内容正文:
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√
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.根据实验目的对现代仪器分析方法的选择和使用不当的是( )
目的 确定汽车防冻液中含有羟基 测定茶水中咖啡因的相对分子质量 获得青蒿素的分子结构 鉴别菠菜中的铁元素是Fe2+还是Fe3+
方法 A.红外光谱 B.质谱 C.X射线衍射 D.核磁共振氢谱
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解析:由核磁共振氢谱可以推知有机化合物分子有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的相对数目,不能鉴别菠菜中的铁元素是Fe2+还是Fe3+,故D错误。
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√
2.高分子材料在生产生活中有着广泛的用途。下列说法错误的是( )
A.脲醛树脂可制成热固性高分子黏合剂,常用于木地板加工业
B.纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维,常用于制作电影胶片片基
C.乳酸缩聚反应制得的聚乳酸,常用作手术缝合材料
D.氯乙烯加聚制得的聚氯乙烯,常用作不粘锅内涂层材料
解析:聚氯乙烯有毒,且不耐高温,不能用作不粘锅内涂层,D错误。
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4.关于有机化合物的鉴别与检测,下列说法错误的是( )
A.用饱和溴水可鉴别1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液
B.用酸性KMnO4溶液可鉴别环己烷、环己烯
C.用FeCl3溶液可鉴别KSCN溶液、甲苯和苯酚溶液
D.乙醇、丙醛、丙酸的核磁共振氢谱图中的峰高度之比都是3∶2∶1
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解析:1-丙醇和溴水混合,液体不分层、不褪色;2-氯丙烷和溴水混合,液体分层;丙醛和溴水混合,液体褪色、不分层;苯酚溶液和溴水混合生成白色沉淀;可以鉴别,故A正确。
环己烯分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,环己烷分子中不含双键或三键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可以鉴别,故B正确。
FeCl3溶液遇KSCN溶液变为红色,遇苯酚显紫色,与甲苯分层,现象不同,可以鉴别,故C正确。
乙醇、丙醛、丙酸的核磁共振氢谱图中的峰面积之比都是3∶2∶1,并不是高度,故D错误。
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5.下列关于有机化合物的说法不正确的是( )
A B C D
血红蛋白中Fe2+与O2以配位键结合,该配位键易断裂 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 青蒿素不能加热萃取,说明醚键受热容易断裂
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解析:Fe2+具有空轨道,O2分子中O原子含有孤电子对,血红蛋白中Fe2+与O2以配位键结合,但Fe2+半径较大,导致该配位键不牢固,易断裂,故A正确;
线型结构的高分子之间通过分子间作用力结合,强度小,聚乙烯由线型结构转变为网状结构时作用力增强,材料的强度增大,故B正确;
DNA分子的两条链通过氢键相连,DNA分子在复制过程中存在氢键的断裂和形成,故C正确;
青蒿素的结构中含有过氧键—O—O—,过氧键不稳定,受热容易断裂,醚键较为牢固,不易断裂,故D错误。
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6.丁子香酚可用于制备杀虫剂和防腐剂,结构简式
如下图所示。下列说法错误的是( )
A.丁子香酚能使酸性KMnO4溶液褪色,可证明其分子中含有碳碳双键
B.丁子香酚分子中的含氧官能团有羟基和醚键
C.1 mol丁子香酚与足量氢气加成时,最多能消耗4 mol H2
D.丁子香酚可通过加聚反应生成高聚物
解析:丁子香酚分子中含有的酚羟基和碳碳双键均能使酸性KMnO4溶液褪色,A项错误。
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7.薄荷醇卤代后的产物(X)可发生如下反应,据此可鉴别薄荷醇与新薄荷醇。下列有关说法错误的是( )
A.X中含有4个手性碳原子
B.Y、Z的分子式为C10H18,互为同分异构体
C.该反应为消去反应,消去①号H原子的产物为Z
D.Y、Z分子质谱图上均存在质荷比数值为138的分子离子峰
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解析:X中含有3个手性碳原子,如图 (标*的碳原子为手性碳原子),A错误;
由Y、Z的结构简式可知,二者分子式都为C10H18,分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B正确;
该反应为消去反应,由碳碳双键的位置可确定产物Z消去的是①号H原子,C正确;
Y、Z的分子式相同,相对分子质量均为138,故质谱图上均存在质荷比数值为138的分子离子峰,D正确。
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8.我国科学家在国际上首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成,合成路线如下。下列说法错误的是( )
A.天然淀粉没有确定的相对分子质量
B.人工合成淀粉的过程中发生了氧化还原反应
C.反应②③在高温下反应速率更快
D.人工合成淀粉技术的应用有助于实现“碳达峰”和“碳中和”
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解析:由转化关系可知,反应②③的催化剂都是主要成分为蛋白质的酶,反应若在高温下进行,蛋白质会发生变性,酶会失去催化活性,故C错误。
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9.药物中间体1,3-环己二酮可由5-氧代己酸甲酯合成,转化步骤如下:
下列说法或操作错误的是( )
A.反应须在通风橱中进行
B.减压蒸馏去除CH3OH、5-氧代己酸甲酯和DMF
C.减压蒸馏后趁热加入盐酸
D.过滤后可用少量冰水洗涤产物
解析:减压蒸馏后不能趁热加入盐酸,因为盐酸具有挥发性,故C错误。
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10.聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备。下列说法错误的是( )
A.①为加成反应
B.②③分别为缩聚反应、水解反应
C.PVA能与水形成氢键
D.PVA可用作高吸水性材料
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解析:①为乙酸中羟基氢氧键断裂后加成在乙炔碳碳三键上,A正确;
合成PVA时,碳碳双键先发生加聚反应,酯基再发生水解反应,B错误;
PVA含有羟基,能与水形成氢键,C正确;
PVA中含有大量的羟基,可用作高吸水性材料,D正确。
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解析:X与 都含有醛基,结构相似,分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物,A正确;
X除了含有C、H元素外,还含有O元素,不属于烃,且只含有醛基一种官能团,B错误;
碳碳单键可以旋转,Y分子中所有碳原子可能共平面,C错误;
Z分子中含有羟基,能与金属Na反应,D错误。
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12.由下列实验操作和现象,可得出相应正确结论的是( )
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选项 实验操作 现象 结论
A 向C2H5Br中滴加过量NaOH溶液并加热,冷却后再加入AgNO3溶液 有棕黑色沉淀但未见到浅黄色沉淀 C2H5Br
未水解
B 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入少量新制Cu(OH)2 无砖红色沉淀 蔗糖未
发生水解
C 将CO2通入苯酚钠溶液中 溶液变浑浊 酸性:碳酸>苯酚
D 检验乙醇中是否含有水,可以向乙醇中加入一小粒金属钠 产生无色气体 乙醇中含有水
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解析:向C2H5Br中滴加过量NaOH溶液并加热,C2H5Br水解生成Br-,冷却后需要先加入硝酸酸化,再加入AgNO3溶液检验溴离子,A错误;
蔗糖水解后,需要先加NaOH溶液中和硫酸并将溶液调成碱性,再加入新制Cu(OH)2,B错误;
向苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊,则二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚,说明碳酸酸性大于苯酚,C正确;
乙醇和水都能与金属钠反应产生氢气,所以不能用金属钠检验乙醇中是否含有水,D错误。
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13.一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.x=m+n
B.反应的原子利用率为100%
C.G在酸性或碱性条件下均能降解
D.E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色
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解析:根据原子守恒有x=m+n,A正确;
该反应为加成聚合反应,原子利用率为100%,B正确;
G中含有酯基,在酸性或碱性条件下都能水解,C正确;
E不能使溴的四氯化碳溶液褪色,F中含有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,D错误。
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14.一种具有聚集诱导发光性能的物质,其分子结构如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式
B.分子中含有手性碳原子
C.该物质既有酸性又有碱性
D.该物质可发生取代反应、加成反应
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解析:该有机化合物中从左往右第一个N原子上有一个孤电子对和两个σ键,为sp2杂化;第二个N原子上有一个孤电子对和三个σ键,为sp3杂化,A正确。
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,该有机化合物分子中没有手性碳原子,B错误。
该物质分子中存在苯环、C===N,可以发生加成反应,含有—Cl、—COOH,可以发生取代反应,D正确。
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解析:同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列化合物,要求官能团种类和数目相同,由于双酚A分子含有两个酚羟基,而苯酚分子含有一个酚羟基,因此二者不互为同系物,A项错误;
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二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(13分)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:
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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。
解析:A→B为碳碳双键的加成反应,故断裂的化学键为乙烯的碳碳π键。
π
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(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
________________。
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(3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机化合物的名称为________、________。
乙酸
丙酮
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(4)G的结构简式为__________________。
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_________________________________________________________________。
若经此路线由H合成I,存在的问题有________(填标号)。
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
ab
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步骤如下:
Ⅰ.将29.2 g己二酸和适量Ba(OH)2置于仪器a中,维持温度285~290 ℃,加热20分钟;
Ⅱ.在馏出液中加入适量的K2CO3浓溶液,振荡锥形瓶、分液除去水层;将有机层转移至干燥锥形瓶,再次加入K2CO3(s),振荡分离出有机层;
Ⅲ.组装蒸馏装置,对步骤Ⅱ所得有机层进行蒸馏,收集128~131 ℃的馏分,称量获得产品12.6 g,计算产率。
回答下列问题:
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(1)仪器a的名称为________。
解析:由实验装置图可知,仪器a的名称为蒸馏烧瓶。
蒸馏烧瓶
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(2)步骤Ⅰ加热的最佳方式是_______________________(填“熔融的KNO3+NaNO3盐浴”“自来水水浴”或“酒精灯直接加热”);用导管连接b并通向户外,“通向户外”的主要目的是______________________________。
解析:由题意可知,步骤Ⅰ发生的反应为285~290 ℃条件下,己二酸与氢氧化钡共热反应制备环戊酮,由于水浴加热的温度低于反应温度、酒精灯直接加热不能控制反应温度,所以实验时加热的最佳方式为熔融的KNO3+NaNO3盐浴;由题给信息可知,环戊酮的沸点低,易挥发,且着火点低,所以实验时为避免环戊酮蒸气燃烧并引发爆炸,应用导管连接b并通向户外。
熔融的KNO3+NaNO3盐浴
避免环戊酮蒸气燃烧并引发爆炸
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(3)步骤Ⅲ蒸馏有机层时温度计水银球位置应在_______________________。
解析:蒸馏有机层时温度计测量的是环戊酮的温度,所以温度计水银球位置应在蒸馏烧瓶的支管口处。
(4)步骤Ⅱ中第一次加入K2CO3的作用是减小环戊酮的溶解度及_________________________________________,第二次加入K2CO3的作用是_______________________。
解析:步骤Ⅱ中加入碳酸钾浓溶液的目的是洗涤除去己二酸,加入碳酸钾固体的目的是干燥环戊酮。
蒸馏烧瓶的支管口处
将己二酸转化为离子化合物除去(或除去己二酸)
干燥环戊酮
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(5)环戊酮的产率为________(结果保留3位有效数字),如果步骤Ⅰ温度高于330 ℃,会导致产率________(填“升高”“降低”或“无影响”)。
75.0%
降低
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18.(14分)聚酯增塑剂广泛应用于耐油电缆、煤气管、防水卷材、电气胶带、耐油耐汽油的特殊制品等。聚酯增塑剂G及某医药中间体H的一种合成路线如下(部分反应条件略去):
已知:
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(1)B的名称(系统命名)为_________________________。
解析:丙烯与氯气加成生成A(CH3CHClCH2Cl),A发生水解反应生成B[CH3CH(OH)CH2OH];苯与氢气加成,结合C的分子式可知,C是环己烷;根据G是聚酯增塑剂可知,B、D发生缩聚反应生成G;根据已知信息可知,F是酯类物质,则F的结构简式为CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3,E的结构简式为CH3CH2OH。(1)根据系统命名法,B的名称为1,2-丙二醇。
1,2-丙二醇
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(2)若反应①的反应条件为光照,最先得到的氯代有机化合物的结构简式是______________________________。
解析:若反应①的反应条件为光照,则丙烯与氯气发生取代反应,最先得到的氯代有机化合物的结构简式是CH2ClCH===CH2。
CH2ClCH===CH2
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16
14
17
18
19
13
模块综合检测
(3)写出下列反应的反应类型:反应②是______________________,反应④是____________。
(4)写出B与D反应生成G的化学方程式:
_______________________________________________________________。
水解(或取代)反应
氧化反应
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
15
16
14
17
18
19
13
模块综合检测
(5)利用以上合成路线的信息,以甲苯和乙醇为原料合成
(无机试剂任选)。请写出合成路线:
________________________________________。
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
15
16
14
17
18
19
13
模块综合检测
19.(14分)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,合成路线如下:
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
15
16
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13
模块综合检测
4
5
6
7
8
9
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11
2
3
1
12
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13
模块综合检测
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为________________________。
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
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13
模块综合检测
(2)G中含氧官能团的名称为________和________。
(酚)羟基
羧基
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
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13
模块综合检测
(3)J→K的反应类型为___________。
解析:J→K的过程中—Bn转变为—H,结合反应条件可知,该反应为还原反应。
还原反应
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
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16
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19
13
模块综合检测
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有________种(不考虑立体异构)。
6
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
15
16
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13
模块综合检测
4
5
6
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2
3
1
12
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16
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13
模块综合检测
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步反应的化学方程式为
_________________________________________。
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
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模块综合检测
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
15
16
14
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13
模块综合检测
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为
______________________和_________________________。
4
5
6
7
8
9
10
11
2
3
1
12
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13
模块综合检测
4
5
6
7
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2
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1
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13
模块综合检测
3.下列有机化合物命名正确的是( )
A.
:4甲基2戊炔
B.:2甲基1丙醇
C.:2乙基3,3二甲基戊烷
D.:邻溴苯酚
解析:
主链有四个碳原子,系统命名为2丁醇,B错误;
主链有六个碳原子,系统命名为3,3,4三甲基己烷,C错误;
中不含苯环,系统命名为2溴环己醇,D错误。
11.下图是利用点击化学方法设计的一种新型的1,2,3三唑类杀菌剂的合成路线。下列有关说法正确的是( )
A.X与互为同系物
B.X属于芳香烃,含有两种官能团
C.Y分子中所有碳原子一定共平面
D.Z能发生取代反应、氧化反应、加成反应,不能与Na、NaOH反应
该物质分子中存在羧基,具有酸性,存在
15.一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下图所示。下列说法正确的是( )
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比苯乙烯更难降解
由W的结构简式可推知,W可由
反应③可表示为n
+n
eq \o(―――→,\s\up17(催化剂))
2
+(2n-2) ,其中小分子为,C项错误;
解析:由D的结构简式可知,D的分子式为C5H12O,其同分异构体中,与其具有相同官能团的为C5H11OH,由于C5H11OH共有8种结构,除去D本身,满足条件的D的同分异构体有7种,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。
解析:E的结构简式为,与足量酸性KMnO4溶液反应时,发生氧化反应,碳碳双键断裂,生成CH3COOH和,名称分别为乙酸和丙酮。
解析:根据D→E、F→G的反应条件可推知F→G与D→E的反应类型相同,均为醇的消去反应,再结合H的结构简式分析可得G的结构简式为。
(5)已知:
+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
解析:由题目信息可知,另一种α,β不饱和酮J的结构简式为
17.(14分)伊贝沙坦是一种新型的抗高血压药物,环戊酮是合成伊贝沙坦的中间体,实验室用如下图所示的装置制备环戊酮(M=84 g/mol,加热及夹持装置已省略),反应原理为 eq \o(―――――――――――→,\s\up17(△),\s\do15(Ba(OH)2或BaCO3))
+CO2↑+H2O。已知:己二酸的M=146 g/mol,熔点为152 ℃,330 ℃左右能升华并开始分解;环戊酮的沸点为131 ℃,着火点为30 ℃。
解析:由题意可知,29.2 g己二酸制得12.6 g环戊酮,由题给化学方程式可知,环戊酮的产率为 eq \f(12.6 g,\f(29.2 g,146 g/mol)×84 g/mol)×100%=75.0%;如果步骤Ⅰ温度高于330 ℃,己二酸发生升华并开始分解,不能完全反应转化为环戊酮而排出,导致产率降低。
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH(CH3)CH2OH
{或
}+(2n-1)H2O
已知:Ⅰ.Bn为
,咪唑为
;
Ⅱ.
和
不稳定,能分别快速异构化为
和
。
解析:B中含有2个氧原子,其含氧官能团只有醛基,说明B中含有2个醛基,结合C的结构分析知B的结构简式为。
解析:比较F、G的分子式知,F中酯基水解、酸化后得到的G为
解析:D的结构简式为
解析:E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成的X为
;②
快速异构化得到的Y为
;
③
与(CH3CO)2O发生取代反应生成
和CH3COOH。第③步反应的化学方程式为
+(CH3CO)2O―→
+CH3COOH。
解析:氧化得到的M为中羧基与苯环发生类似E→F中第①步反应得到的N为
,
中碳氧双键发生还原反应得到
。
$