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1、第38題 有機化學(xué)基礎(chǔ)(選考)
[解題指導(dǎo)]
有機推斷與合成題的解題步驟
1.審題——快速瀏覽,明確物質(zhì)推斷過程
(1)閱讀題目中需合成的物質(zhì)的用途、結(jié)構(gòu),找出可能提供的原料,應(yīng)特別注意產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點。對于題中提供的簡單分子式或物質(zhì)名稱,要仔細分析能否轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。
(2)解讀合成過程,了解可能的轉(zhuǎn)化步驟。
2.析題——仔細審讀,關(guān)注有效信息
解答有機推斷題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)問題的突破口,理解信息,把新信息運用于合成路線中,進行推理、計算、排除干擾,最后做出正確的判斷。具體思路如圖:
(1)關(guān)注合成路線。
①箭頭:表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,上面一般標(biāo)注反應(yīng)條件、反應(yīng)所需試劑等
2、,常結(jié)合反應(yīng)條件確定物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應(yīng)類型等。
②分子式,根據(jù)分子式,可以確定分子中不飽和度數(shù),推測可能含有的官能團;比較物質(zhì)的分子式,可以確定官能團的轉(zhuǎn)化過程。
③結(jié)構(gòu)簡式:結(jié)構(gòu)簡式往往是有機推斷的突破口,可運用正推、逆推、從中間推等方法確定未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過程。
(2)關(guān)注新信息的運用。
①特征反應(yīng):根據(jù)題中所給反應(yīng),可推斷物質(zhì)所含官能團,確定反應(yīng)中官能團的轉(zhuǎn)化。
②其他信息:可以確定物質(zhì)的分子式、官能團、反應(yīng)類型等。
3.答題——合理切入,規(guī)范正確答題
(1)看清題目要求,如書寫名稱、分子式還是結(jié)構(gòu)簡式,官能團的名稱還是含氧官能團的名稱。
(2)規(guī)范書寫。書寫有機
3、物的結(jié)構(gòu)簡式時氫原子數(shù)要書寫正確。一些官能團寫在左邊要注意連接順序,像酯化反應(yīng)不要漏掉水等。
[挑戰(zhàn)滿分](限時30分鐘)
1.有機物A可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(方框內(nèi)物質(zhì)均為有機物,部分無機產(chǎn)物已略去):
已知:
請回答:
(1)F蒸氣密度是相同條件下H2密度的31倍,且分子中無甲基。已知1 mol F與足量鈉作用產(chǎn)生22.4 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則F的分子式是_________________________________。
(2)G與F的相對分子質(zhì)量之差為4,則G的性質(zhì)是________(填字母)。
a.可與銀氨溶液反應(yīng)
b.可與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)
c.可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
4、
d.1 mol G可與2 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng)
(3)D能與NaHCO3反應(yīng),且兩分子D可以反應(yīng)得到含有六元環(huán)的酯類化合物,E可使溴的四氯化碳溶液褪色,則D―→E的化學(xué)方程式是__________________________________。
(4)B的同分異構(gòu)體較多,寫出一種不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________________________________________________________________________。
(5)A轉(zhuǎn)化為B和F的化學(xué)方程式是_________________________________
5、______
________________________________________________________________________。
答案 (1)C2H6O2
(2)ac
(3)CH3CH(OH)COOHCH2===CH—COOH+H2O
(4)HCOOCH2CH===CH2(OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等)
(5)CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH+H2O
CH2===C(CH3)COOH+HOCH2CH2OH
解析 (1)F的蒸氣密度是相同條件下氫氣密度的31倍,說明其相對分子質(zhì)量為62,1 mol F與足
6、量的Na作用產(chǎn)生1 mol H2,說明F中有2個—OH,應(yīng)為乙二醇(即C2H6O2),其被催化氧化生成醛,根據(jù)G和F的相對分子質(zhì)量之差為4,則G為乙二醛,A生成B和F的反應(yīng)應(yīng)為酯的水解,則B的分子式為C4H6O2,結(jié)合題給信息可知B的結(jié)構(gòu)簡式為CH2===C(CH3)COOH。則A的結(jié)構(gòu)簡式為CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH,C為CH3COCOOH,與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成D,D為CH3CH(OH)COOH,在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成E,則E為CH2===CHCOOH。
(2)G應(yīng)為OHC—CHO,即乙二醛,含有—CHO,可發(fā)生氧化和加成反應(yīng),不能發(fā)生酯化反應(yīng),因含有2個—C
7、HO,則1 mol G最多可與4 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應(yīng)。
(3)D應(yīng)為CH3CH(OH)COOH,在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成E,則E為
CH2===CHCOOH。
(4)B的分子式為C4H6O2,其不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體應(yīng)為甲酸酯或分子中含有醛基和羥基,且羥基在端位碳原子上,結(jié)構(gòu)可能為HCOOCH2CH===CH2、OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等。
(5)酯在酸性條件下,加熱水解生成酸和醇。
2.香豆素類化合物具有抗病毒、抗癌等多種生物活性。香豆素-3-羧酸可通過下面合成路線制備:
(1)A中所含有的官能團名稱為____
8、____,中間體X的化學(xué)式為________。
(2)香豆素-3-羧酸在NaOH溶液中充分反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(3)反應(yīng)①中試劑CH2(COOC2H5)2的同分異構(gòu)體有多種,其中分子中含有羧基,且核磁共振氫譜中有3個吸收峰,且峰的面積之比為3∶2∶1的異構(gòu)體有2種,試寫出這兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:____________________________________________
________________________________________________________________________。
9、
(4)反應(yīng)①中的催化劑“哌啶”可以由“吡啶”合成,已知吡啶的性質(zhì)與苯類似,可發(fā)生如下反應(yīng):
吡啶的結(jié)構(gòu)簡式為________________________,反應(yīng)③和反應(yīng)④的反應(yīng)類型分別為______________________、__________________。
答案 (1)醛基和酚羥基 C12H10O4
(2)
(3)
(4) 取代反應(yīng) 加成反應(yīng)
3.鹽酸普魯卡因
([CH2CH2NH+(C2H5)2]Cl-)
是一種局部麻醉劑,麻醉作用較快、較強,毒性較低,其合成路線如下:
已知:①
②
請回答以下問題:
(1)A的核磁共振氫譜只有一個峰
10、,則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為________________。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為________________,C中含有的含氧官能團的名稱為________________。
(3)合成路線中屬于氧化反應(yīng)的有________________(填序號)。
(4)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)B的某種同系物F,相對分子質(zhì)量比B大28,則符合下列條件的F的同
11、分異構(gòu)體的數(shù)目有________種。
①結(jié)構(gòu)中含有一個“—NH2”與一個“—COOH”
②苯環(huán)上有三個各不相同的取代基
(6)已知:當(dāng)苯環(huán)上已有一個“—CH3”或“—Cl”時,新引入的取代基一般在原有取代基的鄰位或?qū)ξ?;?dāng)苯環(huán)上已有一個“—NO2”或“—COOH”時,新引入的取代基一般在原有取代基的間位。
請用合成反應(yīng)流程圖表示出由甲苯和其他物質(zhì)合成的最佳方案,合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下:…。
答案 (1)2CH2===CH2+O2
(2) 硝基、羧基
(3)①④
(4)
HOCH2CH2N(C2H5)2
N(C2H5)2+H2O
(5)30
(6)
12、解析 乙烯發(fā)生氧化反應(yīng)生成A,A的核磁共振氫譜只有一個峰,則A的結(jié)構(gòu)簡式為;D在Fe/HCl條件下發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)品E,D的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CH2N(C2H5)2,根據(jù)反應(yīng)⑤知,C的結(jié)構(gòu)簡式為,B被氧化生成C,結(jié)合題給信息知,B的結(jié)構(gòu)簡式為,甲苯發(fā)生反應(yīng)生成對甲基硝基苯,則反應(yīng)③為取代反應(yīng)。
(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2CH2===CH2+O2。
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式為,C中含有的含氧官能團的名稱為硝基、羧基。
(3)合成路線中屬于氧化反應(yīng)的有①④。
(4)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為
+HOCH2CH2N(C2H5)2
CH2N(C2H5)2+H2O。
(5)B為,B的同系物F可能為,F(xiàn)
13、的同分異構(gòu)體符合下列條件:①結(jié)構(gòu)中含有一個“—NH2”與一個“—COOH”;②苯環(huán)上有三個各不相同的取代基,如果存在—NH2、—COOH、—CH2CH3,如果—NH2、—COOH相鄰,則有四種同分異構(gòu)體,如果—NH2、—COOH相間,則有四種同分異構(gòu)體,如果—NH2、—COOH相對有兩種同分異構(gòu)體,共10種同分異構(gòu)體;如果存在—NH2、—CH2COOH、—CH3,如果—NH2、—CH2COOH相鄰有四種同分異構(gòu)體,如果—NH2、—CH2COOH相間有四種同分異構(gòu)體,如果—NH2、—CH2COOH相對有兩種同分異構(gòu)體,共有10種;如果存在—CH2NH2、—COOH、—CH3,如果—CH2NH2、
14、—COOH相鄰有四種同分異構(gòu)體,如果—CH2NH2、—COOH相間有四種同分異構(gòu)體,如果—CH2NH2、—COOH相對有兩種同分異構(gòu)體,所以共有10種;則符合條件的共有30種同分異構(gòu)體。
(6)在濃硫酸作催化劑、加熱條件下,甲苯和濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)生成對硝基甲苯,在催化劑條件下,對硝基甲苯和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成2-氯-4-硝基甲苯,2-氯-4-硝基甲苯被酸性高錳酸鉀氧化生成2-氯-4-硝基苯甲酸,在濃硫酸作催化劑、加熱條件下,2-氯-4-硝基苯甲酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成2-氯-4-硝基苯甲酸乙酯。
4.扁桃酸衍生物是重要的醫(yī)藥中間體,以A和B為原料合成扁桃酸衍生物F的路線如下:
(1
15、)A的分子式為C2H2O3,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),且具有酸性,A所含官能團的名稱為________________________________________________________________________。
寫出A+B―→C的化學(xué)方程式:_____________________________。
(2)C()中①、②、③三個—OH的酸性由強到弱的順序是_______________。
(3)E是由2分子C生成的含有3個六元環(huán)的化合物,E分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有________種。
(4)D―→F的反應(yīng)類型是________________,1 mol F在一定條件
16、下與足量NaOH溶液反應(yīng),最多消耗NaOH的物質(zhì)的量為________mol。寫出符合下列條件的F的所有同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))的結(jié)構(gòu)簡式:_____________________________________________
________________________________________________________________________。
①屬于一元酸類化合物
②苯環(huán)上只有2個取代基且處于對位,其中一個是羥基
(5)已知:R—CH2—COOH
A有多種合成方法,在方框中寫出由乙酸合成A的路線流程圖(其他原料任選)。
合成路線流程圖示例如下:
17、
H2C===CH2CH3CH2OHCH3COOC2H5
答案 (1)醛基、羧基
(2)③>①>②
(3)4
(4)取代反應(yīng) 3 、
、、
(5)
解析 (1)A的分子式為C2H2O3,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明有醛基,具有酸性,說明有羧基,則A的結(jié)構(gòu)簡式為OHC—COOH,所含官能團名稱為羧基和醛基;再根據(jù)C的結(jié)構(gòu)可推出B為苯酚,A、B發(fā)生加成反應(yīng)生成C。
(2)羧基酸性強于酚羥基,醇羥基無酸性,所以C中3個—OH的酸性強弱順序是③>①>②。
(3)2分子C發(fā)生酯化反應(yīng),形成一個新的六元環(huán),E分子的結(jié)構(gòu)簡式為
,該分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子有4種。
(4)D―→
18、F是醇羥基轉(zhuǎn)變成鹵素原子,所以屬于取代反應(yīng);1 mol F中含有1 mol酚羥基、1 mol酯基和1 mol鹵素原子,與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時各消耗1 mol NaOH,共消耗3 mol NaOH;F的同分異構(gòu)體屬于一元酸類化合物,所以結(jié)構(gòu)中含有羧基,又由于只有2個取代基且處于對位,其中一個是羥基,所以另外一個取代基中應(yīng)該含有2個碳原子、1個溴原子、1個羧基,根據(jù)羧基和溴原子的位置不同,共有如下四種不同結(jié)構(gòu):
、、
、。
(5)合成的原料是CH3COOH,合成的目標(biāo)產(chǎn)物是OHC—COOH,所以考慮將—CH3轉(zhuǎn)化為—CHO,根據(jù)逆合成分析法,—CHO可由—CH2OH催化氧化而來,—CH2OH可由—CH2Cl水解而來,—CH2Cl可由—CH3取代而來,因此得到合成路線: