内容正文:
非选择题
1.(2025·安徽卷)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________;B→C的反应类型为________。
(2)已知A→B反应中还生成(NH4)2SO4和MnSO4,写出A→B的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(—CH2OH),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______________________。
(4)下列说法错误的是________(填标号)。
a.A能与乙酸反应生成酰胺
b.B存在2种位置异构体
c.D→E反应中,CCl4是反应试剂
d.E→F反应涉及取代过程
(5)4,4′二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮(PESEK)。写出PESEK的结构简式:_______________________________________。
+PESEK
(6)制备PESEK反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是_____________________________________________________________________。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,MCPBA)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯甲酯的合成路线:________________________________________________________________________
_______________________________________________________(其他试剂任选)。
2.(2025·江苏卷)G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中,与2号碳相比,1号碳的C—H键极性相对________(填“较大”或“较小”)。
(2)D→E会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物,其结构简式为________________________________________________________________________。
(3)E分子中含氧官能团名称为醚键、羰基和________,F分子中手性碳原子数目为________。
(4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
①含有3种不同化学环境的氢原子;②碱性条件下水解后酸化,生成X和Y两种有机产物,n(X)∶n(Y)=2∶1,X的相对分子质量为60,Y含苯环且能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图:____________(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
3.(2025·河北卷)依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物,其“一锅法”合成路线如下:
回答下列问题:
(1)Q中含氧官能团的名称:________、________、________。
(2)A→B的反应类型:________。
(3)C的名称:________。
(4)C→D反应中,在加热条件下滴加溴时,滴液漏斗末端位于液面以下的目的:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“一锅法”合成中,在NaOH作用下,B与D反应生成中间体E,该中间体的结构简式:____________________。
(6)合成过程中,D也可与NaOH发生副反应生成M,图甲、图乙分别为D和M的核磁共振氢谱,推断M的结构,写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式:______________。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含C===O键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
4.(2024·全国甲卷)白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为________。
(2)B的结构简式为________。
(3)由C生成D的反应类型为________。
(4)由E生成F的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知G可以发生银镜反应,G的化学名称为________。
(6)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象_______________________________
________________________________________________________________________。
(7)I的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
5.(2024·新课标卷)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ:ROHROSO2CH3+(C2H5)3N·HCl
已知反应Ⅱ:+―→+R4OH
R1为烃基或H,R、R2、R3、R4为烃基
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为______________;加入K2CO3的作用是___________________
________________________________________________________________________。
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是________。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用(C2H5)3N也能进行,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)E中含氧官能团名称是___________________________________________________。
(5)F的结构简式是________;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为C15H18F3NO4,其结构简式是_______________________________________________________________。
(6)G中手性碳原子是__________(写出标号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是________。
6.(2023·新课标卷)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是________。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有_____种。
(3)D中官能团的名称为__________、__________。
(4)E与F反应生成G的反应类型为________。
(5)F的结构简式为________。
(6)I转变为J的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为________。
7.(2023·全国乙卷)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知:。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是________。
(2)C的结构简式为________。
(3)D的化学名称为________。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为________。
(5)H的结构简式为________。
(6)由I生成J的反应类型是________。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有________种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为________。
8.(2023·湖北卷)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳________(填“π”或“σ”)键断裂。
(2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有________种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为________。
(3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为________、________。
(4)G的结构简式为________。
(5)已知:2+H2O,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β不饱和酮J,J的结构简式为________。若经此路线由H合成I,存在的问题有________(填字母)。
a.原子利用率低 b.产物难以分离
c.反应条件苛刻 d.严重污染环境
9.(2022·全国甲卷)用N杂环卡宾碱(NHC base)作为催化剂,可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线(无需考虑部分中间体的立体化学)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)反应②涉及两步反应,已知第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为____________。
(3)写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式____________。
(4)E的结构简式为________。
(5)H中含氧官能团的名称是________。
(6)化合物X是C的同分异构体,可发生银镜反应,与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸,写出X的结构简式__________。
(7)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的D′和G′的结构简式________、________。H′分子中有________个手性碳(碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳)。
10.(2021·全国卷Ⅱ)近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________。
(2)1 mol D反应生成E至少需要________mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称________。
(4)由E生成F的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为________。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有________(填字母)。
a.含苯环的醛、酮
b.不含过氧键(—O—O—)
c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路线_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.(2021·湖南卷)叶酸拮抗剂Alimta(M)是一种多靶向性抗癌药物。以苯和丁二酸酐为原料合成该化合物的路线如下:
回答下列问题:
已知:①++
②
(1)A的结构简式为________________;
(2)A→B,D→E的反应类型分别是________________,____________;
(3)M中虚线框内官能团的名称为a______________,b____________;
(4)B有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有________种(不考虑立体异构)
①苯环上有2个取代基 ②能够发生银镜反应 ③与FeCl3溶液发生显色发应。其中核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为________________;
(5)结合上述信息,写出丁二酸酐和乙二醇合成聚丁二酸乙二醇酯的反应方程式________________;
(6)参照上述合成路线,以乙烯和为原料,设计合成的路线_________________________________________________________
____________________________________________________________(其他试剂任选)。
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专题18 有机化学基础
题组一
1.解析 (1)由B的结构简式可知,其含氧官能团名称为酮羰基;B的不饱和度为5,C的不饱和度为4,属于加氢的反应,为还原反应;
(2)A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰,根据原子守恒,配平反应为+5H2SO4+4MnO2―→+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O;
(3)G是C的同分异构体,G的不饱和度为4,碳原子数为6,含有—CH2OH,则其不可能含有苯环,核磁共振氢谱只有两组峰,满足条件的结构简式为HOCH2—C≡C—C≡C—CH2OH;
(4)A中含有氨基,能和乙酸发生取代反应生成酰胺基,a正确;B的位置异构体只有1种,如图:,b错误;D→E的反应中,氟苯取代了CCl4中的两个氯原子,CCl4是反应物,c正确;E→F的反应中,涉及卤代烃的水解(取代)反应,d正确;故选b;
(5)H的结构简式为,与F发生缩聚反应时,H中羟基的O—H键断裂,F中的C—F键断裂,缩聚产物结构简式为;
(6)电负性:F>Cl,C—F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应,所以不选择对应的氯化物;
(7)根据已知的反应可知,得到苯甲酸苯甲酯,需要合成,模仿D→F的合成路线,苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成,再发生E→F的反应得到,具体合成路线为。
答案 (1)酮羰基 还原反应
(2)+5H2SO4+4MnO2―→+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O
(3)HOCH2—C≡C—C≡C—CH2OH
(4)b
(5)
(6)电负性:F>Cl,C—F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应
(7)
2.解析 A与B在甲醇钠和甲醇的作用下,脱去溴化氢,生成C,C水解并脱去羧基生成D,D在五氧化二磷催化下成环,生成E,E先经过酯化,再和乙二醇反应生成F,F被四氢铝锂还原生成G,详细流程为:
据此解答。
(1)1号碳与两个酯基相连,2号碳只与一个酯基相连,酯基具有吸电子效应,使与其相连的碳原子上的电子云密度降低,从而增强了C—H键的极性,因此1号碳的C—H键极性相对较大。
(2)由上述详细流程可知,D→E的反应是5号羧基与苯环上甲氧基同侧邻位碳上的H原子发生取代反应,而D中的4号羧基也可能发生类似反应,会生成含五元环的副产物。
(3)根据E的结构简式可知其含氧官能团还有羧基。F分子中只有与—COOCH3直接相连的碳原子是手性碳原子。
(4)G的分子式为C14H17O4Cl,其不饱和度为6。G的同分异构体在碱性条件下水解后酸化得到X和Y,且n(X)∶n(Y)=2∶1,Y含苯环且能与FeCl3溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,因此该同分异构体是X与Y形成的酯。X的相对分子质量为60,据此可知X为CH3COOH,因此该同分异构体中含有2个CH3COO—基团,该基团不饱和度为1,苯环的不饱和度为4,不饱和度共为6,则该同分异构体不含其他不饱和结构。其分子中含有17个H原子,且H原子只有3种不同化学环境,说明该分子具有高度对称性,2个CH3COO—在苯环上处于对称位置。如果Cl原子连在苯环侧链中的碳原子上,则无论如何安排都不能得到只含有3种不同化学环境的H原子的结构,所以Cl原子连在苯环上。除CH3COO—外,其他11个H原子只有2种不同化学环境,则应含有一个只有1种化学环境的H原子的取代基,该基团只能为—C(CH3)3,苯环上未被取代的2个对称的H原子作为第3种化学环境的H原子,由此可得符合条件的同分异构体为:、。
(5)根据目标产物逆向分析,目标产物为聚酯,其单体为和,其中可由先水解再酸化获得,而含有2个—CH2OH,流程中物质G含有—CH2OH结构,该结构是由—COOCH3被LiAlH4还原而来,则可由被LiAlH4还原而来,而可视为的亚甲基上的H原子被环己基取代,这一步骤与题给流程中A+B→C的反应类似,因此可由与在CH3ONa和CH3OH作用下反应生成,可由与HBr反应制得。具体合成路线为:
答案 (1)较大 (2)
(3)羧基 1
(4)、
(5)
3.解析 A含酚羟基,和氢氧化钠反应生成B为,羧基和氢氧化钠能发生中和反应,D含羧基和碳溴键,则B与D反应生成溴化钠和E,E为,E和F发生羟醛缩合反应生成G为,—COONa经酸化可转化为羧基,则G在氢氧化钠、加热下脱去溶剂THF、再酸化转化为Q。
(1)据分析,Q中含氧官能团的名称为羰基、醚键和羧基。
(2)A→B的反应中,酚羟基转化为—ONa,则反应类型为取代反应。
(3)根据C的结构简式,C的名称为异丁酸或2甲基丙酸。
(4)C→D反应中需加热,而溴为易挥发液体,为抑制其挥发,减少损失,提高利用率,将滴液漏斗末端伸入反应液面以下。
(5)B与D反应生成E,一方面是羧基和氢氧化钠发生了中和、—COOH转化为—COONa,另一方面,酚钠(ONa)和碳溴键发生了取代反应,则E为。
(6)D也可与NaOH发生副反应生成M,D分子内有2种氢,1种是羧基上的氢原子,另一种为2个甲基上的6个氢原子,则甲为D,乙为M,据图,M分子内有2种氢,数目分别有2个、3个,则M为碳溴键在氢氧化钠醇溶液中发生消去、羧基发生中和生成,M为,则该反应的化学方程式:+2NaOHNaBr+2H2O+。
(7)A的芳香族同分异构体满足下列条件:(a)不与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;(b)红外光谱表明分子中不含C===O键;(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3,则分子内有3种氢原子,由于A分子式为C9H10O2,则A中这2种氢原子的数目为2、2、6个;(d)芳香环的一取代物有两种,则苯环上有2种氢;结合分子内有5个不饱和度,可知满足条件的同分异构体为。
答案 (1)羰基 醚键 羧基
(2)取代反应
(3)异丁酸或2甲基丙酸
(4)溴易挥发,减少损失,提高利用率
(5)
(6)+2NaOHNaBr+2H2O+
(7)
4.解析 A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,D的结构为。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为。对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为。完整的合成路线如下:
(3)根据C、D的结构简式及转化条件知,C生成D为取代反应。(4)对比E、F的结构,E中的—Br被取代,来自P(OC2H5)3,比P(OC2H5)3少了一个乙基(—C2H5),因此E转变成F的同时生成C2H5Br。(5)G的结构为,含有醛基、苯环、醚键、甲基,根据中学常见官能团在命名中的次序(羧、酯、醛、酮、酚、醇、胺、醚、炔、烯、芳、烷、卤、硝),知醛基为主官能团。G中醛基与甲氧基处于对位,因此G的化学名称为对甲氧基苯甲醛或4甲氧基苯甲醛。(6)对比H、I的结构知,I中有酚羟基而H中没有,因此可通过酚羟基的显色反应来鉴别二者。(7)I的同分异构体中,除两个苯环(条件②)外,还有2个C、3个O、1个不饱和度,两个酚羟基(条件③)需要2个O原子,可发生银镜反应(条件④)需要1个C、1个O、1个不饱和度,还剩下一个C原子。要满足手性碳的要求(连接4个不同的原子或基团),该碳原子上需要连接1个醛基、2个不同的苯环、1个H。该结构中发生变化的为苯环上酚羟基的位置和数量,①若一个苯环上有两个酚羟基,另一个苯环上没有酚羟基,则可简化为苯环上连接AAB三个取代基,共有6种结构;②若每个苯环上各有一个酚羟基,则有、3种结构,故符合条件的同分异构体共有9种。
答案 (1)硝基 (2) (3)取代反应 (4)+P(OC2H5)3―→+C2H5Br
(5)对甲氧基苯甲醛(或4甲氧基苯甲醛) (6)试剂为FeCl3溶液,取少量两种试剂于试管中,分别加入FeCl3溶液,生成具有特征颜色的溶液的试剂为I,无明显现象的试剂为H (7)9
5.解析 (1)由A和C的结构简式结合B的分子式可知,B的结构简式为,反应①中,A中的C—Br σ键断裂形成C—N σ键,反应类型为取代反应;反应①为++HBr,加入K2CO3是为了消耗反应产生的HBr,促进反应向右进行。(2)由C的结构简式结合D的分子式可知,D的结构简式为,有“*”标记的5个饱和碳原子,故D分子中采取sp3杂化的碳原子数是5。(3)根据已知反应可知,(C2H5)3N的作用是结合HCl分子,促进反应正向进行,由(2)中分析知,D的结构简式为,D分子中含有叔氨基,可代替(C2H5)3N结合HCl分子。(4)由题图知,E中的含氧官能团为酯基。(5)由结合F的分子式,以及G的结构简式可知,F的结构简式为;由第一步产物的分子式为C15H18F3NO4可知,该分子的不饱和度为6,结合E的结构简式可知,该产物比E少了一个苯环和一个饱和碳原子,故第一步产物的结构简式为。(6)手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,故G中的手性碳原子为3、4。(7)B的分子式为C8H11N,不饱和度为4,H能发生反应Ⅱ,说明H中含有—NH2或—NH—,有苯环结构且不饱和度为4,故还含有两个饱和碳原子,该分子中有四种H,由于N原子上含一种氢,且含有苯环,故该分子中两个甲基在苯环两侧对称分布,则H可能的结构为、。
答案 (1)取代反应 消耗反应生成的HBr,促进反应正向进行
(2)5 (3)D分子中有叔氨基 (4)酯基
(5) (6)3、4
(7)、
6.解析 根据流程,A与2溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为;G发生两步反应生成H,H再与NaNO2/HCl反应生成I,结合I的结构和H的分子式可知,H为;I与水反应生成J,J与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成K,结合K的结构简式和J的分子式可知,J为;据此分析解题。
(1)根据有机物A的结构,有机物A的化学名称为3甲基苯酚(间甲基苯酚)。
(2)有机物C中含有苯环,苯环上的C原子的杂化类型为sp2杂化,还含有甲基和异丙基,甲基和异丙基上的C原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为2种。
(3)根据分析,有机物D的结构为,其官能团为氨基和羟基。
(4)有机物E与有机物F发生反应生成有机物G,有机物中的羟基与有机物F中的Cl发生取代反应生成有机物G,故反应类型为取代反应。
(5)根据分析,有机物F的结构简式为。
(6)有机物I与水反应生成有机物J,该反应的方程式为+H2O+HCl+N2↑。
(7)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为:、 、、、、、、、;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。
答案 (1)3甲基苯酚(间甲基苯酚) (2)2 (3)氨基 羟基 (4)取代反应 (5)
(6)+H2O+HCl+N2↑
(7)9
7.解析 有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构简式为,进而推断出有机物D的结构简式为;有机物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构简式为,有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬);据此分析解题。
(1)根据有机物A的结构知,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。
(2)根据分析,有机物C的结构简式为。
(3)根据分析,有机物D的结构简式为,其化学名称为苯乙酸。
(4)有机物F的核磁共振氢谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,说明这4个H原子被分为两组,且物质应该是一种对称的结构,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为。
(5)根据分析,有机物H的结构简式为。
(6)对比I、J的结构简式可知,I中酯基水解得到J,水解反应属于取代反应。
(7)能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,则满足这三个条件的同分异构体有13种。此时可能情况有,固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基相连,变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13种。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1,说明这种同分异构体中不能含有甲基且结构为一种对称结构,因此,这种同分异构体的结构简式为:。
答案 (1)醚键和羟基
(2) (3)苯乙酸
(4)
(5)
(6)取代反应 (7)13
8.解析 A为CH2—CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),B与Mg在无水乙醚中发生反应生成C(CH3CH2MgBr),C与CH3COCH3反应生成D(),D在氧化铝催化下发生消去反应生成E(),E和碱性高锰酸钾反应生成F(),参考D~E反应,F在氧化铝催化下发生消去反应生成G(),G与发生加成反应生成二酮H,据此分析解答。
(1)A为CH2—CH2,与HBr发生加成反应生成B(CH3CH2Br),乙烯的π键断裂。
(2)D为,分子式为C5H12O,含有羟基的同分异构体分别为:
、、
、、、
、、共8种,除去D自身,还有7种同分异构体,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为。
(3)E为,酸性高锰酸钾溶液可以将双键氧化断开,生成和,名称分别为乙酸和丙酮。
(4)由分析可知,G为。
(5)根据已知+H2O的反应特征可知,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和J()。若经此路线由H合成I,会同时产生两种同分异构体,导致原子利用率低,产物难以分离等问题。
答案 (1)π (2)7
(3)乙酸 丙酮
(4) (5) ab
9.解析 由合成路线,A的分子式为C7H8O,在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B,B的结构简式为,则A为,B与CH3CHO发生加成反应生成,再发生消去反应生成C,C的结构简式为,C与Br2/CCl4发生加成反应得到,再在碱性条件下发生消去反应生成D,D为,B与E在强碱的环境下还原得到F,E的分子式为C5H6O2,F的结构简式为,可推知E为,F与生成G,G与D反应生成H,据此分析解答。
(1)由分析可知,A的结构简式为,其化学名称为苯甲醇。
(2)由B、C的结构简式,结合反应条件,可知B()先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成,再发生消去反应生成C(),故第二步的反应类型为消去反应。
(3)根据分析可知,C与Br2/CCl4发生加成反应得到。
(4)由分析,E的结构简式为。
(5)H的结构简式为,可知其分子中含有的含氧官能团为硝基、酯基和羰基。
(6)C的结构简式为,分子式为C9H8O,其同分异构体X可发生银镜反应,说明含有醛基,又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸,则X的取代基处于苯环的对位,满足条件的X的结构简式为:。
(7)G与D反应生成H的反应中,D中碳碳双键断裂与G中—HC—NO2和C===O成环,且C===O与—CHO成环,从而得到H,可推知,若要合成H′(),相应的D′为,G′为,手性碳原子为连有4个各不同基团的饱和碳原子,则H′()的手性碳原子为,共5个。
答案 (1)苯甲醇 (2)消去反应
(3)
(4)
(5)硝基、酯基和羰基
(6)
(7) 5
10.解析 (1)A为,化学名称为间苯二酚(或1,3苯二酚)。
(2)D为,
与氢气发生加成反应生成
,碳碳双键及酮基都发生了加成反应,所以1 mol D反应生成E至少需要2 mol氢气。
(3)E为,含有的含氧官能团的名称为酯基,醚键,羟基(任写两种)。
(4)E为,发生消去反应,生成
,化学方程式为
+H2O。(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)是将酯基水解生成羟基,反应类型为取代反应。(6)化合物B为,同分异构体中能同时满足下列条件:含苯环的醛、酮;b.不含过氧键(—O—O—);c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,说明为醛或酮,而且含有甲基,根据要求可以写出:,,,,故有4种。 (7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,可以将丙烯在mCPBA的作用下生成环氧化合物,环氧化合物在酸催化下发生加成反应,然后再与(CH3CO)2O发生酯化反应即可,故合成路线为: 。
答案 (1)间苯二酚(或1,3苯二酚) (2)2 (3)酯基,醚键,羟基(任写两种)
(4)
+H2O
(5)取代反应 (6)C
(7)
11.解析 (1)由已知信息①可知,与反应时断键与成键位置为+,由此可知A的结构简式为。(2)A→B的反应过程中失去O原子,加入H原子,属于还原反应;D→E的反应过程中与醛基相连的碳原子上的H原子被溴原子取代,属于取代反应,故答案为:还原反应;取代反应。(3)由图可知,M中虚线框内官能团的名称为a:酰胺基;b:羧基。(4)的同分异构体满足:①能发生银镜反应,说明结构中存在醛基,②与FeCl3溶液发生显色发应,说明含有酚羟基,同时满足苯环上有2个取代基,酚羟基需占据苯环上的1个取代位置,支链上苯环连接方式(红色点标记):、共五种,因此一共有5×3=15种结构;其中核磁共振氢谱有五组峰,因酚羟基和醛基均无对称结构,因此峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式一定具有对称性(否则苯环上的氢原子不等效),即苯环上取代基位于对位,核磁共振氢谱中峰面积比为6的氢原子位于与同一碳原子相连的两个甲基上,因此该同分异构的结构简式为。(5)丁二酸酐()和乙二醇(HOCH2CH2OH)合成聚丁二酸乙二醇酯()的过程中,需先将转化为丁二酸,可利用已知信息②实现,然后利用B→C的反应类型合成聚丁二酸乙二醇酯,因此反应方程式为+nHOCH2CH2OH。
(6)以乙烯和为原料合成的路线设计过程中,可利用E→G的反应类型实现,因此需先利用乙烯合成,中醛基可通过羟基催化氧化而得,中溴原子可利用D→E的反应类型实现,因此合成路线为
。
答案 (1) (2)还原反应 取代反应 (3)酰胺基 羧基 (4)15
(5)+nHOCH2CH2OH
(6)
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