跟蹤檢測(cè)(七十四)題型研究(2)——有機(jī)合成與推斷1.(全國(guó)卷Ⅱ)化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體,一種合成G的路線如下:已知以下信息:①A的核磁共振氫譜為單峰;B的核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6∶1∶1。②D的苯環(huán)上僅有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫;1molD可與1molNaOH或2molNa反應(yīng)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________。(2)B的化學(xué)名稱為_(kāi)_______________。(3)C與D反應(yīng)生成E的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________。(4)由E生成F的反應(yīng)類型為_(kāi)_______________。(5)G的分子式為_(kāi)_______________。(6)L是D的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),1mol的L可與2mol的Na2CO3反應(yīng),L共有______種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______、________。解析:由已知①、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及AC的合成路線可推得A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為;再由已知②及D的分子式可推得D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,由CE可推得E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,最后由G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及F→G的合成路線,逆推得F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(6)根據(jù)L遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)可知L中含酚羥基,再結(jié)合D的分子式和1molL能與2molNa2CO3反應(yīng),可知L中含2個(gè)酚羥基和1個(gè)—CH3,2個(gè)酚羥基位于苯環(huán)鄰位、間位和對(duì)位時(shí),—CH3所處的位置分別有2種、3種和1種,即L共有6種可能的結(jié)構(gòu)。其中核磁共振氫譜中有四組峰,且峰面積之比為3∶2∶2∶1
的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為和答案:(1)(2)2丙醇(或異丙醇)(4)取代反應(yīng) (5)C18H31NO4(6)6 2.(2021·汕頭一模)合成具有良好生物降解性的有機(jī)高分子材料是有機(jī)化學(xué)研究的重要課題之一。聚醋酸乙烯酯(PVAc)水解生成的聚乙烯醇(PVA),具有良好生物降解性,常用于生產(chǎn)安全玻璃夾層材料PVB。有關(guān)合成路線如圖(部分反應(yīng)條件和產(chǎn)物略去)。已知:Ⅰ.A為飽和一元醇,其中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為34.8%;請(qǐng)回答:(1)C中官能團(tuán)的名稱為_(kāi)_____________,寫(xiě)出C的反式異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:____________________,該分子中最多有________個(gè)原子共平面。(2)D與苯甲醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________。
(3)③的反應(yīng)類型是________。(4)寫(xiě)出兩種與F具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________________________________________________________________。(5)參照上述信息,設(shè)計(jì)合成路線,以溴乙烷為原料(其他無(wú)機(jī)試劑任選)合成解析:A為飽和一元醇,通式為CnH2n+2O,其中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為34.8%,則有×100%=34.8%,解得n=2,故A為CH3CH2OH,A氧化生成的E為CH3COOH,E與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成的F為CH3COOCH===CH2,F(xiàn)發(fā)生加聚反應(yīng)得到PVAc,PVAc在堿性條件下水解得到PVA()。A在銅作催化劑的條件下氧化得到的B為CH3CHO,B發(fā)生信息Ⅱ中的反應(yīng)得到的C為CH3CH===CHCHO,C發(fā)生還原反應(yīng)生成的D為CH3CH2CH2CHO,D與PVA發(fā)生信息Ⅲ中的反應(yīng)得PVB。(1)由C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知C中官能團(tuán)的名稱是碳碳雙鍵和醛基,C的反式異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,旋轉(zhuǎn)碳碳單鍵可以使碳碳雙鍵平面與—CHO平面共面,還可以使甲基中1個(gè)H原子處于該平面內(nèi),故該分子中最多有9個(gè)原子共平面。(2)根據(jù)信息Ⅱ,D與苯甲醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為(3)反應(yīng)③是CH3COOH與乙炔發(fā)生加成反應(yīng),生成了CH3COOCH===CH2。(4)與F具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCOOCH===CHCH3、HCOOCH2CH===CH2、CH3OOCCH===CH2、。(5)溴乙烷發(fā)生水解反應(yīng)生成乙醇,乙醇發(fā)生催化氧化生成乙醛,乙醛與乙醇發(fā)生信息Ⅲ
中反應(yīng)得到答案:(1)碳碳雙鍵、醛基 9(3)加成反應(yīng)3.姜黃素具有抗突變和預(yù)防腫瘤的作用,其合成路線如下:②C的核磁共振氫譜只有一組吸收峰;③D能發(fā)生銀鏡反應(yīng),也能與NaHCO3溶液反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________,D中含有的官能團(tuán)名稱是________,D→E的反應(yīng)類型是____________。(2)試劑X為_(kāi)_______,反應(yīng)B→C的化學(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________________________。(3)下列有關(guān)G的敘述不正確的是________(填字母)。
a.能與NaHCO3溶液反應(yīng)b.能與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng)c.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)d.1mol最多能與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)(4)G的同分異構(gòu)體中,符合下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_________________。①苯環(huán)上的一取代物只有2種②1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),消耗3molNaOH③核磁共振氫譜中有4組吸收峰解析:乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)生成的A為BrCH2CH2Br,A生成B,B生成的C為C2H2O2,C的核磁共振氫譜只有一組吸收峰,則C為乙二醛,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為OHC—CHO,則B是乙二醇,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2OH,A在堿性條件下水解生成B,所以X為NaOH水溶液;根據(jù)D的分子式和D能發(fā)生銀鏡反應(yīng),也能與NaHCO3溶液反應(yīng),說(shuō)明D中有醛基和羧基,則D為OHC—COOH,根據(jù)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和G的化學(xué)式結(jié)合信息①可知,G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(1)根據(jù)上面的分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為BrCH2CH2Br;D為OHC—COOH,D中含有的官能團(tuán)名稱是醛基、羧基;根據(jù)上面分析以及反應(yīng)物與生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,D→E的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)。(2)試劑X為NaOH水溶液;反應(yīng)B→C的化學(xué)方程式是
(3)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為G中不含有羧基,不能與NaHCO3溶液反應(yīng),故a錯(cuò)誤;G中有酚羥基,且酚羥基在苯環(huán)的鄰位上有氫,故G能與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng),故b正確;G中有酚羥基,能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),故c正確;1molG最多能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng),故d錯(cuò)誤。(4)根據(jù)條件①苯環(huán)上的一取代物只有2種,說(shuō)明苯環(huán)上有兩種等效氫;②1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),消耗3molNaOH,說(shuō)明分子中有一個(gè)酚酯基和一個(gè)酚羥基;③核磁共振氫譜中有4組吸收峰,說(shuō)明分子中有4種等效氫,則符合條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為答案:(1)BrCH2CH2Br 醛基、羧基 加成反應(yīng)(2)NaOH水溶液 (3)ad4.(江蘇高考)丹參醇是存在于中藥丹參中的一種天然產(chǎn)物。合成丹參醇的部分路線如下:已知:
(1)A中的官能團(tuán)名稱為_(kāi)________________________________________(寫(xiě)兩種)。(2)D→E的反應(yīng)類型為_(kāi)___________。(3)B的分子式為C9H14O,寫(xiě)出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________。(4)的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫(xiě)出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________________________________________________________________。①分子中含有苯環(huán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),不能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②堿性條件水解生成兩種產(chǎn)物,酸化后分子中均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫。(5)寫(xiě)出以和為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和乙醇任用,合成路線流程圖示例見(jiàn)本題題干)。解析:(1)A中含有碳碳雙鍵和羰基。(2)在D→E的反應(yīng)中,E比D少了1個(gè)羥基,多了1個(gè)碳碳雙鍵,所以D→E發(fā)生了消去反應(yīng)。(3)根據(jù)B→C的反應(yīng),結(jié)合A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及B的分子式知,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(4)的一種同分異構(gòu)體,分子式為C9H6O3,分子中含有苯環(huán),能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),則含有酚羥基,不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則不含醛基;堿性條件下水解,說(shuō)明含有,根據(jù)分子式可知還有一個(gè)—C≡CH基團(tuán),由水解產(chǎn)物酸化后均只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫,說(shuō)明對(duì)稱性高。綜上分析,其同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為答案:(1)碳碳雙鍵、羰基 (2)消去反應(yīng)(3) (4)5.從薄荷油中得到一種烴A(C10H16),叫α非蘭烴,與A相關(guān)反應(yīng)如下:
(1)H的分子式為_(kāi)___________。(2)B所含官能團(tuán)的名稱為_(kāi)___________________。(3)含兩個(gè)—COOCH3基團(tuán)的C的同分異構(gòu)體共有______種(不考慮手性異構(gòu)),其中核磁共振氫譜呈現(xiàn)2組吸收峰的異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________。(4)B→D,D→E的反應(yīng)類型分別為_(kāi)_______、________。(5)G為含六元環(huán)的化合物,寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___________。(6)F在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)可得到一種高吸水性樹(shù)脂,該樹(shù)脂名稱為_(kāi)___________。(7)寫(xiě)出E→F的化學(xué)反應(yīng)方程式:________________________________________________________________________________________________________________。(8)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________________,A與等物質(zhì)的量的Br2進(jìn)行加成反應(yīng)的產(chǎn)物共有________種(不考慮立體異構(gòu))。解析:A→H是碳碳雙鍵的加成反應(yīng),碳架結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變,根據(jù)已知信息,再結(jié)合A、B分子式和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可以判斷:A為,B為;再根據(jù)各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化條件,可知:D為,E為,F(xiàn)為CH2===CH—COONa,G為(1)根據(jù)碳原子的成鍵特點(diǎn),可知化合物H的分子式為C10H20。(2)由B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其所含有的官能團(tuán)的名稱為羰基和羧基。(3)含有兩個(gè)—COOCH3基團(tuán)的C的同分異構(gòu)體有:CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3、
共4種,其中核磁共振氫譜呈現(xiàn)2組吸收峰(即有2種不同的氫原子)的結(jié)構(gòu)為(4)由B和D的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件,可知B→D為加成反應(yīng)或還原反應(yīng)。由D和E的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件,可知D→E的反應(yīng)為取代反應(yīng)。(6)F發(fā)生加聚反應(yīng)得到樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)為其名稱為聚丙烯酸鈉。(7)E→F為鹵代烴的消去反應(yīng),其化學(xué)方程式為+2NaOHCH2===CHCOONa+NaBr+2H2O。(8)A與等物質(zhì)的量的Br2進(jìn)行加成反應(yīng)共有3種方式,其加成產(chǎn)物分別為共3種。答案:(1)C10H20 (2)羰基和羧基(3)4 (4)加成反應(yīng)(或還原反應(yīng)) 取代反應(yīng)(5) (6)聚丙烯酸鈉
6.有機(jī)物M是一種化妝品中間體,某研究小組以苯和丙酮為原料,設(shè)計(jì)中間體M的合成路線如下:已知:(R、R′代表烴基或氫原子)請(qǐng)回答:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________。(2)下列說(shuō)法正確的是________。A.化合物A不能在銅催化下與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)B.中間體M不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.丙酮的同分異構(gòu)體超過(guò)4種(不含丙酮)D.從丙酮到化合物C的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,涉及取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和還原反應(yīng)等(3)B―→C的化學(xué)方程式是________________________________________________。(4)D在一定條件下可轉(zhuǎn)化為X(C8H9NO2),寫(xiě)出同時(shí)符合下列條件的X的各種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能使氯化鐵顯色;③屬于苯的對(duì)位二取代物。(5)設(shè)計(jì)以丙酮()、C2H2為原料制備異戊二烯()的合成路線(用流程圖表示;無(wú)機(jī)試劑任選)。
解析:(1)中間體M有16個(gè)碳原子,D有8個(gè)碳原子,則C應(yīng)該有8個(gè)碳原子,即A也應(yīng)該有8個(gè)碳原子,所以根據(jù)題給信息②,A應(yīng)該由2mol丙酮與1molCH≡CH加成而來(lái),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(2)A項(xiàng),化合物A的分子結(jié)構(gòu)中與羥基直接相連的碳原子上無(wú)氫原子,所以不能被氧化為醛或酮,正確;B項(xiàng),與苯環(huán)相連的—CH2CH3中—CH2—上有氫原子,可以使酸性KMnO4溶液褪色,錯(cuò)誤;C項(xiàng),丙酮的同分異構(gòu)體有CH3CH2CHO、CH2===CHCH2OH、、、等,正確;D項(xiàng),從丙酮到化合物C的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,涉及的反應(yīng)有加成反應(yīng)、還原反應(yīng)(加氫反應(yīng))、消去反應(yīng),未涉及取代反應(yīng),錯(cuò)誤。(3)B到C的反應(yīng)為消去反應(yīng),即(4)符合條件的X的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)中應(yīng)具有如下特點(diǎn):①含酚羥基和醛基;②苯環(huán)上有2個(gè)對(duì)位取代基,因此共有4種,分別是(5)丙酮與CH≡CH發(fā)生加成反應(yīng)生成再與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成
答案:(1)(2)AC