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(五)有机化学基础(选考)
1.氟硝西泮是一种强镇静剂,由2-氟甲苯合成其前体物质的路线如下:
(1)2-氟甲苯的等效氢有________种;由它生成A的试剂与条件是________。
(2)A生成B的反应类型为________;C中含氧官能团名称为________。
(3)由D与苯反应生成E的化学方程式为_________________________________________。
(4)由E与F反应生成 G,经历多步反应,第一步为加成反应,生成产物的结构简式为
____________;由G生成H步骤还产生了一种无机分子,它是____________________。
(5)化合物C的同分异构体中,写出能同时满足下列条件的三种分子的结构简式:________。
a.能发生银镜反应
b.遇FeCl 溶液发生显色反应
3
c.具有—CHF基团
2
d.属1,2,3-三取代苯衍生物
答案 (1)5 Br ,光照
2
(2)取代反应 羧基
(3)
(4) NH
3
(5) 、 、解析 根据A、B、C的分子式, 由D的结构简式逆推,可知C是 、B
是 、A是 。(1)2-氟甲苯 结构不对称,等效氢有5种;
2-氟甲苯和溴在光照条件下发生取代反应生成 。(2) 中Br被—
CN取代生成 ,反应类型为取代反应;C( )中含氧官能团名
称为羧基。(4)由E与F反应生成G,经历多步反应,第一步为加成反应,第二步发生消去
反应,由G逆推,第一步产物的结构简式为 ;由G生成H步骤还产生了一
种无机分子,H分子比G分子少1个N原子、3个H原子,根据原子守恒,该无机分子是
NH 。
3
(5)能发生银镜反应,说明含有醛基;遇FeCl 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;具有—
3
CHF 基团;属 1,2,3-三取代苯衍生物,符合条件的 C 的同分异构体是 、
2
、 。
2.酯缩合反应是指在醇钠催化下具有α-H的酯与另一分子酯缩合得到β-酮酸酯和小分子醇,
β-酮酸酯碱性水解并酸化后得到不稳定的酮酸,该酸受热脱羧生成酮。酯缩合反应在有机化
学合成中非常常见,示例如下,回答下列有关问题:已知:RCH==CHR′――→RCOOH+R′COOH
(1)化合物A中与B不同的官能团名称为______。A生成B步骤的反应类型为__________和
酯化反应。
(2)有机试剂X的化学名称为__________。
(3)化合物 B 生成异构体 C 和 C ,请仿照 C 的生成过程,推断 C 的结构简式为
1 2 1 2
_____________。
(4)化合物 E 生成 F,还产生了 Zn(OH)Cl 沉淀,写出这一步骤的化学方程式:
_______________。
(5)质谱法测得化合物G、H的相对分子质量分别为212、214,均含有4个氧原子。H的分
子式为____________,符合题设要求的G可能的结构有______种。
(6)化合物H生成I(C H O)步骤类似B→C→D,写出二环化合物I的结构简式为__________。
8 12
答案 (1)碳碳双键 氧化反应 (2)甲醇 (3) (4) +
ClCH COOCH +Zn+HO―→ +Zn(OH)Cl↓ (5)C H O 3 (6)
2 3 2 11 18 4
解析 由有机物的转化关系可知, 与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应后,生成
物与甲醇发生酯化反应生成B( ),B( )在甲醇钠作用下发生取代反
应生成C ( )或 ,则C 为 ;C 和C 在
1 2 1 2碱性条件下发生水解反应后,再在酸性条件下共热发生脱羧反应得到 D( ),
在酸性条件下与甲醇发生酯化反应生成 E( ), 与
ClCH COOCH 、锌和水反应生成F( ), 在浓硫酸作用下
2 3
共 热 到 170 ℃ 发 生 消 去 反 应 , 则 G 为 或 或
; 在 镍 做 催 化 剂 条 件 下 , G 与 氢 气 发 生 加 成 反 应 生 成 H(
);H( )发生类似B→C→D的转化得到 ,则I为
。
3.由芳香烃制备香料J的一种流程如图:
回答下列问题:
(1)C的化学名称是___________________________________________。
(2)F中官能团的名称为________,D→E的反应类型为________。
(3)B的结构简式为________。
(4)写出F发生银镜反应的化学方程式:_____________________________________________。
(5)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构有________(不考虑立体异构)种。①属于芳香化合物且除苯环外不含其他环;
②既能发生水解反应,又能与新制的Cu(OH) 共热生成红色固体。
2
(6)以乙醇为原料合成 ,设计合成路线(无机试剂任选)。
答案 (1)苯甲醇
(2)碳碳双键、醛基 加成反应
(3)
(4) + 2[Ag(NH)]OH――→ + 2Ag↓ +
3 2
3NH +HO
3 2
(5)5
(6)CH CHOH――→CHCHO――→CHCH(OH)CH CHO
3 2 3 3 2
―――――→CHCH(OH)CH COOH―――――→CHCH(OH)CH COOCH CH
3 2 3 2 2 3
解析 化合物A的分子式是C H ,则A是甲苯,结构简式是 ,A与Cl 在光照
7 8 2
条件下发生取代反应生成的B是 ,B与NaOH水溶液共热发生取代反应生成
C( ),C被催化氧化生成D( ),D与CHCHO在碱性条件下发
3
生加成反应生成E,E在一定条件下发生消去反应生成F,F与银氨溶液水浴加热发生氧化
反应,然后酸化可得G( ),G与CHOH在浓硫酸催化下加热发生酯
3
化反应生成H,H与CHMgBr作用然后酸化得到物质J。(5)G是 ,
3
其同分异构体满足条件:①属于芳香化合物且除苯环外不含其他环;②既能发生水解反应,
又能与新制的Cu(OH) 共热生成红色固体,说明含有醛基和酯基,即含有甲酸形成的酯基,
2
分子中除苯环外,若含有1个侧链,则该侧链为HCOOCH==CH—或HC==C(OOCH)—,有
2
2种结构;若含有2个侧链,则分别为HCOO—、—CH==CH,二者在苯环上的位置有邻、
2
间、对 3 种,故符合要求的 G 的同分异构体共有 5 种。(6)CH CHOH 催化氧化生成
3 2
CHCHO,CHCHO在碱性条件下发生醛与醛之间的加成反应生成 CHCH(OH)CH CHO,
3 3 3 2
CHCH(OH)CH CHO 与银氨溶液水浴加热,然后酸化可得 CHCH(OH)CH COOH,
3 2 3 2
CHCH(OH)CH COOH 与 CHCHOH 在 浓 硫 酸 催 化 下 加 热 发 生 酯 化 反 应 生 成
3 2 3 2
CHCH(OH)CH COOCH CH,合成路线见答案。
3 2 2 3
4.有机物H是一种适用于解热、缓慢炎性疼痛作用明显的药物,其合成路线如图所示。已知:
(R 、R 均为烃基)
1 2
回答下列问题:
(1)写出A中所有官能团的名称:____________。
(2)化合物C的结构简式是____________。
(3)已知有机物D的结构为 ,则C→E的反应类型为____________。
(4)写出E→F的化学方程式:________________________________________________。
(5)链状化合物K为有机物G的同分异构体,符合下列条件的K有____________种,其中能
被氢气还原为醇且该醇的核磁共振氢谱显示三组峰,且峰面积之比为3∶6∶3的结构,写出
该醇的结构简式:___________________________________________________________。
①分子中含有两种官能团;②能与新制的银氨溶液反应,有银镜现象;③能与金属钠反应生
成氢气。
(6)请设计以化合物 、1-戊烯为原料合成化合物 的合成路线(用流程图表
示,无机试剂任选)。
答案 (1)氨基、醚键 (2)
(3)取代反应 (4) +NaOH―→ +NaSO
2 4(5)14
(6)CH ==CHCH CHCH――→CHCHBrCH CHCH――――――→CHCHOHCH CHCH―
2 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 3
―→CHCHCHCOCH ――→
3 2 2 3
解析 根据C的分子式可知,B发生还原反应生成C: ,C和D发生取
代反应生成E: ,E在氢氧化钠溶液中发生取代反应生成F,F发生已
知信息反应生成H,据此解答。(5)G为CHCOCH CHCOOH,链状化合物K含有2种官能
3 2 2
团,根据题设条件含有醛基和羟基或羧基,因此可以是 2个醛基和1个羟基或者是1个醛基
和1个羧基,如果是2个醛基和1个羟基,碳链结构为C—C—C(CHO) ,—OH有3种位置,
2
碳链结构为 ,—OH有1种位置,碳链结构为 ,—OH有3种位置,
碳链结构为OHC—C—C—C—CHO,—OH有2种位置;若是1个醛基和1个羧基,相当于
是丙烷分子中的2个氢原子被醛基和羧基取代,有5种不同结构,合计是14种,其中能被
氢气还原为醇且该醇的核磁共振氢谱显示三组峰,且峰面积之比为3∶6∶3的结构,说明结
构对称,该醇的结构简式为 。(6)由信息可知,CHCHCHCOCH 与
3 2 2 3
反应生成 ,然后酸化生成 ,CH==CHCH CHCH 与HBr
2 2 2 3
加成生成CHCHBrCH CHCH,然后水解生成CHCHOHCH CHCH,再发生催化氧化生成
3 2 2 3 3 2 2 3
CHCHCHCOCH ,合成路线见答案。
3 2 2 3
5.以芳香族化合物A为原料制备某药物中间体G的路线如图:已知:①同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:RCH(OH)―→RCHO+HO。
2 2
②R CHO+R CHCOOH――――→R CH==CHR +CO↑+HO。
1 2 2 1 2 2 2
③ ――→
请回答下列问题:
(1)G中含氧官能团的名称为____________。
(2)C→D的反应类型是______________,C的分子式为________________。
(3)E的结构简式为____________。
(4)F→G的化学方程式为_________________________。
(5)H是D的同分异构体,同时满足下列条件的H有____________种(不包括立体异构)。
①遇氯化铁溶液发生显色反应;
②能发生水解反应;
③苯环上只有两个取代基。
其中,核磁共振氢谱显示 4 组峰,且峰的面积之比为 3∶2∶2∶1 的结构简式为
___________(写一种即可)。
(6)根据上述路线中的相关知识,设计以 和乙酸为原料制备 的合成
路线(无机试剂任选)。
答案 (1)(酚)羟基、酯基 (2)取代反应 C HBrO (3)
7 5 2(4)
(5)9 (或 )
(6) ―――――→ ――――→ ――→
解析 由有机物的转化关系可知, 在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应后,酸化
得到 ,则B为 ; 在溴化铁做催化剂条件下与液溴发生取代反应生成
, 与甲醇钠发生取代反应生成 , 与HOOCCH COOH
2
发生已知信息②的反应生成 ,则E为 ;
发生已知信息③的反应生成 ,则F为 ;在浓硫酸 作 用 下 , 与 共 热 发 生 酯 化 反 应 生 成
。(5)D的同分异构体H苯环上只有两个取代基,遇氯化铁溶
液发生显色反应,能发生水解反应,说明 H分子的取代基可能为—OH和—CHOOCH或—
2
OH和—OOCCH 或—OH和—COOCH ,两个取代基在苯环上都有邻、间、对三种位置关
3 3
系,则符合条件的H共有3×3=9种,其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰的面积之比为
3∶2∶2∶1的结构简式为 或 。(6)由题给路线中的相关知识可知,以
和乙酸为原料制备 的合成步骤为 在氢氧化钠水溶液中
共热发生水解反应生成 , 与乙酸发生已知信息②的反应生成
, 发生加聚反应生成 ,合成路线见答案。