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- 2021-07-08 发布
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专题能力训练十三 有机化学基础
(时间:45分钟 满分:100分)
非选择题(共5小题,共100分)
1.(2017全国Ⅱ改编)(20分)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1。
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)B的化学名称为 。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为 。
(4)由E生成F的反应类型为 。
(5)G的分子式为 。
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,L共有 种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为 、 。
答案:(1)
(2)2-丙醇(或异丙醇)
(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2++H2O
(4)取代反应
(5)C18H31NO4
(6)6
解析:A的分子式为C2H4O,其核磁共振氢谱为单峰,则A为;B的分子式为C3H8O,核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6∶1∶1,属于饱和一元醇,则B的结构简式为
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CH3CH(OH)CH3;D的分子式为C7H8O2,其苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1molD可与1molNaOH或2molNa反应,则苯环上有酚羟基和—CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为。
(1)A的结构简式为。
(2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3,其化学名称为2-丙醇(或异丙醇)。
(3)HOCH2CH2OCH(CH3)2和发生脱水反应生成E的化学方程式为HOCH2CH2OCH(CH3)2++H2O。
(4)和发生取代反应生成F。
(5)由有机物G的结构可知分子式为C18H31NO4。
(6)L是的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1mol的L可与2mol的Na2CO3反应,说明L的分子中含有2个酚羟基和1个甲基。当两个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种;当两个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种;当两个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,故满足条件的L共有6种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为和。
2.(2016天津理综)(20分)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:
+A+E
已知:
RCHO+R'OH+R″OH
(1)A的名称是 ;B分子中的共面原子数目最多为 ;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有 种。
(2)D中含氧官能团的名称是 ,写出检验该官能团反应的化学方程式: 。
(3)E为有机物,能发生的反应有 。
a.聚合反应 b.加成反应
c.消去反应 d.取代反应
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F所有可能的结构: 。
(5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
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……目标化合物
(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是 。
答案:(1)正丁醛或丁醛 9 8
(2)醛基 +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或
+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(3)cd
(4)CH2CHCH2OCH3、、、
(5)CH3(CH2)4CHO
(6)保护醛基(或其他合理答案)
解析:(1)由结构简式可知A为正丁醛(或丁醛),B的结构式为,其中标“·”号的原子一定共面,标“*”号原子与标“·”号的原子可能共面,则最多有9个原子共面。根据C的结构简式:
可知,与环相连的三个基团中有8种碳原子,对应有8种氢原子,即不同化学环境的氢原子有8种。
(2)D中含氧官能团为醛基,检验醛基的试剂可以选择新制的银氨溶液,加热反应后有银镜产生,还可以选择新制的Cu(OH)2,加热反应后产生砖红色沉淀物。
(3)根据CCH3CH2CH2—CHCH—CHO+CH3CH2CH2CHO+E,结合题给信息可得出E为C2H5OH,C2H5OH能发生消去反应生成CH2CH2,也能发生取代反应生成CH3COOCH2CH3或CH3CH2Br等。
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(4)由B的结构简式可知F中含有、—O—两种官能团,注意顺反异构,F的可能结构如下:CH2CHCH2OCH3、、、。
(5)要由得到
CH3CH2CH2CH2CH2CHO,可以先与H2发生加成反应,然后结合题中信息或CD的反应知道,两个醚键在同一碳原子上时,在H+/H2O条件下可以转化为醛,即可得到目标化合物。
(6)第一步反应保护醛基,如果没有第一步反应,则在第二步发生加成反应时会将醛基还原为羟基,从而得不到目标化合物。
3.(2018北京理综)(20分)8-羟基喹啉被广泛用作金属离子的络合剂和萃取剂,也是重要的医药中间体。下图是8-羟基喹啉的合成路线。
已知:ⅰ.+
ⅱ.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。
(1)按官能团分类,A的类别是 。
(2)AB的化学方程式是 。
(3)C可能的结构简式是 。
(4)CD所需的试剂a是 。
(5)DE的化学方程式是 。
(6)FG的反应类型是 。
(7)将下列KL的流程图补充完整:
(8)合成8-羟基喹啉时,L发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L与G的物质的量之比为 。
答案:(1)烯烃
(2)CH3CHCH2+Cl2CH2ClCHCH2+HCl
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(3)或
(4)氢氧化钠水溶液
(5)CH2CHCHO+2H2O
(6)取代反应
(7)
(8)氧化 3∶1
解析:由A、C的分子式可知,A为丙烯,结构简式为CH3CHCH2,丙烯与氯气高温下发生取代反应,生成CH2ClCHCH2,则B为CH2ClCHCH2;CH2ClCHCH2与HOCl发生加成反应生成或,则C为或;或在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,则D为;在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成CH2CHCHO,则E为CH2CHCHO;由E和J发生加成反应生成,则J为,G为,F为;由信息可知,发生信息反应ⅰ生成,发生消去反应生成,则L为;与发生氧化还原反应生成和。(1)CH3CHCH2含有碳碳双键,按官能团分类,A属于烯烃;(2)A与Cl2在高温条件下发生取代反应生成CH2ClCHCH2和氯化氢,反应的化学方程式为CH3CH
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CH2+Cl2CH2ClCHCH2+HCl;(3)CH2ClCHCH2与HOCl发生加成反应生成或,C可能的结构简式为或;
(4)或在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,则试剂a为氢氧化钠水溶液;(5)DE的反应为在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成CH2CHCHO,反应的化学方程式为
CH2CHCHO+2H2O;
(6)FG的反应为在浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应生成和水;(7)KL的转化过程为发生信息反应ⅰ生成,发生消去反应生成;(8)与反应生成、和H2O,去氢发生氧化反应,去氧加氢发生还原反应,两者的物质的量比为3∶1。
4.(2019全国Ⅰ)(20分)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
DF
回答下列问题:
(1)A中的官能团名称是 。
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(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳 。
(3)写出具有六元环结构并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式: 。
(不考虑立体异构,只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是 。
(5)⑤的反应类型是 。
(6)写出F到G的反应的化学方程式: 。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。
答案:(1)羟基
(2)
(3)、、、、
(4)C2H5OH/浓硫酸、加热
(5)取代反应
(6)+C2H5OH,
(7)C6H5CH3C6H5CH2Br
CH3COCH2COOC2H5
解析:(1)由A的结构简式知,A中所含官能团为—OH,其名称为羟基。
(2)由手性碳的结构特点可知,B中手性碳原子为。
(3)由同分异构体的限定条件可知,分子中除含有六元环外,还含有1个饱和碳原子和—CHO。若六元环上只有一个侧链,则取代基为—CH2CHO;若六元环上有两个取代基,为—CH3和—CHO,结构简式分别为
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、、和。
(4)由题给C、E的结构简式和C转化为D的反应条件可知,D的结构简式为,反应④是D与C2H5OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成E的反应。
(5)由E、G的结构简式及F转化为G的反应条件可推知F为,反应⑤是与—COOC2H5相连的碳原子上的氢原子被—CH2CH2CH3取代的反应。
(6)反应⑥是酯在碱性条件下发生水解反应后再酸化的反应,化学方程式为+C2H5OH,。
(7)结合反应⑤的反应条件,甲苯先转化为,由题给信息可知,可再与乙酰乙酸乙酯()发生取代反应生成,在碱性条件下发生水解反应后再酸化即可得目标产物。
5.(2019天津第二十中学高三模拟)(20分)医用麻醉药苄佐卡因E和食品防腐剂J的合成路线如下:
已知:Ⅰ.M代表E分子结构中的一部分;
Ⅱ.。
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请回答下列问题:
(1)A属于芳香烃,分子式为C7H8,其名称是 ,AB的反应类型是 。
(2)E中所含含氧官能团的名称是 ,M的结构简式是 。
(3)C能与NaHCO3溶液反应,则反应①的化学方程式是 。
(4)反应②③中试剂ⅱ和试剂ⅲ依次是 。(填字母)
a.酸性KMnO4溶液、氢氧化钠溶液
b.氢氧化钠溶液、酸性KMnO4溶液
(5)H的结构简式是 。
(6)J有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有 种,写出其中任一种同分异构体的结构简式: 。
a.为苯的二元取代物;
b.遇到FeCl3溶液显紫色,能发生水解反应且能发生银镜反应。
(7)以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成涂改液的主要成分亚甲基环己烷(),写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
答案:(1)甲苯 取代反应
(2)酯基 —NH2
(3)+NaHCO3+H2O+CO2↑
(4)a
(5)
(6)6 、、、、、(任意一种即可)
(7)
解析:根据流程可知,有机物A与氯气在氯化铁作催化剂的条件下生成有机物F,根据有机物J、E的结构简式,结合分子式C7H7Cl可知F为芳香氯代烃,且为对氯甲苯;A为甲苯;甲苯发生硝化反应生成硝基化合物B,根据有机物E的结构可知,B为对硝基甲苯,被酸性KMnO4溶液氧化为对硝基苯甲酸C;对硝基苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成酯D;有机物D在铁和盐酸的条件下,硝基被还原为氨基,生成有机物E;有机物F为对氯甲苯,被酸性KMnO4溶液氧化为对氯苯甲酸G,该有机物在碱性环境下发生水解生成钠盐H,该钠盐在酸化后生成有机物I(对羟基苯甲酸),再与乙醇发生酯化反应生成有机物J。
(1)A属于芳香烃,分子式为C7H8,其名称是甲苯;甲苯与浓硝酸、浓硫酸加热发生取代反应生成硝基化合物。
(2)根据题给信息,E所含含氧官能团为酯基,M的结构简式为—NH2。
(3)据以上分析可知,C为对硝基苯甲酸,能与NaHCO3溶液反应,反应的化学方程式为+NaHCO3+H2O+CO2↑。
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(4)综合以上分析可知,为保护羟基需要先进行氧化,后进行水解,因此反应②中试剂ⅱ为酸性KMnO4溶液;③中试剂ⅲ为氢氧化钠溶液,因此a可选。
(5)结合以上分析可知,H的结构简式是。
(6)J为,其同分异构体满足a.为苯的二元取代物,有2个取代基;b.遇到FeCl3溶液显紫色,能发生水解反应且能发生银镜反应,可推知应含有酚羟基、HCOO—结构。符合该要求的为以下6种,分别是:、、、、、。
(7)由合成,苯环通过加成反应转变为饱和六元环,碳碳双键通过卤代烃的消去反应引入,因此采取先卤代,后消去。合成过程中先将甲苯侧链上的氢取代后,再通过加成反应使苯环变为饱和六元环,最后进行消去反应得到碳碳双键。具体流程可表示为:。
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