内容正文:
专题16 有机推断题的突破策略与解题途径
一、有机推断题的突破策略
1.根据转化关系推断有机物的类别
(1)烃为合成原料的转化关系:有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。
(2)烃的衍生物的转化关系:醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:
上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:
①A为醇,B为 ,C为羧酸,D为 。
②A、B、C三种物质中 相同,碳骨架结构 。
③A分子中含-CH2OH结构。
2.根据试剂或特征现象推知官能团的种类
熟记下列特征现象与官能团的关系:
(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“-C≡C-”等结构。
(2)使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”“-C≡C-”或“-CHO”等结构或为苯的同系物。
(3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀,则该物质中含有 基。
(4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有 的蛋白质。
(5)遇I2变蓝则该物质为 。
(6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有 。
(7)加入Na放出H2,表示含有 或 。
(8)加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有 。
3.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目
(1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol氢原子,消耗 卤素单质(X2)。
(2) 的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。
(3)含-OH的有机物与Na反应时:2 mol-OH生成 H2。
(4)1 mol-CHO对应 Ag;或1 mol-CHO对应 Cu2O(注意:HCHO中相当于有2个-CHO)。
(5)物质转化过程中相对分子质量的变化:
①RCH2OH―→RCHO―→RCOOH
M M-2 M+14
②RCH2OHCH3COOCH2R
M M+42
③RCOOHRCOOCH2CH3
M M+28
(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)
4.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也可能是卤代烃的水解反应。
(2)在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的 反应。
(3)在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的 反应、酯化反应或成醚反应等。
(4)能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的 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、酮的 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(表示卤素单质)条件下,发生 上的取代反应。
5.根据官能团的衍变推断反应类型
6.根据题目提供的信息推断
常见的有机新信息总结如下:
(1)苯环侧链引入羧基
如 (R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成,此反应可缩短碳链。
(2)卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸
如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH;卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个碳原子的常用方法。
(3)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如CH3CH2CHO+;
同理:RCH=CHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸,通过该反应可推断碳碳双键的位置。
(4)双烯合成:如1,3丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯
―→,这是著名的双烯合成,也是合成六元环的首选方法。
(5)羟醛缩合:有αH的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β羟基醛,称为羟醛缩合反应。
如2CH3CH2CHO
二、有机推断题的解题途径
1.缜密的解题思路
2. 清晰的解题步骤
(1)审题抓关键信息
①通读题干,划出反应条件、分子式变化、特征现象(如褪色、沉淀)及特殊数据(如相对分子质量增减值)。
②关注官能团转化提示(如“光照”暗示取代反应,“NaOH/醇”指向消去反应)。
(2)寻找突破口:根据性质确定物质的关键
①物理性质:状态、气味、溶解性(如酯类有果香味)。
②化学性质:常见有以下三个方面
ⅰ.使溴水褪色:含C=C、C≡C或醛基。
ⅱ.遇FeCl₃显紫色:含酚羟基。
ⅲ.与新制Cu(OH)₂反应:含醛基或羧基。
③定量数据:常见有以下两个方面
ⅰ.与Na反应放出H₂:含-OH或-COOH。
ⅱ.相对分子质量增加42:含1个-OH(酯化反应)。
(3)构建推导路径:推导未知物质化学式或结构的关键
①顺推法:从已知原料出发,结合反应条件逐步推导产物。
②逆推法:从目标产物反向推断中间体及原料(尤其适用于合成题)。
③综合法:结合顺推与逆推,验证路径合理性。
(3)迁移新信息:信息给予题解题的关键
①对比题目所给陌生反应与已知反应的断键/成键规律(如观察官能团位置变化)。
②将信息类比到目标物相似结构部分(如模仿成环、开环反应)。
【例1】(24-25高二下·天津南开·期中)工业上合成肉桂醛F(分子式为( 的路线如下:
已知:两分子羰基化合物在一定条件下可以发生反应:
羟醛缩合反应:
(1)肉桂醛F的结构简式为 , E中含氧官能团的名称为 。
(2)写出下列转化的化学方程式:
② 反应的类型: ;
③ 反应的类型: 。
(3)写出两分子D与一分子 在碱性条件下反应的化学方程式 。
(4)区分D和F所用的试剂是: 。
【例2】(23-24高二下·北京海淀·期中)某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,质谱法测定其相对分子质量为92,现以它为初始原料设计出如下转化关系图。期中C、E互为同分异构体,且相对分子质量比X大34.5;A、B互为同分异构体,分子式为C7H7NO2。
已知:Ⅰ.(苯胺,易被氧化)
Ⅱ.RCH2CHO+R′CHO+H2O
(1)X的名称为 ,F的结构简式为 。
(2)反应①的试剂条件为 ,反应③的类型为 。
(3)、沸点较低的是 ,原因是 。
(4)反应④两种反应物的物质的量之比为 。
(5)反应⑤的方程式为 。
(6)肉桂醛的结构简式为,请写出反应⑥的方程式 。
(7)肉桂醛有多种同分异构体,符合下列三个条件的同分异构体共有 种,写出其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰的物质的结构简式 。
①与FeCl3能发生显色反应 ②含碳碳三键 ③苯环上有两个取代基
(8)2-丁烯醛(CH3CH=CHCHO)广泛用于树脂生产和有机合成中。结合题中信息,以乙烯为原料,经过三步反应制得2-丁烯醛。CH2=CH2→M→N→CH3CH=CHCHO,写出中间产物M、N得结构简式。M ;N 。
【例3】(24-25高二下·北京海淀·期中)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知:ⅰ.DCC为吸水剂
ⅱ.(R=H或烃基)
ⅲ.
回答下列问题:
(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,这些同分异构体(考虑立体异构)可能的结构有 种,谱写出其中一种的结构简式: 。
(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有 组吸收峰。
(3)化合物X的结构简式为 。
(4)经测定有机物F分子结构中有一个五元环、两个六元环,其中有一个苯环,请写出D→E的反应的化学方程式: 。
(5)已知,反应中伴随着有大量放出,请写出F→G的化学方程式: 。
(6)下列对于路线中各步反应类型的判断正确的是 。
a.A→B、C→D、F→G均为取代反应
b.E→F、G→H依次为还原反应、氧化反应
c.D→E为加成反应
d.F→G反应过程中还伴随着置换反应
(7)已知是一种弱还原剂,只能还原酮羰基和醛基,下列物质不能与H发生反应的是 (填序号)。
a. b.NaOH溶液 c.酸性溶液 d.金属Na
(8)以和为原料,合成的合成路线如下
其中试剂b为 ;N的结构简式为 。
1.某药物中间体J合成路线如下(部分反应条件省略):
已知:;。
(1)A的名称是 。
(2)H的结构简式是 。
(3)反应的目的是 。
(4)的化学方程式是 。
(5)D的同分异构体能同时满足以下条件的有 个(不考虑立体异构)。
①含苯环结构,且苯环上只有两个取代基;②含有氨基和羧基(-COOH)
其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积之比为)的结构简式是 (写一个即可)。
(6)参照上述合成路线,以苯胺()、溴乙烷为主要原料制备的合成路线是 (其他无机试剂任选)。
2.有机物M是一种高效除草剂,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A分子中所有碳原子 (填“一定”“可能”或“一定不”)在同一平面内。
(2)B→C、C→D的反应类型分别为 、 。
(3)M中含氧官能团的名称为 。
(4)D→E反应过程为+Mg,与HCHO发生加成反应,酸化后生成E,写出与HCHO发生加成反应的化学方程式: 。
(5)F→H反应中有HCl产生,则G的结构简式为 。
(6)满足下列条件的E的芳香族同分异构体有 种(不含立体异构),写出其中一种含有手性碳原子的结构简式: 。
①能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀;②能发生消去反应;③苯环上仅有两个取代基。
(7)参照上述流程,某同学设计以和HCHO为原料制备的合成路线如下:
K
该路线中J、K的结构简式分别为 、 。
3.沙丁胺醇(G)可用于治疗哮喘,其合成路线如下(-Ph代表苯基):
(1)A的含氧官能团名称为 。
(2)B→C中有副产物X(与B互为同分异构体)生成,X的结构简式为 。
(3)写出同时满足下列条件的D的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。酸性条件下水解所得的三种产物均有2种不同化学环境的氢原子,其中一种产物遇FeCl3溶液显色。
(4)与(CH3)3CNH2相比,D→E中用试剂(CH3)3CNHCH2Ph的优点是 。
(5)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,合成路线示例见本题题干)。
4.氯喹(CQ)除具有抗疟作用外,还可用于抗炎、抗病毒、抗肿瘤治疗。氯喹的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件):
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是______。(单选)
A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(2)C分子中N的杂化方式为 。(单选)
A.sp3 B.Sp2 C.sp
(3)CQ分子中手性碳原子数是______。(单选)
A.0 B.1 C.2 D.3
(4)写出反应中第一步的化学方程式: 。
(5)写出G的结构简式 。
(6)根据题干信息设计由甲苯合成的合成路线(无机试剂任选) 。流程图的表示方法为:原料中间产物目标产物
5.有机物W的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)X的分子式为 ,分子中采用sp2与sp3杂化的原子个数之比为 。
(2)下列有关Y的说法错误的是 (填标号)。
a. 按碳骨架分类,Y属于脂环烃
b. 分子中含有2个手性碳原子
c. 五元环上的一氯代物有3种
d. 分子中的C-O键、O-H键在化学反应中易断裂
(3)Z中只含碳、氢、氧三种元素,其分子模型如图所示(图中小球表示原子,球与球之间的短线代表单键或双键)。Z中的极性键有 种,所含官能团的名称为 。
(4)有机物A属于醇类,其结构简式为 ;符合下列条件的W的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含-COOH和-CHO; ②含五元碳环结构
6.有机化合物()是一种食用香料,可用淀粉为原料,合成路线如图:
请回答下列问题:
(1)A为C6H12O6,所含官能团的名称为 。
(2)B→C反应的化学方程式是 。
(3)D具有酸性,写出D与NaHCO3反应的化学方程式: 。
(4)反应Ⅱ为酯化反应,写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(5)4.6gB与足量钠反应,能生成标准状况下H2的体积为 L。
(6)下列说法不正确的是 (填字母)。
a.淀粉分子式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子
b.反应Ⅰ为水解反应
c.E分别于足量的Na和NaOH反应,消耗的Na和NaOH的物质的量相等
d.D、E互为同系物
7.碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。二氧化碳和氢气按一定的体积比混合,在一定条件下可以制得烯烃,该技术已经成为节能减碳实现“零排放”的有效途径之一、如图是合成橡胶和TNT的路线。
回答下列问题:
(1)TNT的结构简式为 。
(2)写出反应①的化学方程式 ;烯烃B与Cl2反应的化学反应方程式 。
(3)C8H9Cl含有的官能团的名称为 ;E的结构简式为 ;反应②反应类型 。
8.以烯烃A、D为原料合成某药物中间体K,其流程如图:
已知:(R表示烃基,X表示卤素原子)。
回答下列问题:
(1)B所含官能团名称是 。
(2)H→I的反应类型是 。
(3)K的结构简式为 。
(4)已知E、F与新制氢氧化铜悬浊液共热都产生砖红色沉淀,写出反应F→G的化学方程式: 。
(5)M与I为同分异构体,符合下列条件的M的结构有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱显示只有3组峰,且峰面积之比为的结构简式为 。
①分子中含有三个甲基;②能与足量的碳酸氢钠溶液反应生成标准状况下的气体44.8L。
(6)参照上述合成路线,设计以乙醇和为原料制备2,2-二乙基丙二酸(结构简式:)的合成路线 (无机试剂任选)。
9.功能高分子P的合成路线如下。
已知:RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
下列说法正确的是
A.H中含有碳碳双键
B.F的结构简式为CH3CH=CHCHO
C.C→D为消去反应
D.仅用蒸馏水不能区分A和E
10.一种新型聚合物G的合成路线如图所示:
已知:酯可以发生醇解反应(也叫酯交换反应),如:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为 。
(2)①和③的反应类型分别为 、 。
(3)②和③不能调换顺序的原因是 。
(4)⑥的化学方程式为 。
(5)C的同分异构体有多种。其中苯环上含6个取代基,且4个为羟基的化合物结构有 种(不考虑立体异构),这些化合物中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为 。
(6)2-甲氧基苯甲酸()可用于有机合成、防腐消毒、香料、医药等,参照上述合成路线,设计以邻羟甲基苯酚()和一碘甲烷为原料制备2-甲氧基苯甲酸的合成路线 。
11.化合物G具有延缓衰老、预防心血管疾病等功效,其合成路线如下:
(1)B的分子式为C7H10N2,A→B的反应类型为 。
(2)C的分子式为C7H8O2,则C的结构简式为 。
(3)E→F的转化会经过如下过程:
①X中“*”标记的碳原子杂化类型为 。
②Y→F时,除F外还有一种生成物,该生成物的结构简式为 。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式: 。
不能发生银镜反应;碱性条件下水解后酸化,生成两种有机产物,其中一种产物分子中含两个苯环,且有3种不同化学环境的氢原子,另一种产物分子中有2种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:+R〞CHO(R、Rˊ、R〞为烃基或氢原子)。写出以、、HCHO、P(OC2H5)3 P(OC2H5)3和NBS为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
12.佳味醇是一种重要的有机合成中间产物,也可直接作农药使用。如图是以苯酚为原料合成佳味醇的流程
已知:
①(为一种有机溶剂);
②。
回答下列问题:
(1)B的分子式为C3H5Br,B的结构简式为 。
(2)A到B反应的反应类型为 。
(3)由C→佳味醇的化学方程式为 。
(4)D是化合物B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱显示有2种不同化学环境的氢,且峰面积之比为4︰1,D的结构简式为 。
(5)化合物B经过下列转化,可合成用于制造树脂、合成橡胶乳液的有机原料丙烯酸。
i.完成从F到丙烯酸的合成路线: 。
ii.设置反应②的目的是 。
13.内酯类化合物是许多食品风味的关键气味物质之一,某内脂(G)的一种合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E中所含官能团的名称为 。
(2)C→D的反应条件X为 ;B→C的反应类型为 。
(3)D→E的化学方程式为 。
(4)F→G会有副产物H生成,H与G互为同分异构体,则H的结构简式为 。
(5)A的二溴代物有 种,写出核磁共振氢谱有2组峰的结构简式: 。
(6)参考上述合成路线,设计以丙酮和乙酸为原料合成的路线,无机试剂任选: 。
14.有机物G是治疗疼痛的药物,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A分子中碳原子的杂化方式有 种。
(2)在B的命名中,若将苯环看作取代基,则B的化学名称为 。
(3)B→C的反应需经历B→X→C的过程,已知X的分子式为C10H12O3。
①C中官能团的名称为 。
②X的结构简式为 。
③B→X的反应类型为 。
(4)C→D另一反应物和反应条件分别为 、 。
(5)分子中含有的C的芳香族同分异构体有 种(不含立体异构)。
(6)以、为原料制备的合成路线如下图示。X的结构简式为 。
CH3CH2OHCH2=CH2BrCH2CH2BrX
15.以化合物A为原料制备一种药物中间体J的合成路线如下。
回答下列问题:
(1)化合物F在核磁共振氢谱上有 组吸收峰。
(2)A→B,F→G的反应类型分别为 、 。
(3)H中的含氮官能团的名称是 。
(4)化合物A沸点 的沸点(填“高于”“低于”)
(5)E→F的化学反应方程式 。
(6)从官能团转化的角度解释化合物Ⅰ转化为J的过程中,先加碱后加酸的原因 。
(7)参照以上合成路线,若以为原料制备(其他试剂自选),则其合成路线为 。
16.下列为合成聚合物F的路线图:
已知:HCHO+RCH2CHO→
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称是 ,C的系统命名为 。
(2)B+D→E的反应类型是 ,检验B中所含官能团所用的试剂有 。
(3)C生成D的化学方程式为 。
(4)G物质的相对分子质量比的相对分子质量大2,则符合下列条件的G的同分异构体有 种。
①分子中含有苯环,且苯环上有两个取代基;
②遇氯化铁溶液变紫色。
(5)已知烯烃与HBr的加成在催化剂AIBN作用下,可发生反马氏加成。
请利用上述已知信息,从苯乙烯出发,不使用其他有机试剂(无机试剂均可),合成 。
17.化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A→B中使用MnO2而不使用KMnO4(H+)的原因是 。
(2)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 。(填标号)。
a.CH3OCH3 b.CH3CH2OH c. d.CH3COOH
(3)化合物H的分子式为C31H26N2O,则其结构简式为 。
(4)J是相对分子质量比D少14的一种有机物,写出同时满足下列条件的J的一种链状同分异构体的结构简式: 。
①含有1个手性碳原子②含有2个碳碳三键且不含甲基
(5)写出以和CH3Br为原料制备的合成路线流图(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) 。
18.一种酪氨酸酶活性抑制剂I()的合成路线如图所示:
已知:Ⅰ.;
Ⅱ.。
回答下列问题:
(1)原料中官能团名称为 ;A→B的化学方程式为 。
(2)C的结构简式为 ;含酚羟基且能发生银镜反应C的同分异构体有 种。
(3)D→E的反应类型 ;F完全水解能得到 种有机物。
(4)下列说法错误的是 (填标号)。
a.原料作用是保护酚羟基
b.检验B中是否含有A的试剂可用溶液
c.A和I互为同系物
d.1molI和足量溴水反应时,最多消耗
(5)以E一步制备J,利用J和I进行对比实验,实验确认异戊烯基()不是抑制酪氨酸酶活性的关键药效团。J的结构简式为 。
19.治疗慢性阻塞性肺病的药物恩塞芬汀的中间体K的合成路线如下。
已知:ⅰ.;ⅱ.。
(1)A和B均能使紫色石蕊试液变红,B中官能团的名称是 。
(2)的化学方程式是 。
(3)的过程中,E先与试剂a反应生成钠盐X,X再与发生取代反应得到F.试剂a的最佳选择是 (填字母序号)。
a.Na b.Na2CO3 c.NaHCO3
(4)的反应类型是 。
(5)H的结构简式是 。
(6)J分子中含有两个六元环,除醚键外,还含有一种官能团。J的结构简式是 。
(7)的反应可按如下过程分析:
①中间体2的结构简式是 。
②该条件下,由中间体2生成K的过程中还可能生成一种副产物,与K互为同分异构体。该副产物的结构简式是 。
试卷第22页,共22页
试卷第21页,共22页
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专题16 有机推断题的突破策略与解题途径
一、有机推断题的突破策略
1.根据转化关系推断有机物的类别
(1)烃为合成原料的转化关系:有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。
(2)烃的衍生物的转化关系:醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:
上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:
①A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。
②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。
③A分子中含-CH2OH结构。
2.根据试剂或特征现象推知官能团的种类
熟记下列特征现象与官能团的关系:
(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“-C≡C-”等结构。
(2)使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”“-C≡C-”或“-CHO”等结构或为苯的同系物。
(3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀,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,加热有砖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。
3.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目
(1)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)。
(2) 的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。
(3)含-OH的有机物与Na反应时:2 mol-OH生成1 mol H2。
(4)1 mol-CHO对应2 mol Ag;或1 mol-CHO对应1 mol Cu2O(注意:HCHO中相当于有2个-CHO)。
(5)物质转化过程中相对分子质量的变化:
①RCH2OH―→RCHO―→RCOOH
M M-2 M+14
②RCH2OHCH3COOCH2R
M M+42
③RCOOHRCOOCH2CH3
M M+28
(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)
4.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也可能是卤代烃的水解反应。
(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、酯化反应或成醚反应等。
(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、酮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。
5.根据官能团的衍变推断反应类型
6.根据题目提供的信息推断
常见的有机新信息总结如下:
(1)苯环侧链引入羧基
如 (R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成,此反应可缩短碳链。
(2)卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸
如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH;卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个碳原子的常用方法。
(3)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如CH3CH2CHO+;
同理:RCH=CHR′(R、R′代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸,通过该反应可推断碳碳双键的位置。
(4)双烯合成:如1,3丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯
―→,这是著名的双烯合成,也是合成六元环的首选方法。
(5)羟醛缩合:有αH的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β羟基醛,称为羟醛缩合反应。
如2CH3CH2CHO
二、有机推断题的解题途径
1.缜密的解题思路
2. 清晰的解题步骤
(1)审题抓关键信息
①通读题干,划出反应条件、分子式变化、特征现象(如褪色、沉淀)及特殊数据(如相对分子质量增减值)。
②关注官能团转化提示(如“光照”暗示取代反应,“NaOH/醇”指向消去反应)。
(2)寻找突破口:根据性质确定物质的关键
①物理性质:状态、气味、溶解性(如酯类有果香味)。
②化学性质:常见有以下三个方面
ⅰ.使溴水褪色:含C=C、C≡C或醛基。
ⅱ.遇FeCl₃显紫色:含酚羟基。
ⅲ.与新制Cu(OH)₂反应:含醛基或羧基。
③定量数据:常见有以下两个方面
ⅰ.与Na反应放出H₂:含-OH或-COOH。
ⅱ.相对分子质量增加42:含1个-OH(酯化反应)。
(3)构建推导路径:推导未知物质化学式或结构的关键
①顺推法:从已知原料出发,结合反应条件逐步推导产物。
②逆推法:从目标产物反向推断中间体及原料(尤其适用于合成题)。
③综合法:结合顺推与逆推,验证路径合理性。
(3)迁移新信息:信息给予题的解题关键
①对比题目所给陌生反应与已知反应的断键/成键规律(如观察官能团位置变化)。
②将信息类比到目标物相似结构部分(如模仿成环、开环反应)。
【例1】(24-25高二下·天津南开·期中)工业上合成肉桂醛F(分子式为( 的路线如下:
已知:两分子羰基化合物在一定条件下可以发生反应:
羟醛缩合反应:
(1)肉桂醛F的结构简式为 , E中含氧官能团的名称为 。
(2)写出下列转化的化学方程式:
② 反应的类型: ;
③ 反应的类型: 。
(3)写出两分子D与一分子 在碱性条件下反应的化学方程式 。
(4)区分D和F所用的试剂是: 。
【答案】(1) 羟基、醛基
(2) 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应 +NaOH+NaCl 取代反应(或水解反应)
(3) 2+
(4)溴的四氯化碳溶液
【分析】CH2=CH2和水发生加成反应得到A,A为C2H5OH,A经催化氧化得到B,B为CH3CHO;③属于氯代烃的水解反应,则C为,C发生催化氧化反应得到D,则D为,B和D在碱性条件下反应生成E,结合已知信息中的原理知,E为,E加热后脱水得到肉桂醛F,F为。
【详解】(1)由分析知,肉桂醛F的结构简式为;E的结构简式为,其中含氧官能团的名称为羟基、醛基。
(2)反应②为C2H5OH的催化氧化反应,反应的方程式为2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O,反应的类型为氧化反应;反应③为氯代烃的水解反应(取代反应),反应的方程式:+NaOH+NaCl,反应类型为取代反应(或水解反应)。
(3)结合所给已知信息中的相关原理知,两分子与一分子 在碱性条件下可发生加成反应,化学方程式:2+。
(4)D的结构简式:,F的结构简式:,F含碳碳双键而D不含,F能使溴的四氯化碳溶液褪色而D不能,则区别二者所用的试剂可以是溴的四氯化碳溶液。
【例2】(23-24高二下·北京海淀·期中)某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,质谱法测定其相对分子质量为92,现以它为初始原料设计出如下转化关系图。期中C、E互为同分异构体,且相对分子质量比X大34.5;A、B互为同分异构体,分子式为C7H7NO2。
已知:Ⅰ.(苯胺,易被氧化)
Ⅱ.RCH2CHO+R′CHO+H2O
(1)X的名称为 ,F的结构简式为 。
(2)反应①的试剂条件为 ,反应③的类型为 。
(3)、沸点较低的是 ,原因是 。
(4)反应④两种反应物的物质的量之比为 。
(5)反应⑤的方程式为 。
(6)肉桂醛的结构简式为,请写出反应⑥的方程式 。
(7)肉桂醛有多种同分异构体,符合下列三个条件的同分异构体共有 种,写出其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰的物质的结构简式 。
①与FeCl3能发生显色反应 ②含碳碳三键 ③苯环上有两个取代基
(8)2-丁烯醛(CH3CH=CHCHO)广泛用于树脂生产和有机合成中。结合题中信息,以乙烯为原料,经过三步反应制得2-丁烯醛。CH2=CH2→M→N→CH3CH=CHCHO,写出中间产物M、N得结构简式。M ;N 。
【答案】(1)甲苯
(2)浓硫酸、浓硝酸、加热 还原反应
(3) 形成分子内氢键,降低了沸点
(4)1︰3
(5)+NaOH+NaCl+H2O
(6)+CH3CHO+H2O
(7) 6
(8) CH3CH2OH CH3CHO
【分析】芳香烃X的相对分子质量为92,其分子中最大碳原子数目=,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,故该芳香烃X的分子式为C7H8,其结构简式为,C、E互为同分异构体,且相对分子质量比X大34.5,说明X生成C、E的过程均发生一氯取代,E碱性条件下水解,再发生氧化反应生成,则A为,E为,肉桂醛的结构简式为,则反应⑥是与CH3CHO发生信息Ⅱ中反应生成肉桂醛,C→D→过程中消除苯环、引入碳碳双键,应是C先与氢气发加成反应,然后发生卤代烃的消去反应,故C为、D为,A、B互为同分异构体,分子式为C7H7NO2,则发生一元硝化反应生成A、B,A最终转化为,B最终转化为,可知A为、
B为,甲基用酸性高锰酸钾溶液氧化引入—COOH,硝基用Fe/ HCl还原转化为氨基,由于氨基易被氧化,应先发生氧化甲基,再还原硝基,故F为、G为,以此解题。
【详解】(1)X的结构简式为,其名称为甲苯;由分析可知,F的结构简式为;
(2)反应①是甲苯发生硝化反应,反应试剂和条件为浓硝酸、浓硫酸、加热;反应③是转化为,该反应类型为还原反应,故答案为:浓硝酸、浓硫酸、加热;还原反应;
(3)形成分子内氢键形成分子间氢键,故的沸点比低;故答案为:;形成分子内氢键形成分子间氢键;
(4)反应④是与H2发生加成反应生成,两种反应物的物质的量比为1︰3;
(5)反应⑤为卤代烃的消去反应,方程式为+NaOH+NaCl+H2O;
(6)肉桂醛的结构简式为,根据信息Ⅱ可知,反应⑥的方程式为+CH3CHO+H2O;
(7)肉桂醛有多种同分异构体,符合下列三个条件:①与FeCl3能发生显色反应,说明含有酚羟基;②含碳碳三键;③苯环上有两个取代基,另一个取代基为-CH2C≡CH或-C≡CCH3, 2个取代基有邻、间、对3种位置关系,故符合条件的同分异构体共有3×2=6种,其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰的物质的结构简式为;
(8)由信息Ⅱ可知,CH3CHO与CH3CHO反应生成CH3CH=CHCHO,CH2=CH2与水发生加成反应生成CH3CH2OH,乙醇发生催化氧化生成CH3CHO,则中间体M为CH3CH2OH、N为CH3CHOH。
【例3】(24-25高二下·北京海淀·期中)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。
已知:ⅰ.DCC为吸水剂
ⅱ.(R=H或烃基)
ⅲ.
回答下列问题:
(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,这些同分异构体(考虑立体异构)可能的结构有 种,谱写出其中一种的结构简式: 。
(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有 组吸收峰。
(3)化合物X的结构简式为 。
(4)经测定有机物F分子结构中有一个五元环、两个六元环,其中有一个苯环,请写出D→E的反应的化学方程式: 。
(5)已知,反应中伴随着有大量放出,请写出F→G的化学方程式: 。
(6)下列对于路线中各步反应类型的判断正确的是 。
a.A→B、C→D、F→G均为取代反应
b.E→F、G→H依次为还原反应、氧化反应
c.D→E为加成反应
d.F→G反应过程中还伴随着置换反应
(7)已知是一种弱还原剂,只能还原酮羰基和醛基,下列物质不能与H发生反应的是 (填序号)。
a. b.NaOH溶液 c.酸性溶液 d.金属Na
(8)以和为原料,合成的合成路线如下
其中试剂b为 ;N的结构简式为 。
【答案】(1) 4
(2)4
(3)
(4)
(5)
(6)ac
(7)a
(8) NaOH乙醇溶液
【分析】A和CH3I发生取代反应生成B,B经过一系列反应生成C,C与X反应生成D,对比C、D结构可知X为,D发生已知中的反应生成E(),E在空气中加热去氢、发生氧化反应生成F(),F发生取代反应生成G(),G发生还原反应生成H()。
【详解】(1)A的分子式为:C4H6O,链状同分异构体可发生银镜反应,说明含有醛基;还有一个双键,所以结构简式分别为共4种;
(2)B()由4种不同环境的氢原子,则在核磁共振氢谱中就有4组峰,故答案为:4;
(3)由分析知,X的结构为;
(4)由分析知,D的结构为,E的结构这,所以D→E的反应的化学方程式为;
(5)由分析知,F的结构为,G的结构为,在反应中伴随着有大量H2放出,所以F→G的化学方程式为;
(6)a.由分析知A→B为取代反应;C→D是酯化反应,属于取代反应,F中的两个氢原子被甲基取代生成G,A→B、C→D、F→G所以均为取代反应,a项正确;
b.E失去两个氢原子生成F,为还原反应,G中的羰基加氢生成羟基生成H,为还原反应,b项错误;
c.D→E为共轭二烯与碳碳叁键之间的加成反应,c项正确;
d.F→G反应过程中没有单质参与反应,没有发生置换反应,d项错误;
故选ac;
(7)H的结构为,存在酯基,在氢氧化钠溶液中可以发生水解反应,有羟基,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能与金属钠反应产生氢气,H不能与CHCl3反应,故选a;
(8)在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成M(),M与溴发生加成反应生成N(),N在NaOH乙醇溶液、加热条件下反应生成Y(),Y与发生加成反应生成,故答案为:NaOH乙醇溶液;。
1.某药物中间体J合成路线如下(部分反应条件省略):
已知:;。
(1)A的名称是 。
(2)H的结构简式是 。
(3)反应的目的是 。
(4)的化学方程式是 。
(5)D的同分异构体能同时满足以下条件的有 个(不考虑立体异构)。
①含苯环结构,且苯环上只有两个取代基;②含有氨基和羧基(-COOH)
其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积之比为)的结构简式是 (写一个即可)。
(6)参照上述合成路线,以苯胺()、溴乙烷为主要原料制备的合成路线是 (其他无机试剂任选)。
【答案】(1)3-硝基苯酚或间硝基苯酚
(2)
(3)保护酚羟基
(4)
(5) 18 (或或)
(6)
【分析】A()与在氢氧化钠存在条件下与反应生成B(),B()发生还原反应生成C(),C()与CH3COOH发生取代反应生成D(),D()与C2H5Br发生取代反应生成E(),E()转化为F(),根据已知信息,F()与CH3COCl反应生成G();根据已知信息,I()受热发生原子重排生成J();由流程可知,H与H2C=CHCH2Br反应生成I(),最后推出H的结构为。
【详解】(1)A的结构为,命名为3-硝基苯酚或间硝基苯酚;
(2)由分析可知,H 的结构简式为;
(3)由分析可知,A→B是将酚羟基转化为醚键,在后面E→F中又将醚键转化为了酚羟基,所以A→B反应的目的是保护酚羟基;
(4)由分析可知,F()与CH3COCl反应生成G(),发生取代反应,故F→G的化学方程式是;
(5)D()的分子式为C9H11O2N,D的同分异构体能同时满足以下条件①含苯环结构,且苯环上只有两个取代基;②含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH),去掉苯环所用的-C6H4-和一个-NH2、-COOH、,还有-C2H4-,故有苯环的两个取代基有6种情况,分别如下: 、、、、、,因苯环上的二取代物有邻、间、对3种,故一共有18种结构,能满足条件;其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积之比为2︰2︰2︰2︰2︰1)的结构简式是(或或)。
(6)依据C→D→E的合成路线进行设计,即CH3CH2Br发生水解反应得到CH3CH2OH,CH3CH2OH被酸性高锰酸钾溶液氧化得到乙酸,和乙酸发生取代反应生成,与CH3CH2Br反应生成,故答案为:
2.有机物M是一种高效除草剂,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A分子中所有碳原子 (填“一定”“可能”或“一定不”)在同一平面内。
(2)B→C、C→D的反应类型分别为 、 。
(3)M中含氧官能团的名称为 。
(4)D→E反应过程为+Mg,与HCHO发生加成反应,酸化后生成E,写出与HCHO发生加成反应的化学方程式: 。
(5)F→H反应中有HCl产生,则G的结构简式为 。
(6)满足下列条件的E的芳香族同分异构体有 种(不含立体异构),写出其中一种含有手性碳原子的结构简式: 。
①能与新制的氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀;②能发生消去反应;③苯环上仅有两个取代基。
(7)参照上述流程,某同学设计以和HCHO为原料制备的合成路线如下:
K
该路线中J、K的结构简式分别为 、 。
【答案】(1)可能
(2)取代反应 消去反应
(3)酮羰基、醚键
(4)
(5)
(6) 6 、或
(7)
【详解】(1)A分子中乙基的两个碳原子当旋转到某一状态时,A分子中所有碳原子是可能处于同一平面的;
(2)B→C为甲基上的一个氢原子被Br取代,该反应为取代反应,C→D为Br和相邻碳上的氢原子消去形成碳碳双键和HBr,该反应为消去反应;
(3)根据M的结构可知,M中含氧官能团的名称为酮羰基、醚键;
(4)D→E的过程为格氏试剂与HCHO反应,包括几个步骤:D先与Mg反应生成格氏试剂RMgBr,然后RMgBr与甲醛(HCHO)反应生成ROMgBr,最后RCH2OMgBr在酸性条件下水解得到伯醇RCH2OH,故与HCHO发生加成反应的化学方程式为+HCHO;
(5)根据F和H的结构,及F→H放出HCl分析得出,G的结构为;
(6)根据已知,满足下列条件的E的芳香族同分异构体要求包括-CHO、-Cl位于乙基上,即该同分异构体为-CHO和-CH(Cl)CH3,或-CHO和-CH2CH2Cl二取代苯,每种二取代苯有邻、间、对三种异构体,因此满足下列条件的E的芳香族同分异构体有6种;若包含手性碳,则需存在-CH(Cl)CH3,故含有手性碳原子的结构简式为、或;
(7)NaOH醇溶液发生的是卤代烃的消去反应,故J为;生成K的反应为两个-Br转化为两个-CH2OH,则K为。
3.沙丁胺醇(G)可用于治疗哮喘,其合成路线如下(-Ph代表苯基):
(1)A的含氧官能团名称为 。
(2)B→C中有副产物X(与B互为同分异构体)生成,X的结构简式为 。
(3)写出同时满足下列条件的D的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。酸性条件下水解所得的三种产物均有2种不同化学环境的氢原子,其中一种产物遇FeCl3溶液显色。
(4)与(CH3)3CNH2相比,D→E中用试剂(CH3)3CNHCH2Ph的优点是 。
(5)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,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)酚羟基、羧基
(2)、、
(3)
(4)使用(CH3)3CNHCH2Ph可引入苄基保护氨基,提高反应选择性,且后续易通过加氢脱除,便于目标产物合成,减少副产物的生成
(5)
【分析】由题意可知,A()与乙酸酐发生取代反应生成B(),B在AlCl3作用下生成C(),C在三氯甲烷的作用下,甲基上的氢被一个溴原子取代,生成D(),D与(CH3)3CNH2Ph发生取代反应生成E(),E在LiAlH4作用下发生还原反应生成F(),F与H2在Pd/C作用下生成G()。
【详解】(1)分析A的结构简式可知A的含氧官能团为酚羟基和羧基,故答案为:酚羟基、羧基;
(2)由题意可知B→C的反应为B中酯基断开形成酰基和酚羟基,酰基取代酚羟基对位上的H,生成C,X为副产物,且与B互为同分异构体,可知X的是酰基取代了苯环上酚羟基邻位或者间位上的H,所以X为、、,故答案为:、、;
(3)D的一种芳香族同分异构体需要满足的条件是酸性条件下水解得到3种产物均有2种不同化学环境的氢原子,其中一种产物遇FeCl3溶液显色,可知D的同分异构体含有两个酯基,且水解产物含有酚羟基。均有2种不同化学环境的氢原子,可知该同分异构体高度对称,符合条件的结构简式为:,
故答案为:;
(4)在合成路线中,使用(CH3)3CNH CH2Ph时,苄基可先参与反应引入,后通过催化加氢移除,避免直接用(CH3)3CNH2可能导致的复杂副产物,故答案为:使用(CH3)3CNH CH2Ph引入苄基可保护氨基,提高反应选择性,且后续易通过加氢脱除,便于目标产物合成,减少副产物的生成;
(5)结合题意和本题题干中的合成路线可知:中的酚羟基与发生酯化反应,生成,中的醛基在被催化氧化生成羧基得到,在AlCl3作用下生成,与H2加成生成,中的醇羟基和羧基脱水缩合生成目标产物,故答案为:。
4.氯喹(CQ)除具有抗疟作用外,还可用于抗炎、抗病毒、抗肿瘤治疗。氯喹的一种合成路线如下(略去部分试剂和条件):
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是______。(单选)
A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(2)C分子中N的杂化方式为 。(单选)
A.sp3 B.Sp2 C.sp
(3)CQ分子中手性碳原子数是______。(单选)
A.0 B.1 C.2 D.3
(4)写出反应中第一步的化学方程式: 。
(5)写出G的结构简式 。
(6)根据题干信息设计由甲苯合成的合成路线(无机试剂任选) 。流程图的表示方法为:原料中间产物目标产物
【答案】(1)D
(2)A
(3)B
(4)
(5)
(6)
【分析】起始物A是含有氯原子和硝基的苯环结构,在Fe/NH4Cl条件下反应,将硝基(-NO2)还原为氨基(-NH2),得到B(C6H6ClN),属于还原反应。B在100℃条件下发生反应②生成C,这是取代反应。B中氨基的氮原子上有孤对电子,具有亲核性,生成C含氮和酯基结构。C与二苯醚在260℃反应生成D。二苯醚作为一种亲电试剂或者提供反应活性环境的试剂参与反应,使得C分子进一步发生环化反应,生成具有新的多环结构的D,同时D中含有羟基和酯基等官能团。在NaOH溶液中,D中的酯基发生水解反应,生成羧酸盐和相应的醇。然后加入HCl进行酸化,羧酸盐转化为羧酸,生成E。此过程实现了酯基到羧基的转化。E在250℃下反应生成F。由于E含有羧基等官能团,在高温下羧基可能以二氧化碳的形式脱去,同时分子内的原子或基团发生重排,形成F的结构。F中含有氯原子和含氮杂环等结构。F与POCl3在加热条件下反应生成G。POCl3是一种常用的氯化试剂和脱水剂。在此反应中,使F中的羟基被氯原子取代,增加氯原子数目,得到G。G与特定的胺类化合物在加热条件下反应生成氯喹(CQ)。氨基进攻G中与氯原子相连的碳原子,发生亲核取代反应,最终生成目标产物氯喹(CQ)。
【详解】(1)在A→B的反应中,A中-NO2(硝基)变为B中的-NH2(氨基),氮元素化合价降低。
A.取代反应是原子或原子团的替换,不符合A→B反应特点,A错误;
B.加成反应是不饱和键两端原子直接加上其他原子或原子团,不符合A→B反应特点,B错误;
C.氧化反应是失电子、化合价升高的反应,不符合A→B反应特点,C错误;
D.还原反应是得电子,化合价降低的反应,符合A→B反应特点,D正确;
综上,答案是D。
(2)C分子中N原子形成3个σ键,有一对孤电子对,价层电子对数= 3+1=4。根据杂化轨道理论,价层电子对数为时4,N原子采取sp3,所以A正确。
(3)手性碳原子是连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子。观察CQ分子结构,只有1个碳原子满足此条件,即连接-NH-的那个饱和碳原子,它连接了-NH-、甲基、氢原子以及-CH2-等不同基团,所以B正确。
(4)反应①是在Fe/NH4Cl条件下,A(含硝基的氯苯)发生还原反应。化学方程式为:。
(5)从反应流程看,F在POCl3加热条件下反应生成G,G再与后续物质反应生成CQ。根据反应前后结构变化,G的结构简式为:。
(6)以甲苯为原料合成目标产物。首先甲苯发生硝化反应引入硝基,再还原硝基得到氨基,然后通过类似题中反应流程构建含氮杂环等步骤,合成路线如下:。
5.有机物W的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)X的分子式为 ,分子中采用sp2与sp3杂化的原子个数之比为 。
(2)下列有关Y的说法错误的是 (填标号)。
a. 按碳骨架分类,Y属于脂环烃
b. 分子中含有2个手性碳原子
c. 五元环上的一氯代物有3种
d. 分子中的C-O键、O-H键在化学反应中易断裂
(3)Z中只含碳、氢、氧三种元素,其分子模型如图所示(图中小球表示原子,球与球之间的短线代表单键或双键)。Z中的极性键有 种,所含官能团的名称为 。
(4)有机物A属于醇类,其结构简式为 ;符合下列条件的W的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含-COOH和-CHO; ②含五元碳环结构
【答案】(1) C6H10O 2:5
(2)ac
(3) 4 羧基、酮羰基
(4) CH3OH 3
【分析】X与通过两步反应转化为Y,Y与KMnO4发生氧化反应生成Z,Z与CH3OH发生酯化反应生成W,据此回答。
【详解】(1)根据结构简式可知X的分子式为C6H10O;双键的碳原子采取sp2杂化,则采用sp2杂化的有2个C,饱和碳原子采取sp3杂化,O原子有2条σ键,两对孤对电子,故有4个C与1个O采取sp3杂化,分子中采用sp2与sp3杂化的原子个数之比为2:5;
(2)a.Y中含氧元素,不属于烃,a错误;
b.分子中含有2个手性碳原子,分别是与-OH相连C和与-CH2OH相连C,如图:,b正确;
c.五元环没有对称结构,所以环上的一氯代物有5种,c错误;
d.分子中的C-O键断裂能发生消去反应,O-H键断裂能发生酯化反应,d正确,
故选ac;
(3)根据图可知,物质为Z为,极性键有C-O、O-H、C=O、C-H共4种;所含官能团的名称为羧基、酮羰基;
(4)根据分析可知A为CH3OH;含-COOH和-CHO且含五元碳环结构,符合该条件的W的同分异构体有:、、,共3种(不考虑立体异构)。
6.有机化合物()是一种食用香料,可用淀粉为原料,合成路线如图:
请回答下列问题:
(1)A为C6H12O6,所含官能团的名称为 。
(2)B→C反应的化学方程式是 。
(3)D具有酸性,写出D与NaHCO3反应的化学方程式: 。
(4)反应Ⅱ为酯化反应,写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(5)4.6gB与足量钠反应,能生成标准状况下H2的体积为 L。
(6)下列说法不正确的是 (填字母)。
a.淀粉分子式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子
b.反应Ⅰ为水解反应
c.E分别于足量的Na和NaOH反应,消耗的Na和NaOH的物质的量相等
d.D、E互为同系物
【答案】(1)羟基、醛基
(2)
(3)CH3COOH+NaHCO3=H2O+CO2↑+CH3COONa
(4)CH3CH(OH)COOH+CH3COOH+H2O
(5)1.12L
(6)cd
【分析】由有机物的转化关系可知,淀粉在酸性条件水解生成葡萄糖,则A为葡萄糖;葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇,铜作催化剂作用下乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛,则C为乙醛;催化剂作用下乙醛与氧气共热发生反应生成乙酸,则D为乙酸;由的结构可知,E为2-羟基丙酸,在浓硫酸作用下2-羟基丙酸与乙酸共热发生酯化反应生成。
【详解】(1)由分析可知,A为葡萄糖,官能团为羟基和醛基;
(2)B→C的反应为铜作催化剂作用下乙醇与氧气共热发生反应生成乙醛和水,反应的化学方程式为;
(3)D为乙酸,乙酸溶液与碳酸氢钠溶液反应生成乙酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为CH3COOH+NaHCO3=H2O+CO2↑+CH3COONa;
(4)反应Ⅱ为浓硫酸作用下2-羟基丙酸与乙酸共热发生酯化反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O;
(5)乙醇与金属钠反应生成乙醇钠和氢气,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,则4.6g乙醇即0.1molCH3CH2OH,完全反应生成标准状况下氢气的物质的量为0.05mol,则标准状况下氢气的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L;
(6)a.淀粉是分子式为(C6H10O5)n的天然有机高分子化合物,故a正确;
b.由分析可知,反应Ⅰ为酸性条件下淀粉发生水解反应生成葡萄糖,故b正确;
c.由分析可知,E为2-羟基丙酸,2-羟基丙酸分子中含有羟基和羧基,羟基只能与钠发生反应,羧基能与Na和NaOH反应,分别于足量的Na和NaOH反应,消耗Na和NaOH的物质的量之比为2∶1,故c错误;
d.结构相似,分子组成相差1个或若干个-CH2的有机物,互为同系物,D中只含有羧基,E含有羧基和羟基,二者不互为同系物,故d错误;
故选cd。
7.碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。二氧化碳和氢气按一定的体积比混合,在一定条件下可以制得烯烃,该技术已经成为节能减碳实现“零排放”的有效途径之一、如图是合成橡胶和TNT的路线。
回答下列问题:
(1)TNT的结构简式为 。
(2)写出反应①的化学方程式 ;烯烃B与Cl2反应的化学反应方程式 。
(3)C8H9Cl含有的官能团的名称为 ;E的结构简式为 ;反应②反应类型 。
【答案】(1)
(2)
CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl
(3) 碳氯键 CH2=CH-CH=CH2 取代反应
【分析】根据题干分析可得烃A为甲苯(),烯烃B为乙烯(CH2=CH2),有机物C为1,2-二氯乙烷(CH2Cl-CH2Cl),有机物D为苯乙烯(),有机物E为1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2),流程如下图所示:
【详解】(1)TNT的名称是2,4,6-三硝基甲苯,具体结构简式如下:;
(2)①过程为苯环上的硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,反应方程式为,烯烃B(乙烯)与Cl2发生加成反应的化学反应方程CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl;
(3)C8H9Cl的结构为含有的官能团的名称为碳氯键或氯原子;有机物E为1,3-丁二烯结构简式为CH2=CH-CH=CH2;反应②为取代反应,反应方程式为:
+→+HCl。
8.以烯烃A、D为原料合成某药物中间体K,其流程如图:
已知:(R表示烃基,X表示卤素原子)。
回答下列问题:
(1)B所含官能团名称是 。
(2)H→I的反应类型是 。
(3)K的结构简式为 。
(4)已知E、F与新制氢氧化铜悬浊液共热都产生砖红色沉淀,写出反应F→G的化学方程式: 。
(5)M与I为同分异构体,符合下列条件的M的结构有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱显示只有3组峰,且峰面积之比为的结构简式为 。
①分子中含有三个甲基;②能与足量的碳酸氢钠溶液反应生成标准状况下的气体44.8L。
(6)参照上述合成路线,设计以乙醇和为原料制备2,2-二乙基丙二酸(结构简式:)的合成路线 (无机试剂任选)。
【答案】(1)碳碳双键、溴原子
(2)酯化反应
(3)
(4)
(5) 3
(6)
【分析】由A的分子式以及A与溴单质反应生成B,则A→B发生1、4加成,则A为1,3−丁二烯;由B与氢气发生加成反应生成C,则C为;由D的分子式C3H6,以及与氧气发生氧化反应生成E可知D为,E为;结合F的相对分子质量可知F为HOCH2CH2CHO;F与氧气在Cu作催化剂下发生催化氧化生成G,结合G的分子式可知G的结构简式为OHCCH2CHO;G与银氨溶液反应在酸化得到分子式为HOOCCH2COOH,则H的结构简式为HOOCCH2COOH;H与乙醇在浓硫酸的作用下发生酯化反应生成分子式为C7H12O4的I,I的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;I与C反应生成J;J再酸化、加热、脱去二氧化碳的到K为;据此分析解题。
【详解】(1)由B的结构式可知,B中所含官能团有碳碳双键以及溴原子,故答案为:碳碳双键、溴原子。
(2)据分析可知,H与乙醇在浓硫酸的作用下发生酯化反应生成分子式为C7H12O4的I,故答案为酯化反应。
(3)已知:,又J为,J再酸化、加热、脱去二氧化碳的到K为,故答案为。
(4)F为HOCH2CH2CHO,G为OHCCH2CHO,反应F→G的化学方程式为,故答案为。
(5)I的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,①分子中含有三个甲基;②能与足量的碳酸氢钠溶液反应生成标准状况下的气体44.8L,说明含有2个羧基,满足的M有 ,共3种,其中核磁共振氢谱显示只有3组峰,且峰面积之比为9︰2︰1的结构简式为,故答案为3;。
(6)由I和C生成J的反应设计以乙醇和为原料制备2,2-二乙基丙二酸(结构简式:)的合成路线为,故答案为。
9.功能高分子P的合成路线如下。
已知:RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
下列说法正确的是
A.H中含有碳碳双键
B.F的结构简式为CH3CH=CHCHO
C.C→D为消去反应
D.仅用蒸馏水不能区分A和E
【答案】B
【分析】由高分子P的结构简式可知,D和H两物质分别为、,由反推可知C为,则C→D的反应为卤代烃的水解反应,反推可知B为,则A为;由H的结构简式及F→G的条件可知G为CH3CH=CHCOOH,则F为CH3CH=CHCHO,由已知的反应可知E为乙醛,据此解答。
【详解】A.由分析可知,H中没有碳碳双键,故A错误;
B.由分析可知,F的结构简式为CH3CH=CHCHO,故B正确;
C.C→D的反应为卤代烃的水解反应,也是取代反应,故C错误;
D.A为甲苯,不溶于水,E为乙醛,能跟水以任意比互溶,可以用蒸馏水区分A和E,故D错误;
故答案选B。
10.一种新型聚合物G的合成路线如图所示:
已知:酯可以发生醇解反应(也叫酯交换反应),如:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为 。
(2)①和③的反应类型分别为 、 。
(3)②和③不能调换顺序的原因是 。
(4)⑥的化学方程式为 。
(5)C的同分异构体有多种。其中苯环上含6个取代基,且4个为羟基的化合物结构有 种(不考虑立体异构),这些化合物中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为 。
(6)2-甲氧基苯甲酸()可用于有机合成、防腐消毒、香料、医药等,参照上述合成路线,设计以邻羟甲基苯酚()和一碘甲烷为原料制备2-甲氧基苯甲酸的合成路线 。
【答案】(1)对苯二酚
(2)加成反应 氧化反应
(3)酚羟基易被氧化
(4)nHOCH2CH2OH+n+(2n-1)CH3OH
(5) 9
(6)
【分析】A和甲醛发生加成反应生成B,B中酚羟基的H被甲基取代生成C,C发生醇的催化氧化生成D,D中醛基发生氧化反应生成E,E和甲醇发生酯化反应生成F,由E到F的条件可知,F的结构简式为,F和乙二醇发生缩聚反应生成G;
【详解】(1)化合物A中2个酚羟基处于对位,名称为对苯二酚;
(2)根据分析,①和③的反应类型分别为加成反应、氧化反应;
(3)③的反应类型为氧化反应,酚羟基易被氧化,因此②和③不能调换顺序;
(4)F和乙二醇发生缩聚反应生成G,⑥的化学方程式为
nHOCH2CH2OH + n+(2n-1)CH3OH;
(5)苯环上含6个取代基,其中4个为羟基的结构,剩下两个取代基为①甲基和或-CH2CH2CH3;②两个乙基,并且两个取代基的位置分别有邻、间、对三种,故共有3×3=9;其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为;
(6)与CH3I发生取代反应生成,发生氧化反应生成,进一步氧化得到,合成路线为。
11.化合物G具有延缓衰老、预防心血管疾病等功效,其合成路线如下:
(1)B的分子式为C7H10N2,A→B的反应类型为 。
(2)C的分子式为C7H8O2,则C的结构简式为 。
(3)E→F的转化会经过如下过程:
①X中“*”标记的碳原子杂化类型为 。
②Y→F时,除F外还有一种生成物,该生成物的结构简式为 。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式: 。
不能发生银镜反应;碱性条件下水解后酸化,生成两种有机产物,其中一种产物分子中含两个苯环,且有3种不同化学环境的氢原子,另一种产物分子中有2种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:+R〞CHO(R、Rˊ、R〞为烃基或氢原子)。写出以、、HCHO、P(OC2H5)3 P(OC2H5)3和NBS为原料制备的合成路线流程图 (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1)还原反应
(2)
(3)sp3
(4)
(5)
【分析】由流程图得,A()在Fe/H+条件下发生反应生成B,B的分子式为C7H10N2,则可推知B为,B在1)NaNO2/HCl,2)H2O/加热下反应生成C,C的分子式为C7H8O2,可推知C为,C与(CH3O)2SO2在NaOH中发生取代反应生成D,D与NBS发生取代反应生成E,E与在PO(OC2H5)3下反应生成F,F与BBr3发生取代反应生成G,据此回答。
【详解】(1)由分析知,A()在Fe/H+条件下发生反应生成B,B的分子式为C7H10N2,则可推知B为,A→B的反应类型为还原反应;
(2)由分析知,C的结构简式为;
(3)①由X得结构可知,带“*”标记的碳原子上由3个σ和1对孤电子对(得到1个电子),故杂化类型为sp3;
②对比Y和F的结构可知,Y→F时,除F外还有一种生成物,该生成物的结构简式为;
(4)不能发生银镜反应,故不含有醛基或甲酸酯;碱性条件下水解后酸化,生成两种有机产物,其中一种产物分子中含两个苯环,且有3种不同化学环境的氢原子,另一种产物分子中有2种不同化学环境的氢原子的F的同分异构体为;
(5)已知:+R〞CHO+H2O (R、Rˊ、R〞为烃基或氢原子)以、、HCHO、P(OC2H5)3和NBS为原料制备,与NBS发生取代反应生成,与在PO(OC2H5)3反应生成,与HBr发生加成反应生成,先水解生成,在Cu的催化下氧化生成,与HCHO在碱性条件下发生已知反应生成,合成路线流程图为
。
12.佳味醇是一种重要的有机合成中间产物,也可直接作农药使用。如图是以苯酚为原料合成佳味醇的流程
已知:①(为一种有机溶剂);
②。
回答下列问题:
(1)B的分子式为C3H5Br,B的结构简式为 。
(2)A到B反应的反应类型为 。
(3)由C→佳味醇的化学方程式为 。
(4)D是化合物B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱显示有2种不同化学环境的氢,且峰面积之比为4︰1,D的结构简式为 。
(5)化合物B经过下列转化,可合成用于制造树脂、合成橡胶乳液的有机原料丙烯酸。
i.完成从F到丙烯酸的合成路线: 。
ii.设置反应②的目的是 。
【答案】(1)CH2=CHCH2Br
(2)取代反应
(3)
(4)
(5) 保护目标产物中的碳碳双键(或防止碳碳双键被氧化)
【分析】根据A的生成物的结构简式可看出苯酚和溴反应时,溴原子在羟基的对位上,即A的结构简式为,结合B和A反应生成产物的结构简式可知,B为CH2=CHCH2Br,根据已知信息①可知C的结构简式是,由信息②可知佳味醇的结构简式是,据此分析;
【详解】(1)B的分子式为C3H5Br,结合B和A反应生成产物的结构简式可知,B为CH2=CHCH2Br;
(2)A分子中羟基上的氢原子被CH2=CHCH2Br中的烃基取代生成和HBr,该反应的反应类型为取代反应;
(3)发生信息②的反应生成,化学方程式为;
(4)D是化合物B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱显示有2种不同的化学环境的氢,且峰面积比为4∶1,说明化合物D中这2种不同化学环境的氢原子个数比为4∶1,符合条件的D的结构简式为:;
(5)B的结构简式是CH2=CHCH2Br,B发生水解反应生成的E为CH2=CHCH2OH,E和HBr发生加成反应生成F,F的结构简式是CH2=CH(Br)CH2OH,F发生催化氧化生成CH3CH(Br)CHO,产物继续被氧化、酸化生成CH3CH(Br)COOH,最后通过消去反应生成CH2=CHCOOH,所以合成路线为:;因为在氧化羟基的同时碳碳双键也易被氧化,所以为了保护碳碳双键才设置反应②。
13.内酯类化合物是许多食品风味的关键气味物质之一,某内脂(G)的一种合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E中所含官能团的名称为 。
(2)C→D的反应条件X为 ;B→C的反应类型为 。
(3)D→E的化学方程式为 。
(4)F→G会有副产物H生成,H与G互为同分异构体,则H的结构简式为 。
(5)A的二溴代物有 种,写出核磁共振氢谱有2组峰的结构简式: 。
(6)参考上述合成路线,设计以丙酮和乙酸为原料合成的路线,无机试剂任选: 。
【答案】(1)环己酮 酯基和(酮)羰基
(2)NaOH水溶液、加热 取代反应
(3)+(CH3CO)2O→+CH3COOH
(4)
(5) 9
(6)(其他合理答案也可)
【分析】A与CH3I发生取代反应生成B,B与Br2发生取代反应生成C,结合D的分子式可知,C发生卤代烃的水解反应生成D,D的结构简式为:,则条件X为NaOH水溶液、加热,D和(CH3CO)2O发生取代反应生成E,E发生羰基的加成反应生成F,F发生消去反应生成G,据此解答。
【详解】(1)由A、E的结构简式可知,A的化学名称为环己酮,E中所含官能团的名称为酯基和(酮)羰基;
(2)根据D的分子式推断,D的结构简式为,C→D是卤代烃的水解反应,则反应条件X为NaOH水溶液、加热;B与Br2发生取代反应生成C,则B→C的反应类型为取代反应;
(3)D和(CH3CO)2O发生取代反应生成E,结合D和E的结构简式可知, D→E的化学方程式为:+(CH3CO)2O+CH3COOH;
(4)F中的羟基可以和另一个β氢发生消去反应,副产物H与G互为同分异构体,则H的结构简式为;
(5)环己酮的二溴代物有(*表示第二个Br的可能位置)、(*表示第二个Br的可能位置)、,共9种;核磁共振氢谱有2组峰,即有2种等效氢,说明其结构高度对称,其结构简式为;
(6)目标产物的结构简式与F结构类似,则需要构建类似E中的酮羰基和酯基,而所给原料中丙酮含有羰基,乙酸含有羧基,再构建一个羟基即可,故思路为丙酮发生类似B→C的取代反应生成,再发生卤代烃的水解反应即可得到,再与乙酸发生酯化反应得到,再发生E→F的反应得到目标产物,则具体合成路线为:
14.有机物G是治疗疼痛的药物,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A分子中碳原子的杂化方式有 种。
(2)在B的命名中,若将苯环看作取代基,则B的化学名称为 。
(3)B→C的反应需经历B→X→C的过程,已知X的分子式为C10H12O3。
①C中官能团的名称为 。
②X的结构简式为 。
③B→X的反应类型为 。
(4)C→D另一反应物和反应条件分别为 、 。
(5)分子中含有的C的芳香族同分异构体有 种(不含立体异构)。
(6)以、为原料制备的合成路线如下图示。X的结构简式为 。
CH3CH2OHCH2=CH2BrCH2CH2BrX
【答案】(1)3
(2)2-苯基丙酸
(3) 羧基、碳溴键 加成反应
(4) CH3OH 浓硫酸、加热
(5)14
(6)
【分析】(A)在1)NaOH、2)HCl作用下转化为(B),先与甲醛加成,再与HBr取代转化为(C),与甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成(D),与反应生成(E),在HBr、HOAC条件下转化为(F),在一定条件下将羧基转化为羧酸钠生成(G)。
【详解】(1)苯环上碳原子杂化方式为sp3,含有饱和碳原子,杂化方式为sp3,-CN中碳的杂化方式为sp,故共有3种杂化方式。
(2)的名称为2-苯基丙酸。
(3)①的官能团为羧基、碳溴键。
②X的分子式为C10H12O3,根据C的结构简式可知,X的结构简式为。
③B→C的反应需经历B→X→C的过程,B的分子式为C9H10O2、X的分子式为C10H12O3,甲醛的分子式为H2CO,对比三者分子式,9+1=10、10+2=12、2+1=3,所以B→X的反应类型为加成反应。
(4)根据分析可知,C→D需要条件为甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成D。
(5)由条件知,苯环可能为一取代、二取代或三取代。若为一取代,同分异构体有2种:、,若为二取代,同分异构体有6种:(邻、间、对,3种),(邻、间、对,3种),若为三取代,当两个甲基处于邻、间、对时,同分异构体分别为2、3、1种,共6种,综上所述,符合条件的同分异构体共14种。
(6)乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,根据D→E→F,1,2-二溴乙烷和发生取代反应生成,发生取代反应生成,故X为。
15.以化合物A为原料制备一种药物中间体J的合成路线如下。
回答下列问题:
(1)化合物F在核磁共振氢谱上有 组吸收峰。
(2)A→B,F→G的反应类型分别为 、 。
(3)H中的含氮官能团的名称是 。
(4)化合物A沸点 的沸点(填“高于”“低于”)
(5)E→F的化学反应方程式 。
(6)从官能团转化的角度解释化合物Ⅰ转化为J的过程中,先加碱后加酸的原因 。
(7)参照以上合成路线,若以为原料制备(其他试剂自选),则其合成路线为 。
【答案】(1)4
(2)取代反应 还原反应
(3)酰胺基
(4)低于
(5)+HNO3(浓) +H2O
(6)提高化合物I的转化率。
(7)
【分析】A发生取代反应生成B,B和氯气发生取代反应生成C,C发生水解反应生成D,D和甲醇发生酯化反应生成E为,E发生硝化反应生成F,F发生还原反应生成G,G和CH2ClCOCl发生成环反应生成H,H和CH3I发生取代反应生成I为,I发生水解反应,然后酸化得到J;
【详解】(1)化合物F没有对称轴,每个氢原子都不相同,在核磁共振氢谱上有4组吸收峰。
(2)A发生取代反应在苯环引入-SO3H生成B,F中硝基还原为氨基得到G,故分别为取代反应、还原反应;
(3)由结构,H中的含氮官能团的名称是酰胺基。
(4)化合物A沸点低于的理由是形成分子间氢键,使沸点更高;而物质A形成分子内氢键,沸点较低。
(5)E→F的反应为在苯环引入硝基的硝化反应,化学反应方程式+HNO3(浓) +H2O。
(6)化合物I转化为J的过程中,氨基氢被取代生成HI,HI能和氢氧根离子反应,促进反应的进行,故先加碱后加酸的原因是提高化合物I的转化率。
(7)以为原料制备,先发生硝化反应生成,发生题干中的还原反应生成,和发生题目G到H成环反应生成产物,其合成路线为
16.下列为合成聚合物F的路线图:
已知:HCHO+RCH2CHO→
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称是 ,C的系统命名为 。
(2)B+D→E的反应类型是 ,检验B中所含官能团所用的试剂有 。
(3)C生成D的化学方程式为 。
(4)G物质的相对分子质量比的相对分子质量大2,则符合下列条件的G的同分异构体有 种。
①分子中含有苯环,且苯环上有两个取代基;
②遇氯化铁溶液变紫色。
(5)已知烯烃与HBr的加成在催化剂AIBN作用下,可发生反马氏加成。
请利用上述已知信息,从苯乙烯出发,不使用其他有机试剂(无机试剂均可),合成 。
【答案】(1)碳碳双键、醛基 1,2-二溴丙烷
(2)取代反应(或酯化反应) 碳酸氢钠(或碳酸钠)溶液、溴水
(3)
(4)3
(5)
【分析】由题干合成流程图可知,根据已知信息可知和HCHO反应生成A为,与新制Cu(OH)2反应后酸化得到B为:,由F的结构简式推知E的结构简式为:,由B和E的结构简式可知,D的结构简式为:CH3CH(OH)CH2OH,由C到D的反应条件可知,C的结构简式为:CH3CHBrCH2Br,故C3H6的结构简式为:CH3CH=CH2,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知, A的结构简式为,则A分子中存在的官能团为碳碳双键和醛基,C是丙烯加成后得到的产物CH3CHBrCH2Br,其名称为1,2-二溴丙烷,故答案为:碳碳双键和醛基;1,2-二溴丙烷;
(2)由分析可知,B+D→E是酸与醇反应生成酯和水,则该反应的反应类型是酯化反应,也属于取代反应;由分析可知,B为,分子中含有羧基和碳碳双键两种官能团,检验羧基可用碳酸钠或者碳酸氢钠溶液,观察到产生大量的无色气泡,检验碳碳双键则用溴水,可观察到溶液褪色,故答案为:酯化反应或取代反应;碳酸钠或者碳酸氢钠溶液、溴水;
(3)由分析可知,C为CH3CHBrCH2Br,D为CH3CH(OH)CH2OH ,故C生成D发生的是水解反应,方程式为;
(4)G物质的相对分子质量比的相对分子质量大2,说明结构中多了2个H,且遇到氯化铁溶液显紫色,说明结构中存在酚羟基,苯环上有两个取代基,那么结构为苯环上连接乙基和酚羟基,有邻、间、对三种结构,故同分异构题有3种,故答案为:3。
(5)由氧化得到,由发生取代反应得到,可以由与HBr加成反应得到,故合成路线为:。
17.化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A→B中使用MnO2而不使用KMnO4(H+)的原因是 。
(2)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 。(填标号)。
a.CH3OCH3 b.CH3CH2OH c. d.CH3COOH
(3)化合物H的分子式为C31H26N2O,则其结构简式为 。
(4)J是相对分子质量比D少14的一种有机物,写出同时满足下列条件的J的一种链状同分异构体的结构简式: 。
①含有1个手性碳原子②含有2个碳碳三键且不含甲基
(5)写出以和CH3Br为原料制备的合成路线流图(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)防止B中的醛基被进一步氧化
(2)bcd
(3)
(4)或
(5)
【分析】G中含有羟基,羟基易被MnO2氧化为羰基,化合物H的分子式为C31H26N2O,可知G中羟基氧化为羰基,H结构简式为。
【详解】(1)KMnO4(H+)的氧化性大于MnO2,为防止B中的醛基被进一步氧化,A→B中使用MnO2而不使用KMnO4(H+)。
(2)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应,HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等,CH3CH2OH、CH3COOH含有-OH,含有N-H键,为防止F与CH3CH2OH、 、CH3COOH反应, E→F反应中,不能用作反应溶剂的是bcd。
(3)G中含有羟基,羟基被MnO2氧化为羰基生成H,化合物H的分子式为C31H26N2O,其结构简式为。
(4)J是相对分子质量比D少14的一种有机物,即J分子比D少1个CH2,分子式为C7H9N,①含有1个手性碳原子,②含有2个碳碳三键且不含甲基,满足条件的J的链状同分异构体的结构简式为或。
(5)被二氧化锰氧化为,CH3Br和Mg反应生成CH3MgBr,与CH3MgBr反应生成,被二氧化锰氧化为,与CH3MgBr反应生成,合成路线为
18.一种酪氨酸酶活性抑制剂I()的合成路线如图所示:
已知:Ⅰ.;
Ⅱ.。
回答下列问题:
(1)原料中官能团名称为 ;A→B的化学方程式为 。
(2)C的结构简式为 ;含酚羟基且能发生银镜反应C的同分异构体有 种。
(3)D→E的反应类型 ;F完全水解能得到 种有机物。
(4)下列说法错误的是 (填标号)。
a.原料作用是保护酚羟基
b.检验B中是否含有A的试剂可用溶液
c.A和I互为同系物
d.1molI和足量溴水反应时,最多消耗
(5)以E一步制备J,利用J和I进行对比实验,实验确认异戊烯基()不是抑制酪氨酸酶活性的关键药效团。J的结构简式为 。
【答案】(1) 碳氯键或氯原子、醚键
(2) 13
(3)还原反应 2
(4)cd
(5)
【分析】A的分子式为C7H6O3,不饱和度为5,与ClCH2OC2H5发生取代反应生成B,B与C发生已知信息Ⅰ的反应生成D,结合D的结构简式可知,A为,B为,C为;结合E的分子式,其不饱和度为8,说明D→E发生的是还原反应,E的结构简式为,E和F发生取代反应生成G,G加热重排生成H,结合H的结构简式,以及加热重排的原理可知,G的结构简式为,H和盐酸、THF反应生成I,据此解答。
【详解】(1)原料ClCH2OC2H5中官能团名称为碳氯键或氯原子、醚键;A→B发生取代反应,同时生成小分子的HCl,化学方程式为;
(2)由分析可知,C结构简式为;含酚羟基且能发生银镜反应,若含有两个取代基,可以是,有邻、间、对三种同分异构体,若含有三个取代基,可以是,三个不同的取代基在苯环上有10种同分异构体,共计13种同分异构体;
(3)D的不饱和度为10,E的不饱和度为8,E比D还少了一个氧原子,则D→E发生的是还原反应,F中含有两个酯基,完全水解后得到、、H2CO3,属于有机产物的有2种;
(4)a.A→B中酚羟基先发生取代反应,到最后H→I的反应又重新生成酚羟基,可见原料ClCH2OC2H5作用是保护酚羟基,a正确;
b.酚羟基与FeCl3溶液发生显色反应,B不含有酚羟基,A中含有酚羟基,故可用FeCl3溶液检验B中是否含有A,b正确;
c.A和I官能团数量不相同,种类也不相同,不互为同系物,c错误;
d.1molI的酚羟基有3mol邻、对位的H原子能与Br2发生取代反应、1mol碳碳双键能与Br2发生加成反应,故1molI和足量溴水反应时,最多消耗4molBr2,d错误;
故选cd;
(5)由分析可知,E的结构简式为,要确认异戊烯基不是抑制酪氨酸酶活性的关键药效团,则J中不含有异戊烯基,其他结构与I相同,则E→J发生的是取代反应,J的结构简式为。
19.治疗慢性阻塞性肺病的药物恩塞芬汀的中间体K的合成路线如下。
已知:ⅰ.;ⅱ.。
(1)A和B均能使紫色石蕊试液变红,B中官能团的名称是 。
(2)的化学方程式是 。
(3)的过程中,E先与试剂a反应生成钠盐X,X再与发生取代反应得到F.试剂a的最佳选择是 (填字母序号)。
a.Na b.Na2CO3 c.NaHCO3
(4)的反应类型是 。
(5)H的结构简式是 。
(6)J分子中含有两个六元环,除醚键外,还含有一种官能团。J的结构简式是 。
(7)的反应可按如下过程分析:
①中间体2的结构简式是 。
②该条件下,由中间体2生成K的过程中还可能生成一种副产物,与K互为同分异构体。该副产物的结构简式是 。
【答案】(1)羧基、氯原子(碳氯键)
(2)
(3)b
(4)氧化
(5)
(6)
(7)
【分析】由流程题可得,A与Cl2发生取代反应生成B,B与NaCN发生反应生成,由的结构,结合A和B均能使紫色石蕊试液变红、A和B的分子式可推知A为CH3COOH,B为CH2ClCOOH,在酸性条件下加热生成C,由C的分子式可推知C为,C与CH3OH在浓H2SO4、加热发生酯化反应生成D,由D的分子式可推知D为;E→F的过程中,E先与试剂a反应生成钠盐X,X再与CH3I发生取代反应得到F,F与O2在Cu的催化下加热发生氧化反应生成G,由G的结构和E、F的分子式,可推知E为,F为,由于酸性:H2CO3>苯酚>HCO3-,故试剂a的最佳选择为Na2CO3,G与CH3NH2发生已知反应ⅰ.,再还原可得H,由H的分子式可推知H为,H在一定条件下生成I,I与D在催化剂下反应生成J,J分子中含有两个六元环,除醚键外,还含有一种官能团,可推知J的结构为,J发生已知ⅱ.反应生成K,据此回答。
【详解】(1)由分析知,B的结构为CH2ClCOOH,官能团的名称羧基、氯原子(碳氯键);
(2)C为,C与CH3OH在浓H2SO4、加热发生酯化反应生成D,由D的分子式可推知D为,化学方程式为;
(3)由分析知,试剂a的最佳选择为Na2CO3,故选b;
(4)由分析知,与O2在Cu的催化下加热发生氧化反应生成G,反应类型为氧化反应;
(5)由分析知,H的结构简式是;
(6)J分子中含有两个六元环,除醚键外,还含有一种官能团,结合D与I的结构即J的分子式,可推知J的结构为;
(7)由J→K的反应可按如下过程分析为:;
①中间体2的结构简式是;
②该条件下,由中间体2生成K的过程中还可能生成一种副产物,与K互为同分异构体。该副产物的结构简式是。
试卷第34页,共60页
试卷第35页,共60页
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