内容正文:
清单05 有机合成与推断
◆考点01 构建碳骨架
1.碳链的增长
(1)炔烃与HCN加成
CH≡CH
(2)醛或酮与HCN加成
(物质的量之比为1∶2加成)
带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。
(3)羟醛缩合反应
醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性。分子内含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β-羟基醛,该产物易失水,得到α,β-不饱和醛。
+H3CHOCH3—H==HCHO+H2O。
2.碳链的缩短
氧化反应可以使烃分子链缩短。
(1)烯烃
+HOOC—R。
(2)炔烃
RC≡CHRCOOH。
(3)芳香烃
。
与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
3.碳链的成环
(1)共轭二烯烃
共轭二烯烃含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开。
(第尔斯-阿尔德反应的加成原理)。
(2)环酯
+2H2O。
(3)环醚
HOCH2CH2OH+H2O。
◆考点02 引入官能团
1.引入碳碳双键
(1)醇的消去反应
CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O。
(2)卤代烃的消去反应
CH3—CH2—Br+NaOHCH2==CH2↑+NaBr+H2O。
(3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应
CH≡CH+HClCH2==CHCl。
2.引入碳卤键
(1)烷烃、芳香烃的取代反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
+Br2;
+Cl2。
(2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应
CH3—CH2—OH+HBrCH3—CH2—Br+H2O。
(3)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应
CH3CH==CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;
CH3CH==CH2+HClCH3CHClCH3(主要产物);
CH≡CH+HClCH2==CHCl。
3.引入羟基
(1)烯烃与水的加成反应
CH2==CH2+H2OCH3CH2OH。
(2)醛或酮的还原反应
CH3CHO+H2CH3CH2OH;
+H2。
(3)卤代烃、酯的水解反应
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2—OH+NaBr;
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH;
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
4.引入醛基
(1)醇的催化氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(2)炔烃与水的加成反应
CH≡CH+H2OCH3—CHO。
5.引入羧基
(1)醛的氧化反应
2CH3CHO+O22CH3COOH。
(2)某些烯烃、苯的同系物被KMnO4(H+)溶液氧化
CH3CH==CHCH32CH3COOH;
。
(3)酯、酰胺的水解
+H2O+CH3OH;
RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl。
◆考点03 官能团的保护
1.羟基的保护
(1)醇羟基
①将醇羟基转化为醚键,反应结束后再脱除
R—OHR—O—R′ R″—O—R′R″—OH
②将醇羟基转化为酯基,再水解复原
(2)酚羟基
①用NaOH溶液保护
②用CH3I保护
2.氨基的保护
①用酸转化为盐保护
②用醋酸酐转化为酰胺保护
3.碳碳双键的保护
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。
CH2==CH2CH3CH2ClCH2==CH2
4.醛基(或酮羰基)的保护
用乙醇(或乙二醇)加成保护
①。
②O。
◆考点04 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
CH2CH2 CH2X—CH2XCH2OH—CH2OH
HOOC—COOH链酯、环酯、聚酯
3.芳香化合物的合成路线
①
②芳香酯
【特别提醒】与Cl2反应时条件不同所得产物不同,光照时,只取代侧链甲基上的氢原子,生成;而Fe作催化剂时,取代苯环上甲基邻、对位上的氢原子,生成。
◆考点05 官能团的推断
1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类
①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“”结构。
②使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”、“”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。
④遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑤遇I2变蓝则该物质为淀粉。
⑥加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有—CHO。
⑦加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。
⑧加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。
2.根据数据确定官能团的数目
①
②2—OH(醇、酚、羧酸)H2
③2—COOHCO2,—COOHCO2
④ ,—C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2—
⑤某有机物与醋酸反应,相对分子质量增加42,则含有1个—OH;增加84,则含有2个—OH。即—OH转变为—OOCCH3。
⑥由—CHO转变为—COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个—CHO。
⑦当醇被氧化成醛或酮后,相对分子质量减小2,则含有1个—OH;若相对分子质量减小4,则含有2个—OH。
⑧1 mol苯完全加成需要3 mol H2。
⑨1 mol —COOH与Na反应生成0.5 mol H2;1 mol —OH与Na反应生成0.5 mol H2。
⑩与NaOH反应,1 mol —COOH消耗1 mol NaOH;1 mol (R、R′为烃基)消耗1 mol NaOH,若R′为苯环,则最多消耗2 mol NaOH。
3.根据性质确定官能团的位置
①若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构“—CH2OH”;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由一卤代物的种类可确定碳架结构。
④由加氢后的碳架结构,可确定“”或“—C≡C—”的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的大小,可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。
4.常见官能团性质
官能团
常见的特征反应及其性质
烷烃基
取代反应:在光照条件下与卤素单质反应
碳碳双键
碳碳三键
(1)加成反应:使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
(2)氧化反应:能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环
(1)取代反应:①在FeBr3催化下与液溴反应;②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应
(2)加成反应:在一定条件下与H2反应
注意:苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应
卤代烃
(1)水解反应:卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇
(2)消去反应:(部分)卤代烃与NaOH醇溶液共热生成不饱和烃
醇羟基
(1)与活泼金属(Na)反应放出H2
(2)催化氧化:在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基
(3)与羧酸发生酯化反应生成酯
酚羟基
(1)弱酸性:能与NaOH溶液反应
(2)显色反应:遇FeCl3溶液显紫色
(3)取代反应:与浓溴水反应生成白色沉淀
醛基
(1)氧化反应:①与银氨溶液反应产生光亮银镜;②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀
(2)还原反应:与H2加成生成醇
羧基
(1)使紫色石蕊溶液变红
(2)与NaHCO3溶液反应产生CO2
(3)与醇羟基发生酯化反应
酯基
水解反应:①酸性条件下水解生成羧酸和醇;②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇
酰胺基
在强酸、强碱条件下均能发生水解反应
硝基
还原反应:如
◆考点06 有机反应类型的推断
1.有机化学反应类型判断的基本思路
2.根据反应条件推断反应类型
①在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。
②在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。
③在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
④能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。
⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。
⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。
⑦与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2,则为醇―→醛―→羧酸的过程)
⑧在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
⑨在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。
◆考点07 有机推断的题眼
有机推断解题的突破口也叫做题眼,题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件,或在框图推断试题中,有几条线同时经过一种物质,往往这就是题眼。
题眼1.有机反应条件
条件1.这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件。如:①烷烃的取代;芳香烃或芳香族化合物侧链烷基的取代;③不饱和烃中烷基的取代。
条件2.这是乙醇脱水生成乙烯的反应条件。
条件3.或为不饱和键加氢反应的条件,包括:-C=C-、=C=O、-C≡C-的加成。
条件4.是①醇消去H2O生成烯烃或炔烃;②醇分子间脱水生成醚的反应;③酯
化反应的反应条件。
条件5.是①卤代烃水解生成醇;②酯类水解反应的条件。
条件6.是卤代烃消去HX生成不饱和烃的反应条件。
条件7.是①酯类水解(包括油脂的酸性水解);②糖类的水解
条件8.或是醇氧化的条件。
条件9.或是不饱和烃加成反应的条件。
条件10.是苯的同系物侧链氧化的反应条件(侧链烃基被氧化成-COOH)。
条件11.显色现象:苯酚遇FeCl3溶液显紫色;与新制Cu(OH)2悬浊液反应的现象:1、沉淀溶解,出现深蓝色溶液则有多羟基存在;2、沉淀溶解,出现蓝色溶液则有羧基存在;3、加热后有红色沉淀出现则有醛基存在。
题眼2.有机物的性质
1.能使溴水褪色的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”或“—CHO”。
2.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“—C=C—”或“—C≡C—”、“—CHO”或为“苯的同系物”、醇类、酚类。
3.能发生加成反应的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”、“—CHO”或“苯环”,其中“—CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。
4.能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的有机物必含有“—CHO”。
5.能与钠反应放出H2的有机物必含有“—OH”、“—COOH”。
6.能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有-COOH。
7.能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。
8.能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质。
9.遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。
10.能发生连续氧化的有机物是伯醇或乙烯,即具有“—CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下反应:A→B→C,则A应是具有“—CH2OH”的醇,B就是醛,C应是酸。
11.加入浓溴水出现白色沉淀的有机物含有酚羟基 、遇碘变蓝的有机物为淀粉遇浓硝酸变黄的有机物为蛋白质。
题眼3.有机物之间的转化
1.直线型转化:(与同一物质反应)
醇醛羧酸 乙烯乙醛乙酸 炔烃烯烃 烷烃
2.交叉型转化
淀粉
葡萄糖
麦芽糖
蛋白质
氨基酸
二肽
醇
酯
羧酸
醛
卤代烃
烯烃
醇
题眼4.有机数据信息
(1)有机分子中原子个数比
①C︰H=1︰1,可能为乙炔、苯、苯乙烯、苯酚。
②C︰H=l︰2,可能分为单烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等。
③ C︰H=1︰4,可能为甲烷、甲醇、尿素[CO(NH2)2]。
(2)常见式量相同的有机物和无机物
①式量为28的有:C2H4,N2,CO。
②式量为30的有:C2H6,NO,HCHO。
③式量为44的有:C3H8,CH3CHO,CO2,N2O。
④式量为46的有:CH3CH2OH,HCOOH,NO2。
⑤式量为60的有:C3H7OH,CH3COOH,HCOOCH3,SiO2。
⑥式量为74的有:CH3COOCH3,CH3CH2COOH,CH3CH2OCH2CH3,
Ca(OH)2,HCOOCH2CH3,C4H9OH。
⑦式量为100的有:CH2=C(OH)COOCH3,CaCO3,KHCO3,Mg3N2。
⑧式量为120的有: C9H12(丙苯或三甲苯或甲乙苯),MgSO4,NaHSO4,KHSO3,CaSO3,NaH2PO4,MgHPO4,FeS2。
⑨式量为128的有:C9H20(壬烷),C10H8(萘)。
(3)有机反应数据信息
①根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破:1mol=C=C=加成时需1molH2,1molHX,1mol—C≡C—完全加成时需2molH2,1mol—CHO加成时需1molH2,而1mol苯环加成时需3molH2。
②含1mol—OH或1mol—COOH的有机物与活泼金属反应放出0.5molH2。
③含1mol—COOH的有机物与碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2。
④1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加42。
1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时,其相对分子质量将增加84。
1mol一元酸与足量乙醇反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加28。
1mol二元酸与足量乙醇反应生成酯时,其相对分子质量将增加56。
⑤1mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时,若A与B的相对分子质量相差42,则生成1mol乙酸。
⑥由—CHO变为—COOH时,相对分子质量将增加16。
⑦分子中与饱和链烃相比,若每少2个氢原子,则分子中可能含双键。
⑧烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X2)。
⑨1 mol —CHO对应2 mol Ag;或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O。
题眼5.反应类型与官能团的关系
反应类型
可能官能团
加成反应
C=C、C≡C、-CHO、羰基、苯环
加聚反应
C=C、C≡C
酯化反应
羟基或羧基
水解反应
-X、酯基、肽键 、多糖等
单一物质能发生缩聚反应
分子中同时含有羟基和羧基或羧基和胺基
题眼6.特征反应现象
反应的试剂
有机物
现象
与溴水反应
(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃
溴水褪色,且产物分层
(3)醛
溴水褪色,且产物不分层
(4)苯酚
有白色沉淀生成
与酸性高
锰酸钾反应
(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃
(3)苯的同系物(4)醇(5)醛
高锰酸钾溶液均褪色
与金属钠反应
(1)醇
放出气体,反应缓和
(2)苯酚
放出气体,反应速度较快
(3)羧酸
放出气体,反应速度更快
与氢氧化钠
反应
(1)卤代烃
分层消失,生成一种有机物
(2)苯酚
浑浊变澄清
(3)羧酸
无明显现象
(4)酯
分层消失,生成两种有机物
与碳酸氢钠反应
羧酸
放出气体且能使石灰水变浑浊
银氨溶液或
新制氢氧化铜
(1)醛
有银镜或红色沉淀产生
(2)甲酸或甲酸钠
加碱中和后有银镜或红色沉淀产生
(3)甲酸酯
有银镜或红色沉淀生成
1.(24-25高二·河北衡水·期中)对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基:,苯胺还原性强,易被氧化,则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是
A.甲苯XY对氨基苯甲酸
B.甲苯XY对氨基苯甲酸
C.甲苯XY对氨基苯甲酸
D.甲苯XY对氨基苯甲酸
2.(24-25高二上·江苏泰州·期中)制备重要的有机合成中间体X的反应如下所示。
下列说法正确的是
A.该反应的反应类型为取代反应
B.2-环己烯酮中采取杂化的碳原子有2个
C.中间体X与足量氢气加成后的产物中含3个手性碳原子
D.中间体X能够发生氧化、加聚和消去反应
3.(24-25高三上·湖北·期中)某种具有菠萝气味的香料N的合成路线如下:
下列说法错误的是
A.试剂X可能为溶液 B.用色谱法可检测到M中含有酯基
C.Y和N都不存在顺反异构 D.N可以发生取代、加成、氧化等反应
4.(24-25高三上·湖南常德·期中)有机物G的部分合成路线如下,下列推断正确的是
A.上述转化中,只发生了取代反应
B.1molZ最多能与发生加成反应
C.在水中的溶解度X>Z
D.G分子中含有2个手性碳原子
5.(23-24高二下·陕西西安·期中)1,4-环己二醇(),是生产某些液晶材料和药物的原料,现以环己烷()为基础原料,合成1,4-环己二醇的路线如下。下列说法不正确的是
A.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
B.反应(5)生成的产物有2种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件可能相同
D.有机物N和Y可能为同分异构体
6.(23-24高二下·山东青岛·期中)利用柠檬真菌青霉生成的前体,可生产瑞舒伐他汀类药物,该类药物对降低胆固醇有积极作用,某种伐他汀类药物结构如图,下列关于该物质的说法错误的是
A.分子中含有三种官能团
B.分子仅含有7个手性碳原子
C.可发生氧化反应、加成反应和水解反应
D.1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH
7.(23-24高二下·广西贵港·期中)聚酰亚胺是一类综合性能优异的聚合物。一种以M和N为原料合成联苯型聚酰亚胺(P)的部分合成路线如图,下列说法错误的是
A.一定条件下,1molM最多能消耗4 mol NaOH
B.N中的官能团只有氨基
C.M、N、P均属于芳香族化合物
D.1molP含有3mol羧基
8.(23-24高二下·河北保定·期中)某研究小组在铑催化的研究区域成功实现对映选择性烯丙基磷化反应如图所示(—Ph代表苯基,—Mc代表甲基)。已知同一个碳原子上连接两个羟基不稳定,易失水变成羰基。下列叙述中正确的是
A.丙的分子式为
B.甲能发生加聚、酯化、还原、水解反应
C.用酸性溶液可以证明甲含有碳碳双键
D.上述反应中的另一有机产物为乙醛
9.(23-24高三上·安徽亳州·期末)利用存机物X、Y合成广谱抗菌药物的反应过程如图所示。
下列说法错误的是
A.分子中含氧官能团的名称为羟基、酯基 B.X、Y、Z均可使的溶液褪色
C.最多能与反应 D.X、Y、Z均可发生加聚反应、取代反应
10.(24-25高二上·浙江杭州·期中)亚克力(PMMA)的合成路线如下:
乙丙
下列说法不正确的是
A.甲()可发生银镜反应
B.甲到乙的转化过程中发生了加成反应和水解反应
C.乙可以发生缩聚反应形成高分子
D.丙的结构简式为
11.(24-25高二下·江苏扬州·期中)化合物E是合成降糖药瑞格列净的重要中间体,其合成路线如下:
(1)化合物D中含氧官能团的名称为 。
(2)化合物A分子中发生sp2、sp3杂化的碳原子数目之比为 。
(3)A→B、B→C的反应类型分别为 、 。
(4)化合物C还可以继续与HBr反应生成副产物X(C7H7OBr),X的结构简式为 。
(5)D的某同分异构体同时满足下列条件,写出其中一种符合要求的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环,且核磁共振氢谱证明只含有两种不同化学环境的氢原子;
②该物质只含有一种官能团。
12.(24-25高二下·四川·期中)化合物X()是一种重要的化工原料,可以由乙炔钠和化合物A等为原料合成。流程图如下:
已知:(a)
(b)R′C≡CNa+RClR′C≡CR+NaCl
(1)反应②的反应类型是 。
(2)化合物A是一种链烃,相对分子质量为42,A的结构简式是 。
(3)HC≡CNa可以由乙炔制备,乙炔可由电石制备,写出制备乙炔的方程式 。 D的结构简式是 。
(4)写出反应⑥的化学方程式 。
(5)含有六元环的所有同分异构体的结构简式是 。
(6)也可由CH2=CH-CH=CH2与化合物Y通过反应(a)生成,则Y是的结构简式为 。写出与互为同分异构体,且一溴代物只有2种的芳香烃的名称: 。
13.(24-25高二下·江苏盐城·期中)化合物G属于黄酮醋酸类化合物,具有保肝的作用。一种合成化合物G的路线如下:
(1)C中含氧官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 反应。
(3)D的分子是C10H11O2Cl,D的结构简式为 。
(4)B的一种同分异构体X同时符合下列条件。写出X的结构简式 。
I.既能发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;
Ⅱ.含1个手性碳原子,分子中含6种化学环境不同的氢。
(5)设计由为原料,制备的合成路线 (无机试剂和有机溶剂任选)
14.(24-25高二下·江苏镇江·期中)化合物H是一种药物中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中含氧官能团的名称 。
(2)A→B中有副产物生成,该副产物的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式: 。
①能被银氨溶液氧化;②分子中含有3种不同化学环境的氢原子
(5)已知:或;
写出以为原料制备的合成路线图 。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
15.(24-25高二下·江苏南京·期中)氯硝西泮是抗惊厥镇静剂,其合成路线如下
(1)已知苯胺的衍生物具有碱性,且碱性随氮原子电子云密度的增大而增强。由此推测比的碱性 (填“强”、“弱”或“无差别”)。
(2)G转化为氯硝西泮需经历过程:G→X→氯硝西泮,若已知中间体X的分子式为C15H12ClN3O4,X→氯硝西泮的反应类型为 。
(3)已知F的分子式为C15H10BrClN2O4,则F的结构简式为 。
(4)B的一种同分异构体能同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环,无碳氧键 ②有机产物的核磁共振氢谱中只有4个峰
(5)已知:①
②
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。 。
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清单05 有机合成与推断
◆考点01 构建碳骨架
1.碳链的增长
(1)炔烃与HCN加成
CH≡CH
(2)醛或酮与HCN加成
(物质的量之比为1∶2加成)
带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。
(3)羟醛缩合反应
醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性。分子内含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β-羟基醛,该产物易失水,得到α,β-不饱和醛。
+H3CHOCH3—H==HCHO+H2O。
2.碳链的缩短
氧化反应可以使烃分子链缩短。
(1)烯烃
+HOOC—R。
(2)炔烃
RC≡CHRCOOH。
(3)芳香烃
。
与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
3.碳链的成环
(1)共轭二烯烃
共轭二烯烃含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开。
(第尔斯-阿尔德反应的加成原理)。
(2)环酯
+2H2O。
(3)环醚
HOCH2CH2OH+H2O。
◆考点02 引入官能团
1.引入碳碳双键
(1)醇的消去反应
CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O。
(2)卤代烃的消去反应
CH3—CH2—Br+NaOHCH2==CH2↑+NaBr+H2O。
(3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应
CH≡CH+HClCH2==CHCl。
2.引入碳卤键
(1)烷烃、芳香烃的取代反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
+Br2;
+Cl2。
(2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应
CH3—CH2—OH+HBrCH3—CH2—Br+H2O。
(3)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应
CH3CH==CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;
CH3CH==CH2+HClCH3CHClCH3(主要产物);
CH≡CH+HClCH2==CHCl。
3.引入羟基
(1)烯烃与水的加成反应
CH2==CH2+H2OCH3CH2OH。
(2)醛或酮的还原反应
CH3CHO+H2CH3CH2OH;
+H2。
(3)卤代烃、酯的水解反应
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2—OH+NaBr;
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH;
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
4.引入醛基
(1)醇的催化氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(2)炔烃与水的加成反应
CH≡CH+H2OCH3—CHO。
5.引入羧基
(1)醛的氧化反应
2CH3CHO+O22CH3COOH。
(2)某些烯烃、苯的同系物被KMnO4(H+)溶液氧化
CH3CH==CHCH32CH3COOH;
。
(3)酯、酰胺的水解
+H2O+CH3OH;
RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl。
◆考点03 官能团的保护
1.羟基的保护
(1)醇羟基
①将醇羟基转化为醚键,反应结束后再脱除
R—OHR—O—R′ R″—O—R′R″—OH
②将醇羟基转化为酯基,再水解复原
(2)酚羟基
①用NaOH溶液保护
②用CH3I保护
2.氨基的保护
①用酸转化为盐保护
②用醋酸酐转化为酰胺保护
3.碳碳双键的保护
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。
CH2==CH2CH3CH2ClCH2==CH2
4.醛基(或酮羰基)的保护
用乙醇(或乙二醇)加成保护
①。
②O。
◆考点04 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
CH2CH2 CH2X—CH2XCH2OH—CH2OH
HOOC—COOH链酯、环酯、聚酯
3.芳香化合物的合成路线
①
②芳香酯
【特别提醒】与Cl2反应时条件不同所得产物不同,光照时,只取代侧链甲基上的氢原子,生成;而Fe作催化剂时,取代苯环上甲基邻、对位上的氢原子,生成。
◆考点05 官能团的推断
1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类
①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“”结构。
②使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”、“”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。
④遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑤遇I2变蓝则该物质为淀粉。
⑥加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有—CHO。
⑦加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。
⑧加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。
2.根据数据确定官能团的数目
①
②2—OH(醇、酚、羧酸)H2
③2—COOHCO2,—COOHCO2
④ ,—C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2—
⑤某有机物与醋酸反应,相对分子质量增加42,则含有1个—OH;增加84,则含有2个—OH。即—OH转变为—OOCCH3。
⑥由—CHO转变为—COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个—CHO。
⑦当醇被氧化成醛或酮后,相对分子质量减小2,则含有1个—OH;若相对分子质量减小4,则含有2个—OH。
⑧1 mol苯完全加成需要3 mol H2。
⑨1 mol —COOH与Na反应生成0.5 mol H2;1 mol —OH与Na反应生成0.5 mol H2。
⑩与NaOH反应,1 mol —COOH消耗1 mol NaOH;1 mol (R、R′为烃基)消耗1 mol NaOH,若R′为苯环,则最多消耗2 mol NaOH。
3.根据性质确定官能团的位置
①若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构“—CH2OH”;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由一卤代物的种类可确定碳架结构。
④由加氢后的碳架结构,可确定“”或“—C≡C—”的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的大小,可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。
4.常见官能团性质
官能团
常见的特征反应及其性质
烷烃基
取代反应:在光照条件下与卤素单质反应
碳碳双键
碳碳三键
(1)加成反应:使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
(2)氧化反应:能使酸性KMnO4溶液褪色
苯环
(1)取代反应:①在FeBr3催化下与液溴反应;②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应
(2)加成反应:在一定条件下与H2反应
注意:苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应
卤代烃
(1)水解反应:卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇
(2)消去反应:(部分)卤代烃与NaOH醇溶液共热生成不饱和烃
醇羟基
(1)与活泼金属(Na)反应放出H2
(2)催化氧化:在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基
(3)与羧酸发生酯化反应生成酯
酚羟基
(1)弱酸性:能与NaOH溶液反应
(2)显色反应:遇FeCl3溶液显紫色
(3)取代反应:与浓溴水反应生成白色沉淀
醛基
(1)氧化反应:①与银氨溶液反应产生光亮银镜;②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀
(2)还原反应:与H2加成生成醇
羧基
(1)使紫色石蕊溶液变红
(2)与NaHCO3溶液反应产生CO2
(3)与醇羟基发生酯化反应
酯基
水解反应:①酸性条件下水解生成羧酸和醇;②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇
酰胺基
在强酸、强碱条件下均能发生水解反应
硝基
还原反应:如
◆考点06 有机反应类型的推断
1.有机化学反应类型判断的基本思路
2.根据反应条件推断反应类型
①在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。
②在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。
③在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
④能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。
⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。
⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。
⑦与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2,则为醇―→醛―→羧酸的过程)
⑧在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
⑨在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。
◆考点07 有机推断的题眼
有机推断解题的突破口也叫做题眼,题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件,或在框图推断试题中,有几条线同时经过一种物质,往往这就是题眼。
题眼1.有机反应条件
条件1.这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件。如:①烷烃的取代;芳香烃或芳香族化合物侧链烷基的取代;③不饱和烃中烷基的取代。
条件2.这是乙醇脱水生成乙烯的反应条件。
条件3.或为不饱和键加氢反应的条件,包括:-C=C-、=C=O、-C≡C-的加成。
条件4.是①醇消去H2O生成烯烃或炔烃;②醇分子间脱水生成醚的反应;③酯
化反应的反应条件。
条件5.是①卤代烃水解生成醇;②酯类水解反应的条件。
条件6.是卤代烃消去HX生成不饱和烃的反应条件。
条件7.是①酯类水解(包括油脂的酸性水解);②糖类的水解
条件8.或是醇氧化的条件。
条件9.或是不饱和烃加成反应的条件。
条件10.是苯的同系物侧链氧化的反应条件(侧链烃基被氧化成-COOH)。
条件11.显色现象:苯酚遇FeCl3溶液显紫色;与新制Cu(OH)2悬浊液反应的现象:1、沉淀溶解,出现深蓝色溶液则有多羟基存在;2、沉淀溶解,出现蓝色溶液则有羧基存在;3、加热后有红色沉淀出现则有醛基存在。
题眼2.有机物的性质
1.能使溴水褪色的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”或“—CHO”。
2.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“—C=C—”或“—C≡C—”、“—CHO”或为“苯的同系物”、醇类、酚类。
3.能发生加成反应的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”、“—CHO”或“苯环”,其中“—CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。
4.能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的有机物必含有“—CHO”。
5.能与钠反应放出H2的有机物必含有“—OH”、“—COOH”。
6.能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有-COOH。
7.能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。
8.能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质。
9.遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。
10.能发生连续氧化的有机物是伯醇或乙烯,即具有“—CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下反应:A→B→C,则A应是具有“—CH2OH”的醇,B就是醛,C应是酸。
11.加入浓溴水出现白色沉淀的有机物含有酚羟基 、遇碘变蓝的有机物为淀粉遇浓硝酸变黄的有机物为蛋白质。
题眼3.有机物之间的转化
1.直线型转化:(与同一物质反应)
醇醛羧酸 乙烯乙醛乙酸 炔烃烯烃 烷烃
2.交叉型转化
淀粉
葡萄糖
麦芽糖
蛋白质
氨基酸
二肽
醇
酯
羧酸
醛
卤代烃
烯烃
醇
题眼4.有机数据信息
(1)有机分子中原子个数比
①C︰H=1︰1,可能为乙炔、苯、苯乙烯、苯酚。
②C︰H=l︰2,可能分为单烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等。
③ C︰H=1︰4,可能为甲烷、甲醇、尿素[CO(NH2)2]。
(2)常见式量相同的有机物和无机物
①式量为28的有:C2H4,N2,CO。
②式量为30的有:C2H6,NO,HCHO。
③式量为44的有:C3H8,CH3CHO,CO2,N2O。
④式量为46的有:CH3CH2OH,HCOOH,NO2。
⑤式量为60的有:C3H7OH,CH3COOH,HCOOCH3,SiO2。
⑥式量为74的有:CH3COOCH3,CH3CH2COOH,CH3CH2OCH2CH3,
Ca(OH)2,HCOOCH2CH3,C4H9OH。
⑦式量为100的有:CH2=C(OH)COOCH3,CaCO3,KHCO3,Mg3N2。
⑧式量为120的有: C9H12(丙苯或三甲苯或甲乙苯),MgSO4,NaHSO4,KHSO3,CaSO3,NaH2PO4,MgHPO4,FeS2。
⑨式量为128的有:C9H20(壬烷),C10H8(萘)。
(3)有机反应数据信息
①根据与H2加成时所消耗H2的物质的量进行突破:1mol=C=C=加成时需1molH2,1molHX,1mol—C≡C—完全加成时需2molH2,1mol—CHO加成时需1molH2,而1mol苯环加成时需3molH2。
②含1mol—OH或1mol—COOH的有机物与活泼金属反应放出0.5molH2。
③含1mol—COOH的有机物与碳酸氢钠溶液反应放出1molCO2。
④1mol一元醇与足量乙酸反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加42。
1mol二元醇与足量乙酸反应生成酯时,其相对分子质量将增加84。
1mol一元酸与足量乙醇反应生成1mol酯时,其相对分子质量将增加28。
1mol二元酸与足量乙醇反应生成酯时,其相对分子质量将增加56。
⑤1mol某酯A发生水解反应生成B和乙酸时,若A与B的相对分子质量相差42,则生成1mol乙酸。
⑥由—CHO变为—COOH时,相对分子质量将增加16。
⑦分子中与饱和链烃相比,若每少2个氢原子,则分子中可能含双键。
⑧烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X2)。
⑨1 mol —CHO对应2 mol Ag;或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O。
题眼5.反应类型与官能团的关系
反应类型
可能官能团
加成反应
C=C、C≡C、-CHO、羰基、苯环
加聚反应
C=C、C≡C
酯化反应
羟基或羧基
水解反应
-X、酯基、肽键 、多糖等
单一物质能发生缩聚反应
分子中同时含有羟基和羧基或羧基和胺基
题眼6.特征反应现象
反应的试剂
有机物
现象
与溴水反应
(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃
溴水褪色,且产物分层
(3)醛
溴水褪色,且产物不分层
(4)苯酚
有白色沉淀生成
与酸性高
锰酸钾反应
(1)烯烃、二烯烃(2)炔烃
(3)苯的同系物(4)醇(5)醛
高锰酸钾溶液均褪色
与金属钠反应
(1)醇
放出气体,反应缓和
(2)苯酚
放出气体,反应速度较快
(3)羧酸
放出气体,反应速度更快
与氢氧化钠
反应
(1)卤代烃
分层消失,生成一种有机物
(2)苯酚
浑浊变澄清
(3)羧酸
无明显现象
(4)酯
分层消失,生成两种有机物
与碳酸氢钠反应
羧酸
放出气体且能使石灰水变浑浊
银氨溶液或
新制氢氧化铜
(1)醛
有银镜或红色沉淀产生
(2)甲酸或甲酸钠
加碱中和后有银镜或红色沉淀产生
(3)甲酸酯
有银镜或红色沉淀生成
1.(24-25高二·河北衡水·期中)对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基:,苯胺还原性强,易被氧化,则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是
A.甲苯XY对氨基苯甲酸
B.甲苯XY对氨基苯甲酸
C.甲苯XY对氨基苯甲酸
D.甲苯XY对氨基苯甲酸
【答案】A
【解析】由甲苯制取对氨基苯甲酸时,需发生硝化反应引入硝基,由于氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基被还原之前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基,A正确;甲基氧化为,羧基是间位定位取代基,不能得到对氨基苯甲酸,B错误;甲苯还原得到环烷烃,最后硝化不能得到氨基,C错误;还原硝基得到氨基,氨基具有还原性,再氧化甲基时容易被氧化,得不到对氨基苯甲酸,D错误;故选A。
2.(24-25高二上·江苏泰州·期中)制备重要的有机合成中间体X的反应如下所示。
下列说法正确的是
A.该反应的反应类型为取代反应
B.2-环己烯酮中采取杂化的碳原子有2个
C.中间体X与足量氢气加成后的产物中含3个手性碳原子
D.中间体X能够发生氧化、加聚和消去反应
【答案】C
【解析】如图所示: ,2-环己烯酮中C-H断裂,与苯甲醛在羰基上发生了加成反应,A错误;中采取杂化的碳原子共有3个,包括碳碳双键上2个,羰基碳氧双键上1个,B错误;中间体X与足量氢气加成后的产物与足量H2完全加成后所得分子为 ,所得分子中含有3个手性碳原子,如图所示: ,含3个手性碳原子,C正确;中间体X,含有碳碳双键、羰基、羟基,能够发生氧化、加聚,羟基相连碳原子的邻位碳原子上无氢,不能发生消去反应,D错误;故选C。
3.(24-25高三上·湖北·期中)某种具有菠萝气味的香料N的合成路线如下:
下列说法错误的是
A.试剂X可能为溶液 B.用色谱法可检测到M中含有酯基
C.Y和N都不存在顺反异构 D.N可以发生取代、加成、氧化等反应
【答案】B
【分析】苯酚与试剂X反应生成苯酚钠,X可以是NaOH或,苯酚钠与氯乙酸发生取代反应生成M,M与Y(丙烯醇)反应生成N,据此回答。
【解析】苯酚生成苯酚钠,可以用NaOH或,则试剂X可能为溶液,A正确;色谱法可以在一定程度上检测到有机物中可能含有酯基,但不能直接确定酯基的存在,B错误;N和Y(丙烯醇)中碳碳双键的中有1个C上连有两个H原子,故不存在顺反异构,C正确;N中有酯基和碳碳双键,可以发生取代、加成、氧化等反应,D正确;故选B。
4.(24-25高三上·湖南常德·期中)有机物G的部分合成路线如下,下列推断正确的是
A.上述转化中,只发生了取代反应
B.1molZ最多能与发生加成反应
C.在水中的溶解度X>Z
D.G分子中含有2个手性碳原子
【答案】C
【解析】上述转化中,X→Y、 Y→Z为取代反应,Z→G为加成反应,A错误;Z中的羰基、苯环可以与氢气发生加成反应,1molZ最多能与4mol氢气发生加成反应,B错误;X中羧基上的羟基与水分子间能形成氢键,而Y中的氯原子则不能,因此在水中的溶解度X>Y,C正确;G分子中只有1个手性碳原子,如图所示(手性碳原子用*标示):,D错误;故选C。
5.(23-24高二下·陕西西安·期中)1,4-环己二醇(),是生产某些液晶材料和药物的原料,现以环己烷()为基础原料,合成1,4-环己二醇的路线如下。下列说法不正确的是
A.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
B.反应(5)生成的产物有2种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件可能相同
D.有机物N和Y可能为同分异构体
【答案】C
【分析】发生取代反应得到,发生消去反应得到M:,M与溴水发生加成反应得到N:,N发生消去反应得到,与溴水发生加成反应得到,与氢气发生加成反应得到Y:,Y发生水解反应得到产物。
【解析】根据分析可知,合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应,A正确;反应(5)生成的产物有2种,除之外,另一种为:,B正确;反应(2)是氯代烃的消去反应,条件为强碱的醇溶液,而反应(7)为卤代烃水解得到醇,反应条件为强碱的水溶液,反应条件不相同,C错误;根据分析,N和Y可能为同分异构体,若M与氯气发生加成反应得到N,此时N与Y不互为同分异构体,D正确;故选C。
6.(23-24高二下·山东青岛·期中)利用柠檬真菌青霉生成的前体,可生产瑞舒伐他汀类药物,该类药物对降低胆固醇有积极作用,某种伐他汀类药物结构如图,下列关于该物质的说法错误的是
A.分子中含有三种官能团
B.分子仅含有7个手性碳原子
C.可发生氧化反应、加成反应和水解反应
D.1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH
【答案】D
【解析】此分子含有酯基、碳碳双键、羟基共三种官能团,A正确;该分子含有7个手性碳原子,B正确;此分子含有酯基,可发生水解反应,含碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应,含羟基,可发生酯化反应、氧化反应,C正确;1mol该物质中含有2mol酯基,最多消耗2molNaOH,D错误;故选D。
7.(23-24高二下·广西贵港·期中)聚酰亚胺是一类综合性能优异的聚合物。一种以M和N为原料合成联苯型聚酰亚胺(P)的部分合成路线如图,下列说法错误的是
A.一定条件下,1molM最多能消耗4 mol NaOH
B.N中的官能团只有氨基
C.M、N、P均属于芳香族化合物
D.1molP含有3mol羧基
【答案】D
【解析】在一定条件下,N与NaOH发生,故1molM最多能消耗4 mol NaOH,A正确;如图知,N中的官能团只有氨基,B正确;M、N、P中国均含有苯环,均属于芳香族化合物,C正确;如图知,1molP含有羧基为(2n+1)mol,D错误;故选D。
8.(23-24高二下·河北保定·期中)某研究小组在铑催化的研究区域成功实现对映选择性烯丙基磷化反应如图所示(—Ph代表苯基,—Mc代表甲基)。已知同一个碳原子上连接两个羟基不稳定,易失水变成羰基。下列叙述中正确的是
A.丙的分子式为
B.甲能发生加聚、酯化、还原、水解反应
C.用酸性溶液可以证明甲含有碳碳双键
D.上述反应中的另一有机产物为乙醛
【答案】D
【解析】根据丙的结构简式可知,丙的分子式为,A错误;甲含有碳碳双键能发生加聚反应,含有羟基能发生酯化反应,含有碳碳双键能发生还原反应,不含有酯基或卤原子等能水解的官能团,不能发生水解反应,B错误;甲中含有的碳碳双键和羟基均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则用酸性溶液不可以证明甲含有碳碳双键,C错误;根据甲、乙、丙的结构简式可推断上述反应中的另一有机产物为乙醛,D正确;故选D。
9.(23-24高三上·安徽亳州·期末)利用存机物X、Y合成广谱抗菌药物的反应过程如图所示。
下列说法错误的是
A.分子中含氧官能团的名称为羟基、酯基 B.X、Y、Z均可使的溶液褪色
C.最多能与反应 D.X、Y、Z均可发生加聚反应、取代反应
【答案】C
【解析】从结构简式可知,分子中含氧官能团的名称为羟基、酯基,A正确;X、Y、Z均含有碳碳双键,均可使的溶液褪色,B正确;Z分子中的酚羟基、羧基、酰胺基、酯基以及酯基水解后得到的酚羟基都能与NaOH反应,故最多能与反应,C错误;X、Y、Z均含有碳碳双键则均可发生加聚反应,三者均含有羟基或羧基则均能发生取代反应,D正确;故选C。
10.(24-25高二上·浙江杭州·期中)亚克力(PMMA)的合成路线如下:
乙丙
下列说法不正确的是
A.甲()可发生银镜反应
B.甲到乙的转化过程中发生了加成反应和水解反应
C.乙可以发生缩聚反应形成高分子
D.丙的结构简式为
【答案】A
【分析】2-丙醇发生催化氧化生成甲,甲为丙酮,根据PMMA结构简式,可知丁为2-甲基丙烯酸甲酯,丙与甲醇发生酯化反应生成丁,则丙为,根据乙在浓硫酸加热条件下生成丙,可知乙到丙发生羟基的消去反应,乙中含有羟基、羧基,可知丙酮中的碳氧双键先与HCN发生加成反应,引入羟基和氰基,再发生水解反应引入羧基得到乙。
【解析】2-丙醇发生催化氧化生成甲,甲为丙酮,不能发生银镜反应,A错误;根据分析,甲到乙的转化过程中发生了加成反应和水解反应,B正确;乙中含有羟基、羧基,可以发生缩聚反应形成高分子,C正确;根据分析,丙的结构简式为,D正确;故选A。
11.(24-25高二下·江苏扬州·期中)化合物E是合成降糖药瑞格列净的重要中间体,其合成路线如下:
(1)化合物D中含氧官能团的名称为 。
(2)化合物A分子中发生sp2、sp3杂化的碳原子数目之比为 。
(3)A→B、B→C的反应类型分别为 、 。
(4)化合物C还可以继续与HBr反应生成副产物X(C7H7OBr),X的结构简式为 。
(5)D的某同分异构体同时满足下列条件,写出其中一种符合要求的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环,且核磁共振氢谱证明只含有两种不同化学环境的氢原子;
②该物质只含有一种官能团。
【答案】(1)醚键、酮羰基、酯基
(2)7∶3
(3) 还原反应 取代反应
(4)
(5)、
【分析】A中醛基还原为羟基生成B,B和HBr发生取代反应生成C;C和发生取代反应生成D和HBr,D和水合肼反应生成E。
【解析】(1)根据D的结构简式,D中含氧官能团的名称为醚键、酮羰基、酯基;
(2)化合物A分子中,苯环和醛基中的碳原子采用杂化,单键碳原子采用杂化,发生、杂化的碳原子数目之比为7:3;
(3)A→B是A中醛基加入氢原子,变为羟基,反应类型为还原反应;B→C是B中的羟基被溴原子代替,反应类型为取代反应;
(4)化合物C还可以继续与HBr反应生成副产物X(),根据C的结构简式,可知X的结构简式为。
(5)①分子中含有苯环,且核磁共振氢谱证明只含有两种不同化学环境的氢原子,说明结构对称;
②该物质只含有一种官能团。符合要求的D的同分异构体的结构简式为、。
12.(24-25高二下·四川·期中)化合物X()是一种重要的化工原料,可以由乙炔钠和化合物A等为原料合成。流程图如下:
已知:(a)
(b)R′C≡CNa+RClR′C≡CR+NaCl
(1)反应②的反应类型是 。
(2)化合物A是一种链烃,相对分子质量为42,A的结构简式是 。
(3)HC≡CNa可以由乙炔制备,乙炔可由电石制备,写出制备乙炔的方程式 。 D的结构简式是 。
(4)写出反应⑥的化学方程式 。
(5)含有六元环的所有同分异构体的结构简式是 。
(6)也可由CH2=CH-CH=CH2与化合物Y通过反应(a)生成,则Y是的结构简式为 。写出与互为同分异构体,且一溴代物只有2种的芳香烃的名称: 。
【答案】(1)加成反应
(2)CH3-CH=CH2
(3) CaC2+2H2O →Ca(OH)2+ HC≡CH↑
(4)+H2O
(5)
(6) 1,3,5-三甲苯
【分析】化合物A是一种链烃,相对分子质量为42,=3……6,故A反分子式为C3H6,由反应③生成,结合已知(a)中反应,则反应②发生信息中二烯烃与烯烃的加成反应,故B中存在碳碳双键,则A的结构简式为CH3CH=CH2,B为CH2=CHCH2Cl,C为,C与氢气发生加成反应生成,由反应⑥生成,结合已知(b)中反应,可知与HC≡CNa发生取代反应生成D为,D与氢气发生加成反应生成E,E再与水发生加成反应生成,则E为。
【解析】(1)反应②发生已知(a)的反应,属于加成反应;
(2)化合物A是一种链烃,相对分子质量为42,根据分析可知,A的结构简式是CH3CH=CH2;
(3)乙炔可由电石制备,制备乙炔的方程式:CaC2+2H2O →Ca(OH)2+ HC≡CH↑;
根据分析可知,D的结构简式为:;
(4)根据分析,E的结构简式为:,与H2O发生加成反应得到X为醇,化学方程式为:+H2O;
(5)含有六元环,还有一个碳和一个氯原子,符合条件的所有同分异构体的结构简式是:四种;
(6)已知(a)的反应是两种烯烃加成反应形成环状结构,也可由CH2=CH-CH=CH2与化合物Y通过反应(a)生成,则Y是的结构简式为:;的分子式为:C9H12,同分异构体中一溴代物只有2种的芳香烃为:,名称为1,3,5-三甲苯。
13.(24-25高二下·江苏盐城·期中)化合物G属于黄酮醋酸类化合物,具有保肝的作用。一种合成化合物G的路线如下:
(1)C中含氧官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 反应。
(3)D的分子是C10H11O2Cl,D的结构简式为 。
(4)B的一种同分异构体X同时符合下列条件。写出X的结构简式 。
I.既能发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;
Ⅱ.含1个手性碳原子,分子中含6种化学环境不同的氢。
(5)设计由为原料,制备的合成路线 (无机试剂和有机溶剂任选)
【答案】(1)羰基 、(酚)羟基
(2)取代
(3)
(4)
(5)或
【分析】对甲基苯酚和醋酸酐发生取代生成酚酯,由B到C发生分子内异构,C中酚羟基邻位的碳氢键断裂,和甲醛发生加成生成醇,醇和氯化氢发生取代,引入了氯原子,D中的氯原子和氰化钠发生取代生成E;
【解析】(1)根据C的结构简式可知,C中含氧官能团的名称为羰基 、(酚)羟基;
(2)对甲基苯酚和醋酸酐发生取代生成醋酸对甲基苯酯,A→B的反应类型为取代反应,故答案为:取代;
(3)C中酚羟基邻位的碳氢键断裂,和甲醛发生加成生成醇,醇和HCl发生取代生成氯代化合物D,D的分子是C10H11O2Cl,D的结构简式为;
(4)B的一种同分异构体X同时符合下列条件:I.既能发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;能发生银镜说明含醛基,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,Ⅱ.含1个手性碳原子,分子中含6种化学环境不同的氢。其结构简式为。
(5)设计由为原料,制备,先在浓硫酸作用下消去反应,再与催化水化形成含有醇的结构,再催化氧化得到含有醛的结构,再碱性条件下加热得到产物;或消去后与HBr加成,水解后再催化氧化,再碱性条件下加热得到产物;则合成路线(无机试剂和有机溶剂任选):或者。
14.(24-25高二下·江苏镇江·期中)化合物H是一种药物中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中含氧官能团的名称 。
(2)A→B中有副产物生成,该副产物的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式: 。
①能被银氨溶液氧化;②分子中含有3种不同化学环境的氢原子
(5)已知:或;
写出以为原料制备的合成路线图 。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)醛基、醚键
(2)
(3)还原反应
(4)或
(5)
【分析】有机物A()在一定条件下发生取代反应生成B(),B与在一定条件下反应生成C(),C在一定条件下被还原为D(),D与发生取代反应生成E(),据此分析可得。
【解析】(1)有机物A为,其含有的官能团的名称为醚键和醛基;
(2)由有机物A()在一定条件下发生取代反应生成B()可知,A中的醚键发生取代反应生成,又由副产物分子式为,所以副产物的结构简式为:;
(3)C()中的被还原为D()的;
(4)D的分子式为:;其一种同分异构体满足:①能被银氨溶液氧化,则含醛基();②分子中含有3种不同化学环境的氢原子,则该物质结构对称,据此可得D的同分异构体可能为:或;
(5)被酸性高锰酸钾溶液氧化为,与浓硝酸、浓硫酸加热发生取代反应生成;在一定条件下被还原为;再与在一定条件下发生取代反应生成,答案为:。
15.(24-25高二下·江苏南京·期中)氯硝西泮是抗惊厥镇静剂,其合成路线如下
(1)已知苯胺的衍生物具有碱性,且碱性随氮原子电子云密度的增大而增强。由此推测比的碱性 (填“强”、“弱”或“无差别”)。
(2)G转化为氯硝西泮需经历过程:G→X→氯硝西泮,若已知中间体X的分子式为C15H12ClN3O4,X→氯硝西泮的反应类型为 。
(3)已知F的分子式为C15H10BrClN2O4,则F的结构简式为 。
(4)B的一种同分异构体能同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式 。
①分子中含有苯环,无碳氧键 ②有机产物的核磁共振氢谱中只有4个峰
(5)已知:①
②
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。 。
【答案】(1)强
(2)消去反应
(3)
(4)或或
(5)
【分析】由有机物的转化关系可知,与乙酸发生取代反应生成B;在浓硫酸作用下与浓硝酸共热发生硝化反应生成C;发生水解反应生成D;与发生取代反应生成E;与BrCH2COBr发生取代反应生成F,F与氨气反应生成G,可知F为;再转化为,据此分析作答。
【解析】(1)甲基为给电子基团,会增大N的电子云密度,氯原子为吸电子基,会降低N的电子云密度,则比的碱性强。
(2)G的结构简式为,G的分子式为C15H12ClN3O4,X的分子式为C15H12ClN3O4,在一定条件下生成,的分子式为C15H10ClN3O3,根据质量守恒,XG少了一个O、两个H,其他原子个数没变,所以X→氯硝西泮的反应类型为消去反应,故答案为:消去反应。
(3)E的结构简式为,其分子式为C13H9ClN2O3,BrCH2COBr分子式为C2H2BrO,F的分子式为C15H10BrClN2O4,则反应后生成HBr,F的结构简式为。
(4)B为,其的同分异构体分子中:含有苯环,无碳氧键,有机产物的核磁共振氢谱中只有4个峰,则说明该结构要对称,符合条件的结构简式为、、。
(5)根据已知反应①可知再结合流程,可先将与反应生成,与反应生成,在氢氧化钠的作用下,发生已知反应②,生成,结合流程,在硫酸作用下,与硝酸发生硝化反应生成,具体流程为:。
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