
【易錯點1】 不清楚有機物中官能團(tuán)及其名稱
【易錯點2】 不會正確判斷有機反應(yīng)類型
【易錯點3】 不能根據(jù)限定條件確定同分異構(gòu)體
【易錯點4】 不懂得官能團(tuán)的衍變方式
【易錯點5】 不了解有機官能團(tuán)的保護(hù)
【易錯點6】 不會書寫有機反應(yīng)方程式
【易錯點7】 不能根據(jù)題中信息進(jìn)行有機合成線路的設(shè)計
02 易錯題通關(guān)
【易錯點1】 不清楚有機物中官能團(tuán)及其名稱
【分析】根據(jù)試劑或特征現(xiàn)象推知官能團(tuán)的種類
①使溴水褪色,則表示該物質(zhì)中可能含有“”或“”結(jié)構(gòu)。
②使KMnO4(H+)溶液褪色,則該物質(zhì)中可能含有“”、“”或“—CHO”等結(jié)構(gòu)或為苯的同系物。
③遇FeCl3溶液顯紫色,或加入溴水出現(xiàn)白色沉淀,則該物質(zhì)中含有酚羥基。
④遇濃硝酸變黃,則表明該物質(zhì)是含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。
⑤遇I2變藍(lán)則該物質(zhì)為淀粉。
⑥加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱煮沸有紅色沉淀生成或加入銀氨溶液加熱有銀鏡生成,表示含有—CHO。
⑦加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。
⑧加入NaHCO3溶液產(chǎn)生氣體,表示含有—COOH。
【例1】化合物1是一種藥物中間體,可由下列路線合成(代表苯基,部分反應(yīng)條件略去):
已知:
i)
ii)易與含活潑氫化合物()反應(yīng):代表、、、等。
(1)A、B中含氧官能團(tuán)名稱分別為 、 。
(2)E在一定條件下還原得到,后者的化學(xué)名稱為 。
(3)H的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)E→F反應(yīng)中、下列物質(zhì)不能用作反應(yīng)溶劑的是 (填標(biāo)號)。
a. b. c. d.
(5)D的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的有 種(不考慮立體異構(gòu)),寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。
①含有手性碳 ②含有2個碳碳三鍵 ③不含甲基
(6)參照上述合成路線,設(shè)計以和不超過3個碳的有機物為原料,制備一種光刻膠單體的合成路線 (其他試劑任選)。
【答案】(1) 羥基 醛基
(2)1,2-二甲基苯(鄰二甲苯)
(3)
(4)bc
(5) 4 CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH
(6):
【分析】有機物A中的羥基在MnO2的催化下與氧氣反應(yīng)生成醛基,有機物B與Ph3CCl發(fā)生取代反應(yīng)生成有機物C;有機物D中的氨基發(fā)生取代反應(yīng)生成有機物E,D中的氨基變?yōu)镋中的Cl,E發(fā)生已知條件i的兩步反應(yīng)與有機物C作用最終生成有機物G;有機物G在MnO2的催化先與氧氣反應(yīng)生成有機物H,有機物H的結(jié)構(gòu)為,有機物H最終發(fā)生已知條件i的反應(yīng)生成目標(biāo)化合物I。
【解析】(1)根據(jù)流程中A和B的結(jié)構(gòu),A中的含氧官能團(tuán)為羥基,B中的含氧官能團(tuán)為醛基。
(2)根據(jù)題目中的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的化學(xué)名稱為1,2-二甲基苯(鄰二甲苯)。
(3)根據(jù)分析,H的結(jié)構(gòu)簡式為。
(4)根據(jù)已知條件ii,RMgX可以與含有活潑氫的化合物(H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等)發(fā)生反應(yīng),b中含有羥基,c中含有N-H,其H原子為活潑H原子,因此不能用b、c作溶劑。
(5)根據(jù)題目所給條件,同分異構(gòu)體中含有2個碳碳三鍵,說明結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán),結(jié)構(gòu)中不含甲基,說明三鍵在物質(zhì)的兩端,同分異構(gòu)體中又含有手性碳原子,因此,可能的結(jié)構(gòu)有:CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-C≡CH、CH≡C-CH2-CH2-CH(NH2)-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2NH2)-CH2-CH2-C≡CH、H≡C-CH2-CH(CH2CH2NH2)-CH2-C≡CH,共4種。
(6)根據(jù)題目給出的流程,先將原料中的羰基還原為羥基,后利用濃硫酸脫水生成雙鍵,隨后將物質(zhì)與Mg在無水醚中反應(yīng)生成中間產(chǎn)物,后再與CF3COCF3在無水醚中反應(yīng)再水解生成目標(biāo)化合物,具體的流程如下: 。
【變式1-1】(2024·全國甲卷)白藜蘆醇(化合物I)具有抗腫瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某課題組合成化合物I的路線。
回答下列問題:
(1)A中的官能團(tuán)名稱為 。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(3)由C生成D的反應(yīng)類型為 。
(4)由E生成F的化學(xué)方程式為 。
(5)已知G可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),G的化學(xué)名稱為 。
(6)選用一種鑒別H和I的試劑并描述實驗現(xiàn)象 。
(7)I的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的共有 種(不考慮立體異構(gòu))。
①含有手性碳(連有4個不同的原子或基團(tuán)的碳為手性碳);
②含有兩個苯環(huán);③含有兩個酚羥基;④可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
【答案】(1)硝基
(2)
(3)取代反應(yīng)
(4)+P(OC2H5)3→+C2H5Br
(5)4-甲氧基苯甲醛(或?qū)籽趸郊兹?
(6)鑒別試劑為:FeCl3溶液,實驗現(xiàn)象為:分別取少量有機物H和有機物I的固體用于水配置成溶液,向溶液中滴加FeCl3溶液,溶液呈紫色的即為有機物I
(7)9
【分析】根據(jù)流程,有機物A在Fe/H+的作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成有機物B,根據(jù)有機物B的分子式和有機物A的結(jié)構(gòu)可以得到有機物B的結(jié)構(gòu)為;有機物B發(fā)生兩個連續(xù)的反應(yīng)后將結(jié)構(gòu)中的氨基氧化為羥基,得到有機物C;有機物C發(fā)生取代反應(yīng)得到有機物D,根據(jù)有機物D的分子式可以推出有機物D為;有機物D與NBS發(fā)生取代反應(yīng)得到有機物E,根據(jù)有機物E的分子式可以推出有機物E為;有機物E與P(OC2H5)3發(fā)生反應(yīng)得到有機物F,有機物F與有機物G發(fā)生反應(yīng)得到有機物H,結(jié)合有機物H的結(jié)構(gòu)、有機物G的分子式和小問5的已知條件可以得到有機物G的結(jié)構(gòu)為;最后,有機物H與BBr3反應(yīng)得到目標(biāo)化合物I。據(jù)此分析解題:
【解析】(1)根據(jù)有機物A的結(jié)構(gòu)可知,A的官能團(tuán)為硝基;
(2)根據(jù)分析,有機物B的結(jié)構(gòu)簡式為:;
(3)根據(jù)分析,有機物C發(fā)生反應(yīng)生成有機物D是將C中的羥基取代為甲氧基得到有機物D,故反應(yīng)類型為取代反應(yīng);
(4)根據(jù)分析,有機物E與P(OC2H5)3發(fā)生反應(yīng)得到有機物F,反應(yīng)方程式為:+P(OC2H5)3→+C2H5Br;
(5)有機物G可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明有機物G中含有醛基,結(jié)合其分子式和有機物F和有機物H的結(jié)構(gòu)可以得到有機物G的結(jié)構(gòu)為,其化學(xué)名稱為:4-甲氧基苯甲醛(或?qū)籽趸郊兹?;
(6)對比有機物H和有機物I的結(jié)構(gòu)可以看出,有機物I中含有酚羥基,可以由此進(jìn)行鑒別,鑒別試劑為FeCl3溶液,實驗現(xiàn)象為分別取少量有機物H和有機物I的固體用于水配置成溶液,向溶液中滴加FeCl3溶液,溶液呈紫色的即為有機物I;
(7)對于有機物I的同分異構(gòu)體,可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明含有醛基;含有手性碳原子,說明有飽和碳原子,可以得到其主體結(jié)構(gòu)為,因其含有兩個酚羥基和手性碳原子,則滿足條件的同分異構(gòu)體有9種,分別為:、、、、、、、、。
【易錯點2】 不會正確判斷有機反應(yīng)類型
【分析】根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類型
①在NaOH的水溶液中發(fā)生水解反應(yīng),可能是酯的水解反應(yīng)或鹵代烴的水解反應(yīng)。
②在NaOH的乙醇溶液中加熱,發(fā)生鹵代烴的消去反應(yīng)。
③在濃H2SO4存在的條件下加熱,可能發(fā)生醇的消去反應(yīng)、酯化反應(yīng)、成醚反應(yīng)或硝化反應(yīng)等。
④能與溴水或溴的CCl4溶液反應(yīng),可能為烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。
⑤能與H2在Ni作用下發(fā)生反應(yīng),則為烯烴、炔烴、芳香烴、醛的加成反應(yīng)或還原反應(yīng)。
⑥在O2、Cu(或Ag)、加熱(或CuO、加熱)條件下,發(fā)生醇的氧化反應(yīng)。
⑦與O2或新制的Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液反應(yīng),則該物質(zhì)發(fā)生的是—CHO的氧化反應(yīng)。(如果連續(xù)兩次出現(xiàn)O2,則為醇―→醛―→羧酸的過程)
⑧在稀H2SO4加熱條件下發(fā)生酯、低聚糖、多糖等的水解反應(yīng)。
⑨在光照、X2(表示鹵素單質(zhì))條件下發(fā)生烷基上的取代反應(yīng);在Fe粉、X2條件下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)。
【例2】(2024·浙江6月卷)某研究小組按下列路線合成抗炎鎮(zhèn)痛藥“消炎痛”(部分反應(yīng)條件已簡化)。
已知:
請回答:
(1)化合物F的官能團(tuán)名稱是 。
(2)化合物G的結(jié)構(gòu)簡式是 。
(3)下列說法不正確的是_______。
A.化合物A的堿性弱于
B.的反應(yīng)涉及加成反應(yīng)和消去反應(yīng)
C.的反應(yīng)中,試劑可用
D.“消炎痛”的分子式為
(4)寫出的化學(xué)方程式 。
(5)嗎吲哚-2-甲酸()是一種醫(yī)藥中間體,設(shè)計以和為原料合成吲哚-2-甲酸的路線(用流程圖表示,無機試劑任選) 。
(6)寫出4種同時符合下列條件的化合物B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。
①分子中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;
②有甲氧基,無三元環(huán)。
【答案】(1)羧基、氯原子
(2)
(3)AD
(4)
(5)
(6)、、、(其他符合條件的結(jié)構(gòu)也可)
【分析】A與B發(fā)生類似已知的反應(yīng)生成C,C為,D反應(yīng)生成E,結(jié)合E的分子式和F的結(jié)構(gòu)可知,E為,F(xiàn)與SOCl2反應(yīng)得到G,結(jié)合G的分子式可知,G為,I水解得到消炎痛,結(jié)合消炎痛的結(jié)構(gòu)可知,I為,H與HCl得到I的反應(yīng)類似已知中的反應(yīng),由此可知H為,C與G反應(yīng)得到H,據(jù)此解答。
【解析】(1)由F的結(jié)構(gòu)可知,F(xiàn)的官能團(tuán)為羧基、碳氟鍵;
(2)
由分析得,G為;
(3)A.的氨基直接連接在苯環(huán)上,A中氨基連接在-NH-上,即A中氨基N更易結(jié)合H+,堿性更強,故A錯誤;
B.的反應(yīng),是B中羰基先加成,得到羥基,羥基再與相鄰N上的H消去得到N=C,涉及加成反應(yīng)和消去反應(yīng),故B正確;
C.D→E是甲苯甲基對位上的H被Cl取代,試劑可為Cl2/FeCl3,故C正確;
D.由“消炎痛”的結(jié)構(gòu)可知,分子式為C19H16ClNO4,故D錯誤;
故選AD;
(4)
H()與HCl得到I()的反應(yīng)類似已知中的反應(yīng),化學(xué)方程式為:;
(5)乙醛與HCN加成得到,被O2氧化為,酸性水解得到,與反應(yīng)得到,與HCl反應(yīng)得到,具體合成路線為:;
(6)B為,同分異構(gòu)體中有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,說明其結(jié)構(gòu)高度對稱,有甲氧基(-OCH3),無三元環(huán),符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為:、、、(其他符合條件的結(jié)構(gòu)也可)。
【變式2-1】(2024·山東卷)心血管藥物纈沙坦中間體(F)的兩條合成路線如下:
已知:
I.
Ⅱ.
回答下列問題:
(1)A結(jié)構(gòu)簡式為 ;B→C反應(yīng)類型為 。
(2)C+D→F化學(xué)方程式為 。
(3)E中含氧官能團(tuán)名稱為 ;F中手性碳原子有 個。
(4)D的一種同分異構(gòu)體含硝基和3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子(個數(shù)此為),其結(jié)構(gòu)簡式為 。
(5)C→E的合成路線設(shè)計如下:
試劑X為 (填化學(xué)式);試劑Y不能選用,原因是 。
【答案】(1) 取代反應(yīng)
(2)+
(3) 醛基 1
(4)
(5) NaOH G中的-CH2OH會被KMnO4氧化為-COOH,無法得到E
【分析】A→B發(fā)生的類似已知I.的反應(yīng),結(jié)合A、B的分子式和F的結(jié)構(gòu)簡式可知,A為:,B為,對比B和C的分子式,結(jié)合F的結(jié)構(gòu)簡式可知,B甲基上的1個H被Br取代得到C,C為,C、D在乙醇的作用下得到F,對比C、F的結(jié)構(gòu)簡式可知,D為,E與D發(fā)生類似已知Ⅱ.的反應(yīng),可得E為。
【解析】(1)由分析得,A的結(jié)構(gòu)簡式為:;B()甲基上的1個H被Br取代得到C(),反應(yīng)類型為取代反應(yīng);
(2)
由分析得,C為,D為,C、D在乙醇的作用下得到F(), 化學(xué)方程式為:+;
(3)由分析得,E為,含氧官能團(tuán)為:醛基;F中手性碳原子有1個,位置如圖:;
(4)D為,含硝基(-NO2)和3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子(個數(shù)此為6:6:1)的D的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)如圖:;
(5)C為,E為結(jié)合 C→E的合成路線設(shè)計圖可知,C在NaOH水溶液的作用下,Br被羥基取代,得到G ,G與試劑Y(合適的氧化劑,如:O2)發(fā)生氧化反應(yīng)得到E,試劑X為NaOH,試劑Y不能選用KMnO4,原因是G中的-CH2OH會被KMnO4氧化為-COOH,無法得到E。
【易錯點3】 不能根據(jù)限定條件確定同分異構(gòu)體
【分析】
1.同分異構(gòu)體類型
2.常見的官能團(tuán)類別異構(gòu)
3.同分異構(gòu)體的書寫
(1)書寫步驟
①官能團(tuán)異構(gòu):首先判斷該有機物是否有官能團(tuán)異構(gòu)。
②位置異構(gòu):就每一類物質(zhì),先寫出碳鏈異構(gòu),再寫官能團(tuán)的位置異構(gòu)體。
③書寫:碳鏈異構(gòu)體按“主鏈由長到短,支鏈由整到散,位置由心到邊”的規(guī)律書寫。
④檢查:看是否有書寫重復(fù)或書寫遺漏,根據(jù)“碳四價”原則檢查是否有書寫錯誤。
(2)烷烴同分異構(gòu)體的書寫
烷烴只存在碳鏈異構(gòu),書寫時要注意全面而不重復(fù),具體規(guī)則如下:
(3)芳香族化合物的同分異構(gòu)體的書寫及判斷
①苯的一氯代物只有1種。
②苯的二氯代物有鄰、間、對3種。
③甲苯(C7H8)不存在芳香烴的同分異構(gòu)體。
④分子式為C8H10的芳香烴的同分異構(gòu)體有4種。
⑤甲苯的一氯代物的同分異構(gòu)體有4種。
【易錯警示】同分異構(gòu)體的分子式相同,相對分子質(zhì)量相同。但相對分子質(zhì)量相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體,如C2H6與HCHO,C2H5OH與HCOOH不是同分異構(gòu)體。
4.同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法
(1)記憶法:記住一些常見有機物的同分異構(gòu)體數(shù)目,如
①凡只含一個碳原子的分子均無同分異構(gòu)體(除對映異構(gòu));
②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔無同分異構(gòu)體;
③4個碳原子的烷烴有2種同分異構(gòu)體,5個碳原子的烷烴有3種同分異構(gòu)體,6個碳原子的烷烴有5種同分異構(gòu)體。
(2)基元法:如丁基有4種同分異構(gòu)體,則丁醇、戊醛、戊酸都有4種同分異構(gòu)體。
(3)替代法:如二氯苯(C6H4Cl2)有3種同分異構(gòu)體,四氯苯也有3種同分異構(gòu)體(將H和Cl互換);又如CH4的一氯代物只有1種,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1種。
(4)等效氫法:是判斷同分異構(gòu)體數(shù)目的重要方法,其規(guī)律有:
①同一碳原子上的氫原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氫原子等效。
③位于對稱位置上的碳原子上的氫原子等效。
【例3】(2024·甘肅卷)山藥素-1是從山藥根莖中提取的具有抗菌消炎活性的物質(zhì),它的一種合成方法如下圖:
(1)
化合物I的結(jié)構(gòu)簡式為 。由化合物I制備化合物Ⅱ的反應(yīng)與以下反應(yīng) 的反應(yīng)類型相同。
A. B.
C. D.
(2)化合物Ⅲ的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的有 種。
①含有苯環(huán)且苯環(huán)上的一溴代物只有一種;
②能與新制反應(yīng),生成磚紅色沉淀;
③核磁共振氫譜顯示有4組峰,峰面積之比為。
(3)化合物IV的含氧官能團(tuán)名稱為 。
(4)由化合物V制備VI時,生成的氣體是 。
(5)從官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的角度解釋化合物Ⅷ轉(zhuǎn)化為山藥素-1的過程中,先加堿后加酸的原因 。
【答案】(1) AD
(2)6
(3)酚羥基、醚鍵、醛基
(4)CO2
(5)提高化合物Ⅷ的轉(zhuǎn)化率
【分析】I的分子式為C9H12O2,在光照的條件下和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)得II,故I的結(jié)構(gòu)為;化合物V轉(zhuǎn)化為化合物VI發(fā)生脫羧反應(yīng),有CO2生成;
【解析】(1)由分析,I的結(jié)構(gòu)簡式為,由化合物I制備化合物Ⅱ的反應(yīng)類型為取代反應(yīng),A、D都是烴與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),B是苯在光照條件下和氯氣發(fā)生加成反應(yīng),C是C2H4Cl2發(fā)生消去反應(yīng),故選AD;
(2)化合物Ⅲ為,分子式C10H12O4,同時滿足下列條件:①含有苯環(huán)且苯環(huán)上的一溴代物只有一種,說明苯環(huán)上只有一種化學(xué)環(huán)境的氫原子;②能與新制Cu(OH)2反應(yīng),生成磚紅色沉淀,說明有醛基,根據(jù)分子式,不飽和度為5,除去苯環(huán)的不飽和度,只有一個醛基;③核磁共振氫譜顯示有4組峰,峰面積之比為1:2:3:6,說明分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,數(shù)目分別為1、2、3、6,故滿足條件的同分異構(gòu)體有:、、、、、,共6種;
(3)化合物IV的結(jié)構(gòu)為,其中含氧官能團(tuán)的名稱為酚羥基、醚鍵、醛基;
(4)對比化合物V和化合物VI的結(jié)構(gòu),化合物VI比化合物V少一個碳原子兩個氧原子,由化合物V制備VI時,生成的氣體是CO2;
(5)化合物Ⅷ轉(zhuǎn)化為山藥素-1的過程發(fā)生的是酯基水解,酯在堿性條件下水解更徹底,再加入酸將酚羥基的鹽轉(zhuǎn)化為酚羥基得目標(biāo)產(chǎn)物山藥素-1,若直接加酸,由于酯在酸性條件下的水解可逆,產(chǎn)率較低,故先加堿后加酸是為了提高化合物Ⅷ的轉(zhuǎn)化率。
【變式3-1】(2024·河北卷)甲磺司特(M)是一種在臨床上治療支氣管哮喘、特應(yīng)性皮炎和過敏性鼻炎等疾病的藥物。M的一種合成路線如下(部分試劑和條件省略)。
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱為 。
(2)的反應(yīng)類型為 。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)由F生成G的化學(xué)方程式為 。
(5)G和H相比,H的熔、沸點更高,原因為 。
(6)K與E反應(yīng)生成L,新構(gòu)筑官能團(tuán)的名稱為 。
(7)同時滿足下列條件的I的同分異構(gòu)體共有 種。
(a)核磁共振氫譜顯示為4組峰,且峰面積比為;
(b)紅外光譜中存在和硝基苯基()吸收峰。
其中,可以通過水解反應(yīng)得到化合物H的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為 。
【答案】(1)丙烯酸
(2)加成反應(yīng)
(3)
(4)+HO-NO2+H2O
(5)H分子中存在羥基,能形成分子間氫鍵
(6)酰胺基
(7) 6
【分析】由流程圖可知,A與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成B,則A的結(jié)構(gòu)簡式為;B與CH3SH發(fā)生加成反應(yīng)生成C;C在堿性條件下發(fā)生酯的水解反應(yīng),酸化后生成D,則D的結(jié)構(gòu)簡式為;D與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成E;由F的分子式可知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為;F發(fā)生硝化反應(yīng)生成G,G的結(jié)構(gòu)簡式為;G在一定條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成H,H的結(jié)構(gòu)簡式為;H與發(fā)生取代反應(yīng)生成I;I與乙醇鈉發(fā)生反應(yīng)生成J;J發(fā)生硝基的還原生成K,K的結(jié)構(gòu)簡式為;K與E發(fā)生取代反應(yīng)生成L;L與反應(yīng)生成M。
【解析】(1)由A→B的反應(yīng)條件和B的結(jié)構(gòu)簡式可知該步驟為酯化反應(yīng),因此A為,其名稱為丙烯酸。
(2)B與發(fā)生加成反應(yīng),和分別加到雙鍵碳原子上生成C。
(3)結(jié)合C和E的結(jié)構(gòu)簡式以及C→D和D→E的反應(yīng)條件,可知C→D為C先在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)后酸化,D為,D與亞硫酰氯發(fā)生取代反應(yīng)生成E。
(4)F→G的反應(yīng)中,結(jié)合I的結(jié)構(gòu)可知,苯環(huán)上碳氯鍵的對位引入硝基,濃硫酸作催化劑和吸水劑,吸收反應(yīng)產(chǎn)物中的水,硝化反應(yīng)的條件為加熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式是:+HO-NO2+H2O。
(5)由分析可知,G的結(jié)構(gòu)簡式為,H的結(jié)構(gòu)簡式為,H分子中存在羥基,能形成分子間氫鍵,G分子不能形成分子間氫鍵,分子間氫鍵會使物質(zhì)的熔、沸點顯著升高。
(6)根據(jù)分析可知,K與E反應(yīng)生成L為取代反應(yīng),反應(yīng)中新構(gòu)筑的官能團(tuán)為酰胺基。
(7)I的分子式為,其不飽和度為6,其中苯環(huán)占4個不飽和度,和硝基各占1個不飽和度,因此滿足條件的同分異構(gòu)體中除了苯環(huán)、和硝基之外沒有其他不飽和結(jié)構(gòu)。由題給信息,結(jié)構(gòu)中存在“”,根據(jù)核磁共振氫譜中峰面積之比為可知,結(jié)構(gòu)中不存在羥基、存在甲基,結(jié)構(gòu)高度對稱,硝基苯基和共占用3個O原子,還剩余1個O原子,因此剩余的O原子只能插入兩個相鄰的C原子之間。不考慮該O原子,碳骨架的異構(gòu)有2種,且每種都有3個位置可以插入該O原子,如圖:,(序號表示插入O原子的位置),因此符合題意的同分異構(gòu)體共有6種。其中,能夠水解生成H()的結(jié)構(gòu)為。
【點睛】第(7)問在確定同分異構(gòu)體數(shù)量時也可以采用排列法,首先確定分子整體沒有支鏈,且甲基和硝基苯基位于分子鏈的兩端,之后可以確定中間的基團(tuán)有亞甲基、和氧原子,三者共有種排列方式,則符合條件的同分異構(gòu)體共有6種。
【易錯點4】 不懂得官能團(tuán)的衍變方式
【分析】
【例4】(2024·黑吉遼卷)特戈拉贊(化合物K)是抑制胃酸分泌的藥物,其合成路線如下:
已知:
I.為,咪唑為;
II.和不穩(wěn)定,能分別快速異構(gòu)化為和。
回答下列問題:
(1)B中含氧官能團(tuán)只有醛基,其結(jié)構(gòu)簡式為 。
(2)G中含氧官能團(tuán)的名稱為 和 。
(3)J→K的反應(yīng)類型為 。
(4)D的同分異構(gòu)體中,與D官能團(tuán)完全相同,且水解生成丙二酸的有 種(不考慮立體異構(gòu))。
(5)E→F轉(zhuǎn)化可能分三步:①E分子內(nèi)的咪唑環(huán)與羧基反應(yīng)生成X;②X快速異構(gòu)化為Y,圖Y與反應(yīng)生成F。第③步化學(xué)方程式為 。
(6)苯環(huán)具有與咪唑環(huán)類似的性質(zhì)。參考B→X的轉(zhuǎn)化,設(shè)計化合物I的合成路線如下(部分反應(yīng)條件己略去)。其中M和N的結(jié)構(gòu)簡式為 和 。
【答案】(1)
(2) (酚)羥基 羧基
(3)取代反應(yīng)
(4)6
(5)+(CH3CO)2O→+CH3COOH
(6)
【分析】根據(jù)流程,有機物A與有機物B發(fā)生反應(yīng)生成有機物C,根據(jù)有機物B的分子式和小問1中的已知條件,可以判斷,有機物B的結(jié)構(gòu)為;有機物C與有機物D發(fā)生反應(yīng)生成有機物E;有機物E在醋酸酐的作用下發(fā)生成環(huán)反應(yīng)生成有機物F;有機物F發(fā)生兩步連續(xù)反應(yīng)生成有機物G,根據(jù)有機物G的分子式和有機物H的結(jié)構(gòu)可以推出,有機物G的結(jié)構(gòu)為;有機物G發(fā)生兩步反應(yīng)生成有機物H,將羧基中的-OH取代為次氨基結(jié)構(gòu);有機物H與與有機物I發(fā)生取代反應(yīng),將有機物H中酚羥基上的氫取代生成有機物J;最后有機物J發(fā)生取代反應(yīng)將結(jié)構(gòu)中的Bn取代為H。據(jù)此分析解題。
【解析】(1)根據(jù)分析,有機物B的結(jié)構(gòu)為。
(2)根據(jù)分析,有機物G的結(jié)構(gòu)為,其含氧官能團(tuán)為(酚)羥基和羧基。
(3)根據(jù)分析,J→K的反應(yīng)是將J中的Bn取代為H的反應(yīng),反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。
(4)D的同分異構(gòu)體中,與D的官能團(tuán)完全相同,說明有酯基的存在,且水解后生成丙二酸,說明主體結(jié)構(gòu)中含有。根據(jù)D的分子式,剩余的C原子數(shù)為5,剩余H原子數(shù)為12,因同分異構(gòu)體中只含有酯基,則不能將H原子單獨連接在某一端的O原子上,因此將5個碳原子拆分。當(dāng)一側(cè)連接甲基時,另一側(cè)連接-C4H9,此時C4H9有共有4種同分異構(gòu)體;當(dāng)一側(cè)連接乙基時,另一側(cè)連接-C3H7,此時-C3H7有共有2種同分異構(gòu)體,故滿足條件的同分異構(gòu)體有4+2=6種。
(5)根據(jù)已知條件和題目中的三步反應(yīng),第三步反應(yīng)為酚羥基與乙酸酐的反應(yīng),生成有機物F。則有機物Y為,根據(jù)異構(gòu)化原理,有機物X的結(jié)構(gòu)為。反應(yīng)第③步的化學(xué)方程式為+(CH3CO)2O→+CH3COOH。
(6)根據(jù)逆推法有機物N發(fā)生異構(gòu)化生成目標(biāo)化合物,發(fā)生的異構(gòu)化反應(yīng)為后者的反應(yīng),有機物N為,有機物M有前置原料氧化得到的,有機物M發(fā)生異構(gòu)化前者的反應(yīng)生成有機物N,有機物M的為。
【變式4-1】(2024·新課標(biāo)卷)四氟咯草胺(化合物G)是一種新型除草劑,可有效控制稻田雜草。G的一條合成路線如下(略去部分試劑和條件,忽略立體化學(xué))。
已知反應(yīng)Ⅰ:
已知反應(yīng)Ⅱ:為烴基或H,R、、、為烴基
回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為 ;加入的作用是 。
(2)D分子中采用雜化的碳原子數(shù)是 。
(3)對照已知反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)③不使用也能進(jìn)行,原因是 。
(4)E中含氧官能團(tuán)名稱是 。
(5)F的結(jié)構(gòu)簡式是 ;反應(yīng)⑤分兩步進(jìn)行,第一步產(chǎn)物的分子式為,其結(jié)構(gòu)簡式是 。
(6)G中手性碳原子是 (寫出序號)。
(7)化合物H是B的同分異構(gòu)體,具有苯環(huán)結(jié)構(gòu),核磁共振氫譜中顯示為四組峰,且可以發(fā)生已知反應(yīng)Ⅱ.則H的可能結(jié)構(gòu)是 。
【答案】(1) 取代反應(yīng) 與生成的HBr反應(yīng),促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行
(2)5
(3)D分子中同時存在—OH和
(4)酯基
(5)
(6)3和4
(7)、
【分析】結(jié)合A、C的結(jié)構(gòu)簡式和B的分子式可知,B的結(jié)構(gòu)簡式為,A中—Br與B中發(fā)生取代反應(yīng),生成C和小分子HBr,加入的與生成的HBr發(fā)生反應(yīng),促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行;由反應(yīng)③的反應(yīng)條件可知,反應(yīng)③發(fā)生已知反應(yīng)Ⅰ,則D中應(yīng)含有—OH,再結(jié)合C的結(jié)構(gòu)簡式、D的分子式可知,C→D發(fā)生的是羰基的加氫還原反應(yīng),D的結(jié)構(gòu)簡式為,采取雜化的C原子為圖中數(shù)字標(biāo)注的C原子,有5個;D的分子中存在—OH和,依次發(fā)生反應(yīng)③(類似已知反應(yīng)Ⅰ)、反應(yīng)④(取代反應(yīng))生成E,E中含氧官能團(tuán)為酯基;根據(jù)E、G的結(jié)構(gòu)簡式和反應(yīng)⑤、反應(yīng)⑥的反應(yīng)試劑,結(jié)合F的分子式可知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為。
【解析】(1)根據(jù)分析,反應(yīng)①的反應(yīng)類型為取代反應(yīng),反應(yīng)中加入K2CO3的作用為與生成的HBr反應(yīng),促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行。
(2)根據(jù)分析,D分子中采用sp3雜化的碳原子數(shù)為5個,分別為。
(3)已知反應(yīng)Ⅰ為—OH與發(fā)生取代反應(yīng),生成的小分子HCl與結(jié)合生成銨鹽。由D的結(jié)構(gòu)簡式可知,D分子中同時存在—OH和,故反應(yīng)③不使用也能進(jìn)行。
(4)由E的結(jié)構(gòu)簡式可知,E中含氧官能團(tuán)的名稱為酯基。
(5)已知反應(yīng)⑤分兩步進(jìn)行,結(jié)合F的結(jié)構(gòu)簡式知,E→F過程中,第二步為第一步產(chǎn)物發(fā)生已知反應(yīng)Ⅱ,結(jié)合第一步產(chǎn)物的分子式及已知反應(yīng)Ⅱ的機理知,第一步產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為。
(6)手性碳原子指連有四個不同的原子或原子團(tuán)的飽和碳原子,由G的結(jié)構(gòu)簡式知,其中手性碳原子為3和4號碳原子。
(7)由思路分析可知,B的結(jié)構(gòu)簡式為,其同分異構(gòu)體H能發(fā)生已知反應(yīng)Ⅱ,說明其具有或結(jié)構(gòu);具有苯環(huán)結(jié)構(gòu),核磁共振氫譜中顯示有4組峰,說明結(jié)構(gòu)對稱,則其可能的結(jié)構(gòu)簡式有、。
【易錯點5】 不了解有機官能團(tuán)的保護(hù)
【分析】
【例5】(2024·湖南卷)化合物H是一種具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路線如下(部分條件忽略,溶劑未寫出):
回答下列問題:
(1)化合物A在核磁共振氫譜上有 組吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能團(tuán)的名稱為 、 ;
(3)反應(yīng)③和④的順序不能對換的原因是 ;
(4)在同一條件下,下列化合物水解反應(yīng)速率由大到小的順序為 (填標(biāo)號);
① ② ③
(5)化合物的合成過程中,經(jīng)歷了取代、加成和消去三步反應(yīng),其中加成反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(6)依據(jù)以上流程信息,結(jié)合所學(xué)知識,設(shè)計以和為原料合成的路線 (HCN等無機試劑任選)。
【答案】(1)6
(2) 醛基 醚鍵
(3)先進(jìn)行反應(yīng)③再進(jìn)行反應(yīng)④可以防止酚羥基被氧化
(4)①③②
(5);
(6)
【分析】A與氯化劑在加熱條件下反應(yīng)得到B,B在BBr3,0℃的條件下,甲基被H取代得到C,C與CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下發(fā)生取代反應(yīng)得到D,D被氧化劑氧化為E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F(xiàn)與Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯環(huán)上一個H被醛基取代得到G,G與ClCH2COCH3經(jīng)歷了取代、加成和消去三步反應(yīng)得到H。
【解析】(1)由A的結(jié)構(gòu)可知,A有6種等效氫,即核磁共振氫譜上有6組吸收峰;
(2)由D的結(jié)構(gòu)可知,化合物D中含氧官能團(tuán)的名稱為:醛基、醚鍵;
(3)反應(yīng)③和④的順序不能對換,先進(jìn)行反應(yīng)③再進(jìn)行反應(yīng)④可以防止酚羥基被氧化;
(4)中F的電負(fù)性很強,-CF3為吸電子基團(tuán),使得-OOCH中C-O鍵更易斷裂,水解反應(yīng)更易進(jìn)行,中-CH3是斥電子集團(tuán),使得-OOCH中C-O鍵更難斷裂,水解反應(yīng)更難進(jìn)行,因此在同一條件下,化合物水解反應(yīng)速率由大到小的順序為:①③②;
(5)化合物G→H的合成過程中,G發(fā)生取代反應(yīng)羥基上的H被-CH2COCH3取代,得到, 中的醛基加成得到,中的羥基發(fā)生消去反應(yīng)得到,其中加成反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
(6)和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下發(fā)生類似反應(yīng)⑥的反應(yīng)得到,與HCN加成得到,酸性水解得到,發(fā)生縮聚反應(yīng)得到,具體合成路線為:。
【變式5-1】(2024·浙江1月卷)某研究小組通過下列路線合成鎮(zhèn)靜藥物氯硝西泮。
已知:
請回答:
(1)化合物E的含氧官能團(tuán)的名稱是 。
(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡式是 。
(3)下列說法不正確的是_______。
A.化合物A→D的過程中,采用了保護(hù)氨基的方法
B.化合物A的堿性比化合物D弱
C.化合物B在氫氧化鈉溶液加熱的條件下可轉(zhuǎn)化為化合物A
D.化合物G→氯硝西泮的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)
(4)寫出F→G的化學(xué)方程式 。
(5)聚乳酸()是一種可降解高分子,可通過化合物X()開環(huán)聚合得到,設(shè)計以乙炔為原料合成X的路線 (用流程圖表示,無機試劑任選)。
(6)寫出同時符合下列條件的化合物B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。
①分子中含有二取代的苯環(huán)。
②譜和譜檢測表明:分子中共有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,無碳氧單鍵。
【答案】(1)硝基、羰基(或酮羰基、酮基)
(2)
(3)BD
(4)+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br
(5)CH≡CH CH3CHO。
(6)或或或或
【分析】A發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B在硫酸作用下與硝酸發(fā)生對位取代生成C;C水解生成D,D取代生成E,E發(fā)生取代反應(yīng)生成F,結(jié)合已知信息,根據(jù)其分子式,可推出F為:;F發(fā)生取代反應(yīng)生成G:;
【解析】(1)化合物E的結(jié)構(gòu)簡式為,分子結(jié)構(gòu)中的含氧官能團(tuán)有硝基、羰基(或酮羰基、酮基);故答案為:硝基、羰基(或酮羰基、酮基)。
(2)根據(jù)分析可知,化合物C結(jié)構(gòu)簡式:;
(3)A.氨基易被氧化,在進(jìn)行硝化反應(yīng)前,先將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的酰胺基,硝化反應(yīng)后再水解出氨基,屬于氨基的保護(hù),A正確;
B.硝基為吸電子基團(tuán),硝基的存在會導(dǎo)致N原子結(jié)合質(zhì)子能力減弱,所以堿性:A>D,B錯誤;
C.B為,在氫氧化鈉溶液加熱的條件下發(fā)生水解反應(yīng),可轉(zhuǎn)化為化合物A,C正確;
D.化合物G()轉(zhuǎn)化為氯硝西泮(),是羰基與氨基發(fā)生了加成反應(yīng)后再發(fā)生消去反應(yīng),D錯誤;
故答案選BD;
(4)F發(fā)生取代反應(yīng)生成G:+NH3+HBr;由于HBr可與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,所以該反應(yīng)也可寫為+2NH3+NH4Cl。故答案為+NH3+HBr或+2NH3+NH4Br。
(5)可由發(fā)生分子間酯化反應(yīng)生成,可由酸化得到,乙醛與HCN發(fā)生加成反應(yīng)生成,而乙炔與H2O發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醛(CH3CHO),故合成路線為 CH≡CH CH3CHO。
(6)B為,其同分異構(gòu)體分子中含有二取代的苯環(huán);分子中共有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,無碳氧單鍵,則其結(jié)構(gòu)簡式可有、、、、等。
【易錯點6】 不會書寫有機反應(yīng)方程式
【例6】(2024·湖北卷)某研究小組按以下路線對內(nèi)酰胺F的合成進(jìn)行了探索:
回答下列問題:
(1)從實驗安全角度考慮,A→B中應(yīng)連有吸收裝置,吸收劑為 。
(2)C的名稱為 ,它在酸溶液中用甲醇處理,可得到制備 (填標(biāo)號)的原料。
a.滌綸 b.尼龍 c.維綸 d.有機玻璃
(3)下列反應(yīng)中不屬于加成反應(yīng)的有 (填標(biāo)號)。
a.A→B b.B→C c.E→F
(4)寫出C→D的化學(xué)方程式 。
(5)已知 (亞胺)。然而,E在室溫下主要生成G,原因是 。
(6)已知亞胺易被還原。D→E中,催化加氫需在酸性條件下進(jìn)行的原因是 ,若催化加氫時,不加入酸,則生成分子式為的化合物H,其結(jié)構(gòu)簡式為 。
【答案】(1)NaOH溶液(或其他堿液)
(2) 2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、異丁烯腈) d
(3)bc
(4)+
(5)亞胺不穩(wěn)定,以發(fā)生重排反應(yīng)生成有機化合物G
(6) 氰基與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成亞胺結(jié)構(gòu)生成的亞胺結(jié)構(gòu)更易被還原成氨基,促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生
【分析】有機物A與HCN在催化劑的作用下發(fā)生加成反應(yīng)生成有機物B,有機物B在Al2O3的作用下發(fā)生消去反應(yīng)剩下有機物C,有機物C與C6H10O3發(fā)生反應(yīng)生成有機物D,根據(jù)有機物D的結(jié)構(gòu)可以推測,C6H10O3的結(jié)構(gòu)為,有機物D發(fā)生兩步連續(xù)的反應(yīng)生成有機物E,有機物D中的氰基最終反應(yīng)為-CH2NH2結(jié)構(gòu),最后有機物E發(fā)生消去反應(yīng)生成有機物F和乙醇。
【解析】(1)有機物A→B的反應(yīng)中有HCN參加反應(yīng),HCN有毒,需要用堿液吸收,可用的吸收液為NaOH溶液。
(2)根據(jù)有機物C的結(jié)構(gòu),有機物C的的名稱為2-甲基-2-丙烯腈(甲基丙烯腈、異丁烯腈),該物質(zhì)可以與甲醇在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)生成甲基丙烯酸,甲基丙烯酸經(jīng)聚合反應(yīng)生成有機玻璃,答案選d。
(3)根據(jù)分析,有機物A反應(yīng)生成有機物B的過程為加成反應(yīng),有機物B生成有機物C的反應(yīng)為消去反應(yīng),有機物E生成有機物F的反應(yīng)為消去反應(yīng),故答案選bc。
(4)根據(jù)分析,有機物C與發(fā)生加成反應(yīng)生成有機物D,反應(yīng)的化學(xué)方程式為+。
(5)羰基與氨基發(fā)生反應(yīng)生成亞胺(),亞胺在酸性條件下不穩(wěn)定,容易發(fā)生重排反應(yīng)生成有機物G,有機物G在室溫下具有更高的共軛結(jié)構(gòu),性質(zhì)更穩(wěn)定。
(6)氰基與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成亞胺結(jié)構(gòu)生成的亞胺結(jié)構(gòu)更易被還原成氨基,促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生;若不加入酸,則生成分子式為C10H19NO2的化合物H,其可能的流程為→→→→→,因此,有機物H的結(jié)構(gòu)為。
【變式6-1】(2024·重慶十八中兩江實驗學(xué)校一診)已知間苯二酚可以合成中草藥的活性成分Psralidin(化合物P),合成路線如圖:
已知:①;
②。
(1)A中官能團(tuán)的名稱為 。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(3)D→E的方程式為 。
(4)寫出一個滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體 。
①與溶液反應(yīng)顯紫色;
②核磁共振氫譜顯示5組峰,且峰面積之比為2:2:2:1:1。
(5)H+→P+J的反應(yīng)原理如圖。J的名稱為 。
(6)G→H的過程中分為三步反應(yīng)。K的結(jié)構(gòu)簡式為 ,K→M的反應(yīng)類型是 。
【答案】(1)溴原子,酚羥基
(2)
(3)
(4)(或)
(5)丙烯
(6) 消去反應(yīng)
【分析】結(jié)合D的結(jié)構(gòu),和Br2發(fā)生取代反應(yīng)生成A為,A和CH3I發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B發(fā)生已知反應(yīng)生成C,C和Mg、CO2、氫離子酸化生成D,D和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成E,E和發(fā)生取代反應(yīng)生成F,F(xiàn)一定條件下轉(zhuǎn)化為G,G酸化加熱生成H,H和在催化劑條件下生成H,據(jù)此解答。
【解析】(1)A中含有官能團(tuán)的名稱為溴原子,酚羥基;
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為:;
(3)D和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成E:,化學(xué)方程式為;
(4)B為,B的同分異構(gòu)體滿足條件①與FeCl3溶液反應(yīng)顯紫色,說明其中含有酚羥基,②核磁共振氫譜顯示5組峰,且峰面積之比為2:2:2:1:1,說明其中含有5種環(huán)境的H原子;滿足條件的同分異構(gòu)體為:或;
(5)根據(jù)H+→Psralidin+J的反應(yīng)原理:,J為CH2=CHCH3,名稱為丙烯;
(6)G→H的過程中分為三步反應(yīng),G酸化生成K:,然后發(fā)生消去反應(yīng)生成M:,再加熱生成H。
【易錯點7】 不能根據(jù)題中信息進(jìn)行有機合成線路的設(shè)計
【分析】
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)時條件不同所得產(chǎn)物不同,光照時,只取代側(cè)鏈甲基上的氫原子,生成;而Fe作催化劑時,取代苯環(huán)上甲基鄰、對位上的氫原子,生成。
【例7】(2024·江蘇卷)F是合成含松柏基化合物的中間體,其合成路線如下:
(1)A分子中的含氧官能團(tuán)名稱為醚鍵和 。
(2)中有副產(chǎn)物生成,該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(3)的反應(yīng)類型為 ;C轉(zhuǎn)化為D時還生成和 (填結(jié)構(gòu)簡式)。
(4)寫出同時滿足下列條件的F的一種芳香族同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式: 。
堿性條件下水解后酸化,生成X、Y和Z三種有機產(chǎn)物。X分子中含有一個手性碳原子;Y和Z分子中均有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,Y能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng),Z不能被銀氨溶液氧化。
(5)已知:與性質(zhì)相似。寫出以、、和為原料制備的合成路線流程圖 (無機試劑和有機溶劑任用,合成路線示例見本題題干)
【答案】(1)羰基
(2)
(3) 消去反應(yīng) N(CH3)3
(4)
(5)
【分析】A中羰基相連的甲基發(fā)生加成反應(yīng),得到的羥基與(CH3)2NH發(fā)生取代反應(yīng),得到物質(zhì)B,B中N原子在CH3I和Ag2O、H2O的先后作用下,引入一個CH3,得到物質(zhì)C;C受熱發(fā)生消去反應(yīng),+N(CH3)3同OH-與相鄰C上的H發(fā)生消去反應(yīng)生成H2O和N(CH3)3,生成碳碳雙鍵得到物質(zhì)D,D的碳碳雙鍵在H2O2的堿溶液作用下發(fā)生反應(yīng),后再酸化引入兩個羥基則得到物質(zhì)E,兩個羥基與CH3COCH3在HCl環(huán)境中脫去H2O得到物質(zhì)F。
【解析】(1)根據(jù)題中A分子的結(jié)構(gòu)可知,其含氧官能團(tuán)有醚鍵和羰基。
(2)A生成B的過程是甲醛與A中羰基相連的甲基發(fā)生加成反應(yīng),得到的羥基與(CH3)2NH發(fā)生取代反應(yīng),結(jié)合副產(chǎn)物的分子式,可推斷該副產(chǎn)物是一分子A結(jié)合了兩分子的HCHO和(CH3)2NH,結(jié)構(gòu)簡式為。
(3)據(jù)分析,的反應(yīng)類型為消去反應(yīng);C轉(zhuǎn)化為D時還生成和N(CH3)3。
(4)由題中F的結(jié)構(gòu)簡式可知其分子式是C13H16O4,其不飽和度為6,其芳香族同分異構(gòu)體在堿性條件下水解后酸化,生成X、Y和Z三種有機產(chǎn)物,推斷該同分異構(gòu)體中含有兩個酯基。X分子中含有一個手性碳原子,則有一個碳原子連接著四種互不相同的原子或原子團(tuán);Y和Z分子中均有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,Y能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng),則Y含有酚羥基,推斷Y的結(jié)構(gòu)簡式是,Z不能被銀氨溶液氧化,則Z不含醛基,推斷Z的結(jié)構(gòu)簡式是CH3COOH;則X分子中共含有5個C原子,其中有-COOH,則推斷其結(jié)構(gòu)簡式是;綜上分析,該芳香族同分異構(gòu)體的一種結(jié)構(gòu)簡式是。
(5)結(jié)合物質(zhì)E生成F的結(jié)構(gòu)變化可推斷與反應(yīng)可生成目標(biāo)產(chǎn)物的部分;產(chǎn)物的部分可由生成后與HCHO反應(yīng)增長碳鏈得到,故設(shè)計合成路線:
【變式7-1】(2024·湖北省襄陽四中一模)L是一種重要的有機試劑,其工業(yè)合成路線如下圖
已知:
①
②
回答下列問題:
(1)物質(zhì)A的系統(tǒng)命名法名稱為 。
(2)反應(yīng)條件D應(yīng)選擇 (填標(biāo)號)
a./ b.Fe/HCl c.NaOH/ d./
(3)寫出H的結(jié)構(gòu)簡式 ,B→C的反應(yīng)類型是 。
(4)寫出一定條件下,F(xiàn)生成G的第二步反應(yīng)的方程式 。
(5)有機物M是A的同系物,相對分子質(zhì)量比A大28,符合下列條件的M的芳香同分異構(gòu)體有 種。
①含吡啶()環(huán)
②能水解
③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
④有四種不同化學(xué)環(huán)境的H,其個數(shù)比為6∶2∶2∶1
(6)以乙醇為主要原料合成設(shè)計路線如下圖,請補充該合成路線圖中的反應(yīng)條件和產(chǎn)物 。(反應(yīng)條件請寫在箭頭的上下如:中間產(chǎn)物寫在對應(yīng)的橫線上)
_______→__________→__________
【答案】(1)2-硝基甲苯
(2)b
(3) 氧化反應(yīng)
(4)
(5)3
(6)
【分析】由F結(jié)構(gòu)簡式知,A和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)在甲基對位引入氯原子得到B,B被酸性高錳酸鉀氧化為C,結(jié)合E化學(xué)式可知,C中硝基被還原為氨基得到E,F(xiàn)發(fā)生已知反應(yīng)②原理后然后和氨水反應(yīng)生成G,G發(fā)生已知反應(yīng)①原理生成H,H中-CONH2轉(zhuǎn)化為-CN得到I,I和J反應(yīng)生成K,K轉(zhuǎn)化為L,結(jié)合L結(jié)構(gòu)簡式以及J化學(xué)式可知,J為、K為。
【解析】(1)物質(zhì)A的系統(tǒng)命名法名稱為2-硝基甲苯;
(2)C中硝基被還原為氨基得到E,因此反應(yīng)條件D應(yīng)選擇Fe/HCl,故選b;
(3)根據(jù)分析知,H的結(jié)構(gòu)簡式,B→C的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng);
(4)由流程結(jié)合分析可知,F(xiàn)發(fā)生已知反應(yīng)②原理引入-SO3H得到,然后和氨水反應(yīng)生成G,故F生成G的第二步反應(yīng)的方程式為: ;
(5)有機物M是A的同系物,相對分子質(zhì)量比A大28,則M比A多2個-CH2-,則M化學(xué)式為C9H11NO2,符合下列條件的M的芳香同分異構(gòu)體:能水解,則含有酯基;能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則含有醛基;有四種不同化學(xué)環(huán)境的H,其個數(shù)比為6∶2∶2∶1,則應(yīng)該含有2個甲基且結(jié)構(gòu)對稱;存在、、共3種情況;
(6)乙醇氧化為乙醛,兩分子乙醛轉(zhuǎn)化為,醛基氧化為羧基得到,然后發(fā)生已知①原理轉(zhuǎn)化為,發(fā)生H生成I的原理轉(zhuǎn)化為,再發(fā)生K生成L的原理得到產(chǎn)物,故流程為:。
1.(2024·廣東惠州一模)化合物G是合成具有抗菌、消炎作用的黃酮醋酸類藥物的中間體,其合成路線如下:
請回答下列問題:
(1)A的名稱是 ,B中含有的官能團(tuán)名稱是: 。
(2)滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體有 種。
a.苯環(huán)上有兩個取代基 b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) c.能發(fā)生水解反應(yīng)
(3)C生成D的化學(xué)方程式為 。
(4)下列關(guān)于的說法不正確的是_____。
A.可通過紅外光譜檢測出有機物E中含有鍵和鍵
B.有機物F中所有碳原子一定共平面
C.該反應(yīng)過程有鍵的斷裂和鍵的形成
D.有機物E中碳原子的雜化方式有2種
(5)化合物G的一種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為,分析預(yù)測其可能的具有的化學(xué)性質(zhì),完成下表。
(6)參照以上合成路線及條件,以苯、和為原料制備。
基于你設(shè)計的路線,回答下列問題。
①第一步反應(yīng)產(chǎn)物的核磁共振氫譜峰面積之比為 。
②最后一步為取代反應(yīng),對應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【答案】(1) 對甲基苯酚 酯基
(2)6
(3)+HCl+HCHO+H2O
(4)BD
(5) 水解反應(yīng)
(6) 3:2:2:2:1 +2Br2+2HBr
【分析】由有機物的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,與乙酸酐發(fā)生取代反應(yīng)生成,一定條件下發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)化生成,與甲醛先發(fā)生加成反應(yīng)反應(yīng)中間產(chǎn)物、中間產(chǎn)物后與氯化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成,與氰化鈉發(fā)生取代反應(yīng)生成,堿性條件下與乙醛先發(fā)生加成反應(yīng)反應(yīng)中間產(chǎn)物、中間產(chǎn)物后發(fā)生消去反應(yīng)生成,一定條件下轉(zhuǎn)化為。
【解析】(1)由結(jié)構(gòu)簡式可知,的名稱為對甲基苯酚,的含氧官能團(tuán)為酯基,故答案為:對甲基苯酚;酯基;
(2)C的同分異構(gòu)體苯環(huán)上有兩個取代基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和發(fā)生水解反應(yīng)說明同分異構(gòu)體分子中還有苯環(huán)和甲酸酯基,同分異構(gòu)體可以視作乙苯分子中苯環(huán)上的氫原子被甲酸酯基取代所得結(jié)構(gòu),共有3種,也可以視作是鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯分子中甲基上的氫原子被甲酸酯基取代所得結(jié)構(gòu),共有3種,則符合條件的結(jié)構(gòu)共有6種,故答案為:6;
(3)由分析可知,C生成D的反應(yīng)為與甲醛先發(fā)生加成反應(yīng)中間產(chǎn)物、中間產(chǎn)物后與氯化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為+HCl+HCHO+H2O,故答案為:+HCl+HCHO+H2O;
(4)A.紅外光譜可用于檢驗有機物分子中的官能團(tuán)或化學(xué)鍵,則可通過紅外光譜檢測出有機物E中含有鍵和鍵,故正確;
B.由結(jié)構(gòu)簡式可知,有機物F分子中含有空間構(gòu)型為四面體形的飽和碳原子,所以分子中所有碳原子不一定共平面,故錯誤;
C.由分析可知,E→F的反應(yīng)為堿性條件下與乙醛先發(fā)生加成反應(yīng)反應(yīng)中間產(chǎn)物、中間產(chǎn)物后發(fā)生消去反應(yīng)生成,則反應(yīng)過程有鍵的斷裂和鍵的形成,故正確;
D.由結(jié)構(gòu)簡式可知,有機物E分子中飽和碳原子的雜化方式為sp3雜化、酮羰基中雙鍵碳原子和苯環(huán)上的碳原子的雜化方式為sp2雜化、—CN中三鍵碳原子的雜化方式為sp雜化,共有3種,故錯誤;
故選BD;
(5)由結(jié)構(gòu)簡式可知,分子中含有的碳碳雙鍵能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)生成,含有的酯基能在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成,故答案為:;;水解反應(yīng);
(6)由合成路線及條件可知,以苯、溴和為原料制備的合成步驟為苯與丙酸酐發(fā)生取代反應(yīng)生成核磁共振氫譜峰面積之比為3:2:2:2:1的,一定條件下發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)化生成,催化劑作用下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,與溴水發(fā)生取代反應(yīng)生成,則最后一步取代反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2Br2+2HBr,故答案為:3:2:2:2:1;+2Br2+2HBr。
2.(2024·河北邢臺一模)是合成某藥物的中間體,一種合成的流程如下(為乙基,為苯基),回答下列問題:
(1)G的分子式為 。
(2)有機物中N原子電子云密度越大,堿性越強。下列有機物堿性由弱到強排序為 (填標(biāo)號)。
a. b. c. d.
(3)B的名稱是 ,H中含氧官能團(tuán)是 (填名稱)。
(4)A→B的反應(yīng)類型是 ,有機物y的作用是 。
(5)寫出E→F的化學(xué)方程式: 。
(6)在C的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的結(jié)構(gòu)簡式為 (寫一種)。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②1ml有機物最多能消耗2mlNaOH;③在核磁共振氫譜上峰的面積比為1∶2∶6.
(7)一種重要的有機物的合成路線如下圖(反應(yīng)條件已略去),其中和的結(jié)構(gòu)簡式分別為 和 。
【答案】(1)
(2)
(3) 2—溴丙酸 酯基
(4) 取代反應(yīng) 吸收,提高產(chǎn)率
(5)
(6)或
(7)
【分析】根據(jù)反應(yīng)流程結(jié)合反應(yīng)條件及反應(yīng)特點可得:A:發(fā)生取代反應(yīng)生成 B:B酯化反應(yīng)生成C:,C與Zn反應(yīng)生成D:,D發(fā)生反應(yīng)生成E:,E取代反應(yīng)生成F: ,F(xiàn)還原反應(yīng)生成G:H:。
【解析】(1)G的分子式為:;
(2)在c中甲基為推電子基團(tuán),堿性最強,F(xiàn)、Br電負(fù)性強,C-F、C-Br鍵極性強,使N原子核外的電子偏離更多,N原子的電子云密度減小,F(xiàn)的電負(fù)性大于Br,則d的堿性最弱,則堿性由弱到強順序為:;
(3)B的名稱是: 2—溴丙酸;H中含氧官能團(tuán)是:酯基;
(4)A→B的反應(yīng)類型是取代反應(yīng);有機物y具有堿性,作用是:吸收,提高產(chǎn)率;
(5)E→F的化學(xué)方程式:;
(6)在C()的同分異構(gòu)體中,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明有醛基, 1ml有機物最多能消耗2mlNaOH,含有酯基,可知為甲酸某酯,同時含碳溴鍵,在核磁共振氫譜上峰的面積比為1∶2∶6,說明有兩個甲基,可得結(jié)構(gòu)簡式為:或;
(7)產(chǎn)物是對稱結(jié)構(gòu),逆推N為,M→N可知是引入羥基,則M為。
3.(2024·河北衡水部分高中一模)工業(yè)上可利用一種良好的有機溶劑A制備有廣泛用途的內(nèi)酯F和高分子化合物 PC。
已知:
①有機物 A核磁共振氫譜圖中只有一個吸收峰
②代表烴基)
請回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱為 。
(2)B分子的VSEPR模型為 ,分子中的鍵角是否都相等? (填“是”或“否”)。
(3)已知D為乙酸乙酯,則C+D→E的反應(yīng)類型為 。
(4)F分子內(nèi)含有六元環(huán),其結(jié)構(gòu)簡式是 。
(5)寫出在一定條件下H和I合成PC的化學(xué)方程式 。
(6)有機物J是C的同分異構(gòu)體,符合下列條件的J有 種(不考慮立體異構(gòu))。
a.能與新制反應(yīng) b.不含醚鍵
其中可發(fā)生水解反應(yīng),核磁共振氫譜顯示4組峰,且峰面積之比為3:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡式為: 。
(7)以物質(zhì)A、苯甲醇為原料選用必要的無機試劑合成,其合成路線 。
【答案】(1)丙酮
(2) 平面三角形 否
(3)加成反應(yīng)
(4)
(5)
(6) 7 HCOOCH2CH2CH3
(7)
【分析】根據(jù)A的分子式C3H6O,且核磁共振氫譜圖中只有一個吸收峰,則A為丙酮 ,B的分子式CH2O,B為甲醛,D為乙酸乙酯,根據(jù)E的結(jié)構(gòu)簡式可知C和D發(fā)生加成反應(yīng)生成E,根據(jù)已知反應(yīng)②可知E反應(yīng)生成F 和C2H5OH,H 和I發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PC,據(jù)此分析。
【解析】(1)A的化學(xué)名稱為丙酮;
(2)甲醛分子中心原子碳上沒有孤電子對,價層電子數(shù)為3,VSEPR模型為平面三角形;分子中的鍵角不相等,因為碳原子所連的三個原子不完全相同;
(3)根據(jù)分析可知C+D→E的反應(yīng)類型為加成反應(yīng);
(4)F分子的結(jié)構(gòu)簡式是 ;
(5)H和I發(fā)生縮聚反應(yīng)合成PC的化學(xué)方程式是 ;
(6)能與新制反應(yīng)說明含有醛基,不含醚鍵說明還應(yīng)該有羥基或者是甲酸所形成的酯基,有CH2(OH)CH2CH2CHO、CH3CH(OH)CH2CHO、CH3CH2CH(OH)CHO、 、 、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2共7種,結(jié)合可發(fā)生水解反應(yīng),可知分子結(jié)構(gòu)中存在甲酸所形成的酯基,核磁共振氫譜顯示4組峰,且峰面積之比為3:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡式,為HCOOCH2CH2CH3;
(7)苯甲醇氧化得到苯甲醛,2分子苯甲醛與1分子丙酮發(fā)生加成反應(yīng),得到 ,再與氫氣加成反應(yīng)得到 ,合成路線為 。
4.(2024·北京海淀期中)多并環(huán)化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路線如下:
已知:i、
ii、
iii、核磁共振氫譜中峰面積比可代表氫原子的個數(shù)比。
(1)A→B所需試劑是 。
(2)B→C的反應(yīng)為取代反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)E中官能團(tuán)的名稱為 。
(4)F→G的過程中會得到少量聚合物,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(5)芳香族化合物M是I的同分異構(gòu)體,寫出一種符合下列條件的M的結(jié)構(gòu)簡式: 。
a.能與NaHCO3反應(yīng)
b.核磁共振氫譜有3組峰,峰面積比為2:2:1
(6)J→K的反應(yīng)過程如下圖,中間產(chǎn)物1、2均含有三個六元環(huán)。
中間產(chǎn)物1、3的結(jié)構(gòu)簡式分別為 、 。
(7)K中酰胺基上的H在核磁共振氫譜中是一個特征峰,其峰面積可用于測定產(chǎn)率。0.1ml的J與0.15ml的鄰苯二胺()反應(yīng)一段時間后,加入0.1ml三氯乙烯(Cl2C=CHCl,不參與反應(yīng)),測定該混合物的核磁共振氫譜,K中酰胺基上的H與三氯乙烯中的H的峰面積比為2:5,此時K的產(chǎn)率為 。
【答案】(1)濃硝酸、濃硫酸
(2)
(3)硝基、羧基
(4)
(5)
(6) 中間產(chǎn)物1 中間產(chǎn)物3
(7)40%
【分析】A的分子式為C7H8,從D的結(jié)構(gòu)簡式可知,B是,C的結(jié)構(gòu)簡式為,C水解生成D,根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡式,結(jié)合已知信息ii,可知F的結(jié)構(gòu)簡式為,E的結(jié)構(gòu)簡式為,F(xiàn)到G失水發(fā)生取代反應(yīng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),G到I發(fā)生氧化反應(yīng),I與H2O2反應(yīng)生成J,J轉(zhuǎn)化為K。
【解析】(1)A→B發(fā)生甲苯苯環(huán)上硝化反應(yīng),所需試劑是:濃硝酸、濃硫酸;
(2)B→C的反應(yīng)為取代反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
(3)E的結(jié)構(gòu)簡式為,所含官能團(tuán)的名稱為:硝基、羧基;
(4)F的結(jié)構(gòu)簡式為,結(jié)構(gòu)中有氨基和羧基,可以脫水形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),也可以發(fā)生縮聚反應(yīng)形成高聚物,聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為:;
(5)I的結(jié)構(gòu)簡式為,分子式為C8H5NO2,芳香族化合物M是I的同分異構(gòu)體,能與NaHCO3反應(yīng),結(jié)構(gòu)中有-COOH,核磁共振氫譜有3組峰,峰面積比為2:2:1,符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為:;
(6)J到K反應(yīng)過程,結(jié)合題目中已知i可知,與先發(fā)生加成反應(yīng),生成中間產(chǎn)物1,再發(fā)生消去反應(yīng)生成中間產(chǎn)物2,中間產(chǎn)物2再發(fā)生已知信息ii的反應(yīng)生成中間產(chǎn)物3,最后中間產(chǎn)物3失水生成K;
(7)三氯乙烯(Cl2C=CHCl)結(jié)構(gòu)中有一個H原子,核磁共振氫譜應(yīng)該顯示1個峰,K中酰胺基上的H在核磁共振氫譜中是一個特征峰,加入0.1ml三氯乙烯,K中酰胺基上的H與三氯乙烯中的H的峰面積比為2:5,說明K中酰胺基上的氫原子的物質(zhì)的量為0.1×=0.04ml,K的物質(zhì)的量為0.04ml,0.1ml的J與0.15ml的鄰苯二胺反應(yīng)的理論產(chǎn)量應(yīng)該生成0.1ml的K,因此產(chǎn)率為。
5.(2024·安徽合肥·三模)有機物H是合成某藥物的中間體,其合成路線如圖:
回答下列問題:
(1)A的名稱為 。
(2)C→D的反應(yīng)類型為 。
(3)E中含氧官能團(tuán)的名稱是 。
(4)已知D→E反應(yīng)經(jīng)兩步進(jìn)行D→X→E,寫出中間產(chǎn)物X的結(jié)構(gòu)簡式 。
(5)F→G的化學(xué)方程式是 。
(6)寫出同時滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體有 種,任寫其中一種的結(jié)構(gòu)簡式 。
①有兩個苯環(huán),能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
②分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫。
(7)已知:,參照上述合成路線,設(shè)計以為原料制備的合成路線 。(無機試劑任用)
【答案】(1)N-苯基乙酰胺或乙酰苯胺
(2)還原反應(yīng)
(3)酮羰基、羥基
(4)
(5)
(6) 3
(7)
【分析】
A到B的反應(yīng)為在AlCl3的作用下,與C2H5COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B到C的反應(yīng)為水解反應(yīng),C到D為還原反應(yīng),D到E的反應(yīng)為生成,再發(fā)生消去反應(yīng)生成E,E到F是羥基被Br取代,最后一步反應(yīng)時羧基化反應(yīng);
【解析】(1)
A為,名稱為N-苯基乙酰胺或乙酰苯胺;
(2)C→D是酮羰基轉(zhuǎn)化為醇羥基的加氫的還原反應(yīng),反應(yīng)類型為還原反應(yīng);
(3)
根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知,E中含氧官能團(tuán)的名稱是酮羰基、羥基;
(4)
D→E反應(yīng)經(jīng)兩步進(jìn)行,第一步反應(yīng)為D發(fā)生反應(yīng)生成X,X的結(jié)構(gòu)簡式為,X再發(fā)生消去反應(yīng)生成E;
(5)
F→G是F與HBr發(fā)生取代反應(yīng)生成G和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式是;
(6)
E為,滿足條件:①有兩個苯環(huán),能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則含有醛基;②分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,則高度對稱,符合條件的同分異構(gòu)體有;
(7)
以為原料制備的基本思路為:根據(jù)G到H的反應(yīng)條件,反應(yīng)生成,再根據(jù)RCOOHRCOCl,生成,再在ACl3的作用下生成,與NaBH4作用生成,最后消去得到產(chǎn)物;合成路線為:。
6.(2024·廣東廣州·三模)(環(huán)己二酮)常用作醫(yī)藥中間體,用于有機合成。如作為除草劑磺草酮、硝磺酮的中間體。如圖所示是合成環(huán)己二酮一種方法。
回答下列問題:
(1)寫出甲的分子式 ,乙中含有的還原性官能團(tuán)的名稱是 。
(2)的沸點 的沸點(填“高于”,“低于”,“等于”或者“不確定”)。
(3)反應(yīng)[3]是在濃硫酸催化作用下,和乙醇共加熱制備丙,寫出丙的結(jié)構(gòu)簡式 。
(4)反應(yīng)[1]的產(chǎn)物的系統(tǒng)名稱為甲基環(huán)戊烯,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)環(huán)己二醇()具有多種化學(xué)性質(zhì),請按照要求填寫下表
(6)的同分異構(gòu)體較多,一部分同分異構(gòu)滿足下列條件
①核磁共振氫譜有二種吸收峰
②在加熱條件下和新制氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀
③鏈狀脂肪化合物
請寫出符合上述條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 (寫出一種即可)。
(7)根據(jù)上述設(shè)計方法,以(丙酮)、乙醇、乙酸制備(戊二醇) 。設(shè)計反應(yīng)流程如圖:
【答案】(1) 醛基
(2)高于
(3)
(4)
(5) 氧化反應(yīng) 濃氫溴酸,加熱
(6)或
(7)
【分析】分析合成路線: 經(jīng)過反應(yīng) [1] 得到 C6H10,C6H10在一定條件下與O3反應(yīng)生成甲,與 CH3SCH3 反應(yīng)得到乙,反應(yīng) [2] 為在 CrO3 的條件下發(fā)生氧化反應(yīng)得到,反應(yīng) [3] 為與CH3CH2OH 在濃 H2SO4作用下發(fā)生酯化反應(yīng)得到丙為,反應(yīng)[4]為丙()在 C2H5ONa、CH3COOH 的條件下發(fā)生自身取代反應(yīng)得到,在LiAlH4的作用下還原為,據(jù)此回答。
【解析】(1)甲為,分子式為:;乙為,含有的還原性官能團(tuán)的名稱是醛基;
(2)由于能形成分子間氫鍵,而不能,故的沸點高于的沸點;
(3)反應(yīng)[3]是在濃硫酸催化作用下,和乙醇共加熱制備丙,由分析知,丙的結(jié)構(gòu)簡式為;
(4)反應(yīng)[1]的產(chǎn)物的系統(tǒng)名稱為甲基環(huán)戊烯,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
(5)1.在,加熱的條件下發(fā)生能氧化反應(yīng),生成;2.在濃氫溴酸,加熱的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成;
(6)的分子式為,不飽和度Ω=3,其同分異構(gòu)體滿足下列條件:①核磁共振氫譜有二種吸收峰,說明結(jié)構(gòu)較為對稱;②在加熱條件下和新制 Cu(OH)2 反應(yīng)生成磚紅色沉淀,說明含有醛基;③鏈狀脂肪化合物,說明沒有環(huán)狀結(jié)構(gòu);結(jié)合不飽和度分析可知分子中應(yīng)含有2個醛基和1個碳碳雙鍵,則符合條件的同分異構(gòu)體為:或;
(7)以 、CH3CH2OH、CH3COOH為原料制備(戊二醇);先將 CH3CH2OH和CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)得到CH3COOCH2CH3,再將得到的 CH3COOCH2CH3在一定條件下與 發(fā)生類似反應(yīng)[4]的取代反應(yīng)得到,再和H2發(fā)生加成反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物(戊二醇);綜上分析可知該合成路線為。
7.(2024·河北滄州·三模)化合物J可用于原發(fā)性血小板減少癥、血小板無力癥等,其合成路線如下:
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是 。F分子中有 個手性碳原子。
(2)J中含氧官能團(tuán)的名稱是 。
(3)由H生成J的反應(yīng)類型為 。
(4)已知Ph表示(苯基),D生成E的反應(yīng)為,則E的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(5)由F生成G的化學(xué)方程式為 。
(6)化合物K是相對分子質(zhì)量比化合物C大14的同系物,滿足下列條件的K的同分異構(gòu)體有 種(不考總立體異構(gòu))。
①屬于芳香族化合物 ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
其中,核磁共振氫譜顯示為4組峰,且峰面積比為2:2:2:1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為 (有幾種,寫幾種)。
(7)設(shè)計由苯甲醇和制備的合成路線: (無機試劑任選)。
【答案】(1) 甲苯 1
(2)羥基、酯基
(3)取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))
(4)
(5)2+O22+2H2O
(6) 17 、
(7)
【分析】
甲苯被酸性高錳酸鉀氧化為苯甲酸,苯甲酸與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C在一定條件下與反應(yīng)轉(zhuǎn)化為D,D轉(zhuǎn)化為E,E為,E接著轉(zhuǎn)化為F,F(xiàn)催化氧化轉(zhuǎn)化為G,G接著被氧化為H,H與I發(fā)生取代(酯化)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為J,據(jù)此回答。
【解析】(1)
A的化學(xué)名稱是甲苯,F(xiàn)分子中有1個手性碳,如圖;
(2)J中含氧官能團(tuán)的名稱是羥基、酯基;
(3)由H生成J的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng));
(4)
根據(jù)分析可知,E的結(jié)構(gòu)簡式為;
(5)
根據(jù)分析,由F生成G的化學(xué)方程式為:2+O22+2H2O;
(6)
化合物K是相對分子質(zhì)量比化合物C大14的同系物,滿足①屬于芳香族化合物,含有苯環(huán),②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),含有醛基的同分異構(gòu)體有17種,分別為、(鄰、間、對3種)、、、(數(shù)字代表氯原子的位置),共17種,其中核磁共振氫譜顯示為4組峰,且峰面積比為2:2:2:1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為、;
(7)
苯甲醇氧化為苯甲醛,苯甲醛與Ph3P=CHCOOC2H5反應(yīng)得到,經(jīng)過加聚反應(yīng)得到產(chǎn)物,故合成路線為:
。
構(gòu)造異構(gòu)
碳鏈異構(gòu)
碳鏈骨架不同,如CH3—CH2—CH2—CH3和
位置異構(gòu)
官能團(tuán)位置不同,如:CH2===CH—CH2—CH3和CH3CH===CHCH3
官能團(tuán)異構(gòu)
官能團(tuán)種類不同,如:CH3CH2OH和CH3OCH3,常見的官能團(tuán)異構(gòu)有醇、酚、醚;醛與酮;羧酸與酯等
立體異構(gòu)
順反異構(gòu)
在有雙鍵或小環(huán)結(jié)構(gòu)(如環(huán)丙烷)的分子中,由于分子中雙鍵或環(huán)的原子間的鍵的自由旋轉(zhuǎn)受阻礙,存在不同的空間排列方式而產(chǎn)生的立體異構(gòu)現(xiàn)象,又稱幾何異構(gòu),如CH3CH===CHCH3存在順反異構(gòu)順-2-丁烯,反-2-丁烯
對映異構(gòu)
又稱為手性異構(gòu),任何一個不能和它的鏡像完全重疊的分子就叫做手性分子,它的一個物理性質(zhì)就是能使偏振光的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),具有旋光活性,如CHFClBr存在對映異構(gòu)。
構(gòu)象異構(gòu)
構(gòu)造式相同的化合物由于單鍵的旋轉(zhuǎn),使連接在碳上的原子或原子團(tuán)在空間的排布位置隨之發(fā)生變化產(chǎn)生的立體異構(gòu)現(xiàn)象,如環(huán)己烷存在椅式()和船式()兩種較穩(wěn)定的構(gòu)象
保護(hù)
酚—OH
因酚羥基易被氧化,所以在氧化基團(tuán)前先使其與NaOH反應(yīng),把酚羥基轉(zhuǎn)變成—ONa,將其保護(hù)起來,使其他基團(tuán)氧化后再酸化使其全部轉(zhuǎn)化為—OH,即:—OH → —ONa → —OH
氨基(—NH2)
如在對硝基甲苯eq \(――→,\s\up7(合成))對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2還原為—NH2,防止當(dāng)KMnO4(H+)氧化—CH3時,—NH2(具有還原性)也被氧化。
碳碳雙鍵
碳碳雙鍵容易被氧化,在氧化基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來,待其他基團(tuán)氧化后再利用消去反應(yīng)重新轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。
所用試劑
反應(yīng)生成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類型
的溶液
①
加成反應(yīng)
溶液
②
③
序號
反應(yīng)物和反應(yīng)條件
產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類型
1
,加熱
2
取代反應(yīng)
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