内容正文:
专题 有机物的合成与推断(非选择题)
(节选2020~2026年海南新高考题及海口模拟题)
1.(2026年·海南卷题18)化合物Ⅰ是合成某除草剂的中间体,其合成路线如下:
其中,为
回答问题:
(1)A的化学名称是_________________。
(2)A→B、B→C的反应类型分别是__________、__________。
(3)D的结构简式是__________________。
(4)F中所含有的官能团名称是__________、__________。
(5)F→G的反应方程式是___________________________。
(6)化合物X与C含有相同的官能团,且均含苯环。X的质谱图中分子离子峰的质荷比数值为195,核磁共振氢谱图中有三组峰。X可能的结构简式为__________(写出一种即可)。
(7)参考化合物Ⅰ的合成路线部分信息,从出发,辅之以及含一个或两个碳的有机物(无机试剂任选),设计合成的路线__________________________。
已知:;为、烷基或芳基
2.(2025年·海南卷题18)药物I的一种合成路线如下:
其中G为
回答问题:
(1)A的化学名称为_________________。
(2)BC反应类型为________________。
(3)D的结构简式为__________________。
(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为。X的结构简式为_________________________。(写出一种即可)。
(5)G中所含有的官能团名称为_________________。
(6)E→F的反应方程式为_________________________。
(7)比照上图合成I的路线信息,从出发,辅之以C6H5CH2Cl及一个或两个碳的有机物(无机试剂任选),设计合成的路线______。
已知:①羧基在催化氢化条件下不被还原;②。
3.(2024年·海南卷题18)消炎镇痛药F的一种合成路线如下:
回答问题:
(1)A的结构简式为______________,其化学名称为______________。
(2)A→B、C→D反应的类型分别为______________、______________。
(3)某化合物X的分子式为,符合下列条件X的结构简式为______________。
①与C具有相同的官能团 ②含有2个苯环 ③核磁共振氢谱有3组峰
(4)D中所含官能团名称为______________。
(5)E→F反应方程式如下,F和Y的结构简式分别为______________、______________。
(6)以至多3个碳的有机物为原料(无机试剂任选),设计合成的路线____________________________。
已知:
4.(2023年·海南卷题18)局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下:
回答问题:
(1)A的结构简式:______________,其化学名称______________。
(2)B中所有官能团名称:______________。
(3)B存在顺反异构现象,较稳定异构体的构型为_______式(填“顺”或“反”)。
(4)B→C的反应类型为_____________________。
(5)X与E互为同分异构体,满足条件①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,则X的简式为:____________________________(任写一种)
(6)E→F的反应方程式为_____________________。
(7)结合下图合成路线的相关信息。以苯甲醛和一种含两个碳的有机物为原料,设计路线合成__________________________________。
5.(2022年·海南卷题18)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为______________。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为_____________________。
(3)C的化学名称为_____________________,D的结构简式为_____________________。
(4)E和F可用_____________________(写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为_____________________(任写一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式_______、_______。
(7)设计以为原料合成的路线_______(其他试剂任选)。
已知:+CO2
6.(2021年·海南卷题18)二甲双酮是一种抗惊厥药,以丙烯为起始原料的合成路线如下:
回答问题:
(1)A的名称是___________,A与金属钠反应的产物为___________和___________。
(2)B的核磁共振氢谱有___________组峰。
(3)、的反应类型分别为___________、___________。
(4)D中所含官能团名称为___________、___________。
(5)D→E的反应方程式为______________________。
(6)设计以为原料合成乌头酸()的路线(无机试剂任选)___________。
已知:①;②
7.(2020年·海南卷题18)苯佐卡因是临床常用的一种手术用药。以甲苯为起始原料的合成路线如下:
回答问题:
(1)甲苯分子内共面的H原子数最多为__________个。
(2)A的名称是_________________________。
(3)在A的同分异构体中,符合下列条件的是______________(写出一种结构简式)。
①与A具有相同官能团 ②属于芳香化合物 ③核磁共振氢谱有5组峰
(4)B中官能团名称为_______________。
(5)B→C的反应方程式为_________________________。
(6)反应过程中产出的铁泥属于危化品,处理方式为_____(填编号)。
a.高温炉焚烧 b.填埋 c.交有资质单位处理
(7)设计以甲苯和丙三醇为原料合成3—苄氧基—1,2—丙二醇()的路线______________________________________(其他试剂任选)。
已知:在HCl催化下丙酮与醇ROH反应生成缩酮。缩酮在碱性条件下稳定。在酸中水解为丙酮和醇ROH。
8.(2026年9月海口市·模拟考卷题18)螺螨酯(J)是一种杀螨剂,某研究小组通过如下流程制备化合物J(部分流程及反应条件已省略)。
回答下列问题:
(1)化合物A的化学名称为______________。化合物B中所含官能团名称为______________。
(2)写出C到D的化学方程式__________________。
(3)E到F的反应类型为______________。
(4)化合物I的结构简式为______________。
(5)物质D到E过程中会生成多种副产物,写出其中一种与E互为同分异构体的结构简式_______。
(6)下图为A到B的合成路线,X、Y的结构简式分别为______________、______________。
9.(2026年4月海口市·模拟考卷题18)某药物中间体H的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物D的名称是______________;有机物E中官能团是______________(填名称)。
(2)有机物F的结构简式为______________。
(3)写出E+G→H的化学方程式:_____________________。
(4)在C的芳香族同分异构体中,同时满足下列条件的结构有_____________种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有两个取代基 ②能发生水解反应 ③1 mol有机物与足量银氨溶液反应最多生成4 mol Ag
其中核磁共振氢谱中峰面积之比为的结构简式为_____________(写出一种即可)。
(5)参考上述合成路线,设计以A和为原料制备的合成路线_____________________________________(无机试剂任选)。
10.(2026年1月海口市·模拟考卷题18)药物合成中间体F的一种合成路线如下。
回答问题:
(1)A的化学名称为______________。
(2)B→C的反应类型为______________。
(3)C中所含官能团的名称为______________。
(4)C的同分异构体X,符合条件:①有苯环;②遇溶液显紫色;③核磁共振氢谱有4组峰。X结构简式为______________(写一种)。
(5)D中含有两个五元环,其结构简式为______________。
(6)补全EF的离子方程式:______________。
(7) 从出发,辅之以含1~2个碳原子的有机物,设计合成的路线____________________________。
11.(2025年4月海口市·模拟考卷题18)有机化合物D是合成药物米洛巴林的中间体,某合成路线如下图所示。
已知:有机物A由C、H、O三种元素组成,含碳元素质量分数为40%,可与NaHCO3反应生成气体,其对氢气的相对密度为30,回答问题:
(1)A的化学名称为_______________。反应②的化学反应类型为_______________。
(2)化合物B的结构简式为_______________。
(3)反应③的化学方程式为_________________________。
(4)米洛巴林与苯磺酸形成的盐,可改善米洛巴林用药环境。该盐的结构简式为_______________。
(5)米洛巴林的同分异构体E,满足以下两个条件。其结构简式为__________。(写一种)
a.与FeCl3溶液显紫色 b.核磁共振氢谱有四组峰,其面积比为
(6)以乙烯为原料制备化合物的合成路线为_____。(有机试剂不能超过2个碳原子,其他无机试剂或有机溶剂任选)
已知:
12.(2024年4月海口市·模拟考卷题18)抗失眠药物的中间体G的合成路线如下:
已知:。
(1)A的结构简式为___________,其化学名称为___________。
(2)C中所含官能团名称为___________。
(3)C→D的反应类型为___________。
(4)D→E的反应方程式为______________________。
(5)C的同分异构体之一X,符合条件:①含有苯环;②酸性条件下,水解产物的核磁共振氢谱都只有两个峰。则X的结构简式为___________。
(6)可用于鉴别F与G的常用化学试剂为___________。
(7)利用上图合成路线信息,以和为原料,设计合成的路线_________________________________。(无机试剂任选)。
13.(2023年4月·海口市模拟考卷题18)W是用于制备某抗骨质疏松药物的中间体,以芳香族化合物A、D为原料合成W的路线如图所示:
已知:。
(1)A的结构简式为___________,G中含有官能团的名称为___________。
(2)C+F→G的反应类型是___________。
(3)D→E的化学方程式为______________________。
(4)C有多种同分异构体,满足下列条件的C的同分异构体共有___________种,写出其中核磁共振氢谱有5组峰的同分异构体的结构简式:______________________。
①遇溶液发生显色反应
②能发生银镜反应
(5)以乙醇、邻甲基苯酚为原料合成,写出合成路线:_________________________________(无机试剂任选)。
14.(2023年1月·海口市模拟考卷题18)甘草素(G)常用作食品添加剂。制备G的一种合成路线如下图所示。
已知:,其中R、为烃基或氢。回答下列问题:
(1)A的系统命名为__________。
(2)B中官能团的名称为__________。B→C反应类型为__________。
(3)D的结构简式为__________。
(4)在G分子结构简式上,用“*”标出手性碳原子_______________。
(5)C的同分异构体中,同时满足如下条件的有__________________种。
①能发生银镜反应和水解反应;②物质能与反应;
③苯环上只有一种氢原子环境;④苯环上只有一个烃基。
其中核磁共振氢谱有5组峰的同分异构体的结构简式为__________(任写一种)。
(6) 写出以苯酚和乙醇为原料,制备的合成路线(无机试剂任选)______________________________________________。
15.(2022年4月·海口市模拟考卷题18)某中草药活性成分H的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。A→B的试剂和条件是___________。
(2)有机物C属于___________(填字母)。
A.酚 B.醛 C.醇 D.醚
(3)F的结构简式是___________。
(4)若G→H是在催化剂和加热条件下发生的加成反应,则该反应的化学方程式为______________________。
(5)A的二溴代物有___________(填字母)。
A.9种 B.10种 C.11种 D.12种
(6)结合题中信息,设计以乙二醇为原料制备的合成路线:_________________________________(其他试剂任选)。
16.(2021年4月·海口市模拟考卷题18)2−氨−3−氯苯甲酸是白色晶体,是重要的医药中间体,其制备流程如下:
回答下列相关问题
(1)的名称是___________。反应②的反应类型为___________。
(2)为了实现反应③的转化,通常可采用的试剂是___________。
(3)生成2−氨−3−氯苯甲酸的方程式为______________________。
(4)同时符合下列两个条件的有机物共有___________种同分异构体。其中仅有3种等效氢的有机物结构简式为______________________。
①相对分子质量比大42的苯的同系物;②与酸性KMnO4反应能生成二元羧酸;
(5)事实证明上述流程的目标产物的产率很低;据此,研究人员提出将步骤⑥设计为以下三步,产率有了一定提高。
请从步骤⑥产率低的原因进行推测,上述过程能提高产率的原因可能是______________________。若想要进一步提高产率,2−氨−3−氯苯甲酸的合成流程中,可以优化的步骤还有______________________。
17.(2020年6月·海口市模拟考卷等级考题18)化合物G是合成抗癌药格列卫的重要中间体,其合成路线如图。
回答下列问题:
(1)A生成B的反应类型为_______________。
(2)C的化学名称为_______________。
(3)E中的官能团名称为_______________。
(4)F生成G的化学方程式为___________________________________。
(5)D的分子式为_______________,其同分异构体中含有苯环且能发生水解反应和银镜反应的有_____种。
(6)已知:R﹣NO2R﹣NH2,设计以苯和氯乙烷为原料制备的合成路线为___________________________________。(无机试剂任选)
18.(2020年6月·海口市模拟考卷大联考题18)艾司洛尔(Esmolol)是一种用于心房颤动、窦性心动过速以及手术期高血压的药物,其合成路线如下(部分条件已省略):
回答下列问题:
(1)A的化学名称是__________________。
(2)B→C的反应类型是____________,条件1是__________________。
(3)D→E的反应中,除生成E外,还生成CO2,H2O,该反应的化学方程式为__________________。
(4)F的结构简式为____________。
(5)X为B的同分异构体,且为含羧基的芳香化合物,则X的结构有______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰的同分异构体的结构简式为__________________(写一种)。
(6)肉桂酸()是一种重要的食品添加剂、香料和医药中间体。以甲苯、丙二酸为起始原料制备肉桂酸的合成路线为____________________________________(其他试剂任选)。
2
1
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参考答案
1.
(1)甲苯
(2)取代反应 氧化反应
(3)
(4)酮羰基 酯基
(5)
(6)或
(7)
【分析】
A的化学名称为甲苯,在浓硫酸催化下加热与浓硝酸发生取代反应生成B,B被酸性高锰酸钾氧化生成C,C在铁和盐酸作用下发生还原反应,生成D,D的分子式为C7H7NO2,应是-NO2被还原为-NH2,故D的结构简式为,D在碱催化下和TsCl发生取代反应后继续与SOCl2在加热条件下发生取代反应生成E,F在乙醇钠作用下与环氧乙烷发生环化反应生成G,G在(C2H5O)2Mg作用下与E反应生成H,H在氢氧化钠溶液中水解后酸化生成化合物Ⅰ,据此解答;
【详解】
(1)A的结构是苯环上连一个甲基,即甲苯。
(2)A→B:甲苯在浓硫酸和浓硝酸作用下发生硝化反应,属于取代反应(或硝化反应)。B→C:甲基被高锰酸钾氧化为羧基,属于氧化反应。
(3)根据分析,D的结构简式为。
(4)根据F的结构简式,F中官能团的名称分别为酮羰基和酯基。
(5)F在乙醇钠作用下与环氧乙烷发生环化反应生成G,化学方程式为。
(6)C中含有的官能团为羧基和硝基,X的质谱图中分子离子峰的质荷比数值为195,说明X的相对分子质量为195,化合物X与C含有相同的官能团,说明X中含有羧基和硝基,C是邻硝基苯甲酸(分子量167),两者分子量相差 28,说明X是比C多2个碳的同系物,核磁共振氢谱图中有三组峰,说明其结构具有高度对称性,可能的结构简式为或。
(7)目标是合成一条带有-CH(OH)COOH 末端的4碳直链连接在邻硝基苯环上。这种羟基酸通常由对应的醛通过氰醇反应(加HCN)再水解制得。这意味需要先合成相应的醛:故先发生甲基的取代反应得到,再和发生已知信息的反应生成:,再发生H→I的反应经过碱性水解,再加热极易发生脱羧反应,失去-COOH,从而得到目标醛:,随后需要用到1个碳的试剂HCN与之发生加成反应生成,随后水解、酸化生成目标产物,合成路线:
2.
(1)丙酸
(2)取代反应
(3)
(4)或
(5)氨基、醚键
(6)+Br2+HBr
(7)
【分析】
根据题干信息,由AB发生了取代反应(A中的-OH被-Cl取代),BC发生取代反应(B中的-Cl被取代),C和D的分子式相同为同分异构体,结合E的结构简式和DE的反应条件以及BC的取代过程可知,D的结构简式为:,EF在光照条件下发生的取代反应,苯环侧链亚甲基上的H被溴原子取代,生成F(含-COCHBrCH3),由结构简式可知FH发生取代反应,则G的结构简式为,H与H2发生还原反应,最终生成I。
【详解】
(1)A的化学名称为:丙酸。
(2)由分析可知BC的反应类型为:取代反应。
(3)由分析可知,D的结构简式为:。
(4)E的同分异构体X,符合条件:①含有两个苯环;②核磁共振氢谱有2组峰且峰面积之比为,说明其结构高度对称,则X的结构简式为: 或。
(5)结合分析可知,G中所含有的官能团名称:为氨基、醚键。
(6)E→F的反应方程式为:+Br2+HBr。
(7)结合题干和已知信息,苯酚发生A→F的一系列反应可生成,再发生已知信息②的反应生成,再发生氰基的水解反应生成,再利用已知信息①发生H→I的反应生成,再发生羟基的消去反应即可得到目标产物,故合成路线为:。
3.
(1) 1,3-二甲苯或间二甲苯
(2)氧化反应 取代反应
(3)
(4)酮羰基、碳溴键
(5)
(6)
【分析】
由有机物的转化关系可知,催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成,则A为;与SOCl2共热发生取代反应后,再与(C6H5)4BNa发生取代反应生成,光照条件下与溴发生取代反应生成,与氰化钠共热发生取代反应生成,乙醇钠作用下与碳酸二乙酯共热发生取代反应生成,故F为;乙醇钠作用下与一碘甲烷发生取代反应生成,在硫酸中共热反应生成。
【详解】
(1)由分析可知,A的结构简式为,名称为1,3-二甲苯或间二甲苯,故答案为:;1,3-二甲苯或间二甲苯;
(2)由分析可知,A→B的反应为催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成、C→D的反应为光照条件下与溴发生取代反应生成和溴化氢,故答案为:氧化反应;取代反应;
(3)分子式为的X与C具有相同的官能团,分子中含有2个苯环说明X分子中含有酮羰基,比C分子多1个甲基,则核磁共振氢谱有3组峰的结构简式为,故答案为:;
(4)由结构简式可知,的官能团为酮羰基、碳溴键,故答案为:酮羰基、碳溴键;
(5)由分析可知,E→F的反应为乙醇钠作用下与碳酸二乙酯共热发生取代反应生成和乙醇,则Y为乙醇,故答案为:;;
(6)由题给信息可知,以至多3个碳的有机物为原料合成的合成步骤为:氢氧化钠作用下乙醛与甲醛反应生成(HOCH2)3CCHO,(HOCH2)3CCHO与氢气在一定条件下反应生成C(CH2OH)4,C(CH2OH)4与溴化氢发生取代反应生成C(CH2Br)4;浓硫酸作用下HOOCCH2COOH与乙醇共热发生酯化反应生成C2H5OOCCH2COOC2H5,乙醇钠作用下C2H5OOCCH2COOC2H5与C(CH2Br)4反应生成,在氢氧化钠溶液中发生水解反应后,经盐酸酸化、共热发生脱羧反应生成,合成路线为。
4.
(1) 苯甲醛
(2)碳碳双键、酯基。
(3)反
(4)还原反应
(5)
(6)
(7)
【分析】
结合B的结构式,可逆向推得A的结构为,B与氢气一定条件下反应还原生成C,C在SOCl2条件下发生取代反应生成D,D在HCHO、HCl、ZnCl2,发生取代反应生成E(),E与发生取代生成F,F与发生取代反应生成福莫卡因。
【详解】
(1)结合上述分析可知,A的结构简式: ,其化学名称苯甲醛;
(2)结合题干信息中B的结构式,B中所有官能团名称碳碳双键、酯基;
(3)顺式中的两个取代基处于同一侧,空间比较拥挤,范德华斥力较大,分子内能较高,不稳定,反式较顺式稳定;
(4)结合上述分析,B→C的反应类型为还原反应;
(5)E的结构为,同分异构体满足①含有苯环②核磁共振氢谱只有1组吸收峰,说明结构高度对称,则X的一种结构简式为;
(6)E→F的反应方程式为:;
(7)乙醇分别催化氧化为乙醛、乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙醛 乙酸乙酯反应生成CH3CH=CHCOOC2H5;苯甲醛与CH3CH=CHCOOC2H5反应生成,再水解生成,合成路线为:。
5.
(1)取代反应或磺化反应
(2)+NaOH→+H2O
(3)苯酚
(4)(溶液)或其他合理答案
(5)或
(6)
(7)
【分析】
根据合成路线,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C(),C先与NaOH反应生成,和CO2在一定条件下反应,再与HCl反应生成D,D的分子式为C7H6O3,则D为,D再与CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E与AlCl3反应生成F,F与苯甲酸肝在一定条件下生成G,G经一系列反应生成黄铜哌酯,据此分析解答。
【详解】
(1)由分析可知,A()在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B(),即反应类型为取代反应(或磺化反应);
(2)B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应生成和H2O,反应的化学方程式为+NaOH→+H2O;
(3)C的结构简式为,则化学名称为苯酚,根据分析可知,D的结构简式为;
(4)由E、F的结构简式可知,F含有酚羟基,而E没有,因此可用FeCl3溶液鉴别二者,前者溶液变成紫色,后者无明显现象;
(5)F的分子式为C10H10O4,X是F的同分异构体,X含有苯环和酯基,其核磁共振氢谱有两组峰,说明X只有2种不同环境的H原子,则满足条件的X的结构简式为:或;
(6)酸酐能与羟基化合物反应生成酯,则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水,故M和N的结构简式为和H2O;
(7)已知+CO2,则以为原料合成时,可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成,再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成,再与CH3COCl发生取代反应生成,氧化可得到,再与AlCl3反应可得到,则合成路线为:。
6.
(1)异丙醇或2-丙醇 异丙醇钠或2-丙醇钠或 氢气
(2)1
(3)氧化反应 加成反应
(4)羟基 羧基
(5)+CH3CH2OH+H2O
(6)
【分析】根据流程图,A发生催化氧化生成B,结合B的分子式和C的结构可知,B为丙酮();结合二甲双酮的结构可知,D与乙醇在酸性条件下发生酯化反应生成E,E为,结合官能团的性质和转化关系分析解答。
【详解】
(1)A()的名称为异丙醇或2-丙醇,A与金属钠反应生成异丙醇钠和氢气,故答案为:异丙醇或2-丙醇;异丙醇钠;氢气
(2)B为丙酮(),具有对称结构,核磁共振氢谱有1组峰,故答案为:1;
(3)根据流程图,为氧化反应、为加成反应,故答案为:氧化反应;加成反应;
(4)D()中所含官能团有羟基和羧基,故答案为:羟基;羧基;
(5)D与乙醇在酸性条件下发生酯化反应生成E,反应的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O,故答案为:+CH3CH2OH+H2O;
(6)以为原料合成乌头酸(),需要增长碳链和引入羧基,根据题干流程图中BCD的转化关系,结合已知信息①②,需要将氧化为丙酮后利用②引入溴原子,在利用①和题干流程图中BCD的转化关系,即可引入三个羧基,具体合成路线为:,故答案为:。
7.
(1)6
(2)对硝基甲苯
(3)或
(4)羧基、硝基
(5)+CH3CH2OH→+H2O
(6)c
(7)
【分析】
甲苯发生硝化反应生成A,A中甲基被高锰酸钾溶液氧化为羧基,根据B的结构简式,可知A是;和乙醇发生酯化反应生成,发生还原反应生成 。
【详解】
(1)甲苯分子内,甲基上最多有1个H原子在苯环决定的平面内,甲苯共面的H原子数最多为6个;
(2)A是,A的名称是对硝基甲苯;
(3)在的同分异构体中,①与A具有相同官能团、②属于芳香化合物 、③核磁共振氢谱有5组峰,符合条件的是或;
(4)B是,官能团名称为羧基、硝基。
(5)B→C是和乙醇发生酯化反应生成,反应的反应方程式为+CH3CH2OH→+H2O。
(6)铁泥属于危化品,交有资质单位处理,选c;
(7),甲苯和溴蒸气在光照条件下生成,和反应生成,在酸性条件下生成,合成路线为。
8.
(1)环己酮 羟基、酯基
(2)
(3)取代反应
(4)
(5)或
(6)
【分析】
D→E,氯原子被羟基取代,E→F,羧羟基被氯原子取代,形成酰氯,故可知E的结构简式为。B+F→G,酰氯与醇发生取代反应,G的结构简式为。H→J发生取代反应,根据I的分子式和J的结构简式可推断I的结构简式为。
【详解】
(1)A的名称为环己酮;B中所含官能团名称为羟基和酯基;
(2)间二氯苯与甲醛、HCl发生反应生成D,脱去一分子水,化学方程式为:;
(3)E的结构简式为,E→F羧羟基被氯原子取代,反应类型为取代反应;
(4)H→J发生取代反应,由分子式推断I为酰氯,根据J的结构简式推断其结构简式为;
(5)该物质为D→E的副产物,且为E的同分异构体,故其结构简式为或;
(6)酮与HCN反应生成腈醇,X的结构简式为;Y→B羧酸与乙醇发生酯化反应,故Y的结构简式为。
9.
(1)4-苯基丁酸 (酮)羰基
(2)
(3)++H2O
(4)18 或或
(5)
【分析】
首先以B和苯为起始原料,经AlCl3催化的苯环取代反应引入酮羰基与羧基得到C,再通过还原将酮羰基还原为亚甲基得到D,随后D先与SOCl2反应将羧基转化为活性更高的酰氯,再经分子内苯环取代反应关环,构建出含苯环的六元环状酮E;同时另一条路线中,乙炔与两分子甲醛发生加成反应引入两个羟甲基,得到F,再经H2还原将碳碳三键转化为双键,得到二元醇G;最后在酸性条件下,E的酮羰基与G的两个羟基发生脱水缩合反应,脱去1分子水形成环状缩醛结构,最终得到目标产物H。
【详解】
(1)C→D是还原反应,条件是Zn/Hg HCl,作用是把酮羰基还原成亚甲基。D的结构是苯环连接4个碳原子的直链羧酸,按照系统命名法,羧基在1号碳,苯环在4号碳,所以叫4-苯基丁酸。D→E分两步:先把羧酸变成酰氯,再发生苯环上的取代反应(分子内酰基化),在苯环和侧链之间形成一个新的六元环,最终产物E是一个环状酮,所以官能团是酮羰基。
(2)这个反应是炔烃的加成反应。乙炔分子中,三键两端的碳原子上各连有1个氢原子,这两个氢原子都比较活泼。在NaNH2作用下,它们可以分别和1分子甲醛发生加成反应,每个氢原子都被一个羟甲基取代,最终生成。
(3)E+G→H这个反应属于取代反应。酸性条件下,E分子中的酮羰基会和G分子中的两个羟基发生反应,羰基上的氧原子和两个羟基上的氢原子结合生成1分子水,剩下的部分连接成一个环状结构,就是产物H,反应方程式为:++H2O。
(4)C的分子式为C10H10O3,我们先拆解三个条件:苯环上只有两个取代基:说明两个取代基连在苯环上,有邻、间、对3种位置关系。能发生水解反应:说明分子中含有酯基,1mol有机物与足量银氨溶液反应最多生成4molAg:1mol醛基能生成2molAg,所以分子中含有2个醛基或者1个醛基和1个甲酸酯基或2个甲酸酯基。所有可能的取代基组合:①取代基1:-OOCH,取代基 2:-CH2CH2CHO,②取代基1:-OOCH,取代基2:-CH(CH3)CHO,③取代基1:-CH2OOCH,取代基 2:-CH2CHO,④取代基1:-CH2CH2OOCH,取代基2:-CHO,⑤取代基1:-CH(CH3)OOCH,取代基2:-CHO,⑥取代基1:-CH(CHO)OOCH,取代基2:-CH3,共六种取代基组合,每种组合在苯环上都有邻、间、对3种位置,所以总共有6×3=18种同分异构体。核磁共振氢谱条件:峰面积比为1:1:2:2:2:2,说明分子高度对称,因此是对位取代的结构(苯环上只有2种等效氢,各2个)。结构简式为:或或 。
(5)根据题中A到E的合成路线,可以发现目标产物是与E类似的物质,故先用A与和AlCl3反应生成,再通过C到D的反应还原酮羰基,最后和SOCl2与AlCl3反应(D到E的反应),得到目标产物,合成路线如下:。
10.
(1)1,4-丁二酸或丁二酸
(2)加成反应
(3)酮羰基
(4)或
(5)
(6)
(7)
【分析】
A与反应生成B,B与发生加成反应生成C,C与发生加成反应生成D,D中含有两个五元环,D的结构简式为;E在碱性条件下水解生成F和,结合原子守恒,F的结构简式为,据此解答。
【详解】
(1)A结构为,名称是1,4-丁二酸或丁二酸。
(2)B中两个羰基之间的活泼碳氢键断裂,和的双键发生加成得到C,属于加成反应。
(3)C结构中仅含酮羰基官能团。
(4)C分子式为,不饱和度为4,符合条件:苯环占4个不饱和度,遇溶液显紫色,含酚羟基,核磁共振氢谱有4组峰说明对称性高,符合条件的结构为:、。
(5)由分析可知,D结构简式为。
(6)根据原子守恒,F的结构简式为,离子方程式补全即可。
(7)合成思路:加氢还原得到,卤原子水解得到羟基,氧化得到含有2个酮羰基的化合物:,再与发生类似B→C的加成反应即可得到目标产物,但题目给定物质只有含1~2个碳原子的有机物为原料,故还需要用两分子乙醛发生羟醛缩合反应得到,具体路线是:。
11.
(1)乙酸 取代反应
(2)CH3COOCH2CH3
(3)+CH2=CHCH2Br+HBr
(4)(其他答案合理即可)
(5)或
(6)
【分析】
由题干已知信息可知,有机物A由C、H、O三种元素组成,含碳元素质量分数为40%,可与NaHCO3反应生成气体,其对氢气的相对密度为30,根据气体的密度之比等于其相对分子质量之比,即A的相对分子质量为30×2=60,且A能与NaHCO3反应生成气体,就含有羧基,A中含有=2个C原子,故A为CH3COOH,结合A到B的转化条件可推知,B的结构简式为:CH3COOCH2CH3,B与CH3CH2CH2COCl发生取代反应生成CH3CH2CH2COCH2COOCH2CH3,CH3CH2CH2COCH2COOCH2CH3与CH2=CHCH2Br发生取代反应生成C,结合反应④的转化条件可知,C的结构简式为:,(6)本题采用逆向合成法即根据题干流程图中反应②的信息可知,可由转化而来,再由本小题题干信息可知,可由发生取代反应而来,而可由和CH3COOH发生酯化反应制得,可由发生水解反应制得,可由和NaCN发生取代反应制得,CH2=CH2和Cl2、H2O在一定条件下反应可以制得,由此分析确定合成路线,据此分析解题。
【详解】
(1)由分析可知,A的结构简式为:CH3COOH,则A的化学名称为乙酸,反应②的化学反应类型为取代反应,故答案为:乙酸;取代反应;
(2)由分析可知,化合物B的结构简式为CH3COOCH2CH3,故答案为:CH3COOCH2CH3;
(3)由分析可知,C的结构简式为:,结合题干流程图可知,反应③的化学方程式为:+CH2=CHCH2Br+HBr,故答案为:+CH2=CHCH2Br+HBr;
(4)由题干米洛巴林的结构简式可知,分子中含有氨基,具有碱性能与酸反应生成盐,则米洛巴林与苯磺酸即形成的盐,可改善米洛巴林用药环境,则该盐的结构简式为:,故答案为:;
(5)由题干米洛巴林的结构简式可知,分子式为:C12H19O2N,不饱和度为4,则米洛巴林满足以下两个条件a.与FeCl3溶液显紫色即含有酚羟基,b.核磁共振氢谱有四组峰,其面积比为分子高度对称,含有3个相同的甲基、2个相同的甲基,则同分异构体E结构简式为:或,故答案为:或;
(6)本题采用逆向合成法即根据题干流程图中反应②的信息可知,可由转化而来,再由本小题题干信息可知,可由发生取代反应而来,而可由和CH3COOH发生酯化反应制得,可由发生水解反应制得,可由和NaCN发生取代反应制得,CH2=CH2和Cl2、H2O在一定条件下反应可以制得,由此分析确定合成路线为:,故答案为:。
12.
(1) 邻甲基苯酚
(2)羧基、醚键
(3)取代反应
(4)++HCl
(5)
(6)FeCl3溶液
(7)
【分析】
根据B的结构和,可知A的结构为,B被酸性高锰酸钾氧化为C,C和SOCl2发生反应羟基被Cl取代,生成D,对比D与E的结构,可得C6H6NBr的结构为,D→E的反应方程式为:++HCl,E与在碱性环境下反应生成F,H与HI反应生成G。
【详解】
(1)由分析得,A的结构简式为:;名称为:邻甲基苯酚;
(2)由图可知,C中所含官能团为:羧基、醚键;
(3)C和SOCl2发生反应羟基被Cl取代,生成D,反应类型为取代反应;
(4)对比D与E的结构,可得C6H6NBr的结构为,D→E的反应方程式为:++HCl;
(5)C的同分异构体之一X,符合条件:①含有苯环;②酸性条件下,水解产物的核磁共振氢谱都只有两个峰,即X含有酯基,且酸性条件下,水解产物等效氢只有两种,符合条件的X为:;
(6)G中含有酚羟基,F中没有,可用FeCl3溶液遇含酚羟基的物质,溶液颜色变紫的性质进行鉴别;
(7)与CH3I、K2CO3反应生成,与O2在催化剂、加热的条件下发生氧化反应,生成,和SOCl2发生取代反应生成,在AlCl3的作用下生成,与HI反应生成,合成路线图为:。
13.
(1) 酮羰基、羟基
(2)取代反应
(3)
(4)13
(5)合理即可
【分析】
芳香族化合物A、D为原料合成W,由信息反应、结合流程C+F→G、结合G的结构简式,可逆推得C为、F为,A→B→C为连续氧化,结合分子式,则A为,B为,D→E为卤代烃水解,E→F为水解产物酸化,结合化学式及F的结构简式,则E为,D为,据此回答。
【详解】
(1)据分析,A的结构简式为,按结构简式,G中含有官能团的名称为酮羰基、羟基。
(2)结合信息反应可知,C+F→G,还有另一个产物水,则该反应类型是取代反应。
(3)苯酚有弱酸性能与氢氧化钠反应,则碱性条件下水解D→E的化学方程式为+4NaOH+2NaCl+2H2O。
(4)C为、C的同分异构体,满足下列条件:①遇溶液发生显色反应,则含酚羟基;②能发生银镜反应,则含醛基,则C的同分异构体有几种组合:组合1:含有苯环和两个取代基,-OH与-CH2CHO,共3种;组合2:含有苯环和三个取代基,-OH与-CH3、-CHO,共10种;则符合条件的同分异构体共有13种,其中核磁共振氢谱有5组峰的同分异构体的结构简式:。
(5)以乙醇、邻甲基苯酚为原料合成,按逆合成分析法需要通过催化加氢得到目标产物,可通过信息,由乙酸、邻甲基苯酚反应生成,乙酸可通过乙醇被酸性高锰酸钾溶液氧化得到,则合成路线为:CH3CH2OHCH3COOH。
14.
(1)1,3-苯二酚
(2)酚羟基、酮羰基 取代反应
(3)
(4)
(5)4 、
(6)
【分析】
根据C的结构简式知,A发生取代反应生成B为,B中发生取代反应生成C,C和D发生取代反应生成E,根据E的结构简式知,D为,E发生加成反应生成F,F发生取代反应生成G;
【详解】
(1)A的化学名称为1,3-苯二酚或间苯二酚;
(2)B为,官能团的名称为酚羟基、酮羰基;B中O-H发生取代反应生成C和HCl,B→C反应类型为取代反应;
(3)由分析可知,D为;
(4)连接四种不同基团的饱和碳原子为手性碳原子,G分子存在手性碳原子为;
(5)①能发生银镜反应和水解反应说明含有;②物质能与反应说明和2个-OH直接连接苯环上;③苯环上只有一种氢原子环境;④苯环上只有一个烃基,满足条件的C的同分异构体为、、、共4种:其中核磁共振氢谱有5组峰的同分异构体的结构简式为、;
(6)由苯酚和乙醇制备,乙醇发生氧化反应生成乙醛,乙醛发生氧化反应生成乙酸,苯酚和乙酸发生A生成B类型的反应,然后再和乙醛发生信息中的反应生成目标产物,合成路线为。
15.
(1)甲苯 Cl2、光照
(2)C
(3)
(4)+H2
(5)B
(6)HOCH2CH2OHOHC-CHO
【分析】
芳香烃A的相对分子质量为92,A的分子式为C7H8,A的结构简式为;B的分子式为C7H7Cl,A与Cl2发生取代反应生成B,B可以转化成C,C能与O2/Cu、加热反应,则C属于醇类,故A与Cl2、光照发生取代反应生成B,B的结构简式为,B发生水解反应生成C,C的结构简式为,C发生催化氧化反应生成D,D的结构简式为;D先与HC≡CNa反应、后酸化生成E,E发生题给已知反应生成F,F的分子式为C9H10O2,则F的结构简式为。
【详解】
(1)根据分析,A的结构简式为,A的化学名称为甲苯;A→B为甲苯的甲基上H被Cl取代,反应的试剂为Cl2,条件为光照;答案为:甲苯;Cl2、光照。
(2)C的结构简式为 ,其中官能团为醇羟基,该物质属于芳香醇,答案选C。
(3)根据分析,F的结构简式为;答案为: 。
(4)
若G→H是在催化剂和加热条件下发生的加成反应,则该反应的化学方程式为+H2;答案为:+H2。
(5)两个溴的位置分三种情况:第一种情况,两个溴在侧链上,有1种结构;第二种情况,一个溴在侧链上,有3种结构;第三种情况,两个溴连接在苯环上,有6种结构;符合条件的同分异构体有1+3+6=10种;答案选B。
(6)对比和乙二醇的结构简式,可仿流程中C→D→E→F合成,乙二醇先发生催化氧化反应生成OHC—CHO,OHC—CHO与HC≡CNa反应后再酸化生成,与H2O在HgSO4、稀H2SO4存在下反应生成,合成路线流程图为HOCH2CH2OHOHC-CHO;答案为:HOCH2CH2OHOHC-CHO。
16.
(1)邻硝基苯甲酸(2−硝基苯甲酸) 取代(硝化)反应
(2)酸性高锰酸钾溶液
(3)+H2O +CH3COOH
(4)9
(5)利用磺酸基占位,减少5号位上H原子的取代 步骤②
【分析】
苯发生取代反应得到甲苯,甲苯和浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成,发生氧化反应得到,和Fe/HCl反应将硝基变为氨基即生成A,A和CH3COCl反应生成。
【详解】
(1)的名称是邻硝基苯甲酸(2−硝基苯甲酸)。根据题中分析得到反应②的反应类型为取代(硝化)反应;故答案为:邻硝基苯甲酸(2−硝基苯甲酸);取代(硝化)反应。
(2)反应③是发生氧化反应,为实现其转化,通常可采用的试剂是酸性高锰酸钾溶液;故答案为:酸性高锰酸钾溶液。
(3)生成2−氨−3−氯苯甲酸的方程式为+H2O+CH3COOH;故答案为:+H2O+CH3COOH。
(4)①相对分子质量比大42的苯的同系物,说明分子式为C10H14;②与酸性KMnO4反应能生成二元羧酸;说明含有两取代基,且苯环连的碳上至少有1个氢原子,则四个碳可以分为一个甲基和一个正丙基或一个甲基和一个异丙基或两个乙基,每个都有邻、间、对三种即9种,其中仅有3种等效氢的有机物结构简式为;故答案为:9;。
(5)从步骤⑥产率低的原因进行推测,上述过程能提高产率的原因可能是利用磺酸基占位,减少5号位上H原子的取代。若想要进一步提高产率,2−氨−3−氯苯甲酸的合成流程中,步骤②甲苯硝化反应时还可能生成其他的副产物,因此可以优化的步骤还有步骤②;故答案为:利用磺酸基占位,减少5号位上H原子的取代;步骤②。
17.
(1)取代反应或水解反应
(2)4﹣甲基苯甲醛或对甲基苯甲醛
(3)羧基、氯原子
(4)
(5)C8H8O2 4
(6)
【分析】
根据合成路线分析可知,A与NaOH溶液发生水解(取代)反应生成B,B催化氧化生成C,C中的醛基发生银镜反应后酸化生成D,D发生甲基上的取代反应生成E,E再与CH3OH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成F,F在一定条件下生成G,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据分析,A生成B的反应为取代反应;故答案为:取代反应或水解反应;
(2)C为,化学名称为4﹣甲基苯甲醛或对甲基苯甲醛;故答案为:4﹣甲基苯甲醛或对甲基苯甲醛;
(3)E为,所含官能团为羧基、氯原子;故答案为:羧基、氯原子;
(4)和发生取代反应生成G,F生成G的化学方程式为;故答案为:;
(5)D为,分子式为C8H8O2,其同分异构体中含有苯环且能发生水解反应说明含有酯基和能发生银镜说明含有醛基,因为只含有两个O原子,所以只能是含有一个﹣CH3和一个﹣OOCH基团,此时有邻间对三种结构,或者含有一个﹣CH2OOCH基团,此结构只有一种,所以一共有4种结构;故答案为:C8H8O2;4;
(6)设计以苯和氯乙烷为原料制备,发生硝化反应生成,和H2发生还原反应生成,在一定条件下和CH3CH2Cl发生取代反应生成,合成路线为;故答案为:。
18.
(1)对甲基苯酚或4-甲基苯酚
(2)取代反应 光照或加热
(3)+HOOCCH2COOH+CO2↑+H2O
(4)
(5)14 或
(6)
【分析】
A与乙酸酐在一定条件下反应生成B,B与氯气发生取代反应生成C,C在NaOH水溶液中水解再酸化得到D,D与丙二酸在一定条件下生成E,根据后续产物H的结构可知E生成F为碳碳双键的催化加氢,所以F为,F与甲醇发生酯化反应生成G为,G与发生取代反应生成H,H与(CH3)2CHNH2发生开环反应生成I。
【详解】
(1)A的化学名称是对甲基苯酚或4-甲基苯酚;
(2)B生成C是甲基H原子被Cl原子取代的反应,故该反应的条件是光照或加热;
(3)丙二酸为HOOCCH2COOH,D→E的反应中,除生成E外,还生成CO2,H2O,根据元素守恒可知该反应的化学方程式为+HOOCCH2COOH+CO2↑+H2O;
(4)由E的结构简式可知其分子式是C9H8O3,对比E、F的分子式差异可知E生成F是发生碳碳双键的加成反应,则F的结构简式是;
(5)B为,其同分异构体中含羧基的芳香化合物可分为三类:①苯环上只有一个支链,则有—CH2CH2COOH、共两种;②苯环上有两个支链,则有—CH2COOH,—CH3;—COOH、—CH2CH3,各有邻间对3种,共6种;③苯环上有三个支链,则有2个—CH3,1个—COOH,采用“定二移一法”可知共有6种,故符合条件的同分异构体有14种,其中、的核磁共振氢谱有四组峰;
(6)根据已知的合成路线,先使在光照条件下发生取代反应生成,然后在氢氧化钠水溶液中生成苯甲醛,苯甲醛在吡啶、苯胺混合体系中与丙二酸反应生成肉桂酸,转化的合成路线是。
【点睛】当苯环上有两个取代基时,有邻间对三种结构;当有3个取代基,其中两个相同时,有6种结构;当有3个不同取代基时,有10种结构。
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