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- 2021-08-24 发布
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第五节 有机合成与推断
本节共设计1个学案
[高考导航]
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1.掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质,以及它们之间的相互转化。
2.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。
3.根据信息设计有机化合物的合成路线。
1.有机合成题的解题思路
2.合成路线的选择
(1)一元转化关系
以乙烯为例,完成上述转化标号反应的化学方程式:
②,
③,
⑤CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O。
(2)二元转化关系
以乙烯为例,完成上述转化标号反应的化学方程式:
①CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,
②,
④,
⑤
(3)芳香化合物合成路线
(4)改变官能团位置的方法
如:。
(5)有机合成中常见官能团的保护
①酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把 —OH变为 —ONa(或—OCH3)将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH。
②碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
③氨基(—NH2)的保护:如在利用对硝基甲苯()合成对氨基苯甲酸()的过程中应先把 —CH3氧化成 —COOH之后,再把—NO2还原为 —NH2,防止当KMnO4氧化 —CH3 时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
3.有机合成中碳骨架的构建
(1)链增长的反应
①加聚反应;②缩聚反应;③酯化反应。
(2)链减短的反应
①烷烃的裂化反应。
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环
如。
②羟基酸酯化成环
如。
③氨基酸成环
。
④二元羧酸成环
如。
4.有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代;②不饱和烃与HX、X2的加成;③醇与氢卤酸(HX)取代
羟基
①烯烃与水加成;②醛酮与氢气加成;③卤代烃在碱性条件下水解;④酯的水解
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃不完全加成;③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化;②连在同一个碳上的两个羟基脱水;③含碳碳三键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化;②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。
③通过加成或氧化反应等消除醛基。
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
可根据合成需要(或题目中所给衍变途径的信息),进行有机物官能团的衍变,以使中间产物向产物递进。有以下三种方式:
①利用官能团的衍生关系进行衍变,如
。
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如
。
③通过化学反应改变官能团的位置,如
[对点练习]
1.(2016·上海高考)异戊二烯是重要的有机化工原料,其结构简式为CH2===C(CH3)CH===CH2。完成下列填空:
(1)化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br2/CCl4反应后得到3甲基1,1,2,2四溴丁烷。X的结构简式为____________。
(2)异戊二烯的一种制备方法如图所示:
A能发生的反应有_______________________(填反应类型);
B的结构简式为____________。
(3)设计一条由异戊二烯制得有机合成中间体
CHCH3CH3CH2CH2OH的合成路线。
(合成路线常用的表示方式为
AB……目标产物)
解析:(1)由题意可知化合物X与异戊二烯的分子式相同,则X的分子式为C5H8,X的不饱和度Ω=2;由X与Br2/CCl4发生加成反应生成3甲基1,1,2,2四溴丁烷知,X分子中存在碳碳三键,其结构简式为。
(2)A分子中存在碳碳三键,能发生加成反应,与H2的加成反应也属于还原反应;能被酸性高锰酸钾溶液氧化而发生氧化反应;能发生加聚反应(聚合反应)。A分子中存在羟基能发生取代反应(酯化反应)和消去反应。将A与异戊二烯的结构简式对比可知,A首先与H2发生加成反应生成,再发生消去反应即可得到异戊二烯,所以B的结构简式为。
(3)根据题意可知CH2===C(CH3)CH===CH2在一定条件下首先与HCl发生1,4加成反应生成CH3(CH3)C===CHCH2Cl,CH3(CH3)C===CHCH2Cl在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代(水解)反应生成CH3(CH3)C===CHCH2OH,CH3(CH3)C===CHCH2OH在催化剂、加热条件下与H2发生加成反应即可生成CH3(CH3)CHCH2CH2OH。
答案:(1)
(2)加成(还原)、氧化、聚合、取代(酯化)、消去反应
2.化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_________________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:________。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F。E的分子式为C14H17O3N,写出E的结构简式:____________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化
请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备,写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析:(1)由D的结构简式可知,D中的含氧官能团有(酚)羟基、羰基和酰胺键。(2)由F、G的结构简式可知,F中的—OH消失,出现了新的碳碳双键,F→G应是醇羟基发生的消去反应。(3)能发生银镜反应,则同分异构体中含有醛基;能发生水解反应,且产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,则该水解产物含有酚羟基,进一步可推知同分异构体中含有与苯环直接相连的基团“—OOCH”;又因为分子中含有4种氢原子,符合条件的同分异构体有3种:
。
(4)由F的结构简式可知,其分子式为C14H19O3N,而E的分子式为C14H17O3N。由于E经还原得到F,且E中不含Br元素,综合分析D和F的结构变化可推知,E中羰基被还原为醇羟基生成F,逆推可知E的结构简式应为。(5)由与(CH3CO)2O与(CH3CO)2O为原料制备,分析原料和产物结构的变化可知,—COOH是—CH3被氧化得到的,且需在邻位引入—NHCOCH3。由信息②可知苯甲酸发生硝化反应时在间位引入—NO2,因此甲苯在氧化前必须发生硝化反应在邻位引入—NO2;由于苯胺易被氧化,因此在—CH3被氧化为—COOH前,先将—NH2转化为—NHCOCH3。
答案:(1)(酚)羟基、羰基、酰胺键(任写两种即可)
(2)消去反应
(3) (任写一种)
(4)
1.确定官能团的方法
(1)根据试剂或特征现象推知官能团的种类
①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“”结构。
②使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有
“”、“ ”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。
④遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑤遇I2变蓝则该物质为淀粉。
⑥加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有 —CHO。
⑦加入Na放出H2,表示含有 —OH或 —COOH。
⑧加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有 —COOH。
(2)根据数据确定官能团的数目
②2—OH(醇、酚、羧酸)Na,H2
⑤某有机物与醋酸反应,相对分子质量增加42,则含有1个 —OH;增加84,则含有2个 —OH。即—OH转变为 —OOCCH3。
⑥由 —CHO转变为 —COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个 —CHO。
⑦当醇被氧化成醛或酮后,相对分子质量减小2,则含有 1个 —OH;若相对分子质量减小4,则含有2个 —OH。
(3)根据性质确定官能团的位置
①若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构 “—CH2OH”;若能氧化成酮,则醇分子中应含有结构 “—CHOH—”。
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由一卤代物的种类可确定碳架结构。
④由加氢后的碳架结构,可确定“”或“”的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的大小,可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。
2.有机反应类型的推断
(1)有机化学反应类型判断的基本思路
(2)常见的反应类型
①取代反应——“有进有出”
常见的取代反应:烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解以及蛋白质的水解等。
②加成反应——“只进不出”
常见的加成反应:氢气、卤素单质、氢卤酸、水等与分子中含碳碳双键、碳碳三键的有机物发生加成反应;苯环可以与氢气加成;醛、酮可以与H2、HCN等加成。
③消去反应——“只出不进”
常见的消去反应:醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢。
(3)根据反应条件推断反应类型
①在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。
②在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。
③在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
④能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。
⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。
⑥在O2、Cu(或Ag、CuO)、加热条件下,发生醇的氧化反应。
⑦与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是 —CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2,则为醇―→醛―→羧酸的过程)
⑧在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
⑨在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。
3.正向、逆向推断法
(1)正向推断法
正向推断法是从已知原料入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向目标有机物。其基本思路是:原料→中间产物→目标产物。
例如:在醛、酮中,其他碳原子按与羰基相连的顺序,依次叫α、β、γ原子,如:
在稀碱或稀酸的作用下,含有α氢原子的醛能自身加成生成β羟基醛,如R—CH2—CHO+R—CH2—CHO;用乙醇和其他无机原料合成巴豆酸(CH3—CH===CH—COOH)的合成路线,就可从乙醇出发:。
(2)逆向推断法
其基本思路是:目标产物―→中间产物―→原料。
①首先确定所要合成的有机物属于何种类别,以及题中所给物质与所要合成的有机物之间的关系。
②以题中要求的最终产物为起点,考虑这一有机物是如何从另一有机物甲经过一步反应而制得的,若甲不是所给已知原料,需要进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经过一步反应制得的,一直推导到题目中给定的原料。
③在合成某种产物时,可能会产生多种不同的方法和途径,应在兼顾原料省、副产物少、产率高、环保的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。
如:已知R—CH===CH2R—CH2—CH2—Br,设计合理方案从合成。
合成路线为
[对点练习]
1.(2016·全国丙卷)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为______________,D的化学名称为________。
(2)①和③的反应类型分别为________、________。
(3)E的结构简式为__________________,用1 mol E合成1,4二苯基丁烷,理念上需要消耗氢气________ mol。
(4)化合物( )也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,写出其中3种的结构简式
________________________________________________________________________。
(6)写出用2苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.(2016·北京高考)功能高分子P的合成路线如下:
(1)A的分子式是C7H8,其结构简式是________。
(2)试剂a是________。
(3)反应③的化学方程式:____________________________________________________。
(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团:________。
(5)反应④的反应类型是________。
(6)反应⑤的化学方程式:_____________________________________________________。
(7)已知:
以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成E,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)。
解析:根据高分子P的结构和A的分子式为C7H8,可以推出,D为对硝基苯甲醇,那么A应该为甲苯,B为对硝基甲苯,C为一氯甲基对硝基苯。
(1)A的结构简式为。(2)甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成对硝基甲苯,所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。(3)反应③是一氯甲基对硝基苯在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成对硝基苯甲醇。(4)E为CH3CH===CHCOOC2H5。E中含有碳碳双键和酯基。(7)乙烯和水可以直接加成生成乙醇,乙醇经催化氧化生成乙醛,乙醛发生已知条件中的反应即可以使碳链增长,3羟基丁醛发生消去反应即可得到2丁烯醛,2丁烯醛再被氧化生成2丁烯酸,该羧酸和乙醇发生酯化反应,即可得到物质E。
[学案验收·块块过]
1.(2016·全国乙卷)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:
回答下列问题:
(1)下列关于糖类的说法正确的是________(填字母)。
a.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
b.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为________。
(3)D中的官能团名称为________,D生成E的反应类型为________。
(4)F的化学名称是________,由F生成G的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,W共有________种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为________________________________________________________________________。
(6)参照上述合成路线,以(反,反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线:
________________________________________________________________________。
解析:(1)a选项,不是所有的糖都有甜味,如纤维素等多糖没有甜味,也不是所有的糖都具有CnH2mOm的通式,如脱氧核糖的分子式为C5H10O4,所以说法错误;b选项,麦芽糖水解只生成葡萄糖,所以说法错误;c选项,如果淀粉部分水解生成葡萄糖,也可以发生银镜反应,即银镜反应不能判断溶液中是否还含有淀粉,因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全,所以说法正确;d选项,淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物,所以说法正确。
(2)B生成C的反应是酸和醇生成酯的反应,属于取代(或酯化)反应。
(3)通过观察D分子的结构简式,可判断D分子中含有酯基和碳碳双键;由D生成E的反应为消去反应。
(4)F为分子中含6个碳原子的二元酸,名称为己二酸,己二酸与1,4丁二醇发生缩聚反应,其反应的化学方程式为
(5)W为二取代芳香化合物,因此苯环上有两个取代基,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2
,说明W分子结构中含有两个羧基,还有两个碳原子,先将两个羧基和苯环相连,如果碳原子分别插入苯环与羧基间,有一种情况,如果两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;如果2个碳原子只插入其中一个苯环与羧基之间,有—CH2CH2—和—CH(CH3)—两种情况,两个取代基分别在苯环上邻、间、对位,有6种同分异构体;再将苯环上连接一个甲基,另一个取代基为一个碳原子和两个羧基,即—CH(COOH)2,有一种情况,两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;因此共有12种同分异构体,其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为。
(6)由题给路线图可知,己二烯与乙烯可生成环状烯,环状烯可转化为对二甲苯,用高锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二甲酸,所以其合成路线为
答案:(1)cd (2)取代反应(酯化反应) (3)酯基、碳碳双键 消去反应 (4)己二酸
(5)12
2.环己烯常用于有机合成,现利用如图所示流程,以环己烯为原料合成环醚、聚酯和合成橡胶,其中F可以作内燃机的抗冻剂,J分子中无饱和碳原子。
已知:R1HC===CHR2R1—CHO+R2—CHO
(1)③的反应条件是_________________________________________________。
(2)H的名称是________________________________________。
(3)有机物B和I的关系为________(填字母)。
A.同系物 B.同分异构体
C.都属于醇类 D.都属于烃
(4)写出反应⑩的化学方程式:_____________________________________________。
(5)写出两种D的属于酯类的链状同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
答案:(1)NaOH醇溶液、加热 (2)聚乙二酸乙二酯 (3)C
(4)
(5)
3.(2017·泰州模拟)化合物F是合成抗过敏药孟鲁斯特钠的重要中间体,其合成过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)化合物C中的含氧官能团为________、________(填名称)。
(2)化合物B的分子式为C16H13O3Br,B的结构简式为________________________________________。
(3)由C→D、E→F的反应类型依次为________________、________________。
(4)写出符合下列条件C的一种同分异构体的结构简式
________________________________________________________________________。
Ⅰ.属于芳香族化合物,且分子中含有2个苯环;
Ⅱ.能够发生银镜反应;
Ⅲ.分子中有5种不同环境的氢原子。
(5)已知:RClRMgCl,写出以CH3CH2OH、为原料制备的合成路线流程图(乙醚溶剂及无机试剂任用)。
________________________________________________________________________。
合成路线流程图示例:H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH。
解析:B发生酯化反应生成C,根据C的结构简式知B的结构简式为,C发生加成反应(或还原反应)生成D,D反应生成E,E发生取代反应生成F。
(1)根据C结构简式知,化合物C中的含氧官能团为羰基、酯基;(4)C的同分异构体符合下列条件:Ⅰ.属于芳香族化合物,且分子中含有2个苯环;Ⅱ.能够发生银镜反应说明含有醛基;Ⅲ.分子中有5种不同环境的氢原子;符合条件的同分异构体结构简式为、;(5)CH3CH2OH和HCl发生取代反应生成CH3CH2Cl,CH3CH2Cl和Mg、乙醚反应生成CH3CH2MgCl,CH3CH2MgCl和苯甲酸乙酯反应然后水解生成,和氢气发生加成反应生成,发生消去反应生成,所以合成流程图见答案所示。
答案:(1)羰基 酯基 (2) (3)还原反应(或加成反应) 取代反应
(4)、
(5)
[课时小测试]
1.(2016·全国甲卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为,从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下:
已知:
①A的相对分子质量为58,氧元素质量分数为0.276,核磁共振氢谱显示为单峰
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)B的结构简式为________,其核磁共振氢谱显示为________组峰,峰面积比为________。
(3)由C生成D的反应类型为________。
(4)由D生成E的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)G中的官能团有________、________、________。(填官能团名称)
(6)G的同分异构体中,与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种。(不含立体异构)
解析:(1)A的相对分子质量为58,氧元素质量分数为0.276,经计算知A中只含一个氧原子,结合信息②知A是一种酮或醛,因A的核磁共振氢谱显示为单峰,即分子中只有1种氢原子,则A为,名称为丙酮。
(2)根据信息②可知,B的结构简式为,分子中含有2种氢原子,故核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积比为6∶1。
(3)由B的结构简式及C的分子式可推知C为,在光照条件下C与Cl2应发生—CH3上的取代反应。
(4)由反应条件可知,D生成E的反应为氯原子的水解反应,由E的分子式为C4H5
NO可推知,D为,该反应的化学方程式为
(5)由E―→F―→G的反应条件可推知,G为,分子中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团。
(6)能发生银镜反应,则分子中含有醛基,且与G含有相同的官能团,符合条件的G的同分异构体应为甲酸酯类,分别为
答案:(1)丙酮 (2) 2 6∶1 (3)取代反应
(4)
(5)碳碳双键 酯基 氰基 (6)8
2.(2015·新课标全国卷Ⅱ)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如图所示:
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢
②化合物B为单氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质
④回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________________________________________________________________。
(2)由B生成C的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由E和F生成G的反应类型为________,G的化学名称为____________________。
(4)①由D和H生成PPG的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②若PPG平均相对分子质量为10 000,则其平均聚合度约为________(填字母)。
a.48 b.58 c.76 d.122
(5)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构);
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应
其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式);D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是________(填字母)。
a.质谱仪 b.红外光谱仪
c.元素分析仪 d.核磁共振仪
答案:(1)
(2)+NaOH+NaCl+H2O
(3)加成反应 3羟基丙醛(或β羟基丙醛)
②b (5)5 c
3.(2016·上海高考)M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为____________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,____________。
(4)写出结构简式:C____________,M____________。
(5)D与1丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式____________。
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式________。
①不含羰基 ②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
解析:(1)根据题意可知合成M的主要途径为:丙烯CH2==CHCH3在催化剂作用下与H2/CO发生反应生成丁醛(CH3CH2CH2CHO),丁醛在碱性条件下发生加成反应生成,其分子式为C8H16O2,与A的分子式C8H14O对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应。
(2)除催化氧化法外,由A得到还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等将醛基氧化成羧基,然后再酸化的方法。
(3)化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比醛基(羰基)易还原。
(4)丙烯CH2===CHCH3在催化剂作用下被O2氧化为C(分子式为C3H4O),结构简式为CH2=== CHCHO;CH2=== CHCHO进一步被催化氧化生成D(分子式为C3H4O2),D的结构简式为CH2=== CHCOOH;Y的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,M的结构简式为
。
(5)D为CH2==CHCOOH,与1丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成CH2==CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2==CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生加聚反应可生成高聚物: (其他合理答案亦可)。
(6)丁醛的结构简式为CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分异构体中①不含羰基,说明分子中含有碳碳双键,②含有3种不同化学环境的氢原子且双键碳上连有羟基的结构不稳定。则符合条件的结构简式为其他合理答案亦可)。
答案:(1)消去反应 浓硫酸,加热 (2)银氨溶液,酸(合理即可) (3)碳碳双键比醛基(羰基)易还原(合理即可)
4.(2014·新课标全国卷Ⅰ)席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如图所示:
已知以下信息:
①
②1 mol B经上述反应可生成2 mol C,且C不能发生银镜反应
③D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢
⑤
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为________________________________________________________________________,
反应类型为________________。
(2)D的化学名称是__________,由D生成E的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)G的结构简式为________________。
(4)F的同分异构体中含有苯环的还有________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1的是________________(写出其中一种的结构简式)。
(5)由苯及化合物C经如下步骤可合成N异丙基苯胺:
反应条件1所选用的试剂为________,反应条件2所选用的试剂为________。I的结构简式为________。
解析:由C的性质及C与A、B之间的转化关系知C是丙酮,则B是,A是。由D的物质类型及相对分子质量可确定其分子式为C8H10,故D是乙苯。由信息④知F的苯环上有—NH2、—C2H5 2个取代基且处于对位。再结合信息⑤知G的结构简式为
。(4)F的同分异构体中,若苯环上只有1个取代基,则这个取代基可能为 —CH2CH2NH2、—CH(NH2)CH3、—CH2NHCH3、—NHCH2CH3、—N(CH3)2,共有5种;若苯环上有2个取代基,分别为 —C2H5、—NH2时有2种;为—CH3、—CH2NH2时有3种;为 —CH3、—NHCH3时有3种;若苯环上有3个取代基(2个 —CH3、1 个 —NH2)时有6种,故共有19种。其中符合题中核磁共振氢谱要求的是。(5)综合分析知,H应该是硝基苯,反应条件1所选用试剂为浓H2SO4和浓HNO3;I是苯胺,反应条件2所选用的试剂为Fe和稀盐酸。
答案:(1)
消去反应 (2)乙苯 (3)
(4)19 (5)浓HNO3、浓H2SO4 Fe和稀盐酸
5.(2015·江苏高考)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:
(1)化合物A中的含氧官能团为________和________(填官能团名称)。
(2)化合物B的结构简式为________________________________________________________________________;
由C→D的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。
Ⅰ.分子中含有2个苯环
Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢
(4)已知:RCH2CNRCH2CH2NH2,请写出以
为原料制备化合物X(结构简式如图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成流程图示例如下:
6.(2017·北京通州区模拟)中学化学常见有机物A(C6H6O)能合成紫外线吸收剂BAD和某药物中间体F,合成路线为
请回答下列问题:
(1)C中含氧官能团的名称为________________,W的结构简式为________________________。
(2)写出反应类型A→B:________,E→F:________________________________________________________________________。
(3)下列关于E物质说法正确的是________(填字母序号)。
a.在核磁共振氢谱中有五组吸收峰
b.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别C和E
c.可以发生加成反应、聚合反应、氧化反应和消去反应
d.1 mol E与NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH
(4)C通过发生聚合反应可生成多种高分子化合物,写出C在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出D和过量NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)W的同分异构体有多种,其中属于酚类且能发生银镜反应的同分异构体有________种,写出其中同时满足下列条件的同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。
①不能发生水解反应;
②跟饱和溴水反应时与Br2的物质的量之比为1∶2。
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