1、1专项突破五 有机合成与推断题的突破策略1.以 A、B 为原料制备线型高分子化合物 M 和抗凝血药 N 的一种路线如下(部分反应条件和试剂略去):已知:.烃 A 的密度是相同条件下 H2密度的 14 倍,B 的分子式为 C7H8O;. ;. 。请回答下列问题:(1)B 的化学名称为 。F 的结构简式为 。 (2)N 中含氧官能团的名称为 。 (3)DE 的反应类型为 。 (4)I 的核磁共振氢谱中有 组吸收峰。G 分子中最多有 个原子共平面。 (5)B+CM 的化学方程式为 。 (6)同时满足下列条件的 J 的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。 苯环上连有 2 个取代基1 mol 该物质与足
2、量的 NaHCO3反应,生成 2 mol CO2(7)参照上述信息和合成路线,以 和(CH 3CO)2O 为起始原料(其他无机试剂任选),设计制备 的合成路线: 。 答案 (1)邻甲基苯酚(或 2-甲基苯酚) (2)酯基、羟基 (3)取代反应(4)6 192(5)n +nCH3CHO +(n-1)H2O(6)12(7)解析 据题意可知 A 为乙烯(H 2C CH2),C 为乙醛(CH 3CHO),B 为 ,F 为 ,G为 ,I 为(4)由于苯环和碳氧双键均为平面结构,故 G 分子中最多有 19 个原子共平面。(6)据题意可知满足条件的 J 的同分异构体中,每个分子中含有 2 个COOH,且只有
3、 2 个支链,则 2 个取代基可以是COOH 和CH 2CH2COOH 或COOH 和CH(CH 3)COOH 或 2 个CH 2COOH 或CH 3和CH(COOH)2,2 个取代基在苯环上均有邻、间、对 3 种位置关系,共计 12 种。2.(2016 课标,38,15 分)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:回答下列问题:(1)下列关于糖类的说法正确的是 。(填标号) a.糖类都有甜味,具有 CnH2mOm的通式b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子
4、化合物(2)B 生成 C 的反应类型为 。 (3)D 中的官能团名称为 ,D 生成 E 的反应类型为 。 3(4)F 的化学名称是 ,由 F 生成 G 的化学方程式为 。 (5)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 与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,W 共有 种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 。 (6)参照上述合成路线,以(反,反)-2,4-己二烯和 C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线 。 答案 (1)cd(2)取代反应(酯化反应)(3)酯基、碳碳双键 消去反应(4)己二酸(5)12 (6)解
5、析 (1)a 项,如淀粉、纤维素没有甜味,脱氧核糖的分子式为 C5H10O4,不符合 CnH2mOm的通式;b 项,麦芽糖水解生成葡萄糖,蔗糖水解才生成葡萄糖和果糖。(3)D 生成 E 时只是在六元环状结构的碳原子上去掉了 4 个氢原子,符合消去反应的特征,属于消去反应。(5)0.5 mol W 与足量的 NaHCO3反应生成 1 mol CO2,说明 W 中含有两个羧基,满足要求的 W 有、 、 、 ,以及上述四种结构中的间位和对位结构,共 12 种。(6)由(反,反)-2,4-己二烯和 C2H4为原料合成对苯二甲酸,应先用(反,反)-2,4-己二烯和 C2H4反应生成,然后再用 Pd/C
6、作催化剂,加热,消去 4 个氢原子,生成 ,最后再用KMnO4(H+)氧化生成对苯二甲酸。43.食品安全一直是大家关注的话题。各地对食品非法添加和滥用添加剂进行了多项整治活动,其中常用的面粉增白剂过氧化苯甲酰( )也被禁用。 下面是一种以苯为原料合成过氧化苯甲酰的流程:信息提示:2010 年赫克、根岸英一和铃木章因在“钯催化交叉偶联反应”研究领域做出了杰出贡献,而获得了诺贝尔化学奖,其反应机理可简单表示为:RX+ +HX请回答下列问题:(1)物质 B 的结构式为 。 (2)反应中属于取代反应的有 。 (3)写出反应的化学方程式: 。 (4)请写出两种同时符合下列条件的过氧化苯甲酰的同分异构体的
7、结构简式: 。 分子中只含有一种官能团;在一定条件下能发生银镜反应,且 1 mol 该物质最多可得到 2 mol Ag;1 mol 该物质最多可消耗 4 mol NaOH。(5)苯乙烯是一种重要的工业原料,可与 1,3-丁二烯共聚合成丁苯橡胶,请写出有关反应的化学方程式: 。 (6)请写出以苯乙烯为原料,合成 的流程,无机物任选,注明反应条件。示例如下: A B 答案 (1)(2)5(3)2 +H2O2 +2HCl(4) 、 (或其他合理答案)(5)n +nCH2 CHCH CH2 (6)解析 苯与 Br2在 Fe 存在条件下反应生成溴苯(A),溴苯与 B 反应生成苯乙烯,由题中信息提示可推知
8、 B为乙烯,苯乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成苯甲酸(C),苯甲酸与 COCl2反应生成 , 与H2O2在 Na2CO3、活性催化剂存在条件下生成 。(2)反应、为取代反应,反应为氧化反应。(3)根据反应物和产物可知反应的化学方程式为 2 +H2O2+2HCl。(4)过氧化苯甲酰的同分异构体在一定条件下能发生银镜反应 ,且 1 mol 该化合物最多可得到 2 mol Ag,说明 1 个该物质的分子中含有一个醛基;该物质只含一种官能团,1 mol 该物质最多可消耗 4 mol NaOH,因此该化合物在酸性条件下的水解产物中共含有 2 个羧基和 2 个酚羟基,故符合条件的过氧化苯甲酰的同分异构体的结构简
9、式为 (邻、间、对)、(邻、间、对)。(5)该反应为聚合反应,反应方程式为 n +nCH2 6CHCH CH2 。(6)采用逆推法解题。 。4.功能高分子 P 的合成路线如下:(1)A 的分子式是 C7H8,其结构简式是 。 (2)试剂 a 是 。 (3)反应的化学方程式: 。 (4)E 的分子式是 C6H10O2。E 中含有的官能团: 。 (5)反应的反应类型是 。 (6)反应的化学方程式: 。 (7)已知:2CH 3CHO 。以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成 E,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,箭头上注明试剂和反应条件)。答案 (1)(2)浓 HNO3和浓
10、H2SO4(3) +NaOH+NaCl(4)碳碳双键、酯基(5)加聚反应(6) +nH2O7+nC2H5OH(7)H2C CH2 C2H5OH CH3CHO CH3CH CHCHO CH3CH CHCOOH CH3CH CHCOOC2H5解析 (1)高分子 P 中含有苯环,而 A 的分子式是 C7H8,符合苯及其同系物的通式,故 A 是甲苯。(2)由 P 可推知 D 为 ,则 C 为 ,B 为 ,从而可确定试剂 a 为浓 HNO3和浓 H2SO4的混合液。(4)由 P 可推知 G 为 ,结合 E 的分子式及转化关系可推知 E 为 ,所以 E 中含有的官能团为碳碳双键和酯基。(7)首先用乙烯制取
11、乙醇,然后用乙醇的催化氧化反应来制取乙醛,再利用已知反应制取,后面的几步则不难写出。5.反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备 D 的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:+A+E已知:RCHO+ROH+ROH(1)A 的名称是 ;B 分子中的共面原子数目最多为 ;C 分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有 种。 (2)D 中含氧官能团的名称是 ,写出检验该官能团的化学反应方程式: 。 (3)E 为有机物,能发生的反应有: 。 a.聚合反应 b.加成反应c.消去反应 d.取代反应(4)B 的同分异构体 F 与 B 有完全相同的官能团,写出 F 所有可能的结构
12、: 8。 (5)以 D 为主要原料制备己醛(目标化合物),将方框中合成路线的后半部分补充完整。目标化合物(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是 。 答案 (1)正丁醛或丁醛 9 8(2)醛基 +2Ag(NH3)2OH +2Ag+3NH 3+H2O 或+2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O+3H 2O(3)cd(4)(5)CH 3(CH2)4CHO(6)保护醛基(或其他合理答案)解析 (1)B 分子可表示为 ,虚线框中的 6 个原子与乙烯的结构类似,肯定共面,根据单键可旋转的特点,可知CH 2CH3中最多有 3 个原子可转到该平面,故最多有 9 个原子共平面。C 分子为非对称结构,三个
13、基团中每个碳原子上的氢原子分别为一种化学环境的氢原子,共 8 种。(2)D 中的含氧官能团为醛基,检验醛基可通过银镜反应或和新制的 Cu(OH)2悬浊液反应。(3)根据题中信息,可由 C D+A+E 推断出 E 应为 CH3CH2OH,E 可发生的反应有消去反应及取代反应。(4)书写同分异构体时要注意题中未注明不包含立体异构。(5)由中间体转化为目标化合物,需两步:第一步去掉 (和 H2加成),第二步将 转化为醛基(根据已知信息写反应条件)。9(6)原料中有CHO,目标化合物中也有CHO,第一步反应的目的为保护醛基,防止和 H2加成时醛基被还原成醇羟基。6.随着环境污染的加重和人们环保意识的加
14、强,生物降解材料逐渐受到了人们的关注。以下是 PBA(一种生物降解聚酯高分子材料)的合成路线:已知:烃 A 的相对分子质量为 84,核磁共振氢谱显示只有 1 组峰,不能使溴的四氯化碳溶液褪色;化合物 C 中只含一种官能团;R 1CH CHR2 R1COOH+R2COOH; 。(1)由 A 生成 B 的反应类型为 。 (2)由 B 生成 C 的化学方程式为 。 (3)E 的结构简式为 。 (4)F 的名称为 (用系统命名法);由 D 和 F 生成 PBA 的化学方程式为 ;若PBA 的平均聚合度为 70,则其平均相对分子质量为 。 (5)E 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体
15、异构)。 链状化合物 能发生银镜反应 氧原子不与碳碳双链直接相连其中,核磁共振氢谱显示为 2 组峰,且峰面积比为 21 的是 (写结构简式)。 (6)若由 1,3-丁二烯为原料(其他无机试剂任选)通过三步制备化合物 F,其合成路线为 。 答案 (1)取代反应(2) +NaOH +NaBr+H2O(3)(4)1,4-丁二醇 10nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2(CH2)2CH2OH +(2n-1)H2O 14 018(5)8 OHCCH 2CH2CHO(6)CH2 CHCH CH2 BrCH2CH CHCH2Br BrCH2CH2CH2CH2Br HOCH2CH2CH2CH2OH(或
16、BrCH2CH CHCH2Br 先水解得到 HOCH2CH CHCH2OH,再催化加氢)解析 根据“烃 A 的相对分子质量为 84”推测该有机物的分子式为 C6H12,该有机物不能使溴水褪色,故没有碳碳双键,又根据该有机物的核磁共振氢谱只有 1 组峰,可知 A 为环己烷;根据题干信息推测如下:(1)A 到 B 发生环烷烃的卤代反应,Br 取代 H 原子,属于取代反应。(2)B 到 C 发生卤代烃的消去反应,消去卤素原子和邻位碳原子上的氢原子得到环己烯。(3)乙炔和甲醛发生信息中反应,发生炔醛加成反应得到 HOH2CC CCH2OH。(4)F 的结构简式为 HOH2CCH2CH2CH2OH,故按
17、照系统命名法命名为 1,4-丁二醇;D 是二元羧酸,F 为二元醇,二者在一定条件下发生缩聚反应得到聚酯 PBA ,注意书写化学方程式时还有(2n-1)个 H2O;当 n=70时可以计算出 PBA 的平均相对分子质量为 121070+1670+16470+18=14 018。(5)有机物 E 有两个不饱和度,符合题给条件的同分异构体有: 、 、 、OHCH 2CCH2CHO、 、 ,共 8 种,其中核磁共振氢谱有 2 组峰,峰面积之比为 21 的为 OHCH2CCH2CHO。(6)1,3-丁二烯(H 2C CHCH CH2)先与 Br2发生 1,4-加成得到 BrH2CHC CHCH2Br,再催化加氢得到 BrH2CH2CCH2CH2Br,再在 NaOH 水溶液、加热条件下水解得到 HOH2CH2CCH2CH2OH。
