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解密12有机化学基础(讲义)-高频考点解密2021年高考化学二轮复习讲义+分层训练_05高考化学_新高考复习资料_2021新高考资料

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51 页
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文档内容

解密 12 有机化学基础 【考纲导向】 1.了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构。 2.了解同分异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体)。 3.能根据命名规则给简单的有机化合物命名。 4.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异。 5.了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。 6.了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。 7.了解加成反应、取代反应和消去反应。 8.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和化学性质。了解氨基酸与人体健康的关系。 【命题分析】 高考选择题通常以药物、材料、新物质的合成为载体考查有机化学的核心知识。涉及的常见考点如下: 有机物结构简式的确定、官能团的名称、反应类型的判断、有机物的命名、化学方程式的书写、同分异构 体的分析和书写等。 高考非选择题通常以药物、材料、新物质的合成为背景,根据合成路线命题形式总体可分为三类:第 一类是有机推断型,即在合成路线中各物质的结构简式是未知的,需要结合反应条件、分子式、目标产物、 题给信息等进行推断;第二类是结构已知型,即合成路线中各物质的结构简式是已知的,此类试题中所涉 及的有机物大多是陌生且比较复杂的,需要根据前后的变化来分析其反应特点;第三类是“半推半知”型, 即合成路线中部分有机物的结构简式是已知的,部分是未知的,审题时需要结合条件及已知结构去推断未 知有机物的结构。考查的知识点相对比较稳定,有结构简式的推断、官能团的名称、有机物命名、反应类型 的判断、有机化学方程式的书写、同分异构体数目的判断、结合核磁共振氢谱书写指定有机物的结构简式、 合成路线设计等。核心考点一 官能团的结构与性质 类型 官能团 主要化学性质 ①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性KMnO 溶液褪色;③高温 烷烃 4 分解 ①跟X、H、HX、HO等发生加成反应;②加聚;③易被氧化,可 烯烃 2 2 2 不饱 使酸性KMnO 溶液褪色 4 和烃 ①跟X 、H 、HX、HO等发生加成反应;②易被氧化,可使酸性 炔烃 —C≡C— 2 2 2 KMnO 溶液褪色;③加聚 4 ①取代——硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe或Fe3+作催化剂); 苯 ②与H 发生加成反应 2 苯的 ①取代反应; 同系物 ②使酸性KMnO 溶液褪色 4 ①与NaOH溶液共热发生取代反应; 卤代烃 —X ②与NaOH醇溶液共热发生消去反应 ①跟活泼金属Na等反应产生H ;②消去反应,加热时,分子内脱 醇 —OH 2 水生成烯烃;③催化氧化;④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应 酚 —OH ①弱酸性;②遇浓溴水生成白色沉淀;③遇FeCl 溶液呈紫色 3 ①与H 加成为醇;②被氧化剂(如O 、[Ag(NH)]+、Cu(OH) 等)氧 醛 2 2 3 2 2 化为羧酸 ①酸的通性; 羧酸 ②酯化反应 酯 发生水解反应,生成羧酸(盐)和醇 2.常见重要官能团的检验方法 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或 溴的CCl 溶液 橙红色褪去 4 碳碳三键 酸性KMnO 溶液 紫红色褪去 4 卤素原子 NaOH溶液、稀硝酸、AgNO 有沉淀生成 3溶液 醇羟基 钠 有H 放出 2 FeCl 溶液 显紫色 酚羟基 3 浓溴水 有白色沉淀产生 银氨溶液 有银镜生成 醛基 新制Cu(OH) 悬浊液 有砖红色沉淀产生 2 羧基 NaHCO 溶液 有CO 气体放出 3 2 3.提纯常见有机物的方法 混合物 试剂 分离方法 主要仪器 甲烷(乙烯) 溴水 洗气 洗气瓶 苯(乙苯) 酸性KMnO 溶液, NaOH溶液 分液 分液漏斗 4 溴乙烷(乙醇) 水 分液 分液漏斗 苯(苯酚) NaOH溶液 分液 分液漏斗 硝基苯(苯) —— 蒸馏 蒸馏烧瓶 乙醇(H O) 新制生石灰 蒸馏 蒸馏烧瓶 2 乙酸乙酯(乙酸、乙醇) 饱和NaCO 溶液 分液 分液漏斗 2 3 乙醇(乙酸) NaOH溶液 蒸馏 蒸馏烧瓶 乙烷(乙炔) 酸性KMnO 溶液、NaOH溶液 洗气 洗气瓶 4 4.有机反应类型 有机反应基本类型 有机物类型 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物等 酯化反应 醇、羧酸、纤维素等 取代反应 水解反应 卤代烃、酯等 硝化反应 苯和苯的同系物等 磺化反应 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 燃烧 绝大多数有机物 氧化反应 酸性KMnO 溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛、酚等 4 直接 (或催化)氧化 醇、醛、葡萄糖等 新制Cu(OH) 悬浊液、新制银氨溶液 醛 2 还原反应 醛、酮、葡萄糖等 加聚反应 烯烃、炔烃等 聚合反应 缩聚反应 苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸、氨基酸等 与FeCl 溶液显色反应 酚类 3 常用的同分异构体的推断方法 判断只有一种官能团的有机物的同分异 构体的种数时,根据烃基的异构体数判断较 (1)由烃基的异构体数推断。 为快捷。如判断丁醇的同分异构体时,根据 组成丁醇可写成C H—OH,由于丁基有4 4 9 种结构,故丁醇有4种同分异构体。 ①同一种碳原子上的氢原子是等效的; (2)由等效氢原子推 碳链上有几种不同的氢原 ②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效 断。 子,其一元取代物就有几种同分 的; 异构体。一般判断原则: ③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。 如一个碳碳双键可以用环替换;碳氧双键可以用碳碳双键替换并将氧原子 移到他处;又如碳碳三键相当于两个碳碳双键,也相当于两个环。不同原子间 (3)用替换法推断。 也可以替换,如二氯苯C HCl 有3种同分异构体,四氯苯C HCl 也有3种同 6 4 2 6 2 4 分异构体。 (4)用定一移一法推 对于二元取代物同分异构体的判断,可固定一个取代基的位置,再改变另一个 断。 取代基的位置以确定同分异构体的数目。【典例1】(2020•新课标Ⅰ卷)紫花前胡醇 可从中药材当归和白芷中提取得 到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是( ) A.分子式为C H O 14 14 4 B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色 C.能够发生水解反应 D.能够发生消去反应生成双键 【答案】B 【解析】A项,.根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为C H O,A叙述正确;B项,该有机 14 14 4 物的分子在有羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,能使酸性重 铬酸钾溶液变色,B叙述不正确;C项,该有机物的分子中有酯基,故其能够发生水解反应,C叙述正确; D项,该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去 反应生成碳碳双键,D叙述正确。故选B。 【典例2】(2020•新课标Ⅲ卷)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结 构式如下: 下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( ) A.可与氢气发生加成反应 B.分子含21个碳原子 C.能与乙酸发生酯化反应 D.不能与金属钠反应 【答案】D 【解析】A项,该物质含有苯环和碳碳双键,一定条件下可以与氢气发生加成反应,故A正确;B项, 根据该物质的结构简式可知该分子含有21个碳原子,故B正确;C项,该物质含有羟基,可以与乙酸发生 酯化反应,故C正确;D项,该物质含有普通羟基和酚羟基,可以与金属钠反应放出氢气,故D错误;故 选D。 【典例3】(2020•江苏卷)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。 下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是( ) A.X分子中不含手性碳原子 B.Y分子中的碳原子一定处于同一平面 C.Z在浓硫酸催化下加热可发生消去反应D.X、Z分别在过量NaOH溶液中加热,均能生成丙三醇 【答案】CD 【解析】A项,X中 红色碳原子为手性碳原子,故A说法错误;B项, 中与氧原子相连接的碳原子之间化学键为单键,可以旋转,因此左侧甲基上碳原子不 一定与苯环以及右侧碳原子共平面,故B说法错误;C项, 中与羟基相 连接的碳原子邻位碳原子上有氢原子,在浓硫酸作催化并加热条件下,能够发生消去反应,故C说法正确; D项, 中含有卤素原子,在过量氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇, 在氢氧化钠溶液作用下先发生水解反应生成 ,然后 在氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,故D说法正确;故选CD。 【典例4】(2020•山东卷)从中草药中提取的 calebin A(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关 于 calebin A的说法错误的是( ) A.可与FeCl 溶液发生显色反应 3 B.其酸性水解的产物均可与NaCO 溶液反应 2 3 C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种 D.1mol该分子最多与8molH 发生加成反应 2 【答案】D 【解析】A项,该有机物中含有酚羟基,可以与FeCl 溶液发生显色反应,A正确;B项,该有机物中 3 含有酯基,酯在酸性条件下水解生成羧基,羧基能与NaCO 溶液反应生成CO,B正确;C项,该有机物 2 3 2 中含有两个苯环,每个苯环上都含有三个氢原子,且无对称结构,所以苯环上一氯代物有6种,C正确; D项,该有机物中含有两个苯环、两个碳碳双键、一个羰基,每个苯环可以与3个氢气加成,每个双键可 以与1个氢气加成,每个羰基可以与1个氢气加成,所以1mol分子最多可以与2×3+2×1+1=9mol氢气发生 加成反应,D错误。故选D。 【典例5】(2021年1月浙江选考)有关 的说法不正确的是( ) A.分子中至少有12个原子共平面B.完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为1个 C.与FeCl 溶液作用显紫色 3 D.与足量NaOH溶液完全反应后生成的钠盐只有1种 【答案】C 【解析】A项,与苯环碳原子直接相连的6个原子和苯环上的6个碳原子一定共平面,故该分子中至 少12个原子共平面,A正确;B项,该物质完全水解后所得有机物为 ,其中只有与— NH 直接相连的碳原子为手性碳原子,即手性碳原子数目为1个,B正确;C项,该物质含有醇羟基,不 2 含酚羟基,与FeCl 溶液作用不会显紫色,C错误;D项,与足量NaOH溶液完全反应生成 3 和NaCO,生成的钠盐只有1种,D正确;故选C。 2 3 【典例6】(2020•浙江7月选考)有关 的说法正确的是( ) A.可以与氢气发生加成反应 B.不会使溴水褪色 C.只含二种官能团 D. 该物质与足量 溶液反应,最多可消耗 【答案】A 【解析】A项, 分子中含有苯环和碳碳双键,都能与H 发生加成反应, A正确;B项, 2 分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应导致溴水褪色, B错误;C项, 分子 中含有羟基、酯基和碳碳双键三种官能团, C错误;D项,1mol该物质酯基水解后生成的酚羟基和羧基 均能和NaOH反应,1mol该物质与足量的NaOH溶液反应时最多可消耗2molNaOH,D错误;故选A。 【典例7】(2020•北京卷)高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图: 下列说法不正确的是( ) A.试剂a是甲醇B.化合物B不存在顺反异构体 C.化合物C的核磁共振氢谱有一组峰 D.合成M的聚合反应是缩聚反应 【答案】D 【分析】CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B,HOOCCH=CHCOOH分子内脱水生成C,B和C聚合 生成M,根据聚合物M的结构式可知,M的单体为CH=CH-O-CH 和 ,由此可知B为 2 3 CH=CH-O-CH ,C为 ,则试剂a为CHOH。A.根据分析,试剂a 为CHOH,名称是甲醇, 2 3 3 3 故A正确;B.化合物B为CH=CH-O-CH ,要存在顺反异构,碳碳双键上的每个碳原子连接的两个原子 2 3 或原子团不同时能形成顺反异构,B的结构中其中一个双键碳上连接的两个原子相同,不存在顺反异构体, 故B正确;C.化合物C为 ,其结构对称,只含有一种氢原子,则核磁共振氢谱有一组峰, 故C正确;D.聚合物M是由CH=CH-O-CH 和 中的双键上发生加成聚合反应,不是缩聚反 2 3 应,故D错误;故选D。 1.有关官能团性质的易混点: (1)注意苯环的结构与六元环的区别,不要看到含双键的六元环就认为是苯环。 (2)注意酚羟基的性质与醇羟基的区别。注意酚羟基与苯环的相互影响,如苯环邻对位氢易取代、酚羟 基易电离等。 (3)注意醇的催化氧化规律,伯醇氧化为醛、仲醇氧化为酮,叔醇不能氧化。 (4)不是所有的醇或卤代烃都能发生消去反应,与连有醇羟基(或卤素原子)的碳原子相邻的碳原子上没 有氢原子,则不能发生消去反应。 (5)酚酯与普通酯的区别:1 mol 酚酯(如 HCOOC H)水解时消耗 2 mol NaOH 1 mol 普通酯(如 6 5 CHCOOC H)水解时消耗1 mol NaOH。 3 2 5 (6)能与NaCO 溶液发生反应的有羧酸、苯酚,但苯酚与 NaCO 溶液反应生成NaHCO 而得不到 2 3 2 3 3 CO。 2 2.记准几个定量关系: (1)1 mol醛基消耗2 mol Ag(NH )OH生成2 mol Ag单质、1 mol H O、3 mol NH ;1 mol甲醛消耗4 3 2 2 3 mol Ag(NH )OH。 3 2 (2)1 mol醛基消耗2 mol Cu(OH) 生成1 mol Cu O沉淀、3 mol H O。 2 2 2 (3)和NaHCO 反应生成气体:1 mol —COOH生成1 mol CO 气体。 3 2 (4)和Na反应生成气体:1 mol —COOH生成0.5 mol H;1 mol —OH生成0.5 mol H。 2 2 (5)和NaOH反应:1 mol —COOH(或酚—OH,或—X)消耗1 mol NaOH;1 mol (R为链烃 基)消耗1 mol NaOH;1 mol 消耗2 mol NaOH。 3.有机物原子共面共线的解题思路 (1)“等位代换不变”原则。基本结构上的氢原子,无论被什么原子替代,所处空间结构维持原状。 (2)单链可以沿键轴旋转,双键和三键不能沿键轴旋转。若平面间靠单链相连,所连平面可以绕键轴旋 转,可能旋转到同一平面上也可能旋转后不在同一平面上。(3)若平面间被多个点固定,且不是单链,则不能旋转,一定共平面。 (4)分拆原则。可把复杂的构型,分拆为几个简单构型,再分析单链旋转时可能的界面。 1.(2021年1月浙江选考)下列说法不正确的是( ) A.联苯( )属于芳香烃,其一溴代物有2种 B.甲烷与氯气在光照下发生自由基型链反应 C.沥青来自于石油经减压分馏后的剩余物质 D.煤的气化产物中含有CO、H 和CH 等 2 4 【答案】A 【解析】A项,由联苯( )的分子结构可知,其分子由2个苯基直接相连,故其属于芳香 烃;根据对称分析法可知,其一溴代物共有3种,A说法不正确;B项,甲烷与氯气在光照下发生反应, 氯气分子先吸收光能转化为自由基氯原子,然后由氯原子引发自由基型链反应,B说法正确;C项,石油 经常压分馏后可以得到的未被蒸发的剩余物叫重油,重油经经减压分馏可以得到重柴油、石蜡、燃料油等, 最后未被气化的剩余物叫沥青,C说法正确;D项,煤的气化是指煤与水蒸气在高温下所发生的反应,其 产物中含有CO、H 和CH 等,D说法正确。综上所述,故选A。 2 4 2.(2021年1月浙江选考)下列说法不正确的是( ) A.甘氨酸和丙氨酸混合,在一定条件下可生成4种二肽 B.乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维可用于生产电影胶片片基 D.工业上通常用植物油与氢气反应生产人造奶油 【答案】B 【解析】A项,甘氨酸和丙氨酸混合在一定条件下形成二肽,甘氨酸与甘氨酸、丙氨酸与丙氨酸脱水 可形成2种二肽,甘氨酸的羧基与丙氨酸的氨基、甘氨酸的氨基与丙氨酸的羧基可脱水形成2种二肽,共 可生成4种二肽,A正确;B项,乙二酸具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,反应的离子方程式为2 MnO -+5H C O+6H+=2Mn2++10CO ↑+8H O,B错误;C项,纤维素的每个葡萄糖单元中含3个醇羟基,纤 4 2 2 4 2 2 维素可表示为[C HO(OH) ],纤维素能与乙酸酐反应生成醋酸纤维,醋酸纤维不易燃烧,可用于生产电影 6 7 2 3 n 胶片片基,C正确;D项,植物油中含碳碳双键,植物油一定条件下能与氢气发生加成反应生成脂肪,此 过程称油脂的氢化或油脂的硬化,用于生产人造奶油,D正确;故选B。 3.(2020•山东卷)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯 的说法错误的是( ) A.其分子式为 C H NO 8 11 2 B.分子中的碳原子有3种杂化方式 C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个 D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子【答案】C 【解析】A项, 结合该分子的结构简式可以看出,其分子式为C H NO ,故A正确;B项,该分子中 8 11 2 含—C≡N(氰基)、(碳碳双键)以及碳碳单键,它们采用的杂化类型分别是sp杂化、sp2杂化和sp3杂化共3种 杂化方式,故B正确;C项,碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、—C≡N(氰基)共直线,O原子采用sp3 杂化,为V型结构,链状的碳碳单键中最多有两个C原子共平面,则该分子中可能共平面的C原子可表示 为: ,故C错误;D项,该分子中的不饱和度为4,含苯环的同分异构体中,等效氢原子 种类最少的应具有对称结构,其同分异构体之一的结构简式如 ,该分子的等效氢为4 种,故D正确;故选C。 4.(2020•新课标Ⅱ卷)吡啶( )是类似于苯的芳香化合物,2-乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽 肺病药物的原料,可由如下路线合成。下列叙述正确的是( ) A.Mpy只有两种芳香同分异构体 B.Epy中所有原子共平面 C.Vpy是乙烯的同系物 D.反应②的反应类型是消去反应 【答案】D 【解析】A项,MPy有3种芳香同分异构体,分别为:甲基在N原子的间位C上、甲基在N原子的对 位C上、氨基苯,A错误;B项,EPy中有两个饱和C,以饱和C为中心的5个原子最多有3个原子共面, 所以EPy中所有原子不可能都共面,B错误;C项,VPy含有杂环,和乙烯结构不相似,故VPy不是乙烯 的同系物,C错误;D项,反应②为醇的消去反应,D正确。故选D。 5.(2020•浙江1月选考)下列关于 的说法,正确的是( ) A.该物质可由n个单体分子通过缩聚反应生成 B.0.1 mol该物质完全燃烧,生成33.6 L(标准状况)的CO 2 C.该物质在酸性条件下水解产物之一可作汽车发动机的抗冻剂 D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3n mol NaOH 【答案】C 【解析】A项,根据该高分子化合物的结构片段可知,该高分子是不饱和键打开相互连接,即通过加 聚反应生成的,故A错误;B项,因为该物质为高分子化合物,无法确定0.1 mol该物质中含有C原子的 物质的量,无法确定生成二氧化碳的量,故B错误;C项,该物质在酸性条件下水解产物中有乙二醇,可作为汽车发动机的抗冻剂,故C正确;D项,该物质链节中含有三个酯基水解均可产生羧基与氢氧化钠反 应,但其中一个酯基水解后产生酚羟基,也可与氢氧化钠反应,故1 mol该物质与足量NaOH溶液反应, 最多可消耗4n mol NaOH,故D错误;故选C。 6.(2020•天津卷)关于 的说法正确的是( ) A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子 B.分子中共平面的原子数目最多为14 C.分子中的苯环由单双键交替组成 D.与Cl 发生取代反应生成两种产物 2 【答案】A 【解析】A项,—CH 的碳原子有4个σ键,无孤对电子,是sp3杂化,苯环上的碳原子有3个σ键, 3 无孤对电子,是sp2杂化,—C≡CH的碳原子有2个σ键,无孤对电子,是sp杂化,因此分子中有3种杂化 轨道类型的碳原子,故A正确;B项,根据苯中12个原子共平面,乙炔中四个原子共直线,甲烷中三个原 子共平面,因此分子中共平面的原子数目最多为15个(甲基中碳原子和其中一个氢原子与其他原子共面), 故B错误;C项,分子中的苯环中碳碳键是介于碳碳单键和双键之间独特的键,故C错误;D项,与Cl 2 发生取代反应,取代甲基上的氢有一种产物,取代苯环上的氢有四种产物,因此取代反应生成五种产物, 故D错误。故选A。 核心考点二 有机物的推断 1、有机推断解题的一般模式 2、有机推断解题的方法 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 (1)正合成分析法: 物, 其合成示意图: 基础原料→中间体1→中间体2……→目标有机物。 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 (2)逆合成分析法: 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, 合成示意图: 目标有机物→中间体n→中间体(n-1)……→基础原料。 3、确定官能团的方法 ①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“ ”或“ ”结构。 ②使KMnO (H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“ ”、“ ” (1)根据试剂或特征 4 现象推知官能团的 或“—CHO”等结构或为苯的同系物。 种类 ③遇FeCl 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。 3 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I 变蓝则该物质为淀粉。 2 ⑥加入新制的Cu(OH) 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 2 镜生成,表示含有—CHO。⑦加入Na放出H,表示含有—OH或—COOH。 2 ⑧加入NaHCO 溶液产生气体,表示含有—COOH。 3 ① ②2—OH(醇、酚、羧酸)――→H 2 ③2—COOH――→CO,—COOH――→CO 2 2 (2)根据数据确定官 ④ ―――→ ,—C≡C—(或二烯、烯醛)――→—CHCH— 2 2 能团的数目 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—OOCCH 。 3 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。 ①若醇能氧化为醛或羧酸,则醇分子中应含有结构“—CHOH”;若能氧化成酮, 2 则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。 (3)根据性质确定官 ②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 能团的位置 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“—C≡C—”的位置。 4、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 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HSO 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 2 4 硝化反应等。 ④能与溴水或溴的CCl 溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。 4 ⑤能与H 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 (2)根据反应条件推 2 反应。 断反应类型 ⑥在O、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。 2 ⑦与O 或新制的Cu(OH) 悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是—CHO的氧 2 2 化反应。(如果连续两次出现O,则为醇―→醛―→羧酸的过程) 2 ⑧在稀HSO 加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。 2 4 ⑨在光照、X(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X 条件下发 2 2 生苯环上的取代反应。 【典例1】(2020•新课标Ⅰ卷)有机碱,例如二甲基胺( )、苯胺( ),吡啶( )等,在有机合 成中应用很普遍,目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注,以下为有机超强碱F的合成路线:已知如下信息: ①HC=CH 2 2 ② +RNH 2 ③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体 回答下列问题: (1)A的化学名称为________。 (2)由B生成C的化学方程式为_____________________________。 (3)C中所含官能团的名称为_______________。 (4)由C生成D的反应类型为________。 (5)D的结构简式为______________。 (6)E的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为 6∶2∶2∶1的有________种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为_______________。 【答案】(1)三氯乙烯 (2) +KOH +KCl+H O 2 (3)碳碳双键、氯原子 (4)取代反应 (5) (6)6 【解析】由合成路线可知,A为三氯乙烯,其先发生信息①的反应生成B,则B为 ;B与 氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C,则C为 ;C与过量的二环己基胺发生取代反应 生成D;D最后与E发生信息②的反应生成F。(1)由题中信息可知,A的分子式为C HCl ,其结构简式为 2 3ClHC=CCl ,其化学名称为三氯乙烯。(2) B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C( ), 2 该反应的化学方程式为 +KOH +KCl+H O;(3)由C的分子结构可知其所含官能 2 团有碳碳双键和氯原子;(4) C( )与过量的二环己基胺发生生成D,D与E发生信息②的反应生 成F,由F的分子结构可知,C的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代,则由C生成D的反应类型 为取代反应;(5) 由D的分子式及F的结构可知D的结构简式为 ;(6) 已知苯胺与甲 基吡啶互为芳香同分异构体。E( )的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,则其分子中 也有羟基;核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6∶2∶2∶1的有 、 、 、 、 、 ,共6种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为 。 【典例2】(2020•新课标Ⅱ卷)维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素,现已广泛应用于医药、营养 品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成,其中α-生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。 下面是化合物E的一种合成路线,其中部分反应略去。已知以下信息:a) b) c) 回答下列问题: (1)A的化学名称为_____________。 (2)B的结构简式为______________。 (3)反应物C含有三个甲基,其结构简式为______________。 (4)反应⑤的反应类型为______________。 (5)反应⑥的化学方程式为______________。 (6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_________个(不考虑立体异构体,填标号)。 (ⅰ)含有两个甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含C=C=O);(ⅲ)不含有环状结构。 (a)4 (b)6 (c)8 (d)10 其中,含有手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为____________。 【答案】(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚) (2) (3) (4)加成反应(5) (6)c CH =CHCH(CH )COCH ( ) 2 3 3 【解析】结合“已知信息a”和B的分子式可知B为 ;结合“已知信息b”和C的分子式可 知C为 ;结合“已知信息c”和D的分子式可知D为 。(1)A为,化学名称3- 甲基苯酚(或间甲基苯酚);(2)由分析可知,B的结构简式为 ;(3)由分析可知,C的结构简式为 ;(4)反应⑤为加成反应,H加在羰基的O上,乙炔基加在羰基的C上,故为加成反应;(5)反应 ⑥为 中的碳碳三键和H 按1:1加成,反应的化学方程式为: 2 ;(6)C为 ,有2个不饱和度,含酮羰基 但不含环状结构,则分子中含一个碳碳双键,一个酮羰基,外加2个甲基,符合条件的有8种,如下: CHCH=CHCOCH CH、CHCH=CHCH COCH 、CHCHCH=CHCOCH 、CH=CHCH(CH )COCH 、 3 2 3 3 2 3 3 2 3 2 3 3 CH=C(C H)COCH 、CH=C(CH )COCH CH、CH=C(CH )CHCOCH 、CH=CHCOCH(CH ),其中,含 2 2 5 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 有手性碳的为CH=CHCH(CH )COCH ( )。 2 3 3 【典例3】(2020•新课标Ⅲ卷)苯基环丁烯酮( PCBO)是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应, 合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下: 已知如下信息: 回答下列问题: (1)A的化学名称是___________。 (2)B的结构简式为___________。 (3)由C生成D所用的试别和反应条件为___________;该步反应中,若反应温度过高,C易发生脱羧 反应,生成分子式为C HO 的副产物,该副产物的结构简式为________。 8 8 2 (4)写出化合物E中含氧官能团的名称__________;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳) 的个数为___________。 (5)M为C的一种同分异构体。已知:1 mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2 mol二氧化碳; M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为__________。 (6)对于 ,选用不同的取代基R',在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深 入研究,R'对产率的影响见下表: R' —CH —C H —CHCHC H 3 2 5 2 2 6 5 产率/% 91 80 63 请找出规律,并解释原因___________。【答案】(1)2−羟基苯甲醛(水杨醛) (2) (3)乙醇、浓硫酸/加热 (4)羟基、酯基 2 (5) (6)随着R'体积增大,产率降低;原因是R'体积增大,位阻增大 【解析】根据合成路线分析可知,A( )与CHCHO在NaOH的水溶液中发生已知反应生成 3 B,则B的结构简式为 ,B被KMnO 氧化后再酸化得到C( ),C再与 4 CHCHOH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到D( ),D再反应得到E( 3 2 )。(1)A的结构简式为 ,其名称为2-羟基苯甲醛(或水杨醛);(2)根 据上述分析可知,B的结构简式为 ;(3)C与CHCHOH在浓硫酸加热的条件下发生酯 3 2 化反应得到D( ),即所用试剂为乙醇、浓硫酸,反应条件为加热;在该步反应中, 若反应温度过高,根据副产物的分子式可知,C发生脱羧反应生成 ;(4)化合物E的结构简式为 ,分子中的含氧官能团为羟基和酯基,E中手性碳原子共有位置为 的2个手性碳;(5)M为C的一种同分异构体,1molM与饱和NaHCO 溶液反 3 应能放出2mol二氧化碳,则M中含有两个羧基(—COOH),又M与酸性高锰酸钾溶液溶液反应生成对二 苯甲酸,则M分子苯环上只有两个取代基且处于对位,则M的结构简式为: ;(6)由表格数据分析可得到规律,随着取代基R′体积的增大,产物的产率降 低,出现此规律的原因可能是因为R′体积增大,从而位阻增大,导致产率降低。 【典例4】(2020•北京卷)奥昔布宁是具有解痉和抗胆碱作用的药物。其合成路线如图: 已知: ①R—Cl RMgCl ②R3COOR4+R5COOR6 R3COOR6+R5COOR4 (1)A是芳香族化合物,A分子中含氧官能团是_____________。 (2)B→C的反应类型是_____________。 (3)E的结构简式是_____________。 (4)J→K的化学方程式是_______________________________________。 (5)已知:G、L和奥昔布宁的沸点均高于200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁时,通过在70℃左右 蒸出______________(填物质名称)来促进反应。 (6)奥昔布宁的结构简式是__________________________。 【答案】(1)酚羟基 (2) 取代反应 (3) (4)HC≡CCH OH+CH COOH CHCOOCH C≡CH+H O 2 3 3 2 2(5)乙酸甲酯 【解析】A是芳香族化合物,分子式为C HO,为苯酚,结构简式为 ,苯酚和氢气发生加成反 6 6 应制得B,B为环己醇,结构简式为 ,环己醇可以和氯化氢在加热的条件下反应生成C,C 为 ,由图中①可知,C可以和Mg和乙醚反应制得D,D为 ,根据D和F生成G,根据 G的结构简式可知,E的结构简式为: ,E与浓硫酸和甲醇在加热的条件下反应制得F,F的 结构简式为:, ,D与F可以在酸性条件下反应制得G;由K的结构简式,可知J的结 构简式为:HC≡CCHOH,与乙酸和浓硫酸发生酯化反应制得K,K与HN(C H) 和甲醛反应制得L,L和 2 2 5 2 G可以根据提示信息②可得奥昔布宁,结构简式为, 。(1)A是芳香族化合物, 分子式为C HO,为苯酚,结构简式为 ,分子中含氧官能团是酚羟基;(2)环己醇可以和氯化氢在 6 6 加热的条件下反应生成C,B→C的反应类型是取代反应;(3) 根据G的结构简式可知,E的结构简式为: ;(4)由K的结构简式,可知J的结构简式为:HC≡CCHOH,与乙酸和浓硫酸发生酯化 2 反应制得K,J→K的化学方程式是HC≡CCHOH+CH COOH CHCOOCH C≡CH+H O;(5)G、L 2 3 3 2 2 和奥昔布宁的沸点均高于200℃,G和L发生反应合成奥昔布宁时,是可逆反应,反应过程中生成了乙酸 甲酯,通过在70℃左右将其蒸出来,生成物浓度减小,促进反应正向进行;(6)G和L发生反应合成奥昔布 宁,奥昔布宁的结构简式是 。有机推断的解题技能 1.有机推断题的解题思路: 2.有机推断题的破题技巧: (1)根据反应条件推断某一反应的反应物或生成物,如反应条件为“NaOH的醇溶液,加热”,则反应 物必是含卤原子的有机物,生成物中肯定含不饱和键。 (2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团。 ①使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。 ②使酸性KMnO 溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物。 4 ③遇FeCl 溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。 3 ④加入新制Cu(OH) 悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明 2 该物质中含有—CHO。 ⑤加入金属钠,有H 产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。 2 ⑥加入NaHCO 溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。 3 (3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置。 ①醇的氧化产物与结构的关系。 ②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 ③由取代产物的种数或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多, 说明此有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种数或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称 性而快速进行解题。 ④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。 ⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可 确定—OH与—COOH的相对位置。 1.(2019•新课标Ⅱ)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广 泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:已知以下信息: 回答下列问题: (1)A是一种烯烃,化学名称为__________,C中官能团的名称为__________、__________。 (2)由B生成C的反应类型为__________。 (3)由C生成D的反应方程式为__________。 (4)E的结构简式为__________。 (5)E 的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式 __________、__________。 ①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。 (6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和HO的总质 2 量为765 g,则G的n值理论上应等于__________。 【答案】(1)丙烯 氯原子、羟基 (2)加成反应 (3)(或 ) (4) (5) (6)8 【解析】(1)根据以上分析,A为CHCH=CH ,化学名称为丙烯;C为 ,所含官能团的 3 2 名称为氯原子、羟基;(2)B和HOCl发生加成反应生成C; (3)C在碱性条件下脱去HCl生成D,化学方程式为: ;(4)E 的结构简式为 。(5)E的二氯代物有多种同分异构体,同时满足以下条件的芳香化合物:①能发 生银镜反应,说明含有醛基;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1,说明分子中有3种类型 的氢原子,且个数比为3:2:1。则符合条件的有机物的结构简式为 ;(6)根据信息 ②和③,每消耗1molD,反应生成1molNaCl和HO,若生成的NaCl和HO的总质量为765g,生成NaCl 2 2 和 HO 的总物质的量为 =10mol,由 G 的结构可知,要生成 1 mol 单一聚合度的 G,需要 2 (n+2)molD,则(n+2)=10,解得n=8,即G的n值理论上应等于8。 2.(2019•北京卷)抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下。 已知: ⅰ. ⅱ.有机物结构可用键线式表示,如(CH)NCH CH 的键线式为 3 2 2 3 (1)有机物A能与NaCO 溶液反应产生CO ,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与NaCO 溶液反 2 3 2 2 3 应,但不产生CO ;B加氢可得环己醇。A和B反应生成C的化学方程式是___________,反应类型是 2 ___________________________。(2)D中含有的官能团:__________________。 (3)E的结构简式为__________________。 (4)F 是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得 G 和 J。J 经还原可转化为 G。J 的结构简式为 __________________。 (5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是__________________。 ①包含2个六元环 ②M可水解,与NaOH溶液共热时,1 mol M最多消耗2 mol NaOH (6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH 和HO的作用是__________________。 4 2 (7)由K合成托瑞米芬的过程: 托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是__________________。 【答案】(1) 取代反应(或酯化反应) (2)羟基、羰基 (3) (4) (5) (6)还原(加成) (7) 【解析】(1)根据以上分析,A为苯甲酸,B为苯酚,苯甲酸和苯酚在浓硫酸、HBO ,加热条件下 3 3 发 生 取 代 反 应 生 成 C 为 , 化 学 方 程 式 为 ; (2)D为 ,D中含有的官能团为羰基、羟基;(3)D发生信息中的反应生成E,其结构简 式为 ;(4)F经碱性水解,酸化得G和J,J经还原可转化为G,则G和J具有相同的碳原 子数和碳骨架,则G为 ;J为 ;(5)J为 ,分子式为C HO ,不饱和度为 9 8 2 6,其同分异构体符合条件的M,①包含两个六元环,则除苯环外还有一个六元环,②M可水解,与氢氧 化钠溶液共热时,1molM最多消耗2molNaOH,说明含有酚酯的结构,则M的结构简式为 ; (6)由合成路线可知,E和G先在LiAlH 作用下还原,再水解最后得到K;(7)由合成路线可知,托瑞米芬 4 分子中含有碳碳双键,两个苯环在双键两侧为反式结构。 3.(2018•新课标Ⅱ卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化 合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的路线如下:回答下列问题: (1)葡萄糖的分子式为__________。 (2)A中含有的官能团的名称为__________。 (3)由B到C的反应类型为__________。 (4)C的结构简式为__________。 (5)由D到E的反应方程式为______________。 (6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F 的可能结构共有________种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构 简式为_________。 【答案】(1)C H O (2)羟基 (3)取代反应 (4) 6 12 6 (5) (6)9 【解析】(1)葡萄糖的分子式为C H O 。(2)葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成 6 12 6 A,因此A中含有的官能团的名称为羟基。(3)由B到C发生酯化反应,反应类型为取代反应。(4)根据B的 结构简式可知 C 的结构简式为 。(5)由 D 到 E 是乙酸形成的酯基水解,反应方程式为 。(6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢 钠可释放出 2.24 L 二氧化碳(标准状况),说明 F 分子中含有羧基,7.30 g F 的物质的量是 7.3g÷146g/mol=0.05mol,二氧化碳是0.1mol,因此F分子中含有2个羧基,则F相当于是丁烷分子中的 2个氢原子被羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷,则有3种结构, 所以可能的结构共有 9 种(不考虑立体 异构),即 、 、、 、 、 、 、 、 。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 3∶1∶1的结构简式为 。 4.(2018•新课标Ⅲ卷)近来有报道,碘代化合物E与化合物H在Cr-Ni催化下可以发生偶联反应,合 成一种多官能团的化合物Y,其合成路线如下: 已知: 回答下列问题: (1)A的化学名称是________________。 (2)B为单氯代烃,由B生成C的化学方程式为________________。 (3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是________________、________________。 (4)D的结构简式为________________。 (5)Y中含氧官能团的名称为________________。 (6)E与F在Cr-Ni催化下也可以发生偶联反应,产物的结构简式为________________。 (7)X与D互为同分异构体,且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢, 其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式________________。 【答案】(1)丙炔 (2) (3)取代反应、加成反应 (4) (5)羟基、酯基 (6) (7) 、 、 、 、 、 【解析】A到B的反应是在光照下的取代,Cl应该取代饱和碳上的H,所以B为 ;B与 NaCN反应,根据C的分子式确定B到C是将Cl取代为CN,所以C为 ;C酸性水解应该得到,与乙醇酯化得到D,所以D为 ,D与HI加成得到E。 根据题目的已知反应,要求 F 中一定要有醛基,在根据 H 的结构得到 F 中有苯环,所以 F 一定为 ;F与CHCHO发生题目已知反应,得到G,G为 ;G与氢气加成 3 得到H;H与E发生偶联反应得到Y。(1)A的名称为丙炔。(2)B为 ,C为 ,所以 方程式为: 。(3)有上述分析A生成B的反应是取代反 应,G生成H的反应是加成反应。(4)D为 。(5)Y中含氧官能团为羟基和酯基。 (6)E和H发生偶联反应可以得到Y,将H换为F就是将苯直接与醛基相连,所以将Y中的苯环直接与羟基 相连的碳连接即可,所以产物为 。(7)D为 ,所以要 求该同分异构体也有碳碳三键和酯基,同时根据峰面积比为 3:3:2,得到分子一定有两个甲基,另外一个是 CH,所以三键一定在中间,也不会有甲酸酯的可能,所以分子有6种。 2 5.(2018•北京卷)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。下图 是8−羟基喹啉的合成路线。 已知:i. ii.同一个碳原子上连有2个羟基的分子不稳定。 (1)按官能团分类,A的类别是__________。 (2)A→B的化学方程式是____________________。 (3)C可能的结构简式是__________。 (4)C→D所需的试剂a是__________。 (5)D→E的化学方程式是__________。 (6)F→G的反应类型是__________。 (7)将下列K→L的流程图补充完整:(8)合成8−羟基喹啉时,L发生了__________(填“氧化”或“还原”)反应。反应时还生成了水,则L 与G物质的量之比为__________。 【答案】(1)烯烃 (2)CH =CHCH+Cl CH=CHCHCl+HCl 2 3 2 2 2 (3)HOCHCHClCH Cl ClCH CH(OH)CH Cl (4)NaOH,HO 2 2 2 2 2 (5)HOCHCH(OH)CH OH CH=CHCHO+2H O (6)取代反应 2 2 2 2 (7) (8)氧化 3∶1 【解析】A的分子式为C H,A的不饱和度为1,A与Cl 高温反应生成B,B与HOCl发生加成反应 3 6 2 生成C,C的分子式为C HOCl ,B的分子式为C HCl,B中含碳碳双键,A→B为取代反应,则A的结构 3 6 2 3 5 简式为CHCH=CH ;根据C、D的分子式,C→D为氯原子的取代反应,结合题给已知ii,C中两个Cl原 3 2 子连接在两个不同的碳原子上,则 A与Cl 高温下发生饱和碳上氢原子的取代反应,B的结构简式为 2 CH=CHCHCl 、 C 的 结 构 简 式 为 HOCH CHClCH Cl 或 ClCH CH(OH)CH Cl 、 D 的 结 构 简 式 为 2 2 2 2 2 2 HOCH CH(OH)CH OH;D在浓硫酸、加热时消去2个“HO”生成E;根据F→G→J和E+J→K,结合F、 2 2 2 G、J的分子式以及K的结构简式,E+J→K为加成反应,则E的结构简式为CH=CHCHO,F的结构简式 2 为 、G的结构简式为 、J的结构简式为 ;K的分子式为C H NO ,L的分子式 9 11 2 为C HNO,K→L的过程中脱去1个“HO”,结合K→L的反应条件和题给已知i,K→L先发生加成反应、 9 9 2 后发生消去反应,L的结构简式为 。 6.(2019•浙江4月选考)某研究小组拟合成除草剂苯达松和染料中间体X。 已知信息:① +RCOOR′ ②RCHCOOR′+R′′COOR′′′ 2 (1)下列说法正确的是________。 A.化合物B到C的转变涉及到取代反应 B.化合物C具有两性C.试剂D可以是甲醇 D.苯达松的分子式是C H NOS 10 10 2 3 (2)化合物F的结构简式是________。 (3)写出E+G→H的化学方程式________。 (4)写出C H NO 同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。 6 13 2 ①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含2个非碳原子; ②1H−NMR谱和IR谱检测表明分子中有4种化学环境不同的氢原子。有N-O键,没有过氧键(-O -O-)。 (5)设计以CHCHOH和 原料制备X( )的合成路线(无机试剂任选,合 3 2 成中须用到上述①②两条已知信息,用流程图表示)________。 【答案】(1)BC (2)(CH )CHNH 3 2 2 (3) +(CH)CHNHSO Cl +HCl 3 2 2 (4) (5)CH CHOH CHCOOH CHCOOCH CH 3 2 3 3 2 3 CHCOCH COOCH CH 3 2 2 3 【解析】(1)A、B到C的两步反应分别是甲基的氧化反应和硝基的还原反应,不涉及取代反应,A 项错误;B、C为邻氨基苯甲酸,其官能团为氨基和羧基,氨基具有碱性,羧基具有酸性,因而 C有两性, B项正确;C、C和D发生酯化反应生成E,结合C和E的分子式,易推出D为甲醇,C项正确;D、苯达 松的分子式是C H NOS,D项错误。故故选BC。 10 12 2 3 (2)结合苯达松右侧杂环上的碳链可知,氨基接在碳链中 2 号碳的位置,F 的结构简式为 (CH)CHNH 。(3)G的氯原子和E氨基上的氢原子偶联脱去HCl生成H,因而化学方程式为 3 2 2 +(CH )CHNHSO Cl +HCl。(4)根据分子式C H NO 算出不饱和度为1, 3 2 2 6 13 2 结合信息,说明存在一个六元环,无不饱和键(注意无硝基)。结合环内最多含有两个非碳原子,先分析六 元环:①六元环全为碳原子;②六元环中含有一个O;③六元环中含有一个N;④六元环中含有一个N和 一个O;若六元环中含有2个O,这样不存在N-O键,不符合条件。同时核磁共振氢谱显示有 4中氢原子, 该分子具有相当的对称性,可推知环上最少两种氢,侧链两种氢,这种分配比较合理。最后注意有N-O键, 无O-O键。那么基于上述四种情况分析可得出4种同分异构体。(5)基于逆合成分析法,观察信息①,X可 从肽键分拆得 和CHCOCH COOR,那么关键在于合成CHCOCH COOR,结合信息②可知利 3 2 3 2用乙酸某酯CHCOOR做原料合成制得。另一个原料是乙醇,其合成乙酸某酯,先将乙醇氧化为乙酸,然 3 后乙酸与乙醇反应,可得乙酸乙酯。 核心考点三 有机合成 基础原料要价廉、易得、低毒性、低污染;产品易于分离、产率较高;合成线 (1)原则 路简捷,操作简便,能耗低,易于实现。 引入官能团 有关反应 烯烃与水加成、醛(酮)加氢、卤代烃水解、 羟基(—OH) 酯的水解 烃与X 取代、不饱和烃与HX或X 加成、 卤素原子(—X) 2 2 醇与HX取代 (2)官能团的引入 碳碳双键( ) 某些醇或卤代烃的消去、炔烃不完全加氢 醛基(—CHO) 某些醇(含有—CHOH)的氧化、烯烃的氧化 2 醛的氧化、酯的酸性水解、羧酸盐的酸化、 羧基(—COOH) 苯的同系物(侧链上与苯环相连的碳原子上有 氢原子)被强氧化剂氧化 酯基(—COO—) 酯化反应 ①通过加成消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键等); ②通过加成或氧化等消除醛基(—CHO); (4)官能团的消除 ③通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基(—OH); ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 ①通过官能团之间的衍变关系改变。如:醇 醛 羧酸。 ②通过某些 如:CHCHOH CH===CH XCH CHX 3 2 2 2 2 2 化学方法改 HOCH CHOH,CHCHCH===CH CHCHCHXCH 2 2 3 2 2 3 2 3 变官能团个 CHCH===CHCH 。 3 3 数或位置。 A、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(或羧酸)反应,把—OH变为—ONa(或酯基)将其保护 (5)官能团的改变 起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH。 B、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 ③有机合成 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 中常见官能 反应转变为碳碳双键。 团的保护 C、氨基(—NH )的保护:如对硝基甲苯 对氨基苯甲酸的过程中 2 应先把—CH 氧化成—COOH之后,再把—NO 还原为—NH 。防止 3 2 2 当KMnO 氧化—CH 时,—NH (具有还原性)也被氧化。 4 3 2 【典例1】(2021年1月浙江选考)某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):已知:R —CH=CH—R 1 2 R Br R MgBr 3 3 请回答: (1)下列说法正确的是______。 A.化合物B的分子结构中含有亚甲基和次甲基 B.1H-NMR谱显示化合物F中有2种不同化学环境的氢原子 C.G→H的反应类型是取代反应 D.化合物X的分子式是C H NO 13 15 2 (2)化合物A的结构简式是______ ;化合物E的结构简式是______。 (3)C→D的化学方程式是______ 。 (4)写出3种同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体)______。 ①包含 ; ②包含 (双键两端的C不再连接H)片段; ③除②中片段外只含有1个-CH- 2 (5)以化合物F、溴苯和甲醛为原料,设计下图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机 溶剂任选)______。(也可表示为 ) 【答案】(1)CD (2) (3) +NaOH +NaCl+HO 2 (4) 、 、 (5) 【解析】A发生取代反应生成B,B发生氧化反应并脱去CO 后生成C,C发生消去反应生成D,D发 2 生第一个已知信息的反应生成E,E再转化为F,F发生取代反应生成G,G发生取代反应生成H,H经过 一系列转化最终生成X。(1)A项,化合物B的结构简式为 ,因此分子结构中含有 亚甲基-CH-,不含次甲基 ,A错误;B项,化合物F的结构简式为 ,分子结构 2 对称,1H-NMR谱显示化合物F中有1种不同化学环境的氢原子,B错误;C项,G→H是G中的-MgBr 被-COOCH 取代,反应类型是取代反应,C正确;D项,化合物X的结构简式为 3 ,分子式是C H NO ,D正确;故选CD;(2)A生成B是A中的羟基被氯原子取 13 15 2代,根据B的结构简式可知化合物A的结构简式是 ;C发生消去反应生成D,则 D的结构简式为 。D发生已知信息中的第一个反应生成E,所以化合物E的结构简式是 ;(3)C发生消去反应生成D,则C→D的化学方程式是 +NaOH +NaCl+HO;(4)化合物H的结构简式为 2 ,分子式为C H O,符合条件的同分异构体①含有苯基 ,属于芳香族 13 14 2 化合物;②含有 ,且双键两端的C不再连接H;③分子中除②中片段外中含有1 个-CH-,因此符合条件的同分异构体为 、 、 2 ;(5)根据已知第二个信息以及F转化为G反应结合逆推法可知以化合物 、 溴苯和甲醛为原料制备 的合成路线为。 【典例2】(2020•浙江1月选考)某研究小组以芳香族化合物A为起始原料,按下列路线合成高血压药 物阿替洛尔。 已知:化合物H中除了苯环还有其它环 : 请回答: (1)下列说法正确的是________。 A.化合物D能发生加成,取代,氧化反应,不发生还原反应 B.化合物E能与FeCl 溶液发生显色反应 3 C.化合物1具有弱碱性 D.阿替洛尔的分子式是C H NO 14 20 2 3 (2)写出化合物E的结构简式________。 (3)写出 的化学方程式________。 (4)设计从A到B的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)________。 (5)写出化合物C同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。 ①1H−NMR谱和IR谱检测表明:分子中共有4种氢原子,无氮氧键和碳氮双键; ②除了苯环外无其他环。 【答案】(1)BC (2) (3) (4)(5) 【解析】C为 ,根据B到C的反应条件以及B的化学式可知B到C发生了还原反应,B的 结构简式为 ,根据C的结构和D的化学式可知D的结构简式为 ,D到E为酯化反应, E为 ,根据题目提供信息结构E到F的反应条件可知F为 ,F+G 生成H且H中除了苯环还有其他环,则H为 ,H+I生成阿替洛尔,反 推出I为。(1)A项,化合物D为 ,含有苯环可以加成,酚羟基可以被氧化,酚羟基和羧基均可 发生酯化反应(属于取代反应),催化加氢即为还原反应的一种,故A错误;B项,E为 ,含有酚羟基,能与FeCl 溶液发生显色反应,故B正确;C项,化合物I为 3 ,含有氨基,可以结合氢离子,具有弱碱性,故C正确;D项,阿替洛尔的分子式是 C H NO,故D错误。(2)根据分析可知E的结构简式为 ;(3)F为 14 22 2 3 ,H为 ,反应方程式为: + ;(4)B的结构简式为 ,含有两个对位取代基,根据A的化学式和不饱和度可知A为对硝基甲苯,结构简式为 ,结合题目提供信 息 ,其中X代表卤族原子,可知A到B的合成路线为 ;(5)化合物C为 ,其同分异构体满 足: 谱和IR谱检测表明:分子中共有4种氢原子,则结构对称,无氮氧键和碳氮双键;除了 苯环外无其他环;符合条件的有: 、 、 、 。 【典例3】(2020•浙江7月选考)某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料,按下列路线合成利尿药美托拉 宗。 已知: R-COOH+请回答: (1) 下列说法正确的是________。 A.反应Ⅰ的试剂和条件是Cl 和光照 B.化合物C能发生水解反应 2 C.反应Ⅱ涉及到加成反应、取代反应 D.美托拉宗的分子式是C H ClN OS 16 14 3 3 (2) 写出化合物D的结构简式________。 (3) 写出B+E→F的化学方程式________。 (4) 设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示,无机试剂任选)________。 (5) 写出化合物A同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。 1H−NMR谱和IR谱检测表明:①分子中共有4种氢原子,其中苯环上的有2种;②有碳氧双键,无氮 氧键和-CHO。 【答案】(1) BC (2) (3) +H O 2 (4) (5) 【解析】结合邻硝基甲苯、C的结构简式以及B的分子式,可以推测出A的结构简式为 、B的结构简式为 , 被酸性的高锰酸钾溶液氧化为D,D的结构简式为 ,D分子中含有肽键,一定条件下水解生成E,结合E的分子式可知,E的结 构简式为 ,结合E的结构简式、美托拉宗的结构简式、F的分子式、题给已知可 知,F的结构简式为 。(1)A项,由 → ,与甲基对位的苯环 上的氢原子被氯原子代替,故反应Ⅰ试剂是液氯、FeCl ,其中FeCl 作催化剂,A错误;B项,化合物C 3 3 中含有肽键,可以发生水解,B正确;C项,结合F的结构简式和CHCHO、美托拉宗的结构简式以及已 3 知条件,反应Ⅱ涉及到加成反应、取代反应,C正确;D项,美托拉宗的分子式为C H ClN OS,D错误; 16 16 3 3 故选BC。(2)由分析知化合物D的结构简式为 ;(3)由分析可知,B的结构简式 为 ,E的结构简式为 ,F的结构简式为 ,B和E 发生取代反应生成F,其反应方程式为: + → +H O;(4)乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇被氧化为乙酸, 在一定条件下被还原为 2 ,乙酸与 发生取代反应生成 ,流程图为;(5)分子中有4种氢原子并 且苯环上有2种,分子中含有碳氧双键,不含—CHO和氮氧键,故分子中苯环上含有两个取代基,满足条 件的它们分别为 、 、 、 。 【典例4】(2020•江苏卷)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下: (1)A中的含氧官能团名称为硝基、__________和____________。 (2)B的结构简式为______________。 (3)C→D的反应类型为___________。 (4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式________。 ①能与FeCl 溶液发生显色反应。 3 ②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1 且含苯环。 (5)写出以CHCHCHO和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂 3 2 和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)________。 【答案】(1)醛基 (酚)羟基 (2) (3)取代反应 (4)(5) 【解析】(1)根据A的结构简式,A中含氧官能团有硝基、酚羟基、醛基;(2)对比A和C的结构简式, 可推出A→B:CHI中的-CH 取代酚羟基上的H,即B的结构简式为 ;(3)对比C 3 3 和D的结构简式,Br原子取代-CHOH中的羟基位置,该反应类型为取代反应;(4)①能与FeCl 溶液发生 2 3 显色反应,说明含有酚羟基;②能发生水解反应,说明含有酯基或肽键,水解产物之一是α-氨基酸,该 有机物中含有“ ”,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1:1,且含有苯环, 说明是对称结构,综上所述,符合条件的是 ;(5)生成 ,根据 E生成F,应是 与HO 发生反应得到, 按照D→E,应由 2 2 CHCHCHBr与 反应得到,CHCHCHO与H 发生加成反应生成CHCHCHOH, 3 2 2 3 2 2 3 2 2 CHCHCHOH在PBr 作用下生成CHCHCHBr,合成路线是CHCHCHO CHCHCHOH 3 2 2 3 3 2 2 3 2 3 2 2 CHCHCHBr 。 3 2 2 【典例5】(2020•山东卷)化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下: ( )知:Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ar为芳基;X=Cl,Br;Z或Z′=COR, CONHR,COOR等。 回答下列问题: (1)实验室制备A的化学方程式为___________,提高A产率的方法是______________;A的某同分异构 体只有一种化学环境的碳原子,其结构简式为_______________。 (2)C→D的反应类型为____________;E中含氧官能团的名称为____________。 (3)C的结构简式为____________,F的结构简式为____________。 (4)Br 和 的反应与Br 和苯酚的反应类似,以 和 为原料 2 2 合成 ,写出能获得更多目标产物的较优合成路线(其它试剂任选)________。 【答案】(1)CH COOH+CH CHOH CHCOOC H+H O 3 3 2 3 2 5 2 及时蒸出产物(或增大乙酸或乙醇的用量) (2)取代反应 羰基、酰胺基 (3)CH COCH COOH 3 2 (4)【解析】根据B的结构和已知条件Ⅰ可知R=H、R’=CH H,故A为CHCOOC H(乙酸乙酯),有机物 2 5 3 2 5 B经过碱性条件下水解再酸化形成有机物C( ),有机物C与SOCl 作用通过已知条件Ⅱ生 2 成有机物D( ),有机物D与邻氯苯胺反应生成有机物E( ),有机物E 经已知条件Ⅲ发生成环反应生成有机物F( )。(1)根据分析,有机物A为乙酸乙酯,在实验室 中用乙醇和乙酸在浓硫酸的催化下制备,反应方程式为CHCOOH+CH CHOH 3 3 2 CHCOOC H+H O;该反应为可逆反应,若想提高乙酸乙酯的产率需要及时的将生成物蒸出或增大反应的 3 2 5 2 用量;A的某种同分异构体只有1种化学环境的C原子,说明该同分异构体是一个对称结构,含有两条对 称轴,则该有机物的结构为 ;(2)根据分析,C→D为 和SOCl 的反应,反应类 2 型为取代反应;E的结构为 ,其结构中含氧官能团为羰基、酰胺基;(3)根据分析, C的结构简式为CHCOCH COOH;F的结构简式为 ;(4)以苯胺和HC OOCCH COCl为原料 3 2 5 2 2 制得目标产物,可将苯胺与溴反应生成2,4,6—三溴苯胺,再将2,4,6—三溴苯胺与 HC OOCCH COCl反应发生已知条件Ⅱ的取代反应,再发生已知条件Ⅲ的成环反应即可得到目标产物,反 5 2 2 应的流程为: 【典例6】(2020•天津卷)天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。已知: ( 等) 回答下列问题: (1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构:__________。 (2)在核磁共振氢谱中,化合物B有________组吸收峰。 (3)化合物X的结构简式为___________。 (4)D→E的反应类型为___________。 (5)F的分子式为_______,G所含官能团的名称为___________。 (6)化合物H含有手性碳原子的数目为_____,下列物质不能与H发生反应的是_______(填序号)。 a.CHCl b.NaOH溶液 c.酸性KMnO 溶液 d.金属Na 3 4 (7)以 和 为原料,合成 ,写出路线流程图(无机试剂和不超过 2个碳的有机试剂任选)_______________。 【答案】(1) 、 、 、 (2)4 (3) (4)加成反应 (5) 羰基、酯基 (6)1 a (7) 【解析】(1) A的链状同分异构体可发生银镜反应说明该同分异构体中含有醛基,故可能的结构为、 、 、 ;(2)根据B的结构,有机物B中含 有4种不同化学环境的H原子,故在核磁共振氢谱中有4组峰;(3)根据有机物C和有机物D的结构,有机 物C与有机物X发生酯化反应生成有机物D,则有机物D的结构简式为 ; (4) D→E为已知 条件的反应,反应类型为加成反应;(5)根据F的结构简式,有机物F的分子式为C H O,有机物G中含 13 12 3 有的官能团名称是酯基、羰基;(6)根据有机物H的结构,有机物H中含有1个手性碳原子,为左下角与羟 基相邻的碳原子;有机物H中含有羟基,可以与金属Na发生反应;有机物H中含有碳碳双键,可以与酸 性高锰酸钾溶液反应;有机物H中含有酯基,可以被NaOH水解;有机物H中不含与CHCl 反应的基团, 3 故不与CHCl 反应,故选择a;(7)利用 和 反应制得 ,可先 3 将环己醇脱水得环己烯,将环己烯( )与溴发生加成反应再发生消去反应制得1,3-环己二烯( ), 将1,3-环己二烯与 发生已知条件的反应制得 ,反应的具体流程为: 。 1.有机合成题的解题思路: 2.常考的有机合成中三种官能团的保护: (1)酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化基团前先使其与 NaOH反应,把酚羟基转变成— ONa,将其保护起来,使其他基团氧化后再酸化使其全部转化为—OH。 (2)碳碳双键的保护:碳碳双键容易被氧化,在氧化基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起 来,待其他基团氧化后再利用消去反应重新转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH )的保护:如在对硝基甲苯――→对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 氧化成—COOH之 2 3 后,再把—NO 还原为—NH ,防止当KMnO (H+)氧化—CH 时,—NH (具有还原性)也被氧化。 2 2 4 3 21.(2019•新课标Ⅰ)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)A中的官能团名称是 。 (2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出 B中的手性碳 。 (3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式 。(不考虑立 体异构,只需写出3个) (4)反应④所需的试剂和条件是 。 (5)⑤的反应类型是 。 (6)写出F到G的反应方程式 。 (7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CHCOCH COOC H)制备 的合成路线 (无机试 3 2 2 5 剂任选)。 【答案】(1)羟基 (2) (3) (4)C HOH/浓HSO 、加热 (5)取代反应 2 5 2 4 (6) (7)【解析】(1)根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基 团时,该碳称为手性碳,则根据B的结构简式可知B中的手性碳原子可表示为 。(3)具有六元环结 构 、 并 能 发 生 银 镜 反 应 的 B 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 中 含 有 醛 基 , 则 可 能 的 结 构 为 。(4)反应④是酯化反应,所需的试剂和条件是乙醇/浓 硫酸、加热。(5)根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。(6)F到G的反应分两步完成,方程式依次为: 、[来源:Zxxk.Com] 。(7)由 甲苯和乙酰乙酸乙酯(CHCOCH COOC H)制备 ,可以先由甲苯合成 ,再根据题中 3 2 2 5 反 应 ⑤ 的 信 息 由 乙 酰 乙 酸 乙 酯 合 成 , 最 后 根 据 题 中 反 应 ⑥ 的 信 息 由 合成产品 。具体的合成路线图为: , 2.(2019•全国卷Ⅲ)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法: 回答下列问题: (1)A的化学名称为___________。(2) 中的官能团名称是___________。 (3)反应③的类型为___________,W的分子式为___________。 (4)不同条件对反应④产率的影响见下表: 实验 碱 溶剂 催化剂 产率/% 1 KOH DMF Pd(OAc) 22.3 2 2 KCO DMF Pd(OAc) 10.5 2 3 2[来 3 EtN DMF Pd(OAc) 12.4 3 2 4 六氢吡啶 DMF Pd(OAc) 31.2 2 5 六氢吡啶 DMA Pd(OAc) 38.6 2 6 六氢吡啶 NMP Pd(OAc) 24.5 2 上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究________等对反 应产率的影响。 (5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式________________。 ①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可 生成2 g H。 2 (6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备 ,写出合成路线________________。 (无机试剂任选) 【答案】(1)间苯二酚(1,3-苯二酚) (2)羧基、碳碳双键 (3)取代反应 C H O 14 12 4 (4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等) (5) (6) 【解析】(1)A物质所含官能团是两个酚羟基,且苯环上有两个是间位的取代基,那物质的命名就是 间苯二酚或1,3-苯二酚;(2) 物质中含有的官能团是碳碳双键和羧基;(3)D物质到E物质没有 双键的消失,且在O原子处增加了氢原子,没有双键参与反应所以属于取代反应,W物质中可以轻松数出 共有14个C原子,4个氧原子,氢原子的个数可以通过不饱和度来推断出,14个碳的烷应该有30个氢, 现在该分子有 9个不饱和度,其中一个苯环 4个,一个双键 1个,一个不饱和度少 2个氢,所以 30- 9×2=12,因此有12个氢原子,即分子式为C H O。(4)可以从表格中寻找溶剂一样的实验、碱一样的实验 14 12 4 发现得出:实验1,2,3探究了不同碱对反应的影响;实验4,5,6探究了不同溶剂对反应的影响,最后 只剩下不同催化剂对实验的影响。(5)D的分子式为:C HOI,要求含苯环,那支链最多含两个 C,且 8 9 21molX与足量Na反应可生成2g氢气,那就证明有两个酚羟基或醇羟基,又有三种不同环境的氢6:2:1,那 一定是有两个甲基和两个酚羟基,因为醇羟基没有6个相同环境的氢,则符合条件的有机物结构简式为 。(6)由题意中的Heck反应可知需要一个反应物中含双建,一个反应物中含 I;从苯出发可以经过溴乙烷和溴化铁的反应制得乙苯,乙苯在乙基上通过烷烃的取代反应引入氯原子,卤 代烃在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应产生双键,得到苯乙烯;可以仿照反应①通过相同条件在苯环上引 入一个碘原子,因此合成路线图为: 。 3.(2019•天津卷)我国化学家首次实现了膦催化的 环加成反应,并依据该反应,发展了一条合 成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。 已知 环加成反应: ( 、 可以是 或 ) 回答下列问题: (1)茅苍术醇的分子式为____________,所含官能团名称为____________,分子中手性碳原子(连有四 个不同的原子或原子团)的数目为____________。 (2)化合物B的核磁共振氢谱中有______个吸收峰;其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数 目为______。 ①分子中含有碳碳三键和乙酯基(-COOCHCH) 2 3 ②分子中有连续四个碳原子在一条直线上 写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式____________。(3) 的反应类型为____________。 (4) 的化学方程式为__________________,除 外该反应另一产物的系统命名为____________。 (5)下列试剂分别与 和 反应,可生成相同环状产物的是______(填序号)。 a. b. c. 溶液[来源:学#科#网] (6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物 ,在方框中写出 路线流程图(其他试剂任选)。 【答案】(1) 碳碳双键、羟基 3 (2)2 5 和 (3)加成反应或还原反应 (4) 2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇 (5)b (6) (Pd/C写成Ni等合理催化剂亦可) 【解析】(1)茅苍术醇的结构简式为 ,分子式为C H O,所含官能团为碳碳双键、 15 26 羟基, 含有3个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子;(2)化合物B的结构简式为 CHC≡CCOOC(CH ) ,分子中含有两类氢原子,核磁共振氢谱有2个吸收峰;由分子中含有碳碳叁键和— 3 3 3COOCH CH ,且分子中连续四个碳原子在一条直线上,则符合条件的 B 的同分异构体有 2 3 、CHCHCHC≡CCOOCH CH 、CHCHC≡C—CH COOCH CH 、CH—C≡C— 3 2 2 2 3 3 2 2 2 3 3 CHCHCOOCH CH 和 等5种结构,碳碳叁键和—COOCH CH 直接相连的 2 2 2 3 2 3 为 、CHCHCHC≡CCOOCH CH ;(3)C→D的反应为 与 3 2 2 2 3 氢气在催化剂作用下发生加成反应(或还原反应)生成 ,故答案为:加成反应(或还原反 应);(4) 与甲醇与浓硫酸共热发生酯基交换反应生成 ,反应的化学方程式 为 ,HOC(CH ) 的系统命名法 3 3 的名称为 2—甲基—2—丙醇;(5) 和 均可与溴化氢反应生成 ,故答案为b;(6)由题给信息可知,CHC≡CCOOCH CH 与CH=COOCH CH 反应生 3 2 3 2 2 3 成 , 与氢气发生加成反应生成 。 4.(2019•江苏卷)化合物F是合成一种天然茋类化合物的重要中间体,其合成路线如下: (1)A中含氧官能团的名称为________和________。 (2)A→B的反应类型为________。(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为C H OBr)生成,写出X的结构简式:________。 12 15 6 (4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:________。 ①能与FeCl 溶液发生显色反应; 3 ②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1。 (5)已知: (R表示烃基,R'和R"表示烃基或氢), 写出以 和CHCHCHOH为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机 3 2 2 溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。________________________ 【答案】(1)(酚)羟基 羧基 (2)取代反应 (3) (4) (5) 【解析】[(1)由A的结构简式可知,A中含氧官能团为-OH和-COOH,名称为(酚)羟基、羧基;(2) 根据以上分析可知,A→B的反应中-COOH中的羟基被氯原子取代,反应类型为取代反应;(3)观察对比 C、D的结构可知,C→D的反应中酚羟基上的氢原子被-CHOCH 取代生成D,根据副产物X的分子式 2 3 C H OBr,C→D的反应生成的副产物为 C中两个酚羟基都发生了取代反应,可知 X的结构简式为 12 15 6 ;(4)C为 ,C的同分异构体满足以下条件:①能与FeCl 溶液 3 发生显色反应,说明含有酚羟基;②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比 为1:1,说明含苯环的产物分子中有两种类型的氢原子且数目相等,应为间苯三酚,则该同分异构体为酚 酯;(5)根据逆合成法,若要制备 ,根据题给已知可先制备 和CHCHCHO。 3 2 结合所给原料,1-丙醇催化氧化生成CHCHCHO,参考题中E→F的反应条件, 在LiAlH 3 2 4条件下发生还原反应生成 , 和HCl发生取代反应生成 , 在 Mg、无水乙醚条件下发生已知中的反应生成 , 和CHCHCHO在一定条件下反 3 2 应生成 。