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第14讲有机化学基础(选考)非选择题(本题包括5个小题,共100分)1.(2018北京理综,25)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。已知:.+.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。(1)按官能团分类,A的类别是。(2)AB的化学方程式是。(3)C可能的结构简式是。(4)CD所需的试剂a是。(5)DE的化学方程式是。(6)FG的反应类型是。(7)将下列KL的流程图补充完整:(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L与G物质的量之比为。答案(1)烯烃(2)CH3CHCH2+Cl2CH2ClCHCH2+HCl(3)或(4)氢氧化钠水溶液(5)CH2CHCHO+2H2O(6)取代反应(7)(8)氧化31解析由A、C的分子式可知,A为丙烯,结构简式为CH3CHCH2,丙烯与氯气高温下发生取代反应,生成CH2ClCHCH2,则B为CH2ClCHCH2;CH2ClCHCH2与HOCl发生加成反应生成或,则C为或;或在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,则D为;在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成CH2CHCHO,则E为CH2CHCHO;由E和J发生加成反应生成,则J为,G为,F为;由信息可知,发生信息反应生成,发生消去反应生成,则L为;与发生氧化还原反应生成和。(1)CH3CHCH2含有碳碳双键,按官能团分类,A属于烯烃;(2)A与Cl2在高温条件下发生取代反应生成CH2ClCHCH2和氯化氢,反应的化学方程式为CH3CHCH2+Cl2CH2ClCHCH2+HCl;(3)CH2ClCHCH2与HOCl发生加成反应生成或,C可能的结构简式为或;(4)或在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,则试剂a为氢氧化钠水溶液;(5)DE的反应为在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成CH2CHCHO,反应的化学方程式为CH2CHCHO+2H2O;(6)FG的反应为在浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应生成和水;(7)KL的转化过程为发生信息反应生成,发生消去反应生成;(8)与反应生成、和H2O,去氢发生氧化反应,去氧加氢发生还原反应,两者物质的量之比为31。2.(2017课标全国,36)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:回答下列问题:(1)A的结构简式为。C的化学名称是。(2)的反应试剂和反应条件分别是,该反应的类型是。(3)的反应方程式为。吡啶是一种有机碱,其作用是。(4)G的分子式为。(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有种。(6)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。答案(1)三氟甲苯(2)浓硝酸、浓硫酸、加热取代反应(3)+HCl吸收反应产生的HCl,提高反应转化率(4)C11H11F3N2O3(5)9(6)解析(1)由A到B的反应条件可知该反应是碳原子上氢原子的取代反应,结合B的分子式可知A的分子式为C7H8,A为芳香烃,则A为甲苯,结构简式为。C为甲苯甲基上的三个氢原子被三个氟原子取代的产物,则其名称为三氟甲苯。(2)C与D相比,三氟甲苯苯环上的一个氢原子被NO2取代,因此发生了硝化反应,反应的试剂为浓硝酸、浓硫酸,条件为加热。(3)由G的结构简式和反应的条件和试剂可知,反应为中的氯原子取代了E中NH2上的一个氢原子,即反应的化学方程式为+HCl。因为吡啶为有机碱,可消耗反应产生的HCl,从而提高反应物的转化率。(4)由G的结构简式可知其分子式为C11H11F3N2O3。(5)根据题意先确定NO2和CF3在苯环上有3种位置:然后确定苯环上的位置,有4种,有4种,有2种,共计10种,其中一种是G的结构简式,则符合题意的结构有9种。(6)解答本题可用逆推法:3.具有抗菌作用的白头翁素衍生物M的合成路线如下图所示:已知:.RCH2BrRHCCHR.RHCCHR.RHCCHR(以上R、R、R代表氢、烷基或芳基等)(1)C中官能团名称为,B的化学名称为。(2)F的结构简式为,则与F具有相同官能团的同分异构体共种(考虑顺反异构,不包含F)。(3)由G生成H的化学方程式为,反应类型为。(4)下列说法正确的是(选填字母序号)。a.由H生成M的反应是加成反应b.可用硝酸银溶液鉴别B、C两种物质c.1 mol E最多可以与4 mol H2发生加成反应d.1 mol M与足量NaOH溶液反应,消耗4 mol NaOH(5)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂,写出合成CH3CHCHCH3的路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。答案(1)溴原子、羧基邻甲基苯甲酸(或2-甲基苯甲酸)(2)5(3)+NaOH+NaI+H2O消去反应(4)ac(5)解析根据流程图,结合C的结构可知,A为邻二甲苯,氧化生成B,B为邻甲基苯甲酸,B发生取代反应生成C,C与甲醇发生酯化反应生成D,D为,根据信息,D与甲醛反应生成E,E在氢氧化钠溶液中水解后酸化,生成F,根据信息,F与I2反应生成G,G为,G发生消去反应生成H,H为,根据信息,2个H反应生成M()。(1)根据C的结构,C中官能团有溴原子、羧基,B为邻甲基苯甲酸()。(2)F的结构简式为,与F具有相同官能团的同分异构体有、(包括顺反2种),共5种。(3)G发生消去反应生成H,反应的化学方程式为+NaOH+NaI+H2O。(4)根据H和M分子式之间的关系,由H生成M的反应是加成反应,a正确。C不能电离出溴离子,不能用硝酸银溶液鉴别B、C两种物质,b错误。1 mol E中含有1 mol苯环和1 mol碳碳双键,1 mol E最多可以与4 mol H2发生加成反应,c正确。1 mol M含有2 mol酯基,与足量NaOH溶液反应,消耗2 mol NaOH,d错误。(5)以乙烯为原料合成CH3CHCHCH3。可以首先用乙烯与水加成生成乙醇,乙醇氧化生成乙醛,乙烯再与溴化氢加成生成溴乙烷,根据信息,乙醛与溴乙烷在一定条件下反应生成CH3CHCHCH3。合成路线为。4.有机物G可用于治疗哮喘、系统性红斑狼疮等。其合成路线如下图所示。已知:通常在同一碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。醛能发生羟醛缩合反应,最终脱水生成不饱和醛:RCHO+RCH2CHO+H2O请回答:(1)A生成B的反应类型为,B中含有的官能团名称为。(2)写出两个符合下列条件的A的同分异构体结构简式:。能与氯化铁溶液发生显色反应;核磁共振氢谱显示分子中苯环上有两种不同化学环境的氢原子。(3)化合物C的结构简式为。(4)DE的化学方程式为。(5)1 mol G在一定条件下与足量H2充分反应,需要消耗H2 mol。(6)可由和有机物H分子间脱去一分子水而得,则H的名称为;通常采用为原料合成,请参照题目路线图设计该合成路线(无机试剂任选)。答案(1)取代反应(或氯代反应)(酚)羟基、氯原子(2)、(任意写出其中2个)(3)(4)+2Ag(NH3)2OH+2Ag+3NH3+H2O(5)5(6)乙二醇解析在H2O2的作用下发生信息的反应,生成的A为,A在光照条件下与氯气发生取代反应生成B,B在NaOH的水溶液中发生卤代烃的水解生成C,再结合C和CH3CHO可以发生羟醛缩合反应,最终脱水生成不饱和醛D,则B为,C为,D为;D发生银镜反应生成的E为,E酸化后得到的F为。(1)A在光照条件下与氯气反应生成的B为,分子中含有羟基和氯原子。(2)能与氯化铁溶液发生显色反应,说明分子结构中含有酚羟基;根据核磁共振氢谱,说明分子结构中对位有两个不同取代基,或苯环上有两个酚羟基和一个甲基,且酚羟基为对称位置,满足条件的同分异构体有、。(4)DE反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag+3NH3+H2O。(5)G中苯环、碳碳双键和羰基可以与氢气发生加成反应,则1 mol G在一定条件下与足量H2充分反应,需要消耗H2的物质的量为5 mol。(6)可由和有机物H分子间脱去一分子水而得,根据原子守恒和碳架结构不变,可知H的结构简式为HOCH2CH2OH,名称为乙二醇;采用为原料合成的流程为。5.左乙拉西坦(物质G)是一种治疗癫痫的药物,可通过以下方法合成:(1)B中的含氧官能团名称为。(2)EF的反应类型为。(3)X的分子式为C4H7ON,写出X的结构简式:。(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:。能发生水解反应,水解产物仅有一种,且为-氨基酸;分子中含六元环结构,且有4种不同化学环境的氢原子。(5)请以和为原料制备,写出相应合成路线流程图合成须使用试剂HAl(t-Bu)2,无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干。答案(1)羟基、醚键(2)氧化反应(3)(4)(5)解析(1)B中的含氧官能团为羟基、醚键。(2)E中羟基被氧化变为羧基,发生氧化反应。(3)对比C和D结构,结合X分子式为C4H7ON,得出X的结构简式为。(4)同时满足条件的G的一种同分异构体的结构简式为。(5)对比和两种原料和制备产物,先将苯甲醇氧化成苯甲醛,再氧化成苯甲酸,然后模仿A到B的反应进行合成,路线如下:。
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