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專題17有機(jī)推斷與合成路線1.酮基布洛芬是一種常用的解熱鎮(zhèn)痛藥,通過抑制前列腺素的生成可達(dá)到緩解疼痛的作用,并有解熱、抗炎的作用,尤其對(duì)近期新型冠狀病毒感染引起的發(fā)熱癥狀有很好的治療作用。其合成路線如圖所示:(1)B中官能團(tuán)的名稱為______,B→C的反應(yīng)類型為______。(2)從組成和結(jié)構(gòu)角度闡述E和F的關(guān)系:______。(3)下列有關(guān)酮基布洛芬的敘述正確的是_____。①能發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)②1mol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)生成44gCO2③1mol該物質(zhì)最多能與8molH2發(fā)生加成反應(yīng)④1mol布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1mol(4)口服布洛芬對(duì)胃、腸道有刺激,用對(duì)布洛芬進(jìn)行成酯修飾,能有效改善這種狀況,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。(5)H為C的同分異構(gòu)體,則符合下列條件的H有_____種。①除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);②含有硝基,且直接連在苯環(huán)上;③苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基。請(qǐng)寫出用乙烯和碳酸二甲酯()為原料(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干),設(shè)計(jì)制備異丁酸的一種合成路線流程圖______。2.一種以簡(jiǎn)單有機(jī)物為原料合成某藥物中間體K的流程如下:已知:回答下列問題:(1)B的名稱是_______(用系統(tǒng)命名法命名),J中官能團(tuán)的名稱為_______。(2)F→G的試劑、條件是_______。(3)已知K是環(huán)酯,則J→K的反應(yīng)類型是_______。(4)E→F的化學(xué)方程式為_______。(5)在I的芳香族同分異構(gòu)體中,同時(shí)具備下列條件的結(jié)構(gòu)有_______種(不包括立體異構(gòu)體)。①能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②苯環(huán)上只含2個(gè)取代基;③含3個(gè)甲基。其中,在核磁共振氫譜上有5組峰且峰的面積比為1:1:2:2:9的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(6)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)以2-丁醇為原料合成2-甲基丁酸的合成路線_______(其他無(wú)機(jī)試劑及溶劑任選)。3.K是某藥物的活性成分,K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,K的一種合成路線如下:請(qǐng)回答下列問題:(1)A的分子式為_______。(2)C→E的反應(yīng)類型是_______。1個(gè)K分子含_______個(gè)手性碳原子。(3)設(shè)計(jì)E→G、J→K的目的是_______。(4)已知:I和J互為同分異構(gòu)體。寫出J→K的化學(xué)方程式:_______。(5)在C的芳香族同分異構(gòu)體中,既能遇氯化鐵溶液顯紫色,又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)的結(jié)構(gòu)有_______種,其中,核磁共振氫譜上有5組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(6)鄰羥基苯甲酸(水楊酸)是制備阿司匹林的中間體。以鄰甲基苯酚和為原料經(jīng)三步制備水楊酸,設(shè)計(jì)合成路線(其他試劑自選)。_________4.布洛芬是一種常用的解熱鎮(zhèn)痛藥,通過抑制前列腺素的生成可達(dá)到緩解疼痛的作用,并有解熱、抗炎的作用,尤其對(duì)近期新型冠狀病毒感染引起的發(fā)熱癥狀有很好的治療作用。以有機(jī)物A為原料制備布洛芬(H)的一種合成路線如圖所示:回答下列問題:(1)B→C的反應(yīng)類型為_______,D的名稱為_______,G中的官能團(tuán)名稱為_______。(2)從組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的角度分析C與E的關(guān)系為_______。(3)下列有關(guān)布洛芬的敘述正確的是_______。①能發(fā)生取代反應(yīng),不能發(fā)生加成反應(yīng)②1該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)生成44g③布洛芬分子中最多有19個(gè)原子共平面④1布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1(4)口服布洛芬對(duì)胃、腸道有刺激,用對(duì)布洛芬進(jìn)行成酯修飾,能有效改善這種狀況,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。(5)布洛芬的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)_______。①苯環(huán)上有三個(gè)取代基,苯環(huán)上的一氯代物有兩種②能發(fā)生水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng)③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)請(qǐng)寫出以和為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干)_______。5.化合物G是合成酪氨酸激酶抑制劑的重要物質(zhì),其一種合成路線如下:已知:I.+R-OH+H2OII.R-NO2R-NH2回答下列問題:(1)A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)同時(shí)滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體有_______種。①能與鈉反應(yīng);②含有兩個(gè)甲基;③最多能與4倍物質(zhì)的量的[Ag(NH3)2]OH發(fā)生銀鏡反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體中核磁共振氫譜有4組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)B生成C的化學(xué)方程式為_______。(4)C生成D的反應(yīng)條件為_______;G中含氧官能團(tuán)的名稱為_______。(5)已知:,綜合上述信息,寫出以苯乙炔為主要原料制備的合成路線______。6.褪黑素是由松果體產(chǎn)生的一種胺類激素,在調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律及睡眠-覺醒方面發(fā)揮重要作用。某研究小組以乙炔為原料,設(shè)計(jì)合成路線如下(部分反應(yīng)條件已省略):已知:①褪黑素結(jié)構(gòu)為:②③無(wú)水乙酸鈉在堿石灰作用下發(fā)生反應(yīng):回答下列問題:(1)A的名稱為_______;B→C的反應(yīng)類型為_______。(2)D中所含官能團(tuán)的名稱為_______;E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)寫出符合下列條件的H的一種同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。ⅰ.含有3個(gè)六元環(huán),其中1個(gè)是苯環(huán);ⅱ.含有結(jié)構(gòu),不含N—H鍵;ⅲ.含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。(4)I→J反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)已知:,綜合上述信息,寫出由二氯甲烷和乙醇制備的合成路線(無(wú)機(jī)試劑、有機(jī)溶劑任選)_______。7.2022年1月1日,曾經(jīng)的天價(jià)抗癌藥泊馬度胺(K)被正式納入國(guó)家醫(yī)保目錄,為癌癥患者帶來(lái)了希望。其合成路線如下(部分條件已省略):已知:①,Boc2O的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,可用—Boc代表②③,F(xiàn)e的產(chǎn)物為Fe2+回答下列問題:(1)烴A的質(zhì)譜圖如圖,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)E中含氧官能團(tuán)的名稱是_______,有_______個(gè)手性碳原子;E到F的反應(yīng)類型為_______。(3)寫出等物質(zhì)的量D+H→J的化學(xué)方程式:_______;由J生成lmolK至少需要Fe的物質(zhì)的量為_______mol。(4)滿足下列要求的B的芳香族同分異構(gòu)體共有_______種;其中核磁共振氫譜中4個(gè)峰的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②與NaHCO3反應(yīng)有氣體產(chǎn)生(5)如下流程可制備化合物M():則:試劑b為_______。8.有機(jī)物G能用于合成多種藥物和農(nóng)藥,下面是G的一種合成路線如圖:已知:①(苯胺,呈堿性,易被氧化)②苯胺和甲基吡啶()互為同分異構(gòu)體,并具有芳香性回答下列問題:(1)A的名稱為_____;C中官能團(tuán)的名稱為_____。(2)③的化學(xué)方程式為_____,反應(yīng)類型為_____。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____,1molE在反應(yīng)⑤過程中最多消耗_____molNaOH。(4)G的芳香性同系物M的分子式為C11H13O4N,滿足下列條件的M有_____種,寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_____。①分子結(jié)構(gòu)中含一個(gè)六元環(huán),且環(huán)上一氯代物只有一種②1mol該物質(zhì)與足量NaHCO3反應(yīng)生成2molCO2③磁共振氫譜有4組峰,峰面積之比為6∶4∶2∶1已知:苯環(huán)上有烷烴基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的鄰、對(duì)位:苯環(huán)上有羧基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的間位。根據(jù)題中的信息,設(shè)計(jì)以甲苯為原料合成有機(jī)物的流程圖(無(wú)機(jī)試劑任選)______。9.2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫(yī)藥中間體,其制備流程圖如下:已知:回答下列問題:(1)分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子共有_______種,共面原子數(shù)目最多為_______。(2)寫出①、②的化學(xué)反應(yīng)方程式:_______,第②步反應(yīng)的類型為____,B的名稱為___。(3)該流程未采用甲苯直接硝化的方法制備B,而是經(jīng)由①②③三步反應(yīng)制取B,其目的是_______。(4)寫出⑧的反應(yīng)試劑和條件:_______;F中含氧官能團(tuán)的名稱為_______。10.抗炎藥物洛索洛芬鈉中間體H的一種合成路線如下:已知:I.(Ar為芳基,Z=COX、COOR,X=Cl、Br)II.(Ar為芳基,X=Cl、Br)III.(X=Cl、Br)回答下列問題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)B→C的化學(xué)方程式為_______。E→F的反應(yīng)類型為_______,F(xiàn)中官能團(tuán)的名稱為_______。(3)符合下列條件的D的同分異構(gòu)體有_______種。①屬于芳香族化合物;②常溫能與溶液反應(yīng);③分子中含有9個(gè)相同化學(xué)環(huán)境的氫原子。其中,核磁共振氫譜為四組峰,峰面積之比為9∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。根據(jù)上述信息,寫出以和為原料制備的合成路線_____。11.普瑞巴林(pregabalin)常用于治療糖尿病和帶狀皰疹引起的神經(jīng)痛,其合成路線如下:已知:i.R1CHO+R2-CH2COOR+H2Oii.RCOOH+CO(NH2)2RCONH2+NH3↑+CO2↑回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為_______。(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)反應(yīng)②的反應(yīng)類型是_______。(4)D中有_______個(gè)手性碳原子。(5)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式_______。(6)H是G的同系物,其碳原子數(shù)比G少四個(gè),則H可能的結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))有_______種,其中-NH2在鏈端的有_______(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。12.有機(jī)物H是一種合成鎮(zhèn)痛藥的主要成分。某小組設(shè)計(jì)如圖的合成路線:已知:①(X為鹵素原子,R為H或烴基,下同)②(1)A的化學(xué)名稱為___________。(2)B→C的反應(yīng)類型為___________。(3)D中含氧官能團(tuán)的名稱為___________。(4)G與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。(5)M是E的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的M的結(jié)構(gòu)有___________種(不考慮立體異構(gòu))。①結(jié)構(gòu)中含有氨基和羧基,只有1個(gè)苯環(huán),無(wú)其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)。②核磁共振氫譜中有4組吸收峰,且峰面積之比為6∶2∶2∶1.(6)參照上述合成路線和信息,以和有機(jī)化合物A為原料(無(wú)機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線___________。13.化合物H是用于治療慢性阻塞性肺病奧達(dá)特羅的合成中間體,其合成路線如下:已知:Ⅰ.代表Ⅱ.回答下列問題:(1)A的名稱為_______;B中官能團(tuán)的名稱為_______;(2)D→E的反應(yīng)類型為_______,反應(yīng)⑤條件中的作用是_______;(3)有機(jī)物M的分子式為,則M→H的反應(yīng)方程式為_______;(4)有機(jī)物N是反應(yīng)②過程中的副產(chǎn)物,其分子式為,則N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;_______;(5)設(shè)計(jì)以苯酚和光氣(COCl2)為原料合成的合成路線。______14.苯乙烯(A)是一種重要化工原料,以苯乙烯為原料可以制備一系列化工產(chǎn)品,如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:(1)E中所含官能團(tuán)的名稱是_______,B→C的反應(yīng)類型是_______。(2)在溴的四氯化碳溶液中加入過量的A,觀察到的現(xiàn)象是_______。(3)D→E的副產(chǎn)物是,生成1molE至少需要_______g。(4)在濃硫酸作用下,E與足量反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)下列說(shuō)法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。a.A能發(fā)生加成反應(yīng)b.C、D、E中均只有一種官能團(tuán)c.F能使溴的四氯化碳溶液褪色(6)F的同分異構(gòu)體中,含六元環(huán)的結(jié)構(gòu)有_______(不包括立體異構(gòu)體和F本身)種。15.由芳香化合物A制備藥物中間體Ⅰ的一種合成路線如下:已知:①同一碳原子上連兩個(gè)羥基不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):+H2O;②;③。(1)B→C的反應(yīng)條件和試劑是_______。(2)D→E的反應(yīng)類型為_______。(3)Y的分子式為,,則Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(4)F的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。①能發(fā)生水解反應(yīng),遇溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基;③核磁共振氫譜顯示有4組峰,且峰面積之比為3:2:2:1參照上述合成路線,設(shè)計(jì)由和試劑X制備的合成路線_______。16.布洛芬為非甾體抗炎藥,可用于緩解疼痛,其合成路線如圖:請(qǐng)回答下列問題:(1)A的名稱是_______,B生成C的反應(yīng)類型為_______,D中所含官能團(tuán)的名稱是_______。(2)D中含有手性碳原子的個(gè)數(shù)為_______。(3)試劑X是新制的氫氧化銅懸濁液,請(qǐng)寫出E與試劑X反應(yīng)的化學(xué)方程式_______(4)G是比F少5個(gè)的芳香族化合物,G的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足如下條件的有_______種(不考慮立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。條件:(a)苯環(huán)上的取代基無(wú)環(huán)狀結(jié)構(gòu);(b)能與自身2倍物質(zhì)的量的反應(yīng)。(5)根據(jù)上述信息和所學(xué)知識(shí),寫出以、、為原料合成的路線_______(其他試劑任選)。1.(2022·湖南卷)物質(zhì)J是一種具有生物活性的化合物。該化合物的合成路線如下:已知:①+;②回答下列問題:(1)A中官能團(tuán)的名稱為_______、_______;(2)F→G、G→H的反應(yīng)類型分別是_______、_______;(3)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______;(4)C→D反應(yīng)方程式為_______;(5)是一種重要的化工原料,其同分異構(gòu)體中能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有_______種(考慮立體異構(gòu)),其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積之比為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______;(6)Ⅰ中的手性碳原子個(gè)數(shù)為_______(連四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子);(7)參照上述合成路線,以和為原料,設(shè)計(jì)合成的路線_______(無(wú)機(jī)試劑任選)。2.(2022·江蘇卷)化合物G可用于藥用多肽的結(jié)構(gòu)修飾,其人工合成路線如下:(1)A分子中碳原子的雜化軌道類型為_______。(2)B→C的反應(yīng)類型為_______。(3)D的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______。①分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;②堿性條件水解,酸化后得2種產(chǎn)物,其中一種含苯環(huán)且有2種含氧官能團(tuán),2種產(chǎn)物均能被銀氨溶液氧化。(4)F的分子式為,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(5)已知:(R和表示烴基或氫,表示烴基);寫出以和為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)_______。3.(2022·全國(guó)甲卷)用N-雜環(huán)卡其堿(NHCbase)作為催化劑,可合成多環(huán)化合物。下面是一種多環(huán)化合物H的合成路線(無(wú)需考慮部分中間體的立體化學(xué))?;卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學(xué)名稱為_______。(2)反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng),已知第一步反應(yīng)類型為加成反應(yīng),第二步的反應(yīng)類型為_______。(3)寫出C與/反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(5)H中含氧官能團(tuán)的名稱是_______。(6)化合物X是C的同分異構(gòu)體,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可以得到對(duì)苯二甲酸,寫出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。(7)如果要合成H的類似物H′(),參照上述合成路線,寫出相應(yīng)的D′和G′的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______、_______。H′分子中有_______個(gè)手性碳(碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳稱為手性碳)。4.(2022·全國(guó)乙卷)左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應(yīng)條件已簡(jiǎn)化,忽略立體化學(xué)):
已知:化合物F不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?;卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學(xué)名稱是_______。(2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)寫出由E生成F反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(4)E中含氧官能團(tuán)的名稱為_______。(5)由G生成H的反應(yīng)類型為_______。(6)I是一種有機(jī)物形成的鹽,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(7)在E的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為_______種。(a)含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基;(b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳;(c)能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化,所得產(chǎn)物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數(shù)量比為6:3:2:1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。5.(2022·浙江卷)化合物H是一種具有多種生物活性的天然化合物。某課題組設(shè)計(jì)的合成路線如圖(部分反應(yīng)條件已省略):已知:R1BrR1MgBr+(1)下列說(shuō)法不正確的是_______。A.化合物A不易與NaOH溶液反應(yīng) B.化合物E和F可通過紅外光譜區(qū)別C.化合物F屬于酯類物質(zhì) D.化合物H的分子式是C20H12O5(2)化合物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______;化合物N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______;化合物G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______。(3)補(bǔ)充完整C→D的化學(xué)方程式:2+2+2Na→_______。(4)寫出2種同時(shí)符合下列條件的化合物B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不包括立體異構(gòu)體)_______。①有兩個(gè)六元環(huán)(不含其他環(huán)結(jié)構(gòu)),其中一個(gè)為苯環(huán);②除苯環(huán)外,結(jié)構(gòu)中只含2種不同的氫;③不含—O—O—鍵及—OH(5)以化合物苯乙炔()、溴苯和環(huán)氧乙烷()為原料,設(shè)計(jì)如圖所示化合物的合成路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑、有機(jī)溶劑任選)_______。6.(2022·浙江卷)某研究小組按下列路線合成藥物氯氮平。已知:①;②請(qǐng)回答:(1)下列說(shuō)法不正確的是_______。A.硝化反應(yīng)的試劑可用濃硝酸和濃硫酸B.化合物A中的含氧官能團(tuán)是硝基和羧基C.化合物B具有兩性D.從C→E的反應(yīng)推測(cè),化合物D中硝基間位氯原子比鄰位的活潑(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______;氯氮平的分子式是_______;化合物H成環(huán)得氯氮平的過程中涉及兩步反應(yīng),其反應(yīng)類型依次為_______。(3)寫出E→G的化學(xué)方程式_______。(4)設(shè)計(jì)以和為原料合成的路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)_______。(5)寫出同時(shí)符合下列條件的化合物F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。①譜和IR譜檢測(cè)表明:分子中共有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,有鍵。②分子中含一個(gè)環(huán),其成環(huán)原子數(shù)≥4。7.(2022·河北卷)舍曲林(Sertraline)是一種選擇性羥色胺再攝取抑制劑,用于治療抑郁癥,其合成路線之一如下:已知:(ⅰ)手性碳原子是指連有四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳原子(ⅱ)(ⅲ)回答下列問題:(1)①的反應(yīng)類型為_______。(2)B的化學(xué)名稱為_______。(3)寫出一種能同時(shí)滿足下列條件的D的芳香族同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。(a)紅外光譜顯示有鍵;(b)核磁共振氫譜有兩組峰,峰面積比為1∶1。(4)合成路線中,涉及手性碳原子生成的反應(yīng)路線為_______、_______(填反應(yīng)路線序號(hào))。(5)H→I的化學(xué)方程式為_______,反應(yīng)還可生成與I互為同分異構(gòu)體的兩種副產(chǎn)物,其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______(不考慮立體異構(gòu))。(6)W是一種姜黃素類似物,以香蘭素()和環(huán)己烯()為原料,設(shè)計(jì)合成W的路線_______(無(wú)機(jī)及兩個(gè)碳以下的有機(jī)試劑任選)。專題17有機(jī)推斷與合成路線1.酮基布洛芬是一種常用的解熱鎮(zhèn)痛藥,通過抑制前列腺素的生成可達(dá)到緩解疼痛的作用,并有解熱、抗炎的作用,尤其對(duì)近期新型冠狀病毒感染引起的發(fā)熱癥狀有很好的治療作用。其合成路線如圖所示:(1)B中官能團(tuán)的名稱為______,B→C的反應(yīng)類型為______。(2)從組成和結(jié)構(gòu)角度闡述E和F的關(guān)系:______。(3)下列有關(guān)酮基布洛芬的敘述正確的是_____。①能發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)②1mol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)生成44gCO2③1mol該物質(zhì)最多能與8molH2發(fā)生加成反應(yīng)④1mol布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1mol(4)口服布洛芬對(duì)胃、腸道有刺激,用對(duì)布洛芬進(jìn)行成酯修飾,能有效改善這種狀況,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。(5)H為C的同分異構(gòu)體,則符合下列條件的H有_____種。①除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);②含有硝基,且直接連在苯環(huán)上;③苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基。請(qǐng)寫出用乙烯和碳酸二甲酯()為原料(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干),設(shè)計(jì)制備異丁酸的一種合成路線流程圖______?!敬鸢浮?1)
羧基、碳氯鍵
取代反應(yīng)(2)同系物(3)①④+→+H2O(5)6C2H4CH3CH2ClCH3CH2CN(CH3)2CHCN(CH3)2CHCOOH【分析】對(duì)比A、B結(jié)構(gòu)可知,A轉(zhuǎn)化為B發(fā)生取代反應(yīng),Cl取代了甲基上的H,故此步反應(yīng)條件應(yīng)為Cl2、光照;B轉(zhuǎn)化為C的過程中,H、O個(gè)數(shù)均沒有改變,多了1個(gè)C和1個(gè)N,少了一個(gè)Cl,故可知C結(jié)構(gòu),此步發(fā)生取代反應(yīng),-CN取代了-Cl;同理,E結(jié)構(gòu)為:;D轉(zhuǎn)化為E發(fā)生取代反應(yīng),苯環(huán)取代了-Cl;E轉(zhuǎn)化為F發(fā)生取代反應(yīng)-CH3取代了E中-CH2-上的H;F轉(zhuǎn)化為酮基布洛芬步驟中在H+條件下可以將-CN變?yōu)?COOH,據(jù)此分析解題?!窘馕觥浚?)B中官能團(tuán)的名稱為羧基、碳氯鍵,據(jù)分析可知B→C的反應(yīng)類型為取代反應(yīng);(2)E和F兩者結(jié)構(gòu)相似,相差一個(gè)-CH2,兩者的關(guān)系為同系物;(3)酮基布洛芬的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:。①由于含有甲基與羧基能發(fā)生取代反應(yīng),苯環(huán)可發(fā)生加成反應(yīng),正確;②羧基可與碳酸鈉反應(yīng),1mol該物質(zhì)消耗0.5mol碳酸鈉,生成0.5mol二氧化碳,反應(yīng)生成22gCO2,錯(cuò)誤;③該物質(zhì)含有2個(gè)苯環(huán),兩個(gè)苯環(huán)消耗6molH2,氫氣可以酮羰基中的碳氧雙鍵加成,不能與羧基、酯基中的碳氧雙鍵加成,1mol該物質(zhì)最多能與7molH2發(fā)生加成反應(yīng),錯(cuò)誤;④1mol布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1mol,正確;故選①④;(4)與發(fā)生酯化反應(yīng):+→+H2O;(5)C的結(jié)構(gòu)為,符合條件①除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);②含有硝基,且直接連在苯環(huán)上;③苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基,除去-NO2,則另一個(gè)取代基為-C3H3,-C3H3的同分異構(gòu)體分別為:、這兩種取代基均有有鄰間對(duì)三種位置,共3×2=6種;(6)異丁酸的結(jié)構(gòu)為:(CH3)2CHCOOH,原料為乙烯,反應(yīng)過程中C原子個(gè)數(shù)增加,原料有,根據(jù)題干逆推,想要獲得-COOH,參照F轉(zhuǎn)化為酮基布洛芬步驟在酸性條件下將-CN轉(zhuǎn)化為-COOH,可得合成路線:C2H4CH3CH2ClCH3CH2CN(CH3)2CHCN(CH3)2CHCOOH。2.一種以簡(jiǎn)單有機(jī)物為原料合成某藥物中間體K的流程如下:已知:回答下列問題:(1)B的名稱是_______(用系統(tǒng)命名法命名),J中官能團(tuán)的名稱為_______。(2)F→G的試劑、條件是_______。(3)已知K是環(huán)酯,則J→K的反應(yīng)類型是_______。(4)E→F的化學(xué)方程式為_______。(5)在I的芳香族同分異構(gòu)體中,同時(shí)具備下列條件的結(jié)構(gòu)有_______種(不包括立體異構(gòu)體)。①能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②苯環(huán)上只含2個(gè)取代基;③含3個(gè)甲基。其中,在核磁共振氫譜上有5組峰且峰的面積比為1:1:2:2:9的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(6)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)以2-丁醇為原料合成2-甲基丁酸的合成路線_______(其他無(wú)機(jī)試劑及溶劑任選)?!敬鸢浮?1)
2-甲基丙烯
羥基、羧基(2)Br2(l)(或液溴),F(xiàn)eBr3(或Fe)(3)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))+CH3Cl+HCl(5)
12
【分析】本題突破口是Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,由Ⅰ逆推可知:A為或,B為,C為,D為,E為苯,F(xiàn)為甲苯,G為,H為,J為,結(jié)合K的分子式,K為,據(jù)此解答。【解析】(1)B為,B的名稱是2-甲基丙烯,J為,J中官能團(tuán)的名稱為羥基、羧基。(2)F→G是苯環(huán)上引入溴原子,則反應(yīng)的試劑、條件是Br2(l)(或液溴),F(xiàn)eBr3(或Fe)。(3)已知K是環(huán)酯,說(shuō)明是分子內(nèi)羥基和羧基的酯化反應(yīng),則J→K的反應(yīng)類型是酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))。(4)E→F是苯環(huán)上引入甲基,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為+CH3Cl+HCl。(5)①能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②苯環(huán)上只含2個(gè)取代基;③含3個(gè)甲基,說(shuō)明苯環(huán)上含1個(gè)羥基、1個(gè)溴戊基。含3個(gè)甲基的溴戊基有4種:、、、(—R表示苯基),溴戊基與羥基位于鄰、間、對(duì)三種,共12種同分異構(gòu)體,其中,在核磁共振氫譜上有5組峰且峰的面積比為1:1:2:2:9的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(6)2-丁醇首先和溴化氫發(fā)生取代反應(yīng)生成2-溴丁烷,然后2-溴丁烷轉(zhuǎn)化為,最后和二氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)化為,則合成2-甲基丁酸的合成路線為。3.K是某藥物的活性成分,K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,K的一種合成路線如下:請(qǐng)回答下列問題:(1)A的分子式為_______。(2)C→E的反應(yīng)類型是_______。1個(gè)K分子含_______個(gè)手性碳原子。(3)設(shè)計(jì)E→G、J→K的目的是_______。(4)已知:I和J互為同分異構(gòu)體。寫出J→K的化學(xué)方程式:_______。(5)在C的芳香族同分異構(gòu)體中,既能遇氯化鐵溶液顯紫色,又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng)的結(jié)構(gòu)有_______種,其中,核磁共振氫譜上有5組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(6)鄰羥基苯甲酸(水楊酸)是制備阿司匹林的中間體。以鄰甲基苯酚和為原料經(jīng)三步制備水楊酸,設(shè)計(jì)合成路線(其他試劑自選)。_________【答案】(1)(2)
取代反應(yīng)
1(3)保護(hù)酚羥基(4)(5)13
(6)【解析】(1)根據(jù)A分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,A的分子式為:。(2)C→E中,溴和苯環(huán)上的氫結(jié)合生成溴化氫,發(fā)生取代反應(yīng);根據(jù)K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,1個(gè)K分子含1個(gè)手性碳原子。(3)E→G將酚羥基轉(zhuǎn)化成醚鍵,J→K將醚鍵轉(zhuǎn)化成酚羥基,此設(shè)計(jì)是為了保護(hù)酚羥基。(4)I和J互為同分異構(gòu)體,再結(jié)合K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可知I→J是碳碳雙鍵和酚羥基的加成反應(yīng),形成六元環(huán);J→K是苯環(huán)上醚鍵與氯化氫反應(yīng),恢復(fù)酚羥基,化學(xué)方程式如下:。(5)同分異構(gòu)體含有酚羥基、甲酸酯基,分兩種情況討論:第一種情況是苯環(huán)上有2個(gè)取代基:、,有3種同分異構(gòu)體;第二種情況是苯環(huán)上有3個(gè)取代基:、、,有10種同分異構(gòu)體,故符合條件的同分異構(gòu)體有13種。核磁共振氫譜上有5組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(6)根據(jù)信息,先保護(hù)羥基,后氧化甲基,最后恢復(fù)羥基,合成路線為:。4.布洛芬是一種常用的解熱鎮(zhèn)痛藥,通過抑制前列腺素的生成可達(dá)到緩解疼痛的作用,并有解熱、抗炎的作用,尤其對(duì)近期新型冠狀病毒感染引起的發(fā)熱癥狀有很好的治療作用。以有機(jī)物A為原料制備布洛芬(H)的一種合成路線如圖所示:回答下列問題:(1)B→C的反應(yīng)類型為_______,D的名稱為_______,G中的官能團(tuán)名稱為_______。(2)從組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的角度分析C與E的關(guān)系為_______。(3)下列有關(guān)布洛芬的敘述正確的是_______。①能發(fā)生取代反應(yīng),不能發(fā)生加成反應(yīng)②1該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)生成44g③布洛芬分子中最多有19個(gè)原子共平面④1布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1(4)口服布洛芬對(duì)胃、腸道有刺激,用對(duì)布洛芬進(jìn)行成酯修飾,能有效改善這種狀況,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。(5)布洛芬的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)_______。①苯環(huán)上有三個(gè)取代基,苯環(huán)上的一氯代物有兩種②能發(fā)生水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一能與溶液發(fā)生顯色反應(yīng)③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)請(qǐng)寫出以和為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任選,合成路線流程圖示例見本題題干)_______?!敬鸢浮?1)
取代反應(yīng)
異丁基苯
溴原子(2)互為同系物(3)③④+H2O【分析】A發(fā)生取代反應(yīng)引入氯原子生成B,B和苯發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C還原得到D,D取代生成E,E還原引入羥基生成F,F(xiàn)取代引入溴原子得到G,G生成H得到產(chǎn)品;【解析】(1)B→C為取代苯環(huán)上氫的反應(yīng),反應(yīng)類型為取代反應(yīng);由結(jié)構(gòu)可知,D的名稱為異丁基苯,G中的官能團(tuán)名稱為溴原子;(2)同系物是指結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差若干個(gè)“CH2”原子團(tuán)的有機(jī)化合物;從組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的角度分析C與E的關(guān)系為同系物;(3)①布洛芬分子中含有苯環(huán),能發(fā)生加成反應(yīng),錯(cuò)誤;②1分子布洛芬中含有1個(gè)羧基,則1mol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)生成0.5molCO2,二氧化碳質(zhì)量為22g,錯(cuò)誤;③與苯環(huán)直接相連的原子共面、羧基碳直接相連的原子共面,單鍵可以旋轉(zhuǎn),則布洛芬分子中最多有19個(gè)原子共平面,正確;④手性碳原子是連有四個(gè)不同基團(tuán)的碳原子;,1mol布洛芬分子中含有手性碳原子物質(zhì)的量為1mol,正確;故選③④;(4)羧基和羥基能發(fā)生酯化反應(yīng),反應(yīng)為+H2O;(5)布洛芬的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件:①苯環(huán)上有三個(gè)取代基,苯環(huán)上的一氯代物有兩種,則結(jié)構(gòu)對(duì)稱且2個(gè)取代基相同;②能發(fā)生水解反應(yīng),且水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),則含有酯基、且水解生成酚羥基;③能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則酯基為甲酸酯;故為;(6)中羰基還原為羥基,然后將羥基取代為溴原子,發(fā)生G生成H的反應(yīng)引入羧基,縮合和SOCl2反應(yīng)引入氯原子,再和苯反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物,流程為:。5.化合物G是合成酪氨酸激酶抑制劑的重要物質(zhì),其一種合成路線如下:已知:I.+R-OH+H2OII.R-NO2R-NH2回答下列問題:(1)A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)同時(shí)滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體有_______種。①能與鈉反應(yīng);②含有兩個(gè)甲基;③最多能與4倍物質(zhì)的量的[Ag(NH3)2]OH發(fā)生銀鏡反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體中核磁共振氫譜有4組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)B生成C的化學(xué)方程式為_______。(4)C生成D的反應(yīng)條件為_______;G中含氧官能團(tuán)的名稱為_______。(5)已知:,綜合上述信息,寫出以苯乙炔為主要原料制備的合成路線______?!敬鸢浮?1)(2)
6
、++H2O(4)
濃硝酸、濃硫酸,加熱
酯基、醚鍵(5)【分析】A經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化生成D,結(jié)合D結(jié)構(gòu)和A化學(xué)式可知,A為;A和強(qiáng)還原劑LiAlH4反應(yīng)羧基生成羥基得到B;B和發(fā)生已知I反應(yīng)生成C:;C和濃硝酸在濃硫酸催化作用下加熱發(fā)生硝化反應(yīng)在苯環(huán)引入硝基得到D;D發(fā)生已知II反應(yīng),硝基轉(zhuǎn)化為氨基得到E;【解析】(1)A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(2)B為;同時(shí)滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體:①能與鈉反應(yīng),含有羥基或羧基;②含有兩個(gè)甲基;③最多能與4倍物質(zhì)的量的[Ag(NH3)2]OH發(fā)生銀鏡反應(yīng),則含有2個(gè)醛基,而與鈉反應(yīng)的只能為羥基;結(jié)構(gòu)可以為:、、、、、共6鐘;上述同分異構(gòu)體中核磁共振氫譜有4組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、;(3)由分析可知,B生成C的化學(xué)方程式為++H2O;(4)C和濃硝酸在濃硫酸催化作用下加熱發(fā)生硝化反應(yīng)在苯環(huán)引入硝基得到D,故反應(yīng)條件為:濃硝酸、濃硫酸,加熱;由G結(jié)構(gòu)可知,G中含氧官能團(tuán)的名稱為酯基、醚鍵;(5)苯乙炔和水在一定條件下生成酮羰基,再發(fā)生C生成D的反應(yīng)引入硝基,硝基還原為氨基,發(fā)生E生成F的反應(yīng)得到產(chǎn)物,反應(yīng)為:。6.褪黑素是由松果體產(chǎn)生的一種胺類激素,在調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律及睡眠-覺醒方面發(fā)揮重要作用。某研究小組以乙炔為原料,設(shè)計(jì)合成路線如下(部分反應(yīng)條件已省略):已知:①褪黑素結(jié)構(gòu)為:②③無(wú)水乙酸鈉在堿石灰作用下發(fā)生反應(yīng):回答下列問題:(1)A的名稱為_______;B→C的反應(yīng)類型為_______。(2)D中所含官能團(tuán)的名稱為_______;E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)寫出符合下列條件的H的一種同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。ⅰ.含有3個(gè)六元環(huán),其中1個(gè)是苯環(huán);ⅱ.含有結(jié)構(gòu),不含N—H鍵;ⅲ.含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。(4)I→J反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)已知:,綜合上述信息,寫出由二氯甲烷和乙醇制備的合成路線(無(wú)機(jī)試劑、有機(jī)溶劑任選)_______?!敬鸢浮?1)
氯乙烯
取代反應(yīng)(2)
酯基和氨基
(3)(4)+NaOH+Na2CO3(5)【分析】HC≡CH和HCl在HgCl2催化下生成A結(jié)合A的分子式可知,A為CH2=CHCl,A和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成B,結(jié)合B的分子式可知,B為CH2=CHCN,B和M發(fā)生加成反應(yīng)生成D,根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及M的分子式知,M為,C和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成D,D比C多4個(gè)氫原子,則C中-C≡N完全和氫氣發(fā)生加成反應(yīng),則D為,D發(fā)生取代反應(yīng)生成E,E發(fā)生水解反應(yīng)然后酸化得到F,根據(jù)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及E的分子式知,E為,H發(fā)生水解反應(yīng)生成I,根據(jù)I的化學(xué)式知,I為,I和堿石灰反應(yīng)生成J,J發(fā)生取代反應(yīng)生成褪黑素,則J為;(5)以二氯甲烷和乙醇為原料合成有機(jī)物,二氯甲烷和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成NCCH2CN,NCCH2CN和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成H2NCH2CH2CH2NH2,NCCH2CN發(fā)生水解反應(yīng)生成HOOCCH2COOH,CH3CH2OH和HOOCCH2COOH發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3和H2NCH2CH2CH2NH2發(fā)生取代反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物,據(jù)此分析解題。【解析】(1)由分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:CH2=CHCl,則名稱為氯乙烯,B→C即CH2=CHCl+NaCNCH2=CHCN+NaCl,該反應(yīng)的反應(yīng)類型為取代反應(yīng),故答案為:氯乙烯;取代反應(yīng);(2)由分析可知,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,故D中所含官能團(tuán)的名稱為酯基和氨基,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(3)H的同分異構(gòu)體符合下列條件:ⅰ.含有3個(gè)六元環(huán),其中1個(gè)是苯環(huán);ⅱ.含有結(jié)構(gòu),不含N—H鍵;ⅲ.含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,符合條件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有;(4)由分析可知,I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,結(jié)合已知信息③可知,I→J反應(yīng)的化學(xué)方程式為+NaOH+Na2CO3;(5)以二氯甲烷和乙醇為原料合成有機(jī)物,二氯甲烷和NaCN發(fā)生取代反應(yīng)生成NCCH2CN,NCCH2CN和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成H2NCH2CH2CH2NH2,NCCH2CN發(fā)生水解反應(yīng)生成HOOCCH2COOH,CH3CH2OH和HOOCCH2COOH發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3和H2NCH2CH2CH2NH2發(fā)生取代反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物,由此確定合成路線如下:。7.2022年1月1日,曾經(jīng)的天價(jià)抗癌藥泊馬度胺(K)被正式納入國(guó)家醫(yī)保目錄,為癌癥患者帶來(lái)了希望。其合成路線如下(部分條件已省略):已知:①,Boc2O的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,可用—Boc代表②③,F(xiàn)e的產(chǎn)物為Fe2+回答下列問題:(1)烴A的質(zhì)譜圖如圖,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)E中含氧官能團(tuán)的名稱是_______,有_______個(gè)手性碳原子;E到F的反應(yīng)類型為_______。(3)寫出等物質(zhì)的量D+H→J的化學(xué)方程式:_______;由J生成lmolK至少需要Fe的物質(zhì)的量為_______mol。(4)滿足下列要求的B的芳香族同分異構(gòu)體共有_______種;其中核磁共振氫譜中4個(gè)峰的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②與NaHCO3反應(yīng)有氣體產(chǎn)生(5)如下流程可制備化合物M():則:試劑b為_______?!敬鸢浮?1)(2)
羧基、羰基
1
取代反應(yīng)+→+H2O
3(4)
13
【分析】A可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化成,且A的相對(duì)分子質(zhì)量是106,可以推知A為,D和H發(fā)生脫水的聚合反應(yīng)生成,結(jié)合D、H的分子式可知,D為,H為,C發(fā)生信息②的反應(yīng)生成D,則C為,E通過信息①的反應(yīng)生成F,F(xiàn)脫水生成G,G發(fā)生信息①的反應(yīng)生成,可以推知G為,F(xiàn)為以此解答【解析】(1)由分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(2)由E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,E中含氧官能團(tuán)的名稱是羧基、羰基;連接四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子,稱為手性碳原子,E中有1個(gè)手性碳原子,由分析可知,E到F的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。(3)D和H發(fā)生脫水的聚合反應(yīng)生成,反應(yīng)方程式為:+→+H2O;由信息③可知,把J中的硝基轉(zhuǎn)化為氨基過程中,N元素化合價(jià)由+3價(jià)下降到-3價(jià),產(chǎn)物Fe以Fe2+形式存在,由J生成1molK至少需要Fe物質(zhì)的量為3mol。(4)B的芳香族同分異構(gòu)體,滿足條件①能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明其中含有醛基或甲酸酯結(jié)構(gòu);②與NaHCO3反應(yīng)有氣體產(chǎn)生,說(shuō)明其中含有-COOH;苯環(huán)上取代基可能的組合為-COOH、-OOCH,-COOH、-OH、-CHO,滿足條件的同分異構(gòu)體共有13種,其中核磁共振氫譜中4個(gè)峰的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)路線I中反應(yīng)中的氨基和羧基也可能發(fā)生脫水縮合反應(yīng)導(dǎo)致有副產(chǎn)物產(chǎn)生,結(jié)合信息①可以先將中的氨基轉(zhuǎn)化為后在和反應(yīng),最后再將轉(zhuǎn)化為氨基即可。8.有機(jī)物G能用于合成多種藥物和農(nóng)藥,下面是G的一種合成路線如圖:已知:①(苯胺,呈堿性,易被氧化)②苯胺和甲基吡啶()互為同分異構(gòu)體,并具有芳香性回答下列問題:(1)A的名稱為_____;C中官能團(tuán)的名稱為_____。(2)③的化學(xué)方程式為_____,反應(yīng)類型為_____。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____,1molE在反應(yīng)⑤過程中最多消耗_____molNaOH。(4)G的芳香性同系物M的分子式為C11H13O4N,滿足下列條件的M有_____種,寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_____。①分子結(jié)構(gòu)中含一個(gè)六元環(huán),且環(huán)上一氯代物只有一種②1mol該物質(zhì)與足量NaHCO3反應(yīng)生成2molCO2③磁共振氫譜有4組峰,峰面積之比為6∶4∶2∶1已知:苯環(huán)上有烷烴基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的鄰、對(duì)位:苯環(huán)上有羧基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的間位。根據(jù)題中的信息,設(shè)計(jì)以甲苯為原料合成有機(jī)物的流程圖(無(wú)機(jī)試劑任選)______?!敬鸢浮?1)
3-甲基苯酚
羧基和酯基(2)
+HNO3+H2O
取代反應(yīng)(3)
3
4
【分析】由題干流程圖可知,A和乙酰氯反應(yīng)生成和HCl,則A為,C(硝化反應(yīng)生成D(),D在Fe/HCl條件下還原為E,由已知信息①可知E為,E先在NaOH溶液中水解再酸化得到F,據(jù)此分析解答。【解析】(1)由分析可知A為,其名稱為3-甲基苯酚;由C的結(jié)構(gòu)式可知,含有官能團(tuán)的名稱為羧基和酯基;(2)過程③是硝化反應(yīng)生成D,其化學(xué)方程式為+HNO3+H2O,其反應(yīng)類型為取代反應(yīng);(3)由分析可知E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;E中存在羧基和酯基,并且酯基水解后生成乙酸和酚羥基,所以1molE在反應(yīng)⑤過程中最多消耗3molNaOH;(4)M的分子式為C11H13O4N,1mol該物質(zhì)與足量NaHCO3反應(yīng)生成2molCO2,表明該物質(zhì)含有兩個(gè)羧基,磁共振氫譜有4組峰,峰面積之比為6∶4∶2∶1,表明該物質(zhì)有四種環(huán)境的H,個(gè)數(shù)比為6∶4∶2∶1,并且該分子結(jié)構(gòu)中含一個(gè)六元環(huán),且環(huán)上一氯代物只有一種,則滿足條件的M有4種,分別為、、、;(5)和濃硝酸在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成,被酸性高錳酸鉀氧化為,被Fe和HCl還原為,則合成路線為。9.2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫(yī)藥中間體,其制備流程圖如下:已知:回答下列問題:(1)分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子共有_______種,共面原子數(shù)目最多為_______。(2)寫出①、②的化學(xué)反應(yīng)方程式:_______,第②步反應(yīng)的類型為____,B的名稱為___。(3)該流程未采用甲苯直接硝化的方法制備B,而是經(jīng)由①②③三步反應(yīng)制取B,其目的是_______。(4)寫出⑧的反應(yīng)試劑和條件:_______;F中含氧官能團(tuán)的名稱為_______?!敬鸢浮?1)
4
13(2)
+H2SO4(濃)+H2O、+HNO3(濃)+H2O
取代反應(yīng)
2-硝基甲苯(或鄰硝基甲苯)避免苯環(huán)上甲基對(duì)位的氫原子被硝基取代(或減少副產(chǎn)物,或占位)(4)
Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)
羧基【分析】甲苯與濃硫酸發(fā)生對(duì)位取代反應(yīng)生成對(duì)甲基苯磺酸,對(duì)甲基苯磺酸與濃硝酸發(fā)生甲基鄰位硝化反應(yīng)得到,發(fā)生酸性水解得到B,B與高錳酸鉀反應(yīng),甲基被氧化成羧基得到,發(fā)生還原反應(yīng)生成,發(fā)生取代反應(yīng)得到D,D在鐵催化條件下發(fā)生苯環(huán)上的氯代反應(yīng)生成E,E發(fā)生水解得到F,據(jù)此分析解答?!窘馕觥浚?)甲苯()分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子共有4種,由苯和甲基的空間構(gòu)型可推斷甲苯分子中共面原子數(shù)目最多為13個(gè)。故答案為:4;13;(2)反應(yīng)①為與濃硫酸反應(yīng),結(jié)合的結(jié)構(gòu)可知該步反應(yīng)為甲基對(duì)位氫被磺酸基取代,反應(yīng)方程式為:+H2SO4(濃)+H2O;反應(yīng)②為與濃硝酸的硝化反應(yīng)得到,反應(yīng)方程式為:+HNO3(濃)+H2O,該反應(yīng)為硝化反應(yīng)也屬于取代反應(yīng),由B的結(jié)構(gòu)可知其名稱為2-硝基甲苯(或鄰硝基甲苯),故答案為:+H2SO4(濃)+H2O、+HNO3(濃)+H2O;取代反應(yīng);2-硝基甲苯(或鄰硝基甲苯);(3)由①②③三步反應(yīng)制取B的信息可知,若甲苯直接硝化,甲苯中甲基的鄰位和對(duì)位均可發(fā)生硝化反應(yīng),有副產(chǎn)物生成。(4)由D()和F()的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可推知E中含有氯原子,苯環(huán)上引入氯原子的方法是在Fe或FeCl3作催化劑的條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng);F()的含氧官能團(tuán)為羧基。10.抗炎藥物洛索洛芬鈉中間體H的一種合成路線如下:已知:I.(Ar為芳基,Z=COX、COOR,X=Cl、Br)II.(Ar為芳基,X=Cl、Br)III.(X=Cl、Br)回答下列問題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(2)B→C的化學(xué)方程式為_______。E→F的反應(yīng)類型為_______,F(xiàn)中官能團(tuán)的名稱為_______。(3)符合下列條件的D的同分異構(gòu)體有_______種。①屬于芳香族化合物;②常溫能與溶液反應(yīng);③分子中含有9個(gè)相同化學(xué)環(huán)境的氫原子。其中,核磁共振氫譜為四組峰,峰面積之比為9∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。根據(jù)上述信息,寫出以和為原料制備的合成路線_____?!敬鸢浮?1)
+CH3OH+H2O
還原反應(yīng)
酯基、碳溴鍵(3)
16
、(4)【分析】由D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,結(jié)合已知I的反應(yīng)原理,C為,B和甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成則B為,A和H2發(fā)生加成反應(yīng)生成B,則A為,D發(fā)生已知II的反應(yīng)得到E,則E為,F(xiàn)的分子式比E多了兩個(gè)H原子少了一個(gè)O原子,則E和H2發(fā)生還原反應(yīng)生成F,F(xiàn)為,F(xiàn)和G反應(yīng)生成H,以此解答?!窘馕觥浚?)由分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(2)B和甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成C,方程式為:+CH3OH+H2O,E→F的反應(yīng)類型為還原反應(yīng),F(xiàn)為,其中的官能團(tuán)為:酯基、碳溴鍵;(3)D的同分異構(gòu)體滿足①屬于芳香族化合物,說(shuō)明含有苯環(huán);②常溫能與溶液反應(yīng),說(shuō)明含有羧基或酚羥基;③分子中含有9個(gè)相同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則其中含有的結(jié)構(gòu);綜上所述,苯環(huán)上的結(jié)構(gòu)可能是、-COOH或-OH、或-OH、-CHO、,符合條件的D的同分異構(gòu)體有16種,其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積之比為9∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是對(duì)稱的結(jié)構(gòu),可以是、;(4)和發(fā)生已知I的反應(yīng)生成,發(fā)生已知II的反應(yīng)生成,發(fā)生加成反應(yīng)得到,合成路線為:。11.普瑞巴林(pregabalin)常用于治療糖尿病和帶狀皰疹引起的神經(jīng)痛,其合成路線如下:已知:i.R1CHO+R2-CH2COOR+H2Oii.RCOOH+CO(NH2)2RCONH2+NH3↑+CO2↑回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為_______。(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)反應(yīng)②的反應(yīng)類型是_______。(4)D中有_______個(gè)手性碳原子。(5)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式_______。(6)H是G的同系物,其碳原子數(shù)比G少四個(gè),則H可能的結(jié)構(gòu)(不考慮立體異構(gòu))有_______種,其中-NH2在鏈端的有_______(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。【答案】(1)3-甲基丁醛或異戊醛(2)(3)加成反應(yīng)(4)2+CO(NH2)2+CO2↑+NH3↑+H2O
5
、【分析】根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,A屬于醛,按照系統(tǒng)命名的原則,該有機(jī)物A的名稱為3-甲基丁醛;對(duì)比B和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,C中不含有碳碳雙鍵,B→C的反應(yīng)類型為加成反應(yīng),以此解題?!窘馕觥浚?)根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,A屬于醛,按照系統(tǒng)命名的原則,該有機(jī)物A的名稱為3-甲基丁醛;(2)對(duì)比A和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,A與NCCH2COOCH3發(fā)生已知(i)的反應(yīng),NCCH2COOCH3中的亞甲基上C與醛基上的碳原子以碳碳雙鍵相連,同時(shí)生成水,則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(3)對(duì)比B和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,C中不含有碳碳雙鍵,B→C的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。(4)根據(jù)手性碳原子的定義,有機(jī)物D中含有的手性碳原子有2個(gè),即;(5)根據(jù)已知ii可知,反應(yīng)④的反應(yīng)方程式為+CO(NH2)2+CO2↑+NH3↑+H2O;(6)H是G的同系物,碳原子比G少四個(gè),即H中有四個(gè)碳原子,與G具有相同的官能團(tuán),H中應(yīng)含有氨基和羧基,H可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式還可能是,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式還可能是,還可能是,有1種結(jié)構(gòu),還可能是,共有5種;其中-NH2在鏈端的有:、。12.有機(jī)物H是一種合成鎮(zhèn)痛藥的主要成分。某小組設(shè)計(jì)如圖的合成路線:已知:①(X為鹵素原子,R為H或烴基,下同)②(1)A的化學(xué)名稱為___________。(2)B→C的反應(yīng)類型為___________。(3)D中含氧官能團(tuán)的名稱為___________。(4)G與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。(5)M是E的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的M的結(jié)構(gòu)有___________種(不考慮立體異構(gòu))。①結(jié)構(gòu)中含有氨基和羧基,只有1個(gè)苯環(huán),無(wú)其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)。②核磁共振氫譜中有4組吸收峰,且峰面積之比為6∶2∶2∶1.(6)參照上述合成路線和信息,以和有機(jī)化合物A為原料(無(wú)機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線___________。【答案】(1)對(duì)甲基苯酚(2)加成反應(yīng)(3)酚羥基、酮羰基(4)+2NaOH→+2H2O(5)4(6)【分析】由A的分子式、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,推知A為,A與發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B與HCHO發(fā)生加成反應(yīng)生成C,故B為,由分子式可知,C中羥基被氯原子取代生成D,D中氯原子被-CN取代生成E,E與CH3CHO發(fā)生信息Ⅱ的反應(yīng)生成F,F(xiàn)中-CN轉(zhuǎn)化為-COOH而生成G,結(jié)合G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,推知D為、E為、F為,G分子內(nèi)脫去2個(gè)氫原子成環(huán)生成H;(6)發(fā)生G→H的轉(zhuǎn)化生成,發(fā)生消去反應(yīng)生成,與在催化劑條件下生成,據(jù)此分析解題?!窘馕觥浚?)由分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,A的化學(xué)名稱為對(duì)甲基苯酚;(2)由分析可知,B→C是與HCHO發(fā)生加成反應(yīng)生成C即;(3)由分析可知,D為,D中所含官能團(tuán)有碳氯鍵、酚羥基、酮羰基,其中含氧官能團(tuán)為:酚羥基和酮羰基;(4)G與足量氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2NaOH→+2H2O;(5)M是E()的同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的M的結(jié)構(gòu):①結(jié)構(gòu)中含有氨基和羧基,只有1個(gè)苯環(huán),無(wú)其他環(huán)狀結(jié)構(gòu),說(shuō)明存在1個(gè)三鍵或2個(gè)雙鍵,②核磁共振氫譜中有4組吸收峰,且峰面積之比為6:2:2:1,說(shuō)明存在對(duì)稱結(jié)構(gòu),且有2個(gè)化學(xué)環(huán)境相同的甲基,-NH2、-C≡CCOOH處于對(duì)位,2個(gè)甲基均與-NH2或-C≡CCOOH相鄰,-COOH、-C≡CNH2處于對(duì)位,2個(gè)甲基均與-COOH或-C≡CNH2相鄰,符合條件的同分異構(gòu)體共有4種;(6)發(fā)生G→H的轉(zhuǎn)化生成,發(fā)生消去反應(yīng)生成,與在催化劑條件下生成,故該合成路線為:。13.化合物H是用于治療慢性阻塞性肺病奧達(dá)特羅的合成中間體,其合成路線如下:已知:Ⅰ.代表Ⅱ.回答下列問題:(1)A的名稱為_______;B中官能團(tuán)的名稱為_______;(2)D→E的反應(yīng)類型為_______,反應(yīng)⑤條件中的作用是_______;(3)有機(jī)物M的分子式為,則M→H的反應(yīng)方程式為_______;(4)有機(jī)物N是反應(yīng)②過程中的副產(chǎn)物,其分子式為,則N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;_______;(5)設(shè)計(jì)以苯酚和光氣(COCl2)為原料合成的合成路線。______【答案】(1)
對(duì)苯二酚(或1,4-苯二酚)
羥基(酚羥基)、羰基(酮基)(2)
還原反應(yīng)
與生成的HCl反應(yīng),促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高原料利用率(3)+NaOH+NaBr+H2O(4)(或?qū)懗桑?(5)【分析】根據(jù)A生成B的反應(yīng)條件可知該反應(yīng)與信息Ⅱ類似,根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知A應(yīng)為;有機(jī)物M的分子式為C17H16O4NBr,而G的分子式為C17H14O4NBr,可知G生成M的過程中發(fā)生了酮羰基與氫氣的加成,所以M為?!窘馕觥浚?)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,有兩個(gè)處于對(duì)位的酚羥基,所以名稱為對(duì)苯二酚(或1,4-苯二酚);根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其官能團(tuán)為酚羥基、羰基;(2)對(duì)比D和E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知D中硝基變?yōu)榘被?,?yīng)為還原反應(yīng);根據(jù)E和F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知E生成F的過程為取代反應(yīng),反應(yīng)過程中會(huì)有HCl生成,碳酸鉀可以與生成的HCl反應(yīng),促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高原料利用率;(3)M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為+NaOH+NaBr+H2O;(4)根據(jù)B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知該過程中B中的一個(gè)酚羥基上的氫原子被取代,根據(jù)反應(yīng)機(jī)理和副產(chǎn)物的分子式可知,副產(chǎn)物應(yīng)是兩個(gè)酚羥基上的氫原子都被取代,所以N為(或?qū)懗桑?;(5)苯酚為,類比C生成F的過程可知由苯酚和光氣(COCl2)為原料合成的路線為。14.苯乙烯(A)是一種重要化工原料,以苯乙烯為原料可以制備一系列化工產(chǎn)品,如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:(1)E中所含官能團(tuán)的名稱是_______,B→C的反應(yīng)類型是_______。(2)在溴的四氯化碳溶液中加入過量的A,觀察到的現(xiàn)象是_______。(3)D→E的副產(chǎn)物是,生成1molE至少需要_______g。(4)在濃硫酸作用下,E與足量反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)下列說(shuō)法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。a.A能發(fā)生加成反應(yīng)b.C、D、E中均只有一種官能團(tuán)c.F能使溴的四氯化碳溶液褪色(6)F的同分異構(gòu)體中,含六元環(huán)的結(jié)構(gòu)有_______(不包括立體異構(gòu)體和F本身)種?!敬鸢浮?1)
羥基
取代反應(yīng)(2)溴的四氯化碳溶液褪色(3)120(4)(5)ab(6)4【分析】A是苯乙烯,和氫氣加成生成環(huán)烷烴F;A和溴加成生成鹵代烴B,B發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)生成C,C和氫氣加成生成D,D發(fā)生水解生成醇E?!窘馕觥浚?)E中官能團(tuán)的為羥基,為苯環(huán)上的H原子被Br原子取代,反應(yīng)類型為取代反應(yīng);(2)A中含有碳碳雙鍵,加入過量的溴的四氯化碳溶液,A和溴發(fā)生加成反應(yīng),所以溴的四氯化碳溶液褪色;(3)是鹵代烴發(fā)生的水解反應(yīng),1molD中含有3molBr原子,水解消耗3mol的,質(zhì)量為120g;(4)在濃硫酸作用下,E與足量發(fā)生酯化反應(yīng),化學(xué)方程式為:;(5)a.A中含有苯環(huán)和碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng),a正確;b.C和D中只含有溴原子,E中只含有羥基,均只有一種官能團(tuán),b正確;c.F中沒有碳碳雙鍵,不能使溴的四氯化碳溶液褪色;故選ab。(6)F為,含六元環(huán)的結(jié)構(gòu)有:,,和,共4種。15.由芳香化合物A制備藥物中間體Ⅰ的一種合成路線如下:已知:①同一碳原子上連兩個(gè)羥基不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):+H2O;②;③。(1)B→C的反應(yīng)條件和試劑是_______。(2)D→E的反應(yīng)類型為_______。(3)Y的分子式為,,則Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(4)F的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。①能發(fā)生水解反應(yīng),遇溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基;③核磁共振氫譜顯示有4組峰,且峰面積之比為3:2:2:1參照上述合成路線,設(shè)計(jì)由和試劑X制備的合成路線_______?!敬鸢浮?1)光照、Cl2(2)取代反應(yīng)(3)(4)或【分析】由A化學(xué)式結(jié)合B結(jié)構(gòu)可知,A為對(duì)甲基苯酚,試劑X為;C發(fā)生取代反應(yīng)生成羥基,根據(jù)已知①原理得到醛,然后酸性水解酯基變?yōu)榉恿u基得到D,D為對(duì)羥基苯甲醛;F發(fā)生已知②反應(yīng)生成G;G發(fā)生已知③反應(yīng)生成H;H和Y生成I,Y的分子式為,結(jié)合HI結(jié)構(gòu)可知,Y為;【解析】(1)B→C的反應(yīng)為甲基上氫被氯原子取代的反應(yīng),條件和試劑是光照、Cl2;(2)D→E為D苯環(huán)上酚羥基鄰位氫被溴取代的反應(yīng),屬于取代反應(yīng);(3)Y的分子式為,,反應(yīng)為酸和醇的酯化反應(yīng),則Y為醇,結(jié)合I結(jié)構(gòu)可知,Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(4)F的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件:①能發(fā)生水解反應(yīng),遇溶液發(fā)生顯色反應(yīng),含有酚羥基;②苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基,則苯環(huán)上一個(gè)取代基為—OH,另一個(gè)取代基為或或,兩個(gè)取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對(duì)3種;③核磁共振氫譜顯示有4組峰,且峰面積之比為3:2:2:1,則對(duì)稱性很好,且含有1個(gè)甲基;故符合條件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為或。(5)首先發(fā)生C生成D的第一步反應(yīng)引入醛基,得到,再和乙酸發(fā)生已知②原理增長(zhǎng)碳鏈并生成碳碳雙鍵,然后發(fā)生加聚反應(yīng)生成產(chǎn)物,流程為:。16.布洛芬為非甾體抗炎藥,可用于緩解疼痛,其合成路線如圖:請(qǐng)回答下列問題:(1)A的名稱是_______,B生成C的反應(yīng)類型為_______,D中所含官能團(tuán)的名稱是_______。(2)D中含有手性碳原子的個(gè)數(shù)為_______。(3)試劑X是新制的氫氧化銅懸濁液,請(qǐng)寫出E與試劑X反應(yīng)的化學(xué)方程式_______(4)G是比F少5個(gè)的芳香族化合物,G的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足如下條件的有_______種(不考慮立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。條件:(a)苯環(huán)上的取代基無(wú)環(huán)狀結(jié)構(gòu);(b)能與自身2倍物質(zhì)的量的反應(yīng)。(5)根據(jù)上述信息和所學(xué)知識(shí),寫出以、、為原料合成的路線_______(其他試劑任選)?!敬鸢浮?1)
甲苯(甲基苯)
取代反應(yīng)
酯基、醚鍵(2)2
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、【分析】A和丙烯發(fā)生加成反應(yīng)生成B,B發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C發(fā)生取代反應(yīng)生成D,D經(jīng)過和NaOH、HCl等反應(yīng),最終生成E,E被氧化、再酸化得到F?!窘馕觥浚?)根據(jù)A的結(jié)構(gòu)得到A的名稱是甲苯;根據(jù)分析,B發(fā)生取代反應(yīng)生成C;根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,D中所含官能團(tuán)的名稱是酯基、醚鍵;(2)根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,六元環(huán)右側(cè)最長(zhǎng)的碳鏈上,與苯環(huán)相連的第一個(gè)和第二個(gè)碳原子為手性碳原子,故共有2個(gè)手性碳原子;(3)E中醛基能與新制氫氧化銅反應(yīng),化學(xué)方程式為;;(4)G是比F少5個(gè)CH2的芳香族化合物,則G含有8個(gè)碳原子,F(xiàn)為酸,根據(jù)苯環(huán)上的取代基無(wú)環(huán)狀結(jié)構(gòu);能與自身2倍物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng),說(shuō)明G的同分異構(gòu)體中含有酚酸酯和甲基,或者是兩個(gè)酚羥基和一個(gè)?CH=CH2,或者是?OOCCH3;當(dāng)是酚酸酯和甲基時(shí),有鄰、間、對(duì)三種;當(dāng)是兩個(gè)酚羥基和一個(gè)?CH=CH2時(shí),兩個(gè)酚羥基在鄰位,有2種結(jié)構(gòu),當(dāng)兩個(gè)酚羥基在間位,有3種結(jié)構(gòu),當(dāng)兩個(gè)酚羥基在對(duì)位,有1種結(jié)構(gòu);當(dāng)是?OOCCH3時(shí),有1種結(jié)構(gòu),因此G的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足條件的有10種;其中核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為3:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、;(5)與ClCH2COOC2H5在EtONa作用下反應(yīng)生成,在第一步NaOH,第二步HCl作用下生成,在銀氨溶液作用下反應(yīng)、再酸化生成,和(CH3)2CHOH在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成,其合成路線為:。1.(2022·湖南卷)物質(zhì)J是一種具有生物活性的化合物。該化合物的合成路線如下:已知:①+;②回答下列問題:(1)A中官能團(tuán)的名稱為_______、_______;(2)F→G、G→H的反應(yīng)類型分別是_______、_______;(3)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______;(4)C→D反應(yīng)方程式為_______;(5)是一種重要的化工原料,其同分異構(gòu)體中能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有_______種(考慮立體異構(gòu)),其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積之比為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______;(6)Ⅰ中的手性碳原子個(gè)數(shù)為_______(連四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子);(7)參照上述合成路線,以和為原料,設(shè)計(jì)合成的路線_______(無(wú)機(jī)試劑任選)?!敬鸢浮浚?)醚鍵醛基(2)取代反應(yīng)加成反應(yīng)(3)(4)(5)5(6)1(7)【解析】A()和反應(yīng)生成B(C12H14O4),根據(jù)“已知①”可以推出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;B和HCOONH4發(fā)生反應(yīng)得到C(C12H16O4),C又轉(zhuǎn)化為D(C12O14O3),根據(jù)“已知②”可推出C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;D和HOCH2CH2OH反應(yīng)生成E();E在一定條件下轉(zhuǎn)化為F();F和CH3I在堿的作用下反應(yīng)得到G(C15H18O5),G和反應(yīng)得到H(),對(duì)比F和H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可得知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;H再轉(zhuǎn)化為I();I最終轉(zhuǎn)化為J()。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其官能團(tuán)為醚鍵和醛基。(2)由分析可知,G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,對(duì)比F和G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知F→G的反應(yīng)為取代反應(yīng);G→H反應(yīng)中,的碳碳雙鍵變?yōu)樘继紗捂I,則該反應(yīng)為加成反應(yīng)。(3)由分析可知,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(4)由分析可知,C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、,則C→D的化學(xué)方程式為。(5)的同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明該物質(zhì)含有醛基,根據(jù)分子式C4H6O可得知,該物質(zhì)還含有碳碳雙鍵或者三元環(huán),還要分析順反異構(gòu),則符合條件的同分異構(gòu)體有5種,它們分別是CH2=CHCH2CHO、(與后者互為順反異構(gòu)體)、(與前者互為順反異構(gòu)體)、和,其中核磁共振氫譜有3組峰,且峰面積之比為4:1:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(6)連四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)的碳原子成為手性碳原子,則I中手性碳原子的個(gè)數(shù)為1,是連有甲基的碳原子。(7)結(jié)合G→I的轉(zhuǎn)化過程可知,可先將轉(zhuǎn)化為,再使和反應(yīng)生成,并最終轉(zhuǎn)化為;綜上所述,合成路線為:。2.(2022·江蘇卷)化合物G可用于藥用多肽的結(jié)構(gòu)修飾,其人工合成路線如下:(1)A分子中碳原子的雜化軌道類型為_______。(2)B→C的反應(yīng)類型為_______。(3)D的一種同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______。①分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;②堿性條件水解,酸化后得2種產(chǎn)物,其中一種含苯環(huán)且有2種含氧官能團(tuán),2種產(chǎn)物均能被銀氨溶液氧化。(4)F的分子式為,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(5)已知:(R和表示烴基或氫,表示烴基);寫出以和為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)_______。【答案】(1)sp2和sp3(2)取代反應(yīng)(3)(4)(5)【解析】A()和CH3I發(fā)生取代反應(yīng)生成B();B和SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成C();C和CH3OH發(fā)生取代反應(yīng)生成D();D和NH2OH發(fā)生反應(yīng)生成E();E經(jīng)過還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為F,F(xiàn)再轉(zhuǎn)化為G,其中F和G的分子式都是C12H17NO2,則F為,F(xiàn)和G互為手性異構(gòu)體。(1)A分子中,苯環(huán)上的碳原子和雙肩上的碳原子為sp2雜化,亞甲基上的碳原子為sp3雜化,即A分子中碳原子的雜化軌道類型為sp2和sp3。(2)B→C的反應(yīng)中,B中的羥基被氯原子代替,該反應(yīng)為取代反應(yīng)。(3)D的分子式為C12H14O3,其一種同分異構(gòu)體在堿性條件水解,酸化后得2種產(chǎn)物,其中一種含苯環(huán)且有2種含氧官能團(tuán),2種產(chǎn)物均能被銀氨溶液氧化,說(shuō)明該同分異構(gòu)體為酯,且水解產(chǎn)物都含有醛基,則水解產(chǎn)物中,有一種是甲酸,另外一種含有羥基和醛基,該同分異構(gòu)體屬于甲酸酯;同時(shí),該同分異構(gòu)體分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,則該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(4)由分析可知,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)根據(jù)已知的第一個(gè)反應(yīng)可知,與CH3MgBr反應(yīng)生成,再被氧化為,根據(jù)已知的第二個(gè)反應(yīng)可知,可以轉(zhuǎn)化為,根據(jù)流程圖中D→E的反應(yīng)可知,和NH2OH反應(yīng)生成;綜上所述,的合成路線為:。3.(2022·全國(guó)甲卷)用N-雜環(huán)卡其堿(NHCbase)作為催化劑,可合成多環(huán)化合物。下面是一種多環(huán)化合物H的合成路線(無(wú)需考慮部分中間體的立體化學(xué))?;卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學(xué)名稱為_______。(2)反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng),已知第一步反應(yīng)類型為加成反應(yīng),第二步的反應(yīng)類型為_______。(3)寫出C與/反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(5)H中含氧官能團(tuán)的名稱是_______。(6)化合物X是C的同分異構(gòu)體,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可以得到對(duì)苯二甲酸,寫出X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。(7)如果要合成H的類似物H′(),參照上述合成路線,寫出相應(yīng)的D′和G′的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______、_______。H′分子中有_______個(gè)手性碳(碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳稱為手性碳)。【答案】(1)苯甲醇(2)消去反應(yīng)(3)(4)(5)硝基、酯基和羰基(6)(7)
5【解析】由合成路線,A的分子式為C7H8O,在Cu作催化劑的條件下發(fā)生催化氧化生成B,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,則A為,B與CH3CHO發(fā)生加成反應(yīng)生成,再發(fā)生消去反應(yīng)反應(yīng)生成C,C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,C與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)得到,再在堿性條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成D,D為,B與E在強(qiáng)堿的環(huán)境下還原得到F,E的分子式為C5H6O2,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,可推知E為,F(xiàn)與生成G,G與D反應(yīng)生成H,據(jù)此分析解答。(1)由分析可知,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其化學(xué)名稱為苯甲醇;(2)由B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,結(jié)合反應(yīng)條件,可知B()先與CH3CHO發(fā)生碳氧雙鍵的加成反應(yīng)生成,再發(fā)生消去反應(yīng)生成C(),故第二步的反應(yīng)類型為消去反應(yīng);(3)根據(jù)分析可知,C與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)得到;(4)由分析,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(5)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,可其分子中含有的含有官能團(tuán)為硝基、酯基和羰基;(6)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,分子式為C9H8O,其同分異構(gòu)體X可發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明含有醛基,又與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可得到對(duì)苯二甲酸,則X的取代基處于苯環(huán)的對(duì)位,滿足條件的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;(7)G與D反應(yīng)生成H的反應(yīng)中,D中碳碳雙鍵斷裂與G中HC—NO2和C=O成環(huán),且C=O與—CHO成環(huán),從而得到H,可推知,若要合成H′(),相應(yīng)的D′為,G′為,手性碳原子為連有4各不同基團(tuán)的飽和碳原子,則H′()的手性碳原子為,共5個(gè)。4.(2022·全國(guó)乙卷)左旋米那普倫是治療成人重度抑郁癥的藥物之一,以下是其鹽酸鹽(化合物K)的一種合成路線(部分反應(yīng)條件已簡(jiǎn)化,忽略立體化學(xué)):
已知:化合物F不能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?;卮鹣铝袉栴}:(1)A的化學(xué)名稱是_______。(2)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(3)寫出由E生成F反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(4)E中含氧官能團(tuán)的名稱為_______。(5)由G生成H的反應(yīng)類型為_______。(6)I是一種有機(jī)物形成的鹽,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。(7)在E的同分異構(gòu)體中,同時(shí)滿足下列條件的總數(shù)為_______種。(a)含有一個(gè)苯環(huán)和三個(gè)甲基;(b)與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳;(c)能發(fā)生銀鏡反應(yīng),不能發(fā)生水解反應(yīng)。上述同分異構(gòu)體經(jīng)銀鏡反應(yīng)后酸化,所得產(chǎn)物中,核磁共振氫譜顯示有四組氫(氫原子數(shù)量比為6:3:2:1)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______?!敬鸢浮浚?)3-氯丙烯(2)(3)+H2O(4)羥基、羧基(5)取代反應(yīng)(6)(7)10、【解析】【分析】A發(fā)生氧化反應(yīng)生成B,B與C在NaNH2、甲苯條件下反應(yīng)生成D,對(duì)比B、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,結(jié)合C的分子式C8H7N,可推知C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;D與30%Na2CO3反應(yīng)后再酸化生成E,E在濃硫酸、甲苯條件下反應(yīng)生成F,F(xiàn)不能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,F(xiàn)中不含羧基,F(xiàn)的分子式為C11H10O2,F(xiàn)在E的基礎(chǔ)上脫去1個(gè)H2O分子,說(shuō)明E發(fā)生分子內(nèi)酯化生成F,則F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;F與(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯條件下反應(yīng)生成G,G與SOCl2、甲苯反應(yīng)生成H,H的分子式為C15H20ClNO,H與I反應(yīng)生成J,結(jié)合G、J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知,H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;I的分子式為C8H4KNO2,I是一種有機(jī)物形成的鹽,則I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;據(jù)此作答。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHCH2Cl,屬于氯代烯烴,其化學(xué)名稱為3-氯丙烯。(2)根據(jù)分析,C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,E生成F的化學(xué)方程式為+H2O。(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其中含氧官能團(tuán)的名稱為(醇)羥基、羧基。(5)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,G與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成H。(6)根據(jù)分析,I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(7)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,E的分子式為C11H12O3,不飽和度為6;E的同分異構(gòu)體與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,結(jié)合分子
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