有機推斷與合成（習題）

第九單元有機化合物9.5有機推斷與合成1.[2022·湖南岳陽模擬預測]辣椒素具有降血壓和膽固醇的功效,進而能很大程度上預防心臟病,也能緩解肌肉關(guān)節(jié)疼痛。合成某辣椒素酯M的工藝流程如1所示:1已知:R1CHO+R2CH2CHO。回答下列問題:(1)已知:相對分子質(zhì)量A>B,則B的結(jié)構(gòu)簡式為,A的名稱是。

(2)M中官能團有醚鍵、,D的結(jié)構(gòu)簡式為。

(3)E→M的反應(yīng)類型為,催化劑Ⅰ最應(yīng)具有(填字母)。

a.在較高溫度下具有較高的選擇性b.在較低溫度下具有較高的選擇性c.強的還原性(4)寫出G→H的化學方程式:

。

(5)符合下列條件的F的芳香類同分異構(gòu)體有

種,寫出核磁共振氫譜峰面積比為1∶1∶1∶2∶2∶3的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。

①1mol有機物最多可與1molNaOH反應(yīng)②分子中只有一種官能團(6)以乙醇為原料合成2丁烯酸(無機試劑任選),寫出合成路線。1.(1)CH3CHO2,2二甲基丙醛(2)酯基和(酚)羥基(CH3)3CCHCHCOOH(3)取代反應(yīng)a(4)+2NaOH+NaCl+H2O(5)16(6)CH3CH2OHCH3CHOCH3CHCHCHOCH3CHCHCOOH[解析]結(jié)合給定合成路線,采用逆合成分析法并結(jié)合C的結(jié)構(gòu)簡式可推知,E為(CH3)3CCH2CH2COOH,H為,因此F為,G為;結(jié)合題干及(1)中已知信息可推知,A為(CH3)3CCHO,B為CH3CHO,C在催化劑Ⅰ條件下被氧氣氧化為D,則D為(CH3)3CCHCHCOOH,D與氫氣在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成E,據(jù)此分析作答。(1)相對分子質(zhì)量A>B,則A為(CH3)3CCHO,B為CH3CHO,根據(jù)系統(tǒng)命名法可知,A的名稱為2,2二甲基丙醛。(2)M中官能團有醚鍵、酯基和(酚)羥基;結(jié)合上述分析可知D的結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)3CCHCHCOOH。(3)根據(jù)上述分析可知,E和H在濃硫酸加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成M,所以反應(yīng)類型為取代反應(yīng);根據(jù)反應(yīng)歷程可知,催化劑Ⅰ的目的是催化醛基被氧化成羧基,但碳碳雙鍵不能被氧化,—CHO被氧化為—COOH一般需要加熱,所以應(yīng)在較高溫度下具有較高的選擇性,a符合題意。(5)F為,其同分異構(gòu)體滿足:①1mol有機物可與1molNaOH反應(yīng),②分子中只有一種官能團,則1個分子中含1個酚羥基和1個醇羥基,若苯環(huán)上含2個取代基,除了酚羥基,另一個可以為—CH2CH2OH,或—CH(OH)CH3,共計2×3=6種,若苯環(huán)上含3個取代基,則分別是—OH、—CH3、—CH2OH,共10種,所以總共有6+10=16種,其中核磁共振氫譜峰面積比為1∶1∶1∶2∶2∶3的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為。(6)根據(jù)給定路線A→D可知,以乙醇為原料合成2丁烯酸,先提前制備乙醛,兩個乙醛在稀氫氧化鈉水溶液作用下加熱可生成CH3CHCHCHO,然后在催化劑Ⅰ作用下被氧氣氧化得到目標產(chǎn)物2丁烯酸,具體合成路線見答案。2.[2022·湖北宜昌三模]抗心律失常的藥物氨基酮類化合物(J)的合成路線如下。2已知:ⅰ.R1—CHCH—R2+R3—CH2CHOⅱ.+2R3—OH(1)A的官能團名稱是;B→C的反應(yīng)類型是。

(2)H的結(jié)構(gòu)簡式是;該合成路線中乙二醇的作用是。

(3)F→G的化學方程式是

。

(4)寫出符合下列條件的化合物E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:(任寫一種)。

①遇FeCl3溶液顯紫色②苯環(huán)上有三個取代基③核磁共振氫譜有5組峰且峰面積之比為9∶6∶2∶2∶1(5)結(jié)合上述信息,設(shè)計以乙醇和為原料制備的合成路線(無機試劑任選)。2.(1)碳碳雙鍵、羧基加成反應(yīng)(2)保護酮羰基(3)+CH3NH2+CH3CH2OH(4)、、、、、(任寫一種)(5)CH3CH2OHCH3CHO[解析]A轉(zhuǎn)化為B為酯化反應(yīng),依據(jù)已知反應(yīng)ⅰ可知,A、B中應(yīng)含有碳碳雙鍵,結(jié)合A中含有羧基和其分子式可知,A為CH2CHCOOH,則B為CH2CHCOOC2H5,B與CH3CH2CH2CHO發(fā)生已知反應(yīng)ⅰ生成C,由C與D反應(yīng)的生成物的結(jié)構(gòu)簡式可知,C為,C與D在一定條件下反應(yīng)生成,則D為CH2CHCOCH3,與硼酸在加熱條件下反應(yīng)生成E,E與乙二醇反應(yīng)生成F,F與CH3NH2反應(yīng)生成G,結(jié)合G、CH3NH2的結(jié)構(gòu)簡式和F的分子式可知,F為,再結(jié)合E的分子式和乙二醇的結(jié)構(gòu)簡式可知,E為,G被還原生成H,H再酸化得到J,結(jié)合G、J的結(jié)構(gòu)簡式和H的分子式可知,H為。(1)A為CH2CHCOOH,官能團為碳碳雙鍵、羧基;B為CH2CHCOOC2H5,B與CH3CH2CH2CHO發(fā)生已知反應(yīng)ⅰ生成C,C為,為加成反應(yīng)。(2)由分析可知,H為,乙二醇的作用是保護酮羰基。(4)E為,E的同分異構(gòu)體遇FeCl3溶液顯紫色,含苯環(huán)和酚羥基,苯環(huán)上有三個取代基,核磁共振氫譜有5組峰且峰面積之比為9∶6∶2∶2∶1,符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為、、、、、。(5)CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO,CH3CHO與反應(yīng)生成,與硼酸在加熱的條件下反應(yīng)生成,合成路線見答案。3.[2022·遼寧大連二模]3是制備某酯類光刻膠的合成路線:3已知:ⅰ.R1CHO+R2CH2CHO(R1、R2為烴基或氫);ⅱ.R3COCl+R4OHR3COOR4+HCl(R3、R4為烴基)。(1)E分子的含氧官能團名稱是。E→F的反應(yīng)類型為。

(2)A分子的名稱為,反應(yīng)③為加成反應(yīng),羧酸X的結(jié)構(gòu)簡式為。

(3)C能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,試劑Y可以選擇。(填標號)

A.酸性KMnO4溶液 B.[Ag(NH3)2]OH溶液C.溴水 D.新制氫氧化銅懸濁液(4)反應(yīng)④的化學方程式為

。

(5)滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)②能使Br2的四氯化碳溶液褪色③能發(fā)生水解,其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)④核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為1∶1∶2∶2∶2(6)寫出用乙醛和丙炔為原料制備化合物CH3CHCHCOOCHCHCH3的合成路線(其他試劑任選)。3.(1)酯基加聚反應(yīng)(2)苯甲醛CH3COOH(3)BD(4)++nHCl(5)(6)CH3CHOCH3CHCHCHOCH3CHCHCOOHCH3CHCHCOOCHCHCH3[解析]根據(jù)已知信息結(jié)合有機物D的結(jié)構(gòu)簡式可知A是苯甲醛,B的結(jié)構(gòu)簡式為,根據(jù)C的分子式可知B中的醛基被氧化,酸化后變?yōu)轸然?C的結(jié)構(gòu)簡式為,C和SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成D;根據(jù)E的結(jié)構(gòu)簡式可知乙炔和CH3COOH發(fā)生加成反應(yīng)生成E,E發(fā)生加聚反應(yīng)生成F,F發(fā)生取代反應(yīng)生成G,G和D發(fā)生已知信息ⅱ的反應(yīng)生成光刻膠,據(jù)此解答。(1)根據(jù)E的結(jié)構(gòu)簡式可知E分子的含氧官能團名稱是酯基。E含有碳碳雙鍵,發(fā)生加聚反應(yīng)生成F,則E→F的反應(yīng)類型為加聚反應(yīng)。(2)A的結(jié)構(gòu)簡式為,分子名稱為苯甲醛,反應(yīng)③為加成反應(yīng),羧酸X的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOH。(3)C能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,C分子中含有羧基,由于碳碳雙鍵也易被氧化,所以不能選用酸性KMnO4溶液、溴水,由于只能氧化醛基,所以試劑Y可以選擇[Ag(NH3)2]OH溶液、新制氫氧化銅懸濁液,答案選BD。(5)①能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含有醛基;②能使Br2的四氯化碳溶液褪色,說明可能含有碳碳雙鍵;③能發(fā)生水解,其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),說明是甲酸和酚羥基形成的酯基;④核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為1∶1∶2∶2∶2,則符合條件的有機物的結(jié)構(gòu)簡式為。(6)乙醛首先發(fā)生已知信息ⅰ的反應(yīng)生成CH3CHCHCHO,然后發(fā)生銀鏡反應(yīng)并酸化后生成CH3CHCHCOOH,最后和丙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成CH3CHCHCOOCHCHCH3。4.有機物A有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:4已知:①有機物B是芳香烴的含氧衍生物,其相對分子質(zhì)量為108,B中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為14.8%。②CH3—CH2—COOH+Cl2HCl+。根據(jù)以上信息,回答下列問題:(1)B的分子式為;有機物D中含氧官能團的名稱是。

(2)A的結(jié)構(gòu)簡式為;檢驗M中官能團的試劑是。

(3)條件Ⅰ為;D→F的反應(yīng)類型為。

(4)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學方程式。F→E: 。F→G: 。(5)N的同系物X比N的相對分子質(zhì)量大14,符合下列條件的X的同分異構(gòu)體有種(不考慮立體異構(gòu)),寫出其中核磁共振氫譜有五組峰,且吸收峰的面積之比為1∶1∶2∶2∶2的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:。

①含有苯環(huán)②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③遇FeCl3溶液顯紫色4.(1)C7H8O羧基(2)銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液(3)NaOH的醇溶液,加熱水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))(4)+H2O22H2O+(5)13[解析]有機物B是芳香烴的含氧衍生物,其相對分子質(zhì)量為108,B中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為14.8%,B中O原子個數(shù)=108×14.8%16≈1,108?1612=7……8,所以B的分子式為C7H8O,B中含有苯環(huán)且能連續(xù)被氧化,則B的結(jié)構(gòu)簡式為,B被催化氧化生成M,M的結(jié)構(gòu)簡式為,N為苯甲酸,結(jié)構(gòu)簡式為;A發(fā)生水解反應(yīng)生成醇和羧酸,C為羧酸,根據(jù)題給信息知,C發(fā)生取代反應(yīng)生成D,D在條件Ⅰ下發(fā)生反應(yīng)然后酸化得到E,E能生成H,由H的結(jié)構(gòu)簡式可知E中含碳碳雙鍵,D是含有氯原子的羧酸,則D在氫氧化鈉的醇溶液中加熱發(fā)生消去反應(yīng)再酸化生成E,E發(fā)生加聚反應(yīng)生成H,所以D的結(jié)構(gòu)簡式為、E的結(jié)構(gòu)簡式為、C的結(jié)構(gòu)簡式為;D在條件Ⅱ下反應(yīng)再酸化生成F,F能反應(yīng)生成E,則D發(fā)生水解反應(yīng)再酸化生成F,F的結(jié)構(gòu)簡式為,F發(fā)生酯化反應(yīng)生成G,根據(jù)G的分子式知,G為;根據(jù)B、C的結(jié)構(gòu)簡式知,A為,以此解答該題。(1)B為,分子式為C7H8O;D的結(jié)構(gòu)簡式為,含氧官能團的名稱為羧基。(2)由以上分析可知A為;M為,含有醛基,可用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液檢驗。(3)通過以上分析知,條件Ⅰ為氫氧化鈉的醇溶液、加熱;D為,D發(fā)生水解反應(yīng)(取代反應(yīng))生成F。(4)F發(fā)生消去反應(yīng)生成E,反應(yīng)的化學方程式為+H2O;F發(fā)生酯化反應(yīng)生成G,反應(yīng)的化學方程式為2+2H2O。(5)N為苯甲酸,結(jié)構(gòu)簡式為,X是N的同系物,相對分子質(zhì)量比N大14,即X中含有羧基,且分子中碳原子數(shù)比N多一個,根據(jù)條件:①含有苯環(huán);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含有醛基;③遇FeCl3溶液顯紫色,說明含有酚羥基,若苯環(huán)含有2個取代基,則分別為—CH2CHO、—OH,有鄰、間、對3種結(jié)構(gòu);若苯環(huán)含有3個取代基,分別為—CH3、—CHO、—OH,有10種結(jié)構(gòu),共13種;其中核磁共振氫譜有五組峰,且吸收峰的面積之比為1∶1∶2∶2∶2的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。5.有機物H(C9H8O4)是合成潔面化妝品的中間體,以A為原料合成有機物H的路線如下:5已知:①A是相對分子質(zhì)量為92的芳香烴;②D是C的一氯代物;③RCHO+R1CH2CHO(R、R1為烴基或氫原子)?；卮鹣铝袉栴}:(1)由A生成B所用的試劑和反應(yīng)條件為;B的化學名稱為。

(2)由D生成E的反應(yīng)類型為。

(3)E的結(jié)構(gòu)簡式為。

(4)由F生成G的化學方程式為。

(5)H中含氧官能團的名稱為;H長期暴露在空氣中容易變質(zhì)的主要原因是。

(6)X是F酸化后的產(chǎn)物,T是X的芳香族同分異構(gòu)體,1molT最多能消耗2molNaOH,則符合條件的T的結(jié)構(gòu)有種(不包括立體異構(gòu)),寫出其中一種核磁共振氫譜有4組峰的T的結(jié)構(gòu)簡式:。

5.(1)Cl2/Fe3,4二氯甲苯(2)取代反應(yīng)(3)(4)+CH3CHOH2O+(5)羥基、羧基H中含酚羥基,易被空氣中的氧氣氧化(6)8(或或)[解析]A是相對分子質(zhì)量為92的芳香烴,則A為甲苯,由C的結(jié)構(gòu)簡式可知甲苯中苯環(huán)上的氫原子被氯原子取代生成3,4二氯甲苯,3,4二氯甲苯在一定條件下生成C,C與氯氣在光照的條件下反應(yīng),甲基上發(fā)生取代反應(yīng)生成D,又因D是C的一氯代物,則D為,由已知③可知D與熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成E(),E在一定條件的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成F(),F與CH3CHO生成G(),G與新制的氫氧化銅懸濁液共熱發(fā)生反應(yīng)然后酸化,醛基轉(zhuǎn)化成為羧基,并且在酸性的條件下,發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生羥基,H為()。(1)根據(jù)分析,A生成B為取代反應(yīng),試劑和反應(yīng)條件為Cl2/Fe;B為,其化學名稱為3,4二氯甲苯。(2)D與熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成E,羥基取代了氯原子,發(fā)生了取代反應(yīng)。(3)由以上分析可知,E為。(4)根據(jù)已知③,F與CH3CHO生成G,F生成G的化學方程式為+CH3CHO+H2O。(5)由H的結(jié)構(gòu)簡式可知,H中含氧官能團為羥基和羧基,長期暴露在空氣中容易變質(zhì)的主要原因是H中含酚羥基,易被空氣中的氧氣氧化。(6)X是F酸化后的產(chǎn)物,則X是,T是X的芳香族同分異構(gòu)體,1molT最多能消耗2molNaOH,則符合條件的T的結(jié)構(gòu)有如下2種情況:①苯環(huán)上有兩個羥基、一個醛基,根據(jù)“定二移一”原則,共有6種結(jié)構(gòu)(包括X);②苯環(huán)上有一個羧基、一個羥基,有鄰、間、對3種結(jié)構(gòu)。故有6+31=8種,其中核磁共振氫譜有4組峰的T的結(jié)構(gòu)簡式為、、。6.[2022·山東棗莊二模]以下為某興趣小組設(shè)計的綠原酸合成路線:6已知:①+‖;②R1COCl+R2OHR1COOR2+HCl。回答下列問題:(1)的化學名稱為。

(2)反應(yīng)A→B的化學方程式為。

(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為,D中所含官能團的名稱為。

(4)D→E的第①步反應(yīng)的化學方程式為,有關(guān)反應(yīng)類型為。

(5)設(shè)計反應(yīng)E→F的目的是。

(6)有機物C的同分異構(gòu)體有多種,其中滿足以下條件的有種(不含C,不考慮立體異構(gòu))。

a.有六元碳環(huán);b.有3個—Cl,且連在不同的C原子上;c.能與NaHCO3溶液反應(yīng)。6.(1)1,2二氯乙烯(2)+(3)羧基、碳氯鍵、碳溴鍵(4)+5NaOH+3NaCl+NaBr+H2O取代反應(yīng)和中和反應(yīng)(5)保護羥基(或使特定位置的羥基發(fā)生反應(yīng))(6)11[解析]根據(jù)信息①可知,B是;根據(jù)C的分子式,由D逆推C是。(1)的化學名稱為1,2二氯乙烯。(2)根據(jù)信息①,反應(yīng)A→B是和發(fā)生加成反應(yīng)生成,反應(yīng)的化學方程式為+。(3)根據(jù)C的分子式,由D逆推C是,D中所含官能團的名稱為羧基、碳氯鍵、碳溴鍵。(4)D→E的第①步反應(yīng)是在堿性條件下水解,反應(yīng)的化學方程式為+5NaOH+3NaCl+NaBr+H2O,反應(yīng)類型為取代反應(yīng)、中和反應(yīng)。(5)設(shè)計反應(yīng)E→F的目的是保護羥基使特定位置的羥基發(fā)生反應(yīng)。(6)a.有六元碳環(huán);b.有3個—Cl,且連在不同的C原子上;c.能與NaHCO3溶液反應(yīng),說明含有羧基,符合條件的