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课时检测(六十八) 有机合成与推断
1.(2024·台州模拟)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。如
图所示是8羟基喹啉的合成路线。
已知:
回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是_______。
A.A→B的反应类型为加成反应
B.化合物D能与新制Cu(OH) 反应
2
C.化合物K与NaOH、HCl均能反应
D.8羟基喹啉的分子式是CHNO
9 9
(2)C 可 能 的 结 构 简 式 是 ______________________ 或 ______________ , G 的 官 能 团 为
________________________________________________________________________。
(3)写出L→8羟基喹啉的化学方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请设计以苯和1,3丁二烯为原料合成 的合成路线。(用流程图表示,无机试剂任选)
(5)写出化合物K可能的同分异构体的结构简式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
须同时符合:
①IR谱表明分子中有苯环和一个含非碳原子的五元环;
②分子中不存在N—O键、O—O键;
③1HNMR谱显示分子中有5种氢原子。2.物质M是一种酰胺类局麻药,某研究小组以A、E两种烃为有机原料,按以下路线合成M。
已知:① ;
②RCOOH――→RCOCl;
③ 。
回答下列问题:
(1)化合物D的结构简式为______________________________________________。
(2)下列说法正确的是________。
A.由A生成B的反应属于加成反应
B.由F生成G时,若条件控制不当,G可能进一步生成盐,影响产率
C.化合物H与H 反应最多可消耗4 mol H
2 2
D.碱性条件可以促进D+G→H的反应,进而提高H的产率
(3)写出H+二乙胺→M的化学方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出满足下列条件的化合物F的所有同分异构体的结构简式:____________________
________________________________________________________________________。
a.除苯环外无其他环状结构,苯环上有两个取代基且苯环上只有2种不同环境的氢原子;
b.不能发生银镜反应;
c.能与FeCl 溶液发生显色反应。
3
(5)化合物HOOCCH N(CH CH ) 是一种药物合成的中间体,请设计以烃 A为原料制备化合物
2 2 3 2
HOOCCH N(CH CH ) 的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
2 2 3 2
3.(2024·武汉高三联考)物质M是一种抗肿瘤药物的合成中间体,一种M的合成路线如图。已知
(BOC)O为酸酐,结构简式为 。
2回答下列问题:
(1)E的结构简式为___________________________________________________。
(2)C的分子式为___________,F中含氧官能团名称为___________。
(3)D 到 E 的 反 应 类 型 为 ___________ , 写 出 B 生 成 C 的 化 学 方 程 式 :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从合成路线分析,不直接由E生成H的原因是
________________________________________________________________________。
(5)BOC酸的结构简式为_______________________________________________,
写 出 符 合 下 列 条 件 的 BOC 酸 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 :
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
①能发生水解反应,产物之一为CH COOH;
3
②能与钠反应产生氢气;
③含 结构。
(6)已知R—NH +RCOCl―→R—NHCOR,试设计由 合成
1 2 2 1 2
的路线流程(参考题干信息,其他试剂任选)。
4.(2023·湖南等级考)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一种合成该类化合物的路线如下(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为____________________________________________________。
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是__________________、________________。
(3)物质G所含官能团的名称为_________________________________、______________。
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为______________________。
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是__________(写标号)。
①
②
③
(6) (呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除HC===C===CH
2
—CHO外,还有________种(不考虑顺反异构)。
(7)甲苯与溴在FeBr 催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信
3
息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。
课时检测(六十八)
1.解析:A的分子式为CH,A的不饱和度为1,A与Cl 在高温下反应生成B,B与HOCl发生加
3 6 2
成反应生成 C(C HOCl ),B 的分子式为 CHCl,B 中含碳碳双键,则 A 的结构简式为
3 6 2 3 5
CH CH===CH,A与Cl 高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应生成的B为CH ===CHCH Cl,根据
3 2 2 2 2
C、D 的分子式,C→D 为氯原子的取代反应,C 的结构简式为 HOCH CHClCH Cl 或
2 2
ClCH CH(OH)CH Cl,D的结构简式为 HOCH CH(OH)CH OH;D在浓硫酸、加热时消去 2个
2 2 2 2
“HO”生成E(CHO);根据F→G→J和E+J→K,结合F、G、J的分子式以及K的结构简式,E+
2 3 4J→K为加成反应,则E的结构简式为CH ===CHCHO,F的结构简式为 ,G的结构简式为
2
,J的结构简式为 ;K的分子式为CH NO ,L的分子式为CHNO,K→L的过程
9 11 2 9 9
中脱去1个“HO”,结合K→L的反应条件,K→L先发生加成反应,后发生消去反应,L的结构简式
2
为 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100A.TIF" \*
MERGEFORMATINET 。(1)A→B 的反应类型为取代反应,A 错误;化合物 D 为
HOCH CH(OH)CH OH,为多羟基醇,能与新制Cu(OH) 反应,B正确;化合物K中含有酚羟基,可以
2 2 2
和NaOH反应,含有—NH—,可以和HCl反应,C正确;根据8羟基喹啉的结构简式可知其分子式为
CHNO,D错误。(2)根据分析可知C的结构简式为HOCH CHClCH Cl或ClCH CH(OH)CH Cl;G
9 7 2 2 2 2
的结构简式为 ,所含官能团为酚羟基、硝基。(3)L为 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\
\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100A.TIF" \* MERGEFORMATINET ,G 为
,J为 ,L与G反应生成J和8羟基喹啉,L失去氢,应为氧化反应,反应的化学方
程式为 3 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100A.TIF"
\* MERGEFORMATINET + ―→ +3 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\
\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100B.TIF" \* MERGEFORMATINET +
2HO。
2
(4)1,3丁二烯的结构简式为CH ===CHCH===CH;根据题目所给信息, 可以通过 和
2 2
OHCCH===CHCHO在浓硫酸加热的条件下生成,而CH ===CHCH===CH 和氯气发生加成反应生
2 2
成 CH ClCH===CHCH Cl,水解生成 HOCH CH===CHCH OH,然后发生催化氧化生成
2 2 2 2
OHCCH===CHCHO,即得到合理的合成路线。(5)K的分子式为CH NO ,其同分异构体满足:①IR
9 11 2
谱表明分子中有苯环和一个含非碳原子的五元环,即含有N原子或O原子的五元环;分子中不存在N
—O 键、O—O 键,1HNMR 谱显示分子中有 5 种氢原子,说明结构对称,则符合要求的有:
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101A.TIF" \*
MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101B.TIF" \* MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE
"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101C.TIF" \* MERGEFORMATINET
、 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-
101D.TIF" \* MERGEFORMATINET 。
答案:(1)AD
(2)HOCH CHClCH Cl ClCH CH(OH)CH Cl 酚羟基、硝基
2 2 2 2
(3)3 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100A.TIF" \*
MERGEFORMATINET + ―→ +3 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\
\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-100B.TIF" \* MERGEFORMATINET +2HO
2
(4)
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101.TIF" \*
MERGEFORMATINET
(5) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101A.TIF" \*
MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\
\6\\25HXYLCXFA7-101B.TIF" \* MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE
"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-101C.TIF" \* MERGEFORMATINET
、 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-
101D.TIF" \* MERGEFORMATINET
2.解析:根据合成路线可知,A是乙烯(CH===CH),CH ===CH 与HClO发生加成反应生成
2 2 2 2
B(HOCH CH Cl),B含有醇羟基,被氧化生成C(ClCH COOH),ClCH COOH与SOCl 发生反应生成
2 2 2 2 2
D(ClCH COCl);E分子式是CH ,符合苯的同系物通式,根据目标生成物M的分子结构可知E是间
2 8 10二甲苯,结构简式为 ,E与浓硝酸、浓硫酸混合加热发生取代反应生成F( );F与
Fe在HCl存在时将—NO 转化为—NH ,F被还原生成G( );D与G发生取代反应生成H(
2 2
),H与二乙胺发生取代反应生成M( )。(2)化合物A是乙烯,B
是HOCH CH Cl,A→B的反应为加成反应,A正确;G( )中含有—NH ,能与浓盐酸电离产
2 2 2
生的H+形成配位键,从而形成盐酸盐,B正确;H为 ,其与H 反应最多消耗
2
3 mol H ,C错误;碱性条件下,H中的—Cl会发生水解反应,进而降低H的产率,D错误。(3)H与二乙
2
胺发生取代反应生成M: +HN(CH CH )―→
2 3 2
+HCl。(4)化合物F( )的同分异构体:a.苯环上只有两个取代基且苯环上
只有2种不同环境的氢原子,说明两个取代基在苯环上位于相对位置;b.不能发生银镜反应,说明不含
有 醛 基 ; c. 能 与 FeCl 溶 液 发 生 显 色 反 应 , 说 明 含 有 酚 羟 基 , 则 其 可 能 的 结 构 为
3
、 、 、
。(5)乙烯与HClO发生加成反应生成HOCH CH Cl,HOCH CH Cl被氧化
2 2 2 2
生成ClCH COOH;乙烯与HCl发生加成反应产生CH CH Cl,CH CH Cl与NH 发生取代反应产生
2 3 2 3 2 3
二 乙 胺 [HN(CH CH )] , 二 乙 胺 [HN(CH CH )] 与 ClCH COOH 发 生 取 代 反 应 产 生
2 3 2 2 3 2 2
HOOCCH N(CH CH )。
2 2 3 2
答案:(1)ClCH COCl (2)AB
2
(3) +HN(CH CH )―→ +HCl
2 3 2
(4) 、
、
(5)INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-102+.TIF"
\* MERGEFORMATINET
3 . 解 析 : INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-
109.TIF" \* MERGEFORMATINET 在一定条件下生成 B: INCLUDEPICTURE "C:\
\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-106.TIF" \* MERGEFORMATINET ,
在浓硫酸和浓硝酸条件下发生硝化反应生成C: INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\
\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-107.TIF" \* MERGEFORMATINET ,
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-110.TIF" \*
MERGEFORMATINET 在 Fe/HCl 条 件 下 发 生 还 原 反 应 生 成 E :
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-105.TIF" \*
MERGEFORMATINET ;E与(BOC)O发生取代反应生成F: INCLUDEPICTURE
2
"C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-111.TIF" \* MERGEFORMATINET
,再经过一系列反应生成 M。(2)C: INCLUDEPICTURE "C:\\Users\
\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-107.TIF" \* MERGEFORMATINET 的
分 子 式 为 CHNOF , F : INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\
6 3 2 3 3
\25HXYLCXFA7-111.TIF" \* MERGEFORMATINET 中含氧官能团名称为酯
基、酰胺基。(3)D到E的反应是硝基转化为氨基,反应类型为还原反应;B生成C为硝化反应:
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-106.TIF" \*
MERGEFORMATINET +HNO ――→ INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\
3
\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-107.TIF" \* MERGEFORMATINET +HO。
2
(4)从合成路线分析,不直接由E生成H的原因是保护氨基。
(5)已知(BOC)O为酸酐,结构简式为 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\
2
\6\\25HXYLCXFA7-103.TIF" \* MERGEFORMATINET ,BOC酸的结构简式为 ;符合①能发生水解反应,产物之一为 CH COOH;②能与钠反应产生氢气;③含
3
结构的 BOC 酸的同分异构体有: 、 、
。(6)合成过程注意氨基的保护,路线见答案。
答 案 : (1) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-
105.TIF" \* MERGEFORMATINET (2)C HNOF 酯基、酰胺基
6 3 2 3 3
(3) 还原反应 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-
106.TIF" \* MERGEFORMATINET +HNO 浓硫酸, INCLUDEPICTURE "C:\\Users\
3
\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-107.TIF" \* MERGEFORMATINET +
HO
2
(4)保护氨基 (5) 、
、
(6)
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\25HXYLCXFA7-108.TIF" \*
MERGEFORMATINET
4.解析:(1)根据E、F的结构简式,结合B的分子式可推知B的结构简式为 。(2)由
F、中间体、G的结构简式可知,F先发生消去反应得到中间体,中间体再与呋喃发生加成反应得到G。
(3) 物 质 G 的 结 构 简 式 为 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\
\24HXGKTHB-52.TIF" \* MERGEFORMATINET ,含有的官能团为醚键、碳碳双键。(4) 和 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\
\24HXGKTHB-53.TIF" \* MERGEFORMATINET 发生类似中间体→G 的加成反应得到
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\24HXGKTHB-54.TIF" \*
MERGEFORMATINET , INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\
\24HXGKTHB-55.TIF" \* MERGEFORMATINET 和HCl发生类似G→H的反应得到J(
)。(5)F的电负性大,—CF 为吸电子基团,由于诱导效应使 中O—H键极性增强,
3
—CH 为推电子基团,由于共轭效应使 中O—H键极性减弱,故酸性: >
3
> 。(6) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\
\6\\24HXGKTHB-56.TIF" \* MERGEFORMATINET 的不饱和度为3,其同分异构体能发生银镜
反应,则含有醛基,除 HC===C===CH—CHO 外,还有 、 、
2
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\\24HXGKTHB-57.TIF" \*
MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\6\
\24HXGKTHB-58.TIF" \* MERGEFORMATINET ,共4种。(7)由C→D可知,—SO H为对
3
位定位基,则先令 和浓硫酸发生取代反应生成 , 再和液溴发生取代反应生成
,最后加热 得到 。
答案:(1) (2)消去反应 加成反应 (3)醚键 碳碳双键
(4) (5)③>①>② (6)4
(7) ――→ ――→ ――→