2024高考化学课件 第40讲　有机推断与合成

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有机化合物第40讲

有机推断与合成考点一有机综合推断考点二有机合成经典真题·明考向作业手册内容要求核心素养认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律,了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化,了解设计有机合成路线的一般方法[证据推理与模型认知]综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计有机合成路线考点一有机综合推断知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识一、有机综合推断的突破口有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。1.根据转化关系推断有机物的类别醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机物结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则:(1)A为

,B为醛,C为

,D为

。

(2)A、B、C三种物质中碳原子数

,碳骨架结构

。

(3)A分子中含

结构。

夯实必备知识醇羧酸酯相同相同—CH2OH2.根据反应条件推断反应类型或可能含有的官能团夯实必备知识反应条件反应类型及可能含有的官能团或基团浓硫酸,加热醇的消去(醇羟基);成醚反应(羟基);酯化反应(含有羟基、羧基)稀硫酸,加热酯的水解(酯基);二糖、多糖的水解NaOH水溶液,加热卤代烃的水解(碳卤键);酯的水解(酯基)NaOH醇溶液,加热卤代烃的消去(碳卤键)O2/Cu、加热醇羟基的催化氧化

(—CH2OH、

)Cl2(Br2)/Fe或FeX3苯环的卤代反应夯实必备知识反应条件反应类型及可能含有的官能团或基团Cl2(Br2),

光照烷烃或苯环上烷基的卤代反应Br2的CCl4溶液加成(

、—C≡C—)H2/催化剂加成(

、—C≡C—、—CHO、酮羰基、苯环)A氧化生成B,B氧化生成C

A→B:氧化反应(A含—CH2OH或

);B→C:氧化反应(B含醛基)夯实必备知识3.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目(1)烃和卤素单质的取代:取代1mol氢原子,消耗1mol卤素单质(X2)。(2)

的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。(3)含—OH的有机物与Na反应时:2mol—OH生成1molH2。(4)1mol—CHO对应2molAg或1mol—CHO对应1molCu2O(注意:HCHO中相当于有2个—CHO)。夯实必备知识二、有机综合推断思维模型1.有机物F( )为一种高分子树脂,其合成路线如下:已知:①A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134;②—CHO+—CH2—CHO请回答下列问题:(1)X的化学名称是

。

提升关键能力题组一

根据转化中的反应条件推断有机物结构及反应类型甲醛提升关键能力[解析]根据信息:A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134;A为苯丙醛,根据F的结构简式可知,E为含有羟基的芳香羧酸,根据C的分子式和生成D和E条件可知,C→D为羟基或醛基的氧化,D→E为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的芳香羧酸,则C为含有溴原子的芳香醛,B为含有碳碳双键的芳香醛,根据信息②可知X为甲醛。(2)E生成F的反应类型为

。

(3)D的结构简式为

。

提升关键能力缩聚反应[解析](2)根据F的结构可知,该物质是由羟基和羧基发生缩聚反应生成的,因此该反应类型为缩聚反应。(3)根据C的分子式和生成D和E条件可知,C→D为醛基的氧化,D→E为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的芳香羧酸,D的结构简式为

。(4)由B生成C的化学方程式为

。提升关键能力+Br2

[解析]由题分析可知B为含有碳碳双键的芳香醛,可以与溴发生加成反应

。2.二甲双酮是一种抗惊厥药,以丙烯为起始原料的合成路线如下:回答问题:(1)A与金属钠反应的产物为

和

。

提升关键能力异丙醇钠(或2-丙醇钠或

)氢气(或H2)提升关键能力[解析]根据流程图,A发生催化氧化反应生成B,结合B的分子式和C的结构可知,B为丙酮();结合二甲双酮的结构可知,D与乙醇在酸性条件下发生酯化反应生成E,E为

,结合官能团的性质和转化关系分析解答。(1)A与金属钠反应为羟基和钠的反应,故产物为异丙醇钠(或2-丙醇钠或

)和氢气(或H2)。[解析](2)B为丙酮(),具有对称结构,核磁共振氢谱有1组峰。(3)根据流程图,A→B为醇的催化氧化,反应类型为氧化反应,B→C为碳氧双键的加成反应。(2)B的核磁共振氢谱有

组峰。

(3)A→B、B→C的反应类型分别为

、

。

提升关键能力1氧化反应加成反应[解析](4)通过D的结构简式可知,其中所含官能团有羟基和羧基;根据题目的要求可知,符合要求的应该是丙烷上两个氢原子一个被羟基取代,一个被羧基取代,根据先确定一个羟基的位置,再移动羧基的位置,可知一共有5种结构,除去D本身,还有4种。(4)D中所含官能团名称为

、

;H是D的同分异构体,其与D含有相同官能团,则H可能的结构有

种(不考虑立体异构)。

(5)D→E的反应方程式为

。提升关键能力羟基羧基4+CH3CH2OH +H2O1.化合物H的分子中含有醛基和酯基。H可以用C和F在一定条件下合成(如图):已知以下信息:①A的核磁共振氢谱中有三组峰,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2。②RCH2COOH 。③化合物D苯环上的一氯代物只有两种。④通常同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成酮羰基。提升关键能力题组二

根据分子式(或结构简式)推断有机结构及反应类型(1)A的名称为

。

(2)D的官能团名称为

。

提升关键能力2-甲基丙酸[解析]

(1)根据题中信息,A的核磁共振氢谱中有三组峰,且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明A中含有羧基,为一元羧酸,其结构简式为(CH3)2CHCOOH,则A的名称为2-甲基丙酸。(2)D的分子式为C7H8O,且其苯环上的一氯代物只有两种,则D为

,官能团为羟基。羟基(酚羟基)(3)反应②的化学方程式为

。

(4)F的结构简式为

。提升关键能力+2NaOH +NaBr+2H2O[解析]

(3)由已知信息②可知B为

,B在NaOH的醇溶液中发生消去反应再酸化得到的C为CH2

=C(CH3)COOH,则可得反应②的化学方程式。(4)由E的分子式结合D的结构简式及反应④的条件可知其结构简式为 ,结合已知信息④,E在NaOH的水溶液中水解并酸化得到的F为

。2.茉莉酸甲酯的一种合成路线如下:提升关键能力(1)C中含氧官能团名称为

。

(2)D→E的反应类型为

。

(3)已知A、B的分子式依次为C6H10O4、C12H18O4,A中不含甲基,写出B的结构简式:

。酮羰基和酯基消去反应[解析](1)由C的结构简式可知C中含氧官能团为酯基、酮羰基。(2)对比D、E的结构,可知D分子中脱去1分子HCOOCH2CH=CH2形成碳碳双键得到E,故D生成E的反应属于消去反应。(3)依据A→B→C的转化关系,A、B的分子式依次为C6H10O4、C12H18O4,A中不含甲基,结合C的结构可知,A为HOOC(CH2)4COOH、B为

。提升关键能力[归纳总结]

分析反应物、产物的分子式,根据其差异,联想已知有机化学知识,猜想可能的有机反应类型,由此确定反应物、产物的结构特点,结合框图中的其他物质,确定具体的结构。举例如下:(1)F(C6H6O)→G(C6H5NO3):对比F与G的分子式,G比F的分子少1个H,多1个N和2个O,可判断反应类型可能为取代反应,F若为苯酚,则G可能为硝基苯酚。(2)C(C3H6OCl2)→D(C3H8O3):对比C与D的分子式,D比C的分子少2个Cl,多2个O和2个H,根据分子式可判断反应类型可能为取代反应,是卤代烃在碱性条件下的水解反应。提升关键能力(3)

C(C6H8N2)

D(C6H6O2):对比C与D的分子式,D比C的分子少了2个N和2个H,多2个O,根据分子式可判断反应类型可能为取代反应,为苯环上的2个—NH2被2个—OH取代。(4) :对比C、D、F的分子式,C、D中碳原子数之和与F相等,氢原子少2个,则C+D→E先发生加成反应(醛与醛的加成),再发生消去反应生成碳碳双键,E→F可能为醛基的氧化。(5) :C、D的分子式恰好相差1个C2H4,故C→D为加成反应,可能是H3COOCCH=CH—CH=CHCOOCH3与CH2=CH2发生的1,4-加成反应。考点二有机合成知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力一、有机合成的整体思路夯实必备知识二、有机合成中常见结构变化1.有机合成中碳骨架的构建(1)链增长的反应加聚反应;缩聚反应;酯化反应;利用题目信息所给反应(如卤代烃的取代反应,醛、酮的加成反应等)。①醛、酮与HCN加成

+H—CN→②醛、酮与RMgX加成

+RMgX→夯实必备知识③醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α-H) +④卤代烃与活泼金属作用2R—Cl+2NaR—R+2NaCl(2)链缩短的反应①烷烃的裂化反应;②利用题目信息所给的反应,如烯烃、炔烃、苯的某些同系物的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应等。(3)成环的方法①二元醇脱水成环醚;②二元醇与二元羧酸成环酯;③羟基酸分子间成环酯;④氨基酸分子间成环等。夯实必备知识2.常见官能团转化(1)官能团的引入夯实必备知识引入官能团引入方法碳卤键

①烃、酚的取代;

②不饱和烃与HX、X2的加成;

③醇与氢卤酸(HX)反应羟基

①烯烃与水加成;

②醛或酮与氢气加成;

③卤代烃在碱性条件下水解;

④酯的水解;

⑤葡萄糖发酵产生乙醇;

⑥酚钠盐中滴加酸或通入CO2夯实必备知识引入官能团引入方法碳碳双键

①某些醇或卤代烃的消去;

②炔烃不完全加成;

③烷烃裂化醛基或酮羰基

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、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解(2)官能团的改变①通过某些化学途径使一个官能团变成两个a.CH3CH2OH→CH2

=CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OH;b.CH2

=CHCH2CH3→CH3CHXCH2CH3→CH3CH=CHCH3→CH3CHXCHXCH3→CH2=CHCH=CH2。②通过某些手段改变官能团的位置CH3CHXCHXCH3→H2C=CHCH=CH2→CH2XCH2CH2CH2X。③利用官能团的衍生关系进行衍变R—CH2OHR—CHOR—COOH。夯实必备知识(3)官能团的消除①通过加成反应可消除

或—C≡C—。②通过消去、氧化或酯化反应可消除—OH。③通过加成或氧化反应可消除—CHO。④通过水解反应可消除

、酰胺基。⑤通过消去反应或水解反应消除碳卤键。夯实必备知识三、有机合成中常用方法1.正合成分析法从基础原料入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向合成的目标有机物,其合成示意图为基础原料→中间体1→中间体2→……→目标有机物。2.逆合成分析法设计复杂有机物的合成路线时常用的方法。它是由目标有机物倒推寻找上一步反应的中间体n,而中间体n又可以由中间体(n-1)得到,依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。常用“”表示逆推过程。夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物分子的碳骨架,并引入或转化成所需的官能团(

)(2)逆合成分析法可以简单表示为目标化合物

中间体Ⅱ

中间体Ⅰ基础原料(

)(3)为减少污染,有机合成设计不能使用辅助原料,不能有副产物

(

)夯实必备知识√√×[解析]有机合成中需要一些必要的辅助原料,但使用辅助原料应是低毒、低污染、易得和廉价的。夯实必备知识(4)通过加成反应不能引入碳碳双键官能团(

)×[解析]碳碳三键通过加成反应能引入碳碳双键。(5)酯基官能团只能通过酯化反应得到(

)×[解析]酯基官能团还可用酰卤或酸酐与醇反应,或由羧酸盐与卤代烃反应制得。(6)由CH3CH3→CH3CH2Cl→CH2

=CH2→CH3CH2OH的转化过程中,经过的反应类型是取代反应→消去反应→加成反应(

)√夯实必备知识2.以CH2

=CHCH2OH为主要原料(无机试剂任用),设计CH2

=CHCOOH的合成路线流程图(已知CH2

=CH2可被氧气催化氧化为

),通过此题的解答,总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条):

。

CH2

=CHCH2OH CH3CHClCH2OH

CH3CHClCOOHCH2=CHCOONa

CH2=CHCOOH;选择合适的反应条件、要注意官能团的保护[解析]以CH2

=CHCH2OH为主要原料合成CH2

=CHCOOH,CH2=CHCH2OH可先和HCl发生加成反应,保护碳碳双键,再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基,最后结合卤代烃的消去引入碳碳双键;在选择合成路线时,需要选择合适的反应条件,同时注意官能团的保护,上述流程中用强氧化剂氧化羟基生成羧基时需要防止碳碳双键被氧化,故需要先保护碳碳双键。夯实必备知识1.有机分析中,常利用臭氧氧化分解来确定有机物分子中碳碳双键的位置与数目。如:

(CH3)2C=CH—CH3 (CH3)2C=O+CH3CHO已知某有机物A经臭氧氧化分解后发生以下一系列的变化:

从B合成E通常经过多步反应,其中最佳次序是 (

)A.水解、酸化、氧化

B.氧化、水解、酸化C.水解、酸化、还原

D.氧化、水解、酯化提升关键能力题组一有机合成路线分析B提升关键能力[解析]由I的结构简式结合G的分子式可知,E为

,H为

;再结合A的分子式及已知信息,逆推可知:A为

,B→C→D→E为

,故B正确。2.四氢呋喃是常用的有机溶剂,可由有机物A(分子式为C4H8O)通过下列路线制得。已知:R1X+R2OH R1OR2+HX下列说法不正确的是(

)A.A的结构简式是CH3CH=CHCH2OHB.C中含有的官能团为醚键和碳溴键C.D、E均能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.①③的反应类型分别为加成反应、消去反应提升关键能力A提升关键能力[解析]由合成路线和已知信息可知—OH与—Br在直链碳原子的2个端位,则A中碳碳双键在端位,羟基在另一端,A的结构简式为CH2

=CHCH2CH2OH,故A错误;物质C为

,含有的官能团有醚键、碳溴键,故B正确;D和E分别为

或

中的一种,含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;反应①是CH2

=CHCH2CH2OH与溴发生加成反应生成CH2BrCHBrCH2CH2OH,反应③是

转化为

或,发生消去反应,故D正确。[归纳总结]

常见有机合成路线(1)一元合成路线R—CH=CH2

卤代烃

一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线CH2

=CH2X CH2—CH2X 二元醇→二元醛→二元羧酸→链酯、环酯、高聚酯(3)芳香族化合物合成路线①苯的一系列常见的衍变关系提升关键能力②甲苯的一系列常见的衍变关系a.b.c.提升关键能力③对二甲苯的一系列常见的衍变关系提升关键能力1.已知在一定条件下可实现下列转变:逆推法是常用的有机合成线路设计方法。所谓逆推法就是从产物逆推出原料,设计出合理的合成线路。在逆推过程中,需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机物,直至选出合适的起始原料。下面是采用逆推法设计乙酰水杨酸的合成线路:请写出适当的中间有机物A、B、C、D的结构简式:A

;B

;C

;

D

。

提升关键能力题组二有机合成线路设计CH3COOH

CH3CHO提升关键能力[解析]由乙酰水杨酸结构可知,从酯基碳氧单键处断裂,则A为

,C为CH3COOH;A中—COOH由—CHO氧化而得,则B为

, 与CHCl3/OH-反应再酸化可得

;CH3COOH可由CH3CHO氧化而得,则D为CH3CHO,CH3CH2OH催化氧化可得CH3CHO。2.一种治疗哮喘病的药物广泛应用,合成它的关键中间体(G)的合成路线如图:已知:C能与FeCl3溶液发生显色反应。参照G的合成路线,设计一种以

为起始原料制备

的合成路线(无机试剂任选)。提升关键能力提升关键能力[答案]提升关键能力[解析]由D的分子式与E的结构可知,D与

发生取代反应生成E,则D为 ,C能与FeCl3溶液发生显色反应,说明C分子中含有酚羟基,结合C的分子式逆推可知C为

,A的分子式为C6H6O,A与乙酸酐反应得到酯B,B在氯化铝作用下得到C,则A为

,B为

。模仿C→D和E→F→G的转化,

发生硝化反应生成 ,然后与溴发生取代反应生成 ,最后在KBH4条件下反应生成

经典真题·明考向知识梳理

1.[2022·湖北卷]化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如下:回答下列问题:(1)A→B的反应类型是

。取代反应(或酯化反应)[解析]由A、B的结构及反应条件可知,A→B为酯化反应,B和CH3I在有机强碱作用下生成C,结合C的分子式以及D的结构简式可分析得出C的结构简式为 ,C与H2C=CHCH2Br发生取代反应生成D,E结构中存在环状酯结构,采用逆推的方式可得到

,存在羧基和醇羟基,再结合两种官能团的位置及支链中碳原子的个数可知,D中酯基先被还原成醇羟基: ,碳碳双键再被氧化成羧基: ,然后发生酯化反应生成E,E与Pd配合物在碱的催化下反应生成F。

(1)由分析可知,A→B为酯化反应,也属于取代反应。(2)化合物B核磁共振氢谱的吸收峰有

组。

(3)化合物C的结构简式为

。

(4)D→E的过程中,被还原的官能团是

,

被氧化的官能团是

。

5[解析](2)核磁共振氢谱的吸收峰数目等于有机化合物中氢原子的种类数,即有多少种化学环境不同的氢原子,由B的结构简式可知,B中有5种氢原子,所以核磁共振氢谱有5组吸收峰。酯基碳碳双键(5)若只考虑氟的位置异构,则化合物F的同分异构体有

种。

(6)已知A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的总产率为

。

5[解析](5)只考虑氟的位置异构,F中氟原子没取代之前有6种类型氢原子,如图: ,取代后有6种氟代物,除去F本身,应为5种同分异构体。(6)A→F的过程中,A→D、D→E和E→F的产率分别为70%、82%和80%,则A→F的产率为70%×82%×80%=45.92%。45.92%(7)Pd配合物可催化E→F转化中C—Br键断裂,也能催化反应①:反应①:

为探究有机小分子催化反应①的可能性,甲、乙两个研究小组分别合成了有机小分子S-1(结构如图所示)。在合成S-1的过程中,甲组使用了Pd催化剂,并在纯化过程中用沉淀剂除Pd;乙组未使用金属催化剂。研究结果显示,只有甲组得到的产品能催化反应①。根据上述信息,甲、乙两组合成的S-1产品催化性能出现差异的原因是

。

甲组使用的Pd催化剂未完全除尽,与S-1形成的Pd配合物继续催化反应①[解析]甲乙两组合成的小分子催化剂结构相同,但只有使用了Pd催化剂的甲组才能催化反应①,而乙组不能催化反应①,说明有机小分子S-1不是反应①的催化剂,根据已知条件,Pd配合物也能催化反应①,可推测,金属Pd在催化甲组合成S-1后,并没有完全除尽,有残留,与S-1形成的Pd配合物继续催化反应①。2.

[2022·湖南卷]物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:

醚键醛基取代反应加成反应[解析]根据已知①可以推出B的结构简式为 ;B和HCOONH4在Pd/C作用下发生反应得到C(C12H16O4),C又转化为D(C12O14O3),根据已知②可推出C的结构简式为 ,D的结构简式为 ;D和

反应生成E;E在一定条件下被氧化转化为F;F和CH3I在碱的作用下反应得到G(C15H18O5),G和

在碱的作用下反应得到H,对比F和H的结构简式可知G的结构简式为

。(2)由分析可知,G的结构简式为

,对比F和G的结构简式可知F→G的反应为取代反应;G→H的反应中,

的碳碳双键变为碳碳单键,则该反应为加成反应。(3)B的结构简式为

;

(4)C→D反应方程式为

;

(5)

是一种重要的化工原料,其同分异构体中能够发生银镜反应的有

种(考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为

;

+H2O5[解析](5) 的同分异构体能发生银镜反应,说明该物质含有醛基,根据分子式C4H6O可知,该物质还含有碳碳双键或者三元环,则符合条件的同分异构体(考虑立体异构)有5种,它们分别是H2C=CHCH2CHO、

、

、

和

,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式是

。(6)I中的手性碳原子个数为

(连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子);

1[解析]连四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,则I中手性碳原子的个数为1,是连有甲基的碳原子。(7)参照上述合成路线,以

和

为原料,设计合成

的路线(无机试剂任选)。[答案][解析]结合G→I的转化过程可知,可先将

转化为

,再使

和

在碱的作用下反应生成

,最终在碱的作用下转化为

。1.

是一种重要的化工原料,可用于合成可降解的高聚物PES树脂以及具有抗肿瘤活性的化合物K。已知:ⅰ.R1CO18OR2+R3OH R1COOR3+R2

18OH;ⅱ.R1OH+

;ⅲ.R1NH2+ +H2O。

(R1、R2、R3代表烃基)备用习题备用习题[解析]根据A的分子式可知,A为CH2

=CH2;A发生氧化反应生成B,B分子为环状结构,核磁共振氢谱只有一组峰,根据B的分子式可知,B为;E分子中含有两个酯基,且为顺式结构,结合D的结构简式、E的分子式可知,E为

;E和氢气发生加成反应生成的F为H3COOCCH2CH2COOCH3;C与F发生已知信息ⅰ的反应生成高聚物PES树脂,PES的结构简式为

;D与苯在AlCl3存在时发生反应生成G,G与甲醇发生酯化反应生成H,H为

;H和试剂a发生已知信息ⅱ的反应生成J,根据J、K的分子式及K的结构简式可知,J发生已知信息ⅲ的反应生成K,则J为

,试剂a为

;在判断G的同分异构体的种类数目时,先确定取代基的种类,然后根据取代基在苯环上的相对位置来确定其数目;根据题意,结合L的分子式书写其结构简式。(1)A的名称是

;C中官能团的名称是

。

(2)B分子为环状结构,核磁共振氢谱只有一组峰,B的结构简式为

。

(3)E分子中含有两个酯基且为顺式结构,则E的结构简式为

。

(4)试剂a的结构简式为

;反应②的反应类型为

反应。

备用习题乙烯羟基加成(5)已知Q为G的同分异构体,同时满足下列条件的Q有

种(不考虑立体异构)。

①1molQ可与足量的NaHCO3溶液反应生成1molCO2;②能发生银镜反应;③苯环上有三个支链。备用习题10备用习题[解析]G的结构简式为

,Q为G的同分异构体,同时满足条件:①1molQ可与足量的NaHCO3溶液反应生成1molCO2,说明Q中含有一个—COOH;②能发生银镜反应,说明含有—CHO;③苯环上有三个支链即苯环上有三个取代基,则三个取代基分别是—CH=CH2、—CHO、—COOH,若两个取代基为邻位,则另一个取代基在苯环上有4种位置关系;若两个取代基为间位,则另一个取代基在苯环上有4种位置关系;若两个取代基为对位,则另一个取代基在苯环上有2种位置关系,因此符合条件的同分异构体共有10种。(6)已知氨基(—NH2)与—OH类似,也能发生反应ⅰ。由J制备K的过程中,常产生副产物L。L的分子式为C16H13NO3,含三个六元环,则L的结构简式为

。

备用习题备用习题[解析]由J制备K的过程中,常产生副产物L,L的分子式为C16H13NO3,含三个六元环,应是J中的—OCH3被氨基取代,则L的结构简式为

。备用习题2.[2022·山东临沂月考]化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:回答下列问题:(1)①的反应类型为

。

氧化反应备用习题[解析]根据框图

可知:反应①是苯环上甲基被氧化成醛基的反应。备用习题(2)有机物D中含氧官能团的名称是

。

(3)反应④所需的试剂是

和

。

羧基CH3OH浓H2SO4[解析](2)根据D的结构简式可知:有机物D中含氧官能团是羧基。(3)根据F的结构简式和C6H7BrS逆推可知E的结构简式为

,根据框图可知反应④是

生成

的反应,即羧基和甲醇发生了酯化反应,所以所需的试剂是CH3OH和浓H2SO4。(4)反应⑤的化学方程式为

(反应物C6H7BrS用结构简式表示)。

备用习题+

+HBr[解析]根据F的结构简式逆推可知E的结构简式为

,C6H7BrS为

根据框图可知反应⑤的化学方程式。(5)满足下列条件的D的同分异构体有

种(不考虑立体异构),写出满足条件的结构简式(任写一种):

。

①苯环上含有三个不同取代基;②含酯基且能发生银镜反应;③含氨基但与苯环不直接相连。备用习题10或

等备用习题[解析]据框图可知D的结构简式为

,其同分异构体满足①苯环上含有三个不同取代基;③含氨基但与苯环不直接相连,说明只能与甲基形成取代基;②含酯基且能发生银镜反应,说明是甲酸某酯;所以符合条件的三个取代基为—OOCH、—CH2NH2、—Cl,苯环上有三个不同取代基的同分异构体的数目为10。(6)设计由对甲基苯甲醇制备

的合成路线(无机试剂任选)备用习题[答案]备用习题[解析]由对甲基苯甲醇通过催化氧化反应可以形成对甲基苯甲醛,再结合框图B到C的反应,可生成有机物

,在酸性条件下水解可得到有机物

,再和对甲基苯甲醇在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应,生成

。1.[2022·湖南岳阳模拟预测]辣椒素具有降血压和胆固醇的功效,进而能很大程度上预防心脏病,也能缓解肌肉关节疼痛。合成某辣椒素酯M的工艺流程如图所示:已知:R1CHO+R2CH2CHO 。回答下列问题:(1)已知:相对分子质量A>B,则B的结构简式为

,A的名称是

。1234567CH3CHO2,2-二甲基丙醛[解析]结合给定合成路线,采用逆合成分析法并结合C的结构简式可推知,E为(CH3)3CCH2CH2COOH,H为 ,因此F为

,

G为

;结合题干及(1)中已知信息可推知,A为(CH3)3CCHO,B为CH3CHO,C在催化剂Ⅰ条件下被氧气氧化为D,则D为(CH3)3CCH=CHCOOH,D与氢气在一定条件下发生加成反应生成E,据此分析作答。(1)相对分子质量A>B,则A为(CH3)3CCHO,B为CH3CHO,根据系统命名法可知,A的名称为2,2-二甲基丙醛。1234567(2)M中官能团有醚键、

,D的结构简式为

。

(3)E→M的反应类型为

,催化剂Ⅰ最应具有

(填字母)。

a.在较高温度下具有较高的选择性b.在较低温度下具有较高的选择性c.强的还原性1234567酯基和(酚)羟基(CH3)3CCH=CHCOOH[解析](2)M中官能团有醚键、酯基和(酚)羟基;结合上述分析可知D的结构简式为(CH3)3CCH=CHCOOH。(3)根据上述分析可知,E和H在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,所以反应类型为取代反应;根据反应历程可知,催化剂Ⅰ的目的是催化醛基被氧化成羧基,但碳碳双键不能被氧化,—CHO被氧化为—COOH一般需要加热,所以应在较高温度下具有较高的选择性,a符合题意。取代反应a(4)写出G→H的化学方程式:

。

(5)符合下列条件的F的芳香类同分异构体有

种,写出核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式

。

①1mol有机物最多可与1molNaOH反应②分子中只有一种官能团1234567+2NaOH +NaCl+H2O16[解析]F为

,其同分异构体满足:①1mol有机物可与1molNaOH反应,②分子中只有一种官能团,则1个分子中含1个酚羟基和1个醇羟基,若苯环上含2个取代基,除了酚羟基,另一个可以为—CH2CH2OH,或—CH(OH)CH3,共计2×3=6种,若苯环上含3个取代基,则分别是—OH、—CH3、—CH2OH,共10种,所以总共有6+10=16种,其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式为

。1234567(6)以乙醇为原料合成2-丁烯酸(无机试剂任选),写出合成路线。1234567[答案]

CH3CH2OH CH3CHO CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOH[解析]根据给定路线A→D可知,以乙醇为原料合成2-丁烯酸,先提前制备乙醛,两个乙醛在稀氢氧化钠水溶液作用下加热可生成CH3CH=CHCHO,然后在催化剂Ⅰ作用下被氧气氧化得到目标产物2-丁烯酸,具体合成路线见答案。2.[2022·湖北宜昌三模]抗心律失常的药物氨基酮类化合物(J)的合成路线如下。已知:ⅰ.R1—CH=CH—R2+R3—CH2CHOⅱ. +2R3—OH→1234567[解析]A转化为B为酯化反应,依据已知反应ⅰ可知,A、B中应含有碳碳双键,结合A中含有羧基和其分子式可知,A为CH2

=CHCOOH,则B为CH2

=CHCOOC2H5,B与CH3CH2CH2CHO发生已知反应ⅰ生成C,由C与D反应的生成物的结构简式可知,C为 ,C与D在一定条件下反应生成

,则D为CH2

=CHCOCH3,

与硼酸在加热条件下反应生成E,E与乙二醇反应生成F,F与CH3NH2反应生成G,结合G、CH3NH2的结构简式和F的分子式可知,F为 ,再结合E的分子式和乙二醇的结构简式可知,E为

,G被还原生成H,H再酸化得到J,结合G、J的结构简式和H的分子式可知,H为

。1234567(1)A的官能团名称是

;B→C的反应类型是

。

(2)H的结构简式是

;该合成路线中乙二醇的作用是

。

(3)F→G的化学方程式是

。

1234567碳碳双键、羧基加成反应[解析](1)A为CH2

=CHCOOH,官能团为碳碳双键、羧基;B为CH2

=CHCOOC2H5,B与CH3CH2CH2CHO发生已知反应ⅰ生成C,C为

,为加成反应。(2)由分析可知,H为

,乙二醇的作用是保护酮羰基。保护酮羰基+CH3NH2

→ +CH3CH2OH(4)写出符合下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式:

(任写一种)。

①遇FeCl3溶液显紫色②苯环上有三个取代基③核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶6∶2∶2∶11234567、

、

、

、

、

[解析]E为

,E的同分异构体遇FeCl3溶液显紫色,含苯环和酚羟基,苯环上有三个取代基,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶6∶2∶2∶1,符合条件的结构简式为

、

、

、

、

、

。1234567(5)结合上述信息,设计以乙醇和

为原料制备

的合成路线(无机试剂任选)。1234567[答案][解析]CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO,CH3CHO与

反应生成

, 与硼酸在加热的条件下反应生成

,合成路线见答案。3.[2022·辽宁大连二模]图是制备某酯类光刻胶的合成路线:已知:ⅰ.R1CHO+R2CH2CHO(R1、R2为烃基或氢);ⅱ.R3COCl+R4OH R3COOR4+HCl(R3、R4为烃基)。1234567[解析]根据已知信息结合有机物D的结构简式可知A是苯甲醛,B的结构简式为

,根据C的分子式可知B中的醛基被氧化,酸化后变为羧基,C的结构简式为

,C和SOCl2发生取代反应生成D;根据E的结构简式可知乙炔和CH3COOH发生加成反应生成E,E发生加聚反应生成F,F发生取代反应生成G,G和D发生已知信息ⅱ的反应生成光刻胶

,据此解答。1234567(1)E分子的含氧官能团名称是

。E→F的反应类型为

。

(2)A分子的名称为

,反应③为加成反应,羧酸X的结构简式为

。

1234567[解析](1)根据E的结构简式可知E分子的含氧官能团名称是酯基。E含有碳碳双键,发生加聚反应生成F,则E→F的反应类型为加聚反应。(2)A的结构简式为

,分子名称为苯甲醛,反应③为加成反应,羧酸X的结构简式为CH3COOH。酯基加聚反应苯甲醛CH3COOH

(3)C能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2,试剂Y可以选择

。(填标号)

A.酸性KMnO4溶液 B.[Ag(NH3)2]OH溶液C.溴水

D.新制氢氧化铜悬浊液(4)反应④的化学方程式为

。1234567[解析]

(3)C能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2,C分子中含有羧基,由于碳碳双键也易被氧化,所以不能选用酸性KMnO4溶液、溴水,由于只能氧化醛基,所以试剂Y可以选择[Ag(NH3)2]OH溶液、新制氢氧化铜悬浊液,答案选BD。BD+

+nHCl(5)满足下列条件的C的同分异构体的结构简式为

。

①能发生银镜反应②能使Br2的四氯化碳溶液褪色③能发生水解,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应④核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶2∶21234567[解析]

①能发生银镜反应,说明含有醛基;②能使Br2的四氯化碳溶液褪色,说明可能含有碳碳双键;③能发生水解,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明是甲酸和酚羟基形成的酯基;④核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶2∶2,则符合条件的有机物的结构简式为

。(6)写出用乙醛和丙炔为原料制备化合物CH3CH=CHCOOCH=CHCH3的合成路线(其他试剂任选)。1234567[答案]

CH3CHO CH3CH=CHCHOCH3CH=CHCOOH CH3CH=CHCOOCH=CHCH3。[解析]乙醛首先发生已知信息ⅰ的反应生成CH3CH=CHCHO,然后发生银镜反应并酸化后生成CH3CH=CHCOOH,最后和丙炔发生加成反应生成CH3CH=CHCOOCH=CHCH3。4.有机物A有如下转化关系:已知:①有机物B是芳香烃的含氧衍生物,其相对分子质量为108,B中氧元素的质量分数为14.8%。②CH3—CH2—COOH+Cl2

HCl+ 。根据以上信息,回答下列问题:1234567

1234567加热发生消去反应再酸化生成E,E发生加聚反应生成H,所以D的结构简式为

、E的结构简式为

、C的结构简式为

;D在条件Ⅱ下反应再酸化生成F,F能反应生成E,则D发生水解反应再酸化生成F,F的结构简式为 ,F发生酯化反应生成G,根据G的分子式知,G为

;根据B、C的结构简式知,A为

,以此解答该题。1234567(1)B的分子式为

;有机物D中含氧官能团的名称是

。

(2)A的结构简式为

;检验M中官能团的试剂是

。

(3)条件Ⅰ为

;D→F的反应类型为

。

1234567[解析](1)B为

,分子式为C7H8O;D的结构简式为

,含氧官能团的名称为羧基。(2)由以上分析可知A为

;M为

,含有醛基,可用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验。(3)通过以上分析知,条件Ⅰ为氢氧化钠的醇溶液、加热;D为

,D发生水解反应(取代反应)生成F。C7H8O羧基银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液NaOH的醇溶液,加热水解反应(或取代反应)(4)写出下列转化的化学方程式。F→E:

。

F→G:

。

1234567[解析]

F发生消去反应生成E;F发生酯化反应生成G。+H2O2 2H2O+(5)N的同系物X比N的相对分子质量大14,符合下列条件的X的同分异构体有

种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱有五组峰,且吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶2∶2的同分异构体的结构简式:

。

①含有苯环②能发生银镜反应③遇FeCl3溶液显紫色1234567131234567[解析]

N为苯甲酸,结构简式为

,X是N的同系物,相对分子质量比N大14,即X中含有羧基,且分子中碳原子数比N多一个,根据条件:①含有苯环;②能发生银镜反应,说明含有醛基;③遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,若苯环含有2个取代基,则分别为—CH2CHO、—OH,有邻、间、对3种结构;若苯环含有3个取代基,分别为—CH3、—CHO、—OH,有10种结构,共13种;其中核磁共振氢谱有五组峰,且吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶2∶2的同分异构体的结构简式为

。5.有机物H(C9H8O4)是合成洁面化妆品的中间体,以A为原料合成有机物H的路线如下:已知:①A是相对分子质量为92的芳香烃;②D是C的一氯代物;③RCHO+R1CH2CHO (R、R1为烃基或氢原子)。回答下列问题:1234567[解析]A是相对分子质量为92的芳香烃,则A为甲苯,由C的结构简式可知甲苯中苯环上的氢原子被氯原子取代生成3,4-二氯甲苯,3,4-二氯甲苯在一定条件下生成C,C与氯气在光照的条件下反应,甲基上发生取代反应生成D,又因D是C的一氯代物,则D为

,由已知③可知D与热的氢氧化钠溶液反应生成E( ),E在一定条件的作用下发生氧化反应生成F( ),F与CH3CHO生成G( ),G与新制的氢氧化铜悬浊液共热发生反应然后酸化,醛基转化成为羧基,并且在酸性的条件下,发生水解反应产生羟基,H为

( )。1234567(1)由A生成B所用的试剂和反应条件为

;

B的化学名称为

。

(2)由D生成E的反应类型为

。

(3)E的结构简式为

。1234567[解析]

(1)根据分析,A生成B为取代反应,试剂和反应条件为Cl2/Fe;B为

,其化学名称为3,4-二氯甲苯。(2)D与热的氢氧化钠溶液反应生成E,羟基取代了氯原子,发生了取代反应。(3)由以上分析可知,E为

。Cl2/Fe3,4-二氯甲苯取代反应(4)由F生成G的化学方程式为

。

(5)H中含氧官能团的名称为