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重难点 11 有机合成与推断-
本题考查有机物的合成和推断,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计
等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、
同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了
学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、
化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌
握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团
的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。难点是设计合成路线图时有关信息
隐含在题干中的流程图中,需要学生自行判断和灵活应用。
一、限制条件的同分异构体的书写
解题要领:(1)首先写出主体,一般含有苯环;(2)明确除主体之外的C、O、N等原子个数及不饱和
度,注意结构简式的拐点、端点代表碳原子,切勿漏数。(3)解读题干中的限制条件信息,
a. 指向性的信息: 如:能发生银镜反应和水解反应,则含有 HCOO-R(甲酸某酯); 水解产物能与FeCl
3
发生显色反应,则生成酚羟基;α-氨基酸,则含-NH 和-COOH且接在同一C上;与NaCO 、NaHCO 反
2 2 3 3
应产生气体则含有-COOH等信息为书写提供了线索,指明了方向。
b. 验证性的信息: 如:不同化学环境H(特征峰)的个数与比值,氢环境越少意味着结构越对称;手性碳的
个数、除主体之外的C、O、N等原子的个数和不饱和度等信息都可以验证书写的同分异构体是否正确。
二、有机副产物的判断与书写
常见的有机副产物注意以下几种情况
(1)取代基的定位效应(苯环上的酚羟基、甲基活化苯环上邻位和对位);(2)不对称烯烃、1,3-丁二
烯(共轭二烯)的加成;(3)有多个βH的卤代烃或醇的消去;(4)多官能团的连续反应:当反应物
中含有的多种官能团如分子中同时含有-COOH和-OH,可以形成链酯、环酯和高聚酯,当官能团数目较
多时,要考虑这些官能团都可能发生反应;(5)若有机反应物不纯,杂质可能参与发生副反应,解题时
通过题干信息来挖掘解题的线索。
三、陌生有机反应方程式的书写
对于陌生的有机物所发生的反应,首先要对比反应前(反应物)与反应后(生成物)结构上的变化,观察
出断裂了哪些键、形成了哪些键、又引人哪些原子或基团,从而判断所发生的反应类型,同时借鉴常见熟
悉物质的取代、加成、消去、氧化、还原、酯化等反应的书写,注意切勿漏写生成的小分子如HO、HX
2
等,同时标出从题干中提供的反应条件。
四、常见官能团的保护
某些官能团易发生氧化、还原、取代等情况,所以在合成过程中要先将其转换予以保护,然后待相关反应结束后,再将其还原(恢复),常见官能保护如下:
官能团 保护措施 恢复方法
碳碳双键(C=C) 与HX(卤化氢)加成 在强碱溶液中消去
酚羟基(-OH) 与Na、NaOH、NaCO 等反应 通入CO 或滴加HCl
2 3 2
羧基(-COOH) 与醇酯化反应 在酸性条件水解
醇羟基(-OH) 与酸酯化反应
-NH 氨基 与酸脱水成肽 在酸性条件水解
2
五、调用信息和条件书写有机合成路线图
对于有机合成路线图的选择要注意以下几点
(1)调用已有的知识储备,如例题中的步骤1(烯烃与HX的加成)、步骤2(卤代烃的水解)、步骤3
(醇的催化氧化)、步骤5(酯酸性条件下的水解),因此要熟练掌握常见有机物之间的转化,特别是不
饱和烯烃、卤代烃、醇、醛、酯的相互转化;(2)学会迁移运用题干中的信息如例题中的步骤4就是利用
合成中C→D反应,对于题目中补充的已知信息,要特别注意,是肯定要应用的;(3)运用一定的推断技
巧,如逆推、正推、正逆结合的推断方法,一般合成步骤 4至6步,太多或太少都要质疑合成路线选择的
正确性,同时要注意正确标注知识储备中或合成路线中提供的反应条件,特别是卤代烃的消去反应的条件
为:强碱的醇溶液加热,水解的条件为强碱的水溶液,醇的消去反应条件为浓硫酸、PO 加热。
2 5
1. (2023江苏卷)
15. 化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂,其合成路线如下:(1)化合物A的酸性比环己醇的___________(填“强”或“弱”或“无差别”)。
(2)B的分子式为 ,可由乙酸与 反应合成,B的结构简式为___________。
(3)A→C中加入 是为了结构反应中产生的___________(填化学式)。
(4)写出同时满足下列条件 的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性
溶液褪色;加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个
峰。
(5)G的分子式为 ,F→H的反应类型为___________。
(6)写出以 、 和 为原料制备 的合成路线流图
___________ (须用NBS和AlBN,无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)强 (2)CHCOCl
3
(3)HCl (4)( 5 ) 取 代 反 应 ( 6 )
【解析】
【分析】 与 发生取代反应生成 ,可推知化学方程式为
+CH COCl→ +HCl,可知B为CHCOCl; 发生水解反应得到
3 3
F: , 与G: 发生取代反应得到 ,可知
化学方程式为 + → +HBr,由此推知G为
。
(1)化合物A: 中含有酚羟基,酚羟基酸性强于醇羟基,故化合物A的酸性比环己醇的强。
(2)由分析可知B的结构简式为CHCOCl。
3
(3)A→C的化学方程式为 +CH COCl→ +HCl, 显碱性可以与HCl
3
发生中和反应促进 +CH COCl→ +HCl平衡正移,提供 的产率,
3
故A→C中加入 是为了结构反应中产生的HCl。(5) 的同分异构体碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一的分子中碳原子轨道杂化
类型相同且室温下不能使2%酸性 溶液褪色,说明其同分异构体为5,且该水解产物为苯甲酸;另
一水解产物为丙醇,且加热条件下,铜催化该产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个
峰,由此确定该醇为2-丙醇,由此确定 的同分异构体为 。
(5)由分析可知F→H的反应为 + →
+HBr,该反应为取代反应。
(6)结合F→H可设计以下合成路线:
。
2.(2022年江苏卷)化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)D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分子中含有4种不同化学环境的氢原子;②碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且有2
种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化。
(4)F的分子式为 ,其结构简式为_______。
(5)已知: (R和R'表示烃基或氢,R''表示烃基);写出以 和 为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,
合成路线流程图示例见本题题干)_______。
【答案】(1)sp2和sp3
(2)取代反应 (3)
( 4 ) ( 5 )
【解析】
【分析】A( )和CHI发生取代反应生成B( );B和SOCl 发
3 2
生取代反应生成C( );C和CHOH发生取代反应生成D(
3
);D和NH OH发生反应生成E( );E经过还原反应转化为F,F再转化为G,
2
其中F和G的分子式都是C H NO ,则F为 ,F和G互为手性异构体。
12 17 2
(1)A分子中,苯环上的碳原子和双键上的碳原子为sp2杂化,亚甲基上的碳原子为sp3杂化,即A分子
中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。
(2)B→C 的反应中,B中的羟基被氯原子代替,该反应为取代反应。
(3)D的分子式为C H O,其一种同分异构体在碱性条件水解,酸化后得2种产物,其中一种含苯环且
12 14 3有2种含氧官能团,2种产物均能被银氨溶液氧化,说明该同分异构体为酯,且水解产物都含有醛基,则
水解产物中,有一种是甲酸,另外一种含有羟基和醛基,该同分异构体属于甲酸酯;同时,该同分异构体
分子中含有4种不同化学环境的氢原子,则该同分异构体的结构简式为 。
(4)由分析可知,F的结构简式为 。
(5)根据已知的第一个反应可知, 与CHMgBr反应生成 ,
3
再被氧化为 ,根据已知的第二个反应可知, 可以转化为 ,根
据流程图中D→E的反应可知, 和NH OH反应生成 ;综上所述,
2
的合成路线为:
。
(建议用时:45分钟)
1.(2023上·江苏泰州·高三统考期中)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) 分子中含有碳氧 键的数目为 。
(2)D→E的反应类型为 。
(3)C→D的反应中有副产物X(分子式为 )生成,则X的结构简式为 。
(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 溶液发生显色反应;
②苯环上有4个取代基;
③与足量 充分反应后再酸化,得到含苯环产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是 。
(5)已知: (R表示烃基, 和 表示烃基或氢)
请设计以 和 为原料制备 的合成路线 (无机试剂
和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1) 或 或
(2)取代反应
(3)
(4) 或 或
(5)【分析】A到B为羧基被亚硫酰氯酰化;B到C为酰氯和醇发生的取代反应;C到D是C分子苯环上的酚
羟基发生了取代反应;D到E是D分子苯环上的酚羟基发生了取代反应;E到F是酯基被还原为醇羟基。
【解析】(1)分析C的结构简式可知,1个C分子中含有5个碳氧 键,所以1molC分子中含有碳氧σ键
的数目为5mol;
(2)D到E是一碘甲烷中的甲基取代了D分子中羟基上的氢原子,属于取代反应;
(3)副产物X比D多两个碳原子,说明D中剩下的羟基也被取代,则X的结构简式为:
(4)条件①说明分子中有酚羟基,条件②必须有4个取代基,条件③说明最后产物只有两种环境下的氢原
子,且数目比为2:1,根据以上条件,可得到该同分异构体的结构简式:
、 、
(5)根据题目中的E到F的反应,酯基可以直接还原为醇羟基, 可直接转化为
,醇羟基可进一步氧化为醛,即 ,题目给出的已知是卤代烃转化为
格氏试剂的反应,然后再与醛反应,所以 可以转化为格氏试剂 ,与
进一步反应可以生成 ,再与溴化氢发生取代,得到 ,其流程为:
。
2.(2023上·福建福州·高三福建省福州格致中学校考期中)苯酚、甲醛用途广泛,可用作医药合成中间体。
药物瑞德西韦(Remdesivir))对新型冠状病毒(2019-nCoV)有明显抑制作用。其中间产物部分合成路线如下:
已知:① ;
②
回答下列问题:
(1)B的化学名称为 。
(2)H中含有官能团的名称为 。
(3)D到E的反应类型为 。
(4)B生成C的化学方程式为 。
(5)E中含两个Cl原子,则E的结构简式 。
(6)X是C同分异构体。满足下列条件的X的结构式 。(任写一种)。
①苯环上含有硝基且只有一种氢原子;
②遇 溶液发生显色反应;
③1mol的X与足量金属Na反应可生成 。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚
(2)氨基和羧基
(3)取代反应(4) + +HCl
(5)
(6) 或
【分析】C中有硝基,而B到C发生的不是硝化反应,所以A到B发生的是硝化反应,则B的结构简式为
;B和 发生取代反应生成C;D发生信息①的取代反应生成E。
【解析】(1)通过分析可知B的结构简式为 ,化学名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚。
(2)由H的结构简式可知,H中含有官能团的名称为氨基和羧基。
(3)有分析可知,D到E的反应为题目给出的已知①中的反应类型,为羟基与亚硫酰氯的取代反应。
(4)B和 发生取代反应生成 和HCl,反应方程式为: + +HCl。
(5)由分析可知,D发生信息①的取代反应生成E,若E中含两个Cl原子,则E的结构简式为
。
(6)C的结构简式为 ,X是C的同分异构体,X满足下列条件:①苯环上含有硝基且苯环上只有
一种氢原子,②遇溶液发生显色反应,含有酚羟基,③1mol X与足量金属Na应可生1mol氢气,说明X
分子中有2个酚羟基,则X可能结构为: 、 。
3.(2023下·全国·高三统考)布洛芬可有效缓解因新型冠状病毒感染引起的发烧和全身酸痛。许多药企生产布洛芬采用的 法是一种生产步骤简单,原料利用率高的原子经济性反应,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)E中官能团的名称为 。
(2)D的分子式为 。
(3)由A制备 (三硝基甲苯)的化学反应方程式为 。
(4)C→D的化学反应方程式为 。
(5)D→E的反应类型为 。
(6)终止剂可将 转化为 ,从而使B→C反应终止,下列物质中最适合作为
终止剂的物质是 (填序号)。
a. b. c.
(7)E有多种同分异构体,其中同时符合下列条件的 有种(不考虑立体异构)。
①含有六元碳环
②六元碳环上有3个取代基,其中一个为 ,另一个为
(8)缓释布洛芬( )可长时间维持退烧、镇痛效果,请
以布洛芬、乙二醇、2-甲基丙烯酸为原料,设计路线合成缓释布洛芬: 。
【答案】(1)羟基
(2)
(3) +3HNO (浓) +3H O
3 2(4) +(CH CO) O +CH COOH
3 2 3
(5)加成反应(还原反应)
(6)a
(7)19
(8)
【分析】A和K反应生成B,B和丙烯发生反应生成C,C发生信息中的反应生成D,D和氢气发生加成反
应生成E,根据E的结构简式知,D为 ,E发生反应生成布洛芬。
【解析】(1)E 中官能团的名称为羟基。故答案为:羟基;
(2)D的分子式为 。故答案为: ;
(3)在浓硫酸作催化剂、加热条件下,A和浓硝酸发生取代反应生成TNT,由A制备 (三硝基甲苯)
的化学反应方程式为 +3HNO (浓) +3H O。故答案为:
3 2
+3HNO (浓) +3H O;
3 2
(4)C发生取代反应生成D,C→D的化学反应方程式为 +(CH CO) O
3 2
+CH COOH。故答案为: +(CH CO) O
3 3 2+CH COOH;
3
(5)D→E的反应类型为加成反应(还原反应)。故答案为:加成反应(还原反应);
(6)终止剂可将 转化为 ,从而使B→C反应终止,则终止剂能提供氢离子,
HO、CCl 、C HOH中水可以电离出离子,最适合作为终止剂的物质是水,故答案为:a;
2 4 2 5
(7)E有多种同分异构体,其中同时符合下列条件:①含有六元碳环;②六元碳环上有3个取代基,其中
一个为-CH-C≡CH,另一个为-CH-CH=CH,六元环的不饱和度是1,E的不饱和度是4,所以符合条件的
2 2 2
同分异构体中除了一个碳碳三键、一个碳碳双键、一个六元环外不含其它环或双键,根据碳原子知,另一
个取代基为-OH,如果-CH-C≡CH、-CH-CH=CH 在同一个碳原子上,醇羟基在另一个碳原子上,有3种
2 2 2
位置异构;如果-CH-C≡CH、-OH在同一个碳原子上,-CH-CH=CH 在另一个碳原子上,有3种位置异构;
2 2 2
如果-OH、-CH-CH=CH 在同一个碳原子上,-CH-C≡CH在另一个碳原子上,有3种位置异构;如果3个
2 2 2
取代基在不同碳原子上,和苯环上有3个不同取代基时的同分异构体种类相同,有10种位置异构,所以符
合条件的同分异构体有19种,故答案为:19;
(8)布洛芬和乙二醇发生酯化反应,然后再和2-甲基丙烯酸发生酯化反应回转发生加聚反应得到缓释布
洛芬( ),以布洛芬、乙二醇、2-甲基丙烯酸为原料,设计
路线合成缓释布洛芬:
。故答案为:
。
4.(2023上·浙江·高三校联考)依折麦布片是一种高效、低副作用的新型调脂药,其合成路线如下,部分
条件省略。已知:①
②B生成C经过多步反应,C能发生银镜反应
③
请回答下列问题:
(1)依折麦布片中含氧官能团的名称是 。
(2)E的核磁共振谱中有两组峰,面积之比 ,则E的结构简式 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.G→H的反应类型为还原反应
B.依折麦布片分子式为
C.可用氯化铁溶液鉴别B和D
D.由B合成C过程中需要对酚羟基进行保护
(4)写出C→D的化学方程式 。
(5)写出3个符合下列条件的 同分异构体 。
a.除苯环外无其它环
b.能使溴水褪色
c.含d. 谱检测表明:分子中有5种不同环境的氢原子
(6)运用上述信息设计由A为原料制备高分子化合物 的合成路线(用流程图表示,
无机试剂任选,需使用题目所给的信息) 。
【答案】(1)羟基、酰胺基
(2)
(3)AD
(4)
(5)
(6)
【分析】由B的结构和A的分子式C H 可知,A为甲苯( ),B生成C经过多步反应,C能发生银
7 8
镜反应,则C的结构为 ,C与 反应生成D,则D为 ;E与生成F,F与 生成G,G转变为F,G和H的分子式相差2个H,则G→H发生了碳基与氢气的
加成反应,则G的结构为 ,则F的结构为 ,E
的结构为 ;D( )与H反应生成I,I再转化为产品。
【解析】(1)从依折麦布片的结构可得,依折麦布片中含氧官能团的名称是羟基、酰胺基;
(2)E的核磁共振谱中有两组峰,面积之比 ,E与 生成F(
),则E的结构简式为 ;
(3)A.G和H的分子式相差2个H,则G→H发生了碳基与氢气的加成反应,即还原反应,A正确;
B.依折麦布片分子式为 ,B错误;
C.D为 ,B和D的结构中都含酚羟基,遇到氯化铁溶液都会显紫色,则
不能用氯化铁溶液鉴别B和D,C错误;
D.C的结构为 ,由B转化为C,需要把甲基氧化为醛基,而酚羟基极易被氧化,则由B合成C
过程中需要对酚羟基进行保护,D正确;
故选AD。(4)C的结构为 ,C与 反应生成D,则D为 ,
C→D的化学方程式为 ;
(5) 的同分异构体满足a.除苯环外无其它环,b.能使溴水褪色,c.含 ,则该同
分异构体中含碳碳双键,又需要满足d. 谱检测表明:分子中有5种不同环境的氢原子,则该同
分异构体可能为 ;
(6)由A( )为原料制备高分子化合物 的合成路线为
。
5.(2023上·北京西城·高三北京十五中校考期中)米格列奈可用于治疗糖尿病,其合成路线如下:已知:ⅰ. +R -CHO +H O
3 2
ⅱ. + +H O
2
ⅲ. +R -NH +
8 2
(1)1molA能与2molNaHCO 溶液反应生成气体,A中含有的官能团是 。
3
(2)B→C的化学方程式是 。
(3)E的结构简式是 。
(4)试剂a为 ,其名称是 。
(5)I→J的反应类型是 。
(6)F+J→米格列奈的过程中,会生成M,M与米格列奈互为碳链异构的同分异构体,则M的结构简式是
。
(7)酸性溶液中,可采用电解法由A制B,电解时的阴极反应式是 。
【答案】(1)碳碳双键、羧基
(2)HOOCCH CHCOOH+2CH OH CHOOCCH CHCOOCH +2H O
2 2 3 3 2 2 3 2
(3)(4)1,3-丁二烯
(5)还原反应
(6)
(7)HOOCCH=CHCOOH-2e-+2H+=HOOCCH CHCOOH
2 2
【分析】1mol A能与2mol NaHCO 溶液反应生成气体,则A中含有2个-COOH,结合A的分子式知,A
3
的结构简式为HOOCCH=CHCOOH,A和氢气发生加成反应生成B为HOOCCH CHCOOH,由C的分子
2 2
式知,B和甲醇发生酯化反应生成C的结构简式为CHOOCCH CHCOOCH ;根据F、J的分子式及米格列
3 2 2 3
奈的结构简式知,F和J发生取代反应生成米格列奈,J的结构简式为 、F的结构简式为
;I发生还原反应生成J,I的结构简式为 ,a为CH=CH-
2
CH=CH,G和氨气发生取代反应生成H,则G的结构简式为 ,生成G的反应为加成反应;
2
根据F的结构简式及D的分子式知,D的结构简式为 ,C、D发生信息i的反应生成
E为 。
【解析】(1)A的结构简式为HOOCCH=CHCOOH,A中含有的官能团是碳碳双键、羧基,故答案为:
碳碳双键、羧基;
(2)B为HOOCCH CHCOOH,C的结构简式为CHOOCCH CHCOOCH ,B和甲醇发生酯化反应生成
2 2 3 2 2 3C,B→C的化学方程式是HOOCCH CHCOOH+2CH OH CHOOCCH CHCOOCH +2H O;
2 2 3 3 2 2 3 2
(3)E的结构简式是 ;
(4)试剂a为CH=CH-CH=CH ,其名称是1,3-丁二烯,故答案为:1,3-丁二烯;
2 2
(5)J的结构简式为 、I的结构简式为 ,I去掉O原子加上H原子,所以I→J
的反应类型是还原反应,故答案为:还原反应;
(6)F+J→米格列奈的过程中,会生成M,M与米格列奈互为碳链异构的同分异构体,则M的结构简式
是 ;
(7)酸性溶液中,可采用电解法由A制B,阴极上A失电子和氢离子反应生成B,则电解时的阴极反应
式是HOOCCH=CHCOOH-2e-+2H+=HOOCCH CHCOOH。
2 2
6.(2023上·全国·高三校联考)化合物H是一种药物合成中间体,其合成路线如图所示(部分反应条件已
省略):
已知:①
②
③回答下列问题:
(1)化合物H含有的官能团的名称是 。B→C的反应类型为 。
(2)核磁共振氢谱显示化合物A分子中有两种不同环境的氢原子,A的化学名称为 。
(3)在E→F的转化中,还可以得到一种副产物,与F互为同分异构体,写出该副产物的结构简式: 。
(4)写出G转化成H中第(1)步转化的化学方程式: 。
(5)化合物I是D的同系物,相对分子质量比D少14.同时满足下列条件的I的同分异构体有 种(不考虑
立体异构)。
①能与 溶液反应产生
②能发生银镜反应
③ 该物质最多能与 反应
其中核磁共振氢谱显示有四组峰,且峰面积之比为 的结构简式为 。
(6)参考H的合成路线,设计以乙酸乙酯和溴甲烷为原料(其他试剂任选),制备 的合成路线:
。
【答案】(1) 羧基、酮羰基(或羰基) 加成反应
(2)2-氯丙烷
(3)
(4)
(5) 12种 、
(6)
【分析】根据A的分子式以及D的结构简式可知,A为 ,A发生消去反应生成B为CH=CHCH,B与1,3-丁二烯发生信息①的反应得到C为 ,C被酸性高锰酸钾氧化生成
2 3
D,D与2分子乙醇发生酯化反应生成E为 ,E与C HONa发生信息③的反应生
2 5
成F为 ,F反应生成G为 ,G先发生酯类的水解反应再酸化
得到H。
【解析】(1)直接根据题目中H的结构可以判断其官能团为:酮羰基(羰基)和羧基;根据已知信息①结合
B( )与 反应生成C( )可知,该反应前后原子个数不变,故反应为加成反应。
(2)A的分子式为 ,核磁共振氢谱显示化合物A分子中有两种不同环境的氢原子,可知A中具有
对称结构,故氯原子位于2号碳原子,其名称为2-氯丙烷。
(3)根据题给的反应信息③,
该反应的反应原理为断裂酯基邻碳的碳氢键[ ]与另一酯的酯基 键
发生取代反应, 在反应时,由于酯基邻碳有两种:①与②,故可分别发生②号
碳上的氢与上面酯基的取代得到H ,还可发生①号碳上的氢与下面酯基的取代,
得到副产物为: 。
(4)从F( )与G( )的分子式变化可知,F→G是F与 发生了取代反应,结合目标产
物H的结构可知,取代反应发生在酯基的邻碳上,H逆推出G的结构,G→H发生酯在碱性条件下的水解方程式为: 。
(5)化合物I是D的同系物,相对分子质量比D少14,故I的分子为含有6个碳的二元羧酸[
],其同分异构体能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,说明其含有羧基,能发生银镜反
应说明含有醛基,1mol该物质最多能与2molNaOH反应,说明该物质含有一个甲酸形成的酯基,其同分异
构体满足条件的官能团为 、 。把 看成X, 看成Y,固定X看Y与X的
相对位置关系,有如下结构:
故满足条件的异构体数目共有12种。
其中核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为 ,要求同一个碳上要连有等效的两个甲基,依据
上图结构可知碳架为 ,X与Y互换位置便可以得到两种结构为: 、
。
(6)对比原料乙酸乙酯、溴甲烷与产物 的结构,该合成过程可以参照题中F→H的线路,
先自身取代增长碳链,然后酯基的邻碳上两个氢与 发生二取代,再发生酯的水解,合成线路为:
。
7.(2023上·江苏镇江·高三江苏省镇江第一中学校考)化合物Ⅰ是制备褪黑素的一种原料。研究小组以乙
炔为原料制备化合物Ⅰ,合成路线如下(部分反应条件已省略):已知:①
②
③
请回答:
(1)G中所含官能团的名称为 。
(2)B→C的反应类型是取代反应,C→D的反应类型是 。
(3)F的结构简式为 。
(4)写出符合下列条件的一种同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式 。
ⅰ.含有3个六元环,其中1个是苯环;
ⅱ.含有 结构,不含N-H键;
ⅲ.含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)综合上述信息,写出由 和 制备 的合成路线(无机试剂、有机溶剂任选)
。
【答案】(1)酰胺基、羧基
(2)加成
(3)(4) 或
(5)
【分析】 在 与 催化作用下发生加成生成的物质B是CH=CHCl;CH=CHCl与 发生
2 2
取代反应生成C物质,C物质与M发生加成反应生成D,M的结构简式是 ;物质D
与氢气在镍催化下加热发生加成反应,生成E为 ;E发生已知反应①,生成F为
;F在碱性条件下水解,然后酸化得到G,G与 反应生成H,H与甲
酸反应生成化合物Ⅰ。
【解析】(1)根据G的结构简式,G中所含官能团的名称为酰胺基、羧基;
(2)C物质与M物质 发生加成反应生成D,C→D的反应类型是加成反应;
(3)E为 发生已知反应①,生成F,根据F的分子式,F的结构简式为
;
(4)含有3个六元环,其中1个是苯环,同时含有酰胺基 且不含N-H键,且含有4种不同化学环境的氢原子,这样的同分异构体有 、 ;
(5) 和 制备 ,第一步 与 反应生成 ;第二步
与氢气在镍催化下加热反应生成 ;第三步 发生已知反应②得到
;第四步, 与乙醇、浓硫酸加热条件下发生酯化反应,生成
,第五步 与第二步生成的 发生已知
反应①,生成 ;流程图为
。
8.(2023上·重庆渝中·高三统考期中)对二甲胺基苯甲醛(D)是一种重要的有机中间体,其合成及应用路
线如下图所示(部分反应条件已省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,D中的含氧官能团名称为 。
(2)核磁共振氢谱仪中显示有机物C只有2组峰,且峰面积之比为6:1,若氮原子不是端基原子,则有机物
C的结构简式为 。(3)D→E的化学方程式为 。
(4)上述路线中,由B→D过程中由于POCl 对设备腐蚀严重,科学家们有时也会采用如下合成路线 (部分
3
反应条件已省略)。
结合以上两条合成路线,推测副产物H的结构简式为 。
(5)D有多种同分异构体,其中满足以下条件的同分异构体有 种。
① 分子中含有苯环结构
② 属于酰胺类化合物(分子中含有 结构)
③ 分子中含有2个甲基结构
其中, 核磁共振氢谱显示峰面积之比是6:2:2: 1的结构是 。
(6)已知: 试以乙二醛(OHC—CHO)、有机物D(
)和卡必醇为有机原料,无机试剂任选,合成有机物Ⅰ :
路线为 (作答时可
用D 和Ⅰ代表对应物质)。
【答案】(1) 苯胺 醛基
(2)(3) +
+H O
2
(4)
(5) 23
(6)OHCCHO HOCH CHOH BrCHCHBr NCHCHN
2 2 2 2 3 2 2 3
HNCH CHNH I
2 2 2 2
【分析】A中氨基发生取代反应生成 ,B与C HNO发生取代生成
3 7
D ,D与 发生取代生成E,以此分析;
【解析】(1)A中含有氨基,A为苯胺;D中含氧官能团为醛基;
故答案为:苯胺;醛基;
(2)有机物C只有2组峰,且峰面积之比为6:1,说明C中含有两种不同情况的H,且氢原子个数比为
6:1,C为 ;
故答案为: ;
(3)D中醛基中的O被氨基上两个H取代,故D→E的化学方程式为 +
+H O;
2
故答案为: +
+H O;
2(4)结合以上两条合成路线,根据原子守恒,推测副产物H的结构简式为 ;
故答案为: ;
(5)D( )的同分异构体中,符合以下条件: ① 分子中含有苯环结构②分
子中含有 ③ 分子中含有2个甲基结构,其同分异构体苯环上如有1个侧链,则为
或 ,有2种可能;其同分异构体苯环上如有2个侧链,则为
和1个甲基,或为 和1个甲基,或为 和1个甲基,有9
种可能;其同分异构体苯环上如有3个侧链,则为 和2个甲基,或为 和2
个甲基,有12种可能;故符合条件的同分异构体有23种。其中, 核磁共振氢谱显示峰面积之比是6:
2:2: 1的结构是 ;故答案为:23 ;
(6)已知: 根据题干合成路线,可得以乙二醛(OHC—
CHO)、有机物D( )和卡必醇为有机原料合成有机物Ⅰ :
的路线为:OHCCHO
HOCH CHOH BrCHCHBr NCHCHN HNCH CHNH I;
2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2 2
故答案为:OHCCHO HOCH CHOH BrCHCHBr NCHCHN
2 2 2 2 3 2 2 3
HNCH CHNH I。
2 2 2 2