1.(2024·甘肅二模)化合物M是一種治療抑郁癥和焦慮癥的藥物,某研究小組以化合物Ⅰ為原料合成化合物M的路線如下(部分反應(yīng)條件省略):
已知:ⅰ)Ⅰ→Ⅱ的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng),且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色;
ⅱ)。
(1)化合物Ⅰ中含有的官能團(tuán)名稱是 。
(2)化合物a的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(3)下列說法正確的是 (填字母)。
A.化合物Ⅱ在水中的溶解度比化合物Ⅰ小
B.1 ml化合物Ⅰ與濃溴水反應(yīng),最多可以消耗2 ml Br2
C.化合物Ⅳ的分子中最多有7個碳原子共平面
D.Ⅲ→Ⅳ的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
(4)Ⅵ→Ⅶ的化學(xué)方程式為 。
(5)化合物Ⅷ有多種同分異構(gòu)體,同時符合下列條件的有 種,其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積之比為9∶2∶2的結(jié)構(gòu)簡式為 。
ⅰ)含有一個苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個取代基;
ⅱ)其中一個取代基為硝基。
(6)根據(jù)上述信息,寫出以苯酚為原料合成水楊酸(鄰羥基苯甲酸)的路線(可使用本題中出現(xiàn)的有機(jī)試劑,無機(jī)試劑任選)。
答案:(1)羥基、醚鍵
(2)
(3)AD
(4)+H2
(5)12
(6)
解析:Ⅰ→Ⅱ的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng),且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色,化合物a為,與化合物a發(fā)生加成反應(yīng)得到;根據(jù)信息ⅱ,Ⅲ為,Ⅲ與HCl發(fā)生取代反應(yīng)生成,Ⅳ與CH2CHCN反應(yīng)生成,Ⅴ在酸性條件下水解生成,Ⅵ與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,Ⅶ中羧基被氨基取代得到Ⅷ,Ⅷ經(jīng)過一系列變化生成M。
(3)A.化合物Ⅰ中含有酚羥基,能與水分子形成分子間氫鍵,化合物Ⅱ在水中的溶解度比化合物Ⅰ小,正確;B.酚羥基的鄰對位均可與溴發(fā)生取代反應(yīng),1 ml化合物Ⅰ與濃溴水反應(yīng),最多可以消耗3 ml Br2,錯誤;C.與苯環(huán)直接相連的原子與苯環(huán)共平面,則醛基碳原子一定與苯環(huán)共平面,醚鍵的O原子與苯環(huán)共平面,單鍵可以旋轉(zhuǎn),則與醚鍵O原子相連的C原子也可能與苯環(huán)共平面,化合物Ⅳ的分子中最多有8個碳原子共平面,錯誤;D.Ⅲ為,與HCl發(fā)生取代反應(yīng)生成,正確。
(5)化合物Ⅷ的同分異構(gòu)體滿足,ⅰ)含有一個苯環(huán)且苯環(huán)上有兩個取代基;ⅱ)其中一個取代基為硝基,余下4個飽和碳,丁基有4種,苯環(huán)上硝基的鄰間對位有3種,共有4×3=12種;其中核磁共振氫譜有三組峰,且峰面積之比為9∶2∶2的結(jié)構(gòu)簡式為。
(6)根據(jù)上述信息,以Ⅰ到Ⅲ過程為模型,以苯酚為原料先與化合物a發(fā)生加成反應(yīng)得到,再根據(jù)Ⅱ到Ⅲ得到,第三步醛基的氧化條件合理即可(使用O2、銀氨溶液、新制氫氧化銅均可),合成水楊酸(鄰羥基苯甲酸)的路線為
。
2.(2024·湖南長郡中學(xué)一模)α-氨基酸在堿性溶液中與茚三酮作用,能生成顯藍(lán)色或紫紅色的有色物質(zhì),這是鑒別α-氨基酸的靈敏方法。以下是茚三酮的合成及與α-氨基酸顯色的機(jī)理(部分條件和結(jié)構(gòu)已做簡化處理):
已知:RCOOR'+R″CH2COOR'
回答下列問題:
(1)有機(jī)物的化學(xué)名稱為 ,所涉及的非金屬元素第一電離能由大到小的順序為 。
(2)D的結(jié)構(gòu)簡式為 ,M的化學(xué)式為 。
(3)寫出B→C的化學(xué)方程式: 。
(4)已知結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在O的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的共有 種。
①環(huán)狀結(jié)構(gòu)只有苯環(huán);②含有與苯環(huán)直接相連的硝基。
(5)已知氨基酸可以由醛制備,其合成路線為,請以苯甲醛為原料,設(shè)計的合成路線(用流程圖表示,無機(jī)試劑、有機(jī)溶劑任選)。
答案:(1)2-氨基丙酸或α-氨基丙酸或丙氨酸 N>O>H>C
(2) CO2
(3)+2CH3CH2OH+2H2O
(4)16
(5)
解析:A的分子式為C8H10,不飽和度為4,再根據(jù)C的結(jié)構(gòu)可知A為,B的分子式為C8H6O4,不飽和度為6,可知B的結(jié)構(gòu)簡式,D的分子式為C12H10O4,不飽和度為8,結(jié)合已知所給的反應(yīng)可知D的結(jié)構(gòu)簡式為,由F的結(jié)構(gòu)簡式,參照G的名稱茚三酮,可確定G分子中含有三個酮羰基,結(jié)構(gòu)簡式為;G與發(fā)生加成反應(yīng)生成H為;H發(fā)生消去反應(yīng)生成I;由L的結(jié)構(gòu)簡式,可確定M為CO2,據(jù)此作答。
(1)有機(jī)物為α-氨基酸,化學(xué)名稱為2-氨基丙酸或α-氨基丙酸或丙氨酸。所涉及的四種非金屬元素為N、O、H、C,第一電離能由大到小的順序為N>O>H>C。
(2)結(jié)合已知信息分析可知,D的結(jié)構(gòu)簡式為,通過對比I()和L()的結(jié)構(gòu)簡式,可確定M的化學(xué)式為CO2。
(3)B的結(jié)構(gòu)簡式,B→C的化學(xué)方程式:+2CH3CH2OH+2H2O。
(4)已知結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在O()的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件:“①環(huán)狀結(jié)構(gòu)只有苯環(huán);②含有與苯環(huán)直接相連的硝基”的同分異構(gòu)體分子中,可能含有苯環(huán)、硝基、
—C≡CH、—CH3,或苯環(huán)、硝基、—C≡C—CH3,或苯環(huán)、硝基、—CH2—C≡CH。含有苯環(huán)、硝基、
—C≡CH、—CH3的同分異構(gòu)體,可將硝基在苯環(huán)上的位置固定,改變—C≡CH、—CH3在苯環(huán)上的位置,共有10種可能結(jié)構(gòu);含有苯環(huán)、硝基、
—C≡C—CH3,或苯環(huán)、硝基、—CH2—C≡CH的同分異構(gòu)體,分別可能有3種結(jié)構(gòu)(鄰、間、對),所以符合條件的共有10+3+3=16種。
(5)由逆推法,由具有酸性的羧基和具有堿性的氨基發(fā)生自身取代反應(yīng)得到,由經(jīng)酸化得到。
3.(2024·湖南師大附中三模)莫西賽利(化合物J)是一種治療腦血管疾病的藥物,可改善腦梗死或腦出血后遺癥等癥狀。合成J的一種路線如下:
C7H8OAC10H14OBC10H13NO3CC12H17NO2EC14H24N2OGC14H23NO2H
已知:ⅰ.A遇FeCl3溶液顯紫色;
ⅱ.R1NH2+R2COOR3R2CONHR1+R3OH;
ⅲ.+CH3COCl
+HCl。
(1)A的酸性 (填“強(qiáng)”或“弱”)于苯酚。
(2)B→C的反應(yīng)類型為 。
(3)E中官能團(tuán)的名稱為 。
(4)F→G的轉(zhuǎn)化過程中,第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)已知胺類和酚類物質(zhì)均可與鹵素原子發(fā)生取代反應(yīng),則合成路線中設(shè)計D→E、F→G的目的為 。
(6)寫出三種不含手性碳原子的M的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式: 。
(7)已知R—NH2易被氧化。寫出以和氯乙烷為原料合成的合成路線(有機(jī)溶劑和無機(jī)試劑任選)。
答案:(1)弱 (2)取代反應(yīng) (3)酰胺基、羥基
(4)+HCl+H2O+CH3COOH
(5)保護(hù)氨基
(6)H2NCH2CH2CH2CH2Cl或H2NCH2CCl(CH3)2或
(7)
解析:A分子式是C7H8O,遇FeCl3溶液顯紫色,說明含有酚羥基,結(jié)合物質(zhì)的分子式及物質(zhì)在反應(yīng)過程中物質(zhì)的碳鏈結(jié)構(gòu)不變,可知A是間甲基苯酚(或3-甲基苯酚),其結(jié)構(gòu)簡式,A與在AlCl3催化作用下發(fā)生苯環(huán)上羥基的鄰位上的取代反應(yīng)產(chǎn)生B:,B與濃硝酸、濃硫酸混合加熱,發(fā)生苯環(huán)上羥基對位上的硝化反應(yīng)產(chǎn)生C:,C與Fe、HCl發(fā)生還原反應(yīng),—NO2被還原為—NH2,產(chǎn)生D:,D與CH3COOCH3發(fā)生—NH2上的取代反應(yīng)產(chǎn)生E:,E與分子式為C4H10NCl的物質(zhì)M發(fā)生羥基上的取代反應(yīng)產(chǎn)生F,F與HCl、H2O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生和CH3COOH,再與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生G,G與HNO2、在0~5 ℃及H2O下反應(yīng)產(chǎn)生分子式為C14H23NO2的H,H與CH3COCl發(fā)生羥基上的取代反應(yīng)產(chǎn)生J和HCl。
(1)A為間甲基苯酚,烴基為推電子基團(tuán),導(dǎo)致O—H極性減弱,不易電離出H+,所以,A的酸性弱于苯酚;
(2)根據(jù)分析可知,B與濃硝酸、濃硫酸混合加熱,發(fā)生苯環(huán)上羥基對位上的硝化反應(yīng)產(chǎn)生C,即發(fā)生取代反應(yīng);
(3)根據(jù)分析可知,E為,其官能團(tuán)為酰胺基和羥基;
(5)已知胺類和酚類物質(zhì)均可與鹵代烴中的鹵素原子發(fā)生取代反應(yīng),則根據(jù)合成路線的設(shè)計及官能團(tuán)可知,在合成路線中設(shè)計D→E、F→G的目的為保護(hù)氨基;
(6)M分子式是C4H10NCl,其分子中若含有—NH2,碳鏈結(jié)構(gòu)有C—C—C—C和兩種不同結(jié)構(gòu)。對于C—C—C—C碳鏈結(jié)構(gòu),若—NH2連接在鏈端,C—C—C—C—NH2,碳鏈上有4種不同位置的H原子可以被Cl取代,產(chǎn)生4種氯代物;若—NH2連接在中間C原子上,,碳鏈上也有4種不同位置的H原子可以被Cl取代,又產(chǎn)生4種氯代物;對于碳鏈結(jié)構(gòu),若—NH2連接在甲基上,,碳鏈上有3種不同位置的H原子可以被Cl取代,能夠產(chǎn)生3種氯代物;若—NH2連接在中間的C原子上,則碳鏈上只有1種位置的H原子可以被Cl取代,產(chǎn)生1種氯代物;其中不含手性碳原子的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式可以是H2NCH2CH2CH2CH2Cl或H2NCH2CCl(CH3)2或;
(7)參考合成路線G→H,反應(yīng)生成,與氯乙烷發(fā)生取代反應(yīng)生成,被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成目標(biāo)產(chǎn)物。
4.(2024·遼寧遼陽一模)有機(jī)化合物H為某藥物中間體,一種合成化合物H的路線如圖。
已知:Ⅰ.R—X+NaCNR—CN+NaX(R為烴基或H原子,X為鹵素原子,下同)
Ⅱ.RCHO++H2O
Ⅲ.+CH2CH2+I2+2HI
回答下列問題:
(1)A的名稱為 ,H中含氧官能團(tuán)的名稱為醚鍵、 。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(3)E→F的化學(xué)方程式為 。
(4)B有多種同分異構(gòu)體,其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)的芳香族化合物的同分異構(gòu)體有 種(不考慮立體異構(gòu)),核磁共振氫譜有4組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為 (任寫一種)。
(5)的合成路線如圖(部分反應(yīng)條件已略去),其中M和N的結(jié)構(gòu)簡式分別為 和 。
MN
答案:(1)對甲基苯酚或4-甲基苯酚 羧基、酮羰基
(2)
(3)+CH3CHO+NaOH+2H2O
(4)14 或
(5)
解析:結(jié)合B、D結(jié)構(gòu)簡式和C到D反應(yīng)條件,可知C的結(jié)構(gòu)簡式為;結(jié)合已知信息Ⅰ和D的結(jié)構(gòu),得E的結(jié)構(gòu)簡式為;結(jié)合已知信息Ⅱ和E到F的反應(yīng)條件,得F的結(jié)構(gòu)簡式為
。
(4)B的分子式為C9H10O2,只含2個氧原子,則B的同分異構(gòu)體中,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)的芳香族化合物屬于甲酸酯(HCOO—R),且含苯環(huán),則:①當(dāng)HCOO—直接與苯環(huán)相連時,若苯環(huán)上有2個取代基,則另外一個取代基為乙基(—CH2CH3),此時有3種結(jié)構(gòu);若苯環(huán)上有3個取代基,則另外兩個取代基為2個甲基,此時有6種,所以當(dāng)HCOO—直接與苯環(huán)相連時,符合要求的同分異構(gòu)體有9種。②當(dāng)HCOO—間接與苯環(huán)相連時,可能是中標(biāo)有數(shù)字的碳上的氫原子被甲基取代的產(chǎn)物,此時有4種結(jié)構(gòu);也可能為,則當(dāng)HCOO—間接與苯環(huán)相連時,符合要求的同分異構(gòu)體有5種;綜上,符合條件的B的同分異構(gòu)體有9+5=14種;其中核磁共振氫譜有4組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為或。
(5)根據(jù)合成路線圖和已知信息Ⅲ可知,苯酚和發(fā)生取代反應(yīng),M的結(jié)構(gòu)簡式為,根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式和反應(yīng)條件,可知M和CH3CHO發(fā)生了羥醛縮合反應(yīng),則N的結(jié)構(gòu)簡式為。
5.(2024·安徽黃山二模)G是一種輔酶類似物,其合成路線如下:
已知:Ph—是苯基
回答下列問題:
(1)B中的官能團(tuán)名稱是 。
(2)A生成B的反應(yīng)中LiAlH4的作用是 。
(3)C含有羥基,分子式為C11H14NO2Cl,則C的結(jié)構(gòu)簡式為 。C生成D的反應(yīng)類型是 。
(4)E生成F的化學(xué)方程式為 。
(5)X與D互為同分異構(gòu)體,符合下列條件,X可能的結(jié)構(gòu)簡式為 (任寫一種)。
①含有苯環(huán)
②含有硝基(—NO2)和碳碳雙鍵
③核磁共振氫譜顯示有四組峰,峰面積之比為6∶3∶2∶2
(6)參照上述合成路線,以和CH3NHNH2為原料制備,寫出合成路線。
答案:(1)羥基、氨基
(2)還原劑
(3) 取代反應(yīng)
(4)+HCl+PhNHNH2+CH3OH
(5)或等
(6)
解析:由A轉(zhuǎn)化為B的過程中—COOH轉(zhuǎn)化為—CH2OH,發(fā)生還原反應(yīng),B和ClCH2COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C含有羥基,分子式為C11H14NO2Cl,則C的結(jié)構(gòu)簡式為。
(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為,C生成D的反應(yīng)是取代反應(yīng)。
(4)E和HCl、PhNHNH2發(fā)生反應(yīng)生成F,由E和F的結(jié)構(gòu)推斷該反應(yīng)中還生成CH3OH,據(jù)此寫出化學(xué)方程式。
(5)X與D互為同分異構(gòu)體,符合條件:①含有苯環(huán);②含有硝基(—NO2)和碳碳雙鍵;③核磁共振氫譜顯示有四組峰,峰面積之比為6∶3∶2∶2;則X為對稱的結(jié)構(gòu),滿足條件的X為或等。
(6)發(fā)生D→E→F→G的反應(yīng)原理可以得到。

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