
1.(2024屆廣東省茂名一模) 環(huán)狀內(nèi)酯(如)可以通過(guò)環(huán)狀酮()在過(guò)氧乙酸()的氧化重排進(jìn)行轉(zhuǎn)化獲得,其合成路線(xiàn)如下?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)化合物的分子式為_(kāi)_______?;衔餅榈耐之悩?gòu)體,紅外光譜顯示中含有碳碳三鍵,且在核磁共振氫譜上只有3組峰,峰面積之比為。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______,其用系統(tǒng)命名法的名稱(chēng)為_(kāi)_______。
(2)反應(yīng)④產(chǎn)物與乙醇鈉()反應(yīng),生成化合物Ⅶ和Y,Y為_(kāi)_______。
(3)根據(jù)化合物Ⅳ的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表。
(4)關(guān)于反應(yīng)①的說(shuō)法中,不正確的有_________(填字母)。
A. 該反應(yīng)是加成反應(yīng)B. 生成物Ⅲ中所有原子共平面
C. 物質(zhì)Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ中C原子的雜化方式完全相同D. 反應(yīng)過(guò)程中有非極性鍵的形成
(5)以戊二酸[]、乙醇()、乙醇鈉()和過(guò)氧乙酸()為含碳原料以及無(wú)機(jī)酸、堿,利用上述流程中Ⅵ→Ⅷ的反應(yīng)原理,合成化合物IX?;谀阍O(shè)計(jì)的合成路線(xiàn),回答下列問(wèn)題:
①最后一步反應(yīng)中,有機(jī)反應(yīng)物有過(guò)氧乙酸()和_______(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
②相關(guān)步驟涉及酯在堿性條件下的水解,以為例,寫(xiě)出其反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
【答案】(1) ①. C8H14 ②. CH2CH2CH2C≡CCH2CH2CH3 ③. 4-辛炔
(2)乙醇 (3) ①. 濃硫酸,加熱 ②. ③. 氫氣,催化劑 ④. (4)BC
(5) ①. ②. +NaOH+EtOH
【解析】
【分析】Ⅰ和Ⅱ發(fā)生加成反應(yīng)生成Ⅲ,Ⅲ被還原生成羥基得到Ⅳ,Ⅳ中-CH2OH轉(zhuǎn)化為甲基得到Ⅴ,Ⅴ氧化得到羧基生成Ⅵ,Ⅵ成環(huán)得到Ⅶ,Ⅶ氧化重排轉(zhuǎn)化為Ⅷ;
【小問(wèn)1詳解】
由結(jié)構(gòu)可知,化合物的分子式為C8H14;X的不飽和度為2,化合物為的同分異構(gòu)體,紅外光譜顯示中含有碳碳三鍵,則不含有其它環(huán)和不飽和鍵,且在核磁共振氫譜上只有3組峰,峰面積之比為,則其結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CH2CH2C≡CCH2CH2CH3,其用系統(tǒng)命名法的名稱(chēng)為4-辛炔;
【小問(wèn)2詳解】
反應(yīng)④為酯化反應(yīng)生成,與乙醇鈉()反應(yīng)生成化合物Ⅶ和Y,結(jié)合結(jié)構(gòu)變化可知中下側(cè)的酯基中-EtO-脫去后生成Y乙醇,主體部分成環(huán)得到Ⅶ,故Y為乙醇;
【小問(wèn)3詳解】
Ⅳ中含有羥基,可以在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵得到:;
分子中含有碳碳雙鍵,能和氫氣在催化劑下發(fā)生加成反應(yīng)生成;
【小問(wèn)4詳解】
A.反應(yīng)①為碳碳不飽和鍵的加成反應(yīng),正確;
B.生成物Ⅲ中含有飽和碳原子,飽和碳原子為四面體形,故所有原子不共平面,錯(cuò)誤;
C.物質(zhì)Ⅰ中碳原子均為碳碳雙鍵碳,為sp2雜化;Ⅲ中碳碳雙鍵碳、羰基碳為sp2雜化;Ⅱ中碳碳雙鍵碳為sp2雜化、飽和碳為sp3雜化;C原子的雜化方式不完全相同,錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)①中碳碳雙鍵斷裂,形成新的碳碳雙鍵和碳碳單鍵,反應(yīng)過(guò)程中有非極性鍵的形成,正確;
故選BC;
【小問(wèn)5詳解】
戊二酸[]通過(guò)反應(yīng)④、⑤的反應(yīng)原理成環(huán)轉(zhuǎn)化為,通過(guò)3步反應(yīng):1.堿性水解將酯基轉(zhuǎn)化為羧酸鹽、2.酸化將羧酸鹽轉(zhuǎn)化為羧酸、3.加熱去掉羧基得到環(huán)丁酮,在過(guò)氧乙酸()的氧化重排下進(jìn)行轉(zhuǎn)化獲得產(chǎn)品;
①由分析可知,最后一步反應(yīng)中,有機(jī)反應(yīng)物有過(guò)氧乙酸()和;
②涉及酯在堿性條件下的水解反應(yīng)為轉(zhuǎn)化為的第1步反應(yīng)中:1.堿性水解將酯基轉(zhuǎn)化為羧酸鹽,中含有酯基,在氫氧化鈉條件下發(fā)生堿性水解生成和乙醇,反應(yīng)為:+NaOH+EtOH。
2.(2024屆廣東省韶關(guān)一模)水楊酸A具有解熱鎮(zhèn)痛的功效,其可作為醫(yī)藥工業(yè)的原料,用水楊酸制備平喘藥沙丁胺醇的路線(xiàn)如下(Ac表示-COCH3;Ph表示-C6H5)。
(1)化合物 A的分子式為 ; 的反應(yīng)類(lèi)型為 。
(2)化合物 D中含有四種官能團(tuán),任選兩種官能團(tuán)進(jìn)行檢驗(yàn)。
限選試劑:NaOH溶液、稀硝酸、稀硫酸、新制氫氧化銅懸濁液、飽和溴水、硝酸銀、NaHCO3溶液、FeCl3溶液。
(3)化合物M()是化合物A的同分異構(gòu)體,其沸點(diǎn)M A(填“高于”或“低于”),理由是 。
(4)化合物C有多種同分異構(gòu)體,寫(xiě)出其中一種能同時(shí)滿(mǎn)足下列條件的芳香族化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
①能發(fā)生水解反應(yīng)且最多能與4倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)
②核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為 3:2:2:1
(5)以水楊酸、乙二醇以及甲基丙烯酸()為原料,利用的原理及所學(xué)知識(shí),合成
基于你設(shè)計(jì)的路線(xiàn),回答下列問(wèn)題。
①?gòu)乃畻钏岢霭l(fā),第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
②最后一步反應(yīng)中,反應(yīng)物為 (寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
【答案】(1)C7H6O3 還原反應(yīng)
(2)羥基 FeCl3 溶液混合后溶液變色 羧基 NaHCO3溶液 有無(wú)色氣泡生成
(3)高于 M形成分子間氫鍵,A形成分子內(nèi)氫鍵
(4)或者
(5)
【分析】A與Ac2O發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B在氯化鋁催化作用下發(fā)生分子內(nèi)取代反應(yīng)生成C,C與溴單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)生成D,D與發(fā)生取代反應(yīng)生成E,E發(fā)生加氫反應(yīng)生成F,F(xiàn)與氫氣在催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成G,據(jù)此分析解答。
【解析】(1)根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子式為C7H6O3;E→F的轉(zhuǎn)化過(guò)程中E的羰基轉(zhuǎn)化為醇羥基,可知發(fā)生加氫反應(yīng),屬于還原反應(yīng);
(2)D中官能團(tuán)有酚羥基、羧基、羰基和溴原子,結(jié)合給定試劑可檢驗(yàn)酚羥基和羧基,取D與氯化鐵溶液混合,若溶液變紫色,可知存在酚羥基;取D與碳酸氫鈉溶液混合,若產(chǎn)生無(wú)色氣泡,可知存在羧基;
(3)由結(jié)構(gòu)可知M中羧基、羥基位于苯環(huán)的對(duì)位,易形成分子間的氫鍵,使其沸點(diǎn)升高,而A中羥基、羧基位于苯環(huán)鄰位,易形成分子內(nèi)氫鍵,導(dǎo)致分子間作用力變小,沸點(diǎn)降低,因此M的沸點(diǎn)高于A(yíng);
(4)C滿(mǎn)足下列條件的芳香族化合物的同分異構(gòu)體:①能發(fā)生水解反應(yīng)且最多能與4倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng),結(jié)合C的組成可知該結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)-OOCH,且處于對(duì)稱(chēng)位置;②核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為3:2:2:1,結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)甲基;符合的結(jié)構(gòu)有:和;
(5)可由發(fā)生加聚反應(yīng)得到,可由乙二醇、甲基丙烯酸 以及發(fā)生酯化反應(yīng)得到,可由與乙酸酐反應(yīng)得到,由水楊酸出發(fā),第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;最后一步反應(yīng)是加聚反應(yīng),反應(yīng)物為。
3.(2024屆廣東省汕頭一模)某研究小組按下列路線(xiàn)合成第三代喹諾酮類(lèi)抗菌藥物環(huán)丙沙星(Ⅰ)。
回答下列問(wèn)題:
(1)C中含氧官能團(tuán)名稱(chēng)是 。
(2)化合物D到化合物E的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng),且1mlD與1ml化合物a反應(yīng)生成1mlE,則化合物a的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(3)F→G的反應(yīng)類(lèi)型為 。
(4)試用*在下圖標(biāo)出化合物E中的手性碳原子。
(5)化合物的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿(mǎn)足如下條件的有 種,
a)能與碳酸氫鈉反應(yīng);b)最多能與2倍物質(zhì)的量的Na反應(yīng)。
其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積之比為6:2:1:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。(寫(xiě)出一種即可)
(6)某研究小組設(shè)計(jì)以和為原料合成的路線(xiàn)如下。
(a)化合物Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(b)寫(xiě)出Ⅱ→Ⅲ反應(yīng)所需的試劑和條件 。
(c)寫(xiě)出反應(yīng)Ⅳ→Ⅴ的化學(xué)反應(yīng)方程式 。
【答案】(1)羰基、酯基
(2)
(3)取代反應(yīng)
(4)
(5)12
(6) 氫氧化鈉的水溶液加熱
【分析】
化合物D到化合物E的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng),則D和a發(fā)生加成反應(yīng)生成E,由E逆推,可知化合物a的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;由B生成C的轉(zhuǎn)化,可推出合物Ⅱ是, Ⅱ發(fā)生水解反應(yīng)生成,發(fā)生催化氧化生成。
【解析】(1)根據(jù)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可知C中含氧官能團(tuán)名稱(chēng)是羰基、酯基;
(2)化合物D到化合物E的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng),且1mlD與1ml化合物a反應(yīng)生成1mlE,則D和a發(fā)生加成反應(yīng)生成E,由E逆推,可知化合物a的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
(3)F→G是F中 苯環(huán)上去掉1個(gè)氯原子、亞氨基去掉1個(gè) H原子,形成C-N鍵,反應(yīng)類(lèi)型為取代反應(yīng);
(4)手性碳是連接4個(gè)不同原子團(tuán)的碳原子,化合物E中的手性碳原子為。
(5)a)能與碳酸氫鈉反應(yīng),說(shuō)明含有羧基;b)最多能與2倍物質(zhì)的量的Na反應(yīng),說(shuō)明含有1個(gè)羧基和1個(gè)羥基。同時(shí)滿(mǎn)足條件的結(jié)構(gòu)有CH3CH2CH2CH(OH)COOH、CH3CH2CH(OH)CH2COOH、CH3CH(OH)CH2CH2COOH、CH2(OH)CH2CH2CH2COOH、、、、、、、、,共12種;
其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積之比為6:2:1:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
(6)(a)根據(jù)B生成C的轉(zhuǎn)化,可知化合物Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;
(b)先水解為,再發(fā)生催化氧化生成,所以Ⅲ是,Ⅱ→Ⅲ反應(yīng)所需的試劑和條件為氫氧化鈉的水溶液加熱。
(c)在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成和水,反應(yīng)Ⅳ→Ⅴ的化學(xué)反應(yīng)方程式。
4.(2024屆廣東省梅州一模)11月14日是世界糖尿病日,“均衡飲食,增強(qiáng)鍛煉”是預(yù)防糖尿病行之有效的方法。化合物H為某種用于2型糖尿病藥物的中間體,其合成路線(xiàn)如下:
(1)化合物A的分子式為 。寫(xiě)出化合物E的任意一種含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ,該同分異構(gòu)體的名稱(chēng)為 。
(2)反應(yīng)③中,化合物C與生成化合物D、HCl和常見(jiàn)氣體X,則X為 。
(3)已知表示,根據(jù)化合物B的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表。
(4)關(guān)于反應(yīng)⑥,下列說(shuō)法不正確的是__________。
A.反應(yīng)過(guò)程中,有鍵斷裂B.反應(yīng)過(guò)程中,有單鍵形成
C.化合物H中,氧原子采取雜化D.反應(yīng)①和⑥的目的是為了保護(hù)羥基不被氧化
(5)以甲苯為含碳原料,利用反應(yīng)③和④的原理,合成化合物K。
①?gòu)募妆匠霭l(fā),第一步反應(yīng)需要用到的無(wú)機(jī)試劑為 。
②最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【答案】(1)C8H8O3 或或, 鄰二甲苯或1,2二甲苯、間二甲苯或1,3二甲苯、對(duì)二甲苯或1,4二甲苯
(2)SO2
(3)H2、催化劑、加熱 NaOH水溶液 取代反應(yīng)
(4)CD
(5)酸性高錳酸鉀溶液 ++HCl
【分析】
A和Ac2O發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B和I2發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C和SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成D,D和E發(fā)生取代反應(yīng)生成F,F(xiàn)在一定條件下發(fā)生氧化反應(yīng)生成G,G發(fā)生取代反應(yīng)生成H,以此解答。
【解析】(1)化合物A的分子式為C8H8O3,化合物E的含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、、,命名分別為:鄰二甲苯或1,2二甲苯、間二甲苯或1,3二甲苯、對(duì)二甲苯或1,4二甲苯。
(2)化合物C與發(fā)生取代反應(yīng)生成化合物D、HCl和常見(jiàn)氣體X,該過(guò)程中SOCl2首先分解出1個(gè)氯負(fù)離子,剩下的部分和醇形成氯化亞硫酸酯(C-O-SO-Cl),這個(gè)氯負(fù)離子攻擊碳原子,同時(shí)斷裂碳氧鍵和硫氯鍵,釋放出SO2,X為SO2。
(3)B中含有苯環(huán),可以和H2在催化劑、加熱的條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成,B中含有羧基和酯基,可以和NaOH水溶液發(fā)生取代反應(yīng)生成。
(4)A.反應(yīng)⑥中Ac-轉(zhuǎn)化為-OH,-C-O-鍵發(fā)生斷裂,不存在-O-O-鍵斷裂,A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)⑥中Ac-轉(zhuǎn)化為-OH,沒(méi)有C?O單鍵形成,B錯(cuò)誤;
C.化合物H中存在-OH,O原子形成2個(gè)鍵和2個(gè)孤電子對(duì),價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,采取雜化,C正確;
D.反應(yīng)①和⑥羥基先被反應(yīng)后又生成,目的是為了保護(hù)羥基不被氧化,D正確;
故選CD。
(5)以甲苯為含碳原料,利用反應(yīng)③和④的原理,合成化合物K,甲苯先和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng)生成,和SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成,和甲苯發(fā)生④的原理得到,
①第一步反應(yīng)需要用到的無(wú)機(jī)試劑為:酸性高錳酸鉀溶液;
②最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為++HCl。
5.(2024屆廣東省廣州一模)利用不對(duì)稱(chēng)催化合成方法選擇性的引入手性碳原子,對(duì)天然分子的人工合成意義重大,一種天然產(chǎn)物的部分合成路線(xiàn)如下圖所示(加料順序、部分反應(yīng)條件略):
(1)I的名稱(chēng)是 ,Ⅱ中含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)是 。
(2)根據(jù)化合物Ⅲ的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表。
(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式可表示為,則化合物的分子式為 。
(4)關(guān)于反應(yīng)⑥的說(shuō)法中,正確的有_______。(填字母)
A.反應(yīng)過(guò)程中,有鍵斷裂和鍵、鍵形成
B.反應(yīng)過(guò)程中,不涉及鍵的斷裂和形成
C.化合物Ⅵ中原子的雜化軌道類(lèi)型只有和
D.每個(gè)Ⅵ和Ⅶ分子的手性碳原子個(gè)數(shù)相同
(5)化合物是Ⅳ的同分異構(gòu)體,能與反應(yīng)且在核磁共振氫譜上只有3組峰。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(6)以甲苯和為有機(jī)原料,利用反應(yīng)⑤的原理,制備高分子化合物Ⅷ?;谀阍O(shè)計(jì)的合成路線(xiàn),回答下列問(wèn)題:
(a)最后一步反應(yīng)中,有機(jī)反應(yīng)物為 (寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)
(b)相關(guān)步驟涉及鹵代烴制醇反應(yīng),其化學(xué)方程式為 。
(c)從甲苯出發(fā)第一步反應(yīng)的試劑及反應(yīng)條件為 。
【答案】(1)2-甲基丙醛 酯基
(2) 乙酸,濃硫酸、加熱 取代反應(yīng)
(3)C4H10O
(4)AC
(5)
(6) +NaOH+NaCl Cl2、光照
【分析】
以甲苯和為有機(jī)原料,利用反應(yīng)⑤的原理,制備高分子化合物Ⅷ ,Ⅷ可由發(fā)生加聚反應(yīng)得到,可由和發(fā)生反應(yīng)⑤的原理得到,可由發(fā)生催化氧化反應(yīng)得到,可由發(fā)生水解反應(yīng)得到,可由甲苯先發(fā)生取代得到。
【解析】(1)I的名稱(chēng)是2-甲基丙醛,Ⅱ中含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)是酯基。
(2)Ⅲ中含有碳碳雙鍵可以和Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成,Ⅲ中含有羥基,反應(yīng)后變?yōu)橐宜狨?,因此反?yīng)條件為濃硫酸、加熱,反應(yīng)試劑為乙酸,反應(yīng)類(lèi)型為取代反應(yīng)。
(3)由原子守恒結(jié)合Ⅲ和Ⅳ的結(jié)構(gòu)可知,化合物的分子式為C4H10O。
(4)A.分析Ⅵ和Ⅶ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,反應(yīng)過(guò)程中,環(huán)氧環(huán)處有C?O鍵斷裂,C-O斷裂后有O-H的形成,也有C?H鍵形成,故A正確;
B.該反應(yīng)中雙鍵的位置發(fā)生了變化,涉及π鍵的斷裂和形成,故B錯(cuò)誤;
C.化合物Ⅵ中含有碳碳雙鍵、酯基和甲基,C原子的雜化軌道類(lèi)型只有sp2和sp3,故C正確;
D.手性碳原子是指與四個(gè)各不相同原子或基團(tuán)相連的碳原子,Ⅵ中有2個(gè)手性碳原子,Ⅶ中只有1個(gè)手性碳原子,故D錯(cuò)誤;
故選AC。
(5)化合物是Ⅳ的同分異構(gòu)體,能與反應(yīng),說(shuō)明其中含有-COOH,在核磁共振氫譜上只有3組峰,說(shuō)明Y是對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu),含有3種環(huán)境的H原子,的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
(6)Ⅷ可由發(fā)生加聚反應(yīng)得到,可由和發(fā)生反應(yīng)⑤的原理得到,可由發(fā)生催化氧化反應(yīng)得到,可由發(fā)生水解反應(yīng)得到,可由甲苯先發(fā)生取代得到,最后一步反應(yīng)中,有機(jī)反應(yīng)物為,相關(guān)步驟涉及鹵代烴制醇反應(yīng),其化學(xué)方程式為+NaOH+NaCl;從甲苯出發(fā)第一步反應(yīng)的試劑及反應(yīng)條件為Cl2、光照。
題型二 半知半推綜合推斷型
1.(2024屆廣東省湛江一模)莫西賽利(化合物K)是一種治療心腦血管疾病的藥物,可改善腦梗塞或腦出血后遺癥等癥狀。以下為其合成路線(xiàn)之一:
已知:的結(jié)構(gòu)為。
回答下列問(wèn)題:
(1)化合物A的名稱(chēng)是 ?;衔铫竦姆肿邮綖? 。
(2)寫(xiě)出催化E生成化合物G的反應(yīng)方程式 。
(3)根據(jù)化合物a的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表。
(4)下列說(shuō)法中,不正確的有_______。
A.反應(yīng)A→B過(guò)程中,有C—Br鍵和H—O鍵斷裂
B.反應(yīng)G→I過(guò)程中,苯環(huán)直接連接的N原子由雜化變成sp雜化
C.產(chǎn)物K中不存在手性碳原子
D.CO屬于極性分子,分子中存在由p軌道“頭碰頭”形成的π鍵
(5)在B的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿(mǎn)足下列條件的共有 種(不考慮立體異構(gòu)):
①含有苯環(huán);②苯環(huán)上二取代;③遇氯化鐵溶液顯紫色。
其中,含有手性碳的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (寫(xiě)出一種)。
【答案】(1)間甲基苯酚(3-甲基苯酚)
(2)++HCl
(3)NaOH醇溶液,加熱 (或碳碳雙鍵) NaOH水溶液,加熱 —OH(或羥基)
(4)AD
(5)12 或或
【分析】
觀(guān)察A和B的結(jié)構(gòu),A與2-溴丙烷發(fā)生了取代反應(yīng)生成B,B與亞硝酸鈉在HCl條件下生成C,觀(guān)察E的結(jié)構(gòu)再結(jié)合D的分子式可以推斷出D的結(jié)構(gòu)是,對(duì)比E和G的結(jié)構(gòu),再結(jié)合F的分子式,可以推斷出F的結(jié)構(gòu)為,G經(jīng)過(guò)與濃鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)得到H,H的結(jié)構(gòu)是,對(duì)比I和K的結(jié)構(gòu),再結(jié)合J的分子式,推斷J的結(jié)構(gòu)是。
【解析】(1)化合物A的名稱(chēng)是間甲基苯酚(3-甲基苯酚),化合物Ⅰ的分子式為。
(2)由分析可知F的結(jié)構(gòu),所以E生成G的反應(yīng)方程式為++HCl。
(3)a的官能團(tuán)是溴原子,由碳溴鍵性質(zhì)可知,在β碳原子上連有氫原子,在NaOH醇溶液加熱條件下可以發(fā)生消去反應(yīng),反應(yīng)生成新官能團(tuán)為碳碳雙鍵;碳溴鍵可以發(fā)生取代反應(yīng),在NaOH水溶液加熱條件下發(fā)生水解,溴原子被取代生成羥基。
(4)A.反應(yīng)A→B過(guò)程中,有C—Br鍵和C—H鍵斷裂,沒(méi)有O—H鍵斷裂,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)物中苯環(huán)直接連接的N原子為雜化,轉(zhuǎn)化為Ⅰ中疊氮酸根—中N原子是sp雜化,B項(xiàng)正確;
C.產(chǎn)物K中不存在手性碳原子,C項(xiàng)正確;
D.CO屬于極性分子,分子中存在由p軌道“頭碰頭”形成的σ鍵和由p軌道“肩并肩”形成的π鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
故答案是AD。
(5)
B的同分異構(gòu)體中,由條件可知苯環(huán)上兩個(gè)取代基,遇氯化鐵溶液顯紫色則含有酚羥基,另一個(gè)為4個(gè)碳原子的支鏈,有CH2CH2CH2CH3、、、四種結(jié)構(gòu),每種結(jié)構(gòu)分別有鄰、間、對(duì)三種位置,共12種。其中存在手性碳的結(jié)構(gòu)有、、。
2.(2024屆廣東省新南方聯(lián)盟大聯(lián)考)有機(jī)物M是一種制備液晶材料的重要中間體,其合成路線(xiàn)如圖:
已知:①R-X+MgR-MgX(格林試劑)X=Cl、Br、I
②
③
(1)L中含有的官能團(tuán)名稱(chēng)是 。
(2)反應(yīng)中使用三甲基氟硅烷()的作用是 。在本流程中起類(lèi)似作用的有機(jī)物還有 (填名稱(chēng))。
(3)M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(4)已知:R1-OH+R2-OHR1-O-R2+H2O
寫(xiě)出以苯、丙酮和格林試劑為原料制備的合成路線(xiàn)流程圖 。(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用,合成路線(xiàn)流程圖示例見(jiàn)本題題干)
【答案】(1)(酚)羥基、醚鍵
(2)保護(hù)酚羥基 乙二醇
(3)
(4)
【分析】
在乙酸乙酯作用下與溴共熱發(fā)生取代反應(yīng)生成,則A為、B為; 與 發(fā)生取代反應(yīng)生成,在乙醚作用下 一定溫度下與鎂反應(yīng)生成,則F為; 一定條件下轉(zhuǎn)化為催化劑作用下 與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,則E為;在亞硫酸氫鈉作用下 與溴酸鈉發(fā)生氧化反應(yīng)生成,一定條件下與乙二醇反應(yīng)生成,則H為; 在濃鹽酸作用下與 反應(yīng)生成, 脫水發(fā)生消去反應(yīng)生成,則K為;催化劑作用下 與氫氣共熱反應(yīng)生成, 一定條件下反應(yīng)轉(zhuǎn)化為,則M為。
【解析】(1)
由L的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,L中含有的官能團(tuán)為(酚)羥基、醚鍵;
(2)由分析可知,B→D反應(yīng)中使用三甲基氯硅烷與酚羥基結(jié)合,其作用是保護(hù)酚羥基,與此類(lèi)似,在G→H反應(yīng)中使用乙二醇與G中一個(gè)酮羰基縮合,可保護(hù)酮羰基;
(3)
由分析可知,M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;
(4)
根據(jù)題中信息可知,以苯、丙酮為原料合成 的合成步驟為溴化鐵做催化劑作用下 與溴發(fā)生取代反應(yīng)生成,在乙醚作用下 一定溫度下與鎂反應(yīng)生成, 與丙酮發(fā)生加成反應(yīng)生成,濃鹽酸作用下 轉(zhuǎn)化為,濃硫酸作用下 共熱發(fā)生取代反應(yīng)生成,則合成路線(xiàn)為:。
3.(2024屆廣東省肇慶二模)PET是一種用途廣泛的高分子材料,其合成的方法如圖所示(反應(yīng)所需的部分試劑與條件省略)。
(1)化合物I的分子式為 。化合物Ⅲ與酸性KMnO4溶液反應(yīng)可得到化合物Ⅳ,則化合物Ⅳ的名稱(chēng)為 。
(2)化合物Ⅴ是環(huán)狀分子,與H2O加成可得到化合物Ⅵ,則化合物Ⅴ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(3)化合物Ⅶ是化合物Ⅱ與足量H2加成后所得產(chǎn)物的一種同分異構(gòu)體,其核磁共振氫譜中峰面積比為3:1:3,請(qǐng)寫(xiě)出一種符合條件的化合物Ⅶ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
(4)根據(jù)化合物Ⅲ的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)其可能具有的化學(xué)性質(zhì),并完成下表:
(5)下列關(guān)于反應(yīng)①②的說(shuō)法中正確的有___________(填標(biāo)號(hào))。
A.反應(yīng)①為加成反應(yīng)
B.化合物Ⅲ中所有原子共平面
C.反應(yīng)②過(guò)程中,有C-O鍵和C-H鍵的斷裂
D.化合物Ⅱ中,氧原子采取sp3雜化,且不含手性碳原子
(6)請(qǐng)以與丙烯為含碳原料,利用所學(xué)知識(shí)與上述合成路線(xiàn)的信息,合成化合物,并基于你的合成路線(xiàn),回答下列問(wèn)題:
(a)從出發(fā),第一步反應(yīng)的產(chǎn)物為 (寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
(b)相關(guān)步驟涉及酯化反應(yīng),其化學(xué)方程式為 (注明反應(yīng)條件)。
【答案】(1)C6H8O 對(duì)苯二甲酸(或1,4-苯二甲酸)
(2)
(3)
(4)H2,催化劑、△ 加成反應(yīng)或還原反應(yīng) Br2,F(xiàn)e或FeBr3(或Cl2,光照) (或)
(5)AC
(6) + CH3CHOHCH3+H2O
【分析】Ⅰ和乙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成Ⅱ,Ⅱ轉(zhuǎn)化為Ⅲ:對(duì)二甲苯,對(duì)二甲苯與酸性KMnO4溶液反應(yīng)可得到化合物Ⅳ,則為甲基被氧化為羧基得到Ⅳ:對(duì)苯二甲酸(或1,4-苯二甲酸);乙烯轉(zhuǎn)化為Ⅴ,化合物Ⅴ是環(huán)狀分子,與H2O加成可得到化合物Ⅵ,則Ⅴ為環(huán)氧乙烷;Ⅳ:對(duì)苯二甲酸與Ⅵ:乙二醇發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PET;
【解析】(1)由圖可知,化合物I的分子式為C6H8O?;衔铫笈c酸性KMnO4溶液反應(yīng)使得甲基被氧化為羧基得到化合物Ⅳ,則化合物Ⅳ的名稱(chēng)為對(duì)苯二甲酸(或1,4-苯二甲酸);
(2)由分析可知,化合物Ⅴ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;
(3)化合物Ⅱ與足量H2加成后得到,分子中含有8個(gè)碳、1個(gè)氧、不飽和度為2,其同分異構(gòu)體中核磁共振氫譜中峰面積比為3:1:3,則為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)且應(yīng)該含有2組每組2個(gè)甲基,結(jié)構(gòu)可以為:;
(4)苯在催化劑加熱條件下和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,故答案為: H2,催化劑、△;加成反應(yīng)或還原反應(yīng);
Ⅲ中苯環(huán)氫、甲基氫均可以發(fā)生取代反應(yīng),在鐵催化作用下苯環(huán)氫可以被溴取代生成;在光照條件下,甲基氫可以被氯氣中氯取代生成;故答案為:Br2,F(xiàn)e或FeBr3(或Cl2,光照);(或);
(5)A.反應(yīng)①得到產(chǎn)物的不飽和度減小,為加成反應(yīng),正確;
B.化合物Ⅲ中含有甲基,甲基為四面體結(jié)構(gòu),所有原子不共平面,錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)②過(guò)程中,有C-O鍵和C-H鍵的斷裂,反應(yīng)生成苯環(huán)和小分子水,正確;
D.化合物Ⅱ中,氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵且存在2對(duì)孤電子對(duì),采取sp3雜化;分子中含手性碳原子,錯(cuò)誤;
故選AC;
(6)本題采用逆向合成法,即可由和CH3CHOHCH3通過(guò)酯化反應(yīng)制得,CH3CHBrCH3在NaOH水溶液中加熱發(fā)生水解反應(yīng)即可制得CH3CHOHCH3,根據(jù)題干轉(zhuǎn)化③信息可知,苯甲酸可由甲苯氧化得到,根據(jù)題干轉(zhuǎn)化②信息可知,甲苯可由轉(zhuǎn)化而得,根據(jù)題干轉(zhuǎn)化①信息可知,可由和CH2=CHCH3轉(zhuǎn)化而得,而CH3CHBrCH3在NaOH醇溶液中加熱發(fā)生消去反應(yīng)即可制得CH2=CHCH3;
(a)由分析可知,從出發(fā),第一步反應(yīng)的產(chǎn)物為。
(b) 由分析可知,相關(guān)步驟涉及酯化反應(yīng),其化學(xué)方程式為:+ CH3CHOHCH3+H2O。
4.(2024屆廣東省廣州市天河區(qū)二模)高分子材料PET聚酯樹(shù)脂和PMMA的合成路線(xiàn)如圖:
已知:Ⅰ.RCOR'(R、R′、R″代表烴基,下同)
Ⅱ.
Ⅲ.RCOOR′+R″18OHRCO18OR″+R′OH
回答下列問(wèn)題:
(1)B的分子式是 ,化合物X是B的同分異構(gòu)體且能被新制氧化,則X的化學(xué)名稱(chēng)是 。
(2)步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)PET單體含有的官能團(tuán)名稱(chēng)是 。
(4)根據(jù)D的結(jié)構(gòu)特征,分析預(yù)測(cè)可能的化學(xué)性質(zhì),完成下表:
(5)關(guān)于反應(yīng)⑦的說(shuō)法中,正確的是_______(填字母)。
A.反應(yīng)過(guò)程中有C-O的斷裂和形成
B.反應(yīng)物D中所有碳原子共平面,碳原子均采用雜化
C.反應(yīng)物G與水均為極性分子,兩者形成的溶液中存在氫鍵
D.產(chǎn)物PMMA單體分子中只存在“頭碰頭”形成的σ鍵
(6)結(jié)合題中所給信息,以、和為原料合成。基于你的設(shè)計(jì),回答下列問(wèn)題:
①最后一步反應(yīng)中的有機(jī)反應(yīng)物為 (寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。
②步驟中涉及烯烴制醇的反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
【答案】(1)C3H6O 丙醛
(2)+H2O
(3)酯基、羥基
(4)加成反應(yīng) 濃硫酸、加熱 R-COO-R'
(5)AC
(6) +HBrCH3CHBrCH3,CH3CHBrCH3+NaOHCH3CHOHCH3+NaBr
【分析】流程圖中,乙烯與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)生成BrCH2CH2Br(E),E在NaOH溶液中發(fā)生水解生成HOCH2CH2OH(F)和NaBr,F(xiàn)與發(fā)生酯交換反應(yīng),生成(PET單體)和CH3OH(G);PET單體縮聚生成和HOCH2CH2OH(B)。PMMA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,逆推得它的單體為;A經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)化生成D:,結(jié)合A化學(xué)式可知,A為,A中羥基氧化為酮基得到B:,B發(fā)生已知反應(yīng)Ⅰ原理生成C:;C發(fā)生消去反應(yīng)得到D;
【解析】(1)由分析可知,B為,分子式是C3H6O,化合物X是B的同分異構(gòu)體且能被新制氧化,則X含有醛基,化學(xué)名稱(chēng)是丙醛;
(2)C:;C發(fā)生消去反應(yīng)得到D,反應(yīng)為+H2O;
(3)(PET單體)含有酯基、羥基官能團(tuán);
(4)D:含有碳碳雙鍵,能在催化劑催化下和氫氣加成生成碳碳飽和鍵,故為加成反應(yīng);
D:含有羧基,能在濃硫酸催化加熱條件下生成酯:R-COO-R',故答案為:濃硫酸、加熱;R-COO-R';
(5)A.在生成酯基的過(guò)程中存在羧基中的C-O的斷裂;鹵代烴發(fā)生取代生成醇的過(guò)程中存在C-O的形成,正確;
B.D:中碳碳雙鍵兩端的原子共面,則反應(yīng)物D中所有碳原子共平面,分子中甲基碳原子均采用雜化,錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)物G為甲醇,甲醇具有微弱極性,與水均為極性分子,兩者形成的溶液中存在氫鍵,正確;
D.產(chǎn)物PMMA的單體為,分子中存在頭碰頭形成的σ鍵,也存在肩并肩形成π鍵,錯(cuò)誤;
故選AC;
(6)和HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成CH3CHBrCH3,再在氫氧化鈉水溶液條件下發(fā)生取代引入羥基得到CH3CHOHCH3,CH3CHOHCH3氧化為CH3COCH3,CH3COCH3和發(fā)生已知Ⅱ原理生成,轉(zhuǎn)化為;
①由分析可知,最后一步反應(yīng)中的有機(jī)反應(yīng)物為。
②步驟中涉及烯烴制醇的反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)方程式為:+HBrCH3CHBrCH3,CH3CHBrCH3+NaOHCH3CHOHCH3+NaBr。
5.(2024屆廣東省惠州三模)三氟苯胺類(lèi)化合物廣泛應(yīng)用于新型醫(yī)藥、染料和農(nóng)藥的合成領(lǐng)域,以間三氟甲基苯胺為中間體合成一種抗腫瘤藥物H的合成路線(xiàn)如下圖所示:
(1)A是芳香族化合物,分子式為C7H8,①則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ,②化合物C中官能團(tuán)的名稱(chēng)為 ,③化合物H的分子式為 。
(2)F→G的反應(yīng)類(lèi)型是 。
(3)該流程中設(shè)計(jì)C→D的目的是 。
(4)G→H的反應(yīng)方程式為 。
(5)化合物B的同分異構(gòu)體中,符合下列條件的有 種;
①-NH2與苯環(huán)直接相連
②能與銀氨溶液在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡
其中核磁共振氫譜圖顯示有4組峰,且峰面積比為1:2:2:2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(6)參照上述合成路線(xiàn)和信息,設(shè)計(jì)以苯和乙酸酐為原料,制備乙酰苯胺合成路線(xiàn)(其它試劑任選) 。
【答案】(1) 氨基 C11H11N2F3O2
(2)取代反應(yīng)
(3)保護(hù)氨基
(4)
(5)13
(6)
【分析】
A是芳香族化合物,分子式為C7H8,B還原生成C,由C逆推,可知B是A是;
【解析】(1)①A是芳香族化合物,分子式為C7H8,根據(jù)以上分析,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,②根據(jù)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,化合物C中官能團(tuán)的名稱(chēng)為氨基,③化合物H的分子式為C11H11N2F3O2。
(2)F→G是F中氨基上的H原子被代替生成G,反應(yīng)類(lèi)型是取代反應(yīng);
(3)C→D是C中氨基發(fā)生反應(yīng),E肼解又生成氨基,所以設(shè)計(jì)C→D的目的是保護(hù)氨基;
(4)G發(fā)生硝化反應(yīng)生成H,反應(yīng)的反應(yīng)方程式為;
(5)-NH2與苯環(huán)直接相連;
②能與銀氨溶液在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡,說(shuō)明含有醛基;
若有2個(gè)取代基-NH2、-OOCH,在苯環(huán)上的位置有3種;若有3個(gè)取代基-NH2、-OH、-CHO,在苯環(huán)上的位置有10種;符合條件的B的同分異構(gòu)體共13種;
其中核磁共振氫譜圖顯示有4組峰,且峰面積比為1:2:2:2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;
(6)苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝基苯,硝基苯還原為苯胺,苯胺和乙酸酐反應(yīng)生成乙酰苯胺,合成路線(xiàn)為。 序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
a
___________
___________
消去反應(yīng)
b
___________
___________
加成反應(yīng)
官能團(tuán)名稱(chēng)
所選試劑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
Ⅰ
加成反應(yīng)
Ⅱ
序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
a
加成反應(yīng)
b
序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
①
消去反應(yīng)
②
水解反應(yīng)
序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)生成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
1
2
取代反應(yīng)
序號(hào)
可反應(yīng)的試劑及條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類(lèi)型
①
,催化劑/△
②
取代反應(yīng)
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