第3课时 有机合成推断题解题策略
一、掌握必备知能
1．有机推断的常见突破口
(1)以反应条件为突破口
反应条件 思考方向
Cl2、光照 烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代
液溴、催化剂 苯的同系物发生苯环上的取代
浓溴水 碳碳双键和碳碳三键加成、酚取代、醛氧化
H2、催化剂、加热 苯、醛、酮加成
O2、催化剂、加热 某些醇氧化、醛氧化
酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液 烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化
银氨溶液或新制的Cu(OH)2 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化
NaOH溶液、加热 卤代烃水解、酯水解等
NaOH的醇溶液、加热 卤代烃消去
浓硫酸，加热 醇消去、醇酯化
浓硝酸、浓硫酸、加热 苯环上取代
稀硫酸，加热 酯水解、二糖和多糖等水解
氢卤酸(HX)，浓硫酸，加热 醇取代反应
(2)以反应现象为突破口
反应现象 思考方向
溴水褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键或酚羟基、醛基等
酸性KMnO4溶液褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或有机化合物为苯的同系物等
遇FeCl3溶液显紫色 含有酚羟基
生成银镜或砖红色沉淀 含有醛基或甲酸酯基
与金属Na反应产生H2 可能含有羟基或羧基
加入NaHCO3溶液产生CO2 含有羧基
加入浓溴水产生白色沉淀 含有酚羟基
2．由定量关系确定官能团及个数
①
②—COOH~NaHCO3~CO2
③
④
⑤—CHO~2Ag~Cu2O
⑥~Br2(Br2的CCl4)
⑦—C≡C— ~2Br2(Br2的CCl4)
二、典题例析建模型
[典例] (2024·安徽卷)化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:
ⅰ)RXRMgX
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)E在一定条件下还原得到,后者的化学名称为 。
(3)H的结构简式为 。
(4)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 (填标号)。
a.CH3CH2OCH2CH3 b.CH3OCH2CH2OH
c. d.
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式 。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(6)参照上述合成路线,设计以
和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。
听课记录:
|思维建模| 有机推断的分析思路
(1)认真分析已知信息,如反应条件、反应前后物质官能团的变化、碳骨架上原子数目的变化等,然后与合成路线中的物质、条件作对比,进行类比推断。
(2)认真对比未知物质前后的物质结构、原子种类及数目,找出变化,结合所学知识进行推断。
[题点多维训练]
1.某物质转化关系如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键
B.由A生成E发生还原反应
C.F的结构简式可表示为
D.由B生成D发生加成反应
2.(2024·江苏盐城六校高二期末联考)某药物中间体合成路线如下(部分产物已略去),已知A能发生银镜反应,下列说法正确的是 ( )
A.A的结构简式为
B.B中还含有羟基
C.步骤⑤的反应类型是取代反应
D.E发生消去反应的条件是NaOH醇溶液、加热
3.(2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(2)A→B中有副产物C15H24N2O2生成,该副产物的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 ;
C转化为D时还生成H2O和
(填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
第3课时 有机合成推断题解题策略
[典例] 解析:(1)A、B中含氧官能团分别为—OH、—CHO,名称分别为羟基、醛基。(2)的名称为邻二甲苯或1,2 二甲苯。(3)类比A→B的反应,G中羟基被氧化为酮羰基得到H,故H的结构简式为。(4)E→F反应中,无水醚为溶剂,结合已知ⅱ)可知,RMgX易与含活泼氢化合物反应,b中含有—OH,c中含有,均含活泼氢,不能用作溶剂。(5)D为,分子式为C8H11N,不饱和度为4,根据②含有2个碳碳三键,不饱和度为4,结合①含手性碳原子和③不含甲基,则碳骨架可以是,还有1个—C3H6—(1个—CH2CH2CH2—或1个—CH2—和1个—CH2CH2—):a处或c处插—CH2CH2CH2—, 有2种,但c处插—CH2CH2CH2—时,不含手性碳原子,因此只有1种;a、b处分别插—CH2—、—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2—、—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2CH2—、—CH2—,有1种,共4种,分别为
、、、。
(6)结合题干中反应类型,发生已知ⅰ)中第一步反应得到,和发生已知ⅰ)中第二步反应得到,和氢气发生加成反应得到,发生消去反应得到。
答案:(1)羟基 醛基 (2)邻二甲苯(或1,2 二甲苯)
(3) (4)bc (5)4
或或
或
(6)
[题点多维训练]
1.选A 根据转化关系可推知:A可能为HOOCCHCH—CHO或HOOCC≡C—CHO,
B为HOOCCHCHCOOH或HOOCC≡CCOOH,
C为NaOOCCHCHCHO或NaOOCC≡CCHO,
D为HOOCCHBr—CHBrCOOH或HOOCCBr2—CBr2COOH
E为HOOCCH2CH2CH2OH,F为。
2.选C 由逆合成分析法分析步骤⑤条件可知,E发生分子内酯化反应生成 ,可知E为HOCH2CH2C(CH3)2COOH,D为HOCH2CH2C(CH3)2COONa;A与乙酸反应生成B,B发生催化氧化反应生成C,C发生水解反应得到D,结合A的化学式及A→B→C的反应条件,则C为CH3COOCH2CH2C(CH3)2COOH,B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,A为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,
以此来解答。根据上述分析可知,A的结构简式为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,故A错误;
B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,分子中含酯基、醛基,不含羟基,故B错误;步骤⑤是E发生的分子内酯化反应,属于取代反应,故C正确;E含—OH,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上含有氢原子,故在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应,故D错误。
3.解析:(1)A分子中的含氧官能团有醚键和酮羰基。(2)副产物与A→B的反应有关,A→B的反应为
。
其中A脱去酮羰基邻位C原子连接的H原子,甲醛脱去O原子,二甲胺脱去N原子连接的H原子,共脱去1分子H2O,剩余部分结合生成B。副产物C15H24N2O2比B(分子式为C12H17NO2)多1个N原子、3个C原子,可能是B中酮羰基邻位C原子连接的H原子再与1分子甲醛、1分子二甲胺发生类似A→B的反应:+H2O,产物分子式与题相符。(3)C→D的反应中断裂了C—H σ键、C—N σ键,形成了CC,属于消去反应。根据原子守恒,C转化为D时还生成H2O和。(4)根据F的结构,该F的同分异构体(记为F')中除含有6个苯环上的C原子外还有7个C原子,同时还有4个O原子,除苯环占据的4个不饱和度外还有2个不饱和度。F'水解后能生成三种有机物,说明其中含有2个酯基,即2个—COO—结构,占据了2个C原子、4个O原子,共2个不饱和度,还剩余5个C原子待分配。水解产物Y能与FeCl3溶液发生显色反应,说明Y中含有苯环和酚羟基;Y分子中有2种不同化学环境的H原子,其中酚羟基上的H原子占1种,苯环上的H原子占1种,则Y只能是对苯二酚,其酚羟基来自F'中两个酯基的水解,Z不能被银氨溶液氧化,说明Z中不含有醛基,则F'的结构为,RX、RZ分别代表X、Z的烃基,共有5个饱和C原子。Z中有2种不同化学环境的H原子,其中羧基上的H原子占1种,则RZ中只能有1种H原子,RZ可能是甲基(—CH3)或叔丁基[—C(CH3)3]。若为[—C(CH3)3],则RX中只剩下1个C,无法构成手性碳原子,因此RZ为甲基。RX中含4个C,令其中1个C连接酯基,再连接1个H原子、1个甲基、1个乙基,即可形成手性碳原子(连接4个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子)。因此F'的结构简式为。(5)参考E→F的反应,E中有类似HOCH2CH2OH的结构,HOCH2CH2OH可与丙酮反应形成F中的五元环结构(脱去虚线框内的2个H原子和1个O原子),反应为+H2O。则目标分子中右侧的部分结构来自原料与HSCH2CH2SH的反应,反应为+H2O。目标分子左侧的部分结构来自原料,发生水解反应后得到,再氧化即可。注意中也含有酮羰基,遇到HCHO也会发生反应:+H2O,因此必须先与HSCH2CH2SH发生反应。
答案:(1)酮羰基 (2) (3)消去反应
(4)
(5)(共114张PPT)
第3课时 有机合成推断题解题策略
目录
一、掌握必备知能
二、典题例析建模型
课时跟踪检测
掌握必备知能
一、
1.有机推断的常见突破口
(1)以反应条件为突破口
反应条件 思考方向
Cl2、光照 烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代
液溴、催化剂 苯的同系物发生苯环上的取代
浓溴水 碳碳双键和碳碳三键加成、酚取代、醛氧化
H2、催化剂、加热 苯、醛、酮加成
O2、催化剂、加热 某些醇氧化、醛氧化
酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液 烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化
银氨溶液或新制的Cu(OH)2 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化
NaOH溶液、加热 卤代烃水解、酯水解等
NaOH的醇溶液、加热 卤代烃消去
浓硫酸,加热 醇消去、醇酯化
续表
浓硝酸、浓硫酸、加热 苯环上取代
稀硫酸,加热 酯水解、二糖和多糖等水解
氢卤酸(HX),浓硫酸,加热 醇取代反应
续表
(2)以反应现象为突破口
反应现象 思考方向
溴水褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键或酚羟基、醛基等
酸性KMnO4溶液褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或有机化合物为苯的同系物等
遇FeCl3溶液显紫色 含有酚羟基
生成银镜或砖红色沉淀 含有醛基或甲酸酯基
与金属Na反应产生H2 可能含有羟基或羧基
加入NaHCO3溶液产生CO2 含有羧基
加入浓溴水产生白色沉淀 含有酚羟基
续表
2.由定量关系确定官能团及个数
典题例析建模型
二、
[典例] (2024·安徽卷)化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为 、 。
[解析] A、B中含氧官能团分别为—OH、—CHO,名称分别为羟基、醛基。
羟基
醛基
(2)E在一定条件下还原得到 ,后者的化学名称为
。
[解析] 的名称为邻二甲苯或1,2-二甲苯。
邻二甲苯(或1,2-二甲苯)
(3)H的结构简式为 。
[解析] 类比A→B的反应,G中羟基被氧化为酮羰基得到H,故H的结构简式为 。
(4)E→F反应中,下列物质不能用作反应溶剂的是 (填标号)。
a.CH3CH2OCH2CH3 b.CH3OCH2CH2OH
c. d.
[解析] E→F反应中,无水醚为溶剂,结合已知ⅱ)可知,RMgX易与含活泼氢化合物反应,b中含有—OH,c中含有 ,均含活泼氢,不能用作溶剂。
bc
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
4
。
[解析] D为 ,分子式为C8H11N,不饱和度为4,根据②含有2个碳碳三键,不饱和度为4,结合①含手性碳原子和③不含甲基,则碳骨架可以是 ,还有1个—C3H6—(1个—CH2CH2CH2—或1个—CH2—和1个—CH2CH2—):a处或c处插—CH2CH2CH2—, 有2种,但c处插—CH2CH2CH2—时,不含手性碳原子,因此只有1种;
a、b处分别插—CH2—、—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2—、
—CH2CH2—,有1种;a、c处分别插—CH2CH2—、—CH2—,有1种,共4种,分别为 、 、
、 。
(6)参照上述合成路线,设计以 和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体 的合成路线(其他试剂任选)。
|思维建模|有机推断的分析思路
(1)认真分析已知信息,如反应条件、反应前后物质官能团的变化、碳骨架上原子数目的变化等,然后与合成路线中的物质、条件作对比,进行类比推断。
(2)认真对比未知物质前后的物质结构、原子种类及数目,找出变化,结合所学知识进行推断。
1.某物质转化关系如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
[题点多维训练]
A.化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键
B.由A生成E发生还原反应
C.F的结构简式可表示为
D.由B生成D发生加成反应
√
解析:根据转化关系可推知:A可能为HOOCCH==CH—CHO或HOOCC≡C—CHO,B为HOOCCH==CHCOOH或HOOCC≡
CCOOH,C为NaOOCCH==CHCHO或NaOOCC≡CCHO,D为HOOCCHBr—CHBrCOOH或HOOCCBr2—CBr2COOHE为HOOCCH2CH2CH2OH,F为 。
2.(2024·江苏盐城六校高二期末联考)某药物中间体合成路线如下(部分产物已略去),已知A能发生银镜反应,下列说法正确的是 ( )
A.A的结构简式为
B.B中还含有羟基
C.步骤⑤的反应类型是取代反应
D.E发生消去反应的条件是NaOH醇溶液、加热
√
解析:由逆合成分析法分析步骤⑤条件可知,E发生分子内酯化反应生成 ,可知E为HOCH2CH2C(CH3)2COOH,D为HOCH2CH2C(CH3)2
COONa;A与乙酸反应生成B,B发生催化氧化反应生成C,C发生水解反应得到D,结合A的化学式及A→B→C的反应条件,则C为CH3COOCH2
CH2C(CH3)2COOH,B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,A为HOCH2
CH2C(CH3)2CHO,以此来解答。根据上述分析可知,A的结构简式为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,故A错误;B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,
分子中含酯基、醛基,不含羟基,故B错误;步骤⑤是E发生的分子内酯化反应,属于取代反应,故C正确;E含—OH,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上含有氢原子,故在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应,故D错误。
3.(2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
解析:A分子中的含氧官能团有醚键和酮羰基。
酮羰基
(2)A→B中有副产物C15H24N2O2生成,该副产物的结构简式为
。
解析:副产物与A→B的反应有关,A→B的反应为
其中A脱去酮羰基邻位C原子连接的H原子,甲醛脱去O原子,二甲胺脱去N原子连接的H原子,共脱去1分子H2O,剩余部分结合生成B。副产物C15H24N2O2比B(分子式为C12H17NO2)多1个N原子、3个C原子,可能是B中酮羰基邻位C原子连接的H原子再与1分子甲醛、1分子二甲胺发生类似A→B的反应:
+H2O,产物分子式与题相符。
(3)C→D的反应类型为 ;C转化为D时还生成H2O和
(填结构简式)。
解析:C→D的反应中断裂了C—H σ键、C—N σ键,形成了C C,属
于消去反应。根据原子守恒,C转化为D时还生成H2O和 。
消去反应
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式:
。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与FeCl3溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
解析:根据F的结构,该F的同分异构体(记为F')中除含有6个苯环上的C原子外还有7个C原子,同时还有4个O原子,除苯环占据的4个不饱和度外还有2个不饱和度。F'水解后能生成三种有机物,说明其中含有2个酯基,即2个—COO—结构,占据了2个C原子、4个O原子,共2个不饱和度,还剩余5个C原子待分配。水解产物Y能与FeCl3溶液发生显色反应,说明Y中含有苯环和酚羟基; Y分子中有2种不同化学环境的H原子,其中酚羟基上的H原子占1种,苯环上的H原子占1种,则Y只能是对苯二酚,其酚羟基来自F'中两个酯基的水解,Z不能被银氨溶液氧化,说明Z中不
含有醛基,则F'的结构为 ,RX、RZ分别代表X、Z的烃基,共有5个饱和C原子。Z中有2种不同化学环境的H原子,其中羧基上的H原子占1种,则RZ中只能有1种H原子,RZ可能是甲基(—CH3)或叔丁基[—C(CH3)3]。若为[—C(CH3)3],则RX中只剩下1个C,无法构成手性碳原子,因此RZ为甲基。RX中含4个C,令其中1个C连接酯基,再连接1个H原子、1个甲基、1个乙基,即可形成手性碳原子(连接4个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子)。因此F'的结构简式为
。
(5)已知:HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以 、 、HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
解析:参考E→F的反应,E中有类似HOCH2CH2OH的结构,HOCH2
CH2OH可与丙酮反应形成F中的五元环结构(脱去虚线框内的2个H原子和1个O原子),反应为 +H2O。则目标分子中右侧的部分结构 来自原料 与HSCH2CH2SH的反应,反应为 +H2O。目标分子左侧的部分结构
来自原料 , 发生水解反应后
得到 , 再氧化即可。注意 中也含有酮羰基,遇到HCHO也会发生反应:
+H2O,因此 必须先与HSCH2CH2SH发生反应。
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1.(2024·河北保定六校联盟高二期中联考)以煤、天然气和生物质为原料制取有机化合物的工艺日益受到重视。E是含有碳碳双键的酯的混合物。相关物质的转化关系如图(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质)。
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下列说法不正确的是 ( )
A.A→B的反应类型为氧化反应
B.以上转化过程中涉及的含氧官能团有4种
C.混合物E由2种分子组成
D.向B中加入溴水后溴水褪色,说明含有
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解析:D分子式为C3H8O3,为油脂水解的产物,则应为丙三醇,根据C、E的分子式可知,丙三醇与C发生了取代反应生成了E和H2O,即丙三醇与C发生了酯化反应,结合B的结构简式可知C应为CH2==CHCOOH,E为 和 的混合物。B中的—CHO也可以使溴水褪色,D项错误。
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2.双酚A( )是一种重要的化工原料,它的一
种合成路线如图所示:
下列说法正确的是( )
A.1 mol双酚A最多可与2 mol Br2反应
B.G物质与乙醛互为同系物
C.E物质的名称是1 溴丙烷
D.反应③的化学方程式是2(CH3)2CHOH+O2 2 CH3COCH3+2H2O
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解析:根据合成路线可推知:E为 ,F为 ,
G为 。
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3.E 苯酮是合成原药烯酰吗啉的重要中间体,它的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是 ( )
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A.E 苯酮中的含氧官能团有酮羰基和醚键
B.可用FeCl3溶液检验C中是否残留B
C.化合物F的结构简式为
D.E 苯酮能发生还原反应、取代反应和消去反应
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解析:B属于酚,能和氯化铁溶液发生显色反应,C不与FeCl3溶液反应,所以可以用氯化铁溶液检验C中是否残留B,B项正确;对比C和E 苯酮的结构简式并结合F的分子式可知,F的结构简式为 ,C项正确;E 苯酮不能发生消去反应,D项错误。
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4.喹啉( )是药物氯喹的基础原料,其合成路线如下:
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下列有关说法正确的是 ( )
A.C→D的反应条件为NaOH的乙醇溶液、加热
B.可以用溴水检验E中的碳碳双键
C.F→G和G→J的反应类型均为取代反应
D.与喹啉互为同分异构体,且含有碳碳双键和氰基(—CN)的芳香族化合物共有6种(考虑顺反异构)
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解析: CH3—CH==CH2与Cl2在加热条件下发生取代反应生成ClCH2—CH==CH2,ClCH2—CH==CH2与Cl2发生加成反应生成C:CH2Cl—CHCl—CH2Cl,C与NaOH的水溶液共热发生取代反应生成D:CH2OH—CH(OH)—CH2OH,D与浓硫酸共热发生反应生成E:CH2==CH—CHO;F是苯,苯与浓硫酸、浓硝酸共热发生取代反应生成G: ,G在Fe、 HCl存在的条件下发生还原反应生成J: 。D项,符合条件的同分异构体有 (具有
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5.H是一种香料,可用如图的设计方案合成。
已知:①在一定条件下,有机化合物有下列转化关系(X为卤素原子):
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②烃A和等物质的量的HCl在不同的条件下发生加成反应,既可以生成只有一个甲基的B,也可以生成含有两个甲基的F。
(1)D的结构简式为 。
解析:由图示的转化关系和题中信息可知,A应为CH3CH CH2,由C→D→E可知,C应为CH3CH2CH2OH,则B为CH3CH2CH2Cl,F为 ,则D、E、G的结构简式可分别推出。
(1)D应为CH3CH2CHO。
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CH3CH2CHO
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(2)烃A→B的化学方程式是
。
解析:A→B的反应是在H2O2条件下发生的加成反应。
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CH3CH==CH2+HCl CH3CH2CH2Cl
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(3)F→G的化学反应类型为 。
解析:F→G的反应是卤代烃的水解反应,属于取代反应。
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取代反应(水解反应)
(4)E+G→H的化学方程式是_______________________________
。
解析:E为丙酸,G为2 丙醇,生成H的反应为酯化反应。
CH3CH2COOH+CH3CH(OH)CH3
CH3CH2COOCH(CH3)2+H2O
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(5)H有多种同分异构体,其中含有一个羧基,且其烃基上一氯代物
有两种的是 (填结构简式)。
解析:H属于酯类,与6个碳原子的饱和一元羧酸互为同分异构体,因烃基上只有两种不同化学环境的氢原子,故其结构简式为 。
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6.非天然氨基酸AHPA是一种重要的药物中间体,其合成路线之一如下:
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回答下列问题。
(1)A可由HOCH2COOH氧化得到,HOCH2COOH的化学名称是 。
解析:A发生加成反应,然后碱化生成B,B和C发生加成反应生成D,结合D的结构,C为 ,D先加碱加热发生消去反应,然后酸化生成E,E发生加成反应和还原反应生成AHPA,据此解答。(1)HOCH2COOH的化学名称是羟基乙酸。
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羟基乙酸
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(2)C的结构简式为 。
解析:C的结构简式为 。
(3)D中手性碳原子数目为 。
解析:D中手性碳原子数目为3,如图 。
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(4)E转化为AHPA的反应类型为 。
解析:E转化为AHPA的反应类型为加成反应、还原反应。
(5)AHPA中酸性官能团名称为 ,碱性官能团名称为 。
解析:AHPA中酸性官能团名称为羧基,碱性官能团名称为氨基。
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加成反应、还原反应
羧基
氨基
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(6)写出同时满足下列条件的AHPA的同分异构体的结构简式
。
①含苯环且苯环只有一个取代基;
②红外光谱显示含氧官能团只有—OH和—CONH2;
③核磁共振氢谱显示有6组峰,峰面积比为4∶2∶2∶2∶2∶1。
解析:满足题中条件的AHPA的同分异构体的结构简式为
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。
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(7)参照上述合成路线,设计以苄基氯( )为主要原料制备 的合成路线(其他原料、试剂任选)。
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解析:苄基氯( )在碱性条件下发生水解反应生成
, 发生催化氧化生成 , 在碱性条件下和CH3NO2发生加成反应生成 ,
在碱性条件下加热发生消去反应生成 ,
发生加聚反应生成 。
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7.化合物M是合成抗菌药物的一种中间体。实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如图所示。
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请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。B的化学名称为______________
。
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邻甲基苯甲醛
(或2 甲基苯甲醛)
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(2)C→D所用试剂和反应条件为 。
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Cl2、光照
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(3)D→E的反应类型为 ;M中所含官能团的名称为 。
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酯化反应(或取代反应)
碳碘键、酯基
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(4)F→G的第一步反应的化学方程式为
。
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(5)Q是F的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构有____种(不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②1 mol Q最多消耗2 mol NaOH;
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③含有碳碳三键,苯环上连有3个取代基。其中核磁共振氢谱中有
5组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式为
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(6)参照上述合成路线和信息,以苯为原料(无机试剂任选),设计制备苯甲酸苯甲酯的合成路线。
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高阶思维训练
8.(2024·湖北卷)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
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回答下列问题:
(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为 。
解析:A→B反应中用到剧毒的HCN气体,需吸收处理,HCN有弱酸性,可以用NaOH、KOH等碱性溶液吸收,CN-可以与Fe2+配位形成Fe(CN,故可用亚铁盐吸收。
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NaOH(或KOH或FeSO4)溶液
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(2)C的名称为 ,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备 (填标号)的原料。
a.涤纶 b.尼龙 c.维纶 d.有机玻璃
解析:C中含有碳碳双键、氰基,命名时以氰基为主官能团,母体为图中虚线所示 ,名为丙烯腈,主链从氰基中的C开始编号,甲基在2号位,可命名为2-甲基丙烯腈;与氰基直接相连的C为α—C,故也可命名为α-甲基丙烯腈。C在酸溶液中用甲醇处理,可发生反应: ,产物为甲基丙烯酸甲酯,其发生加聚反应可得有机玻璃。
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甲基丙烯腈(或2-甲基丙烯腈或α-甲基丙烯腈)
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(3)下列反应中不属于加成反应的有 (填标号)。
a.A→B b.B→C c.E→F
解析:A中碳氧双键断开,形成O—H、C—C σ键,A→B属于加成反应,a不符合题意;B→C为消去反应,E→F为取代反应,b、c符合题意。
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bc
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(4)写出C→D的化学方程式 。
解析:对比C、D的结构可知,反应时C中碳碳双键断裂,与C6H10O3发生加成反应,结合D的结构可知,C6H10O3的结构简式为 ,则反应的化学方程式为 。
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(5)已知 然而,E在室温下主要生成 ,原因是 。
解析:已知反应相当于酮羰基脱去O,氨基脱去2个H,共脱去1分子水。E中的氨基与酮羰基可发生类似已知信息中的反应生成G':
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。
G可形成大π键更稳定
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G'与G互为同分异构体,G中的碳碳双键可以与相邻的碳氧双键形成大π键而提高其稳定性,G'则没有这样的结构优势,因此G'会转化为更稳定的G。
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(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ______________________________________________________
, 若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物
H,其结构简式为 。
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防止催化加氢得到的氨基与羰基反应生成亚胺;促使反应正
向进行
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解析:D→E中,催化加氢将D中的氰基转化为氨基,在酸性条件下,氨基上的N原子会提供孤电子对与H+结合而形成—N,从而促使反应正向进行,且可防止氨基与酮羰基反应生成亚胺;若不加酸,E会生成亚胺G',结合已知信息“亚胺易被还原”,知在催化加氢的条件下,亚胺中的C N双键易与H2发生加成反应: ,
产物分子式为C10H19NO2。
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9.(2024·全国甲卷)白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。
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回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为 。
解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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硝基
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,
D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
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(2)B的结构简式为 。
解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,
D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
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(3)由C生成D的反应类型为 。
解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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取代反应
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,
D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
(3)根据C、D的结构简式及转化条件知,C生成D为取代反应。
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(4)由E生成F的化学方程式为
。
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解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F
的结构
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
(4)对比E、F的结构,E中的—Br被 取代,
来自P(OC2H5)3, 比P(OC2H5)3少了一个乙基(—C2H5),因此E转变成F的同时生成C2H5Br。
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(5)已知G可以发生银镜反应,G的化学名称为_________________
。
解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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对甲氧基苯甲醛
(或4-甲氧基苯甲醛)
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,
D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
(5)G的结构为 ,含有醛基、苯环、醚键、甲基,根据中学常见官能团在命名中的次序知醛基为主官能团。G中醛基与甲氧基处于对位,因此G的化学名称为对甲氧基苯甲醛或4-甲氧基苯甲醛。
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(6)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象 _________________
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试剂为FeCl3溶液,
取少量两种试剂于试管中,分别加入FeCl3溶液,生成具有特征颜色的溶
液的试剂为I,无明显现象的试剂为H
。
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解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
(6)对比H、I的结构知,I中有酚羟基而H中没有,因此可通过酚羟基的显色反应来鉴别二者。
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(7)I的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);
②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
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解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为 。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构
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可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,D的结构为 。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为 。
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对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为 。
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(7)I的同分异构体中,除两个苯环(条件②)外,还有2个C、3个O、1个不饱和度,两个酚羟基(条件③)需要2个O原子,可发生银镜反应(条件④)需要1个C、1个O、1个不饱和度,还剩下一个C原子。要满足手性碳的要求(连接4个不同的原子或基团),该碳原子上需要连接1个醛基、2个不同的苯环、1个H。该结构中发生变化的为苯环上酚羟基的位置和数量,①若一个苯环上有两个酚羟基,另一个苯环上没有酚羟基,则可简化为苯环上连接三个取代基,共有6种结构;
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②若每个苯环上各有一个酚羟基,则有
3种结构,故符合条件的同分异构体共有9种。
16课时跟踪检测(二十二) 有机合成推断题解题策略
1.(2024·河北保定六校联盟高二期中联考)以煤、天然气和生物质为原料制取有机化合物的工艺日益受到重视。E是含有碳碳双键的酯的混合物。相关物质的转化关系如图(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质)。
下列说法不正确的是 ( )
A.A→B的反应类型为氧化反应
B.以上转化过程中涉及的含氧官能团有4种
C.混合物E由2种分子组成
D.向B中加入溴水后溴水褪色,说明含有
2.双酚A()是一种重要的化工原料,它的一种合成路线如图所示:
丙烯EFG双酚A
下列说法正确的是 ( )
A.1 mol双酚A最多可与2 mol Br2反应
B.G物质与乙醛互为同系物
C.E物质的名称是1 溴丙烷
D.反应③的化学方程式是2(CH3)2CHOH+O22CH3COCH3+2H2O
3.E 苯酮是合成原药烯酰吗啉的重要中间体,它的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.E 苯酮中的含氧官能团有酮羰基和醚键
B.可用FeCl3溶液检验C中是否残留B
C.化合物F的结构简式为
D.E 苯酮能发生还原反应、取代反应和消去反应
4.喹啉()是药物氯喹的基础原料,其合成路线如下:
下列有关说法正确的是 ( )
A.C→D的反应条件为NaOH的乙醇溶液、加热
B.可以用溴水检验E中的碳碳双键
C.F→G和G→J的反应类型均为取代反应
D.与喹啉互为同分异构体,且含有碳碳双键和氰基(—CN)的芳香族化合物共有6种(考虑顺反异构)
5.H是一种香料,可用如图的设计方案合成。
已知:①在一定条件下,有机化合物有下列转化关系(X为卤素原子):
②烃A和等物质的量的HCl在不同的条件下发生加成反应,既可以生成只有一个甲基的B,也可以生成含有两个甲基的F。
(1)D的结构简式为 。
(2)烃A→B的化学方程式是 。
(3)F→G的化学反应类型为 。
(4)E+G→H的化学方程式是 。
(5)H有多种同分异构体,其中含有一个羧基,且其
烃基上一氯代物有两种的是 (填结构简式)。
6.非天然氨基酸AHPA是一种重要的药物中间体,其合成路线之一如下:
回答下列问题。
(1)A可由HOCH2COOH氧化得到,HOCH2COOH的化学名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D中手性碳原子数目为 。
(4)E转化为AHPA的反应类型为 。
(5)AHPA中酸性官能团名称为 ,碱性官能团名称为 。
(6)写出同时满足下列条件的AHPA的同分异构体
的结构简式 。
①含苯环且苯环只有一个取代基;
②红外光谱显示含氧官能团只有—OH和—CONH2;
③核磁共振氢谱显示有6组峰,峰面积比为4∶2∶2∶2∶2∶1。
(7)参照上述合成路线,设计以苄基氯()为主要原料制备的合成路线(其他原料、试剂任选)。
7.化合物M是合成抗菌药物的一种中间体。实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如图所示。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。B的化学名称为 。
(2)C→D所用试剂和反应条件为 。
(3)D→E的反应类型为 ;M中所含官能团的名称为 。
(4)F→G的第一步反应的化学方程式为 。
(5)Q是F的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构有 种(不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②1 mol Q最多消耗2 mol NaOH;
③含有碳碳三键,苯环上连有3个取代基。其中核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯为原料(无机试剂任选),设计制备苯甲酸苯甲酯的合成路线。
高阶思维训练
8.(2024·湖北卷)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为 。
(2)C的名称为 ,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备 (填标号)的原料。
a.涤纶 b.尼龙 c.维纶 d.有机玻璃
(3)下列反应中不属于加成反应的有 (填标号)。
a.A→B b.B→C c.E→F
(4)写出C→D的化学方程式 。
(5)已知(亚胺)。然而,E在室温下主要生成,原因是 。
(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是 ,
若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为 。
9.(2024·全国甲卷)白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)由C生成D的反应类型为 。
(4)由E生成F的化学方程式为 。
(5)已知G可以发生银镜反应,G的化学名称为 。
(6)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象 。
(7)I的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳);②含有两个苯环;③含有两个酚羟基;④可发生银镜反应。
课时跟踪检测(二十二)
1.选D D分子式为C3H8O3,为油脂水解的产物,则应为丙三醇,根据C、E的分子式可知,丙三醇与C发生了取代反应生成了E和H2O,即丙三醇与C发生了酯化反应,结合B的结构简式可知C应为CH2CHCOOH,E为和的混合物。B中的—CHO也可以使溴水褪色,D项错误。
2.选D 根据合成路线可推知:E为,F为,G为。
3.选D B属于酚,能和氯化铁溶液发生显色反应,C不与FeCl3溶液反应,所以可以用氯化铁溶液检验C中是否残留B,B项正确;对比C和E 苯酮的结构简式并结合F的分子式可知,F的结构简式为,C项正确;E 苯酮不能发生消去反应,D项错误。
4.选D CH3—CHCH2与Cl2在加热条件下发生取代反应生成ClCH2—CHCH2,ClCH2—CHCH2与Cl2发生加成反应生成C:CH2Cl—CHCl—CH2Cl,C与NaOH的水溶液共热发生取代反应生成D:CH2OH—CH(OH)—CH2OH,D与浓硫酸共热发生反应生成E:CH2CH—CHO;F是苯,苯与浓硫酸、浓硝酸共热发生取代反应生成G:,G在Fe、 HCl存在的条件下发生还原反应生成J:。D项,符合条件的同分异构体有(具有顺反异构)、 、、、 ,共6种,正确。
5.解析:由图示的转化关系和题中信息可知,A应为CH3CHCH2,由C→D→E可知,C应为CH3CH2CH2OH,则B为CH3CH2CH2Cl,F为,则D、E、G的结构简式可分别推出。
(1)D应为CH3CH2CHO。
(2)A→B的反应是在H2O2条件下发生的加成反应。
(3)F→G的反应是卤代烃的水解反应,属于取代反应。
(4)E为丙酸,G为2 丙醇,生成H的反应为酯化反应。
(5)H属于酯类,与6个碳原子的饱和一元羧酸互为同分异构体,因烃基上只有两种不同化学环境的氢原子,故其结构简式为。
答案:(1)CH3CH2CHO
(2)CH3CHCH2+HClCH3CH2CH2Cl
(3)取代反应(水解反应)
(4)CH3CH2COOH+CH3CH(OH)CH3CH3CH2COOCH(CH3)2+H2O
(5)
6.解析:A发生加成反应,然后碱化生成B,B和C发生加成反应生成D,结合D的结构,C为,D先加碱加热发生消去反应,然后酸化生成E,E发生加成反应和还原反应生成AHPA,据此解答。(1)HOCH2COOH的化学名称是羟基乙酸。(2)C的结构简式为。(3)D中手性碳原子数目为3,如图。(4)E转化为AHPA的反应类型为加成反应、还原反应。(5)AHPA中酸性官能团名称为羧基,碱性官能团名称为氨基。(6)满足题中条件的AHPA的同分异构体的结构简式为。(7)苄基氯()在碱性条件下发生水解反应生成,发生催化氧化生成,在碱性条件下和CH3NO2发生加成反应生成,在碱性条件下加热发生消去反应生成,发生加聚反应生成。
答案:(1)羟基乙酸 (2) (3)3
(4)加成反应、还原反应
(5)羧基 氨基 (6)
(7)
7.解析:根据合成路线可知:A为,
C为,E为,G为。
答案:(1) 邻甲基苯甲醛(或2 甲基苯甲醛) (2)Cl2、光照
(3)酯化反应(或取代反应) 碳碘键、酯基
(4)+NaOH+CH3OH
(5)24 、、
、(任写一种)
(6)
8.解析:(1)A→B反应中用到剧毒的HCN气体,需吸收处理,HCN有弱酸性,可以用NaOH、KOH等碱性溶液吸收,CN-可以与Fe2+配位形成Fe(CN,故可用亚铁盐吸收。(2)C中含有碳碳双键、氰基,命名时以氰基为主官能团,母体为图中虚线所示,名为丙烯腈,主链从氰基中的C开始编号,甲基在2号位,可命名为2-甲基丙烯腈;与氰基直接相连的C为α—C,故也可命名为α-甲基丙烯腈。C在酸溶液中用甲醇处理,可发生反应:,产物为甲基丙烯酸甲酯,其发生加聚反应可得有机玻璃。(3)A中碳氧双键断开,形成O—H、C—C σ键,A→B属于加成反应,a不符合题意;B→C为消去反应,E→F为取代反应,b、c符合题意。(4)对比C、D的结构可知,反应时C中碳碳双键断裂,与C6H10O3发生加成反应,结合D的结构可知,C6H10O3的结构简式为,则反应的化学方程式为。
(5)已知反应相当于酮羰基脱去O,氨基脱去2个H,共脱去1分子水。E中的氨基与酮羰基可发生类似已知信息中的反应生成G':。
G'与G互为同分异构体,G中的碳碳双键可以与相邻的碳氧双键形成大π键而提高其稳定性,G'则没有这样的结构优势,因此G'会转化为更稳定的G。(6)D→E中,催化加氢将D中的氰基转化为氨基,在酸性条件下,氨基上的N原子会提供孤电子对与H+结合而形成—N,从而促使反应正向进行,且可防止氨基与酮羰基反应生成亚胺;若不加酸,E会生成亚胺G',结合已知信息“亚胺易被还原”,知在催化加氢的条件下,亚胺中的CN双键易与H2发生加成反应:
,
产物分子式为C10H19NO2。
答案:(1)NaOH(或KOH或FeSO4)溶液
(2)甲基丙烯腈(或2-甲基丙烯腈或α-甲基丙烯腈) d (3)bc
(4)
(5)G可形成大π键更稳定 (6)防止催化加氢得到的氨基与羰基反应生成亚胺;促使反应正向进行
9.解析:A的分子式为C7H6N2O4,B的分子式为C7H10N2,A→B失去4个O、增加4个H,结合反应条件为Fe/H+可知,该反应为还原反应,硝基(—NO2)转变成氨基(—NH2),因此B的结构为。C的分子式为C7H8O2,D的分子式为C9H12O2,C→D增加了一个“C2H4”,对比C与F的结构可知,C中的两个羟基转化为—OCH3,D的结构为。对比D、E的分子式,D→E失去1个H、增加1个Br,对比F的结构知,应是直接连在苯环上的甲基上的1个H被Br取代,因此E的结构为。对比F、H的结构可知,G中很可能含有苯环和甲氧基(—OCH3),G可发生银镜反应,说明含有醛基(—CHO),结合H的结构和G的分子式,知G的结构为。(3)根据C、D的结构简式及转化条件知,C生成D为取代反应。(4)对比E、F的结构,E中的—Br被取代,来自P(OC2H5)3,比P(OC2H5)3少了一个乙基(—C2H5),因此E转变成F的同时生成C2H5Br。(5)G的结构为,含有醛基、苯环、醚键、甲基,根据中学常见官能团在命名中的次序知醛基为主官能团。G中醛基与甲氧基处于对位,因此G的化学名称为对甲氧基苯甲醛或4-甲氧基苯甲醛。(6)对比H、I的结构知,I中有酚羟基而H中没有,因此可通过酚羟基的显色反应来鉴别二者。(7)I的同分异构体中,除两个苯环(条件②)外,还有2个C、3个O、1个不饱和度,两个酚羟基(条件③)需要2个O原子,可发生银镜反应(条件④)需要1个C、1个O、1个不饱和度,还剩下一个C原子。要满足手性碳的要求(连接4个不同的原子或基团),该碳原子上需要连接1个醛基、2个不同的苯环、1个H。该结构中发生变化的为苯环上酚羟基的位置和数量,①若一个苯环上有两个酚羟基,另一个苯环上没有酚羟基,则可简化为苯环上连接三个取代基,共有6种结构;②若每个苯环上各有一个酚羟基,则有3种结构,故符合条件的同分异构体共有9种。
答案:(1)硝基 (2)(3)取代反应
(4)+P(OC2H5)3+C2H5Br
(5)对甲氧基苯甲醛(或4-甲氧基苯甲醛) (6)试剂为FeCl3溶液,取少量两种试剂于试管中,分别加入FeCl3溶液,生成具有特征颜色的溶液的试剂为I,无明显现象的试剂为H (7)9
