有机推断及有机合成路线
突破训练(一)
1.近来有报道,碘代化合物E与化合物H在CrNi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:RCHO+CH3CHOR—CH===CH—CHO+H2O
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CrNi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________________________________________。
[解析] (1)由结构简式可知,A的名称为丙炔。
(2)B为单氯代烃,由反应条件可判断该反应为甲基上的取代反应,则B为HC≡CCH2Cl,结合C的分子式可知B与NaCN发生取代反应,化学方程式为
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ClCH2C≡CH+NaCNHC≡CCH2CN+NaCl。
(3)由以上分析知A―→B为取代反应。由F的分子式,结合H的结构简式可推知,F为,根据信息中所给出的化学方程式可推出G为,由G生成H的反应条件及H的结构简式可知,该反应为G中碳碳双键与H2的加成反应。
(4)由C生成D的反应条件、C的结构简式(HC≡CCH2CN)及D的分子式可判断C水解后的产物与乙醇发生酯化反应,则D为HC≡CCH2COOC2H5。
(5)由Y的结构简式可知,Y中含氧官能团为酯基和羟基。
(6)E和H发生偶联反应生成Y,由三者的结构简式可知,F与E发生偶联反应所得产物的结构简式为
(7)X是D的同分异构体,且含有相同的官能团,即含有—C≡C—、—COO—。符合要求的X有、、、、、,写出任意3种即可。
[答案] (1)丙炔
(2)CH2Cl+NaCNCH2CN+NaCl
(3)取代反应 加成反应
(4)CH2COOC2H5
(5)羟基、酯基
(6)
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(7)、、、
、、(任写3种)
2.化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是________。
(3)反应④所需试剂、条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)________________________________________。
解析:(1)该物质可以看作是乙酸中甲基上的一个氢原子被一个氯原子取代后的产物,其化学名称为氯乙酸。
(2)反应②为—CN取代氯原子的反应,因此属于取代反应。
(3)反应④为羧基与羟基生成酯基的反应,因此反应试剂为乙醇/浓硫酸,条件为加热。
(4)根据题给G的结构简式可判断G的分子式为C12H18O3。
(5)根据题给W的结构简式可判断W分子中含氧官能团的名称为羟基和醚键。
(6)酯的核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积比为1∶1,说明该物质的分子是一种对称结构,由此可写出符合要求的结构简式为、。
答案:(1)氯乙酸 (2)取代反应 (3)乙醇/浓硫酸、加热 (4)C12H18O3 (5)羟基、醚键
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(6)、
3.丁香酚()发生反应如图所示:
(1)丁香酚→A过程中加入NaOH溶液的原因是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出一种同时符合以下条件的D的同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
a.苯环上连接两种基团
b.遇FeCl3溶液显示特征颜色
c.能发生银镜反应
d.核磁共振氢谱显示含有五种氢原子
(3)D→E反应的化学方程式为______________________________________________。
[解析] (1)丁香酚与氢氧化钠反应得到A(丁香酚钠),B酸化会生成酚羟基,故丁香酚与氢氧化钠反应目的是保护酚羟基,防止被氧化;
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分异构体符合:a.苯环上连接两种基团,b.遇FeCl3溶液显示特征颜色,含有酚羟基,c.能发生银镜反应,含有醛基,d.核磁共振氢谱显示含有五种氢原子,符合条件的同分异构体有:
[答案] (1)保护丁香酚中的酚羟基,防止被臭氧氧化
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4.有机物F()是一种高分子树脂,其合成路线如下:
已知:①A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134;
请回答下列问题:
(1)X的化学名称是____________。
(2)E生成F的反应类型为____________。
(3)D的结构简式为____________。
(4)由B生成C的化学方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)芳香族化合物Y是D的同系物,Y的同分异构体能与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,分子中只有1个侧链,核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢原子,峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1。写出两种符合要求的Y的结构简式:____________、____________。
(6)写出以甲醛、丙醛和乙二醇为主要原料合成软质隐形眼镜高分子材料——聚甲基丙烯酸羟乙酯()的合成路线(无机试剂自选)。
解析:根据已知信息①
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可知,A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134,则A为苯丙醛;根据F的结构简式,可知E为根据C的分子式和生成D、E的条件可知,C→D为羟基或醛基的氧化,D→E为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的羧酸,则C为含有溴原子的醛,B为含有碳碳双键的芳香醛,根据信息②可知X为甲醛。(1)由上述分析,X为甲醛。(2)根据F的结构可知,该物质是由羟基和羧基发生缩聚反应生成的,因此该反应类型为缩聚反应。(3)根据C的分子式和生成D和E的条件可知,C→D为羟基或醛基的氧化,D→E为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的羧酸,D的结构简式为 (4)由题分析可知B中含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,化学方程式为 (5)D的结构简式为芳香族化合物Y是D的同系物,说明含有羧基和溴原子,能够与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,说明含有羧基,分子中只有1个侧链,核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢原子,峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1,说明苯环上有3种氢原子,个数比为2∶2∶1,侧链含有2种氢原子,个数比为6∶1,符合要求的Y的结构简式为 (6)要合成有机物需先合成CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH,若要合成CH2===C(CH3)COOCH2CH2
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OH,可由甲基丙烯酸与乙二醇发生酯化反应得到,而甲基丙烯酸可由甲基丙烯醛氧化得到,而丙醛和甲醛在碱性环境下发生反应生成甲基丙烯醛,由此可得合成路线。
答案:(1)甲醛 (2)缩聚反应
(6)
5.A(C3H6)是基本有机化工原料。由A制备聚合物C和的合成路线(部分反应条件略去)如图所示。
已知:;
R—C≡NR—COOH
回答下列问题:
(1)A的名称是_____________,B含有的官能团的名称是______________(写名称)。
(2)C的结构简式为________________,D→E的反应类型为________________。
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(3)E→F的化学方程式为________________。
(4)中最多有______个原子共平面,发生缩聚反应生成有机物的结构简式为________________。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的共有_____
___________种;其中核磁共振氢谱为3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1的是________________________(写结构简式)。
(6)结合题给信息,以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸,设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例:
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
【解析】(1)A的名称是丙烯,由B加聚后的产物可知,B的结构简式为,含有的官能团名称是碳碳双键和酯基。
(2)C是聚合物水解的产物,C的结构简式为,A在高温条件下和氯气发生取代反应生成一氯丙烯D,D在碱性条件下发生水解反应生成E。
(3)根据信息可知E→F的化学方程式为+。
(4)的10个原子都可能共平面。
发生缩聚反应生成有机物的结构简式为。
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的,必须含有碳碳双键、酯基、醛基,所以一定是甲酸某酯,甲酸的结构只有一种,烃基的结构为
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时,碳碳双键的位置有3种;为时,双键的位置有3种;为时,双键的位置有2种,所以共有8种;其中核磁共振氢谱为3组峰,且峰面积之比为6∶1∶1的是。
(6)合成路线流程图为CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH。
答案:(1)丙烯 碳碳双键、酯基
(2) 取代反应(或水解反应)
(3)+
(4)10
(5)8
(6)CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH
6.有机物I(分子式为C19H20O4)属于芳香酯类物质,是一种调香剂,其合成路线如图:
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已知:①A属于脂肪烃,核磁共振氢谱显示有2组峰,面积比为3∶1,其蒸气在标准状况下密度为2.5 g·L-1;D分子式为C4H8O3;E分子式为C4H6O2,能使溴水褪色。
其中R1和R2均为烃基。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________;分子中共平面的原子至少有________
________个。
(2)D中官能团的名称是__________________________________________。
(3)反应④的化学方程式为________________________________________。
(4)E的同系物K比E多一个碳原子,K有多种链状同分异构体,其中能发生银镜反应且能水解的有______种。
(5)反应①~⑦属于取代反应的是______(填序号)。
(6)反应⑦的化学方程式为________________________________________。
【解析】A属于脂肪烃,核磁共振氢谱显示有2组峰,面积比为3∶1,其蒸气在标准状况下密度为2.5 g·L-1,可知A为C4H8,结构简式为,A分子中由于存在碳碳双键,至少有6个原子共平面;A与溴的CCl4
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溶液反应生成B(),B水解生成C(),C被KMnO4氧化为D(),
D中含有的官能团有羟基和羧基;E分子式为C4H6O2,能使溴水褪色,可知D
发生了消去反应,生成了E(),根据已知信息③可知F为
,G为,H为,F与H发生酯化反应生成I,I为二元酯。E的同系物K比E多一个碳原子,K有多种链状同分异构体,其中能发生银镜反应且能水解的同分异构体含有甲酸酯和碳碳双键,有8种;反应①~⑦属于取代反应的是②⑤⑥⑦。
答案:(1) 6
(2)羟基、羧基
(3)+H2O
(4)8 (5)②⑤⑥⑦
(6)+2
+2H2O
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