
【分析】根据A的结构简式可知A发生取代反应生成B,B发生分子内重排生成C,在乙酸钠的作用下C和乙二酸二乙酯反应生成E,E和氢气发生加成反应生成E,比较E和G的结构简式可知F为,E发生消去反应得F,F再与氢气加成得G,据此解答
【详解】(1)根据A的结构简式可知A的名称为4-氟苯酚(对氟苯酚);
(2)根据C的结构简式可知C中含氧官能团为酚羟基和羰基;
(3)根据D的结构简式确定其分子式为;对比E、G的结构及反应⑥的条件,可知反应⑤中羟基发生消去反应生成F,化学方程式为;
(4)反应①中酚羟基转化为乙酸酯基,由此判断其反应类型为取代反应;
(5)E的同分异构体苯环上只有三个取代基,核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰,说明分子中有4种等效氢原子,存在对称结构;该物质与足量溶液反应生成,说明分子中含有2个羧基。符合条件的E的同分异构体结构简式为、。
3.【答案】(1)邻二甲苯 (2)酮羰基、碳氯键 (3)消去反应
(4)+2CH3CH2OH+2H2O (5) 13
(6)
【分析】A发生加成反应生成羟基得到B,B发生消去反应生成C,C发生取代反应生成D;E生成F,F生成G,结合G化学式可知,E为邻二甲苯、F为,F发生酯化反应生成G,G转化为H,D与H生成I。
【详解】(1)根据分析可知E为,E的化学名称为邻二甲苯;有H的结构简式可知其分子式为:;
(2)由图可知,A中所含官能团的名称为酮羰基、碳氯键;
(3)B发生消去反应生成碳碳双键得到C,反应类型为消去反应;
(4)F发生酯化反应生成G,反应为+2CH3CH2OH+2H2O;
(5)B除苯环外寒烟1个氯、3个碳、1个氧,其同分异构体中,满足下列条件:①含有苯环;②与FeCl3溶液发生显色反应,含酚羟基;③含有2个甲基,且连在同一个碳原子上;若含有-OH、-CCl(CH3)2,则由邻间对3种;若含有-OH、-CH(CH3)2、-Cl,则为3个不相同的取代基在苯环上有10种情况;故共13种情况;核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1,则结构对称性很好,结构简式为;
(6)乙醇氧化为乙酸,乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙酸乙酯和发生已知反应原理生成产品,故流程为:。
4.【答案】(1)溴的四氯化碳溶液褪色 CH2OHCH2OH 碳溴键(溴原子)
(2) (3)C (4)D (5)
(6) (7)4:8:1
(8)
【分析】乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成CH2BrCH2Br,CH2BrCH2Br发生水解反应生成CH2OHCH2OH,在PBr3作用下其中一个羟基被取代,生成CH2OHCH2Br;对二甲苯在酸性高锰酸钾作用下被氧化为对二苯甲酸,在浓硫酸作用下发生酯化反应生成对二苯甲酸甲酯,与CH2OHCH2Br在酸性条件下反应生成D。
【详解】(1)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,因此将乙烯通入溴的四氯化碳溶液可观察到的实验现象为,溴的四氯化碳溶液褪色;据分析,A的结构简式为CH2OHCH2OH; CH2OHCH2Br是,其官能团为羟基、碳溴键(溴原子);
(2)手性碳指的是与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,则手性碳标注为;
(3)中有甲基结构,不可能所有原子共面;其名称为2-丁烯;该物质有碳碳双键,顺式异构体是指两个相同的原子或基团位于双键的同一侧,反式异构体则是指两个相同的原子或基团分别位于双键的两侧,由其结构可知其存在反式结构;
(4)A为乙二醇,B为对苯二酸,A、B发生锁具反应得到的聚合物M为对苯二酸乙二酯,只含有C、H、O元素,而蛋白质除了含有C、H、O元素外肯定还有N、P等元素,A错误;制得M发生缩聚反应,PE是加聚而来,B错误;高分子化合物都没有固定的熔沸点,C错误;M中存在苯环结构,能被氢气还原(加成反应),D正确;
(5)对苯二酸的同分异构体中有苯环结构且只有2种不同化学环境的氢原子,同时又能和新制氢氧化铜悬浊液反应,则该同分异构体为甲酸酯,其结构为;
(6)D中有酯基、溴原子都能消耗氢氧化钠,因此1molD消耗4molNaOH,反应方程式为;
(7)无水氯化钙吸收水蒸气,,;碱石灰吸收二氧化碳,;,该有机物最简式:C4H8O;
(8)以为原料合成(),根据D→E→F可知,与HBr发生加成反应生成CH2=CHBr,与NaN3发生D生成E路线反应,得CH2=CHN3,CH2=CHN3与乙炔发生加成反应得目标产物;合成路线如下:。
5.【答案】(1)丙烯 加成反应 (2)CH3CHClCH3+NaOHCH3CH(OH)CH3+NaCl
(3) CH3COCH3 6 (4)C5H8O2 (5)CH2=C(CH3)CH2COOH、
(6)有利于减少白色污染 (7)CH3CH2OHCH3CHO
【分析】A是链烃,根据A的分子式知,A的结构简式为CH2=CHCH3,A和HCl发生加成反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生催化氧化反应生成D,核磁共振氢谱表明D只有一种化学环境的氢,则D的结构简式为CH3COCH3,C的结构简式为CH3CH(OH)CH3,B的结构简式为CH3CHClCH3,D与HCN发生加成反应然后酸化得到E;F发生加聚反应生成有机玻璃,则F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3;E在甲醇、硫酸的作用下发生酯化、脱水反应生成F,则E结构简式为;结合有机化学基础知识解答。
【详解】(1)A的结构简式为CH2=CHCH3,化学名称为丙烯,A生成B的反应类型为加成反应;
(2)C的结构简式为CH3CH(OH)CH3,B的结构简式为CH3CHClCH3,B发生水解反应生成C,B生成C的化学方程式为CH3CHClCH3+NaOHCH3CH(OH)CH3+NaCl;
(3)D的结构简式为CH3COCH3,羰基是平面结构,HCHO也是平面结构,CH3COCH3是2个甲基取代甲醛分子中的氢原子,每个甲基最多还可以提供一个氢原子与之共平面,分子中最多有6个原子共平面;
(4)F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3,分子式为C5H8O2;
(5)F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3,F的同分异构体中能同时满足下列条件:
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基;
②能使Br2的四氯化碳溶液褪色说明含有碳碳双键;
③核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为3﹕2﹕2﹕1的是CH2=C(CH3)CH2COOH、;
(6)聚乳酸含有酯基,能发生水解反应生成小分子化合物,优点是有利于减少白色污染;
(7)由乙醇为起始原料制备聚乳酸,乙醇先氧化生成乙醛,乙醛与HCN发生加成反应,然后水解生成,发生缩聚反应生成聚乳酸,合成路线为CH3CH2OHCH3CHO;
6.【答案】(1)(CH3)3CCl (2)氢氧化钠醇溶液、加热 (3) sp3和sp2 对甲基苯酚或4-甲基苯酚
(4) 4 或或或
(5) +(CH3)2CHCOOH+H2O 取代(酯化)反应
【分析】A的分子式为C4H9Cl,核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则A为(CH3)3CCl,结合分子式可知,A发生消去反应,生成B为CH2=C(CH3)2,B发生信息1中的反应生成C为(CH3)2CHCH2OH,C发生催化氧化生成D为(CH3)2CHCHO,D再与氢氧化铜反应,酸化得到E为(CH3)2CHCOOH;F与氯气在光照条件下发生取代反应得到G,G发生水解反应后酸化得到H,H分子式为C7H6O2,不饱和度为5、H分子中含有两个O原子,则H为,从流程结合信息知,H中醛基应是G发生水解后同一个碳原子上连有两个羟基脱水形成的,则G的同一个碳原子上应连有2个氯原子,故G为,H与E发生酯化反应生成I,其分子中含有醛基和酯基,故I为。
【详解】(1)由分析可知,A 的结构简式为(CH3)3CCl;
(2)A→B为卤代烃的消去反应,其条件是氢氧化钠醇溶液、加热;
(3)D的结构简式为(CH3)2CHCHO,饱和碳原子杂化方式为sp3,醛基上不饱和碳原子杂化方式为sp2;F为,其名称为对甲基苯酚或4-甲基苯酚;
(4)分子式为的物质,其同分异构体满足①苯环上有三种不同化学环境的氢原子,②能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,③遇显紫色,说明含有酚羟基,满足条件的有、、、4种;
(5)H与E发生酯化反应生成I,方程式为+(CH3)2CHCOOH+H2O,反应类型为取代(酯化)反应;
7.【答案】(1)取代反应 (2)7 (3)
(4)、
(5)
【分析】由合成路线图可知,A与SOCl2发生取代反应生成B,由羧基变为酰氯,B与甲醇在硫酸作用下生成酯类化合物C,C酚羟基上发生取代反应生成D,D发生硝化反应生成E,E中硝基还原生成F,F在氨基上先取代,再消去形成G,G形成环状化合物H,最后得到目标产物。
【详解】(1)由题可知,B到C发生的是取代反应;
(2)E的结构简式为,苯环上碳原子和酯基上碳原子为sp2杂化,共有7个碳原子发生sp2杂化;
(3)C的结构简式为,D到E发生苯环上硝化反应,引入硝基,E的结构简式为,可知D的结构简式为;
(4)F的结构简式为:符合条件①分子中含有3种不同环境的氢原子,氢原子数目之比为3:3:2②有“—NO2”直接连苯环上,F总共有16个H原子,氢原子数目之比为3:3:2,三种等效氢原子,个数分别是6、6、4个,6个氢原子应该是两个等效的甲基,因此符合条件的结构简式为、;
(5)以、CH3OH、为原料制备的合成路线,先有甲苯被氧化为苯甲酸,与甲醇作用生成酯基,再与硝酸反应在间位引入硝基,进一步还原成氨基,最后一步结合题目中F到G的信息,得到目标产物,合成路线为
8. 【答案】(1) NaOH醇溶液,加热 HC≡CH H2,催化剂 CH3CH2Cl (2)2-甲基-2-氯丙烷
(3)醛基 加成反应 (4)AC (5)
(6) +Br2→ +H2O;
【分析】由有机物的转化关系可知,与发生加成反应生成,则x为,在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成,与发生加成反应生成,先与溴化氢发生加成反应,后发生消去反应生成;与甲胺发生取代反应生成,与发生取代反应生成。
【详解】(1)由结构简式可知,是不饱和氯代烃,在氢氧化钠醇溶液中共热能发生消去反应生成HC≡CH,与H2发生加成反应生成CH3CH2Cl,故答案为:NaOH醇溶液,加热;HC≡CH;H2,催化剂;CH3CH2Cl;
(2)由分析可知,x的结构简式为,其名称为2-甲基-2-氯丙烷;故答案为:2-甲基-2-氯丙烷;
(3)由结构简式可知,其含氧官能团为醛基;由分析可知,反应③为与发生加成反应生成;故答案为:醛基;加成反应;
(4)由分析可知,反应⑤为与甲胺发生取代反应生成和氯化氢;
A.由分析可知,反应过程中,存在碳氯键、氮氢键的断裂,不存在碳氮键的断裂,故A错误;
B.由分析可知,反应过程中,存在碳氮键和氢氯键的形成,故B正确;
C.由结构简式可知,分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有原子不可能处于同一平面上,故C错误;
D.由结构简式可知,分子的官能团为亚氨基,能与稀盐酸发生反应生成盐,故D正确;
(5)化合物ⅲ的同分异构体中含C=C−C=C结构,其中核磁共振氢谱图上只有两组峰的结构简式为;故答案为:;
(6)以苯乙烯和乙醛为含碳原料合成,步骤为与溴水发生加成反应生成,在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成,与乙醛发生加成反应生成,浓硫酸作用下共热发生消去反应生成;
(a)由分析可知,从苯乙烯出发,第一步反应的化学方程式为+Br2→;故答案为:+Br2→;
(b)合成路线中涉及两步消去反应,最后一步通过消去反应得到产物的化学方程式为+H2O;故答案为+H2O。
9. 【答案】(1) (2) (3)
(4)保护六元环中的酮羰基,防止被还原
(5)
【分析】根据A与 在一定条件下反应生成B,B在加热条件下进行结构重整生成C,结合第(2)小问,过程中,经历了断裂双键、氧化成醛,以及E的结构简式和D的分子式,可知D的结构简式为,E到F发生的是成环的反应,F到G是将酯基变为酰胺基,根据第(4)小问,G到H经过了3步反应,其中涉及酮羰基的保护。
【详解】(1)根据A的结构简式,苯环上和醛基上的C采用sp2杂化,甲基上的C采用sp3杂化,采取杂化和杂化的碳原子数目比为;
(2)由分析可知,D的结构简式为;
(3)B的结构简式为,除了苯环,还有7个碳原子和2个不饱和度;其同分异构体满足以下条件:碱性条件水解后酸化生成两种产物,一种产物能与溶液发生显色反应且苯环上的一氯代物只有2种;说明同分异构体中含有酯基;一种水解产物酸化后得到酚类物质,且为对位结构;加热条件下,铜催化另一种含五元环的产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中有4个峰,说明另一水解产物为醇,催化氧化得到五元环的醛类,才能满足核磁共振氢谱中有4个峰,故该同分异构体的结构简式为;
(4)整个的反应过程是酰胺基被还原,对比G和H的结构,可以判断设计反应①和反应③的目的是保护六元环中的酮羰基,防止被还原;
(5)以、为原料制备;结合题中A到B的信息,先发生水解得到,催化氧化得到,再发生A到B的反应得到,继续在加热条件下生成,最后在酸性条件下生成,合成路线流程为。
10.【答案】(1)4 (2) (3)+2CH3OH+2H2O
(4)羰基、酯基 (5) 9
(6)
【分析】由已知①的信息,结合A和B的结构简式可知,则A和B发生信息①反应生成C的结构简式为:,根据E的分子式、E→F的转化关系和已知条件②可得出,D还原生成E的结构简式为 ,G是F与甲醇发生酯化反应的产物,G为。
【详解】(1)化合物C为A和B发生已知条件①的反应的产物,C的结构为,标*的为杂化的碳原子,共4个;
(2)根据E的分子式、E→F的转化关系和已知条件②,可以推出E为;
(3)G是F与甲醇发生酯化反应的产物,G为;
(4)由H的结构简式知,H含有的官能团名称为羰基、酯基;
(5)X与F互为同系物且比F少2个碳原子,说明X为6个碳的链状二元羧酸,同分异构体有、、、、、、、、,共9种。其中核磁共振氢谱峰面积比为的是;
(6)根据已知条件③,用乙酸乙酯在已知条件③下即可合成乙酰乙酸乙酯,故以乙醇为原料氧化合成乙酸,再酯化得到乙酸乙酯,再在已知条件③下反应即可得到乙酰乙酸乙酯。故可设计合成路线为:。
11. 【答案】(1)氨基,(酚)羟基,酯基 (2) (3)C
(4)
(5)
(6)、、、
【分析】A()和氢气发生还原反应生成B(),B和乙酸,3-溴丙烯发生取代反应生成C(),C在加热条件下发生克莱森重排生成D,D在催化作用下生成E(),E中醛基被硼氢化钠还原,生成F(),F发生取代反应生成G,G在一定条件下成环生成H,据此作答。
【详解】(1)已知B的结构简式为,B中所含的官能团名称分别为:氨基,(酚)羟基,酯基;
(2)根据分析可知E的结构简式为:;
(3)A.根据分析可知C的分子结构为,C中不含酚羟基,故不能与发生显色反应,A错误;
B.()最多能与发生加成反应,B错误;
C.B()分子中所有碳原子可能共平面,C正确;
D.图示流程中C生成D过程中发生了克莱森重排反应,D错误;
(4)F→G有一种分子式为的副产物生成,已知的不饱和度为13,故应该是F分子之间成环醚,故发生的反应方程式为:;
(5)已知目标产物中含有酚羟基,故应由苯生成苯酚,再由苯酚和1-溴-2-丁烯发生取代反应生成,在加热条件下发生克莱森重排生成目标产物,故合成路线为:;
(6)比E少一个C原子,两个H原子且同时满足以下条件:①不能与发生显色反应,但能发生银镜反应说明无酚羟基,含有醛基,②最多能与溶液恰好完全反应故应该含有两个甲酸酯基,③核磁共振氢谱有4组吸收峰,说明结构对称,④分子中没有两个甲基连在同一个碳原子上的同分异构体的结构简式为:、、、。
12.【答案】(1)对硝基苯甲醇 硝基和醛基 (2)CH3COOCH3++H2O
(3)消去反应 (4)CD
(5)稀硫酸、加热 和CH3OH
(6)
【分析】对比A、C结构简式可知,A在浓硫酸作用下发生硝化反应且硝基位于甲基对位,则B为,B和氯气发生取代反应生成C;E和K发生第二个信息的反应生成L,根据E的结构简式可知,C中氯原子发生水解反应生成D中醇羟基,D中醇羟基发生催化氧化生成E中醛基,所以D为, K为,根据F的分子式知反应条件知,F为CH3COOH,F和甲醇发生酯化反应生成G为CH3COOCH3,G和H发生第一个信息的反应生成I,则H为,I可以和溴发生加成反应生成J为;
【详解】(1)D的结构简式为,名称为对硝基苯甲醇;E中的含氧官能团为硝基和醛基;
(2)G为CH3COOCH3,H为,G→I反应的化学方程式为CH3COOCH3++H2O
(3)J为发生消去反应生成K();
(4)A.D到E为发生催化氧化反应,生成的醛基中有π键,故A正确;
B.K中有碳碳三键,碳原子为sp杂化,L中碳原子只有sp2和sp3杂化,碳原子的杂化方式发生改变,故B正确;
C.K中最右边甲基上的碳原子是饱和碳原子,所有原子不可能共面,故C错误;
D.CH3-NH-NH2中两个N原子均有孤电子对,均可以与质子形成配位键,故D错误;
(5)I()中含有酯基,在稀硫酸、加热条件下能发生水解反应(取代反应),生成和CH3OH;中含有碳碳双键,与H2在催化剂、加热条件下发生加成反应生成;
(6)以和乙酸为原料合成,水解生成醇,氧化生成醛,与乙酸反应,然后发生第一个信息的反应可生成目标物,合成路线为。
13.【答案】(1) (2)取代反应 (3)羧基 (4)
(5)或
(6)
【分析】由信息Ⅰ,结合流程可知,A为,B为,结合信息Ⅱ反应可知,C为,结合信息反应可知,E为;欲以为原料制取,可仿照流程A到C的线路展开,据此回答。
【详解】(1)根据分析,化合物A的结构简式为,答案:;
(2)反应⑦为,则为取代反应,答案:取代反应;
(3)由结构简式可知,C中官能团的名称是羧基,答案:羧基;
(4)由信息反应可知,反应⑨的化学方程式为,
(5)化合物C为,同分异构体符合下列条件:a.属于芳香族化合物,苯环上有两个取代基;b.能发生银镜反应,也能发生水解反应的,则含有甲酸酯基(HCOO-),则苯环上2个取代基有2组:分别为HCOO-、-CH2CH3,HCOOCH2-、-CH3,可处以邻间对位,则共有2×3=6种,其中苯环上的一氯取代物只有两种的同分异构体中,取代基处以对位,则对应的结构简式为、,答案: 或;
(6)根据分析,以为原料制取的合成路线为:,答案:。
14.【答案】(1)浓HNO3、浓H2SO4,加热 取代反应 (2)邻二甲苯(1,2-二甲苯) 硝基、羟基 (3)ab
(4) 4 、、、(任写一种)
(5)
【分析】根据A的分子式和D的结构简式可知A是苯,根据已知信息可判断A首先发生硝化反应引入硝基,B为,依据D的结构简式可知C的结构简式为,C发生磺化反应生成D,D和熔融的氢氧化钠反应,然后酸化得到E,根据G的结构简式结合F的分子式可知F为,F发生氧化反应生成G,G和E反应生成J,J和氢氧化钠反应生成曙红,依据J的分子式可知J为,据此解答。
【详解】(1)A→B属于硝化反应,反应试剂及条件为浓HNO3、浓H2SO4,加热,C发生磺化反应生成D,C→D的反应类型为取代反应。
(2)F为,F的名称为邻二甲苯(1,2-二甲苯),依据E的结构简式可知其中含氧官能团的名称为硝基、羟基。
(3)物质J为,则a.含有酚羟基,遇FeCl3溶液发生显色反应,a正确;
b.含有羧基,能与NaHCO3反应,b正确;c.与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,c错误;
(4)①与E互为同系物,比E多1个碳原子,说明含有两个酚羟基、1个溴原子和1个硝基;②核磁共振氢谱图中呈现3组峰,说明两个酚羟基只能是间位,可能的结构为、、、,共有4种。
(5)由于甲基是邻对位定位基,而羧基为间位定位基,所以结合流程中D的结构简式可知X的结构简式为,根据转化关系图结合流程中E的结构简式可知Z的结构简式为,为防止酚羟基被氧化,结合D生成E可知Y的结构简式为。
15.【答案】(1)对甲基苯甲醛(4-甲基苯甲醛) 加成反应 (2) (3)1
(4) (5)ab
(6)
【分析】根据A的分子式结合后续C、F、G的结构可知A为甲苯,甲苯在CO、HCl、AlCl3、CuCl2的作用下生成B为对甲基苯甲醛,B再和丙酮在碱性条件下发生已知③的反应反应生成C,C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D为,D发生酯的水解反应后发生已知④的反应得到E,E和乙醇在浓硫酸共热条件下发生酯化反应得到F,F和Ph3P=CH2反应得到最终产物G。
【详解】(1)据分析,B的结构为,名称为对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛);据分析,C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D;
(2)C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D,D的结构简式为;
(3)在双键两端有相同或相同原子团,且双键的同一个碳原子上没有相同原子或原子团时存在顺反异构,则C有顺反异构,D不存在顺反异构,E不存在顺反异构,F不存在顺反异构,G不存在顺反异构;
(4)E和乙醇在浓硫酸共热条件下发生酯化反应得到F,方程式为;
(5)G的结构简式为,手性碳原子连接的四个原子或原子团不同,则该分子中只有1个手性碳原子,a正确;G的水解产物为和乙醇,能发生加聚反应,b正确;分子苯环连接的碳原子为sp3杂化的碳,因此所有碳原子不可能共平面,c错误;
(6)丙酮在碱性条件下发生已知③反应得到,和二酸二乙酯反应制得,发生D→E的反应得到目标产物,路线为。
16.【答案】(1)羟基、羧基 C11H18N2S (2)加成反应、取代反应
(3)+ 2Cu(OH)2 + NaOH+ Cu2O↓+ 3H2O
(4)2 (5)++HCl
(6) 17
【分析】根据C的结构简式可知,A分子中苯环上只有一个取代基,A的分子式为C8H9Br,可知A的不饱和度为4,A分子中有苯环,A属于卤代烃,A→B是发生了卤代烃的水解反应,生成的B分子中有醇羟基,被氧化为C,则B的结构简式为 ,A为,C和HCN发生加成反应生成D,D水解为E,E发生消去反应生成F,F发生取代反应生成G,G和H发生取代反应生成M和HCl。
【详解】(1)E为,所含官能团为:羟基、羧基;
H的结构为,因此分子式为C11H18N2S。
(2)根据分析可知,C和HCN发生加成反应生成D,F发生取代反应生成G,因此C→D,F→G的反应类型分别为:加成反应、取代反应。
(3)C中的官能团为醛基,含醛基的物质可以与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀Cu2O,反应为:+ 2Cu(OH)2 + NaOH+ Cu2O↓+ 3H2O。
(4)肉桂硫胺与足量H2发生反应所得产物为:,因此含有的手性碳原子如图,共有2个手性碳原子。
(5)G和H发生取代反应生成M和HCl,反应的化学方程式为: ++HCl。
(6)F的加氢产物苯丙酸为,苯丙酸的苯环上连有3个碳原子、2个氧原子,还有1个不饱和度。有机物Q为相对分子质量比苯丙酸少14的苯丙酸的同系物,则Q的分子式为C8H8O2,不饱和度为5,且Q的同分异构体满足:①属于芳香化合物,说明含有苯环;②能发生银镜反应;③能与NaOH反应,结合②③可知,可能是含有—OOCH结构,也可能是一个—CHO、一个酚羟基;可能得同分异构体为:
若取代基分别为—OOCH、—CH3,两个取代基的位置有邻、间、对3种;
若取代基为—CH2OOCH,则有1种;
若取代基分别为—CHO、—OH、—CH3,取代基的位置有10种;
若取代基分别为—CH2CHO、—OH,两个取代基的位置有邻、间、对3种;
因此满足条件的Q的同分异构体共有3+1+10+3=17种;
核磁共振氢谱有4组吸收峰、且峰面积之比为1:2:2:3的同分异构体的结构简式为:。
17.【答案】(1)苯甲醛 酰胺基、氨基 (2) (3)还原反应
(4) 13 (5)
【分析】一氧化碳和氯化氢在催化剂三氯化铝存在下,与苯环反应,使苯环上引入一个醛基,则B为苯甲醛(),B和HCN发生加成反应生成C为,D与乙醇发生酯化反应生成E为,E中的羟基被Cl取代生成F,据此分析解题。
【详解】(1)根据分析可知B的化学名称为苯甲醛; G()中含有的官能团的名称为酰胺基、氨基。
(2)据分析可知C的结构简式为:;
(3)由于O原子减少,故H生成I的反应类型是还原反应;
(4)①含苯环,遇溶液显紫色,说明含有酚羟基;②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有甲酯基。则同时满足以上条件的D的同分异构体共有13种,分别为有邻、间、对3种结构,甲基有4种位置,甲基有4中位置,甲基有2中位置,故符合的结构有3+4+4+2=13种。其中,核磁共振氢谱显示为5组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为:;
(5)参照B→C的反应过程可知丙醛与HCN在催化剂的条件下发生加成反应生成,参照C→D的反应过程可知与H3O+生成,故反应流程如下:
18. 【答案】(1)乙酸乙酯 酯基、酮羰基 (2)取代反应
(3) 吸收HBr,提高产率
(4)bc (5) 7
(6)
【分析】2分子A与氢发生加成反应得到B,B脱去一个H2O得到C,C与Br2发生取代反应得到D;E与EtONa发生取代反应得到F,D与F发生取代反应得到G,G通过一系列反应得到H,据此分析答题。
【详解】(1)E的名称是乙酸乙酯,G中含有的官能团为酯基、酮羰基;
(2)C→D为C中甲基与Br2发生取代反应;
(3)D和F反应取代反应生成G的化学方程式为 ,EtONa可以与HBr反应,吸收HBr,促进反应正向进行,提高产率;
(4)a.酯基不能与氢气加成,酮羰基可以,故1mol G最多能与2mol H2反应,a项错误;
b.B中含有亲水基羟基,能与水分子间形成氢键,故常温下,B在水中的溶解度大于F,b项正确;
c.F的分子式为C6H10O3 ,c项正确;
d.F的不饱和度为3,而一个苯环不饱和度为4,故H不可能有芳香族同分异构体,d项错误;
(5)M是D的同分异构体,M能发生银镜反应,且M中两种官能团连在同一个碳原子上,故M含有醛基和溴原子,剩下来的五个碳原子可以形成正戊烷、异戊烷和新戊烷三种结构,醛基和溴原子在同一个碳原子上的结构有7种,其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为9∶1∶1的结构简式为 ;
(6)以 为原料合成, , 可先发生催化氧化生成酮羰基,再甲基与Br2发生取代反应生成含酮羰基的卤代烃,最后卤代烃发生水解得到目标产物,合成路线为 。
19. 【答案】(1)①. ②. 取代反应
(2)+
(3)①. 醛基 ②. 1
(4) (5)①. NaOH ②. G中的-CH2OH会被KMnO4氧化为-COOH,无法得到E
【分析】A→B发生的类似已知I.的反应,结合A、B的分子式和F的结构简式可知,A为:,B为,对比B和C的分子式,结合F的结构简式可知,B甲基上的1个H被Br取代得到C,C为,C、D在乙醇的作用下得到F,对比C、F的结构简式可知,D为,E与D发生类似已知Ⅱ.的反应,可得E为。
(1)由分析得,A的结构简式为:;B()甲基上的1个H被Br取代得到C(),反应类型为取代反应;
(2)由分析得,C为,D为,C、D在乙醇的作用下得到F(), 化学方程式为:+;
(3)由分析得,E为,含氧官能团为:醛基;F中手性碳原子有1个,位置如图:;
(4)D为,含硝基(-NO2)和3种不同化学环境的氢原子(个数此为6:6:1)的D的同分异构体结构如图:;
(5)C为,E为结合 C→E的合成路线设计图可知,C在NaOH水溶液的作用下,Br被羟基取代,得到G ,G与试剂Y(合适的氧化剂,如:O2)发生氧化反应得到E,试剂X为NaOH,试剂Y不能选用KMnO4,原因是G中的-CH2OH会被KMnO4氧化为-COOH,无法得到E。
20. 【答案】(1)苯乙酸 +
(2) (3)c (4)酰胺基、氯原子 (5)7
(6)
【分析】A与甲醇发生酯化反应生成B(),B与在NaH存在下反应生成C(C13H16O2),C与HNO3在H2SO4加热反应生成D,由D的结构简式知,C的结构简式为,D发生还原生成E,E发生已知ⅱ的反应生成F(C20H20NO3Cl),F的结构简式为,F发生已知ⅲ的反应生成G,G的结构简式为,G发生已知ⅰ的反应生成H(C19H19N3O),H的结构简式为,据此作答。
【详解】(1)根据A的结构简式可知A的名称为苯乙酸,据分析可知,B→C的化学方程式为:+,答案:苯乙酸、+;
(2)中与—NO2相连的碳原子为sp3杂化、其余碳原子为sp2杂化,碳原子的杂化方式为,
(3)D发生还原生成E,H2在Pd存在下能将D还原为E,故选c,答案:c;
(4)F()中的官能团名称为酯基、酰胺基、碳氯键,据分析可知,G的结构简式为,答案:酰胺基、碳氯键、;
(5)据分析可知,H的结构简式为,H的分子式为C19H19N3O,H的同分异构体①有-NH2、-OH、3种结构和②除苯环外,核磁共振氢谱显示有2组峰,故3个N原子形成3个—NH2并连接在同一个饱和碳原子上,—OH的位置为图中数字,即符合条件的同分异构体有7种,答案:7;
(6)发生还原反应生成的M为,M与反应生成的N为,N发生已知ⅲ的反应生成H,答案:。
试卷第20页,共29页
试卷第1页,共29页
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