热考题型突破系列(十)

热考题型突破系列(十)有机合成与推断题的解题策略,【题型示例】角度一运用结构简式和特征反应条件的综合推断题1.(2015全国卷)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：,回答下列问题：(1)A的名称是_，B含有的官能团是_。(2)的反应类型是_，的反应类型是_。(3)C和D的结构简式分别为_、_。(4)异戊二烯分子中最多有_个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为_。,(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体_(填结构简式)。(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3-丁二烯的合成路线_。,【解析】(1)分子式为C2H2的有机物只有乙炔，由B后面的物质推断B为CH3COOCHCH2，含有的官能团为碳碳双键、酯基。(2)为乙炔和乙酸的加成反应，为羟基的消去反应。(3)反应为酯的水解反应，生成和乙酸，由产物可知C为，根据产物的名称可知D为丁醛CH3CH2CH2CHO。,(4)根据双键中6原子共面的规律，凡是和双键直接相连的原子均可共面，相连甲基上的3个氢原子最多只有1个可共面可知最多有11个原子共平面。顺式结构是指两个相同的原子或原子团在双键的同一侧。(5)与A具有相同的官能团是叁键，相当于在5个碳原子上放叁键，先写5个碳原子的碳骨架，再加上叁键，符合条件的有三种。,(6)根据上述反应可知，先让乙炔和乙醛发生加成反应生成，再把叁键变为双键，最后羟基消去即可。,答案：(1)乙炔碳碳双键、酯基(2)加成反应消去反应(3)CH3CH2CH2CHO(4)11,2.(2016吴忠模拟)已知：RNO2RNH2；苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。以下是用苯作原料制备某些化合物的转化关系图：,(1)A是一种密度比水_(填“小”或“大”)的无色液体，A转化为B的化学方程式是_。(2)图中“苯EF”省略了反应条件，请写出E物质的结构简式_。,(3)在“”的反应中属于取代反应的是_，属于加成反应的是_(填字母)。(4)结合图中信息，由苯合成，设计合成路线(只写条件和目标产物)。_。,【解析】应用信息和各转化关系产物中各官能团在苯环上的位置可知：Br为对位定位基，而NO2为间位定位基。取得这些信息是推断A、B、C、D、E、F的关键。苯与浓硝酸和浓硫酸的混合酸作用生成(A)，它是一种密度比水大的无色油状液体。根据信息，结合反应：,由反应：推知D为，根据以上反应和信息的提示推知：Br为对位定位基，而NO2为间位定位基，,故由的合成路线为,注意前两步合成顺序不能颠倒，否则会使Br处于苯环的间位。由，三者引入的顺序是先卤原子，再硝基，最后引入甲基。,答案：(1)大,角度二结合定量计算推断物质的结构1.(2016东营模拟)有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料，如图是该香料的一种合成路线。,已知：E能够发生银镜反应，1molE能够与2molH2完全反应生成F有机物D的摩尔质量为88gmol-1，其核磁共振氢谱有3组峰有机物F是苯甲醇的同系物，苯环上只有一个无支链的侧链,回答下列问题：(1)用系统命名法命名有机物B：_。(2)E的结构简式为_。(3)C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为_。(4)有机物C可与银氨溶液反应，配制银氨溶液的实验操作为_。,(5)已知有机物甲符合下列条件：为芳香族化合物与F互为同分异构体能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有_种。其中满足苯环上有3个侧链，且核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为62211的有机物的结构简式为_。,(6)以丙烯等为原料合成D的路线如下：X的结构简式为_，步骤的反应条件为_，步骤的反应类型为_。,【解析】(1)经分析可得，B为醇，C为醛，D为羧酸，且D的相对分子质量为88，核磁共振氢谱有3组峰，则D为(CH3)2CHCOOH，则B为2-甲基-1-丙醇；C为(CH3)2CHCHO。,(2)根据G的分子式可知其分子中含有13个碳原子，则F含有9个碳原子，E能发生银镜反应，说明含有醛基，1molE与2mol氢气发生加成反应生成F，说明含有碳碳双键，故E为。,(3)(CH3)2CHCHO与新制氢氧化铜反应的化学方程式为(4)配制银氨溶液的操作步骤是在一支洁净的试管中加入硝酸银溶液少许，边振荡边滴加稀氨水，至生成的沉淀恰好完全溶解为止。,(5)与F互为同分异构体，且能被催化氧化生成醛，故含有CH2OH结构，同分异构体的种类有13种。其中有3个侧链，核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为62211的有机物是和。,(6)由题意知，溴原子加在中间碳原子上，故X为，步骤反应的条件为氢氧化钠水溶液，加热，步骤的反应类型为消去反应。,答案：(1)2-甲基-1-丙醇,(4)在一支洁净的试管中取稀AgNO3溶液少许，边振荡试管边逐滴滴加稀氨水，至产生的沉淀恰好溶解为止,2.(2016文昌模拟)化合物H具有类似龙涎香、琥珀香气息，香气淡而持久，广泛用作香精的稀释剂和定香剂。合成它的一种路线如下：,已知信息：,核磁共振氢谱显示A苯环上有四种不同化学环境的氢，它们的位置相邻在D溶液中滴加几滴FeCl3溶液，溶液呈紫色芳香烃F的相对分子质量介于90100，0.1molF充分燃烧可生成7.2g水R1COOH+RCH2ClR1COOCH2R+HCl,回答下列问题：(1)A的化学名称是_，由C生成D的化学方程式为_。(2)由F生成G的化学方程式为_，反应类型为_。(3)H的结构简式为_。,(4)C的同分异构体中含有三取代苯结构和两个A中的官能团，又可发生银镜反应的有_种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为5组峰，且面积比为12221的结构简式是(任写一种即可)_。,(5)由苯酚和已有的信息经以下步骤可以合成化合物。,反应条件1所用的试剂为_，K的结构简式为_，反应条件3所用的试剂为_。,【解析】(1)(3)根据A的分子式、苯环上有四种氢，它们的位置相邻知A是2-甲基苯酚(或邻甲苯酚)，结构简式为，运用已知信息知AB发生取代反应，B是，BC是甲基被氧化为羧基，CD是取代反应，D是，0.1molF充分燃烧可生成7.2g,水，即0.1molF含H：7.22/18=0.8(mol)，结合G的分子式知F是甲苯，FG是甲基上的H被Cl取代，E是苯，根据已知信息知H是。,(4)C的同分异构体含2个酚羟基，含醛基，是三取代苯，故另外1个取代基是CH2CHO，符合条件的共有6种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且面积比为12221的结构简式是或。,(5)在苯环上引入NO2，应该是苯的硝化反应，引入C(CH3)3是利用EF的信息，IJ是保护酚羟基，即利用已知信息，酚羟基的邻、对位易取代，故苯酚I是引入C(CH3)3，反应条件1所用的试剂为(CH3)3CCl/AlCl3，硝酸有氧化性，可氧化酚羟基，即在硝化反应之前要将酚羟基保护起来，故反应条件2是混酸、加热，生成K：，反应条件3所用的试剂是浓HI，再生成酚羟基。,答案：(1)2-甲基苯酚(或邻甲苯酚),【类题通法】解答有机合成与推断题的思路和方法1.解题思路：,2.解题方法：审题时找准解题的突破口，由此按一定的顺序进行推断，常用的推断方法有以下几种：(1)顺推法：顺推法是在已知反应物条件下的推断，从已知反应物入手，结合反应条件、分子式、碳链变化等条件，推断合成过程中的中间体，逐步推向目标有机物。,(2)逆推法：以题中要求的最终产物为起点，结合反应条件，一步步逆推，确定出起始原料。(3)夹击法：其实多数题目需要我们灵活运用顺推法和逆推法，可能推断过程中一部分使用顺推法，一部分使用逆推法，总结分析得到答案。,【强化训练】1.已知：一个碳原子上连有两个羟基时，易发生下列转化：,请根据图中转化做答：,(1)E的结构简式为_。(2)反应的化学方程式为_。(3)已知B的相对分子质量为162，其中氧元素的质量分数为19.8%，则B的分子式为_。(4)F具有如下特点：能跟FeCl3溶液发生显色反应；能发生加聚反应；苯环上的一氯代物只有两种，则F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为_。,(5)化合物G的分子中比F多1个氧原子，属于芳香族化合物，能发生水解反应，则G的同分异构体有_种，写出其中一种能发生银镜反应，核磁共振氢谱有四个吸收峰，且吸收峰面积之比为1223的同分异构体的结构简式_。,【解析】A发生水解反应生成C、D，结合题中信息可知，C、D、E碳原子数相同，则C的结构简式为CH3CHO，D酸化得到E，C氧化得到E，则D为CH3COONa，E为CH3COOH。结合题中信息知A中应含有一个酯基和一个氯原子，水解生成的两个羟基连在同一碳原子上，失水生成乙醛，因此A的结构简式为。B的相对分子质量为162，则C、H的相对原子质量之和为162(1-19.8%),130。由于=1010，则B的分子式为C10H10O2。B水解生成E(乙酸)和F，F的分子式为C10H10O2+H2O-C2H4O2=C8H8O，不饱和度为5，F具有如下特点：能跟FeCl3溶液发生显色反应；能发生加聚反应；苯环上的一氯代物只有两种，则F含有酚羟基、含有1个CHCH2，且2个取代基处于对位，则F的结构简式为，B为。化合物G的分子中比F多1个氧,原子，属于芳香族化合物，能发生水解反应，G属于酯类化合物，则G可为甲酸酯：、，乙酸酯：，苯甲酸酯：，共有6种。能发生银镜反应的G分子中应含有甲酸酯基，吸收峰面积之比为1223，说明分子中含有一个甲基，苯环上含有两类氢原子，则甲酸酯基和甲基处于苯环的对位，即为。,答案：(1)CH3COOH,2.(2016宿州模拟)氧氮杂环是新药研制过程中发现的一类重要活性物质，具有抗惊厥、抗肿瘤、改善脑缺血等性质。如图是某研究小组提出的一种氧氮杂环类化合物H的合成路线：,(1)原料A的同分异构体中，含有苯环且核磁共振氢谱中有4个峰的是_(写出其结构简式)。(2)原料D的结构简式是_。(3)反应的化学方程式是_。,(4)原料B俗名“马来酐”，它是马来酸(顺丁烯二酸：)的酸酐，它可以经下列变化分别得到苹果酸()和聚合物Q：,半方酸是原料B的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含OO键，半方酸的结构简式是_。反应的反应类型是_。反应的化学方程式为_。两分子苹果酸之间能发生酯化反应，生成六元环酯，请写出该反应的化学方程式：_。,【解析】根据流程图知，反应为酯化反应，且C为CH3CH2OH，反应为加成反应，且D为。原料B俗名“马来酐”，马来酸和HBr发生加成反应生成M，M的结构简式为HOOCCH2CHBrCOOH，M发生反应(水解反应)生成的N为NaOOCCH2CH(OH)COONa，N酸化得到苹果酸；马来酸与H2发生加成反,应生成R，R为HOOCCH2CH2COOH，R和乙二醇发生酯化反应生成聚合物Q，Q的结构简式为。,(1)原料A的同分异构体中，含有苯环且核磁共振氢谱中有4个峰的是。(2)通过以上分析知，原料D的结构简式是。,(3)反应为E与乙醇发生酯化反应，该反应为,(4)半方酸是原料B的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含OO键，半方酸的结构简式是。,通过以上分析知，反应的反应类型是取代反应或水解反应，反应的化学方程式为,两分子苹果酸之间能发生酯化反应，生成六元环酯，该反应方程式为,答案：(1)(2),3.(2016阜阳模拟)“民以食为天，食以安为先”，食品安全一直是社会关注的话题。过氧化苯甲酰()过去常被用来做面粉增白剂，但目前已被禁用。合成过氧化苯甲酰的流程如下：,请回答下列问题：(1)、的反应类型分别是_、_。(2)A的结构简式为_。(3)写出反应的化学方程式：_。,(4)写出两种符合下列要求的过氧化苯甲酰同分异构体的结构简式：_。分子中只有一种含氧官能团；核磁共振氢谱有3种峰，其信号强度之比为122。,(5)以苯乙烯