内容正文:
专题10 有机合成与推断题
1.(2025·天津河西·一模)有机物M是胺类盐酸盐,是重要的药物合成中间体,其中一条合成路线如下图所示。
已知:
其中R1、R2为烃基或氢原子
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)C中含氧官能团的名称为 、 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)关于D、E两种互变异构体,说法正确的是 。
a.D存在顺反异构体 b.E中有3种杂化轨道类型的碳原子
c.用质谱仪可检测D、E中的官能团 d.D、E经催化加氢可得相同产物
(5)G的结构简式为 。
(6)A→B的化学方程式为 。
(7)B的同分异构体中,含有二取代苯环的结构且能发生水解反应的共有 种;写出一种B的同分异构体,核磁共振氢谱图中的峰面积比为3:3:2:2,结构简式为 。
(8)参照题干合成路线,以环己醇()为原料,写出制取的合成路线 (其他试剂任选)。
2.(2025·天津红桥·一模)化合物H是一种合成药物中间体,一种合成化合物H的人工合成路线如图所示。
已知:I.同一个碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:
II.
(1)A的含氧官能团的名称为 ,A中 (填“存在”或“不存在”)顺反异构体。
(2)B→C经历了先加成再消去的反应过程,中间产物的结构简式为 。
(3)反应③所加试剂及条件为 ,反应④的反应类型为 。
(4)反应①的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的的同分异构体有 种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的结构简式为 。
a.苯环上有两个对位的取代基 b.其中一个取代基为
(6)根据以上题目信息,写出以苯和丙酮为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用)。
3.(2025·天津河北·一模)多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如下。
已知:i、
ii、
(1)A→B所需试剂是 。
(2)B→C的反应为取代反应,该反应的化学方程式为 。
(3)E中官能团的名称为 。
(4)F→G的过程中会得到少量聚合物,该聚合物的结构简式为 。
(5)芳香族化合物M是I的同分异构体,写出一种符合下列条件的M的结构简式: 。
a.能与反应
b.核磁共振氢谱有3组峰,其峰面积比为2:2:1
(6)J→K的反应过程如下图,中间产物1、2均含有三个六元环,中间产物2的结构简式为,中间产物3经脱水生成K。
中间产物1、3的结构简式分别为 、 。
4.(2025·天津和平·一模)一种基于、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vii的分子式为 。
(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。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
消去反应
b
氧化反应(生成有机产物)
(4)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 (写一种),其名称为 。
(5)关于反应⑤的说法中,不正确的有 。
a.反应过程中,有键和键断裂
b.反应过程中,有双键和单键形成
c.反应物i中,氧原子采取杂化,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”形成的键
(6)以苯、乙烯和为含碳原料,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)从苯出发,第一步的化学方程式为 (注明反应条件)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为 。
(c)最后一步反应中,有机反应物为 (写结构简式)。
5.(2025·天津南开·一模)化合物H是制备药物洛索洛芬钠的关键中间体,其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A→B反应的类型为 。
(2)H中官能团的名称为 。
(3)下列关于B的叙述错误的是 (填序号)。
a.可发生聚合反应 b.分子内所有碳原子可能共平面
c.分子内有手性碳原子 d.可形成分子内氢键和分子间氢键
(4)C与NaOH的乙醇溶液共热生成的有机物为 。
(5)D分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(6)E的分子式为 。
(7)F与足量的NaOH水溶液共热的化学方程式为 。
(8)G的结构简式为 。
(9)A的同分异构体中,满足以下条件的有 种。
a.含有苯环 b.能发生银镜反应 c.苯环上有两个取代基
(10)结合题给信息,以苯乙醇为原料制备,设计合成路线(溶剂、催化剂、无机试剂任选): 。
6.(2025·天津·一模)螺环化合物具有刚性结构,结构稳定,在不对称催化、发光材料、农药、高分子粘合剂等方面有重要应用。螺环化合物的合成路线如下:
已知:①
②
③
(1)由A生成B的反应类型为 ,B中官能团的名称为羟基、 。
(2)写出物质A发生银镜反应的化学方程式 。
(3)物质E的名称为 。
(4)关于上述合成路线中的物质的说法正确的是 。
a.D的分子式为
b.F分子中所有碳原子不可能在同一平面上
c.物质F一定条件下可以发生取代、加聚和氧化反应
d.H的酸性比其一氯代物W()强
(5)物质G的结构简式为 。
(6)H的同分异构体X中,同时具有如下结构和性质的有 种。(注:不含结构)
①含有苯环且苯环上有4个取代基
②遇氯化铁溶液发生显色反应
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为
任写其中一种核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式 。
(7)参照题目合成路线,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (无机试剂任选)。
7.(2025·天津·一模)化合物N具有镇痛,消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,B→C的反应类型为 ,N中的含氧官能团有醚键、羟基、 。
(2)从A→B反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为 。
(3)写出A与形成高分子的反应方程式 。
(4)F与G的关系为 (填序号)。
a.碳架异构 b.官能团异构 c.顺反异构
(5)M的结构简式为 。
(6)1molD最多与 molNaOH发生反应;W(分子式)与C具有相同官能团的同分异构体有 种,其中W的某种异构体的核磁共振氢谱具有两组峰,则其峰面积之比为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。合成路线如下:
该路线中试剂与条件1为 ,X的结构简式为 ;→Y的反应方程式为 。
8.(2025·天津南开·一模)某药物中间体L的合成路线如图。
已知:①C和D所含官能团相同。(2)。
(1)A→B的反应条件是 ,F中的官能团名称是 。
(2)H→J、J→K的反应类型分别是 、 。
(3)写出CD→E的化学方程式 。
(4)H的结构简式为 。
(5)F有多种同分异构体,写出两种符合下列条件的F的同分异构体的结构简式 、 。
a.除苯环外不含其他环;b.能发生银镜反应;c.含有4种化学环境不同的氢原子
(6)结合题目信息,补全和OHCCHO合成的合成路线 (无机试剂、有机溶剂任选)。
9.(2025·天津武清·一模)由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为
已知:I.芳香烃 X 用质谱仪测出的质谱图如图所示:
II. (苯胺,易被氧化)
III.
IV.RCHO+R'CH2CHO +H2O
(1)G的系统命名名称是 。
(2)阿司匹林与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
(3)反应⑤的离子方程式是 ,该反应产物中碳原子的杂化类型是 。
(4)Z是比I多两个的同系物,其中符合下列要求的共有 种(不考虑立体异构);
①能与反应放出
②能与溶液发生显色反应
③苯环上的一氯取代物有两种其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为3:2:2:1:1:1的同分异构体的结构简式为 。
(5)设计以X 和乙醛为原料,合成肉桂醛()的合成路线 (其他无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:AB目标产物)
10.(2025·天津宝坻·一模)CPAE是蜂胶的主要活性成分之一,对疱疹病毒有功效。合成该化合物的路线如下:
已知:
(1)A的化学名称是 。C中的管能团名称是醚键和 。
(2)反应②、反应⑤的反应类型分别是 。
(3)设计反应②和反应④的目的是 。
(4)D的结构简式为 。
(5)反应⑦的化学方程式为 。
(6)化合物I与H互为同分异构体,同时满足下列条件的I有 种(不考虑立体异构)。
①含有苯环 ②与溶液作用显紫色
其中核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为 。
(7)设计由制备的合成路线: (其他试剂任选)。
11.(2025·天津河东·一模)药物奥卡西平的一种合成路线如下:
(1)化合物A的结构简式是 。
(2)反应①所需的试剂与条件是 ; B的名称为 。
(3)奥卡西平中含有的官能团有 。
a.酯基 b.酮羰基 c.醛基 d.酰胺基
(4)合成路线中属于还原反应的是 。
a.反应② b.反应③ c.反应④ d.反应⑤
(5)写出符合下列要求的D的一种同分异构体的结构简式 。
i)含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构
ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1
(6)已知:。反应④进行时,若过量,有利于反应正向进行,原因是 。
(7)合成路线中B→C的转化过程是构建碳骨架的常见方法之一、已知:
(、为烃基或D结合相关信息,写出B→C的转化路线(无机试剂任选)。
试卷第2页,共12页
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专题10 有机合成与推断题
1.(2025·天津河西·一模)有机物M是胺类盐酸盐,是重要的药物合成中间体,其中一条合成路线如下图所示。
已知:
其中R1、R2为烃基或氢原子
回答下列问题:
(1)A的名称为 。
(2)C中含氧官能团的名称为 、 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)关于D、E两种互变异构体,说法正确的是 。
a.D存在顺反异构体 b.E中有3种杂化轨道类型的碳原子
c.用质谱仪可检测D、E中的官能团 d.D、E经催化加氢可得相同产物
(5)G的结构简式为 。
(6)A→B的化学方程式为 。
(7)B的同分异构体中,含有二取代苯环的结构且能发生水解反应的共有 种;写出一种B的同分异构体,核磁共振氢谱图中的峰面积比为3:3:2:2,结构简式为 。
(8)参照题干合成路线,以环己醇()为原料,写出制取的合成路线 (其他试剂任选)。
【答案】(1)邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛
(2) 醚键 硝基
(3)还原反应
(4)ad
(5)
(6)+NaOH+CH3CH2Cl+NaCl+H2O
(7) 12种 或
(8)
【分析】
A与CH3CH2Cl在NaOH溶液中发生取代反应,生成B等;B与CH3CH2NO2发生加成、消去反应,生成C等;C被NaHS还原生成D等;D发生结构互变,转化为E;E在一定条件下转化为F;F与CH3NH2发生加成消去反应,生成G为;G与H2发生加成反应生成H;H与HCl发生胺与酸的反应,生成M。
【详解】(1)
A为,名称为:邻羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛。
(2)
C为,含氧官能团的名称为:醚键、硝基。
(3)
C()→D(),-NO2被还原为-NH2,反应类型为:还原反应。
(4)D为,E为。
a.D分子中,双键碳原子上所连接的原子或原子团都不相同,则存在顺反异构体,a正确;
b.E中,苯环上碳原子的孤电子对数为=0,每个碳原子形成3个σ键,则发生sp2杂化,甲基、亚甲基碳原子形成4个σ键,孤电子对数为=0,发生sp3杂化,双键碳原子形成3个σ键,孤电子对数为=0,发生sp2杂化,则有2种杂化轨道类型的碳原子,b不正确;
c.质谱仪用于测定有机物的相对分子质量,不能用于检测D、E中的官能团,c不正确;
d.D、E经催化加氢,都可生成,d正确;
故选ad。
(5)由分析可知,G的结构简式为。
(6)A()与CH3CH2Cl在NaOH溶液中发生取代反应,生成B()、NaCl、H2O,依据质量守恒,可得出发生反应的化学方程式为+NaOH+CH3CH2Cl+NaCl+H2O。
(7)B为,含有二取代苯环的结构且能发生水解反应的同分异构体中,除含苯环外,可能含有-COOCH3和-CH3、或-OOCH和-CH2CH3、或-OOCCH3和-CH3、或-CH2OOCH和-CH3,每种情况下有邻、间、对三种可能结构,则共有同分异构体4×3=12种;其中一种B的同分异构体中,核磁共振氢谱图中的峰面积比为3:3:2:2,分子中应含有2个-CH3,且苯环上的两个取代基互为对位,则结构简式为或。
(8)以环己醇()为原料制取时,采用逆推法,需制得,再逆推需制得,此时氧化生成,与CH3NH2发生加成消去反应生成,则合成路线为。
2.(2025·天津红桥·一模)化合物H是一种合成药物中间体,一种合成化合物H的人工合成路线如图所示。
已知:I.同一个碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:
II.
(1)A的含氧官能团的名称为 ,A中 (填“存在”或“不存在”)顺反异构体。
(2)B→C经历了先加成再消去的反应过程,中间产物的结构简式为 。
(3)反应③所加试剂及条件为 ,反应④的反应类型为 。
(4)反应①的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的的同分异构体有 种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为的结构简式为 。
a.苯环上有两个对位的取代基 b.其中一个取代基为
(6)根据以上题目信息,写出以苯和丙酮为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用)。
【答案】(1) 醛基 不存在
(2)
(3) 氢氧化钠的水溶液,加热 氧化反应
(4)+HCl→
(5) 4
(6)
【分析】A与HCl加成生成B,B中醛基与苯胺上的氨基发生反应生成C,C在氢氧化钠的水溶液中水解生成D,D发生醇的催化氧化生成E,E在酸性条件下加热生成F,F与Cl2在光照条件下生成G,G在氢氧化钠的水溶液中水解最终生成H,据此分析;
【详解】(1)A的含氧官能团的名称为醛基;A中碳碳双键两端中的一端连接了相同的原子(H原子),不存在顺反异构体;
(2)B的结构简式为,C的结构简式为,B与苯胺发生加成反应生成,再发生消去反应生成C,则中间产物的结构简式为:;
(3)反应③的反应为氯代烃在氢氧化钠的水溶液中水解,则所加试剂及条件为:氢氧化钠的水溶液,加热;反应④为醇的催化氧化,需要的化学试剂为Cu或Ag、O2,反应条件为加热;
(4)反应①为A与HCl加成生成B的反应,化学方程式为:+HCl→;
(5)E为,满足a、b两个条件的E的同分异构体,苯环上有两个对位取代基,其中一个为-CONH2,则另一个取代基为—C3H5,存在一个碳碳双键或者1个环。如存在1个碳碳双键,则结构为、、,此时有三种同分异构体,如果存在1个环,则有一种同分异构体,结构为:,共4种同分异构体。当分子中含有5种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为时,考虑对称结构,则其结构简式为;
(6)和苯环发生类似E到F的反应生成,与Cl2在光照条件下发生取代反应生成,在氢氧化钠水溶液中、加热发生水解,同时同一个碳上连接两个羟基不稳定,自动脱水形成,因此合成路线为。
3.(2025·天津河北·一模)多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如下。
已知:i、
ii、
(1)A→B所需试剂是 。
(2)B→C的反应为取代反应,该反应的化学方程式为 。
(3)E中官能团的名称为 。
(4)F→G的过程中会得到少量聚合物,该聚合物的结构简式为 。
(5)芳香族化合物M是I的同分异构体,写出一种符合下列条件的M的结构简式: 。
a.能与反应
b.核磁共振氢谱有3组峰,其峰面积比为2:2:1
(6)J→K的反应过程如下图,中间产物1、2均含有三个六元环,中间产物2的结构简式为,中间产物3经脱水生成K。
中间产物1、3的结构简式分别为 、 。
【答案】(1)浓硝酸、浓硫酸
(2)
(3)硝基、羧基
(4)
(5)
(6)
【分析】A的分子式为C7H8,从D的结构简式可知,B是,则A为甲苯,发生硝化反应生成B;C的结构简式为,C水解生成D,根据G的结构简式,结合已知信息ii,可知F的结构简式为,E的结构简式为,F到G失水发生取代反应形成环状结构,G到I发生氧化反应,I与H2O2反应生成J,J转化为K。
【详解】(1)根据分析可知,A发生硝化反应生成B,反应所需试剂为浓硝酸、浓硫酸;
(2)B是,B→C的反应为取代反应,反应的化学方程式:;
(3)根据分析可知,E的结构简式为,其官能团:硝基、羧基;
(4)F的结构简式为,结构中有氨基和羧基,可以脱水形成环状结构,也可以发生缩聚反应形成高聚物,F→G的过程中会得到少量聚合物,该聚合物的结构简式:;
(5)芳香族化合物M是I的同分异构体,符合下列条件:a.能与反应,说明含羧基;b.核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为,说明存在结构对称,则符合要求的物质的结构简式:;
(6)J到K反应过程,结合题目中已知i可知,与先发生加成反应,生成中间产物1,再发生消去反应生成中间产物2,中间产物2再发生已知信息ii的反应生成中间产物3,最后中间产物3失水生成K。
4.(2025·天津和平·一模)一种基于、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vii的分子式为 。
(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。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
消去反应
b
氧化反应(生成有机产物)
(4)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 (写一种),其名称为 。
(5)关于反应⑤的说法中,不正确的有 。
a.反应过程中,有键和键断裂
b.反应过程中,有双键和单键形成
c.反应物i中,氧原子采取杂化,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”形成的键
(6)以苯、乙烯和为含碳原料,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)从苯出发,第一步的化学方程式为 (注明反应条件)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为 。
(c)最后一步反应中,有机反应物为 (写结构简式)。
【答案】(1)
(2)或氧气
(3) 浓硫酸,加热 ,、加热或酸性溶液 或
(4) 或或 3-戊酮或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷
(5)cd
(6) 和
【分析】
反应①与HBr加热发生取代反应生成 ,反应②乙烯在催化剂作用下氧化生成,反应③与发生开环加成生成,反应④发生取代反应生成,反应⑤与及CO反应生成。
【详解】(1)由结构,化合物vii的分子式为;
(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%,结合质量守恒,则反应②为乙烯在催化剂作用下氧化生成,那么y为或氧气。
(3)
化合物v中含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成;
化合物v与羟基相连的碳上有氢,可在铜加热催化作用下氧化生成,或被酸性高锰酸钾溶液氧化生成;
(4)化合物i 的分子式为C5H10O,不饱和度为1,x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个圆环,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,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构简式含酮羰基时为 (或含醛基时为或含圆环是为),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);
(5)a. 从产物中不存在键和键可以看出,反应过程中,有键和键断裂,故正确;
b. 反应物中不存在C=O双键,反应后的产物中存在碳氧双键,同时酯基中的C-O键也是在反应中形成,所以反应过程中,有C=O双键和C-O单键形成,故正确;
c. 反应物i 中,氧原子采取杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,故错误;
d. CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,故错误;
故选cd;
(6)
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。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醚;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与环氧乙醚生成,与HI反应合成,最后根据反应⑤的原理, 与乙醇、CO合成化合物ⅷ。
(a) 从苯出发,第一步的化学方程式为;
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为;
(c) 最后一步反应中,有机反应物为和。
5.(2025·天津南开·一模)化合物H是制备药物洛索洛芬钠的关键中间体,其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A→B反应的类型为 。
(2)H中官能团的名称为 。
(3)下列关于B的叙述错误的是 (填序号)。
a.可发生聚合反应 b.分子内所有碳原子可能共平面
c.分子内有手性碳原子 d.可形成分子内氢键和分子间氢键
(4)C与NaOH的乙醇溶液共热生成的有机物为 。
(5)D分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(6)E的分子式为 。
(7)F与足量的NaOH水溶液共热的化学方程式为 。
(8)G的结构简式为 。
(9)A的同分异构体中,满足以下条件的有 种。
a.含有苯环 b.能发生银镜反应 c.苯环上有两个取代基
(10)结合题给信息,以苯乙醇为原料制备,设计合成路线(溶剂、催化剂、无机试剂任选): 。
【答案】(1)还原反应或加成反应
(2)酮羰基、酯基
(3)a、d
(4)
(5)sp、、
(6)
(7)
(8)
(9)6
(10)
【分析】
A发生加成反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生取代反应生成D,D中-CN水解为-COOH生成E,E发生取代反应生成F,G再与发生取代反应生成H,故G为 。
【详解】(1)根据分析知,A→B反应的类型为还原反应或加成反应;
(2)H中官能团的名称为酮羰基、酯基;
(3)a.不能发生加聚反应,也不能发生缩聚反应,即不能发生聚合反应,错误;b.苯环结构一定共平面,甲烷结构最多三个原子共面,则分子内所有碳原子可能共平面,正确;c.连有四个不同原子或者基团的碳原子是手性碳原子,则与羟基直接相连的碳原子是手性碳原子,正确;d.不能形成分子内氢键,可以形成分子间氢键,错误;故选a、d;
(4)
C与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应,则生成的有机物为;
(5)苯环上的每个碳原子形成三个键,没有孤对电子,是杂化,氰基上的碳原子形成两个键,没有孤对电子,是sp杂化,其余碳原子形成四个键,没有孤对电子,是杂化;
(6)根据键线式,线段的端点与交点省略了碳以及这个碳上的氢,则E的分子式为;
(7)
F与足量的NaOH水溶液共热的化学方程式为:;
(8)
根据分析知,G的结构简式为 ;
(9)A的同分异构体中,满足条件两个取代基是-CHO与-CH2CH3或者-CH2CHO与-CH3,各有邻间对三种情况,即共有6种;
(10)
结合题给信息,可以推出:。
6.(2025·天津·一模)螺环化合物具有刚性结构,结构稳定,在不对称催化、发光材料、农药、高分子粘合剂等方面有重要应用。螺环化合物的合成路线如下:
已知:①
②
③
(1)由A生成B的反应类型为 ,B中官能团的名称为羟基、 。
(2)写出物质A发生银镜反应的化学方程式 。
(3)物质E的名称为 。
(4)关于上述合成路线中的物质的说法正确的是 。
a.D的分子式为
b.F分子中所有碳原子不可能在同一平面上
c.物质F一定条件下可以发生取代、加聚和氧化反应
d.H的酸性比其一氯代物W()强
(5)物质G的结构简式为 。
(6)H的同分异构体X中,同时具有如下结构和性质的有 种。(注:不含结构)
①含有苯环且苯环上有4个取代基
②遇氯化铁溶液发生显色反应
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为
任写其中一种核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式 。
(7)参照题目合成路线,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1) 加成反应 醛基
(2)
(3)丙二酸二乙酯
(4)b
(5)
(6) 6 或
(7)
【分析】
根据已知①,乙醛和甲醛在氢氧化钠作用下生成B,B与氢气发生加成反应生成C,根据C的结构简式,可知B是 ;F在碱性条件下发生水解反应,酸化后生成G,G是。
【详解】(1)根据已知①,乙醛和甲醛在氢氧化钠作用下生成,由A生成B的反应类型为加成反应;中官能团的名称为羟基、醛基。
(2)乙醛和银氨溶液反应生成乙酸铵、银、氨气、水,反应的化学方程式为;
(3)根据物质E的结构简式,E的名称为丙二酸二乙酯;
(4)a.根据D的结构简式,D的分子式为,故a错误;
b.F分子中有3个碳原子通过单键与4个碳原子相连,根据甲烷的结构可知,所有碳原子不可能在同一平面上,故b正确;
c.物质F含有酯基,一定条件下可以发生取代反应,不含碳碳双键,不能发生加聚反应,故c错误;
d.Cl原子是吸电子基团,氯原子使羧基中O-H键极性增强,所以H的酸性比其一氯代物W()弱,故d错误;
选b。
(5)
F在碱性条件下发生水解反应,酸化后生成G,G是。
(6)①含有苯环且苯环上有4个取代基;
②遇氯化铁溶液发生显色反应,含有酚羟基;
③等物质的量的X与足量的充分反应,消耗二者的物质的量之比为,含酚羟基个数为1;符合条件的结构有、、、、、,共6种;
其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为或。
(7)
乙醇氧化为乙醛,乙醛和苯甲醛在碱性条件下反应生成,和1,4-丁二烯发生加成反应生成,在一定条件下发生加聚反应生成,合成路线为。
7.(2025·天津·一模)化合物N具有镇痛,消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,B→C的反应类型为 ,N中的含氧官能团有醚键、羟基、 。
(2)从A→B反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为 。
(3)写出A与形成高分子的反应方程式 。
(4)F与G的关系为 (填序号)。
a.碳架异构 b.官能团异构 c.顺反异构
(5)M的结构简式为 。
(6)1molD最多与 molNaOH发生反应;W(分子式)与C具有相同官能团的同分异构体有 种,其中W的某种异构体的核磁共振氢谱具有两组峰,则其峰面积之比为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。合成路线如下:
该路线中试剂与条件1为 ,X的结构简式为 ;→Y的反应方程式为 。
【答案】(1) 1,6-己二醇 氧化反应 酰胺基
(2)减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)c
(5)
(6) 2 5 1:6
(7) HBr,△
【分析】
A与HBr发生取代反应得到B,B被高锰酸钾氧化羟基被氧化为羧基得到C,C和乙醇发生酯化反应得到D,D与反应得到E,E在碱性条件下水解酸化得到F,F在HNO3和NaNO2条件下发生异构化反应,得到反式结构,G与M发生取代反应得到含有酰胺基的化合物,M为。
【详解】(1)A是二元醇,名称为1,6-己二醇;B到C反应中-CH2OH被氧化为-COOH,反应类型为氧化反应;N中的官能团为醚键、羟基和酰胺基;
(2)A和B都是液体,分离互溶的液体用蒸馏或减压蒸馏;
(3)
A是二元醇和对苯二甲酸发生缩聚反应形成高分子化合物,反应的方程式为:;
(4)根据分析,F与G的关系是顺反异构,答案选c;
(5)
根据分析可知,M的结构简式为:;
(6)D中有Br原子和酯基,可以与NaOH溶液反应,1molD与2molNaOH反应发生反应;
W的分子式为C4H7O2Br,C中官能团为羧基和Br原子,W与C具有相同官能团的同分异构体为:、、、、5种;
核磁共振为2组峰的结构简式为,峰面积之比等于H原子数目之比,为1:6;
(7)
根据D到E反应,得到需要和,由发生取代反应得到,由发生氧化反应得到,由CH2=CH-CH3与H2O发生加成得到,故反应试剂与条件1为HBr和加热;X的结构简式为;到Y()的反应方程式为:。
8.(2025·天津南开·一模)某药物中间体L的合成路线如图。
已知:①C和D所含官能团相同。(2)。
(1)A→B的反应条件是 ,F中的官能团名称是 。
(2)H→J、J→K的反应类型分别是 、 。
(3)写出CD→E的化学方程式 。
(4)H的结构简式为 。
(5)F有多种同分异构体,写出两种符合下列条件的F的同分异构体的结构简式 、 。
a.除苯环外不含其他环;b.能发生银镜反应;c.含有4种化学环境不同的氢原子
(6)结合题目信息,补全和OHCCHO合成的合成路线 (无机试剂、有机溶剂任选)。
【答案】(1) 消去反应 碳碳双键和羧基
(2) 加成反应 取代反应
(3)+CH3CHO+H2O
(4)
(5)
(6)CH2=CH2CH3CHOOHCCH=CHCH=CHCHOHOOCCH=CHCH=CHCOOH
【分析】
由有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下共热发生消去反应生成,则B为;发生题给信息反应生成CH3CHO,则C为、D为CH3CHO;和CH3CHO在氢氧化钠稀溶液中共热反应生成,先与新制氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应,后酸化得到,则F为;与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成,则G为;先在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应,后酸化得,则H为;催化剂作用下与共热发生加成反应生成,与SOCl2发生取代反应生成,与苯酚发生取代反应生成,据此分析解答。
【详解】(1)
由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下共热发生消去反应生成和水;F的结构简式为,官能团为碳碳双键和羧基;
(2)
由分析可知,H→J的反应为催化剂作用下 与共热发生加成反应生成,J→K的反应为与SOCl2发生取代反应生成;
(3)
由分析可知,C+D→E的反应为和CH3CHO在氢氧化钠稀溶液中共热反应生成,反应的化学方程式为+CH3CHO+H2O;
(4)
由分析可知,H的结构简式为:;
(5)
F的同分异构体除苯环外不含其他环,能发生银镜反应说明同分异构体分子中含有醛基或甲酸酯基,则含有4种化学环境不同的氢原子的结构简式为、;
(6)
结合题目所给信息可知,由CH2=CH2和OHCCHO合成的合成步骤为催化剂作用下,乙烯与氧气发生催化氧化反应生成乙醛,乙醛与乙二醛在稀氢氧化钠溶液中共热反应生成OHCCH=CHCH=CHCHO,OHCCH=CHCH=CHCHO先与新制氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应,后酸化得到HOOCCH=CHCH=CHCOOH,催化剂作用下,HOOCCH=CHCH=CHCOOH与乙烯共热发生加成反应生成,合成路线为CH2=CH2CH3CHOOHCCH=CHCH=CHCHOHOOCCH=CHCH=CHCOOH。
9.(2025·天津武清·一模)由芳香烃X合成一种功能高分子H的过程如图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H的链节组成为
已知:I.芳香烃 X 用质谱仪测出的质谱图如图所示:
II. (苯胺,易被氧化)
III.
IV.RCHO+R'CH2CHO +H2O
(1)G的系统命名名称是 。
(2)阿司匹林与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
(3)反应⑤的离子方程式是 ,该反应产物中碳原子的杂化类型是 。
(4)Z是比I多两个的同系物,其中符合下列要求的共有 种(不考虑立体异构);
①能与反应放出
②能与溶液发生显色反应
③苯环上的一氯取代物有两种其中核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比为3:2:2:1:1:1的同分异构体的结构简式为 。
(5)设计以X 和乙醛为原料,合成肉桂醛()的合成路线 (其他无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:AB目标产物)
【答案】(1)2-硝基苯甲酸
(2)
(3)
(4) 18
(5)
【分析】
由质谱图可知芳香烃X的相对分子质量为92,则分子中最大碳原子数目为,由烷烃中C原子与H原子关系可知,该烃中C原子数目不能小于7,故芳香烃X的分子式为,X的结构简式为。X与氯气发生取代反应生成A,A转化生成B,B催化氧化生成C,C能与银氨溶液反应生成D,故B含有醇羟基、C含有醛基,故A为,B为,C为,D酸化生成E,故D为,E为。H是一种功能高分子,链节组成为,与的分子式相比少1分子,是发生缩聚反应生成高聚物H:。在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F:,由信息Ⅱ反应可知,苯胺容易被氧化,故F在酸性高锰酸钾条件下氧化生成G:,G在条件下发生还原反应得到。
【详解】(1)
G的结构简式为,2号碳上连有硝基,系统命名法为2-硝基苯甲酸;
(2)
阿司匹林与溶液反应的化学方程式为:;
(3)
由以上分析可知,反应⑤是苯甲醛发生银镜反应,反应的离子方程式为:;D为,碳原子均为不饱和碳,杂化方式为杂化;
(4)
能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳说明含有羧基,能和氯化铁发生显色反应说明含有酚羟基,苯环上的一氯代物有两种,说明苯环上有两种不同化学环境的氢原子,如苯环上含有2个取代基,且为对位位置,则一个取代基为-OH,另一个取代基可为-CH2CH2COOH或,有2种;如苯环上有4个取代基,则可能是、、、,两个甲基相对时有3种,两个甲基相邻时为6种,两个甲基相间时有7种,故其同分异构体共有18种;核磁共振氢谱有6组峰,且峰面积之比,说明有一个甲基,即和在苯环上的对位取代,结构简式为;
(5)
与氯气光照条件下生成,在NaOH水溶液、加热条件下发生水解反应生成,发生催化氧化反应生成 ,与乙醛发生已知条件Ⅲ的反应生成目标,故合成路线为。
10.(2025·天津宝坻·一模)CPAE是蜂胶的主要活性成分之一,对疱疹病毒有功效。合成该化合物的路线如下:
已知:
(1)A的化学名称是 。C中的管能团名称是醚键和 。
(2)反应②、反应⑤的反应类型分别是 。
(3)设计反应②和反应④的目的是 。
(4)D的结构简式为 。
(5)反应⑦的化学方程式为 。
(6)化合物I与H互为同分异构体,同时满足下列条件的I有 种(不考虑立体异构)。
①含有苯环 ②与溶液作用显紫色
其中核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为 。
(7)设计由制备的合成路线: (其他试剂任选)。
【答案】(1) 对羟基苯甲醛 醛基
(2)取代反应、加成反应
(3)保护酚羟基
(4)
(5)
(6) 9
(7)
【分析】
由流程结合物质化学式,合成CPAE的流程先使用A(对羟基苯甲醛)在过氧化氢作用生成B:,B与(CH3O)2SO2作用生成C:,根据题给已知反应原理,C与CH2(COOH)2、吡啶作用下加热转化为D:,D在BBr3作用下将醚键上的甲基重新转化为酚羟基得到E:;F(苯乙烯)在过氧化物作用下与HBr加成生成G:,然后G水解为醇得H:;最后E和H在浓硫酸催化作用下酯化生成CPAE:;
【详解】(1)
由A结构,A的化学名称是对羟基苯甲醛。C为,C中的管能团名称是醚键和醛基;
(2)
反应②为B与(CH3O)2SO2作用生成C:,B的酚羟基中氢被取代,属于取代反应;F(苯乙烯)在过氧化物作用下与HBr加成生成G:,属于加成反应;
(3)反应②是将酚羟基转化为醚键结构,反应④是将醚键结构重新转化为酚羟基,所以这两步的目的是为了保护酚羟基;
(4)
由分析,C与CH2(COOH)2、吡啶作用下加热转化为D:;
(5)
反应⑦为E和H在浓硫酸催化作用下酯化生成CPA,;
(6)
化合物I与H互为同分异构体,同时满足下列条件:①含有苯环;②与溶液作用显紫色:含酚羟基;若剩余的碳原子组合成一个取代基为乙基,乙基、酚羟基存在邻、间、对三种同分异构情况;若除酚羟基外,取代基为两个甲基,苯环上3个取代基中2个取代基相同,则有6种;故共9种;其中核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1,则应该存在1个甲基且结构对称,其结构简式为;
(7)
先生成,再氧化生成,再生成,聚合生成,整个流程可表示为:。
11.(2025·天津河东·一模)药物奥卡西平的一种合成路线如下:
(1)化合物A的结构简式是 。
(2)反应①所需的试剂与条件是 ; B的名称为 。
(3)奥卡西平中含有的官能团有 。
a.酯基 b.酮羰基 c.醛基 d.酰胺基
(4)合成路线中属于还原反应的是 。
a.反应② b.反应③ c.反应④ d.反应⑤
(5)写出符合下列要求的D的一种同分异构体的结构简式 。
i)含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构
ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1
(6)已知:。反应④进行时,若过量,有利于反应正向进行,原因是 。
(7)合成路线中B→C的转化过程是构建碳骨架的常见方法之一、已知:
(、为烃基或D结合相关信息,写出B→C的转化路线(无机试剂任选)。
【答案】(1)
(2) 浓硫酸,浓硝酸,加热 邻硝基甲苯或2-硝基甲苯
(3)bd
(4)ab
(5)、、(任一种)
(6)与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动
(7)
【分析】
采用逆推法,由A、B的分子式和C的结构简式,可推出A为、B为;由流程中两物质的结构简式和D的分子式,可确定D为;由E前后物质的结构简式,可推出E为;由F和H的结构简式及G的分子式,可推出G为。
【详解】(1)
A的结构简式为;
(2)
反应①为发生硝化反应生成等,所需的试剂与条件是:浓硫酸、浓硝酸、加热;由分析可知,B为 ,名称为:邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
(3)
奥卡西平的结构简式为 ,含有的官能团有酮羰基和酰胺基,故选bd;
(4)合成路线中,①为取代反应、②为还原(加成)反应、③为还原反应、④为取代反应、⑤为氧化反应,则属于还原反应的是ab;
(5)
由分析可知,D为 ,符合下列要求:“ⅰ)含有联苯()结构,且除苯环外不含其他环状结构;ⅱ)核磁共振氢谱显示苯环上的氢原子有四种不同的化学环境,且个数比为1:1:1:1”的D的一种同分异构体分子中,除含有外,还可能含-CH 、-CH=NH或-N=CH ,或HN-、-CH=CH ,则可能结构简式为: 、、 (任写一种);
(6)
已知:。反应④进行时,①若NH3过量,过量的将与反应产物HCl继续反应生成,减少生成物浓度,有利于反应正向进行,原因是: 与氯化氢反应生成氯化铵,生成物减少,使平衡正向移动;
(7)
由信息(R1、R2为烃基或H):可得出,以为原料合成时,应将 中-CH 转化为-CHO,则可先一卤代再水解成醇,然后氧化为-CHO,最后依据信息进行合成,则由B()→C( )的转化路线为:。
【点睛】推断有机物时,可以采用逆推法。
试卷第38页,共39页
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