1、1题型十三 有机合成与推断(选考)1.(2018 天津理综,8)化合物 N 具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:(1)A 的系统命名为 ,E 中官能团的名称为 。 (2)AB 的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法为 。 (3)CD 的化学方程式为 。 (4)C 的同分异构体 W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的 W 有 种,若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为 。 (5)F 与 G 的关系为 (填字母)。 a.碳链异构 b.官能团异构c.顺反异构 d.
2、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)2(3) +C2H5OH+H2O(4)5 (5)c(6)(7)试剂与条件 1:HBr, X:试剂与条件 2:O2/Cu 或 Ag, Y:解析(1)A 为 ,根据系统命名法 A 的名称为 1,6-己二醇;E 中官能团的名称为碳碳双键和酯基。(2)AB 的反应属于取代反应,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法是减压蒸馏(或
3、蒸馏)。(3)CD 的反应属于酯化反应,该反应的化学方程式为:+C2H5OH+H2O。(4)C 的同分异构体 W 可发生银镜反应,说明含有CHO,且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应,产物之一可被氧化成二元醛,说明水解产物是伯醇(CH 2OH)。符合条件的 W 是甲酸酯(HCOOR),R的结构有(CH 2)5Br、 、 、 、CH2CH(CH2CH3)CH2Br 共 5 种,其中核磁共振氢谱具有四组峰的结构简式为 。(5)根据 F 与 G 的结构式可知二者关系为顺反异构,选择 c。3(6)根据 GN 的转化关系可知 M 的结构简式为 。(7)根据 DE 的转化关系分析可知
4、, 可由 和 合成,因此试剂与条件 1 为HBr 和,X 的结构简式为 ; 试剂与条件 2 为 O2/Cu 或 Ag 和,Y 的结构简式为 。2.(2018 甘肃白银质检)A、B、C、D、E、F 和 G 都是有机化合物,它们的关系如图所示:(1)化合物 C 的分子式是 C7H8O,C 遇 FeCl3溶液显紫色,C 与溴反应生成的一溴代物只有两种,则 C 的结构简式为 。 (2)D 为一直链化合物,其相对分子质量比化合物 C 的小 20,它能跟 NaHCO3反应放出 CO2,则 D 的分子式为 ,D 含有的官能团是 。 (3)反应的化学方程式是 。 (4)芳香化合物 B 是与 A 具有相同官能团
5、的 A 的同分异构体,通过反应化合物 B 能生成 E 和 F,F可能的结构简式是 。 (5)E 可能的结构简式是 。 答案(1)(2)C4H8O2 羧基(3) +H2O+CH3CH2CH2COOH(4)CH3CH2CH2OH、(5) 、 、4解析(1)C 遇 FeCl3溶液显紫色说明含有酚羟基,C 与溴反应生成的一溴代物只有两种,结合其分子式可知 C 的结构简式为 。(2)D 为一直链化合物,其相对分子质量比化合物 C 的小 20,所以 D 的相对分子质量为 88,它能跟 NaHCO3反应放出 CO2,说明 D 中含有羧基,D 的结构简式为 CH3CH2CH2COOH。(4)由 D 和 F 发
6、生酯化反应生成 G,故 F 是分子中含有三个碳原子的饱和一元醇;F 可能的结构简式为 CH3CH2CH2OH、 。(5)E 的结构简式可能为 、 、。3.(2018 贵州贵阳模拟)合成某治疗心血管疾病药物中间体 F( )的路线如图所示:已知:.A 是相对分子质量为 58 的烃;.苯环上的烃基可被酸性 KMnO4溶液氧化为COOH。(1)C7H8的名称为 ,A、B 的结构简式分别为 、 。 (2)反应的反应类型是 ,F 中含氧官能团的名称是 ,反应的另一种产物为 。 (3)写出 C 在一定条件下与 NaOH 溶液反应的化学方程式: 。 (4)E 有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体共有 种
7、,写出其中核磁共振氢谱有 5个峰的物质的结构简式: 。 遇氯化铁溶液发生显色反应 含有羧基5(5)以对二甲苯、乙烯为原料制备聚对苯二甲酸乙二酯(HO H), 参照 A乙酸的表示方法,写出相应的合成路线图。答案(1)甲苯 CH 3CH2CH2CH3 (2)取代反应 羟基、酯基 HCl(3) +3NaOH NaCl+2H2O+(4)13 (5)HO H解析(1)(3)由 A 的相对分子质量易推出其分子式为 C4H10。反应可视为乙酸分子中的OH 被氯原子取代了,故它属于取代反应。由 D 的结构简式可反推出 C 为 、B 为 ,也可推出 E 为 ;C 与 NaOH 溶液反应时Cl 先被取代引入OH,
8、连接在苯环上的OH 及羧基均可与 NaOH 反应,故生成的有机产物为 。反应可视为 CH3COCl 中的 CH3CO取代了 E 中羟基上的氢原子后所形成的,故另一种产物是HCl。(4)由知分子中含有苯环且苯环上连接有OH。当苯环上有两个取代基时,两个取代基分别为OH、CH 2COOH,此种情况下有 3 种同分异构体;当有三个取代基时,三个取代基分别为OH、COOH、CH 3,三个取代基在苯环上有 10 种位置关系,故共有 13 种同分异构体,其中的核磁共振氢谱有 5 个峰。(5)对二甲苯先与酸性 KMnO4溶液反应生成对苯二甲酸;乙烯先加成生成二卤代物,再水解得到乙二醇,最后发生缩聚反应即得目
9、标产物。4.(2018 湖南长沙模拟)聚酯增塑剂广泛应用于耐油电缆、煤气管、防水卷材、电气胶带、耐汽油的特殊制品等。聚酯增塑剂 G 及某医药中间体 H 的一种合成路线如下(部分反应条件略去):已知:6+R2OH(R1、R 2、R 3、R 4表示烃基或氢原子)(1)A 的名称(系统命名)为 ,H 的分子式为 。 (2)写出下列反应的反应类型:反应是 ,反应是 。 (3)G 的结构简式为 。 (4)写出反应的化学方程式: 。 (5)C 存在多种同分异构体,其中含有一个三元环的物质最多有 种,写出核磁共振氢谱只有两种峰的同分异构体的结构简式: 。 (6)以甲苯和乙醇为原料(无机试剂任选)合成 ,写出
10、合成路线图。答案(1)1,2-二氯丙烷 C 8H12O3(2)加成反应 氧化反应(3)HO H 或HO H(4) +2NaOH +2NaCl(5)6 (或 )(6)7解析(3)B 的结构简式为 CH3CHOHCH2OH,它与HOOC(CH2)4COOH 发生缩聚反应生成 G,故 G 的结构简式为HO H 或HO H 。(5)除去一个三元环后还有三个碳原子,当它们以一个取代基与环相连时,有 2 种不同的结构;当它们以两个取代基与环相连时,有 2 种不同的结构;当它们以三个取代基与环相连时,有 2 种不同的结构,故共有 6 种同分异构体。其中核磁共振氢谱有两个峰则表明结构具有对称性,相应的结构为或
11、 。(6)由产物结构简式和反应信息知,首先需要用甲苯制取苯甲酸,再制备苯甲酸乙酯,然后由乙醇制备乙酸乙酯,所制得的两种物质再反应即可。5.(2018 福建厦门模拟)有机物 A 的分子式为 C6H6O2,从 A 开始,工业上合成某种具有抗肿瘤活性有机物的路线如下:A8请回答下列问题:(1)有机物 A 的结构简式为 ;A 与足量溴水反应可生成有机物 B,该反应的化学方程式为 ;1 mol B 与足量 NaOH 溶液反应时最多可消耗 NaOH 的物质的量为 。 (2)反应所得有机物中的含氧官能团为 和 。(填名称) (3)反应的反应类型为 ;反应中生成的另一种芳香族有机物的名称为 。 (4)已知反应
12、中加入的试剂 X 的分子式为 C7H5OCl,则 X 的结构简式为 。 (5)有机物 的一种同分异构体满足下列条件:.苯环上有 2 个取代基;.其分子中有 5 种不同化学环境的氢原子;.能与 FeCl3溶液发生显色反应且能与 NaHCO3溶液反应放出气体。写出该同分异构体的结构简式: 。 答案(1) +4Br2+4HBr10 mol(2)(酚)羟基 羰基(3)取代反应 对甲基苯甲酸(或 4-甲基苯甲酸)9(4)(5)解析(1)A 的分子式为 C6H6O2,A 能与 CH3COOH 发生反应生成 ,则 A 的结构简式为 。是二元酚,与溴水反应时,苯环上羟基邻位上的氢原子都能被溴原子取代,得到 。
13、与足量 NaOH 溶液反应时,酚羟基能与 NaOH 反应,同时苯环上的Br 可与 NaOH 反应,生成的酚羟基可以继续与 NaOH 反应,故 1 mol 该物质最多消耗 10 mol NaOH。(3)对比反应前后有机物的结构,可知反应是取代反应。对比反应的反应物和生成物,可知反应生成的另一种芳香族有机物是 ,名称为对甲基苯甲酸。(4)参考反应的反应原理,对比反应前后有机物的结构简式,结合 X 的分子式可知 X 是 。(5)该同分异构体分子中含有酚羟基和羧基,因为苯环上只有 2 个取代基,故这 2 个取代基是OH 和CH 2COOH;其分子中有 5 种不同化学环境的氢原子,故其结构简式为 。6.
14、有机物 F 可用于制造香精,可利用下列路线合成。回答下列问题:(1) 分子中可能共面的原子最多有 个; (2)物质 A 的名称是 ; 10(3)物质 D 中含氧官能团的名称是 ; (4)“反应”的反应类型是 ; (5)写出“反应”的化学方程式: ; (6)C 有多种同分异构体,与 C 中所含有的官能团相同的有 种,其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为 和 。 (7)参照上述合成路线,以 为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线。答案(1)9 (2)2-甲基-1,2-二溴丁烷 (3)羧基(4)消去反应(5) +H2O(6)11 (7)解析 和溴发生的是加成反应 ,根据加成产物可判断 A 的结
15、构简式为 CH3CH2C(CH3)BrCH2Br,反应是水解反应,生成物 B 的结构简式为 CH3CH2C(CH3)OHCH2OH。B 氧化得到 C,则 C 的结构简式为CH3CH2C(CH3)OHCOOH。根据 C 和 D 的分子式可判断,反应是消去反应,则 D 的结构简式为CH3CH C(CH3)COOH,反应属于卤代烃的水解反应,则 E 的结构简式为 ,E 和 D 通过酯化反应生成 F,则 F 的结构简式为 。11(1) 分子中的五个 C、双键上的两个 H、两个烷基上各有一个 H 可能共面,故可能共面的原子最多有 9 个。(2)A 为 CH3CH2C(CH2) BrCH2Br,其名称是
16、2-甲基-1,2-二溴丁烷。(6)C 有多种同分异构体,与 C 中所含有的官能团相同的有 11 种: 、 、 、 、 、 、 、 、 ;其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为 和 。(7)对比原料与产物,要将溴原子水解得OH,再将末端的OH 氧化成COOH,最后再酯化成环。7.有机高分子材料 M 的结构简式为 ,下图是由有机物 A(分子式为 C5H8O)和苯甲醛为原料生产该有机物的合成路线。已知:A 分子中有两种不同环境的氢原子CH 3CH2CH CH2 CH3CHBrCH CH2CH3CHO+CH3CHOCH3CH CHCHO+H2O请回答以下问题:(1)A 的结构简式为 ,B 的名称为 ,F
17、 中所含官能团的名称是 。 (2)和的反应类型分别是 、 ;反应的反应条件为 。 (3)反应的化学方程式为 。 (4)有机物 E 有多种同分异构体,其中同时符合下列条件的同分异构体有 种。 12属于芳香酯类 其酸性水解产物遇 FeCl3显紫色(5)以 1-丙醇和 NBS 为原料可以制备聚丙烯醇( )。请设计合成路线(其他无机原料任选)并用如下方式表示。A B 目标产物答案(1) 环戊烯 碳碳双键、羧基(2)消去反应 加成反应 氢氧化钠水溶液、加热(3) +H2O(4)13(5)CH3CH2CH2OH CH3CH CH2CH2BrCH CH2 CH2OHCH CH2解析根据题意,A 为 ,B 发
18、生取代反应生成 C,B 的结构简式为 ,根据反应得到产物羟基的位置,C中溴原子的位置应在羟基的位置,即 C 的结构简式为 ,反应为在碱的水溶液中发生的取代反应。根据反应信息,以及 E 的产物,推出 E 的结构简式为 ,D 的结构简式为CH3CHO,F 的结构简式为 ,反应发生酯化反应。(1)根据上述分析,A 的结构简式为 ,B 为环戊烯,F 中含有碳碳双键和羧基。(2)是消去反应、是加成反应;反应是取代反应,条件是氢氧化钠的水溶液,并加热。(3)反应是酯化反应,其化学方程式为+ +H2O。(4)属于芳香酯,含有酯基,水解后遇 FeCl3发生显色反应,说明水解产物含有酚羟基, 、 (苯13环上甲
19、基共有 3 种位置)、 (苯环上乙基共有 3 种位置)、 (另一个甲基有 4 种位置)、 (另一个甲基位置还有 2 种),共有 13 种。(5)此高分子化合物单体为CH2 CHCH2OH,1-丙醇先发生消去反应,生成CH2 CHCH3,根据信息,先发生取代反应,生成CH2 CHCH2Br,然后发生水解,路线图为 CH3CH2CH2OH CH3CH CH2 CH2BrCH CH2CH2OHCH CH2。8.环丁基甲酸是重要的有机合成中间体,其一种合成路线如下:回答以下问题:(1)A 属于烯烃,其结构简式为 。 (2)BC 的反应类型是 ,该反应生成的与 C 互为同分异构体的副产物是 (写结构简式
20、)。 (3)D 的结构简式为 ,E 的化学名称是 。 (4)写出同时满足下列条件的 G 的所有同分异构体 (写结构简式,不考虑立体异构)。 核磁共振氢谱为 3 组峰;能使溴的四氯化碳溶液褪色;1 mol 该同分异构体与足量饱和 NaHCO3溶液反应产生 88 g 气体。(5)H 的一种同分异构体为丙烯酸乙酯(CH 2 CHCOOC2H5),写出聚丙烯酸乙酯在 NaOH 溶液中水解的化学方程式 。 (6)参照上述合成路线,以 和化合物 E 为原料(无机试剂任选 ),设计制备 的合成路线。答案(1)CH 2 CHCH3(2)加成反应 14(3)HOOCCH2COOH 丙二酸二乙酯(4)HOOCCH
21、2CH CHCH2COOH、CH2 C(CH2COOH)2(5) +nNaOH +nC2H5OH(6)解析用逆合成分析法:由 C 的结构可推出 B 为CH2 CHCH2Br,A 为 CH2 CHCH3。(1)A 与 Br2光照条件下发生取代反应生成 B,B 与 HBr 发生加成反应生成 C,A 属于烯烃,则为丙烯,其结构简式为 CH2 CHCH3。(2)CH2 CHCH2Br 与 HBr 发生加成反应生成CH2BrCH2CH2Br,故 BC 的反应类型是加成反应;该反应生成的与 C 互为同分异构体的副产物是CH3CHBrCH2Br。(3)D 与 E 发生酯化反应生成 F,由 E 的结构简式可推
22、出 D 为丙二酸,结构简式为HOOCCH2COOH;E 的化学名称是丙二酸二乙酯。(4)G 为 ,其同分异构体:核磁共振氢谱为 3 组峰,则有 3 种不同化学环境的氢原子。能使溴的四氯化碳溶液褪色,则有碳碳双键。1 mol 该同分异构体与足量饱和 NaHCO3溶液反应产生 88 g 气体,则分子中有 2 个羧基。综上,结构简式为 HOOCCH2CH CHCH2COOH、CH2 C(CH2COOH)2两种。(5)丙烯酸乙酯(CH2 CHCOOC2H5)发生加聚反应生成聚丙烯酸乙酯( ),聚丙烯酸乙酯在 NaOH溶液中水解的化学方程式为 +nNaOH+nC2H5OH。(6)以 和化合物 E(丙二酸
23、二乙酯)为原料,制备 ,根据逆合成分析法,制备 ,需要 ; 与 (丙二酸二乙酯)反应生成 ; 可由 与 HBr 取代生成。9.A 是一种重要的食用香料,以 A 为原料制备阴离子树脂 M 和新型聚酯材料 N 等的合成路线如下:15已知:. RCHO+RCHO.RC(OH) CH2不稳定,很快转化为 RCOCH3(1)A 的结构简式为 ,反应的类型为 。 (2)B 的名称为 ,F 的分子式为 。 (3)写出反应的化学方程式 。 (4)反应中原子利用率为 100%的有 (填字号)。 (5)A 的同分异构体有很多种,其中能与金属 Na 反应生成 H2的链状化合物还有 种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为
24、611 的同分异构体有 (写出结构简式)。 答案(1) 氧化反应(2)2,3-丁二醇 C 6H4O5(3)nCH3COCH CH2(4)(5)9 (CH 3)2CHCOOH、(CH 3)2C(OH)CHO解析 A 的不饱和度为 1,含有一个双键,A 能与氢气发生加成反应生成 B,结合题意,B 含有醇羟基,D和氢气发生加成反应生成 E,E 为乙醇,D 为乙醛,B 为 CH3CH(OH)CH(OH)CH3,A 为 CH3COCH(OH)CH3,B和 F 生成 N,则 F 为;A 发生消去反应生成 C。C 的结构简式为 CH3COCH CH2,C 发生加聚反应生成 M,M 结构简式为 。(1)A 的
25、结构简式为 ,反应的类型为氧化反应。(2)CH 3CH(OH)CH(OH)CH3的名称为 2,3-丁二醇, 的分子式为 C6H4O5。(3)反应的化学方程式为 nCH3COCH CH2。 (4)有机反应中加成或加聚反应的原子利用率为 100%,则满足条件的反应为。(5) 的同分异构体有很多种,其中能与金属 Na 反应生成 H2的链状化合16物,可以是羧酸,有 2 种,可以是羟基醛,有 5 种,另外与 A 有相同官能团的同分异构体有 2 种,共有9 种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为 611 的同分异构体有(CH 3)2CHCOOH、(CH 3)2C(OH)CHO。10.有机物 M 是一种食品香料
26、,可以 C4H10为原料通过如下路线合成:已知:RCH CH2 RCH2CH2OHRCH 2CHO+RCH2CHOF 分子中的碳链上没有支链;E 为芳香族化合物且 E、N 都能发生银镜反应。请回答下列问题:(1)A、B 均为一氯代烃,写出其中一种的名称(系统命名) ;M 中的官能团名称为 。 (2)写出下列反应的反应类型:FG ,D+G M 。 (3)F 与新制 Cu(OH)2/NaOH(aq)反应的化学方程式为。 (4)M 的结构简式为 ;E 的核磁共振氢谱有 种峰。 (5)与 G 具有相同官能团的 G 的芳香类同分异构体有 种,请写出其中一种的结构简式: 。 (6)参照上述合成路线,以苯乙
27、烯( )和乙醛为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。答案(1)2-甲基-1-氯丙烷 碳碳双键和酯基(2)氧化反应 酯化反应(3) +2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O+3H 2O(4) 4(5)4 、 、 、17(任写一种)(6)解析 C4H10的结构简式可能为 CH3CH2CH2CH3或CH3CH(CH3)2,C4H10与氯气发生取代反应生成 A 和 B,A 和 B 发生消去反应只生成一种烯烃,则 C4H10为CH3CH(CH3)2。A、B 为它的两种一氯代物,即 2-甲基-1-氯丙烷和 2-甲基-2-氯丙烷。由信息可知C 为(CH 3)2C CH2,D 为(CH 3)2CHCH2OH,E、N 分子中都有醛基,F 分子中的碳链上没有支链,由信息可知 E 为 ,N 为 CH3CHO,F 为 ,G 为,G 与 D 发生酯化反应生成 M。所以 M 的结构简式为, 的核磁共振氢谱有 4 种峰。G 分子中的官能团为碳碳双键和羧基,由于要求写出 G 的芳香类同分异构体,即分子中要有苯环,符合题意的分子的结构简式有 、 、 、 4 种。(6)分析待制备物的结构简式,结合题中已知,可知需先将 转化为苯乙醛,苯乙醛可由苯乙醇氧化得到,而苯乙醇可通过已知由苯乙烯得到,进而可设计出整个合成路线。
