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- 2021-07-03 发布
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课时规范练37 生命活动的物质基础 合成有机高分子
(时间:45分钟 满分:100分)
非选择题(共5小题,共100分)
1.(2019天津)(20分)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。
已知(3+2)环加成反应:CH3C≡C—E1+E2—CHCH2(E1、E2可以是—COR或—COOR)
回答下列问题:
(1)茅苍术醇的分子式为 ,所含官能团名称为 ,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为 。
(2)化合物B的核磁共振氢谱中有 个吸收峰; 其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为 。
①分子中含有碳碳叁键和乙酯基(—COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中碳碳叁键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式 。
(3)CD的反应类型为 。
(4)DE的化学方程式为 , 除E外该反应另一产物的系统命名为 。
(5)下列试剂分别与F和G反应,可生成相同环状产物的是 (填序号)。
A.Br2
B.HBr
C.NaOH 溶液
9
(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M,写出路线流程图(其他试剂任选)。
答案:(1)C15H26O 碳碳双键、羟基 3
(2)2 5 和
(3)加成反应或还原反应
(4)
2-甲基-2-丙醇
(5)B
(6)+
或+
(Pd/C写成Ni等合理催化剂亦可)
解析:(1)根据茅苍术醇的结构简式可知其分子式为C15H26O;所含官能团的名称是碳碳双键、羟基;分子中含有3个手性碳原子。
(2)化合物B分子中含有2种处于不同化学环境的氢原子,其核磁共振氢谱有2个吸收峰;根据信息①分子中含有碳碳叁键(C≡C)和乙酯基()及信息②连续四个碳原子共直线(C—C≡C—C),可得五种符合条件的同分异构体:
、、、、。
(3)CD是碳碳双键加氢反应,属于加成或还原反应。
(4)反应DE属于酯交换反应,另一种产物的系统命名为2-甲基-2-丙醇。
9
(5)F和G属于双键位置不同的同分异构体,两种物质加溴和碱性水解反应可得到不同物质,加溴化氢可以得到相同物质,B项符合题意。
(6)根据(3+2)环加成反应和AB反应过程选择两组有机物:①和;
②和。然后依次进行环加成反应和碳碳双键还原反应即可得到目标产物。
2.(20分)A(C3H6)是基本有机化工原料。由A制备聚合物C和的合成路线(部分反应条件略去)如图所示。
已知:+|| ;R—COOH
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B含有的官能团的名称是 (写名称)。
(2)C的结构简式为 ,DE的反应类型为 。
(3)EF的化学方程式为 。
(4)中最多有 个原子共平面。
发生缩聚反应生成有机物的结构简式为 。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的共有 种;其中1H核磁共振谱为3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1的是 (写结构简式)。
(6)结合题给信息,以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸,设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例:
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
答案:(1)丙烯 碳碳双键、酯基
(2) 取代反应(或水解反应)
9
(3)+
(4)10
(5)8
(6)CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH
解析:(1)根据反应过程可知A的名称是丙烯,由B加聚后的产物可知B的结构简式为,含有的官能团的名称是碳碳双键、酯基。
(2)C是聚合物水解的产物,且C也是聚合物,则C的结构简式为,A在高温条件下与氯气发生取代反应生成一氯丙烯D,D在碱性条件下发生水解反应生成E。
(3)根据信息及目标产物可知EF的化学方程式为+。
(4)中的10个原子可能共平面;发生缩聚反应生成有机物的结构简式为。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的,必须含有碳碳双键、酯基、醛基,所以一定是甲酸某酯,甲酸的结构只有1种,烃基的结构:上双键的位置有3种,上双键的位置有3种,上双键的位置有2种,所以共有8种;其中1H核磁共振谱为3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1的是。
(6)合成路线流程图为CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH。
3.(20分)相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。
9
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
回答下列问题:
(1)X的分子式为 ,分子中最多有 个原子共面。
(2)H的结构简式为 。
(3)反应③、④的类型分别为 、 。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有 种。
(6)请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物合成最合理的方案(不超过4步)。
答案:(1)C7H8 13
(2)
(3)还原反应 缩聚反应
(4)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
(5)6
(6)
9
解析:(1)芳香烃X的相对分子质量为92,令分子组成为CxHy,则9212=7……8,故该芳香烃X的分子式为C7H8,结构简式为,苯分子中所有原子共平面,甲烷是正四面体结构,所以甲苯分子中最多有13个原子共面。
(2)H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO,与的分子式相比少1分子H2O,则H为通过形成肽键发生缩聚反应生成的高聚物,结构简式为。
(3)在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F,结合反应③的产物可知F为,F转化生成G,由于苯胺容易被氧化,由反应信息Ⅰ、Ⅱ可知,G为,则反应③、④的类型分别为还原反应、缩聚反应。
(4)C能与银氨溶液反应生成D,则C为,与银氨溶液发生氧化反应生成。
(5)根据条件,苯环上有3个取代基:1个醛基和2个羟基。2个羟基处于邻位时,醛基有2种位置;2个羟基处于间位时,醛基有3种位置;2个羟基处于对位时,醛基有1种位置,故符合条件的同分异构体共有6种。
(6)可用逆推法分析,,结合官能团的变化可得合成流程。
4.(2018全国Ⅲ)(20分)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下:
9
已知:RCHO+CH3CHO
R—CHCH—CHO+H2O
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为 。
(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是 、 。
(4)D的结构简式为 。
(5)Y中含氧官能团的名称为 。
(6)E与F在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为 。
(7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢,其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式 。
答案:(1)丙炔
(2)CH2Cl+NaCNCH2CN+NaCl
(3)取代反应 加成反应 (4)CH2COOC2H5
(5)羟基、酯基 (6)
(7)
(任选3种皆可)
解析:(1)A含有碳碳叁键,为丙炔。
(2)Cl2在光照条件下与饱和烃基发生取代反应,故B的结构简式为CH2Cl(分子式为C3H3Cl),对比C的分子式可知—CN取代了B中的—Cl,由此可写出由B生成C的化学方程式。
(3)由信息可知FG反应为+CH3CHO+H2O,GH反应后H中无碳碳双键,故G生成H的反应类型是加成反应。
(4)由E的结构及DE的反应条件可知为加成反应,故D的结构简式为CH2COOC2H5。
(5)Y的含氧官能团是羟基和酯基。
(6)根据E与H在Cr-Ni催化下发生偶联反应生成Y的结构可知E与F在Cr-Ni催化下发生偶联反应的产物结构简式为。
(7)D结构中有碳碳叁键和酯基,根据核磁共振氢谱显示信息,分子结构中应有两个—CH3和一个—CH2—。
9
5.(20分)分子式为C8H10的有机物A与氯气反应生成产物有多种,产物之一B可发生下列转化合成聚酯类高分子材料:
其合成路线如下:
已知:①同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定,易脱水生成醛或酮:
+H2O
②物质C可发生银镜反应。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,其中官能团名称为 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
C与银氨溶液的反应: ;由D生成高分子化合物的反应: 。
(3)C的同分异构体中属于芳香族化合物且能发生水解反应的有 种,其中既能发生水解反应又能发生银镜反应的有 种。
(4)格氏试剂在有机合成方面用途广泛,可用卤代烃和镁在醚类溶剂中反应制得。设R为烃基,已知:
R—X+MgR—MgX(格氏试剂);
+R—MgX。
根据以上信息,用C物质和格氏试剂合成另一种高分子化合物。
在合成过程中所用的格氏试剂的化学式为 (用X表示卤素原子),合成过程中涉及的有机化学反应类型有 (填序号)。
A.加成反应 B.加聚反应
C.氧化反应 D.缩聚反应
答案:(1) 氯原子
(2)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
9
+nH2O
(3)6 4
(4)CH3CH2MgX ACD
解析:(1)根据D形成的高分子化合物的结构简式可知A是对二甲苯,C能发生银镜反应,这说明C中含有醛基,则根据已知信息可知,B的结构简式为,其中官能团的名称为氯原子。
(2)C为,D分子中含有醇羟基和羧基,发生缩聚反应生成高分子化合物,D为
。
(3)C的同分异构体中属于芳香族化合物且能发生水解反应,说明其分子中含有酯基,其酯基如果是甲酸苯酯,则另一个取代基是甲基,有邻、间、对共3种结构;还可以是苯甲酸甲酯、乙酸苯酯、甲酸苯甲酯,共计6种同分异构体。其中既能发生水解反应又能发生银镜反应的是甲酸形成的酯,有4种。
(4)格氏试剂可以在有机物中引入羟基,根据目标产物的结构简式可知需要与CH3CH2MgX发生反应得到羟基。C中含有醛基和羟基,目标产物的单体中含有羧基,因此需要把羟基氧化为羧基,醛基与格氏试剂发生加成反应引入羟基,最后发生缩聚反应即可得到目标产物。
9