
有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),涉及有機(jī)物的基本概念,有機(jī)物的組成與結(jié)構(gòu)、有機(jī)反應(yīng)類型、同分異構(gòu)體的書寫及判斷,官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、常見(jiàn)有機(jī)物的檢驗(yàn)與鑒別等。上海卷中為壓軸題,通常以藥物、材料、新物質(zhì)的合成為背景,根據(jù)合成路線命題形式總體可分為三類:第一類是有機(jī)推斷型,即在合成路線中各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是未知的,需要結(jié)合反應(yīng)條件、分子式、目標(biāo)產(chǎn)物、題給信息等進(jìn)行推斷;第二類是結(jié)構(gòu)已知型,即合成路線中各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是已知的,此類試題中所涉及的有機(jī)物大多是陌生且比較復(fù)雜的,需要根據(jù)前后的變化來(lái)分析其反應(yīng)特點(diǎn);第三類是“半推半知”型,即合成路線中部分有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是已知的,部分是未知的,審題時(shí)需要結(jié)合條件及已知結(jié)構(gòu)去推斷未知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。考查的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)比較穩(wěn)定,有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的推斷、官能團(tuán)的名稱、有機(jī)物命名、反應(yīng)類型的判斷、有機(jī)化學(xué)方程式的書寫、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷、結(jié)合核磁共振氫譜書寫指定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、合成路線設(shè)計(jì)等。預(yù)計(jì)2025年高考命題中,有機(jī)合成與推斷向著綜合型、信息化、能力型方向發(fā)展,仍然以新材料、新藥物、新科技及社會(huì)熱點(diǎn)為題材來(lái)綜合查有機(jī)知識(shí)掌握情況。
【思維導(dǎo)圖】
【高分技巧】
1.引入常見(jiàn)的官能團(tuán)
2.有機(jī)合成中的增減碳鏈的反應(yīng)
(1增加碳鏈的反應(yīng):
有機(jī)合成題中碳鏈的增長(zhǎng),一般會(huì)以信息形式給出,常見(jiàn)方式為有機(jī)物與HCN反應(yīng)或者不飽和化合物間的聚合、①酯化反應(yīng) 、 ②加聚反應(yīng)、 ③ 縮聚反應(yīng)
(2)減少碳鏈的反應(yīng):
① 水解反應(yīng):酯的水解,糖類、蛋白質(zhì)的水解;
② 裂化和裂解反應(yīng);
氧化反應(yīng):燃燒,烯催化氧化(信息題),脫羧反應(yīng)(信息題)。
3.官能團(tuán)的消除
①通過(guò)加成消除不飽和鍵;
②通過(guò)加成或氧化等消除醛基(—CHO);
③通過(guò)消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基(—OH)
4.官能團(tuán)的保護(hù)
在有機(jī)合成中,某些不希望起反應(yīng)的官能團(tuán),在反應(yīng)試劑或反應(yīng)條件的影響下發(fā)生副反應(yīng),這樣就不能達(dá)到預(yù)計(jì)的合成目標(biāo),因此,必須采取保護(hù)某些官能團(tuán),待完成反應(yīng)后,再除去保護(hù)基,使其復(fù)原。如:
(1)為了防止—OH被氧化可先將其酯化;
(2)為保護(hù)碳碳雙鍵不被氧化可先將其與HBr加成或與水加成;
(3)為保護(hù)酚羥基,可先用NaOH溶液使轉(zhuǎn)化為,再通入CO2使其復(fù)原。
5.官能團(tuán)的改變
(1)利用官能團(tuán)的衍生關(guān)系進(jìn)行衍變,如
R—CH2OHeq \(,\s\up7(O2),\s\d5(H2))R—CHOeq \(――→,\s\up7(O2))R—COOH;
(2)通過(guò)某種化學(xué)途徑使一個(gè)官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€(gè),如
CH3CH2OHeq \(――――→,\s\up7(消去),\s\d5(-H2O))CH2==CH2eq \(――→,\s\up7(加成),\s\d5(+Cl2))Cl—CH2—CH2Cleq \(――→,\s\up7(水解))HO—CH2—CH2—OH;
(3)通過(guò)某種手段改變官能團(tuán)的位置,如
6.判斷有機(jī)反應(yīng)中H2、NaOH、Br2用量多少的方法
有機(jī)物分子中的、—C≡C—、、—CHO、 (羰基)都能在一定條件下與H2發(fā)生加成反應(yīng),當(dāng)這些官能團(tuán)的物質(zhì)的量相等時(shí),消耗H2的物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶1∶1。特別注意—COOH、—COOR(酯基)中的C==O鍵通常不能與H2發(fā)生加成反應(yīng)。
(2)能與NaOH溶液反應(yīng)的有機(jī)物及其用量比例(設(shè)有機(jī)物分子官能團(tuán)個(gè)數(shù)為1)
①鹵代烴:1∶1;②酚羥基:1∶1;③羧基:1∶1,④普通酯:1∶1;⑤酚酯:1∶2。
(3)Br2用量的判斷
①烷烴:光照下1 ml Br2可取代1 ml氫原子;
②苯:FeBr3催化下1 ml Br2可取代1 ml氫原子;
③酚類:1 ml Br2可取代與—OH所連碳原子處于鄰、對(duì)位碳原子上的1 ml H原子;
④:1 ml碳碳雙鍵可與1 ml Br2發(fā)生加成反應(yīng);
⑤—C≡C—:1 ml碳碳三鍵可與2 ml Br2發(fā)生加成反應(yīng)。
7.限定條件下同分異構(gòu)體的書寫技巧
(1)確定基團(tuán)
明確書寫什么物質(zhì)的同分異構(gòu)體,該物質(zhì)的組成情況怎么樣。解讀限制條件,從性質(zhì)聯(lián)想結(jié)構(gòu),將物質(zhì)分裂成一個(gè)個(gè)基團(tuán),基團(tuán)可以是官能團(tuán),也可是烴基(尤其是官能團(tuán)之外的飽和碳原子)。
(2)組裝分子
要關(guān)注分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),包括幾何特征和化學(xué)特征。幾何特征指所組裝的分子是空間結(jié)構(gòu)還是平面結(jié)構(gòu),有無(wú)對(duì)稱性?;瘜W(xué)特征包括等效氫。
(3)含苯環(huán)同分異構(gòu)體數(shù)目的確定技巧
= 1 \* GB3 ①若苯環(huán)上連有2個(gè)取代基,其結(jié)構(gòu)有鄰、間、對(duì)3種。
= 2 \* GB3 ②若苯環(huán)上連有3個(gè)相同的取代基,其結(jié)構(gòu)有3種。
= 3 \* GB3 ③若苯環(huán)上連有—X、—X、—Y 3個(gè)取代基,其結(jié)構(gòu)有6種。
= 4 \* GB3 ④若苯環(huán)上連有—X、—Y、—Z 3個(gè)不同的取代基,其結(jié)構(gòu)有10種。
(4)酯()的同分異構(gòu)體書寫:
= 1 \* GB3 ①按—R中所含碳原子數(shù)由少到多,—R′中所含碳原子數(shù)由多到少的順序書寫。
= 2 \* GB3 ②用組合法推斷
先確定一基團(tuán)同分異構(gòu)體的數(shù)目,再確定另一基團(tuán)同分異構(gòu)體的數(shù)目,從而確定兩基團(tuán)組合后同分異構(gòu)體數(shù)目的方法。如飽和一元酯,—R1有m種結(jié)構(gòu),—R2有n種結(jié)構(gòu),共有m×n種酯的結(jié)構(gòu)。
實(shí)例:分子式為C9H18O2的酯在酸性條件下水解得到的兩種有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量相等,則形成該酯的酸為C3H7COOH(2種結(jié)構(gòu)),醇為C5H11OH(8種結(jié)構(gòu)),故該酯的結(jié)構(gòu)共有2×8=16種。
8.常用的合成路線
有機(jī)合成往往要經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)才能完成,因此確定有機(jī)合成的途徑和路線時(shí),要進(jìn)行合理選擇。
(1)一元合成路線
R—CH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯
(2)二元合成路線
CH2CH2 CH2X—CH2XCH2OH—CH2OH
HOOC—COOH鏈酯、環(huán)酯、聚酯
(3)芳香化合物的合成路線
①
②
芳香酯
注意:與Cl2反應(yīng)時(shí)條件不同所得產(chǎn)物不同,光照時(shí),只取代側(cè)鏈甲基上的氫原子,生成;而Fe作催化劑時(shí),取代苯環(huán)上甲基鄰、對(duì)位上的氫原子,生成。
(建議用時(shí):80分鐘)
1.(2025·上海復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué)高三期中等級(jí)性考試)氯喹是一種用于治療瘧疾的藥物,制藥廠通常將其轉(zhuǎn)化為磷酸氯喹,其合成路線如下圖所示。
已知:
①
②
③(R―為烴基,―X為鹵原子)
④苯環(huán)上原有的基團(tuán)會(huì)對(duì)后引入基團(tuán)有定位效應(yīng),其中,-Cl為鄰對(duì)位定位基(即取代后,使苯環(huán)鄰、對(duì)位的氫更活潑),-NO2為間位定位基(即取代后,使苯環(huán)間位的氫更活潑)。
回答下列問(wèn)題:
(1)A→B中試劑a為 。
(2)C→D的反應(yīng)類型是 ;I中含氧官能團(tuán)的名稱是 。
(3)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(4)E→F的化學(xué)方程式為 。
(5)下列有關(guān)氯喹和磷酸氯喹的說(shuō)法正確的是___________。(不定項(xiàng))
A.氯喹中所有C原子的雜化類型均為sp2
B.氯喹與NaOH乙醇溶液共熱,可以發(fā)生消去反應(yīng)
C.將氯喹轉(zhuǎn)化為磷酸氯喹的目的是增大溶解度,增強(qiáng)療效
D.H3PO4可以電離產(chǎn)生PO43-,PO43-的空間構(gòu)型為正四面體形
(6)X是K與足量H2反應(yīng)后的產(chǎn)物,寫出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,并用“*”標(biāo)出X中的手性碳原子 。
(7)A→C反應(yīng)順序可否調(diào)換,并解釋原因: 。
(8)寫出一種符合下列條件的I的同分異構(gòu)體(不含立體異構(gòu))的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
①能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
③核磁共振氫譜有四組峰
(9)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)一條以1,3-丁二烯和苯為起始原料制備的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選) 。
【答案】(1)濃硫酸、濃硝酸 (2)還原 酮羰基、酯基
(3)
(4)+ +
(5)CD (6)
(7)不能,若先氯化,使苯環(huán)鄰、對(duì)位的氫更活潑,再硝化,硝基會(huì)取代在氯原子的鄰位和對(duì)位,間位產(chǎn)物產(chǎn)率降低
(8)或;
(9)
【解析】A分子式是C6H6,結(jié)合化合物C的結(jié)構(gòu)可知A是苯, 苯與濃硝酸、濃硫酸混合加熱發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生硝基苯,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,B發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)生成C,C發(fā)生已知①的反應(yīng),則D為,D發(fā)生一系列反應(yīng)生成E,E發(fā)生酯的水解反應(yīng)以及酚羥基和氫氧化鈉的反應(yīng)生成F,則F為,F(xiàn)經(jīng)酸化,脫去二氧化碳生成G,G在POCl3作用下生成H,結(jié)合H分子式可知,G中的羥基被Cl原子取代,則H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ;I與BrCH2CH2Br在乙醇鈉作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成J,結(jié)合J的分子式可知,J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,J與HN(C2H5)2發(fā)生取代反應(yīng)生成K,K發(fā)生一系列的反應(yīng)生成L,L與H在一定條件下合成氯喹,氯喹與H3PO4反應(yīng)生成磷酸氯喹。(1)苯與濃硝酸、濃硫酸混合加熱發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生硝基苯,試劑a是濃硫酸、濃硝酸;(2)C→D是-NO2轉(zhuǎn)化為-NH2,反應(yīng)類型為還原反應(yīng);根據(jù)I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,其官能團(tuán)為酮羰基、酯基;(3)根據(jù)分析可知,H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(4)E→F是酯基與酚羥基與NaOH的反應(yīng),化學(xué)方程式為+ +;(5)A項(xiàng),氯喹中飽和C原子的雜化類型均為sp3,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),氯喹中與苯環(huán)相連的Cl原子不能發(fā)生消去反應(yīng),B錯(cuò)誤;C項(xiàng),制藥廠將氯喹轉(zhuǎn)化為磷酸氯喹,目的是增大溶解度,便于吸收,增強(qiáng)療效,C正確;D項(xiàng),PO43-中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為,無(wú)孤對(duì)電子,空間構(gòu)型為正四面體形,D正確;故選CD;(6)K中只有酮羰基能和氫氣發(fā)生加成反應(yīng),產(chǎn)物中含有2個(gè)手性碳原子,如圖所示:;(7)A→C反應(yīng)順序不能調(diào)換,若先氯化,使苯環(huán)鄰、對(duì)位的氫更活潑,再硝化,硝基會(huì)取代在氯原子的鄰位和對(duì)位,間位產(chǎn)物產(chǎn)率降低;(8)I的化學(xué)式為C6H10O3,根據(jù)條件①②可知,同分異構(gòu)體含有1個(gè)—CHO和1個(gè)—COOH,其中符合核磁共振氫譜有四組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別是、;(9)根據(jù)待合成物的結(jié)構(gòu)以及題給信息③,可分析出最后一步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物,再根據(jù)此反應(yīng)逆向合成,思路為苯在濃硫酸作用下和濃硝酸反應(yīng)生成硝基苯,硝基苯在Fe/HCl作用下反應(yīng)生成,1,3-丁二烯和溴單質(zhì)反應(yīng)生成,再是和一定條件下反應(yīng)生成,其合成流程為。
2.(2025·上海市香山中學(xué)高三期中考試)α-甲基苯乙烯(AMS)在有機(jī)合成中用途廣泛,以下是用苯為原料合成AMS并進(jìn)一步制備香料龍葵醛的路線:
完成下列填空:
(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是 ;反應(yīng)③所需的試劑與條件是 。
(2)有關(guān)AMS的說(shuō)法錯(cuò)誤的是________。
A.分子式為C9H10
B.分子中所有碳原子一定共平面
C.屬于芳香烴
D.能發(fā)生氧化、加成、加聚反應(yīng)
(3)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)A中溴原子的方法: 。
(4)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式: 。
(5)AMS可以自身聚合,寫出該高聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
(6)寫出同時(shí)滿足下列條件的龍葵醛的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
①苯環(huán)上的一溴代物有兩種
②分子中含有羥基但沒(méi)有甲基
(7)設(shè)計(jì)一條由AMS合成的合成路線 。(合成路線常用的表示方式為:甲乙??????目標(biāo)產(chǎn)物)
【答案】(1) 加成反應(yīng) NaOH醇溶液,加熱 (2)B
(3)取有機(jī)物少許于潔凈的試管中,加入氫氧化鈉溶液并加熱一段時(shí)間,冷卻后加稀硝酸溶液至酸性,加硝酸銀溶液產(chǎn)生淺黃色沉淀
(4)
(5)
(6)或或
(7)
【解析】反應(yīng)①:CH3CH=CH2中碳碳雙鍵斷裂后,一個(gè)碳上加氫原子,一個(gè)碳上加苯基,故反應(yīng)①為加成反應(yīng),C6H6為;反應(yīng)②:的分子式為C9H12,A分子式為C9H11Br,則反應(yīng)②為取代反應(yīng),已知A中含有兩個(gè)甲基,則推斷A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;反應(yīng)③為鹵代烴的消去反應(yīng);,由鹵代烴經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)生成醛,這兩步應(yīng)為鹵代烴水解生成醇,醇催化氧化得到醛。(1)反應(yīng)①為加成反應(yīng);反應(yīng)③為鹵代烴的消去反應(yīng),反應(yīng)條件應(yīng)為NaOH的醇溶液,加熱;(2)A項(xiàng),根據(jù)結(jié)構(gòu)可知,AMS分子式為C9H10,A正確;B項(xiàng),苯環(huán)12個(gè)原子共面,碳碳雙鍵6原子共面,由于單鍵可旋轉(zhuǎn),分子中所有碳原子不一定共平面,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),僅含有碳和氫,且含有苯環(huán),屬于芳香烴,C正確;D項(xiàng),含有苯環(huán),和官能團(tuán)碳碳雙鍵,能發(fā)生氧化、加成、加聚反應(yīng),D正確; 故選B;(3)檢驗(yàn)方法為:取有機(jī)物少許于潔凈的試管中,加入氫氧化鈉溶液并加熱一段時(shí)間,冷卻后加稀硝酸溶液至酸性,加硝酸銀溶液產(chǎn)生淺黃色沉淀;(4)反應(yīng)②為取代反應(yīng),Br2在光照條件下取代飽和碳原子上的氫原子,生成鹵代烴和HBr,方程式為:;(5)AMS中含有碳碳雙鍵,可以發(fā)生加聚反應(yīng),聚合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;(6)苯環(huán)上的一溴代物只有2種,則苯環(huán)上只有2種位置上的氫原子,分子中含有-OH,根據(jù)不飽和情況可推斷,除苯環(huán)外,分子中應(yīng)該有一個(gè)碳碳雙鍵或一個(gè)環(huán)。則同分異構(gòu)體可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有:或或 ;(7)合成目標(biāo)為:→,由1個(gè)官能團(tuán)變2個(gè)官能團(tuán),一般采用先與鹵素單質(zhì)加成的方式使官能團(tuán)的數(shù)目增加,再進(jìn)行官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。鹵素原子可以經(jīng)過(guò)水解得到羥基,而-CHO可以利用醇的氧化反應(yīng)得到。鹵代烴的水解條件為NaOH的水溶液加熱;醇的催化氧化條件為Cu或Ag作催化劑/加熱;醇催化氧化生成醛,參考合成路線如下:。
3.(2025·上海市華東師范大學(xué)附屬周浦中學(xué)高三期中考試)H是合成香料的原料,具有一種甜美的藥草和煙草香氣,以A為原料制備H的合成路線如圖所示:
已知:
①。
②。
③合成路線中的D是含有5個(gè)碳原子的有機(jī)化合物。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)化合物A中的官能團(tuán)名稱為 ,H中官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(2)檢驗(yàn)化合物A中鹵原子的實(shí)驗(yàn)方法是 。
(3)化合物B中碳原子的雜化類型為 。
(4)的名稱為反-2-戊烯,按此命名原則,請(qǐng)補(bǔ)全A的系統(tǒng)名稱: -1,4-二氯 。
(5)寫出C轉(zhuǎn)化為E的化學(xué)方程式: 。
(6)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(7)指出F→G的反應(yīng)類型: 。
(8)有機(jī)物X是H少一個(gè)碳原子的同系物,X具有如下結(jié)構(gòu)和性質(zhì):
①含有結(jié)構(gòu),環(huán)上所有碳原子均為飽和碳原子,且環(huán)上只有一個(gè)取代基;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
④能水解;
⑤核磁共振氫譜顯示有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且峰面積之比為1:1:2:2:4:4。
寫出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
(9)根據(jù)已知信息,寫出以和HC≡C-COOCH3為原料,合成的路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用) 。
【答案】(1) 碳碳雙鍵、碳氯鍵(氯原子)
(2)加入NaOH溶液并加熱,再加入足量的稀硝酸中和掉未反應(yīng)的堿,再加入硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明A中含有氯原子
(3)sp3、sp2、sp
(4) 順 -2-丁烯
(5)
(6)
(7)氧化反應(yīng)
(8)
(9)
【解析】有機(jī)物A和CH2(CN)2在KHCO3/DMF條件下,發(fā)生取代反應(yīng)得到B,B經(jīng)多步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C,C和D轉(zhuǎn)化為E,E轉(zhuǎn)化為F,F(xiàn)轉(zhuǎn)化為G,G發(fā)生信息②的反應(yīng)得到H,由H的結(jié)構(gòu)可推出G為,則F為,E為,對(duì)比C和E的結(jié)構(gòu),可知D為。(1)化合物A為,其官能團(tuán)名稱為碳碳雙鍵、碳氯鍵(氯原子);結(jié)合H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可知H中官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(2)化合物A中含有碳氯鍵,檢驗(yàn)化合物A中鹵原子,首先應(yīng)將鹵原子發(fā)生水解反應(yīng),再用硝酸銀溶液去檢驗(yàn),故實(shí)驗(yàn)方法是,加入NaOH溶液并加熱,再加入足量的稀硝酸中和掉未反應(yīng)的堿,再加入硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明A中含有氯原子;(3)B為,分子中有3個(gè)碳原子只形成單鍵,有2個(gè)碳原子形成碳碳雙鍵,有2個(gè)碳原子形成碳氮三鍵,故碳原子的雜化方式為sp3、sp2、sp;(4)A分子中兩個(gè)-CH2Cl基團(tuán)在雙鍵的同側(cè),則為順式結(jié)構(gòu),則A的名稱為順-1,4-二氯-2-丁烯;(5)根據(jù)信息①分析可知,C生成E的化學(xué)方程式為;(6)由分析可知F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(7)由分析可知,F(xiàn)為,G為,反應(yīng)類型為氧化反應(yīng);(8)H的分子式為C10H16O2,不飽和度為3,有機(jī)物X是H少一個(gè)碳的同系物,X具有如下結(jié)構(gòu)和性質(zhì):①含有結(jié)構(gòu),用去一個(gè)不飽和度,環(huán)上所有碳原子均為飽和碳原子,且環(huán)上只有一個(gè)取代基,則取代基是含有3個(gè)碳原子,且有2個(gè)不飽和度的取代基;②能使澳的四氯化碳溶液褪色,說(shuō)明含有不飽和鍵;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明含有醛基;④能水解說(shuō)明含有HCOO-;該取代基可看作HCOO-取代了-CH=CH2中的一個(gè)H原子形成的,分別是、;⑤核磁共振氫譜顯示有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫,且峰面積之比為1:1:2:2:4:4,則符合條件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(9)和發(fā)生已知①的反應(yīng)可制備,由轉(zhuǎn)化為可以先加成再消去,則以和為原料,合成的路線流程圖為:。
4.(2025·上海市晉元高級(jí)中學(xué)高三期中考試)泊馬度胺能激活NK細(xì)胞,是一種抗腫瘤藥物。泊馬度胺的一種合成路線如下所示:
(1)泊馬度胺分子中除含有氨基外,還含有的官能團(tuán)有_______。
A.羰基B.酯基C.酰胺基D.醛基
(2)用“*”標(biāo)出泊馬度胺分子中的不對(duì)稱碳原子 。
(3)D分子中含有兩個(gè)六元環(huán),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(4)苯環(huán)上有多個(gè)取代基時(shí),含氧基團(tuán)一般視作母體,如有機(jī)化合物的名稱為4-溴間苯二甲醛,據(jù)此規(guī)則步驟⑤所用反應(yīng)物E的名稱應(yīng)為: 。
(5)設(shè)計(jì)步驟①④的目的是 。
(6)原料A是谷氨酸()的衍生物。
①關(guān)于谷氨酸性質(zhì)敘述正確的是 。
A.常溫下是無(wú)色液體 B.能發(fā)生氧化反應(yīng)和加聚反應(yīng)
C.遇茚三酮能顯色 D.在鹽酸中溶解性較在純水中更大
②用丙氨酸與谷氨酸縮合,最多可形成二肽的數(shù)量為 。
A.2種 B.4種 C.6種 D.7種
(7)寫出符合下列要求的B的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
i.屬于芳香化合物
ii.既能與NaOH溶液反應(yīng),又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
iii.分子中共有四種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,個(gè)數(shù)比為1:2:2:2
(8)已知羧基較穩(wěn)定,難以直接與氨基發(fā)生取代反應(yīng)。結(jié)合相關(guān)信息,設(shè)計(jì)以尿素和甘油為有機(jī)原料合成徑尿酸的路線 (相關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)如下所示,其他無(wú)機(jī)試劑與有機(jī)溶劑任選)。
【答案】(1)C (2) (3)
(4)3-氨基鄰苯二甲酸 (5)保護(hù)氨基,防止在③中發(fā)生取代反應(yīng)
(6) CD C (7)
(8)
【解析】A中氨基與B中酰氯鍵發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,C與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成,中氯原子與氨基在DMF作用下發(fā)生脫HCl反應(yīng)生成D,D為:;D在催化劑作用下被氫氣還原生成,中氨基與E中羧基發(fā)生取代反應(yīng)生成泊馬度胺。(1)由泊馬度胺分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其所含官能團(tuán)有氨基、酰胺基兩種,故C正確;(2)由泊馬度胺分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其所含不對(duì)稱碳如圖:;(3)由以上分析可知D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;(4)據(jù)此規(guī)則步驟⑤所用反應(yīng)物E的名稱應(yīng)為:3-氨基鄰苯二甲酸;(5)設(shè)計(jì)步驟①④的目的是保護(hù)氨基,防止在③中發(fā)生取代反應(yīng);(6)①谷氨酸中含氨基、羧基,可形成分子間氫鍵,熔沸點(diǎn)較高,常溫下是固體,故A錯(cuò)誤;谷氨酸中含氨基,能發(fā)生氧化反應(yīng),但氨基和羧基均不能發(fā)生加聚反應(yīng),故B錯(cuò)誤;谷氨酸含氨基和羧基,遇茚三酮能顯色,故C正確;谷氨酸中氨基可與鹽酸反應(yīng)生成鹽,增大其溶解度,故D正確;②丙氨酸與谷氨酸縮合時(shí),可形成以下二肽:丙氨酸與丙氨酸,谷氨酸中氨基與另一谷氨酸的兩個(gè)羧基分別形成一種二肽、丙氨酸中的氨基與谷氨酸的兩個(gè)羧基分別形成一種二肽,丙氨酸中的羧基與谷氨酸中的氨基,共6種;(7)的同分異構(gòu)體滿足:i.屬于芳香化合物,含有苯環(huán)結(jié)構(gòu);ii.既能與NaOH溶液反應(yīng),又能發(fā)生銀鏡反應(yīng),含有醛基和酚羥基或含有-OOCH;iii.分子中共有四種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,個(gè)數(shù)比為1:2:2:2,可知結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性,若含醛基、酚羥基和碳氯鍵無(wú)法滿足對(duì)稱結(jié)構(gòu),因此應(yīng)含-OOCH,符合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;(8)首先氧化為:;與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成,與在DMF作用下生成,與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)生成,合成路線為:。
5.(2025·上海市楊浦高級(jí)中高三期中考試)L是一種治療自主神經(jīng)功能障礙藥物的活性成分,以A為原料合成L的流程如圖所示。
(1)C中的官能團(tuán)有酯基和 。
(2)反應(yīng)E→F的反應(yīng)類型屬于___________。
A.取代反應(yīng)B.加成反應(yīng)C.氧化反應(yīng)D.還原反應(yīng)
(3)反應(yīng)F→G的反應(yīng)方程式為 。
(4)反應(yīng)H→I所需的試劑和條件為_(kāi)__________。
A.濃硫酸,加熱B.稀硫酸,加熱C.氫氧化鈉溶液,加熱D.Cu,加熱
(5)寫出一種同時(shí)滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
Ⅰ.1ml有機(jī)物最多能與4ml NaOH反應(yīng);
Ⅱ.核磁共振譜中顯示分子中含有4類化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,其個(gè)數(shù)之比為3:2:2:1
(6)設(shè)計(jì)F→G步驟的目的是 。
(7)G→H中可以用堿性的吡啶()替代,吡啶的作用是 。
(8)參考合成L的流程圖,設(shè)計(jì)以苯乙醛為原料制備吸濕性高分子材料()的合成路線 。(無(wú)機(jī)試劑任選)(可表示為)
(9)L的同分異構(gòu)體M其結(jié)構(gòu)為
(a)化合物M中不對(duì)稱碳原子數(shù)為 。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
(b)鑒別L和M的試劑是 。
A. 硝酸 B. 希夫試劑 C. 氫氧化鈉 D. 茚三酮
【答案】(1)醛基 (2)D
(3)+CH3OH+H2O
(4)B
(5)或
(6)保護(hù)羧基,防止生成副產(chǎn)物
(7)消耗HBr,提高平衡產(chǎn)率
(8)
(9) A D
【解析】根據(jù)分子式以及B的結(jié)構(gòu)可知:A為;D→E首先發(fā)生加成反應(yīng)延長(zhǎng)碳鏈,再發(fā)生水解生成E為:;F→G,根據(jù)F、H結(jié)構(gòu)可知,G為:,F(xiàn)→G,H→I先將羧基反應(yīng)保護(hù)起來(lái),再還原。(1)根據(jù)C的結(jié)構(gòu),含有酯基和醛基;(2)根據(jù)分析可知,E的結(jié)構(gòu)為在SnCl2下轉(zhuǎn)化為F:,羥基轉(zhuǎn)化為H,發(fā)生還原反應(yīng),答案選D。(3)F()與甲醇在濃硫酸作用下,發(fā)生酯化反應(yīng),化學(xué)方程式為:+CH3OH+H2O;(4)H→I過(guò)程中,由轉(zhuǎn)化為,酯基發(fā)生水解生成羧基,故在稀硫酸加熱條件下進(jìn)行,故選B;(5)1mlE()的同分異構(gòu)體能與4mlNaOH反應(yīng),說(shuō)明除了兩個(gè)酚羥基外還有一個(gè)酚羥基形成的酯,又因?yàn)楹?類化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,其個(gè)數(shù)之比為3:2:2:1,故有甲基結(jié)構(gòu),且為甲酸形成的酯,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,可能為:或;(6)根據(jù)題干流程可知:F→G,H→I先將羧基反應(yīng),再還原。因此這兩步是保護(hù)官能團(tuán),G→H發(fā)生羥基氫被烴基取代的反應(yīng),因此不保護(hù)容易生成副產(chǎn)物。故答案為:保護(hù)羧基,防止生成副產(chǎn)物;(7)在G→H反應(yīng)過(guò)程中生成物有HBr。碳酸鉀和吡啶都可以和HBr反應(yīng),根據(jù)平衡原理,生成物被消耗,平衡正向移動(dòng),故答案為:消耗HBr,提高平衡產(chǎn)率;(8)要制得),需要,可由在濃硫酸加熱下發(fā)生消去反應(yīng)制得,由與HCN反應(yīng)后再水解而來(lái)。故答案為:;(9)(a)M其結(jié)構(gòu)為,只有一個(gè)不對(duì)稱碳,即氨基相連的碳,故選A;(b)根據(jù)L()和M()的結(jié)構(gòu)可以看出,M中由羧基和氨基,是氨基酸,L中沒(méi)有,故可以使用茚三酮鑒別,可以時(shí)茚三酮顯藍(lán)色,?希夫試劑與醛的反應(yīng)現(xiàn)象是生成紫紅色的絡(luò)合物,常用于鑒別醛類化合物,故選D。
6.(2025·上海市七寶中學(xué)高三期中考試)某藥物中間體G的合成路線如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)A→B的反應(yīng)試劑及條件是 。
(2)B分子中氯原子 和苯環(huán)共平面。
A.是 B.否 C.不確定
(3)B與足量熔融NaOH反應(yīng)的方程式為 。
(4)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(5)E-F的反應(yīng)類型___________。
A.取代反應(yīng)B.加成反應(yīng)C.消去反應(yīng)D.還原反應(yīng)
(6)寫出G中所有含氧官能團(tuán)的名稱 。
(7)X是F的同分異構(gòu)體,符合下列條件的X可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (任寫一種)。
①可使希夫試劑顯紫色
②含有苯環(huán)、無(wú)甲基,且苯環(huán)一氯取代有三種
③有對(duì)映體
(8)已知有機(jī)酸酐由2個(gè)羧基脫水獲得,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,能發(fā)生反應(yīng):。F→G經(jīng)歷了2個(gè)反應(yīng)中間體,
其中X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ,Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
【答案】(1)Cl2、 FeCl3 (2)A
(3)
(4) (5)A (6)羧基、羰基、醚鍵
(7)或或
(8)
【解析】A與氯氣在FeCl3作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成B(氯苯),B發(fā)生取代反應(yīng)生成C(苯酚),C與氫氧化鈉、二氧化碳在一定條件下反應(yīng)生成D,D與CH3CH2COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成E,根據(jù)C、E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可知D是;E在氯化鋁作用下異構(gòu)化為F,F(xiàn)與乙酸酐在一定條件下生成G。(1)苯與氯氣在FeCl3作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯苯、氯化氫,A→B的反應(yīng)試劑及條件是Cl2、 FeCl3;(2)B是氯苯,苯分子為平面結(jié)構(gòu),一個(gè)氯原子代替苯分子上1個(gè)H原子得到氯苯,氯苯分子中氯原子一定和苯環(huán)共平面,選A。(3)B與足量熔融NaOH反應(yīng)生成苯酚鈉、氯化鈉、水,反應(yīng)方程式為;(4)根據(jù)以上分析,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(5)E在氯化鋁作用下異構(gòu)化為F ,E-F的反應(yīng)類型取代反應(yīng),選A;(6)根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,含氧官能團(tuán)的名稱羧基、羰基、醚鍵;(7)①可使希夫試劑顯紫色,說(shuō)明含有醛基;②含有苯環(huán)、無(wú)甲基,且苯環(huán)一氯取代有三種,③有對(duì)映體,符合下列條件的F的同分異構(gòu)體可能為、、等;(8)根據(jù)信息可知,F(xiàn)和乙酸酐反應(yīng)生成,則X是,X的酯基結(jié)構(gòu)中含有碳氧雙鍵,可以發(fā)生加成反應(yīng)生成Y,Y發(fā)生消去反應(yīng)生成G,由G逆推,Y是。
7.(2025·上海市市西中學(xué)高三期中考試)化合物H是一種用于合成y-分泌調(diào)節(jié)劑的藥物中間體,其合成路線流程圖如下:
(1)C中的含氧官能團(tuán)名稱為 和 。
(2)D→E的反應(yīng)類型為 。
(3)寫出C→D的化學(xué)反應(yīng)方程式 。
(4)寫出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
①含有苯環(huán),且分子中有一個(gè)手性碳原子;
②能發(fā)生水解反應(yīng),水解產(chǎn)物之一是一種-氨基酸,另一水解產(chǎn)物分子中只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫。
(5)G的分子式為C12H14N2O2,經(jīng)氧化得到H,寫出G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
(6)已知:(R代表烴基,R'代表烴基或H),請(qǐng)結(jié)合題干信息,寫出以、和為原料制備的合成路線: 。
【答案】(1) 醚鍵 酯基意 (2)取代反應(yīng)
(3)+HCOOH+H2O
(4)
(5)
(6)
【解析】由有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,碳酸鉀作用下與(CH3)2SO4發(fā)生取代反應(yīng)生成,催化劑作用下與氫氣共熱發(fā)生還原反應(yīng)生成,與甲酸發(fā)生取代反應(yīng)生成,碳酸鉀作用下與BrCH2COCH3發(fā)生取代反應(yīng)生成,一定條件下轉(zhuǎn)化為,一定條件下轉(zhuǎn)化為,與二氧化錳發(fā)生氧化反應(yīng)生成。(1)由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,的含氧官能團(tuán)為酯基和醚鍵;(2)由分析可知,D→E的反應(yīng)為碳酸鉀作用下與BrCH2COCH3發(fā)生取代反應(yīng)生成和溴化氫;(3)由分析可知,C→D的反應(yīng)為與甲酸發(fā)生取代反應(yīng)生成和水,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為+HCOOH+H2O;(4)C的同分異構(gòu)體能發(fā)生水解,由于其中一種水解產(chǎn)物分子中只有2種不同的H原子,所以該水解產(chǎn)物一定是對(duì)苯二酚,另一種水解產(chǎn)物是α-氨基酸,則該C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(5)由分析可知,G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(6)由有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,以、和為原料制備的合成步驟為與溴化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成,碳酸鉀作用下與(CH3)2SO4發(fā)生取代反應(yīng)生成,催化劑作用下與氫氣共熱發(fā)生還原反應(yīng)生成,碳酸鉀作用下與反應(yīng)生成,合成路線為。
8.(2025·上海市吳淞中學(xué)高三期中考試)碳骨架的構(gòu)建是有機(jī)合成的重要任務(wù)之一、某同學(xué)從乙烯出發(fā),針對(duì)二酮設(shè)計(jì)了如圖合成路線:
已知:Ⅰ.RMgX+
Ⅱ.
Ⅲ.+
回答下列問(wèn)題:
(1)由E→F的反應(yīng)類型是 。H中的官能團(tuán)名稱是 。
(2)D的同分異構(gòu)體中,與其具有相同官能團(tuán)的有 種(不考慮對(duì)映異構(gòu)),其中核磁共振氫譜有三組峰,峰面積之比為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(3)E與足量酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成的有機(jī)物的名稱為 、 。
(4)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(5)下列說(shuō)法正確的是___________。
A.G存在順?lè)串悩?gòu)體
B.D和F互為同系物
C.在加熱和催化條件下,D不能被氧化
D.F中有2個(gè)手性碳原子
(6)已知:,H在堿性溶液中易發(fā)生分子內(nèi)縮合從而構(gòu)建雙鍵結(jié)構(gòu),主要產(chǎn)物為I()和另一種,不飽和酮J(J與I為同分異構(gòu)體)。
①J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
②若經(jīng)此路線由H合成I,存在的問(wèn)題有 (不定項(xiàng))。
A.原子利用率低 B.產(chǎn)物難以分離 C.反應(yīng)條件苛刻 D.嚴(yán)重污染環(huán)境
【答案】(1) 氧化反應(yīng) 碳碳雙鍵、酮羰基
(2) 7
(3)乙酸 丙酮
(4)
(5)C
(6) AB
【解析】由圖可知,A加成反應(yīng)后生成B,C與丙酮發(fā)生已知的I反應(yīng),增長(zhǎng)了碳鏈并引入了羥基,D發(fā)生消去反應(yīng)生成E,E被氧化后引入了兩個(gè)羥基,G發(fā)生已知II的同類反應(yīng)生成H,由此推出G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(1)酸性KMnO4具有強(qiáng)氧化性,故E被酸性KMnO4氧化生成F,反應(yīng)類型是氧化反應(yīng);由H的結(jié)構(gòu)式可知,含有的官能團(tuán)為碳碳雙鍵、酮羰基;(2)D的分子式為C5H12O,含有-OH的同分異構(gòu)體的碳鏈結(jié)構(gòu)及-OH可能出現(xiàn)的位置(用阿拉伯?dāng)?shù)字表示)如下所示:、、,共有7種。其中核磁共振有三組峰,峰面積之比為9:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(3)參考已知III反應(yīng),E與足量酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為:CH3COOH、,名稱分別為乙酸、丙酮;(4)根據(jù)分析知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(5)A項(xiàng),G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,碳碳雙鍵端點(diǎn)連接了2個(gè)相同的H原子,不存在順?lè)串悩?gòu),A錯(cuò)誤;B項(xiàng),D是一元醇,F(xiàn)是二元醇,不是同系物,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),D的官能團(tuán)是-OH,其α-C上沒(méi)有H原子,在加熱和Cu催化條件下,D不能被氧氣氧化,C正確;D項(xiàng),連有4個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳原子為手性碳原子,由F的結(jié)構(gòu)可知,F(xiàn)中與羥基相連的碳原子為手性碳原子,只有1個(gè)手性碳原子,D錯(cuò)誤;故選C;(6)參考本小問(wèn)的已知反應(yīng),反應(yīng)中化學(xué)鍵變化為:一個(gè)羰基中的氧與另一個(gè)甲基的2個(gè)H脫水,斷鍵后的兩個(gè)碳結(jié)合形成碳碳雙鍵,故J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;若經(jīng)此路線由H合成I,對(duì)可能存在的問(wèn)題分析如下:在合成I的同時(shí)有副反應(yīng)生成J,反應(yīng)物的原子利用率低,A正確;產(chǎn)物I與J互為同分異構(gòu)體,且結(jié)構(gòu)相似,官能團(tuán)相同,故性質(zhì)相似,難以分離,B正確;反應(yīng)條件是NaOH溶液和加熱,條件不苛刻,C錯(cuò)誤;反應(yīng)物及生成物沒(méi)有能造成嚴(yán)重染污的物質(zhì),D錯(cuò)誤;故選AB。
9.(2025·上海市浦東復(fù)旦附中分校高三期中考試)用酒石酸(A)為原料可以合成抗病毒藥物沙奎那韋的中間體(G),其合成路線如圖:
已知:?。甊1COOR2R1CH2OH(其中R2為氫原子或烴基)。
ⅱ.SOCl2在酯化反應(yīng)中作催化劑,若羧酸和SOCl2先混合會(huì)生成酰氯,酰氯與醇再反應(yīng)成酯;若醇和SOCl2先混合會(huì)生成氯化亞硫酸酯,氯化亞硫酸酯與羧酸再反應(yīng)成酯。完成下列問(wèn)題:
(1)酒石酸(A)存在于葡萄等多種植物中,可作飲料添加劑。下列關(guān)于酒石酸的說(shuō)法正確的是_____。
A.分子中所有原子可能共平面
B.分子中碳原子有sp2、sp3兩種雜化方式
C.1 ml 酒石酸最多可與4 ml NaOH反應(yīng)
D.酒石酸可發(fā)生加聚反應(yīng),與Na2CO3反應(yīng)可生成CO2
(2)G的分子式為 ;⑥的反應(yīng)類型為 ;B中含氧官能團(tuán)的名稱為 。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ,含有的手性碳原子數(shù)目為 。
(4)為得到較多量的產(chǎn)物B,反應(yīng)①應(yīng)進(jìn)行的操作是 。
(5)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為 ,反應(yīng)②和⑤的目的是 。
(6)M為C的同分異構(gòu)體,M可由含有苯環(huán)的有機(jī)物N加氫還原苯環(huán)得到,N的分子中有五個(gè)取代基,1mlN能與4 ml NaOH反應(yīng),但只能與2 ml NaHCO3反應(yīng),N分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。則M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (任寫一種)。
(7)結(jié)合題目信息,以為原料合成,寫出合成路線 (其他試劑任選)。
【答案】(1)B (2) C12H11NO3Cl2 取代反應(yīng) 羥基、酯基
(3) 2
(4)先將SOCl2與甲醇混合反應(yīng)后,再加入酒石酸進(jìn)行反應(yīng)
(5) + 保護(hù)兩個(gè)羥基不被氯代
(6)、
(7)
【解析】A和CH3OH發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B和發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C發(fā)生信息ⅰ反應(yīng)生成D,則D為,D發(fā)生氯代反應(yīng)生成E,E在一定條件下轉(zhuǎn)化為F,F(xiàn)與發(fā)生取代反應(yīng)生成G。(1)酒石酸(A)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;A項(xiàng),分子中含有飽和碳原子,所有原子不可能共面,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),飽和碳原子為sp3雜化,羧基上的碳原子為sp2雜化,分子中碳原子有sp2、sp3兩種雜化方式,B正確;C項(xiàng),只有羧基能和NaOH反應(yīng),1 ml 酒石酸最多可與2ml NaOH反應(yīng),C錯(cuò)誤;D項(xiàng),酒石酸不含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵結(jié)構(gòu),不能發(fā)生加聚反應(yīng),含有羧基,與Na2CO3反應(yīng)可生成CO2,D錯(cuò)誤;故選B;(2)由G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,G的分子式為C12H11NO3Cl2;反應(yīng)⑥為與反應(yīng)生成,同時(shí)會(huì)生成KOH,該反應(yīng)為取代反應(yīng);由B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,含氧官能團(tuán)名稱為羥基、酯基;(3)由分析可知,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;連接4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的碳原子為手性碳原子,D含有2個(gè)手性碳原子,如圖所示:;(4)由題給信息可知,若A先和SOCl2混合,A上的羥基、羧基均會(huì)參與反應(yīng),再與甲醇反應(yīng)不可能生成,所以為得到較多量的產(chǎn)物B,反應(yīng)①應(yīng)進(jìn)行的操作是先將SOCl2與甲醇混合反應(yīng)后,再加入酒石酸進(jìn)行反應(yīng);(5)由分析可知,反應(yīng)②為和發(fā)生取代反應(yīng),化學(xué)方程式為:+;由B、F的結(jié)構(gòu)中都含有羥基可知,反應(yīng)②和⑤的目的是保護(hù)兩個(gè)羥基不被氯代;(6)C的同分異構(gòu)體M可由含有苯環(huán)的有機(jī)物N加氫還原苯環(huán)得到,所以N的分子式為C9H8O6,不飽和度為6,1mlN只能與2ml碳酸氫鈉反應(yīng),說(shuō)明N分子中含有2個(gè)羧基,1個(gè)苯環(huán)和2個(gè)羧基已經(jīng)占有了6個(gè)不飽和度,而1mlN能與4ml氫氧化鈉反應(yīng)說(shuō)明N分子中還含有兩個(gè)酚羥基,則N分子中有五個(gè)取代基、4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、,對(duì)應(yīng)M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、;(7)發(fā)生信息ⅰ反應(yīng)生成,在濃硫酸作用下共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成苯乙烯,催化劑作用下苯乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚苯乙烯,合成線路為。
10.(2025·上海交通大學(xué)附屬中學(xué)高三期中考試)高分子聚合物是由許多小分子聚合反應(yīng)而成,相對(duì)小分子化合物,具有獨(dú)特的物理性能。高分子聚合物分天然和人工合成,人工合成的聚合物常見(jiàn)于生活中。如PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PVAc-聚乙酸乙烯酯??????PVB是一種常用的熱塑性高分子,具有良好的耐老化性和電絕緣性?,F(xiàn)以A為原料合成PVB,其合成路線如下:
已知:
Ⅰ.CH3CHO+CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO CH3CH=CHCHO + H2O
Ⅱ.++H2O (R、R′可表示烴基或氫原子)
Ⅲ.R-CH=CH-OH不穩(wěn)定,容易轉(zhuǎn)化為R-CH2-CHO
回答下列問(wèn)題:
(1)PVB中,含氧官能團(tuán)的名稱 。
(2)
應(yīng)用現(xiàn)代儀器對(duì)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)A的質(zhì)譜圖,可知A的相對(duì)分子質(zhì)量為 。根據(jù)A的核磁共振氫譜圖,確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(3)已知③反應(yīng)的生成物只有一種,該反應(yīng)類型為 。
(4)證明C已完全反應(yīng)生成D的檢驗(yàn)試劑為 。
(5)②的化學(xué)方程式為 。
(6)④和⑤的反應(yīng)順序不能顛倒的原因?yàn)? 。
(7)PVA 和PVB聚合度的數(shù)量關(guān)系為_(kāi)__________ (填選項(xiàng))。
A.n = mB.m=2nC.m=D.3n=m
(8)請(qǐng)寫出符合下列情況的D同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
①能使溴水褪色 ②能與金屬Na反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 ③存在對(duì)映異構(gòu)
(9)參考上述信息,設(shè)計(jì)以甲苯和乙醛為原料,合成肉桂醛()的合成路線 ,其他無(wú)機(jī)試劑任選。(常用的表示方式為:甲乙 ?????? 目標(biāo)產(chǎn)物)
【答案】(1)醚鍵 (2) 46 CH3CH2OH (3)加成 (4)Br2/CCl4
(5)CH3CH=CHCHO +H2CH3CH2CH2CHO
(6)若顛倒,則酯先水解得到CH2=CHOH,該物質(zhì)不穩(wěn)定,易轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3CHO,不能得到需要的PVB (7)C (8)
(9)
【解析】采用逆推法,可確定D為CH3CH2CH2CHO,則C為CH3CH=CHCHO,B為CH3CHO,A為CH3CH2OH,E與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成F,F(xiàn)為CH3COOCH=CH2,F(xiàn)發(fā)生加聚反應(yīng)得到PVAc,PVAc的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,堿性水解得到PVA()。(1)根據(jù)題中PVB結(jié)構(gòu),PVB中,含氧官能團(tuán)的名稱:醚鍵;(2)從質(zhì)譜圖中可以看出,A的相對(duì)分子質(zhì)量為46;有機(jī)物A的核磁共振氫譜圖中有3種吸收峰,表明A分子中含有3種氫原子,則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OH;(3)E與F反應(yīng),生成物只有一種,該反應(yīng)類型為加成;(4)由分析可知,D為CH3CH2CH2CHO,則C為CH3CH=CHCHO,醛基會(huì)影響碳碳雙鍵的檢驗(yàn),則可以先用銀氨溶液或新制氫氧化銅將醛基氧化成羧基,然后再用溴水檢驗(yàn)雙鍵,故需要的試劑為:銀氨溶液或新制氫氧化銅,溴水;(5)②的化學(xué)方程式為碳碳雙鍵的加成,方程式為:CH3CH=CHCHO +H2CH3CH2CH2CHO;(6)由分析可知,F(xiàn)為CH3COOCH=CH2,④和⑤的反應(yīng)順序顛倒后,F(xiàn)水解的產(chǎn)物中羥基連在雙鍵碳上,這樣的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,故④和⑤不能顛倒;(7)依照題給流程信息,PVA( )與D(CH3CH2CH2CHO)合成PVB的化學(xué)方程式為 +CH3CH2CH2CHO +H2O,則n=2m;(8)由分析可知D為CH3CH2CH2CHO,能使溴水褪色說(shuō)明其中含有碳碳雙鍵,能與金屬Na說(shuō)明其中含有羥基,其中羥基不能連在雙鍵碳上,那樣的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,則羥基的位置為:,,,故結(jié)構(gòu)一共有4種;存在對(duì)映異構(gòu)的是;(9)根據(jù)題中流程,A(甲苯)可以發(fā)生一系列反應(yīng)生成,結(jié)合已知Ⅰ,和乙醛在一定條件下反應(yīng)可制備肉桂醛,故合成路線為。
11.(2025·上海市同濟(jì)大學(xué)第一附屬中學(xué)高三期中考試)辣椒素是辣椒的活性成分,在醫(yī)學(xué)上具有消炎、鎮(zhèn)痛、麻醉等功效,可用作食品添加劑,也可用作海洋防污涂料。辣椒素(Ⅰ)的合成路線如下。
(1)A→B的反應(yīng)類型為 。
(2)D的分子式為 ,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(3)辣椒素I中含氧官能團(tuán)的名稱為羥基、 。
(4)D→E過(guò)程中反應(yīng)i的化學(xué)方程式為 。
(5)F→G的反應(yīng)中,不能使用氯水代替SOCl2,原因是 。
(6)的同分異構(gòu)體中,同時(shí)符合下列條件的有 種(不考慮立體異構(gòu))。
①苯環(huán)上有四個(gè)取代基,且核磁共振氫譜顯示,其苯環(huán)上只有一種化學(xué)環(huán)境的氫原子;
②紅外光譜測(cè)得,其分子結(jié)構(gòu)中含有-NH2和-OH;
③進(jìn)一步測(cè)得,該物質(zhì)能與NaOH反應(yīng),且1ml該物質(zhì)能消耗2ml NaOH。
(7)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)以2-丙醇和必要試劑為原料合成2-異丙基丙二酸()的合成路線 (其他無(wú)機(jī)試劑與溶劑任選)。
【答案】(1)取代反應(yīng) (2) C15H26O4
(3)醚鍵和酰胺基
(4)+2KOH+2C2H5OH
(5)4
(6)F分子中含有碳碳雙鍵,可與氯水發(fā)生加成反應(yīng)
(7)
【解析】由C和D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,B和C發(fā)生取代反應(yīng)生成D,結(jié)合B的分子式可知,B為,則物質(zhì)A中的羥基與PBr3發(fā)生取代反應(yīng)得到物質(zhì)B,物質(zhì)D中的酯基在KOH溶液中水解后生成,酸化得到物質(zhì)E為,物質(zhì)E在180℃環(huán)境脫一個(gè)羧基得到物質(zhì)F,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,該羧基與SOCl2反應(yīng)得到酰氯基,生成物質(zhì)G,G進(jìn)一步與H反應(yīng)則生成目標(biāo)產(chǎn)物辣椒素(I)。(1)由分析可知,由A生成B的反應(yīng)中,A分子中的羥基被溴原子替代,發(fā)生取代反應(yīng)。(2)由D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,D的分子式為C15H26O4,由分析可知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)由辣椒素I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,其中含氧官能團(tuán)的名稱為羥基、醚鍵和酰胺基。(4)由合成路線可知,D→E過(guò)程中反應(yīng)i為物質(zhì)D中的酯基在KOH溶液中水解后生成,化學(xué)方程式為:+2KOH+2C2H5OH。(5)F分子中含有碳碳雙鍵,可與氯水發(fā)生加成反應(yīng),因此不能使用氯水代替SOCl2。(6)的同分異構(gòu)體中滿足條件:①苯環(huán)上有四個(gè)取代基,且核磁共振氫譜顯示,其苯環(huán)上只有一種化學(xué)環(huán)境的氫原子,說(shuō)明該同分異構(gòu)體是對(duì)稱的結(jié)構(gòu)且苯環(huán)上有4個(gè)取代基;②紅外光譜測(cè)得,其分子結(jié)構(gòu)中含有-NH2和-OH;③進(jìn)一步測(cè)得,該物質(zhì)能與NaOH反應(yīng),且1ml該物質(zhì)能消耗2ml NaOH,結(jié)合的不飽和度可以推知,該同分異構(gòu)體中含有2個(gè)酚羥基;則符合條件的同分異構(gòu)體有4種,分別為、、、。(7)和PBr3發(fā)生取代反應(yīng)生成,結(jié)合B轉(zhuǎn)化為D的流程可知,和NaCH(COOC2H5)2發(fā)生取代反應(yīng)生成(CH3)2CHCH(COOC2H5)2,最后再發(fā)生水解反應(yīng)、酸化得到,合成路線為:。
12.(2025·上海市進(jìn)才中學(xué)高三期中考試)鹽酸苯達(dá)莫司汀是新一代抗癌藥物。研究小組按下列路線合成鹽酸苯達(dá)莫司汀。
已知:①
②
③
(1)化合物A的官能團(tuán)名稱是 。
(2)B→C的反應(yīng)類型為 。
(3)化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。
(4)下列說(shuō)法正確的是___________。
A.將苯達(dá)莫司汀()制成鹽酸鹽有助于增加其水溶性
B.化合物D與乙醇互為同系物
C.化合物I的分子式是C18H25N3O4
D.化合物A易溶于水
(5)1ml化合物I與足量的氫氣反應(yīng),最多能消耗 mlH2。1ml化合物F在堿性條件下反應(yīng),最多能消耗 mlNaOH。
(6)寫出G→H的化學(xué)方程式 。
(7)寫出同時(shí)符合下列條件的化合物B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 、 。
①分子中僅含(類似苯環(huán))一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)且分子中不含醚鍵和羥基;
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且1ml該物質(zhì)與足量的銀氨溶液反應(yīng)能生成4mlAg;
③分子中共有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
(8)設(shè)計(jì)以D為原料合成E的路線 (用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)。
【答案】(1)硝基,碳氯鍵 (2)還原
(3) (4)A (54 2
(6)
(7)
(8)
【解析】A和CH3NH2發(fā)生信息①的反應(yīng)生成B為,B中硝基發(fā)生還原反應(yīng)生成C中氨基;D發(fā)生一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為E,根據(jù)F的分子式及I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知,C和E發(fā)生取代反應(yīng)生成F為,根據(jù)G的分子式、I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知,G中亞氨基和碳氧雙鍵先發(fā)生加成反應(yīng)然后發(fā)生消去反應(yīng)生成G為,G和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成H為,H中硝基發(fā)生還原反應(yīng)然后和環(huán)氧乙烷發(fā)生取代反應(yīng)生成I,I發(fā)生取代反應(yīng)然后和HCl反應(yīng)生成鹽酸苯達(dá)莫司汀。(1)由化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,化合物A的官能團(tuán)名稱是硝基,碳氯鍵。(2)A和CH3NH2發(fā)生信息①的反應(yīng)生成B為,B中硝基發(fā)生還原反應(yīng)生成C中氨基。(3)由分析可知,A和CH3NH2發(fā)生信息①的反應(yīng)生成B為。(4)A項(xiàng),將苯達(dá)莫司汀制成鹽酸鹽,該鹽酸鹽為電解質(zhì),可以增加其水溶性,利于吸收,A正確;B項(xiàng),化合物D中含有兩個(gè)羥基,與乙醇不是同系物,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),由I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,其分子式是C18H27N3O4,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),化合物A中沒(méi)有羥基、羧基等親水基團(tuán),不能和水分子形成氫鍵,難溶于水,D錯(cuò)誤;故選A。(5)I中含有1個(gè)苯環(huán)和1個(gè)碳氮雙鍵可以和H2發(fā)生加成反應(yīng),1ml化合物I與足量的氫氣反應(yīng),最多能消耗4mlH2。由分析可知,F(xiàn)為,其中含有1個(gè)酰氨基和1個(gè)羧基,1ml化合物F在堿性條件下反應(yīng),最多能消耗2mlNaOH。(6)G與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成H,反應(yīng)方程式為:。(7)化合物B的同分異構(gòu)體滿足條件:①分子中僅含(類似苯環(huán))一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)且分子中不含醚鍵和羥基;②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且1ml該物質(zhì)與足量的銀氨溶液反應(yīng)能生成4mlAg,結(jié)合B的分子式和其中不含醚鍵和羥基可知,其中含有兩個(gè)-OOCH;③分子中共有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,說(shuō)明該同分異構(gòu)體是對(duì)稱的結(jié)構(gòu);綜上所述,滿足條件的同分異構(gòu)體為:、。(8)以D為原料合成E的路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選),根據(jù)信息①②知,E可由HOOCCH2CH2CH2COOH發(fā)生信息②的反應(yīng)得到,HOOCCH2CH2CH2COOH可由NCCH2CH2CH2CN發(fā)生水解反應(yīng)得到,NCCH2CH2CH2CN可由BrCH2CH2CH2Br和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)得到,BrCH2CH2CH2Br可由D和HBr發(fā)生取代反應(yīng)得到,合成路線為:
13.(2025·上海市青浦高級(jí)中學(xué)高三質(zhì)量檢測(cè) )溴己新(I)又稱必嗽平,常用作祛痰藥。可通過(guò)下列路線合成:
(1)有機(jī)物A可以通過(guò)煤的干餾獲得,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是_______。
A.煤的干餾屬于物理變化
B.甲苯分子中的所有碳原子都在同一平面上
C.甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)時(shí),主要得到鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯兩種一硝基取代物
D.甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的原因是甲基活化了苯環(huán)
(2)寫出F中不含氧官能團(tuán)的名稱: 。
(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
(4)反應(yīng)①所需的試劑和條件是 。
(5)反應(yīng)②與反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型分別為_(kāi)______。
A.取代、取代B.氧化、加成C.氧化、還原D.氧化、取代
(6)反應(yīng)C→D的化學(xué)反應(yīng)方程式式: 。
(7)寫出屬于芳香族化合物,滿足下列條件F的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: (任寫一種)。
?。馨l(fā)生銀鏡反應(yīng);ⅱ.1mlF的同分異構(gòu)體最多可消耗5mlNaOH,且產(chǎn)物不含甲基
(8)在合成B→E的流程中,反應(yīng)②、④可否互換 (填“是”或“否”),簡(jiǎn)述理由 。
(9)結(jié)合溴己新的合成路線信息,寫出以和為原料制備的合成路線 (用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)。
(合成路線常用的表示方式為:AB……→目標(biāo)產(chǎn)物)
【答案】(1)BC (2)碳溴鍵、氨基 (3)
(4)濃硝酸、濃硫酸,水浴加熱 (5)D
(6)
(7)
(8) 否 氨基會(huì)被酸性高錳酸鉀溶液氧化
(9)CH2=CHCH=CH2BrCH2CH=CHCH2Br
【解析】由有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,濃硫酸作用下與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應(yīng)生成,與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)生成,則C為;濃硫酸作用下與乙醇共熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成,與鐵、鹽酸發(fā)生還原反應(yīng)生成,則E為;溴化鐵做催化劑作用下與液溴發(fā)生取代反應(yīng)生成,與LiAlH4發(fā)生還原反應(yīng)生成,與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成,與發(fā)生取代反應(yīng)生成。(1)A項(xiàng),煤的干餾過(guò)程中有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),甲苯分子中甲基與苯環(huán)直接相連,所有的碳原子在同一平面,故B正確;C項(xiàng),由于甲基對(duì)苯環(huán)產(chǎn)生影響,可以使苯環(huán)上的鄰、對(duì)位氫原子活性增強(qiáng),所以甲苯發(fā)生硝化反應(yīng)時(shí),主要得到鄰硝基甲苯和對(duì)硝基甲苯兩種一硝基取代物,故C正確;D項(xiàng),甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的原因是苯環(huán)活化了甲基,故D錯(cuò)誤;故選BC;(2)由F結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,分子中不含氧官能團(tuán)為碳溴鍵、氨基;(3)由分析可知,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(4)由分析可知,反應(yīng)①為濃硫酸作用下與濃硝酸共熱發(fā)生硝化反應(yīng)生成和水;(5)由分析可知,反應(yīng)②為與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)生成,反應(yīng)⑥為與發(fā)生取代反應(yīng)生成和氯化氫,故選D;(6)由分析可知,反應(yīng)③為濃硫酸作用下與乙醇共熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(7)屬于芳香族同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說(shuō)明可能含有醛基或甲酸某酯基,1ml F的同分異構(gòu)體最多可消耗5ml氫氧化鈉,其中2mlBr水解形成2ml酚羥基可消耗2mlNaOH,同時(shí)生成2mlHBr消耗2mlNaOH,酯基水解消耗1mlNaOH,產(chǎn)物不含甲基可使其中一側(cè)鏈為-CH2NH2,則符合要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為:;(8)苯胺具有還原性,易被酸性高錳酸鉀溶液氧化,所以在合成B→E的流程中,反應(yīng)②、④不能互換,故答案為:否;氨基會(huì)被酸性高錳酸鉀溶液氧化;(9)由題給信息可知,以CH2=CHCH=CH2和為原料制備的合成步驟為CH2=CHCH=CH2與溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成BrCH2CH=CHCH2Br,BrCH2CH=CHCH2Br與發(fā)生取代反應(yīng)生成,催化劑作用下發(fā)生加聚反應(yīng)生成,合成路線為CH2=CHCH=CH2BrCH2CH=CHCH2Br。
引入官能團(tuán)
有關(guān)反應(yīng)
羥基-OH
烯烴與水加成,醛/酮加氫,鹵代烴水解,酯的水解、醛的氧化
鹵素原子(-X)
烴與X2取代,不飽和烴與HX或X2加成,醇與HX取代
碳碳雙鍵C=C
某些醇或鹵代烴的消去,炔烴加氫
醛基-CHO
某些醇(-CH2OH)氧化,烯氧化,糖類水解,(炔水化)
羧基-COOH
醛氧化, 酯酸性水解, 羧酸鹽酸化,(苯的同系物被強(qiáng)氧化劑氧化)
酯基-COO-
酯化反應(yīng)
物質(zhì)名稱
尿素
甘油
徑尿酸
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
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