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题型十三有机合成与推断(选考)1.(2018天津理综,8)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:(1)A的系统命名为,E中官能团的名称为。(2)AB的反应类型为,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为。(3)CD的化学方程式为。(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为。(5)F与G的关系为(填字母)。a.碳链异构b.官能团异构c.顺反异构d.位置异构(6)M的结构简式为。(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。该路线中试剂与条件1为,X的结构简式为;试剂与条件2为,Y的结构简式为。答案 (1)1,6-己二醇碳碳双键、酯基(2)取代反应减压蒸馏(或蒸馏)(3)+C2H5OH+H2O(4)5(5)c(6)(7)试剂与条件1:HBr,X:试剂与条件2:O2/Cu或Ag,Y:解析(1)A为,根据系统命名法A的名称为1,6-己二醇;E中官能团的名称为碳碳双键和酯基。(2)AB的反应属于取代反应,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法是减压蒸馏(或蒸馏)。(3)CD的反应属于酯化反应,该反应的化学方程式为:+C2H5OH+H2O。(4)C的同分异构体W可发生银镜反应,说明含有CHO,且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛,说明水解产物是伯醇(CH2OH)。符合条件的W是甲酸酯(HCOOR),R的结构有(CH2)5Br、CH2CH(CH2CH3)CH2Br共5种,其中核磁共振氢谱具有四组峰的结构简式为。(5)根据F与G的结构式可知二者关系为顺反异构,选择c。(6)根据GN的转化关系可知M的结构简式为。(7)根据DE的转化关系分析可知,可由和合成,因此试剂与条件1为HBr和,X的结构简式为; 试剂与条件2为O2/Cu或Ag和,Y的结构简式为。2.(2018甘肃白银质检)A、B、C、D、E、F和G都是有机化合物,它们的关系如图所示:(1)化合物C的分子式是C7H8O,C遇FeCl3溶液显紫色,C与溴反应生成的一溴代物只有两种,则C的结构简式为。(2)D为一直链化合物,其相对分子质量比化合物C的小20,它能跟NaHCO3反应放出CO2,则D的分子式为,D含有的官能团是。(3)反应的化学方程式是。(4)芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体,通过反应化合物B能生成E和F,F可能的结构简式是。(5)E可能的结构简式是。答案(1)(2)C4H8O2羧基(3)+H2O+CH3CH2CH2COOH(4)CH3CH2CH2OH、(5)、解析(1)C遇FeCl3溶液显紫色说明含有酚羟基,C与溴反应生成的一溴代物只有两种,结合其分子式可知C的结构简式为。(2)D为一直链化合物,其相对分子质量比化合物C的小20,所以D的相对分子质量为88,它能跟NaHCO3反应放出CO2,说明D中含有羧基,D的结构简式为CH3CH2CH2COOH。(4)由D和F发生酯化反应生成G,故F是分子中含有三个碳原子的饱和一元醇;F可能的结构简式为CH3CH2CH2OH、。(5)E的结构简式可能为、。3.(2018贵州贵阳模拟)合成某治疗心血管疾病药物中间体F()的路线如图所示:已知:.A是相对分子质量为58的烃;.苯环上的烃基可被酸性KMnO4溶液氧化为COOH。(1)C7H8的名称为,A、B的结构简式分别为、。(2)反应的反应类型是,F中含氧官能团的名称是,反应的另一种产物为。(3)写出C在一定条件下与NaOH溶液反应的化学方程式:。(4)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体共有种,写出其中核磁共振氢谱有5个峰的物质的结构简式:。遇氯化铁溶液发生显色反应含有羧基(5)以对二甲苯、乙烯为原料制备聚对苯二甲酸乙二酯(HOH),参照A乙酸的表示方法,写出相应的合成路线图。答案(1)甲苯CH3CH2CH2CH3(2)取代反应羟基、酯基HCl(3)+3NaOHNaCl+2H2O+(4)13(5)HOH解析(1)(3)由A的相对分子质量易推出其分子式为C4H10。反应可视为乙酸分子中的OH被氯原子取代了,故它属于取代反应。由D的结构简式可反推出C为、B为,也可推出E为;C与NaOH溶液反应时Cl先被取代引入OH,连接在苯环上的OH及羧基均可与NaOH反应,故生成的有机产物为。反应可视为CH3COCl中的CH3CO取代了E中羟基上的氢原子后所形成的,故另一种产物是HCl。(4)由知分子中含有苯环且苯环上连接有OH。当苯环上有两个取代基时,两个取代基分别为OH、CH2COOH,此种情况下有3种同分异构体;当有三个取代基时,三个取代基分别为OH、COOH、CH3,三个取代基在苯环上有10种位置关系,故共有13种同分异构体,其中的核磁共振氢谱有5个峰。(5)对二甲苯先与酸性KMnO4溶液反应生成对苯二甲酸;乙烯先加成生成二卤代物,再水解得到乙二醇,最后发生缩聚反应即得目标产物。4.(2018湖南长沙模拟)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:+R2OH(R1、R2、R3、R4表示烃基或氢原子)(1)A的名称(系统命名)为,H的分子式为。(2)写出下列反应的反应类型:反应是,反应是。(3)G的结构简式为。(4)写出反应的化学方程式:。(5)C存在多种同分异构体,其中含有一个三元环的物质最多有种,写出核磁共振氢谱只有两种峰的同分异构体的结构简式:。(6)以甲苯和乙醇为原料(无机试剂任选)合成,写出合成路线图。答案(1)1,2-二氯丙烷C8H12O3(2)加成反应氧化反应(3)HOH或HOH(4)+2NaOH+2NaCl(5)6(或)(6)解析(3)B的结构简式为CH3CHOHCH2OH,它与HOOC(CH2)4COOH发生缩聚反应生成G,故G的结构简式为HOH或HOH。(5)除去一个三元环后还有三个碳原子,当它们以一个取代基与环相连时,有2种不同的结构;当它们以两个取代基与环相连时,有2种不同的结构;当它们以三个取代基与环相连时,有2种不同的结构,故共有6种同分异构体。其中核磁共振氢谱有两个峰则表明结构具有对称性,相应的结构为或。(6)由产物结构简式和反应信息知,首先需要用甲苯制取苯甲酸,再制备苯甲酸乙酯,然后由乙醇制备乙酸乙酯,所制得的两种物质再反应即可。5.(2018福建厦门模拟)有机物A的分子式为C6H6O2,从A开始,工业上合成某种具有抗肿瘤活性有机物的路线如下:A请回答下列问题:(1)有机物A的结构简式为;A与足量溴水反应可生成有机物B,该反应的化学方程式为;1 mol B与足量NaOH溶液反应时最多可消耗NaOH的物质的量为。(2)反应所得有机物中的含氧官能团为和。(填名称)(3)反应的反应类型为;反应中生成的另一种芳香族有机物的名称为。(4)已知反应中加入的试剂X的分子式为C7H5OCl,则X的结构简式为。(5)有机物的一种同分异构体满足下列条件:.苯环上有2个取代基;.其分子中有5种不同化学环境的氢原子;.能与FeCl3溶液发生显色反应且能与NaHCO3溶液反应放出气体。写出该同分异构体的结构简式:。答案(1)+4Br2+4HBr10 mol(2)(酚)羟基羰基(3)取代反应对甲基苯甲酸(或4-甲基苯甲酸)(4)(5)解析(1)A的分子式为C6H6O2,A能与CH3COOH发生反应生成,则A的结构简式为。是二元酚,与溴水反应时,苯环上羟基邻位上的氢原子都能被溴原子取代,得到。与足量NaOH溶液反应时,酚羟基能与NaOH反应,同时苯环上的Br可与NaOH反应,生成的酚羟基可以继续与NaOH反应,故1 mol该物质最多消耗10 mol NaOH。(3)对比反应前后有机物的结构,可知反应是取代反应。对比反应的反应物和生成物,可知反应生成的另一种芳香族有机物是,名称为对甲基苯甲酸。(4)参考反应的反应原理,对比反应前后有机物的结构简式,结合X的分子式可知X是。(5)该同分异构体分子中含有酚羟基和羧基,因为苯环上只有2个取代基,故这2个取代基是OH和CH2COOH;其分子中有5种不同化学环境的氢原子,故其结构简式为。6.有机物F可用于制造香精,可利用下列路线合成。回答下列问题:(1)分子中可能共面的原子最多有个;(2)物质A的名称是;(3)物质D中含氧官能团的名称是;(4)“反应”的反应类型是;(5)写出“反应”的化学方程式:;(6)C有多种同分异构体,与C中所含有的官能团相同的有种,其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为和。(7)参照上述合成路线,以为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。答案(1)9(2)2-甲基-1,2-二溴丁烷(3)羧基(4)消去反应(5)+H2O(6)11(7)解析和溴发生的是加成反应,根据加成产物可判断A的结构简式为CH3CH2C(CH3)BrCH2Br,反应是水解反应,生成物B的结构简式为CH3CH2C(CH3)OHCH2OH。B氧化得到C,则C的结构简式为CH3CH2C(CH3)OHCOOH。根据C和D的分子式可判断,反应是消去反应,则D的结构简式为CH3CHC(CH3)COOH,反应属于卤代烃的水解反应,则E的结构简式为,E和D通过酯化反应生成F,则F的结构简式为。(1)分子中的五个C、双键上的两个H、两个烷基上各有一个H可能共面,故可能共面的原子最多有9个。(2)A为CH3CH2C(CH2) BrCH2Br,其名称是2-甲基-1,2-二溴丁烷。(6)C有多种同分异构体,与C中所含有的官能团相同的有11种:、;其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为和。(7)对比原料与产物,要将溴原子水解得OH,再将末端的OH氧化成COOH,最后再酯化成环。7.有机高分子材料M的结构简式为,下图是由有机物A(分子式为C5H8O)和苯甲醛为原料生产该有机物的合成路线。已知:A分子中有两种不同环境的氢原子CH3CH2CHCH2CH3CHBrCHCH2CH3CHO+CH3CHOCH3CHCHCHO+H2O请回答以下问题:(1)A的结构简式为,B的名称为,F中所含官能团的名称是。(2)和的反应类型分别是、;反应的反应条件为。(3)反应的化学方程式为。(4)有机物E有多种同分异构体,其中同时符合下列条件的同分异构体有种。属于芳香酯类其酸性水解产物遇FeCl3显紫色(5)以1-丙醇和NBS为原料可以制备聚丙烯醇()。请设计合成路线(其他无机原料任选)并用如下方式表示。AB目标产物答案(1)环戊烯碳碳双键、羧基(2)消去反应加成反应氢氧化钠水溶液、加热(3)+H2O(4)13(5)CH3CH2CH2OHCH3CHCH2CH2BrCHCH2CH2OHCHCH2解析根据题意,A为,B发生取代反应生成C,B的结构简式为,根据反应得到产物羟基的位置,C中溴原子的位置应在羟基的位置,即C的结构简式为,反应为在碱的水溶液中发生的取代反应。根据反应信息,以及E的产物,推出E的结构简式为,D的结构简式为CH3CHO,F的结构简式为,反应发生酯化反应。(1)根据上述分析,A的结构简式为,B为环戊烯,F中含有碳碳双键和羧基。(2)是消去反应、是加成反应;反应是取代反应,条件是氢氧化钠的水溶液,并加热。(3)反应是酯化反应,其化学方程式为+H2O。(4)属于芳香酯,含有酯基,水解后遇FeCl3发生显色反应,说明水解产物含有酚羟基,、(苯环上甲基共有3种位置)、(苯环上乙基共有3种位置)、(另一个甲基有4种位置)、(另一个甲基位置还有2种),共有13种。(5)此高分子化合物单体为CH2CHCH2OH,1-丙醇先发生消去反应,生成CH2CHCH3,根据信息,先发生取代反应,生成CH2CHCH2Br,然后发生水解,路线图为CH3CH2CH2OHCH3CHCH2CH2BrCHCH2CH2OHCHCH2。8.环丁基甲酸是重要的有机合成中间体,其一种合成路线如下:回答以下问题:(1)A属于烯烃,其结构简式为。(2)BC的反应类型是,该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是(写结构简式)。(3)D的结构简式为,E的化学名称是。(4)写出同时满足下列条件的G的所有同分异构体(写结构简式,不考虑立体异构)。核磁共振氢谱为3组峰;能使溴的四氯化碳溶液褪色;1 mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3溶液反应产生88 g气体。(5)H的一种同分异构体为丙烯酸乙酯(CH2CHCOOC2H5),写出聚丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式。(6)参照上述合成路线,以和化合物E为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。答案(1)CH2CHCH3(2)加成反应(3)HOOCCH2COOH丙二酸二乙酯(4)HOOCCH2CHCHCH2COOH、CH2C(CH2COOH)2(5)+nNaOH+nC2H5OH(6)解析用逆合成分析法:由C的结构可推出B为CH2CHCH2Br,A为CH2CHCH3。(1)A与Br2光照条件下发生取代反应生成B,B与HBr发生加成反应生成C,A属于烯烃,则为丙烯,其结构简式为CH2CHCH3。(2)CH2CHCH2Br与HBr发生加成反应生成CH2BrCH2CH2Br,故BC的反应类型是加成反应;该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是CH3CHBrCH2Br。(3)D与E发生酯化反应生成F,由E的结构简式可推出D为丙二酸,结构简式为HOOCCH2COOH;E的化学名称是丙二酸二乙酯。(4)G为,其同分异构体:核磁共振氢谱为3组峰,则有3种不同化学环境的氢原子。能使溴的四氯化碳溶液褪色,则有碳碳双键。1 mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3溶液反应产生88 g气体,则分子中有2个羧基。综上,结构简式为HOOCCH2CHCHCH2COOH、CH2C(CH2COOH)2两种。(5)丙烯酸乙酯(CH2CHCOOC2H5)发生加聚反应生成聚丙烯酸乙酯(),聚丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为+nNaOH+nC2H5OH。(6)以和化合物E(丙二酸二乙酯)为原料,制备,根据逆合成分析法,制备,需要;与(丙二酸二乙酯)反应生成;可由与HBr取代生成。9.A是一种重要的食用香料,以A为原料制备阴离子树脂M和新型聚酯材料N等的合成路线如下:已知:.RCHO+RCHO.RC(OH)CH2不稳定,很快转化为RCOCH3(1)A的结构简式为,反应的类型为。(2)B的名称为,F的分子式为。(3)写出反应的化学方程式。(4)反应中原子利用率为100%的有(填字号)。(5)A的同分异构体有很多种,其中能与金属Na反应生成H2的链状化合物还有种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为611的同分异构体有(写出结构简式)。答案(1)氧化反应(2)2,3-丁二醇C6H4O5(3)nCH3COCHCH2(4)(5)9(CH3)2CHCOOH、(CH3)2C(OH)CHO解析A的不饱和度为1,含有一个双键,A能与氢气发生加成反应生成B,结合题意,B含有醇羟基,D和氢气发生加成反应生成E,E为乙醇,D为乙醛,B为CH3CH(OH)CH(OH)CH3,A为CH3COCH(OH)CH3,B和F生成N,则F为;A发生消去反应生成C。C的结构简式为CH3COCHCH2,C发生加聚反应生成M,M结构简式为。(1)A的结构简式为,反应的类型为氧化反应。(2)CH3CH(OH)CH(OH)CH3的名称为2,3-丁二醇,的分子式为C6H4O5。(3)反应的化学方程式为nCH3COCHCH2。(4)有机反应中加成或加聚反应的原子利用率为100%,则满足条件的反应为。(5)的同分异构体有很多种,其中能与金属Na反应生成H2的链状化合物,可以是羧酸,有2种,可以是羟基醛,有5种,另外与A有相同官能团的同分异构体有2种,共有9种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为611的同分异构体有(CH3)2CHCOOH、(CH3)2C(OH)CHO。10.有机物M是一种食品香料,可以C4H10为原料通过如下路线合成:已知:RCHCH2RCH2CH2OHRCH2CHO+RCH2CHOF分子中的碳链上没有支链;E为芳香族化合物且E、N都能发生银镜反应。请回答下列问题:(1)A、B均为一氯代烃,写出其中一种的名称(系统命名);M中的官能团名称为。(2)写出下列反应的反应类型:FG,D+GM。(3)F与新制Cu(OH)2/NaOH(aq)反应的化学方程式为。(4)M的结构简式为;E的核磁共振氢谱有种峰。(5)与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体有种,请写出其中一种的结构简式:。(6)参照上述合成路线,以苯乙烯()和乙醛为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。答案(1)2-甲基-1-氯丙烷碳碳双键和酯基(2)氧化反应酯化反应(3)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O+3H2O(4)4(5)4、(任写一种)(6)解析C4H10的结构简式可能为CH3CH2CH2CH3或CH3CH(CH3)2,C4H10与氯气发生取代反应生成A和B,A和B发生消去反应只生成一种烯烃,则C4H10为CH3CH(CH3)2。A、B为它的两种一氯代物,即2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。由信息可知C为(CH3)2CCH2,D为(CH3)2CHCH2OH,E、N分子中都有醛基,F分子中的碳链上没有支链,由信息可知E为,N为CH3CHO,F为,G为,G与D发生酯化反应生成M。所以M的结构简式为,的核磁共振氢谱有4种峰。G分子中的官能团为碳碳双键和羧基,由于要求写出G的芳香类同分异构体,即分子中要有苯环,符合题意的分子的结构简式有、4种。(6)分析待制备物的结构简式,结合题中已知,可知需先将转化为苯乙醛,苯乙醛可由苯乙醇氧化得到,而苯乙醇可通过已知由苯乙烯得到,进而可设计出整个合成路线。
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