考向突破一 结构已知型有机综合题
高考有机综合大题中一类是:已知有机物的结构简式,一般物质的陌生度相对较高。解答这类问题的关键是认真分析每步转化反应物和产物的结构,弄清官能团发生什么改变、转化的条件以及碳原子个数是否发生变化。结合教材中典型物质的性质,规范解答关于有机物的命题,反应类型的判断,有机化学方程式的书写,同分异构体结构简式的书写;最后模仿已知有机物的转化过程,对比原料的结构和最终产物的结构,设计构造目标碳骨架,官能团的合成路线。
1.美托洛尔是一种治疗高血压药物的中间体,可以通过以下方法合成:
请回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是________。
(2)美托洛尔的分子式为________。
(3)反应③中加入的试剂X的分子式为C3H5OCl,X的结构简式为________。
(4)在上述①②③三步反应中,属于取代反应的是______(填序号)。
(5)写出反应①的化学方程式:______________________________________________。
(6)B的同分异构体满足下列条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应;②能发生银镜反应;③分子中有4种不同化学环境的氢,1 mol该物质与足量金属钠反应产生1 mol H2。
写出一种符合条件的同分异构体的结构简式:________________________________。
(7)根据已知知识并结合题目所给信息,写出以CH3OH和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
CH2==CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
答案 (1)(酚)羟基、羰基
(2)C15H25NO3
(3)
(4)①③
(5)
(6)
(7)
解析 (1)注意让解答的特定官能团“含氧”。
(2)注意键线式中氢原子数目的计算方法。
(3)对比C、D的分子结构,结合试剂X的分子式为C3H5OCl,可推知C→D发生取代反应,则X的结构简式为。
(4)对比反应前后物质结构的变化可知,①、③是取代反应,②是还原反应。
(5)反应①为A()和CH3ONa发生取代反应生成B()和NaCl,据此可写出化学方程式。
(6)有机物B为,其同分异构体满足条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应,则含有酚羟基;②能发生银镜反应,则含有醛基(—CHO)或甲酸酯基;③有4种不同化学环境的氢,分子结构存在对称性,1 mol该物质与足量金属钠反应产生1 mol H2,结合B的分子组成,则含有2个—OH,符合上述条件的同分异构体有、。
(7)CH3OH先与金属钠反应生成CH3ONa,再与发生取代反应生成,类比反应②,在H2/Pd以及CH3OH中转化为,在Cu或Ag催化作用下氧化生成,碱性条件下,加入银氨溶液,加热,再酸化生成,据此写出合成路线流程图。
2.1923年,在汉阳兵工厂工作的我国化学家吴蕴初先生研制出了廉价生产味精的方案,并于1926年向英、美、法等化学工业发达国家申请专利。这也是历史上中国的化学产品第一次在国外申请专利。以下是利用化学方法合成味精的流程:
请回答下列问题:
(1)下列有关蛋白质和氨基酸的说法不正确的是______(填字母)。
a.蛋白质都是高分子化合物
b.谷氨酸(H)自身不能发生反应
c.氨基酸和蛋白质都能发生盐析
d.天然蛋白质水解最终产物都是α-氨基酸
(2)C的系统命名是________;F中含氧官能团名称是____________________________。
(3)E→F的反应类型是________。R的结构简式为________________________________。
(4)写出G和NH3反应的化学方程式:________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)T是H的同分异构体,T同时具备下列条件的结构有________种。
①能发生水解反应;
②只有2种官能团,其中一种是—NH2;
③1 mol T发生银镜反应能生成4 mol银。
其中在核磁共振氢谱上有4组峰且峰面积比为2∶2∶2∶3的可能结构简式为
________________________________________________________________________。
(6)参照上述流程,以和甲醇为原料(其他无机试剂任选),设计合成苯丙氨酸()的流程:________________________________。
答案 (1)bc
(2)1,5-戊二酸 羧基、酯基
(3)取代反应 CH3COOCH2CH3
(4)
(5)9
(6)
解析 观察A的结构简式,逆推R为乙酸乙酯,乙酸乙酯在乙醇钠作用下自身发生取代反应生成A。
(1)氨基酸自身能发生脱水反应生成肽,b错误;蛋白质水溶液属于胶体,氨基酸的水溶液属于溶液,氨基酸的水溶液不能发生盐析,c错误。
(4)氨与溴发生取代反应,引入氨基,另一种产物为溴化氢。
(5)依题意,能发生水解反应和银镜反应,说明它含有甲酸酯基;T含2种官能团且1 mol T发生银镜反应能生成4 mol银,说明T分子含2个甲酸酯基,可以看成是丙烷分子上3个氢原子分别被2个HCOO—、1个—NH2取代。先取代两个甲酸酯基,得4种结构:、、、,再取代1个氨基,依次得3种、1种、3种、2种,共9种。
(6)参照流程中E、F、G、H转化过程,制备氨基酸,先要在羧基的α位引入溴原子,再酯化,保护羧基;第三步氨基化、水解得到目标产物。
考向突破二 有机综合推断型
有机推断题的突破方法
1.根据反应条件推断反应物或生成物
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
(4)“浓HNO3(浓H2SO4、加热)”为苯环上的硝化反应。
(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(苯环上的氢原子被烷基取代的物质)。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质中含有—CHO。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
3.以特征的产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
(1)醇的氧化产物与结构的关系
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
(4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。
4.根据关键数据推断官能团的数目
(1)—CHO
(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2。
(3)2—COOHCO2,—COOHCO2。
(4)—C≡C—
(5)RCH2OHCH3COOCH2R。
(Mr) (Mr+42)
5.根据新信息类推
高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯α-H被取代的反应:CH3—CH==CH2+Cl2Cl—CH2—CH==CH2+HCl。
(2)共轭二烯烃的1,4-加成反应:
①CH2==CH—CH==CH2+Br2―→
②
(3)烯烃被O3氧化:R—CH==CH2R—CHO+HCHO。
(4)苯环侧链的烃基被酸性KMnO4溶液氧化:
(5)苯环上硝基被还原:
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN水解得—COOH):
①CH3CHO+HCN―→
②+HCN
③CH3CHO+NH3(作用:制备胺);
④CH3CHO+CH3OH(作用:制半缩醛)。
(7)羟醛缩合:
(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
+R′MgX―→
(9)羧酸分子中的α-H被取代的反应:
RCH2COOH+Cl2+HCl。
(10)羧酸用LiAlH4还原时,可生成相应的醇:RCOOHRCH2OH。
(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。
1.(2019·湖北八校二联)由乙烯和丙二酸等物质合成I,合成路线如下:
已知:①R1CHO+R2CH2CHO(R1、R2为烃基或H)
②CH3OOCCH2COOCH3+HBr+HCl
请回答下列问题:
(1)丙二酸的结构简式是________________。
(2)有机物D的分子式为C5H10O4,其官能团的名称是____________。
(3)写出A→B的化学反应方程式:__________________________________________
_______________________________________________________________________。
(4)E→F的反应类型是____________。
(5)在一定条件下,丙二酸与乙二醇通过发生缩聚反应生成高分子化合物。写出该高分子化合物的化学式:______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)I的同分异构体中属于芳香族化合物且满足下列条件的有________种。
①苯环上有4个取代基;
②与FeCl3溶液发生显色反应;
③每种同分异构体1 mol能与1 mol碳酸钠发生反应,也能与足量金属钠反应生成2 mol H2;
④一个碳原子连接2个或2个以上羟基不稳定。
其中苯环上的一氯代物只有一种的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(写出其中一种的结构简式)
(7)丙二酸可由乙烯、甲醛为原料制得(其他无机试剂任选)。请模仿并画出合成路线图。
答案 (1)HOOCCH2COOH
(2)羟基、醛基
(3)CH3CHO+H2CH3CH2OH
(4)取代反应
(5)(正确的结构式、结构简式亦可)
(6)6 (或)
(7)
解析 乙烯发生催化氧化生成A,A能与H2反应生成B,A+HCHO→D,根据题给已知①,A的结构简式为CH3CHO,B的结构简式为CH3CH2OH;D的分子式为C5H10O4,D由1 mol A与3 mol HCHO制得,D的结构简式为B与Na反应生成C,C为CH3CH2ONa;D与H2反应生成E,E的结构简式为E与HBr发生取代反应生成F,F的结构简式为丙二酸与B(CH3CH2OH)发生酯化反应生成G,G的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;G+F→H发生题给已知②的反应,H的结构简式为根据H→I的条件和I的分子式(C9H12O4)可推知I的结构简式为
(6)I的分子式为C9H12O4,I的不饱和度为4,则I的属于芳香族化合物的同分异构体中侧链都是饱和结构;I的同分异构体与FeCl3发生显色反应,则I的同分异构体含酚羟基;1 mol I的同分异构体能与1 mol Na2CO3反应,则I的同分异构体中含1个酚羟基;1 mol I的同分异构体与足量Na反应生成2 mol H2,则I的同分异构体中还含有3个醇羟基;一个碳原子上连接2个或2个以上羟基不稳定,I的同分异构体的苯环上四个取代基为一个—OH和3个—CH2OH,3个—CH2OH在苯环上有三种位置:
酚羟基分别取代苯环上的H,依次有2种、3种、1种,符合题意的I的同分异构体有2+3+1=6种。其中苯环上一氯代物只有一种的结构简式为
(7)丙二酸中含3个碳原子,乙烯中含2个碳原子,HCHO中只有一个碳原子,碳链增长,联想题给已知①,由乙烯合成CH3CHO,结合题给流程,合成路线为
。
2.化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:
化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1H-NMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。根据以上信息回答下列问题。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
a.化合物A分子中含有联苯结构单元
b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体
c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d.化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式为_______________________________________________________,A→C的反应类型是______________________________________________________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(含顺反异构)____________。
a.属于酯类 b.能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式:_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出E→F反应的化学方程式:______________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)以乙烯为原料制备环乙二酸乙二酯(),请设计合成路线(其他无机试剂任选)。
请用以下方式表示:AB目标产物。
答案 (1)cd
(2) 取代反应
(3)
(4)+2H2O
(5)
(6)CH2==CH2Br—CH2—CH2—Br
解析 A能与FeCl3溶液发生显色反应,说明A中含有酚羟基;其苯环上的一硝基取代物只有两种,说明苯环上有两个处于对位的不同取代基;A的不饱和度Ω==8;由A(C15H16O2)C(C15H12O2Br4)可推知A分子中苯环上与—OH互为邻、对位的H原子共有4个,结合A分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,可最终确定A的结构简式为由B(C4H8O3)环状化合物G(C8H12O4),结合G中所有氢原子化学环境相同,可推知B为则X的结构简式为
由A、B的结构简式可进一步推出题中其他相关物质的结构简式,(1)、(2)、(4)、(5)中的问题也就迎刃而解了。(3)D的结构简式为则满足条件的D的同分异构体有5种:
考向突破三 半推半知型
高考命题时常给出部分有机物的结构简式,考查有机物的命名,反应类型、反应条件的分析,限定条件下同分异构体数目的判断,结构简式的书写,有机合成等。解答这类问题的关键是:以已知一个或几个有机物为突破口,抓住特征条件(特殊性质或特征反应,关系条件能告诉有机物间的联系,类别条件可给出物质的范围和类别)。再从突破口向外发散,用正推和逆推、两边推中间相结合的方法,推出其他各有机物的结构简式,然后结合设问分析相关物质的官能团,反应方程式及反应类型。
1.苯是一种非常重要的化工原料,利用苯可以合成多种有机物。如图所示的是由苯合成芳纶、PF树脂和肉桂酸乙酯的路线:
已知:
Ⅰ.;
Ⅱ.
(1)反应条件1是________________________。
(2)B分子中的官能团的名称为________,B→C的反应类型为________。
(3)D的结构简式为________,生成PF树脂的化学方程式为_____________________。
(4)试剂E是________________。
(5)由J合成肉桂酸乙酯的化学方程式为______________________________________。
(6)写出同时满足下列条件的肉桂酸乙酯的一种同分异构体:________________________。
①苯环上仅有2个取代基且处于对位;②能发生水解反应和银镜反应,其中一种水解产物遇FeCl3溶液显色;③存在顺反异构。
(7)以D为原料,选用必要的无机试剂合成乙二醛,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上或下注明试剂和反应条件):______________________
________________________________________________________________________。
[思路点拔]
答案 (1)浓硝酸、浓硫酸、加热
(2)氨基 缩聚反应
(3)CH3CHO +nCH3CHO+(n-1)H2O
(4)银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
(5)+CH3CH2OH+H2O
(6)
(或
)
(7)CH3CHOCH3CH2OHCH2==CH2CH2Br—CH2Br
CH2OH—CH2OHOHC—CHO
解析 第一条合成路线中,根据芳纶的结构可以倒推出B的结构为根据已知信息Ⅰ可知A的结构为第二条合成路线中,苯在一定条件下反应生成苯酚,苯酚与醛可发生缩聚反应,根据PF树脂的结构可推出D为乙醛。第三条合成路线中,苯通过一系列反应转化得到苯甲醛,根据已知信息Ⅱ,苯甲醛和乙醛在氢氧化钠溶液中发生反应生成H,H的结构简式为加热生成I,I的结构简式为根据肉桂酸乙酯的结构倒推J与乙醇反应生成肉桂酸乙酯,则J为在银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液中被氧化后再经酸化得到
2.化合物G是制备治疗高血压药物纳多洛尔的中间体。实验室由A制备G的一种路线如下:
(1)A的化学名称是________。
(2)H中所含官能团的名称是________;由G生成H的反应类型是________。
(3)C的结构简式为________;F的结构简式为________。
(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)芳香族化合物X是F的同分异构体,1 mol X最多可与4 mol NaOH反应,其核磁共振氢谱显示分子中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3∶3∶1。写出两种符合要求的X的结构简式:___________________________________________________________。
(6)写出以甲苯和(CH3CO)2O为原料(其他无机试剂任选)制备化合物的路线:_________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)萘
(2)羟基、醚键 取代反应
(3)
(4)
(5)(任写两种)
(6)
解析 依据反应条件,A、D、H的结构以及其他几个有机物的分子式,可推出B为,C为,E为,F为,G为。
“3+有机化学基础”特训
A组(30分钟)
1.氨基甲酸铵(NH2COONH4) 是一种易分解、易水解的白色固体,某研究小组用下图所示的实验装置,模拟工业原理用氢氧化钠晶体、浓氨水、干冰等作原料制备氨基甲酸铵。主要反应原理为2NH3(g)+CO2(g)??H2NCOONH4(s) ΔH<0
(1)仪器2的名称是______。仪器3中盛装的固体是_______,其作用是_____________。
(2)仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应,若反应初期观察到装置内浓硫酸溶液中产生气泡,则应该________ (填“加快”“减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。
(3)另有一种传统制备氨基甲酸铵的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介质)如图所示:
①液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________________。
②若无冰水,则氨基甲酸铵易分解生成尿素[CO(NH2)2]。请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式:__________________________________________________________________。
③当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,立即停止反应,过滤分离得到粗产品,为了将所得粗产品干燥可采取的方法是________(填字母)。
A.蒸馏 B.真空微热烘干 C.高压加热烘干
答案 (1)三颈烧瓶 碱石灰(或其他合理答案) 干燥氨气,防止仪器5中生成的氨基甲酸铵水解
(2)加快
(3)①通过观察气泡,调节NH3和CO2的通入比例(或通过观察气泡,控制通入NH3和CO2的速率) ②H2NCOONH4CO(NH2)2+H2O ③B
解析 (2)浓硫酸中有气泡产生,说明CO2过量,因而应加快氨气的产生速率。
2.1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法生产,主要副产物为3-氯丙烯(CH2CHCH2Cl),反应原理为
ⅰ.CH2CHCH3(g)+Cl2(g)??CH2ClCHClCH3(g) ΔH1=-134 kJ·mol-1
ⅱ.CH2CHCH3(g)+Cl2(g)??CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2=-102 kJ·mol-1
已知:相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键
C==C
C—C
C—Cl
Cl—Cl
E/kJ·mol-1
611
x
328
243
请回答下列问题:
(1)由反应ⅰ计算出表中x=__________________。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应ⅰ和反应ⅱ,达到平衡后增大压强,CH2ClCHClCH3的产率________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)T1 K时,向10 L恒容的密闭容器中充入1 mol CH2==CHCH2Cl和2 mol HCl,只发生反应CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)??CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。5 min反应达到平衡,测得0~5 min内,用CH2ClCHClCH3表示的反应速率v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1·min-1。
①平衡时,HCl的体积分数为________________(保留三位有效数字)。
②保持其他条件不变,6 min时再向该容器中充入0.6 mol CH2==CHCH2Cl、0.2 mol HCl和0.1 mol CH2ClCHClCH3,则起始反应速率v正(HCl)_____(填“>”“<”或“=”)v逆(HCl)。
(4)一定压强下,向密闭容器中充入一定量的CH2==CHCH3和Cl2发生反应ⅱ。设起始的=w,平衡时Cl2的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系如图甲所示。w=1时,正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。
①图甲中,w2________(填“>”“<”或“=”)1。
②图乙中,表示正反应平衡常数的曲线为________(填“A”或“B”),理由为_________
________________________________________________________________________。
③T1 K,w1条件下,平衡时φ(Cl2)=________________。
(5)起始时向某恒容绝热容器中充入1 molCH2==CHCH3和1 mol Cl2发生反应ⅱ,达到平衡时,容器内气体压强________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)332
(2)增大 增大压强,反应ⅱ的平衡不移动,反应ⅰ的平衡正向移动,所以CH2ClCHClCH3的产率增大
(3)①54.5% ②>
(4)①> ②B 反应ⅱ的正反应为放热反应,温度升高,正反应的平衡常数减小 ③25%
(5)增大
解析 (1)根据ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和计算。
(2)依据压强对化学平衡的影响解答。
(3)①生成n(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1·min-1×5 min×10 L=0.8 mol,
则HCl的体积分数为=×100%≈54.5%;
②依据上述数据计算T1 K下的平衡常数,再根据新加入各组分的量计算此时Q,通过比较Q-K的相对大小,判断反应进行的方向。
(4)①相同温度下,w2时φ(Cl2)小,相当于其他条件不变,增大CH2==CHCH3的浓度,即w2>1。
③由乙可知,T1 K条件下K正=K逆=1,再应用三段式和平衡常数表达式解答。
(5)该反应正向放热,随反应进行,温度升高,压强增大。
3.钴是周期表第四周期Ⅷ族元素,其化合物用途广泛,利用一种含钴矿石[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)浸出过程中加入NaClO3的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请用平衡移动原理说明加Na2CO3调pH到5.2生成沉淀的原因:_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是____________________________________________。
(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液中=_____。
(5)已知水钴矿中Co2O3的质量分数为83%,若取1 kg该矿石按照上述流程,理论上最多能制得CoC2O4的质量为____________ g。
答案 (1)将Fe2+氧化为Fe3+,利于从混合液中除去
(2)因Fe3+和Al3+(用M3+代替)在水溶液中存在平衡M3++3H2O??M(OH)3+3H+,CO在溶液中存在平衡CO+H2O??HCO+OH-,两者相互促进,最终生成沉淀和CO2气体
(3)除去Mn2+
(4)0.7
(5)1 470
解析 (1)使Fe2+完全沉淀的pH=9.6,使Co2+完全沉淀的pH=9.2,如果直接除掉Fe2+,溶液中的Co2+也会沉淀。Fe3+完全沉淀的pH=3.7,所以加NaClO3将浸出液中Fe2+氧化为Fe3+,利于从混合液中除去。(2)加Na2CO3调pH=5.2能使Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀,原因是Fe3+和Al3+(用M3+代替)在水溶液中存在平衡M3++3H2O??M(OH)3+3H+,CO在溶液中存在平衡CO+H2O??OH-+HCO,两者相互促进,最终生成沉淀和CO2气体。(3)由工艺流程可知溶液中的锰离子还未除去,最终得到草酸钴,说明滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子。(4)由溶度积可知,滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀,根据溶度积可知===0.7。(5)水钴矿中Co元素的物质的量=×2=10 mol,m(CoC2O4)=10 mol×147 g·mol-1=1 470 g。
4.2-氧代环戊羧酸乙酯(K)是常见医药中间体,聚酯G是常见高分子材料,它们的合成路线如图所示:
已知:①气态链烃A在标准状况下的密度为1.875 g·L-1
②+R2OH
(1)B的名称为________;E的结构简式为________。
(2)下列有关K的说法正确的是________(填字母)。
A.易溶于水,难溶于CCl4
B.分子中五元环上碳原子均处于同一平面
C.能发生水解反应和加成反应
D.1 mol K完全燃烧消耗9.5 mol O2
(3)⑥的反应类型为________;⑦的化学方程式为________________________________。
(4)与F官能团的种类和数目完全相同的F的同分异构体有________种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是_____________(写结构简式)。
(5)利用以上合成路线中的相关信息,请写出以乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线:___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1,2-二氯丙烷
(2)CD
(3)取代反应 +
+(2n-1)H2O
(4)8
(5)C2H5OHCH3COOHCH3COOC2H5
解析 M(A)=1.875 g·L-1×22.4 L·mol-1=42 g·mol-1,A属于链烃,用“商余法”,42÷12=3…6,A的分子式为C3H6,A的结构简式为CH2==CHCH3;A与Cl2反应生成B,B的结构简式为CH3CHClCH2Cl,B的名称为1,2-二氯丙烷;根据B的结构简式和C的分子式(C3H8O2)可知,B→C为氯代烃的水解反应,C的结构简式为CH3CH(OH)CH2OH;D在NaOH/乙醇并加热的条件下发生消去反应生成E,E发生氧化反应生成F,根据F的结构简式和D的分子式逆推,D的结构简式为E的结构简式为聚酯G是常见高分子材料,反应⑦为缩聚反应,G的结构简式为根据反应⑥的反应条件,反应⑥发生题给已知②的反应,F+I→H为酯化反应,结合H→K+I和K的结构简式推出,I的结构简式为CH3CH2OH,H的结构简式为CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3。
(4)依据F的结构可知,去掉两个—COOH,还剩4个碳原子,即为两个羧基如何在4个饱和碳的链上排列,采用“定一移一”的方法,数字表示另一个“—COOH”的位置。则包含F在内的同分异构体数目=4+2+3=9。故F的同分异构体有8种。
B组(30分钟)
1.(2019·天津,9)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为________________________________________,现象为____________________________________________________________________。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为______________________________,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为________(填序号)。
a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为________________________________________________________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是_________________________________________________。
(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,________________,弃去前馏分,收集83 ℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液v mL(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
②Br2+2KI===I2+2KBr
③I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
(5)滴定所用指示剂为________。样品中环己烯的质量分数为____________(用字母表示)。
(6)下列情况会导致测定结果偏低的是______(填序号)。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化
答案 (1)FeCl3溶液 溶液显紫色
(2)①+H2O ab ②减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液 ×100% (6)bc
解析 (1)利用苯酚遇FeCl3溶液显紫色,检验环己醇中含有的苯酚。(2)①烧瓶A中进行的可逆反应为+H2O。a项,浓硫酸易使原料炭化并产生SO2,会降低原料利用率,正确;b项,使用FeCl3·6H2O不产生有毒气体,污染小,可以循环使用,符合绿色化学理念,正确;c项,同等条件下,浓硫酸能吸收反应生成的水,促进反应向右进行,故用浓硫酸比用FeCl3·6H2O的平衡转化率高,错误。②仪器B的作用为冷凝回流,减少环己醇蒸出。(3)操作2得到有机相和水相,为分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。(4)蒸馏实验开始时,先通冷凝水,后加热。(5)达到滴定终点时,单质碘完全被消耗,可用淀粉溶液作指示剂。根据测定过程中发生的反应可知,n(Br2)=n(环己烯)+n(I2)=n(环己烯)+n(Na2S2O3),则n(环己烯)=n(Br2)-n(Na2S2O3)=(b-cv×10-3) mol,故样品中环己烯的质量分数为(b-cv×10-3) mol×82 g·mol-1÷a g×100%=×100%。(6)a项,样品中含有苯酚杂质,苯酚能与溴反应,会导致样品消耗的Br2偏多,剩余的Br2偏少,最终消耗的Na2S2O3溶液偏少,测定结果偏高,错误;b项,在测定过程中部分环己烯挥发,会导致样品消耗的Br2偏少,剩余的Br2偏多,最终消耗的Na2S2O3溶液偏多,导致测定结果偏低,正确;c项,Na2S2O3标准溶液部分被氧化,最终消耗的Na2S2O3溶液偏多,导致测定结果偏低,正确。
2.2019年1月3日,嫦娥四号成功登陆月球背面,全人类首次实现月球背面软着陆。金属铍(Be)是火箭、航空、宇宙航行的重要材料,工业上以含铍废渣(主要成分是Be和MgF2)为原料制备金属铍的工艺流程如图所示。
已知:MgF2和CaF2难溶于水。
回答下列问题:
(1)提高浸出速率的方法有________、________(任写两项);已知滤液Ⅰ中铍元素的存在形式为H2BeF4,写出“浸出”过程中发生反应的化学方程式:______________________。
(2)向滤液Ⅰ中加入适量CaCO3的目的是____________________________________________;过滤所得滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)。
(3)在实验室进行过滤操作时用到的玻璃仪器有____________________;NH4F与滤液Ⅱ发生反应的化学方程式为____________________________________________________________
______________________________________________________________________________;
已知(NH4)2BeF4易溶于水,且其在水中的溶解度随温度的升高而大幅度增大,从NH4F与滤液Ⅱ发生反应后所得溶液中获得(NH4)2BeF4晶体的“一系列操作”具体是指____________
____________________________________________________________。
(4)“分解”过程中产生的BeF2在熔融状态下不能导电,其电子式为________________;“还原”过程可以用金属镁制备金属铍的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)粉碎废渣、增大HF溶液的浓度、适当升高温度、充分搅拌(写两项即可) Be+4HF===H2BeF4+H2↑
(2)除去过量的HF CaF2
(3)漏斗、烧杯、玻璃棒 H2BeF4+2NH4F===(NH4)2BeF4+2HF 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(4) 镁的还原性比铍强
解析 (1)加快浸出速率的方法有粉碎废渣、增大HF溶液的浓度、适当升高温度等。Be和HF溶液发生氧化还原反应生成H2BeF4和H2,据此可写出反应的化学方程式:Be+4HF===H2BeF4+H2↑。
(2)向滤液Ⅰ中加入适量CaCO3的作用是除去滤液Ⅰ中过量的HF,反应会有CaF2沉淀生成,所以滤渣Ⅱ的主要成分为CaF2。
(3)过滤时用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒。H2BeF4与NH4F反应生成(NH4)2BeF4和HF,对应的化学方程式为H2BeF4+2NH4F===(NH4)2BeF4+2HF。(NH4)2BeF4易溶于水,且其在水中的溶解度随温度的升高而大幅度增大,宜采用冷却结晶的方法从溶液中分离出(NH4)2BeF4晶体,具体操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)BeF2在熔融状态下不能导电,说明其为共价化合物,电子式为。同主族元素从上到下,金属性逐渐增大,还原性也逐渐增大,Mg和Be位于同一主族,还原性:Mg>Be,故可以用镁制备金属铍。
3.铁及铁的化合物在生活、生产中有广泛的应用。例如,FeCl3是中学常用试剂;菱铁矿(主要成分是FeCO3)可以用于制备铁及其化合物。
(1)已知:①Fe(s)+2HCl(g)===FeCl2(s)+H2(g) ΔH1
②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2FeCl2(s)+Cl2(g)===2FeCl3(s) ΔH3
2Fe(s)+3Cl2(g)===2FeCl3(s) ΔH=_________________________________________。
(2)实验室常用K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]分别检验Fe3+、Fe2+。[Fe(CN)6]3-和Fe2+反应生成蓝色沉淀,该蓝色沉淀的化学式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
用电解法实现K4[Fe(CN)6]转化成K3[Fe(CN)6],阳极的电极反应式为_________________
________________________________________________________________________。
(3)实验室可用NH4SCN检验Fe3+。常温下,将一定量FeCl3溶液和NH4SCN溶液混合,发生反应:Fe3+(aq)+3SCN-(aq)??Fe(SCN)3(aq)。测得Fe3+的转化率与时间关系如图所示。
①v正(E)__________(填“>”“<”或“=”)v逆(F),理由是____________________。
②在常温下,达到平衡时c(SCN-)=0.1 mol·L-1,则该反应的平衡常数K=________(用含x的式子表示)。
(4)工业上,用FeCl3溶液腐蚀铜质电路板,废液中FeCl3可以用于制备高纯度的铁红。即向废液中滴加氨水,过滤、洗涤、灼烧得到高纯度Fe2O3。已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8×10-38。当c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1时,溶液的pH=________。(提示:lg 5=0.7)
(5)在一定温度下,在密闭容器中充入足量的FeCO3,发生反应:FeCO3(s)??FeO(s)+CO2(g)。若达到平衡时,测得p(CO2)=a kPa。温度不变,将体积缩小至原来的一半时,测得压强为p(CO2)=b kPa。b的范围为________。
答案 (1)2ΔH1+2ΔH2+ΔH3
(2)Fe3[Fe(CN)6]2 [Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-
(3)①> E点到F点,正反应速率逐渐减小至等于逆反应速率 ②
(4)3.3
(5)a≤b<2a
解析 (1)由盖斯定律知,①×2+②×2+③得:2Fe(s)+3Cl2(g)===2FeCl3(s) ΔH=2ΔH1+2ΔH2+ΔH3。
(2)发生复分解反应,蓝色沉淀是Fe3[Fe(CN)6]2。阳极发生氧化反应:[Fe(CN)6]4--e-===[Fe(CN)6]3-。
(3)①E点未平衡,F点平衡,正反应速率逐渐减小,平衡时正、逆反应速率相等。E点正反应速率大于F点逆反应速率。②设开始时c(Fe3+)=c mol·L-1,平衡时c(Fe3+)=c(1-x)mol·L-1,c[Fe(SCN)3]=c·x mol·L-1。K==。
(4)c(OH-)= mol·L-1=2×10-11mol·L-1,c(H+)=5×10-4 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=4-lg 5=3.3。
(5)温度不变,平衡常数不变,Kp=p(CO2)。若加压时平衡不移动,则p(CO2)=2a kPa。实际上,加压时平衡向左移动,气体压强减小,最终达到平衡,p(CO2)=a kPa。故b的取值范围:a≤b<2a。
4.有机物I()可用于生产治疗血栓栓塞性静脉炎的药物,工业上合成它的一种路线图如下,图中A是苯的组成最简单的同系物,G到H的另一生成物是H2O。
已知:RCHO+CH3COR1RCH==CHCOR1(R、R1可以是烃基也可以是氢原子)。
(1)下面有关G的说法中正确的有________(填标号)。
A.可用浓溴水除去A中的G
B.在空气中易变质
C.可用于消毒杀菌
D.G→H的反应为加成反应
(2)A的名称是________,B→C的反应类型为________。
(3)H中官能团名称为________,I的分子式为________。
(4)写出C→D的化学反应方程式:__________________________________________。
(5)B有多种芳香族同分异构体,其中苯环上有两个取代基且一个为—NH2的结构共有________种,写出核磁共振氢谱有4组峰的物质的结构简式____________________________
____________________________________________。
(6)以两种醛为基本原料,经三步转化可得到丙二醛,请写出制备丙二醛的流程图:
________________________________________________________________________。
答案 (1)BC
(2)甲苯 取代反应
(3)酯基、羰基 C19H15O6N
(4)+NaOH+NaCl
(5)6 或
(6)CH3CHOCH2==CHCHOHOCH2CH2CHOOHCCH2CHO
解析 苯最简单的同系物是甲苯,由G转化为H的条件及物质的结构简式及另一种产物H2O可推出G是苯酚。由I、H的结构简式可推出F中苯环上的两种取代基处于对位上,故B是对硝基甲苯,B通过取代反应生成C()、D是 E是再结合反应信息及F的分子式知F的结构简式为(1)苯酚可与溴水反应,但生成的三溴苯酚可溶解在甲苯中,A错误;苯酚在空气中易氧化变质,B正确;苯酚可使蛋白质变性,起到杀菌消毒的作用,C正确;G→H的反应属于取代反应,D错误。(5)除去—NH2、苯环后还有一个C、2个O,故另一个取代基可能是—COOH或HCOO—,两个取代基在苯环上各可形成3种同分异构体(邻、间、对),故共有6种同分异构体。其中核磁共振氢谱有4组峰的物质的结构简式为或
课件71张PPT。3 大题突破 整合“精品组件”第二篇 题型五 有机化学基础综合题研究(选考)考向突破一 结构已知型有机综合题考向突破二 有机综合推断型栏目索引考向突破三 半推半知型考向突破一
结构已知型有机综合题高考有机综合大题中一类是:已知有机物的结构简式,一般物质的陌生度相对较高。解答这类问题的关键是认真分析每步转化反应物和产物的结构,弄清官能团发生什么改变、转化的条件以及碳原子个数是否发生变化。结合教材中典型物质的性质,规范解答关于有机物的命题,反应类型的判断,有机化学方程式的书写,同分异构体结构简式的书写;最后模仿已知有机物的转化过程,对比原料的结构和最终产物的结构,设计构造目标碳骨架,官能团的合成路线。高考必备1.美托洛尔是一种治疗高血压药物的中间体,可以通过以下方法合成:对点集训请回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是________________。(酚)羟基、羰基解析 注意让解答的特定官能团“含氧”。(2)美托洛尔的分子式为___________。C15H25NO3解析 注意键线式中氢原子数目的计算方法。(3)反应③中加入的试剂X的分子式为C3H5OCl,X的结构简式为___________。(4)在下列①②③三步反应中,属于取代反应的是______(填序号)。①③解析 对比反应前后物质结构的变化可知,①、③是取代反应,②是还原反应。(5)写出反应①的化学方程式:____________________________________________。(6)B的同分异构体满足下列条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应;②能发生银镜反应;③分子中有4种不同化学环境的氢,1 mol该物质与足量金属钠反应产生1 mol H2。
写出一种符合条件的同分异构体的结构简式:________________________________。(7)根据已知知识并结合题目所给信息,写出以CH3OH和 为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:答案 2.1923年,在汉阳兵工厂工作的我国化学家吴蕴初先生研制出了廉价生产味精的方案,并于1926年向英、美、法等化学工业发达国家申请专利。这也是历史上中国的化学产品第一次在国外申请专利。以下是利用化学方法合成味精的流程:请回答下列问题:
(1)下列有关蛋白质和氨基酸的说法不正确的是______(填字母)。
a.蛋白质都是高分子化合物 b.谷氨酸(H)自身不能发生反应
c.氨基酸和蛋白质都能发生盐析 d.天然蛋白质水解最终产物都是α-氨基酸bc解析 观察A的结构简式,逆推R为乙酸乙酯,乙酸乙酯在乙醇钠作用下自身发生取代反应生成A。
氨基酸自身能发生脱水反应生成肽,b错误;
蛋白质水溶液属于胶体,氨基酸的水溶液属于溶液,氨基酸的水溶液不能发生盐析,c错误。(2)C的系统命名是___________;F中含氧官能团名称是____________。
(3)E→F的反应类型是___________。R的结构简式为__________________。1,5-戊二酸羧基、酯基取代反应CH3COOCH2CH3(4)写出G和NH3反应的化学方程式:________________________________________
___________________________________________。解析 氨与溴发生取代反应,引入氨基,另一种产物为溴化氢。(5)T是H的同分异构体,T同时具备下列条件的结构有_____种。
①能发生水解反应;
②只有2种官能团,其中一种是—NH2;
③1 mol T发生银镜反应能生成4 mol银。
其中在核磁共振氢谱上有4组峰且峰面积比为2∶2∶2∶3的可能结构简式为
_________________________________________。9(6)参照上述流程,以 和甲醇为原料(其他无机试剂任选),
设计合成苯丙氨酸( )的流程:_________________________
_______________________________________________________________________。解析 参照流程中E、F、G、H转化过程,制备氨基酸,先要在羧基的α位引入溴原子,再酯化,保护羧基;第三步氨基化、水解得到目标产物。考向突破二
有机综合推断型有机推断题的突破方法
1.根据反应条件推断反应物或生成物
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯( )的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
(4)“浓HNO3(浓H2SO4、加热)”为苯环上的硝化反应。
(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。高考必备2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(苯环上的氢原子被烷基取代的物质)。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质中含有—CHO。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。3.以特征的产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
(1)醇的氧化产物与结构的关系(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
(4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。4.根据关键数据推断官能团的数目(4)5.根据新信息类推
高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯α-H被取代的反应:CH3—CH==CH2+Cl2 Cl—CH2—CH==CH2+HCl。
(2)共轭二烯烃的1,4-加成反应:
①CH2==CH—CH==CH2+Br2―→②(4)苯环侧链的烃基被酸性KMnO4溶液氧化:(5)苯环上硝基被还原:(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN水解得—COOH):①CH3CHO+HCN―→②(作用:制备胺);(作用:制半缩醛)。(7)羟醛缩合:(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:+R′MgX―→(9)羧酸分子中的α-H被取代的反应:(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。1.(2019·湖北八校二联)由乙烯和丙二酸等物质合成I,合成路线如下:对点集训(R1、R2为烃基或H)+HBr+HCl请回答下列问题:
(1)丙二酸的结构简式是________________。
(2)有机物D的分子式为C5H10O4,其官能团的名称是____________。
(3)写出A→B的化学反应方程式:_______________________________。
(4)E→F的反应类型是____________。HOOCCH2COOH羟基、醛基取代反应(5)在一定条件下,丙二酸与乙二醇通过发生缩聚反应生成高分子化合物。写出该高
分子化合物的化学式:____________________________________________________
_______。(6)I的同分异构体中属于芳香族化合物且满足下列条件的有____种。
①苯环上有4个取代基;
②与FeCl3溶液发生显色反应;
③每种同分异构体1 mol能与1 mol碳酸钠发生反应,也能与足量金属钠反应生成2 mol H2;
④一个碳原子连接2个或2个以上羟基不稳定。
其中苯环上的一氯代物只有一种的是________________________________________。
(写出其中一种的结构简式)6(7)丙二酸可由乙烯、甲醛为原料制得(其他无机试剂任选)。请模仿并画出合成路线图。解析 丙二酸中含3个碳原子,乙烯中含2个碳原子,HCHO中只有一个碳原子,碳链增长,联想题给已知①,由乙烯合成CH3CHO,结合题给流程,合成路线为2.化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1H-NMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。根据以上信息回答下列问题。(1)下列叙述正确的是_____(填字母)。
a.化合物A分子中含有联苯结构单元
b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体
c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d.化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式为_____________________________,A→C的反应类型是__________。cd取代反应(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(含顺反异构)
_____________________________________________________________________
___________________________________________________。
a.属于酯类 b.能发生银镜反应(4)写出B→G反应的化学方程式:___________________________________________
_______。(5)写出E→F反应的化学方程式:___________________________________________
________________________。(6)以乙烯为原料制备环乙二酸乙二酯( ),请设计合成路线(其他无机试剂任选)。考向突破三
半推半知型高考命题时常给出部分有机物的结构简式,考查有机物的命名,反应类型、反应条件的分析,限定条件下同分异构体数目的判断,结构简式的书写,有机合成等。解答这类问题的关键是:以已知一个或几个有机物为突破口,抓住特征条件(特殊性质或特征反应,关系条件能告诉有机物间的联系,类别条件可给出物质的范围和类别)。再从突破口向外发散,用正推和逆推、两边推中间相结合的方法,推出其他各有机物的结构简式,然后结合设问分析相关物质的官能团,反应方程式及反应类型。高考必备1.苯是一种非常重要的化工原料,利用苯可以合成多种有机物。如图所示的是由苯合成芳纶、PF树脂和肉桂酸乙酯的路线:对点集训已知:
Ⅰ. ;Ⅱ.(1)反应条件1是________________________。
(2)B分子中的官能团的名称为______,B→C的反应类型为__________。浓硝酸、浓硫酸、加热氨基缩聚反应(3)D的结构简式为_________,生成PF树脂的化学方程式为______________________
_______________________________________。
(4)试剂E是________________________________。CH3CHO银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)(5)由J合成肉桂酸乙酯的化学方程式为_____________________________________
_________________________。(6)写出同时满足下列条件的肉桂酸乙酯的一种同分异构体:
___________________________________________________________________
__________________________________________。
①苯环上仅有2个取代基且处于对位;②能发生水解反应和银镜反应,其中一种水解产物遇FeCl3溶液显色;③存在顺反异构。(7)以D为原料,选用必要的无机试剂合成乙二醛,写出合成路线(用结构简式表示有
机物,用箭头表示转化关系,箭头上或下注明试剂和反应条件):________________
_________________________________________________________________________
__________________。[思路点拔] (1)A的化学名称是_____。
(2)H中所含官能团的名称是____________;由G生成H的反应类型是__________。2.化合物G是制备治疗高血压药物纳多洛尔的中间体。实验室由A制备G的一种路线如下:萘羟基、醚键取代反应(3)C的结构简式为_________;F的结构简式为________________。(4)由D生成E的化学方程式为______________________________________。(5)芳香族化合物X是F的同分异构体,1 mol X最多可与4 mol NaOH反应,其核磁共振氢谱显示分子中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3∶3∶1。写出两种符合
要求的X的结构简式:_______________________________________________
_______________________________________________________________________。(6)写出以甲苯和(CH3CO)2O为原料(其他无机试剂任选)制备化合物的路线:___________________________________________________________
_________________________________。本课结束第二篇
1.(2019·全国卷Ⅰ,36)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是________。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳________。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式______________。(不考虑立体异构,只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是____________________________________________。
(5)⑤的反应类型是________。
(6)写出F到G的反应方程式_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线
________________________________________________________________________
______________________________________________________(无机试剂任选)。
答案 (1)羟基
(2)
(3) (任意写出其中3个即可)
(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热
(5)取代反应
(6)+C2H5OH,
(7)C6H5CH3C6H5CH2Br,CH3COCH2COOC2H5
解析 (1)A中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子的定义,B中—CH2—上没有手性碳,上没有手性碳,故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基,所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代,或一个氢原子被—CH2CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中,CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶液中水解生成羧酸盐,再酸化得到G。
2.(2019·全国卷Ⅱ,36)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:
已知以下信息:
①+H2O
②++NaOH―→+NaCl+H2O
③+
回答下列问题:
(1)A是一种烯烃,化学名称为________,C中官能团的名称为________、________。
(2)由B生成C的反应类型为________。
(3)由C生成D的反应方程式为___________________________________________。
(4)E的结构简式为________。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式____________、______________。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于________。
答案 (1)丙烯 氯原子 羟基
(2)加成反应
(3)+NaOH―→+NaCl+H2O(或+NaOH―→+NaCl+H2O)
(4)
(5)
(6)8
解析 (1)因A的分子式是C3H6,且为烯烃,故其结构简式为CH3CH==CH2,名称是丙烯。结合B、C的分子式和D的结构简式可知B为CH2==CHCH2Cl,C为或,故C中所含官能团为氯原子和羟基。(2)由B生成C的反应是CH2==CHCH2Cl与HOCl发生的加成反应。(4)由已知信息①可知E为 (5)能发生银镜反应说明含醛基;核磁共振氢谱中三组峰的峰面积之比为3∶2∶1,说明含1个甲基,故符合条件的同分异构体为(6)D与F生成G的化学方程式为:
(2+n)+(1+n)+(2+n)NaOH―→
+(2+n)NaCl+(2+n)H2O,生成1 mol G时有(2+n)mol=,解得n=8。
3.(2019·全国卷Ⅲ,36)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)中的官能团名称是________。
(3)反应③的类型为________,W的分子式为______________________________。
(4)不同条件对反应④产率的影响如表:
实验
碱
溶剂
催化剂
产率/%
1
KOH
DMF
Pd(OAc)2
22.3
2
K2CO3
DMF
Pd(OAc)2
10.5
3
Et3N
DMF
Pd(OAc)2
12.4
4
六氢吡啶
DMF
Pd(OAc)2
31.2
5
六氢吡啶
DMA
Pd(OAc)2
38.6
6
六氢吡啶
NMP
Pd(OAc)2
24.5
上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究_______等对反应产率的影响。
(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式__________________。
①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备,写出合成路线
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________。(无机试剂任选)
答案 (1)间苯二酚(或1,3-苯二酚)
(2)羧基、碳碳双键
(3)取代反应 C14H12O4
(4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等)
(5)
(6)
解析 (1)A的结构简式为,其名称为间苯二酚或1,3-苯二酚。(2)中的官能团是碳碳双键和羧基。(3)由合成路线可知,反应③为取代反应。W中含两个苯环,1个碳碳双键,故C原子数为2×6+2=14,含4个羟基,故含4个O原子,由苯环及碳碳双键可知W分子的不饱和度为4×2+1=9,故W分子中H原子数为2×14+2-2×9=12,W的分子式为C14H12O4。(4)由表格中的信息可知,实验1、2、3、4中的溶剂和催化剂相同,碱不同,产率不同;实验4、5、6中碱和催化剂相同,溶剂不同,产率不同,故该实验探究了不同碱和不同溶剂对反应产率的影响;因6个实验的催化剂相同,故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。(5)D为,其同分异构体X为1 mol时,与足量Na反应生成2 g H2,则X中含2个羟基,由X中不同化学环境的氢原子的个数比可知2个羟基在苯环上处于对称位置,且X中含有2个甲基,故符合条件的X的结构简式为
4.(2018·全国卷Ⅰ,36)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是________。
(3)反应④所需试剂、条件分别为___________________________________________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________________________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线:_________________________________(无机试剂任选)。
答案 (1)氯乙酸
(2)取代反应
(3)乙醇/浓硫酸、加热
(4)C12H18O3
(5)羟基、醚键
(6)、
(7)
解析 (1)该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代后的产物,其化学名称为氯乙酸。
(2)反应②为—CN取代氯原子的反应,因此属于取代反应。
(3)反应④为羧基与羟基生成酯基的反应,因此反应试剂为乙醇/浓硫酸,条件为加热。
(5)根据题给W的结构简式可判断W分子中含氧官能团的名称为羟基和醚键。
(6)与E互为同分异构体的酯的核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积比为1∶1,说明该物质的分子是一种对称结构,由此可写出符合要求的结构简式为、。
(7)采用逆推法。要合成苯乙酸苄酯,需要要生成根据题给反应可知,需要要生成需要苯甲醇和HCl反应即可生成由此可写出该合成路线。
5.(2018·全国卷Ⅲ,36)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr—Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
已知:RCHO+CH3CHOR—CH==CH—CHO+H2O
回答下列问题:
(1)A的化学名称是________。
(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为_______________________________。
(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是________、________。
(4)D的结构简式为__________________________。
(5)Y中含氧官能团的名称为________。
(6)E与F在Cr—Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为________。
(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式______________。
答案 (1)丙炔
(2)CH≡CCH2Cl+NaCNCH≡CCH2CN+NaCl
(3)取代反应 加成反应
(4)HC≡CCH2COOC2H5
(5)羟基、酯基
(6)
(7)、、、、、(任写3种)
解析 (2)B为单氯代烃,由反应条件可判断该反应为甲基上的取代反应,则B为HC≡CCH2Cl,结合C的分子式可知B与NaCN发生取代反应,化学方程式为ClCH2C≡CH+NaCNHC≡CCH2CN+NaCl。
(3)由以上分析知A→B为取代反应。由F的分子式,结合H的结构简式可推知,F为根据信息中所给出的化学方程式可推出G为由G生成H的反应条件及H的结构简式可知,该反应为G中碳碳双键与H2的加成反应。
(4)由C生成D的反应条件、C的结构简式(HC≡CCH2CN)及D的分子式可判断C水解后的产物与乙醇发生酯化反应,则D为HC≡CCH2COOC2H5。
(6)E和H发生偶联反应生成Y,由三者的结构简式可知,F与E发生偶联反应所得产物的结构简式为
(7)X是D的同分异构体,且具有完全相同的官能团,即含有—C≡C—、—COO—。符合要求的X有、、、、、,写出任意3种即可。
有机化学基础命题规律
有机化学基础综合题,常以某种药物、新材料的合成为背景,考查常见有机物的命名,官能团的辨认及名称,反应类型及反应条件的判断,有机物分子式、结构简式、同分异构体的推断与书写,运用信息设计合成路线等内容,综合考查信息迁移能力和分析推理能力等。
课件47张PPT。1 真题调研 把握命题规律第二篇 题型五 有机化学基础综合题研究(选考)1.(2019·全国卷Ⅰ,36)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:12345回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是______。羟基解析 A中的官能团为羟基。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用
星号(*)标出B中的手性碳___________。12345(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式
_______________________________________________________________。
(不考虑立体异构,只需写出3个)12345(任意写出其中3个即可)解析 B的同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基,所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代,或一个氢原子被—CH2CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是_________________________。C2H5OH/浓H2SO4、加热12345解析 反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)⑤的反应类型是__________。取代反应12345解析 反应⑤中,CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)写出F到G的反应方程式________________________________________________
____________________________。12345解析 F在碱溶液中水解生成羧酸盐,再酸化得到G。(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线
_________________________________________________________________
_________________________________________(无机试剂任选)。123452.(2019·全国卷Ⅱ,36)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:12345已知以下信息:12345①+H2O②++NaOH―→+NaCl+H2O③+回答下列问题:
(1)A是一种烯烃,化学名称为________,C中官能团的名称为________、________。丙烯氯原子12345羟基(2)由B生成C的反应类型为___________。加成反应12345解析 由B生成C的反应是CH2==CHCH2Cl与HOCl发生的加成反应。(3)由C生成D的反应方程式为___________________________________________
____________________________________________。12345(4)E的结构简式为__________。12345(5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物
的结构简式___________、____________。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。12345(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于___。812345123453.(2019·全国卷Ⅲ,36)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:12345回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______________________。间苯二酚(或1,3-苯二酚)12345(2) 中的官能团名称是_________________。羧基、碳碳双键12345(3)反应③的类型为__________,W的分子式为___________。取代反应C14H12O412345解析 由合成路线可知,反应③为取代反应。W中含两个苯环,1个碳碳双键,故C原子数为2×6+2=14,含4个羟基,故含4个O原子,由苯环及碳碳双键可知W分子的不饱和度为4×2+1=9,故W分子中H原子数为2×14+2-2×9=12,W的分子式为C14H12O4。(4)不同条件对反应④产率的影响如表:12345上述实验探究了________和__________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究_____________________等对反应产率的影响。不同碱不同溶剂不同催化剂(或温度等)解析 由表格中的信息可知,实验1、2、3、4中的溶剂和催化剂相同,碱不同,产率不同;实验4、5、6中碱和催化剂相同,溶剂不同,产率不同,故该实验探究了不同碱和不同溶剂对反应产率的影响;因6个实验的催化剂相同,故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。12345(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式________________________。
①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。1234512345(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线
__________________________________________________________。(无机试剂任选)123454.(2018·全国卷Ⅰ,36)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:12345回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。氯乙酸12345解析 该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代后的产物,其化学名称为氯乙酸。(2)②的反应类型是__________。取代反应12345解析 反应②为—CN取代氯原子的反应,因此属于取代反应。(3)反应④所需试剂、条件分别为___________________。乙醇/浓硫酸、加热12345解析 反应④为羧基与羟基生成酯基的反应,因此反应试剂为乙醇/浓硫酸,条件为加热。(4)G的分子式为__________。C12H18O312345(5)W中含氧官能团的名称是____________。羟基、醚键12345解析 根据题给W的结构简式可判断W分子中含氧官能团的名称为羟基和醚键。(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面
积比为1∶1)___________________________。1234512345(7)苯乙酸苄酯( )是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原
料制备苯乙酸苄酯的合成路线:____________________________________________
_______________________________________________________
______________________________(无机试剂任选)。12345123455.(2018·全国卷Ⅲ,36)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr—Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:12345回答下列问题:
(1)A的化学名称是________。丙炔(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为___________________________
_____________________。CH≡CCH2CN+NaCl12345(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是__________、__________。取代反应加成反应1234512345(4)D的结构简式为__________________。HC≡CCH2COOC2H512345解析 由C生成D的反应条件、C的结构简式(HC≡CCH2CN)及D的分子式可判断C水解后的产物与乙醇发生酯化反应,则D为HC≡CCH2COOC2H5。(5)Y中含氧官能团的名称为____________。羟基、酯基12345(6)E与F在Cr—Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为________________。12345(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式
_____________________________________________________________________________________。1234512345有机化学基础命题规律
有机化学基础综合题,常以某种药物、新材料的合成为背景,考查常见有机物的命名,官能团的辨认及名称,反应类型及反应条件的判断,有机物分子式、结构简式、同分异构体的推断与书写,运用信息设计合成路线等内容,综合考查信息迁移能力和分析推理能力等。本课结束第二篇 课件100张PPT。2 逐空突破 打造“精品组件”第二篇 题型五 有机化学基础综合题研究(选考)常考题空1 官能团及常见有机物的名称常考题空2 有限制条件同分异构体的书写栏目索引常考题空3 有机综合推断中反应类型的判断与方程式的书写常考题空4 有机合成路线的设计常考题空1
官能团及常见有机物的名称1.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙……指主链碳原子个数分别为1、2、3……。一、常见有机物的命名2.含苯环的有机物命名
(1)苯环作母体的有苯的同系物、卤代苯、硝基取代物等。如邻二甲苯或1,2-二甲苯;间二氯苯或1,3-二氯苯。(2)苯环作取代基,当有机物除含苯环外,还含有其他官能团。如:苯甲醇;对苯二甲酸或1,4-苯二甲酸。3.多官能团物质的命名
命名含有多个不同官能团化合物的关键在于要选择优先的官能团作为母体。官能团作为母体的优先顺序为(以“>”表示优先):羧酸>酯>醛>酮>醇>烯,如:名称为甲基丙烯酸甲酯。1.常见官能团的结构与性质二、官能团的辨认与书写2.规范表达——得高分
(1)官能团名称书写
①找关键词,按要求书写;
②名称不能出现错别字。
(2)结构简式不规范:苯环写错、漏“H”多“H”,连接方式不符合习惯。1.写出下列各物质中所有官能团的名称。
(1)[2018·全国卷Ⅱ,36(2)改编]CH2OH(CHOH)4CHO_____________。
(2)[2018·全国卷Ⅰ,36(5)改编] _____________。对点集训(3)_________________________。羟基、醛基羟基、醚键羰基、碳碳双键、溴原子(4)[2017·天津,8(5)改编](5)____________________。______________________。羧基、氨基、氯原子酯基、肽键(或酰氨基)(2)CH2==CHCH2OH_________。2.写出下列有机物的名称。(1)__________。(3)___________。(4)OHC—CHO_________。(5)____________________________。苯乙烯丙烯醇三氟甲苯乙二醛邻苯二甲酸(或1,2-苯二甲酸)(6)(7)______________________________。__________________。(8)__________________。邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸)2-甲基-3-氯-1-丁烯聚甲基丙烯酸甲酯常考题空2
有限制条件同分异构体的书写1.常见限制条件与结构关系总结2.限定条件的同分异构体书写技巧
(1)确定碎片
明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成情况怎么样?解读限制条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。
(2)组装分子
要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征是指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性。化学特征包括等效氢。3.含苯环同分异构体数目确定技巧
(1)若苯环上连有2个取代基,其结构有邻、间、对3种。
(2)若苯环上连有3个相同的取代基,其结构有3种。
(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基,其结构有6种。
(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基,其结构有10种。1.邻甲基苯甲酸( )的同分异构体中,满足下列条件的同分异构体共有
_____种。
①属于芳香族化合物
②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜
③能与NaOH溶液反应典例应用17[解题思路] 第一步:根据限定条件确定基团和官能团含有苯环,(酚)—OH,第二步:将已知基团或官能团在苯环上排布。
(1)若为(酚)—OH、—CHO,还剩余一个碳原子(“—CH2—”),最后分别将
“—CH2—”插入其中,图示如下:(数字表示“—CH2—”插入的位置)第三步:算总数:5+5+3+4=17种。2.同时满足下列条件的 的所有同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色;
②1 mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3反应产生88 g气体。18[解题思路] 第一步:确定官能团和基团第二步:排布官能团和基团第三步:算总数。1.高考组合题
(1)[2018·全国卷Ⅱ,36(6)]F是B 的同分异构体。7.30 g 的F与足量饱
和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L 二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有____种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为
____________________。对点集训9(2)[2017·全国卷Ⅰ,36(5)]芳香化合物X是F( )的同分异构体,
X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的
氢,峰面积比为6∶2∶1∶1,写出2种符合要求的X的结构简式__________________
_________________________________________________________。解析 F除苯环外还有5个碳原子,2个氧原子,3个不饱和度。由限制条件可知含有—COOH,另外还有4个碳原子,2个不饱和度。由于只有4种氢,应为对称结构,其中有6个氢原子相同,即有2个对称—CH3结构,另外2个碳原子组成碳碳三键。(3)[2016·海南,18Ⅱ(5)]富马酸( )为二元羧酸,1 mol富马酸与足量
饱和NaHCO3溶液反应可放出______ L CO2(标况);富马酸的同分异构体中,同为二
元羧酸的还有______________________(写出结构简式)。44.8(4)[2016·全国卷Ⅰ,38(5)改编]具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E
( )的同分异构体,0.5 mol W与足量NaHCO3溶液反应生成44 g CO2,W共有_____种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简
式为_____________________。12解析 具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5 mol W能与足量NaHCO3溶液反应生成44 g CO2(即1 mol),说明W中含有2个—COOH,W中苯环上的两个取代基有4种情况:2.(1)[2019·江苏,17(4)]C( )的一种同分异构体同时满足下列条件,
写出该同分异构体的结构简式:____________________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。(2)[2019·天津,8(2)]化合物B[CH3C≡CCOOC(CH3)3]的核磁共振氢谱中有____个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为______。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(—COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式
_________________________________________________________。25(3)满足下列条件的L( )的同分异构体有____种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应 ③属于芳香族化合物
其中核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的结构简式为
______________________________________________________。14(4)符合下列条件的E( )的同分异构体有_____种。
①分子中苯环上有两个对位取代基
②能发生银镜反应
③能和钠反应放出氢气,不与FeCl3溶液发生显色反应14解析 依据信息②③可知含有醛基和醇羟基两种官能团,标数字的位置为羟基可能的位置。常考题空3
有机综合推断中反应类型的判断与方程式的书写1.常见有机反应类型总结
(1)取代反应
①定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
②特点是“一上一下,饱和度不变”。
③取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。(2)加成反应
①定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成新物质的反应。
②特点是“只上不下,不饱和度降低”。
③能发生加成反应的物质有:烯烃(碳碳双键)、炔烃(碳碳三键)、苯环、醛、酮等。
(3)消去反应
①定义:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如水、卤化氢等),而生成含不饱和键化合物的反应。
②特点是“只下不上,得不饱和键”。
③能发生消去反应的物质:某些醇和卤代烃。(4)氧化反应
①含义:有机物去氢或加氧的反应。
②氧化反应包括:烃和烃的衍生物的燃烧反应;烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾反应;醇氧化为醛或酮的反应;醛氧化为羧酸的反应等。
(5)还原反应
①含义:有机物加氢或去氧的反应。
②还原反应包括:醛、酮还原为醇,“—NO2”还原为“—NH2”等。
(6)加聚反应:通过加成反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚合)。主要为含双键的单体聚合。
(7)缩聚反应:单体间通过缩合反应生成高分子化合物,同时生成小分子(H2O、NH3、HX等)的反应。缩聚反应主要包括酚醛缩聚、醇酸缩聚、氨基酸缩聚等。2.判断有机反应类型的常用方法
(1)根据官能团种类判断发生的反应类型。
(2)根据特定的反应条件判断反应类型。
(3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。
3.方程式书写规范
(1)有机反应方程式书写也要注意满足原子守恒,特别注意酯化反应,缩聚反应不能漏掉小分子。
(2)有机反应是在一定条件下进行的,若不写反应条件要扣分。题组一 高考题改编
1.(2016·全国卷Ⅲ,38改编)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。1234对点集训下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:56(1)根据上述转化关系,回答反应类型。
①__________;②___________;③___________。
(2)④反应方程式为________________________________________________________
_____。取代反应取代反应1234消去反应562.(2018·全国卷Ⅱ,36改编)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路线如下:123456回答下列问题:
(1)指出下列转变过程的反应类型:
①葡萄糖→A__________,②A→B__________,③B→C_______________________。加成反应取代反应1234酯化反应(或取代反应)解析 葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成A,A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B,B与乙酸发生酯化反应生成C,根据C与D的分子式可知C生成D是C分子中另一个羟基与硝酸发生取代反应,D在氢氧化钠溶液中水解生成E。56(2)由D到E的反应方程式为________________________________________。1234563.(2018·北京卷,25改编)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。1234已知:ⅰ.ⅱ.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。56(1)A→B的化学方程式是_____________________________________________,
反应类型是__________。取代反应123456(2)C→D的反应类型____________________,试剂a是___________________________。取代反应(或水解反应)NaOH,H2O(或NaOH水溶液)1234解析 根据C和D的分子式可推知,在该反应过程中Cl被羟基取代,因此试剂a为氢氧化钠的水溶液。56(3)D→E的化学方程式是_________________________________________________,
反应类型是___________。消去反应123456123456(4)F→G的反应类型是__________。取代反应123456(5)由K合成L的变化经过如下过程:1234将K→L的流程图补充完整:M________,L________。
并指明反应类型:①__________,②__________。加成反应消去反应56123456(6)合成8-羟基喹啉时,L发生了______(填“氧化”或“还原”)反应。氧化123456题组二 模拟演练
4.芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I,且知有机物E与D互为同分异构体。1234请回答下列问题:
(1)A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为__________、_________、_____________________、___________、__________。加聚反应加成反应取代反应(或水解反应)消去反应氧化反应56123456123456(2)A的结构简式为________________;G的结构简式为________________。123456(3)写出下列反应的化学方程式:
①C→A:_____________________________________________________;
②F与银氨溶液:_____________________________________________________
_____________________;
③D+H→I:___________________________________________________
__________________________________。1234565.石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:1234已知:
Ⅰ.氯代烃D核磁共振氢谱峰面积之比为2∶1;
Ⅱ.R—CH2COOH56解答下列问题:
(1)A的顺式异构体的结构简式为_______________,D的系统名称是_____________。
(2)反应②的条件是__________________,依次写出①、③、④的反应类型:__________、__________、______________________。1,3-二氯丙烷1234NaOH水溶液,加热加聚反应取代反应还原反应(或加成反应)(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_______________________________
_____________________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:
_______________________________________________________________________________。OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OH56H2O1234561234566.以芳香烃A(C7H8)为原料合成某中间体H的路线如下:1234已知:①RCl+R′C≡CNa―→RC≡CR′+NaCl56回答下列问题:
(1)①的反应条件及反应类型是_______________________。
(2)②③④的反应类型分别是__________、__________、__________。
(3)⑤的反应方程式:___________________________________________________。氯气、光照、取代反应1234取代反应加成反应氧化反应56(4)⑥的反应方程式:__________________________________________
_____________________________________。123456常考题空4
有机合成路线的设计1.官能团的引入(或转化)一、有机合成中官能团的转变2.官能团的消除
(1)消除双键:加成反应。
(2)消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
(3)消除醛基:还原和氧化反应。
3.官能团的保护
在引入一个新官能团或将某一官能团加以转换时,若反应会影响分子中原有的官能团,则应对这一官能团进行保护。例如在含有碳碳双键的分子中,欲将羟基氧化时,应先把碳碳双键保护起来,以防被破坏。为了保护其他官能团而人为引入的基团,称为保护基。保护基的选择应满足以下条件:①易于引入且不影响分子中其他部位结构;②形成的保护基在后续反应中保持稳定;③在保持分子其他部位结构不被破坏的情况下易于除去。试题中出现的大多是对羟基、醛基、氨基、碳碳双键等易于被氧化的官能团进行保护。[应用举例]酚羟基的保护:醛基的保护:4.碳链的增长或缩短
(1)增长碳链
①醛、酮与HCN的加成反应可使醛、酮增加1个碳原子,如+HCN―→+HCN―→②卤代烃与炔钠反应可使碳链增加2个以上的碳原子。如溴乙烷与丙炔钠的反应:
CH3CH2Br+CH3C≡CNa―→CH3C≡CCH2CH3+NaBr。(2)缩短碳链
①不饱和烃的氧化反应。如烯烃、炔烃在酸性高锰酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂:③羟醛缩合反应实际上是醛自身的加成反应,醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)较活泼,能与另外一分子的醛基发生加成反应:CH3COOH+②某些苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸:1.二、常见有机物转化应用举例2.3.根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分为
1.以熟悉官能团的转化为主型
如:请设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。三、有机合成路线设计的几种常见类型2.以分子骨架变化为主型
如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯( )的合成路线流程图(注明反应条件)。提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr3.陌生官能团兼有骨架显著变化型(多为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。如:模仿香兰素 A B CD 多巴胺设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺( )的合成路线流程图。关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)1.[2017·全国卷Ⅰ,36(6)]已知 +1234对点集训567写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物 的合成路线______________________________________________________________________(其他试剂任选)。2.已知以下信息:CH3CH2CH==CH2 CH3CHBrCH==CH2。设计一条以1-丁醇和NBS为原料制备顺丁橡胶(?CH2—CH==CH—CH2?)的合成路线:
________________________________________________________________
______________________________________________________________。1234567解析 以1-丁醇和NBS为原料制备顺丁橡胶,可以用1-丁醇发生消去反应生成1-丁烯,再与溴发生取代反应生成CH3CHBrCH==CH2,再消去得到CH2==CHCH==CH2,CH2==CHCH==CH2再加聚可得产品。3.已知: +R3—COOH(R1、R2、R3均代表1234567烃基)。应用上述信息,以1-丁醇为有机原料(无机试剂任选),设计制备丙酸正丁酯
的合成路线:_____________________________________________________________
_________________________________________________________。解析 要制备丙酸正丁酯,缺少丙酸,利用上述流程中的信息制备出丙酸,再与
1-丁醇酯化即可。1234567参照上述合成路线,以 和化合物B为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线:____________________________________________
___________________________________________________________。4.已知123456712345675.已知:参照上述合成路线,以丙醛和 为原料,设计制备的合成路线。12345676.(2019·潍坊二模节选)高分子化合物G是一种聚酯材料,其一种合成路线如下:1234567回答下列问题:
(1)A的名称是________,B含有的官能团名称是_____________。
(2)反应④的反应类型是__________。苯乙醛氰基、羟基1234567取代反应(3)反应⑥的化学方程式为________________________________________。1234567(4)反应③~⑤中引入—SO3H的作用是____________________________________________。
(5)以CH3CH2CH2OH为原料,设计制备 的合成路线:占据取代基的对位,将—NO2引入取代基的邻位1234567_____________________________________________________________________________________________________。7.3,4-二羟基肉桂酸乙酯( )具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的
潜力。由乙烯制备该物质的合成路线如下:1234567已知:回答下列问题:
(1)由A生成B和由E生成F的反应类型分别是____________、___________。加成反应消去反应1234567解析 根据A为乙烯、B的分子式为C2H6O及A生成B的条件可知B为乙醇,可知由A生成B的反应为加成反应;E中含羟基,且E生成F的条件为浓硫酸、加热,故由E生成F的反应为消去反应。(2)D的结构简式为_______________。1234567(3)由B生成C的反应条件是__________________。O2、催化剂、加热1234567解析 B为乙醇,C为乙醛,乙醇生成乙醛的条件是加热、O2、催化剂。(4)季戊四醇( )是合成高效润滑剂、增塑剂、表面活性剂等的原料。设
计由甲醛和乙醇为原料制备季戊四醇的合成路线(无机试剂任选)_________________
__________________________________________________________。1234567本课结束第二篇
常考题空1 官能团及常见有机物的名称
一、常见有机物的命名
1.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙……指主链碳原子个数分别为1、2、3……。
2.含苯环的有机物命名
(1)苯环作母体的有苯的同系物、卤代苯、硝基取代物等。
如邻二甲苯或1,2-二甲苯;
间二氯苯或1,3-二氯苯。
(2)苯环作取代基,当有机物除含苯环外,还含有其他官能团。
如:苯甲醇;
对苯二甲酸或1,4-苯二甲酸。
3.多官能团物质的命名
命名含有多个不同官能团化合物的关键在于要选择优先的官能团作为母体。官能团作为母体的优先顺序为(以“>”表示优先):羧酸>酯>醛>酮>醇>烯,如:名称为甲基丙烯酸甲酯。
二、官能团的辨认与书写
1.常见官能团的结构与性质
官能团
结构
性质
碳碳双键
易加成、易氧化、易聚合
碳碳三键
—C≡C—
易加成、易氧化
卤素
—X(X表示Cl、Br等)
易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基
—OH
易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基
易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基
易还原(如在催化加热条件下还原为)
羧基
酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基
易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解,乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键
R—O—R
如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基
—NO2
如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:
2.规范表达——得高分
(1)官能团名称书写
①找关键词,按要求书写;
②名称不能出现错别字。
(2)结构简式不规范:苯环写错、漏“H”多“H”,连接方式不符合习惯。
1.写出下列各物质中所有官能团的名称。
(1)[2018·全国卷Ⅱ,36(2)改编]
CH2OH(CHOH)4CHO_______________________________________________________。
(2)[2018·全国卷Ⅰ,36(5)改编]
________________________________________________________________________。
(3)______________________________________________________。
(4)[2017·天津,8(5)改编]______________________________________。
(5)________________________________。
答案 (1)羟基、醛基
(2)羟基、醚键
(3)羰基、碳碳双键、溴原子
(4)羧基、氨基、氯原子
(5)酯基、肽键(或酰氨基)
2.写出下列有机物的名称。
(1)__________。
(2)CH2==CHCH2OH____________。
(3)______________。
(4)OHC—CHO___________________。
(5)______________________________________。
(6)____________________________。
(7)____________________________________。
(8)______________________________。
答案 (1)苯乙烯 (2)丙烯醇 (3)三氟甲苯 (4)乙二醛 (5)邻苯二甲酸(或1,2-苯二甲酸)
(6)邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸) (7)2-甲基-3-氯-1-丁烯 (8)聚甲基丙烯酸甲酯
常考题空2 有限制条件同分异构体的书写
1.常见限制条件与结构关系总结
2.限定条件的同分异构体书写技巧
(1)确定碎片
明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成情况怎么样?解读限制条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)。
(2)组装分子
要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征是指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性。化学特征包括等效氢。
3.含苯环同分异构体数目确定技巧
(1)若苯环上连有2个取代基,其结构有邻、间、对3种。
(2)若苯环上连有3个相同的取代基,其结构有3种。
(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基,其结构有6种。
(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基,其结构有10种。
1.邻甲基苯甲酸()的同分异构体中,满足下列条件的同分异构体共有______种。
①属于芳香族化合物
②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜
③能与NaOH溶液反应
答案 17
[解题思路] 第一步:根据限定条件确定基团和官能团
含有苯环,(酚)—OH,—CHO或苯环和
第二步:将已知基团或官能团在苯环上排布。
(1)若为(酚)—OH、—CHO,还剩余一个碳原子(“—CH2—”),最后分别将“—CH2—”插入其中,图示如下:(数字表示“—CH2—”插入的位置)
(2)若为—OOCH,插入“—CH2—”图示如下:
第三步:算总数:5+5+3+4=17种。
2.同时满足下列条件的的所有同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色;
②1 mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3反应产生88 g气体。
答案 18
[解题思路] 第一步:确定官能团和基团
两个“—COOH”,一个“”。
第二步:排布官能团和基团
(1)含有“”的四个碳原子的碳架有下列三种情况C==C—C—C,C—C==C—C,
(2)运用“定一移二”的方法,将两个羧基分别在以上三种碳架上排布,图示如下(数字表示另一个“—COOH”可能的位置)
共9种情况; 共5种情况; 共4种情况。
第三步:算总数。
1.高考组合题
(1)[2018·全国卷Ⅱ,36(6)]F是B的同分异构体。7.30 g 的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L 二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有_______种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为______________。
答案 9
解析 B的分子式为C6H10O4,其相对分子质量为146,F是B的同分异构体,则7.30 g F的物质的量为0.05 mol,生成的二氧化碳的物质的量为0.1 mol,因此F分子中含有两个羧基,剩余基团为—C4H8,根据同分异构体的书写方法可判断符合要求的F的可能结构有9种,其中满足题意要求的结构简式为。
(2)[2017·全国卷Ⅰ,36(5)]芳香化合物X是F()的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6∶2∶1∶1,写出2种符合要求的X的结构简式____________________________。
答案
(任选2种)
解析 F除苯环外还有5个碳原子,2个氧原子,3个不饱和度。由限制条件可知含有—COOH,另外还有4个碳原子,2个不饱和度。由于只有4种氢,应为对称结构,其中有6个氢原子相同,即有2个对称—CH3结构,另外2个碳原子组成碳碳三键。
(3)[2016·海南,18Ⅱ(5)]富马酸()为二元羧酸,1 mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应可放出________ L CO2(标况);富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有__________________________(写出结构简式)。
答案 44.8
解析 富马酸为二元羧酸,1 mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应可放出2 mol CO2,标准状况下放出CO2的体积是44.8 L;富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有两种。
(4)[2016·全国卷Ⅰ,38(5)改编]具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E()的同分异构体,0.5 mol W与足量NaHCO3溶液反应生成44 g CO2,W共有_____种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为______。
答案 12
解析 具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5 mol W能与足量NaHCO3溶液反应生成44 g CO2(即1 mol),说明W中含有2个—COOH,W中苯环上的两个取代基有4种情况:
①2个—CH2COOH,②—CH2CH2COOH和—COOH,③和—COOH,④和—CH3,每种情况又都有邻、间、对三种位置的同分异构体,故满足条件的W共有12种同分异构体,其核磁共振氢谱有三组峰的结构具有较强的对称性,结构简式为
2.(1)[2019·江苏,17(4)]C()的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:____________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。
答案
解析 能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基。在碱性条件下水解之后酸化得中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。
(2)[2019·天津,8(2)]化合物B[CH3C≡CCOOC(CH3)3]的核磁共振氢谱中有________个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为____________。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(—COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式___________________。
答案 2 5 CH3CH2CH2C≡CCOOCH2CH3
解析 化合物B中含有2种不同化学环境的氢原子,故其核磁共振氢谱有2个吸收峰。满足要求的B的同分异构体可以为C—C—C—C≡C—、C—C—C≡C—C—、C—C≡C—C—C—与—COOCH2CH3相连而成,共有5种。碳碳三键与乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2C≡C—COOCH2CH3、
(3)满足下列条件的L()的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应 ③属于芳香族化合物
其中核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的结构简式为________。
答案 14
解析 ①能发生银镜反应,说明含有醛基,②能发生水解反应,说明含有甲酸形成的酯基,③属于芳香族化合物,含有苯环。若含有一个取代基为—CH2CH2OOCH,或者为—CH(CH3)OOCH;若含有2个取代基为—CH3、—CH2OOCH,或者为—CH2CH3、—OOCH,各有邻、间、对3种;可以含有3个取代基为2个—CH3、1个—OOCH,2个—CH3有邻、间、对3种,对应的—OOCH分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的同分异构体共有14种,其中核磁共振氢谱中有5组峰,且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3的结构简式为
(4)符合下列条件的E()的同分异构体有________种。
①分子中苯环上有两个对位取代基
②能发生银镜反应
③能和钠反应放出氢气,不与FeCl3溶液发生显色反应
答案 14
解析 依据信息②③可知含有醛基和醇羟基两种官能团,标数字的位置为羟基可能的位置。
共14种同分异构体。
常考题空3 有机综合推断中反应类型的判断与方程式的书写
1.常见有机反应类型总结
(1)取代反应
①定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
②特点是“一上一下,饱和度不变”。
③取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。
(2)加成反应
①定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成新物质的反应。
②特点是“只上不下,不饱和度降低”。
③能发生加成反应的物质有:烯烃(碳碳双键)、炔烃(碳碳三键)、苯环、醛、酮等。
(3)消去反应
①定义:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如水、卤化氢等),而生成含不饱和键化合物的反应。
②特点是“只下不上,得不饱和键”。
③能发生消去反应的物质:某些醇和卤代烃。
(4)氧化反应
①含义:有机物去氢或加氧的反应。
②氧化反应包括:烃和烃的衍生物的燃烧反应;烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾反应;醇氧化为醛或酮的反应;醛氧化为羧酸的反应等。
(5)还原反应
①含义:有机物加氢或去氧的反应。
②还原反应包括:醛、酮还原为醇,“—NO2”还原为“—NH2”等。
(6)加聚反应:通过加成反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚合)。主要为含双键的单体聚合。
(7)缩聚反应:单体间通过缩合反应生成高分子化合物,同时生成小分子(H2O、NH3、HX等)的反应。缩聚反应主要包括酚醛缩聚、醇酸缩聚、氨基酸缩聚等。
2.判断有机反应类型的常用方法
(1)根据官能团种类判断发生的反应类型。
(2)根据特定的反应条件判断反应类型。
(3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。
3.方程式书写规范
(1)有机反应方程式书写也要注意满足原子守恒,特别注意酯化反应,缩聚反应不能漏掉小分子。
(2)有机反应是在一定条件下进行的,若不写反应条件要扣分。
题组一 高考题改编
1.(2016·全国卷Ⅲ,38改编)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。
2R—C≡C—HR—C≡C—C≡C—R+H2
下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
(1)根据上述转化关系,回答反应类型。
①____________________;②_____________________;③____________________。
(2)④反应方程式为________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①取代反应 ②取代反应 ③消去反应
(2)
2.(2018·全国卷Ⅱ,36改编)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路线如下:
回答下列问题:
(1)指出下列转变过程的反应类型:
①葡萄糖→A____________,②A→B______________,③B→C________________。
(2)由D到E的反应方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①加成反应 ②取代反应 ③酯化反应(或取代反应)
(2)
解析 (1)葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成A,A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B,B与乙酸发生酯化反应生成C,根据C与D的分子式可知C生成D是C分子中另一个羟基与硝酸发生取代反应,D在氢氧化钠溶液中水解生成E。
3.(2018·北京卷,25改编)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:ⅰ.
ⅱ.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)A→B的化学方程式是________________________________,反应类型是________。
(2)C→D的反应类型________,试剂a是____________________________________。
(3)D→E的化学方程式是_________________________________,反应类型是________。
(4)F→G的反应类型是________________。
(5)由K合成L的变化经过如下过程:
将K→L的流程图补充完整:M________,L________。
并指明反应类型:①________,②________。
(6)合成8-羟基喹啉时,L发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。
答案 (1)CH2==CHCH3+Cl2CH2==CHCH2Cl+HCl 取代反应
(2)取代反应(或水解反应) NaOH,H2O(或NaOH水溶液)
(3)HOCH2CH(OH)CH2OHCH2==CHCHO+2H2O 消去反应
(4)取代反应
(5) 加成反应 消去反应
(6)氧化
解析 (1)根据合成路线可知,在高温条件下,丙烯与氯气反应的化学方程式为CH2==CHCH3+Cl2CH2==CHCH2Cl+HCl。
(2)根据C和D的分子式可推知,在该反应过程中Cl被羟基取代,因此试剂a为氢氧化钠的水溶液。
(3)根据(2)的推断可知,D的结构简式为HOCH2CH(OH)CH2OH;由题给信息和分子式可知,F为苯酚,G为G发生还原反应生成J,则J的结构简式为由J和K的结构简式可推出,E的结构简式应为CH2==CH—CHO,D→E的化学方程式为HOCH2CH(OH)CH2OHCH2==CHCHO+2H2O。
(5)由L的分子式可知,L的不饱和度为6,苯环的不饱和度为4,因此还有2个不饱和度,由L与G的反应可知,L中还含有一个环状结构,要满足不饱和度,只能含有一个双键,由此可写出流程中两种物质的结构简式分别为、。
(6)L()与G()生成8-羟基喹啉()、J()和H2O,由L和8-羟基喹啉的结构简式可看出,L分子中脱去2个氢原子形成碳氮双键,因此L发生氧化反应。
题组二 模拟演练
4.芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I,且知有机物E与D互为同分异构体。
请回答下列问题:
(1)A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为____、____、____、____、____。
(2)A的结构简式为________________;G的结构简式为________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①C→A:_________________________________________________________;
②F与银氨溶液:____________________________________________________;
③D+H→I:________________________________________________________。
答案 (1)加聚反应 加成反应 取代反应(或水解反应) 消去反应 氧化反应
(2)
(3)①+NaOH+NaBr+H2O
②+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
③+H2O
解析 由图可知A发生加聚反应生成B[(C8H8)n],故A的分子式为C8H8,其不饱和度为5,由于A为芳香烃,结合苯环的不饱和度为4,可知A分子侧链上含有一个碳碳双键,可推知A、B的结构简式分别为由D→F→H(连续氧化),可知D为醇,F为醛,H为羧酸,所以D、F、H的结构简式分别为由A与HBr发生加成反应生成C,C发生水解反应生成E可知,C为溴代烃,E为醇,由E与D互为同分异构体,可推知E的结构简式为进一步可推知C、G的结构简式分别为
5.石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:
Ⅰ.氯代烃D核磁共振氢谱峰面积之比为2∶1;
Ⅱ.R—CH2COOH
解答下列问题:
(1)A的顺式异构体的结构简式为____________,D的系统名称是________________。
(2)反应②的条件是__________________,依次写出①、③、④的反应类型:__________、__________、________。
(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
答案 (1) 1,3-二氯丙烷
(2)NaOH水溶液,加热 加聚反应 取代反应 还原反应(或加成反应)
(3)OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3
(4)nHOOCCH2COOH+nHOCH2CH2OHHO?OCCH2COOCH2CH2O?H+(2n-1)H2O
解析 根据流程图,1,3-丁二烯与溴发生1,4-加成,生成A,A为1,4-二溴-2-丁烯();与氢气加成后生成1,4-二溴丁烷();依据D的核磁共振氢谱峰面积之比为2∶1以及流程结构简式可知D的结构简式为。在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成则E为在铜作催化剂作用下,与氧气加热发生催化氧化反应生成OHCCH2CHO,则F为OHCCH2CHO;OHCCH2CHO发生银镜反应后,酸化得到HOOCCH2COOH,则G为HOOCCH2COOH;HOOCCH2COOH与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,则H为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3与发生信息Ⅱ反应生成,进一步反应生成K()。
6.以芳香烃A(C7H8)为原料合成某中间体H的路线如下:
已知:①RCl+R′C≡CNa―→RC≡CR′+NaCl
②RCOOR′+R″OHRCOOR″+R′OH
回答下列问题:
(1)①的反应条件及反应类型是________________________________________。
(2)②③④的反应类型分别是__________、__________、____________。
(3)⑤的反应方程式:___________________________________________________。
(4)⑥的反应方程式:____________________________________________________。
答案 (1)氯气、光照、取代反应
(2)取代反应 加成反应 氧化反应
(3)+H2O
(4)
常考题空4 有机合成路线的设计
一、有机合成中官能团的转变
1.官能团的引入(或转化)
—OH
+H2O;R—X+H2O;R—CHO+H2;RCOR′+H2;R—COOR′+H2O;多糖发酵
—X
烷烃+X2;烯(炔)烃+X2或HX;R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烃不完全加氢
—CHO
某些醇氧化;烯烃氧化;炔烃氧化;糖类水解
—COOH
R—CHO+O2;苯的同系物被强氧化剂氧化;羧酸盐酸化;R—COOR′+H2O
—COO—
酯化反应
2.官能团的消除
(1)消除双键:加成反应。
(2)消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
(3)消除醛基:还原和氧化反应。
3.官能团的保护
在引入一个新官能团或将某一官能团加以转换时,若反应会影响分子中原有的官能团,则应对这一官能团进行保护。例如在含有碳碳双键的分子中,欲将羟基氧化时,应先把碳碳双键保护起来,以防被破坏。为了保护其他官能团而人为引入的基团,称为保护基。保护基的选择应满足以下条件:①易于引入且不影响分子中其他部位结构;②形成的保护基在后续反应中保持稳定;③在保持分子其他部位结构不被破坏的情况下易于除去。试题中出现的大多是对羟基、醛基、氨基、碳碳双键等易于被氧化的官能团进行保护。
[应用举例]
酚羟基的保护:
醛基的保护:
4.碳链的增长或缩短
(1)增长碳链
①醛、酮与HCN的加成反应可使醛、酮增加1个碳原子,如
+HCN―→+HCN―→
②卤代烃与炔钠反应可使碳链增加2个以上的碳原子。如溴乙烷与丙炔钠的反应:
CH3CH2Br+CH3C≡CNa―→CH3C≡CCH2CH3+NaBr。
③羟醛缩合反应实际上是醛自身的加成反应,醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)较活泼,能与另外一分子的醛基发生加成反应:
(2)缩短碳链
①不饱和烃的氧化反应。如烯烃、炔烃在酸性高锰酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂:
CH3COOH+
CH3CH2C≡CCH3CH3CH2COOH+CH3COOH。
②某些苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸:
③羧酸或羧酸盐的脱羧反应。如CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。
二、常见有机物转化应用举例
1.
2.
3.
4.CH3CHO
三、有机合成路线设计的几种常见类型
根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分为
1.以熟悉官能团的转化为主型
如:请设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
CH2==CHCH3
2.以分子骨架变化为主型
如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。
提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr
3.陌生官能团兼有骨架显著变化型(多为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。如:模仿
香兰素 A
B C
D 多巴胺
设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图。
关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)
1.[2017·全国卷Ⅰ,36(6)]已知+
写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线___________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________(其他试剂任选)。
答案
2.已知以下信息:CH3CH2CH==CH2CH3CHBrCH==CH2。设计一条以1-丁醇和NBS为原料制备顺丁橡胶(?CH2—CH==CH—CH2?)的合成路线:______________________。
答案 CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH==CH2CH3CHBrCH==CH2CH2==CHCH==CH2?CH2—CH==CH—CH2?
解析 以1-丁醇和NBS为原料制备顺丁橡胶,可以用1-丁醇发生消去反应生成1-丁烯,再与溴发生取代反应生成CH3CHBrCH==CH2,再消去得到CH2==CHCH==CH2,CH2==CHCH==CH2再加聚可得产品。
3.已知:+R3—COOH(R1、R2、R3均代表烃基)。应用上述信息,以1-丁醇为有机原料(无机试剂任选),设计制备丙酸正丁酯的合成路线:
________________________________________________________________________。
答案 CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH==CH2CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH2CH2CH3
解析 要制备丙酸正丁酯,缺少丙酸,利用上述流程中的信息制备出丙酸,再与1-丁醇酯化即可。
4.已知
参照上述合成路线,以和化合物B为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线:____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
解析 由A+B→C的原理是B中两酯基之间的碳原子取代A中的溴原子,构成四元环,因而应先将转化成卤代烃,之后完全类比C→D→E的变化即可。
5.已知:
参照上述合成路线,以丙醛和为原料,设计制备的合成路线。
答案
6.(2019·潍坊二模节选)高分子化合物G是一种聚酯材料,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的名称是______,B含有的官能团名称是____________________________。
(2)反应④的反应类型是________。
(3)反应⑥的化学方程式为________________________________________。
(4)反应③~⑤中引入—SO3H的作用是______________________________________。
(5)以CH3CH2CH2OH为原料,设计制备的合成路线:
________________________________________________________________________。
答案 (1)苯乙醛 氰基、羟基
(2)取代反应
(3)
(4)占据取代基的对位,将—NO2引入取代基的邻位
(5)CH3CH2CH2OHCH3CH2CHO
7.3,4-二羟基肉桂酸乙酯()具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由乙烯制备该物质的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)由A生成B和由E生成F的反应类型分别是______、________。
(2)D的结构简式为________。
(3)由B生成C的反应条件是________。
(4)季戊四醇()是合成高效润滑剂、增塑剂、表面活性剂等的原料。设计由甲醛和乙醇为原料制备季戊四醇的合成路线(无机试剂任选)_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)加成反应 消去反应
(2)
(3)O2、催化剂、加热
(4)CH3CH2OHCH3CHO
解析 (1)根据A为乙烯、B的分子式为C2H6O及A生成B的条件可知B为乙醇,可知由A生成B的反应为加成反应;E中含羟基,且E生成F的条件为浓硫酸、加热,故由E生成F的反应为消去反应。
(2)由已知信息可知C、D均为醛,结合B为乙醇,由E逆推可知D为C为CH3CHO。
(3)B为乙醇,C为乙醛,乙醇生成乙醛的条件是加热、O2、催化剂。
有机化学基础逐空特训
A组(30分钟)
1.M为一种香料的中间体。实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如下:
已知:①R1CHO+
②R1CH==CH2R1CH2CHO。
③R1CHO+R2CH2CHO(R1、R2、R3表示烃基或氢原子)
(1)A的结构简式为____________________。B的化学名称为_______________。
(2)C中所含官能团的名称为______________________。
(3)F→G、G+H→M的反应类型分别为________________________________________、
__________________。
(4)E→F的第一步反应的化学方程式为_______________________________________。
(5)同时满足下列条件的E的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物
②既能与新制Cu(OH)2反应生成红色沉淀,又能发生水解反应
其中核磁共振氢谱显示有4组峰的结构简式为__________________________。
(6)参照上述合成路线和信息,以1,3-环己二烯为原料(无机试剂任选),设计制备聚丁二酸乙二酯的合成路线。
答案 (1) 苯乙醛
(2)醛基
(3)消去反应 酯化反应(或取代反应)
(4)+2Ag(NH3)2OH3NH3++2Ag↓+H2O
(5)14
(6)
解析 由题中信息推知,A为
B为C为HCHO,
D为E为
F为G为
H为M为
2.A(C2H4O)是基础有机化工原料,由A制备聚碳酸酯(D)及食用香精茉莉酮(H)的合成路线如下(部分反应条件已略去):
已知:A、B的核磁共振氢谱显示均只有1组峰。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为____________________________________________________,
D的结构简式为_______________________________________________________。
(2)反应①的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)H中含氧官能团的名称为________。
(4)②的反应类型为______,③的反应类型为________。
(5)G的同分异构体中能同时满足下列条件的共有______种(不含立体异构);
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②苯环上只有2个取代基,且互为对位
其中核磁共振氢谱显示为5组峰的是_______________________________________
__________________________________________________________(其结构简式)。
(6)参照有机物F的上述合成路线,设计一条由A和HC≡CLi为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线:_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1) (或)
(2)+2CH3OH+HOCH2CH2OH
(3)羰基
(4)缩聚反应 取代反应
(5)8
(6)HOCH2CH2C≡CHICH2CH2CH==CH2CH2==CH—CH==CH2
解析 依据A、B的核磁共振氢谱均只有一组峰,结合其化学式可知二者的结构分别为
(5)G的化学式为C11H16O,依据①②的要求,符合要求的两个基团分别是“”和“C5H11—”,该同分异构体有8种。“”中有3种氢原子,则“C5H11—”中只能有两种氢原子,符合条件的戊基只能是因而核磁共振氢谱为5组峰的有机物的结构简式为:
3.(2018·重庆六校高三第一次联考)常温下,在镁屑和无水乙醚的混合体系中,滴加卤代烷,反应后得到的有机镁化合物称为格氏试剂。制备的格氏试剂不需要分离就可直接用于有机合成,是重要的有机合成中间体。反应原理为:RXRMgX利用A()来合成的流程图如图所示:
A()BC()D()E()F()―→G―→HI()
(1)物质A的名称为____________;A→B的反应类型是______________。
(2)写出由A制备环戊酮()的化学方程式:_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出由F生成G、G生成H的化学方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D的同分异构体中含有六元环且能发生银镜反应的有________种。
(5)写出符合下列要求的I的同分异构体的结构简式:
________________________________________________________________________。
(写出一种即可,已知同一个C原子上不能连接2个羟基)
①芳香族化合物 ②二元醇 ③分子中有5种不同化学环境的H原子
答案 (1)环戊醇 消去反应
(2)
(3)、
(4)5
(5)(或)
解析 (4)由题意知,满足条件的D的同分异构体中含有六元环和醛基,若六元环上的取代基为—CHO、—CH3,二者可以取代同一个碳原子上的氢原子,也可以取代两个碳原子上的氢原子,则二者在六元环上有4种位置关系,若六元环上的取代基为—CH2CHO,则只有1种位置,故符合条件的同分异构体共有5种。(5)由①知含有苯环,由②知含有2个醇羟基,由③知分子中5种不同化学环境的H原子,则符合条件的同分异构体有
4.萜类化合物H的合成路线片段如图所示(某些反应条件已省略):
已知:Ⅰ.RCHO++H2O(R″可以为H原子);
Ⅱ.RMgX+―→
Ⅲ.
请回答下列问题:
(1)A分子中含氧官能团的名称是________。
(2)反应②的化学方程式是_______________________________________________。
(3)反应③中试剂E的结构简式是_________________________________________。
(4)反应④的另一种产物是________。
(5)F的结构简式是_____________________________________________。
(6)D有多种同分异构体,满足下列条件的有________种,写出其中任意一种的结构简式:________________________________________________________________________。
a.能发生银镜反应 b.结构为六元环状 c.环上有三种氢原子
(7)以CH3CH2OH为原料,结合已知信息选用必要的无机物合成正丁醛,写出合成路线:
________________________________________________________________________
(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上或下标明试剂和反应条件)。
答案 (1)羰基
(2)
(3)CH2==CHCH2CH2CH2MgX
(4)HI
(5)(CH3)2CuLi
(6)6
(任选一种即可)
(7)CH3CH2OHCH3CHOCH3CH==CHCHOCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
解析 (1)根据A的结构简式知,A中的官能团名称是羰基和碳碳双键。(2)C的结构简式为,结合已知信息Ⅰ,可得反应②的化学方程式是。D的结构简式为。(3)根据③中的反应条件可知发生的是已知信息Ⅱ中反应,则E的结构简式为CH2==CHCH2CH2CH2MgX。(4)反应④发生分子内成环反应,化学方程式为,故反应④的另一种产物是HI。(5)根据已知信息Ⅲ可知,在R2CuLi和H2O的作用下发生加成反应,对比和的结构,故F的结构简式是(CH3)2CuLi。(6)D的不饱和度为3,D的同分异构体能发生银镜反应,故应含有醛基,且结构为六元环状,根据不饱和度可知应还含有一个双键,环上有三种氢原子,则应是高度对称结构,故满足条件的结构简式为 共6种。(7)CH3CH2OH和O2在Cu作催化剂并加热的条件下生成CH3CHO,两分子CH3CHO在一定条件下生成CH3CH==CHCHO,CH3CH==CHCHO和H2在加热的条件下发生加成反应生成CH3CH2CH2CH2OH,CH3CH2CH2CH2OH和O2在Cu作催化剂并加热的条件下生成目标产物正丁醛。
B组(30分钟)
1.(2018·天津,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)A→B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)C→D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________(填序号)。
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)
(4)5
(5)c
(6)
(7)HBr,△ O2/Cu或Ag,△
解析 (1)A是含有6个碳原子的直链二元醇,2个羟基分别位于碳链的两端,根据系统命名法,A的名称应为1,6-己二醇。由E的结构简式可知,E中的官能团为碳碳双键和酯基。
(2)A→B的反应是—Br替代—OH的反应。A和B是能互溶的两种液体,但沸点不同,故用减压蒸馏(或蒸馏)的方法提纯B。
(3)C→D是酯化反应。
(4)能发生银镜反应说明含有醛基;溴代烷和酯都能与NaOH溶液发生化学反应;具有“四组峰”说明有四种不同化学环境的氢原子。
(5)CH2==CH2是一种平面结构;F与G在碳碳双键右边基团的位置不同。
(6)G→N中有肽键生成。
(7)由原料和医药中间体的结构简式可推知化合物X为,化合物Y为,参照题给的合成路线可知,试剂与条件1为HBr、△。由生成可知是醇羟基被氧化为羰基,试剂与条件2为O2/Cu或Ag,△。
2.(2018·衡中同卷压题卷)某电池的质子电解质制备流程如下。
请回答下列问题:
(1)R的化学名称为________,M中所含官能团的名称为________________。
(2)R→M的反应类型为________。吡啶显弱碱性,其作用是______________________
________________________________________________________________________。
(3)C、D在下列仪器中显示的信号相同的是________(填字母)。
a.核磁共振氢谱仪 b.质谱仪 c.元素分析仪
(4)N→A的化学方程式为____________________________________________。
(5)同时满足下列条件的B的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①属于芳香化合物
②能发生水解反应和银镜反应
其中苯环上的一氯代物有2种的结构简式为____________________________________
_______________________________________________________________(任写一种)。
(6)参照上述流程和信息,以CH3C≡CH和HCHO为原料(无机试剂任选),设计制备和的合成路线:____________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)甲醛 碳碳三键、羟基
(2)加成反应 吸收副产物HBr,促进产物的生成
(3)c
(4)
(5)14 、、、(任答一种即可)
(6)
解析 N的分子式为C9H8O,A的分子式为C9H10O,故1 mol N与1 mol H2发生加成反应生成1 mol A,则A为。
(1)HCHO的化学名称为甲醛。HC≡CCH2OH中所含官能团的名称为碳碳三键、羟基。
(2)HCHO与乙炔发生加成反应生成HC≡CCH2OH;HC≡CCH2OH与溴苯发生取代反应生成N,吡啶显碱性,可与副产物溴化氢反应,促使反应向生成N的方向进行。
(3)C和D互为同分异构体,所含元素相同,在元素分析仪上显示的信号相同。
(4)与H2反应生成的化学方程式为+H2。
(5)由题意可知,若苯环上只有一个取代基,可能为—CH2CH2OOCH、—CH(CH3)OOCH,有2种;若苯环上有2个取代基,可能的组合为—CH2OOCH、—CH3和—CH2CH3、—OOCH,有6种;若苯环上有3个取代基,则分别为—OOCH、—CH3和—CH3,有6种,共14种。其中苯环上的一氯代物有2种的结构简式为、、、。
(6)丙炔与甲醛发生加成反应生成,再与H2加成生成烯醇,烯醇与双氧水发生氧化反应生成环氧醇,最后与二氧化碳反应生成环酯,由此可得合成路线。
3.(2019·济南二模)M是一种合成香料的中间体。其合成路线如下:
已知:
①有机化合物A~M均为芳香族化合物,B能发生银镜反应,E的核磁共振氢谱有3组峰,D与G通过酯化反应合成M。
②
③2RCH2CHO
回答下列问题:
(1)A所含官能团的名称为________,F→G反应①的反应类型为________,M的结构简式为________。
(2)E的名称是________;E→F与F→G的顺序不能颠倒,原因是____________________
________________________________________________________________________。
(3)G的同分异构体中,遇FeCl3溶液显紫色且能发生银镜反应的有________种,其中苯环上的一氯代物只有2种且能发生水解反应的是___________________________(填结构简式)。
(4)参照上述合成路线,以CH3CH2OH为原料(无机试剂任用),设计制备CH3CH2CH2CH2OH的合成路线________。
答案 (1)羟基 取代反应
(2)对氯甲苯(4-氯甲苯) 如果颠倒则(酚)羟基会被KMnO4/H+氧化
(3)9
(4)CH3CH2OHCH3CHOCH3CH==CHCHOCH3CH2CH2CH2OH
解析 由A、B为芳香族化合物,含有苯环,且B能发生银镜反应,则A、B的结构为结合信息③和M的化学式,可知C、D分别为
由于E的核磁共振氢谱有3组峰,可知E为F为F→G为卤代烃的水解,则G为M为
4.丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒中的新药。合成丁苯酞(J)的一种路线如图所示:
已知:
(1)B的化学名称是________,F中官能团名称是______。
(2)由E生成F和H生成J的反应类型分别是________、________。
(3)试剂a是________。
(4)J是一种环酯,则J的结构简式为________________________________________。
H在一定条件下还能生成高分子化合物K,H生成K的化学方程式为_______________。
(5)M的组成比F多1个CH2基团,M的分子式为C8H7BrO,M的同分异构体①能发生银镜反应;②含有苯环;③不含甲基。满足上述条件的M的同分异构体共有________种。
(6)利用题中信息写出以乙醛和苯为原料,合成的流程图(其他试剂自选)。
答案 (1)2-甲基-2-溴丙烷 醛基、溴原子
(2)氧化反应 酯化反应(或取代反应)
(3)铁粉(或FeBr3)、液溴
(4)
(5)7
(6)
解析 利用逆推原理,根据G的化学式和题给已知信息,可推出C的化学式为(CH3)3CMgBr,F是,E是、D是;B是,A是;H是,J是。
(4)J是一种环酯,分子中除苯环外还含有一个五元环,J的结构简式为,H在一定条件下通过缩聚反应生成高分子化合物K,则H生成K的化学方程式为+(n-1)H2O。
(5)①能发生银镜反应说明存在醛基;②含有苯环;③不含甲基;若M中含有2个取代基,则为—CHO、—CH2Br或—CH2CHO、—Br,2个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系,共2×3=6种结构;若苯环上有1个取代基,则只能为所以一共有7种符合条件的同分异构体。