有机物的结构与性质 有机反应类型
【题型方法技巧】
1.常见官能团的结构与性质
物质 官能团 主要化学性质
烷烃 —
①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性 KMnO4 溶液褪色;
③高温分解
不饱
和烃
(碳碳双键)
—C≡C—
(碳碳三键)
①与 X2(X 代表卤素,下同)、H2、HX、H2O 发生加成反应;②
加聚反应;③易被氧化,可使酸性 KMnO4 溶液褪色
苯及其
同系物
—
①取代反应,如硝化反应、卤代反应(加催化剂);②与 H2 发
生加成反应;③苯的同系物侧链上与苯环相连的碳原子上有
氢原子时能使酸性 KMnO4 溶液褪色
卤代烃
—X
(X 表示 Cl、Br 等)
①与 NaOH 溶液共热发生取代反应;②与 NaOH 醇溶液共热
发生消去反应
醇
—OH
(羟基)
①与活泼金属 Na 等反应产生 H2;②消去反应,分子内脱水
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(取代反应)
醚
(醚键)
如环氧乙烷在酸催化加热条件下与水反应生成乙二醇
酚 —OH(羟基)
①弱酸性(不能使石蕊试液褪色);②遇浓溴水生成白色沉淀;
③显色反应(遇 FeCl3 溶液呈紫色);④易氧化(无色的苯酚晶
体易被空气中的氧气氧化为粉红色)
醛
(醛基)
①与 H2 加成生成醇;②被氧化剂,如 O2、银氨溶液、新制
Cu(OH)2 悬浊液等氧化酮
(羰基) 易发生还原反应( 在催化剂加热条件下还原为 )
羧酸
(羧基)
①酸的通性;②酯化(取代)反应
酯
(酯基)
发生水解反应,酸性条件下生成羧酸和醇(或酚)
硝基
化合物
—NO2(硝基)
在酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:
2.有机反应类型的判断与化学方程式的书写
反应类型 重要的有机反应
烷烃、烯烃的卤代:CH4+Cl2 ― ― →光照
CH3Cl+HCl、CH2===CH—CH3+Cl2
― ― →光照
CH2==CH—CH2Cl+HCl
卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOH ― ― →水
△ CH3CH2OH+NaBr
酯化反应: +C2H5OH浓硫酸
△ +H2O
二肽水解: +H2O―→
糖类的水解:
C12H22O11+H2O ― ― →稀硫酸
C6H12O6+C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
取代反应
苯环上的卤代:
苯环上的硝化: +HO—NO2 ― ― →浓硫酸
△ +H2O
烯烃的加成:CH3—CH==CH2+HCl ― ― →催化剂
加成
反应 苯环的加成:醛的加成:CH3CHO+H2 ― ― →催化剂
△ CH3CH2OH
醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OH ― ― →浓硫酸
170 ℃ CH2==CH2↑+H2O
消去
反应 卤代烃脱 HX 生成烯烃:CH3CH2Br+NaOH ― ― →乙醇
△ CH2==CH2↑+NaBr+
H2O
单烯烃的加聚:
nCH2==CH2 ― ― →催化剂
加聚
反应
共轭二烯烃的加聚:
异戊二烯 聚异戊二烯(天然橡胶)
二元醇与二元酸之间的缩聚:
+ nHOCH2CH2OH催化剂
+
(2n-1)H2O
羟基酸之间的缩聚:
― ― →一定条件
+(n-1)H2O
氨基酸之间的缩聚:
nH2NCH2COOH+ ―→ +(2n-
1)H2O
缩聚
反应
苯酚与 HCHO 的缩聚:n +nHCHO ― ― →H+
+(n-
1)H2O
醇羟基的催化氧化:
2CH3CH2OH+O2 ― ― →Cu 或 Ag
△ 2CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH ― ― →△
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
氧化
反应
醛基与新制氢氧化铜悬浊液的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH ― ― →△
3H2O+CH3COONa+Cu2O↓
醛基加氢:CH3CHO+H2 ― ― →催化剂
△ CH3CH2OH还原
反应 硝基还原为氨基:
判断有机反应中 H2、NaOH、Br2 用量多少的方法
有机物分子中的 、—C≡C—、 、—CHO、 (羰基)都能在一定条
件下与 H2 发生加成反应,当这些官能团的物质的量相等时,消耗 H2 的物质的量之比为
1∶2∶3∶1∶1。特别注意—COOH、—COOR(酯基)中的 C==O 键通常不能与 H2 发生加成反
应。
(2)能与 NaOH 溶液反应的有机物及其用量比例(设有机物分子官能团个数为 1)
①卤代烃:1∶1;②酚羟基:1∶1;③羧基:1∶1,④普通酯:1∶1;⑤酚酯:1∶2。
(3)Br2 用量的判断
①烷烃:光照下 1 mol Br2 可取代 1 mol 氢原子;
②苯:FeBr3 催化下 1 mol Br2 可取代 1 mol 氢原子;
③酚类:1 mol Br2 可取代与—OH 所连碳原子处于邻、对位碳原子上的 1 mol H 原子;
④ :1 mol 碳碳双键可与 1 mol Br2 发生加成反应;
⑤—C≡C—:1 mol 碳碳三键可与 2 mol Br2 发生加成反应。
【高考真题再现】
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)(2018·高考全国卷Ⅰ,T11D) 反应生成 1 mol C5H12 至少需要 2 mol H2。( )
(2)(2018·高考全国卷Ⅲ,T9C)苯乙烯与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯。( )
(3)(2017·高考全国卷Ⅱ,T10A)将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明,
说明生成的 1,2二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳。( )
(4)(2017·高考全国卷Ⅱ,T10D)甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试
纸变红,说明生成的氯甲烷具有酸性。( )
(5)(2017·高考全国卷Ⅲ,T8C)环己烷与苯可用酸性 KMnO4 溶液鉴别。( )
(6)(2017·高考全国卷Ⅱ,T10B)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,则乙醇分子
中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。( )
(7)(2017·高考全国卷Ⅱ,T10C)用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,则乙酸的酸性小
于碳酸的酸性。( )
(8)(2017·高考江苏卷) 均能与新制的 Cu(OH)2 反应生成红色沉淀。
( )答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
2.填空题
(1)(2018·高考天津卷) 中官能团的名称为__________________。
(2)(2018·高考江苏卷) 中的官能团名称为__________________(写两种)。
(3)[2017· 高 考 全 国 卷 Ⅲ , T36(2)] ―→ 的 反 应 试 剂 和 反 应 条 件 分 别 是
____________________,该反应的类型是____________。
(4)[2018·高考全国卷Ⅱ,T36(5)改编]
+NaOH―→_____________________________。
(5)(2018·高考天津卷改编) +C2H5OH浓硫酸
△ ___________________。
(6)(2017· 高 考 北 京 卷 改 编 )2C2H5OH + O2 ― ― →Cu 或 Ag
△ ____________ , 2CH3CHO + O2
― ― →催化剂
△ ____________,CH3COOH+C2H5OH浓 H 2SO4
△ _______________________。
答案:(1)碳碳双键、酯基
(2)碳碳双键、羰基
(3)浓 HNO3/浓 H2SO4、加热 取代反应
(4) +CH3COONa
(5) +H2O
(6)2CH3CHO+2H2O 2CH3COOH CH3COOC2H5+H2O
3.(2019·高考天津卷)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)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(3+2)环加成反应:CH3C≡C—E1+E2—CH==CH2 ― ― →膦催化剂
(E1、E2 可以是
—COR 或—COOR)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)C→D 的反应类型为____________。
(3)D→E 的化学方程式为___________________________________________,除 E 外该反
应另一产物的系统命名为____________。
解析:(1)由茅苍术醇的结构简式可知,其分子式为 C15H26O,所含官能团的名称为碳碳双
键、羟基。分子中有如图所示 3 个手性碳原子。
(2)C→D 为 C 中碳碳双键与 H2 的加成反应或还原反应。
(3)D→E 为酯和醇的酯交换反应,化学方程式为
。
答案:(1)C15H26O 碳碳双键、羟基 3
(2)加成反应(或还原反应)
(3) 2甲基2丙醇(或 2甲基丙
2醇)
【题组模拟演练】
题组一 有机物的结构与性质
1.(2018·高考江苏卷改编)化合物 Y 能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物 X 与 2
甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物 X、Y 的说法正确的是( )A.X 分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y 与 Br2 的加成产物分子中不含手性碳原子
C.X、Y 均不能使酸性 KMnO4 溶液褪色
D.X→Y 的反应为取代反应
解析:选 D。羟基上的 O 原子一定与苯环共平面,但是羟基上的 H 原子不一定与苯环共
平面,A 项错误;Y 与 Br2 加成后的产物中,与甲基相连的碳原子为手性碳原子,B 项错误;
X 中的酚羟基、Y 中的碳碳双键均可以被酸性 KMnO4 溶液氧化,从而使 KMnO4 溶液颜色褪
去,C 项错误;X 生成 Y 的另一产物为 HCl,该反应可以理解成 取代了 X 中酚羟
基上的 H 原子,D 项正确。
2.下列关于 的表述不正确的是( )
A.该物质能发生缩聚反应
B.该物质有 7 种不同化学环境的氢原子
C.该物质遇 FeCl3 溶液显色,1 mol 该物质最多能与含 1 mol Br2 的溴水发生取代反应
D.1 mol 该物质最多消耗 Na、NaOH、NaHCO3 的物质的量之比为 2∶2∶1
解析:选 B。该物质含有氨基、羟基、羧基等多种官能团,因此可以发生缩聚反应,A 项
正确;该物质有 8 种不同化学环境的氢原子,B 项错误;该物质含有酚羟基,所以遇 FeCl3 溶
液显色,由于在苯环上羟基邻、对位只有一个 H 原子,所以 1 mol 该物质最多能与含 1 mol Br2
的溴水发生取代反应,C 项正确;羧基、酚羟基都可以与 Na、NaOH 发生反应,只有羧基可
以与 NaHCO3 发生反应,在该物质的一个分子中含有一个酚羟基、一个羧基,所以 1 mol 该物
质最多消耗 Na、NaOH、NaHCO3 的物质的量之比为 2∶2∶1,D 项正确。
题组二 有机反应类型与化学方程式的书写
3.某“化学鸡尾酒”通过模拟臭虫散发的聚集信息素可高效诱捕臭虫,其中一种组分 T
可通过下列反应路线合成(部分反应条件略)。
(1)A→B 的反应类型为____________;B→D 的反应类型为____________。
(2)D→E 的反应类型为____________;G→J 的反应类型为____________。
(3)D→E 的化学方程式为__________________________________________________。
(4)E→G 的化学方程式为①________________________________________________,
②______________________________________________________________________。解析:(1)在光照条件下,丙烯与 Br2 发生取代反应,根据 B、D 分子结构简式的变化可知,
B→D 是 B 与 Br2 发生了加成反应。
(2)D→E 不管是从反应条件,还是物质结构简式的前后变化看都是发生消去反应;E 经过
卤代烃的水解,得到醇,又被氧化为醛 G,G 转变为 J 是炔基氢的取代反应。
(3)卤代烃 D 在 NaOH 的醇溶液中发生消去反应生成 E,则 D→E 的化学方程式为
CH2BrCHBrCH2Br+2NaOH ― ― →乙醇
△ HC≡CCH2Br+2NaBr+2H2O。
(4)E 为 HC≡CCH2Br,发生水解反应,羟基取代—Br 生成醇,醇再发生氧化反应生成醛,
G 为 HC≡CCHO。
答案:(1)取代反应 加成反应
(2)消去反应 取代反应
(3)CH2BrCHBrCH2Br+2NaOH ― ― →乙醇
△ HC≡CCH2Br+2NaBr+2H2O
(4)①HC≡CCH2Br+NaOH ― ― →水
△ HC≡CCH2OH+NaBr
②2HC≡CCH2OH+O2 ― ― →Ag 或 Cu
△ 2HC≡CCHO+2H2O
4.一种常见聚酯类高分子材料的合成流程如下:
请写出各步反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________;
⑥________________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________________。
答案:① 同分异构体
【题型方法技巧】
1.有机物的类别异构
组成通式 可能的类别 典型实例
CnH2n(n≥3) 烯烃、环烷烃
CH2===CHCH3 与
CnH2n-2(n≥4) 炔烃、二烯烃、环烯烃 CH≡C—CH2CH3、CH2==CHCH==CH2 与
CnH2n+2O(n≥2) 饱和一元醇、醚 C2H5OH 与 CH3OCH3
CnH2nO(n≥3) 醛、酮、烯醇、环醚、环醇
CH3CH2CHO、CH3COCH3、
CH2==CHCH2OH、
与
CnH2nO2
(n≥3)
羧酸、酯、羟基醛、羟基酮
CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、
HO—CH2—CH2—CHO 与
CnH2n-6O
(n≥7)
酚、芳香醇、芳香醚CnH2n+1NO2
(n≥2)
硝基烷、氨基酸 CH3—CH2—NO2 与 H2N—CH2—COOH
Cn(H2O)m 单糖或二糖
葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖
(C12H22O11)
2.常见限制条件与结构关系总结
3.限定条件下同分异构体的书写技巧
(1)确定碎片
明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成情况怎么样。解读限制条件,从性质联
想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可是烃基(尤其是官能团之外的饱
和碳原子)。
(2)组装分子
要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征。几何特征指所组装的分子是空间结
构还是平面结构,有无对称性。化学特征包括等效氢。
4.含苯环同分异构体数目的确定技巧
(1)若苯环上连有 2 个取代基,其结构有邻、间、对 3 种。
(2)若苯环上连有 3 个相同的取代基,其结构有 3 种。
(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3 个取代基,其结构有 6 种。
(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3 个不同的取代基,其结构有 10 种。
【高考真题再现】
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)(2018·高考全国卷Ⅰ,T11A)螺[2.2]戊烷( )与环戊烯互为同分异构体。( )
(2)(2017·高考全国卷Ⅰ,T9A) 的同分异构体只有 和 两种。( )
(3)(2017·高考全国卷Ⅲ,T8B)淀粉和纤维素互为同分异构体。( )(4)(2018·高考全国卷Ⅰ,T11B)螺[2.2]戊烷( )二氯代物超过两种。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.填空题
(1)[2018·高考全国卷Ⅱ,T36(6)]F 是 B[ ]的同分异构体。7.30 g 的 F 与足量饱和
碳酸氢钠反应可释放出 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____________。
(2)[2017·高考全国卷Ⅱ,T36(6)]L 是 D( )的同分异构体,可与 FeCl3 溶液发
生显色反应,1 mol 的 L 可与 2 mol 的 Na2CO3 反应,L 共有________种。
(3)[2017·高考全国卷Ⅲ,T36(5)]H 是 G( )的同分异构体,其苯环上的取代
基与 G 的相同但位置不同,则 H 可能的结构有______种。
(4)[2018·高考全国卷Ⅰ,T36(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): ____________。
(5)[2018·高考全国卷Ⅲ,T36(7)]X 与 D(CH3CH2OOCCH2—C≡CH)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:______________________________。
(6)[2017·高考全国卷Ⅰ,T36(5)]芳香化合物 X 是 F( )的同分异构体,X
能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2,其核磁共振氢谱显示有 4 种不同化学环境的氢,峰面积
比为 6∶2∶1∶1,写出 2 种符合要求的 X 的结构简式:_______________________。
答案:(1)9 (2)6 (3)9
(4)
(5)CH3COOCH2C ≡ CCH3 、 CH3CH2COOC ≡ CCH3 、 CH3COOC ≡ CCH2CH3 、 CH3C ≡
CCOOCH2CH3、CH3C≡CCH2COOCH3、CH3CH2C≡CCOOCH3(任写 3 种)
(6) (任写2 种)
【题组模拟演练】
1.(2019·试题调研)(1)抗结肠炎药物有效成分的结构简式为 ,它的同分
异构体中,符合下列条件的有________种。
①与 FeCl3 溶液发生显色反应
②分子中甲基与苯环直接相连
③苯环上共有三个取代基
(2)写出符合下列要求的 的同分异构体的结构简式:___________。
①苯环上只有两个取代基
②能使溴的 CCl4 溶液褪色,且在酸性条件下能发生水解反应
③核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比为 1∶1∶2∶2∶2
(3)CH2===CHCH2Br 的一种同分异构体的核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢原
子,且峰面积之比为 4∶1,结构简式为____________。
解析:(1)与 FeCl3 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;分子中甲基与苯环直接相连,苯
环上共有三个取代基,则三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基。如果硝基和甲基处于邻位,
有 4 种结构;如果硝基和甲基处于间位,有 4 种结构;如果硝基和甲基处于对位,有 2 种结
构,所以符合条件的同分异构体有 10 种。(2)能使溴的 CCl4 溶液褪色,说明含有碳碳双键,
在酸性条件下能发生水解反应,说明含有酯基,因此符合核磁共振氢谱显示吸收峰面积之比
为 1∶1∶2∶2∶2、苯环上只有两个取代基的有机物的结构简式为 。(3)
核磁共振氢谱显示有两种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为 4∶1,说明其结构高度对
称,结构简式为 。
答案:(1)10 (2) (3)
2.(经典题)(1)与 CH2==CHOC2H5 具有完全相同的官能团的同分异构体有________种(考
虑顺反异构),写出所有可能的结构简式:__________________________。
(2)分子式为 C8H10O 且与 互为同系物的同分异构体有________种。
(3)写出满足下列条件的龙胆酸乙酯( )的同分异构体的结构简式:____________________。
①能发生银镜反应,与 FeCl3 溶液不发生显色反应但其水解产物之一能与 FeCl3 溶液发生
显色反应
②核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为 6∶2∶1∶1
解析:(1)与 CH2==CHOC2H5 具有完全相同的官能团,即含有碳碳双键和醚键,只有碳骨
架 异 构 和 顺 反 异 构 , 共 4 种 , 结 构 简 式 分 别 为 CH2==CHCH2OCH3 、 、
、 。(2)分子式为 C8H10O 且与 互为同系物的同分异构体,即含
有酚羟基,若苯环上连有—OH、—CH2CH3,则有邻、间、对 3 种位置关系,若苯环上连有
—OH、—CH3、—CH3,2 个甲基处于邻位时,—OH 有 2 种位置关系,2 个甲基处于间位时,
—OH 有 3 种位置关系,2 个甲基处于对位时,—OH 有 1 种位置关系,所以共有 9 种同分异
构体。(3)能发生银镜反应,则含有醛基,与FeCl3 溶液不发生显色反应但其水解产物之一能与
FeCl3 溶液发生显色反应,说明该有机物分子中不含酚羟基,但是其水解产物中含有酚羟基,
说明该有机物含有 结构;核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6∶2∶1∶1,
说明该有机物分子中含有 4 种等效氢原子,则该有机物具有对称结构,结合龙胆酸乙酯的结
构简式可知,满足条件的同分异构体有 、 。
答案:(1)4 CH2==CHCH2OCH3、 、 、 (2)9
(3)
有机合成与推断
【题型方法技巧】
一、有机合成
1.官能团的转变
(1)官能团的引入(或转化)引入的官能团 引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代;
②不饱和烃与 HX、X2 的加成;
③醇与氢卤酸(HX)反应
羟基
①烯烃与水加成;
②醛、酮与氢气加成;
③卤代烃在碱性条件下水解;
④酯的水解;
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成;
③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化;
②连在同一个碳原子上的两个羟基脱水;
③含碳碳三键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化;
②酯、肽、蛋白质的水解
(2)官能团的消除
①消除双键或三键:加成反应。
②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
③消除醛基:加成或还原和氧化反应。
④消除酯基、肽键、卤素原子:水解反应。
(3)官能团的保护
被保护的官能团 被保护的官能团的性质 保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
①用 NaOH 溶液先转化为酚钠,后酸化
重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘
酸酸化重新转化为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
先用盐酸转化为盐,后用 NaOH 溶液重
新转化为氨基碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、
臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾
溶液氧化
用氯化氢先通过加成反应转化为氯代物,
待氧化后再用 NaOH 醇溶液通过消去反
应重新转化为碳碳双键
醛基
易被氧气、银氨溶液、新制
Cu(OH)2 悬浊液氧化
乙醇(或乙二醇)加成保护,后酸化重新转
化为醛:
2.增长碳链或缩短碳链的方法
被保护的官能团 被保护的官能团的性质 保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
①用 NaOH 溶液先转化为酚钠,后酸化
重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘
酸酸化重新转化为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
先用盐酸转化为盐,后用 NaOH 溶液重
新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、
臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾
溶液氧化
用氯化氢先通过加成反应转化为氯代物,
待氧化后再用 NaOH 醇溶液通过消去反
应重新转化为碳碳双键
醛基
易被氧气、银氨溶液、新制
Cu(OH)2 悬浊液氧化
乙醇(或乙二醇)加成保护,后酸化重新转
化为醛:
2.增长碳链或缩短碳链的方法
举例
2CH≡CH―→CH2===CH—C≡CH
增长碳链
2R—Cl ― ― →Na
R—R+2NaClCH3CHO ― ― →CH3CH2M gBr
H+/H2O
R—Cl ― ― →HCN
R—CN ― ― →H+
H2O R—COOH
CH3CHO ― ― →HCN
― ― →H+
H2O
2CH3CHO ― ― →NaOH 稀溶液
nCH2===CH2 ― ― →催化剂
;
nCH2==CH—CH==CH2 ― ― →催化剂
+(n-1)H2O
+NaOH ― ― →CaO
△ RH+Na2CO3缩短碳链
R1—CH==CH—R2 ― ― →O3
Zn/H2O R1CHO+R2CHO
3.常见有机物转化应用举例
(1)
(2)
(3)(4)
4.有机合成路线设计的几种常见类型
根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计
分为
(1)以熟悉官能团的转化为主型
例如:请设计以 CH2==CHCH3 为主要原料(无机试剂任选)制备 CH3CH(OH)COOH 的合成
路线流程图(须注明反应条件)。
(2)以分子碳骨架变化为主型
例如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯( )的合成路线流
程图(须注明反应条件)。
提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr
(3)陌生官能团兼有碳骨架显著变化型(多为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。例如:
二、有机推断
一般可采用顺推法、逆推法、多种方法结合推断,顺藤摸瓜,问题就可迎刃而解。其解
题思路为
1.根据反应条件确定可能的官能团及反应
反应条件 可能的官能团及反应
浓硫酸/△
①醇的消去(含有醇羟基)
②酯化反应(含有羟基或羧基)
稀硫酸/△
①酯的水解(含有酯基)
②二糖、多糖的水解
NaOH 溶液/△
①卤代烃的水解(含有—X)
②酯的水解(含有酯基)
NaOH 醇溶液/△ 卤代烃的消去(含有—X)
H2/催化剂 加成或还原含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、羰基
O2/Cu、加热 醇羟基氧化[含有—CH(OH)—、—CH2OH]
Cl2(Br2)/Fe 苯环上的取代反应
Cl2(Br2)/光照 烷烃或苯环上烷烃基的取代反应
2.根据反应物性质确定可能的官能团或物质
反应物性质 可能的官能团或物质
与 NaHCO3 溶液反应 —COOH
与 Na2CO3 溶液反应 —COOH、酚羟基
与 Na 反应 —COOH、—OH
与银氨溶液反应产生银镜 —CHO
与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应产生红色沉淀 —CHO
使溴水褪色 、—C≡C—、—CHO
加溴水产生白色沉淀、遇 Fe3+发生显色反应 酚羟基
使酸性 KMnO4 溶液褪色
、—C≡C—、—OH、—CHO、苯的
同系物(侧链上与苯环相连的碳原子上有氢原
子)A ― ― →氧化
B ― ― →氧化
C A 是醇(含有—CH2OH)或乙烯
3.以特征产物为突破口推断碳骨架和官能团的位置
(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)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳骨架。有机物取代产物越少或相同环境的氢
原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想
到该有机物碳骨架的对称性而快速解题。
(4)由加氢后的碳骨架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,可确定该有机物中含羟基和羧基;根据
酯的结构,可确定—OH 与—COOH 的相对位置。
4.根据关键数据推断官能团的数目
(1)—CHO{ ― ― →2[Ag(NH3)2]+
△ 2Ag
― ― →2Cu(OH)2
△ Cu2O
(2)2—OH(醇、酚、羧酸) ― ― →2Na
H2
(3)2—COOH ― ― →Na2CO3
CO2,—COOH ― ― →NaHCO3
CO2
(4)
(5)RCH2OH ― ― →CH3C OOH
酯化 CH3COOCH2R
(Mr) (Mr+42)
5.根据新信息类推
高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯 αH 被取代的反应:CH3—CH==CH2+Cl2 ― ― →△
Cl—CH2—CH==CH2+HCl。
(2)共轭二烯烃的 1,4加成反应:
①CH2==CH—CH==CH2+Br2―→ ;
② 。
(3)烯烃被 O3 氧化:R—CH==CH2 ― ― →①O3
②Zn R—CHO+HCHO。(4)苯环侧链的烃基被酸性 KMnO4 溶液氧化:
。
(5)苯环上硝基被还原: 。
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN 水解得—COOH):
③ (作用:制备胺);
④ (作用:制半缩醛)。
(7)羟醛缩合: ― ― →催化剂
。
(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
。
(9)羧酸分子中的 αH 被取代的反应:
。
(10)羧酸用 LiAlH4 还原时,可生成相应的醇:RCOOH ― ― →LiAlH4
RCH2OH。
(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。
【高考真题再现】
1.(2019·高考全国卷Ⅰ,T36,15 分)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(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线:
____________________________________________________________(无机试剂任选)。
解析:A 为醇,高锰酸钾氧化 A 生成酮(B);B 与甲醛在碱溶液中发生加成反应生成 C,C
与酸性高锰酸钾反应生成 D( ),观察 E 的结构简式知,D 与乙醇在浓硫酸、加热
条件下反应生成 E,E 在一定条件下引入丙基生成 F,F 水解并酸化生成 G。结合 E、G 的结
构简式可知,F 为 。
(1)A 中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子定义,B 中—CH2—上没有手性碳,
上没有手性碳,故 B 分子中只有 2 个手性碳原子。(3)B 的同分异构体能发生银镜反应,说明
含有醛基,所以可以看成环己烷分子中 2 个氢原子分别被甲基、醛基取代,或一个氢原子被
—CH2CHO 取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇 /浓硫酸、加热。(5)反应⑤中,
CH3CH2CH2Br 与 E 发生取代反应。(6)F 在碱溶液中水解生成羧酸盐,再酸化得到 G。
答案:(1)羟基 (2)
(3) (任写 3 个)
(4)C2H5OH/浓 H2SO4、加热
(5)取代反应
(6) (7)C6H5CH3 ― ― →Br2
光照 C6H5CH2Br
2.(2019·高考全国卷Ⅱ,T36,15 分)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 H2O 的总质量为 765 g,则 G 的 n 值理论上应等于________。
解析:(1)因 A 的分子式是 C3H6,且为烯烃,故其结构简式为CH3CH==CH2,名称是丙烯。
结合 B 的分子式、C 的分子式和 D 的结构简式可知,B 为 CH2==CHCH2Cl,C 为 或
,故C 中所含官能团为氯原子和羟基。(2)由 B 生成 C 的反应是 CH2==CHCH2Cl 与
HOCl 发生的加成反应。(4)由已知信息①可知,E 为 。(5)能发生银镜反应说明含醛基;
核磁共振氢谱中三组峰的峰面积之比为 3∶2∶1,说明含1 个甲基,故符合条件的同分异构体
为 。 (6)D 与 F 生 成 G 的 化 学 方 程 式 为 (2 + n) + (1 + n)
+(2+n)NaOH―→
+(2+n)NaCl+(2+n)H2O,生成1 mol G 同时生成(2+n) mol NaCl 和 H2O,即(2+n) mol=765
g/(58.5 g·mol-1+18 g·mol-1),解得 n=8。
答案:(1)丙烯 氯原子 羟基
(2)加成反应
(3)
(4)
(5)
(6)83.(2019·高考全国卷Ⅲ,T36,15 分)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产率的影响如表:
实验 碱 溶剂 催化剂 产率/%
1 KOH DMF Pd(OAc)2 22.3
2 K2CO3 DMF Pd(OAc)2 10.5
3 Et3N DMF Pd(OAc)2 12.4
4 六氢吡啶 DMF Pd(OAc)2 31.2
5 六氢吡啶 DMA Pd(OAc)2 38.6
6 六氢吡啶 NMP Pd(OAc)2 24.5
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 H2。
(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)。
解析:(1)A 的结构简式为 ,其名称为间苯二酚或1,3苯二酚。(2)
中的官能团是碳碳双键和羧基。(3)由合成路线可知,反应③为取代反应。W 中含两个苯环、1
个碳碳双键,故 C 原子数为 2×6+2=14,含 4 个羟基,故含 4 个 O 原子,由苯环及碳碳双
键可知,W 分子的不饱和度为 4×2+1=9,故W 分子中 H 原子数为 2×14+2-2×9=12,W
的分子式为 C14H12O4。(4)由表格中的信息可知,实验 1、2、3、4 中的溶剂和催化剂相同,碱
不同,产率不同;实验 4、5、6 中碱和催化剂相同,溶剂不同,产率不同,故该实验探究了
不同碱和不同溶剂对反应产率的影响;因 6 个实验的催化剂相同,故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。(5)D 为 ,其同分异构体X 为 1 mol 时,与足量Na
反应生成 2 g H2,则 X 中含 2 个羟基,由 X 中不同化学环境的氢原子的个数比可知,2 个羟
基 在 苯 环 上 处 于 对 称 位 置 , 且 X 中 含 有 2 个 甲 基 , 故 符 合 条 件 的 X 的 结 构 简 式 为
。
答案:(1)间苯二酚(或 1,3苯二酚)
(2)羧基、碳碳双键
(3)取代反应 C14H12O4
(4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等)
(5)
(6)
【题组模拟演练】
1.4(2羧基苄氧基)苯乙酸是第三代强效、安全抗过敏药物盐酸奥洛他定的重要中间体,
合成路线图如下:
(1)烃 A(M=28 g·mol-1)的分子式为________。
(2)C2H2O2 的结构式为________,C2H2O3 所含官能团的名称是________。
(3) 与 一步合成产物的化学反应方程式是__________________________,其
反应类型为________。
(4) 的分子式为________。符合下列条件的 的同分异构体的结构简式
为________。
①遇 FeCl3 溶液显紫色;
②酸性条件下水解得到有机物 C6H6O2 和 C2H4O2;
③核磁共振氢谱显示有 4 个峰,峰面积之比为 1∶2∶2∶3。(5)利用 OHCCOCOOH、苯酚合成 ,写出合成路线流程图。
解析:(2)由分子组成及 结构知 C2H2O2 的结构简式为 OHCCHO,C2H2O2 被氧
化得到 OHCCOOH,官能团为醛基、羧基。(3)由两种反应物及生成物结构简式知,两种反应
物反应时只得到一种产物,相当于加成反应。(4)由①知同分异构体中含有苯环且苯环上直接
连接—OH,由②知同分异构体可看作是由乙酸与C6H6O2 发生酯化反应生成的,结合③中信息
知,相应物质的结构简式为 。(5)由流程图中 C2H2O3 与苯酚在碱性条件
下的反应类推 OHCCOCOOH 与苯酚反应得到 ,再催化加氢得到
,该物质再与 NaHSO3 反应即可得到目标产物。
答案:(1)C2H4 (2) 醛基、羧基
(3) 加成反应
(4)C8H6O4Na2
(5)
2.(2019·试题调研)E 是一种环保型塑料,其合成路线如图所示:
已知:a. ;
b. 。
(R1、R2、R3、R 为烃基)
请回答下列问题:
(1)A 中官能团的名称是________,检验该官能团的试剂有________________(任写一种)。(2)反应①的化学方程式是__________________,其反应类型为____________,在反应①
中,还可以得到另一种分子式为 C10H16 的化合物,其结构简式为____________________。
(3)已知 的系统命名为 2丁酮酸,则 C 的系统命名应为________________。
(4)写出反应④的化学方程式:_____________________________________________。
(5)C 的同分异构体 X 满足下列条件:①常温下,与碳酸钠溶液反应放出气体;②能发生
银镜反应。则符合条件的 X 共有________种。其中核磁共振氢谱共有四组峰且峰面积之比为
1∶1∶2∶2 的 X 的结构简式为____________。
(6) 参 照 E 的 合 成 路 线 , 设 计 一 条 由 4 甲 基 3 戊 酮 酸 和 甲 醇 为 起 始 原 料 制 备
的合成路线:_______________________________(无机试剂任选)。
解析:(1)根据有机物 A 的结构简式可知,A 中官能团为碳碳双键;碳碳双键能与溴发生
加成反应,使溴水或溴的 CCl4 溶液褪色。(2)根据已知信息 a 可知, 与
CH≡C—CH(CH3)2 发 生 加 成 反 应 , 可 能 为 反 应 一 +CH≡C—CH(CH3)2
― ― →一定条件
; 也 可 能 为 反 应 二 + CH≡C—CH(CH3)2
― ― →一定条件
。根据反应④为缩聚反应逆推出 D 为 ,根
据 反 应 ③ 为 加 成 反 应 , 结 合 已 知 信 息 b , 可 推 断 C 为 CH3COCH2COOH , B 为
,故①发生的反应为反应一,还可以得到另一种分子式为C10H16 的化合物
为 。(3) 的名称为 2丁酮酸,说明从羧基碳原子开始编号,
确定酮羰基的位置,则CH3COCH2COOH 的系统命名应为 3丁酮酸。(4)CH3CH(OH)CH2COOH
在 催 化 剂 作 用 下 发 生 缩 聚 反 应 生 成 高 分 子 :
。(5)与 CH3COCH2COOH 互为同分异构体的 X 在
常温下与碳酸钠溶液反应放出气体,则含有羧基;能发生银镜反应,则含有醛基,因此符合
条件的有机物有 OHC—CH2CH2COOH 和 OHC—CH(CH3)COOH,共 2 种;其中核磁共振氢谱共有四组峰且峰面积之比为 1∶1∶2∶2 的 X 的结构简式为 HOOCCH2CH2CHO。(6)要以 4甲
基3戊酮酸和甲醇为起始原料制备 ,首先要观察起始原料与目标产物在结构上
的区别,然后设计逆推合成路线:合成目标产物需要(CH3)2CHCH==CHCOOCH3 在一定条件下
发 生 加 聚 反 应 , (CH3)2CHCH==CHCOOCH3 的 官 能 团 是 碳 碳 双 键 、 酯 基 , 而 原 料
(CH3)2CHCOCH2COOH 的官能团是羰基、羧基,这时联想羧酸与醇发生酯化反应可生成酯,
因此合成(CH3)2CHCH==CHCOOCH3 就需要(CH3)2CHCH==CHCOOH 与甲醇发生酯化反应,接
下来要解决的问题是如何把羰基转化为碳碳双键,联想醇发生消去反应即可得到碳碳双键,
而羰基加氢还原可得到醇羟基。注意不能先酯化后消去,因为先酯化可能发生分子内的酯化
反应,产物不纯,且消去反应的条件是浓硫酸、加热,此时酯会水解。
答案:(1)碳碳双键 溴水(或溴的 CCl4 溶液,其他合理答案也可)
(2) +CH≡C—CH(CH3)2 ― ― →一定条件
加成反应
(3)3丁酮酸
(4)
(5)2 HOOCCH2CH2CHO
(6)
(CH3)2CH—CH==CHCOOH ― ― →CH3OH
浓硫酸, △ ― ― →一定条件
3.(新题预测)有机物 M 有抗菌作用,其合成路线如图所示:
已知: ;(1)M 的分子式是____________,A 的化学名称是____________。
(2)G 的结构简式是____________,F 中含氧官能团的名称是____________。
(3)由 A 生成 B 和由 G 生成 H 的反应类型分别是________、________。
(4)由 C 生成 D 的化学方程式是____________________________________________。
(5)E 的同分异构体中,符合下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基
②与 E 具有相同的官能团
③能发生银镜反应和水解反应
(6) 结 合 题 给 信 息 , 设 计 以 甲 苯 和 甲 醛 为 原 料 ( 其 他 无 机 试 剂 任 选 ) 制 备 化 合 物
的合成路线:___________________________________________________。
解析:由合成路线可知,A 为邻二甲苯,A 发生氧化反应生成 B,B 发生取代反应生成
C,由 C 生成 D 的条件及 D 的分子式、E 的结构简式和已知信息①可知,C 与试剂 a 发生酯
化反应生成 D,D 为 ,试剂 a 是甲醇;E 经碱性水解、酸化后生成 F,则 F 为
;F 与 I2 反应生成 G,结合已知信息②、G 的分子式和 M 的结构简式可知,G
为 ;由已知信息③可知,G 与试剂 b 发生消去反应生成 H,H 为 ,两分子 H
发生加成反应生成 M。
(1)M 是由两分子 H 加成而得的,故其分子式是C18H12O4,A 的化学名称是邻二甲苯或 1,
2二甲苯。(2)G 的结构简式是 ,F 的结构简式为 ,其含氧官能团的名
称是羧基。(3)由 A 生成 B 和由 G 生成 H 的反应类型分别是氧化反应、消去反应。(4)由 C 生
成 D 的化学方程式是 +CH3OH浓 H 2SO4
△ +H2O。(5)与 E 具有相同的官
能团,即碳碳双键和酯基,能发生银镜反应和水解反应,说明具有醛和酯的性质,又苯环上
含有两个取代基,若其中一个取代基为—CH2CH==CH2、—CH==CHCH3 或—C(CH3)==CH2,则另一个取代基为 ;若其中一个取代基为—CH==CH2 ,则另一个取代基为
;若其中一个取代基为—CH3 ,则另一个取代基为 或
。两个取代基在苯环上的排列方式有邻、间、对 3 种,故符合条件的同分异构
体共有 18 种。(6)以甲苯和甲醛为原料制备化合物 ,可采用逆推法。首先分析目
标产物,结合已知信息③发现要制备该产物需要先得到 ;而要用甲苯制备苯乙
烯还需要解决苯环上甲基变乙烯基的问题,结合已知信息①可知,需要将 与甲醛
在一定条件下反应制得 ;再根据所学芳香烃的卤代反应知识就可解决由原料
甲苯制备 的问题。
答案:(1)C18H12O4 邻二甲苯(或 1,2二甲苯)
(2) 羧基
(3)氧化反应 消去反应
(4) +H2O
(5)18
(6)
[专题针对训练]
1.美托洛尔可治疗各型高血压及做血管扩张剂,它的一种合成路线如下:
(1)A 的化学名称是________,B 的结构简式为________,美托洛尔中含氧官能团的名称
是________。
(2)A 合成 B 的反应中,加入 K2CO3 的作用可能是_______________________。
(3)B 合成 C 的反应类型是____________________。
(4)F 生成 G 的化学方程式为______________________________________。
(5)氯甲基环氧乙烷( )是合成有机化合物的重要原料,实验室检验卤代烃中氯原子的常用
试剂是__________________。
(6)芳香族化合物 M 是 F 的同分异构体,则符合下列条件的 M 共有________种(不含立体
异构)。
①苯环上只有 2 个取代基;②1 mol M 与足量 Na 充分反应能生成 1 mol H2;③能与 FeCl3
溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱为 5 组峰的同分异构体的结构简式为________________________。
解析:(1)根据 C 的碳架结构和碳原子守恒和转化条件可推出 A 为 ,
B 为 。
(2)A 和 B 的反应会产生 HCl,加入 K2CO3 可消耗 HCl,使反应更彻底。
(3)由 B 和 C 的结构简式可知 B 合成 C 为加成反应。
(4)F 生成 G 的反应为取代反应。
(5)取少量卤代烃于试管中,加 NaOH 溶液,充分振荡后静置(或加热)。待分层后,取上层
水溶液,加入另一支盛有稀硝酸的溶液中,然后加入几滴 AgNO3 溶液,产生白色沉淀,则说
明该卤代烃中含有氯原子。(6)芳香族化合物 M 是 F 的同分异构体,1 mol M 与足量 Na 充分反应能生成 1 mol H2,说
明 M 中含有 2 个羟基;M 能与 FeCl3 溶液发生显色反应,说明 M 中含有酚羟基,再结合 M
苯环上只有 2 个取代基,则其中一个取代基是—OH,另一个取代基可能是—CH2CH2CH2OH、
,每一种与—OH 均有 3 种位置关系(邻、
间 、 对 ) , 故 符 合 条 件 的 M 共 有 15 种 。 其 中 核 磁 共 振 氢 谱 为 5 组 峰 的 是
。
答案:(1)对羟基苯乙醛
醚键、羟基
(2)消耗反应生成的 HCl,使反应更彻底
(3)加成反应
(4)
(5)氢氧化钠水溶液、硝酸、硝酸银
(6)15
2.蜂胶是一种天然抗癌药,主要活性成分为咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物 I 的路线如下:
已知:① ;
②RCHO+HOOCCH2COOH ― ― →吡啶
△ RCH==CHCOOH;
③当羟基与双键碳原子相连时,易发生转化:RCH==CHOH―→RCH2CHO。
请回答下列问题:
(1)化合物 F 的名称是________;B→C 的反应类型是________。
(2)化合物 E 中含氧官能团的名称是________;G→H 的反应所需试剂和条件分别是
________、________。
(3)写出化合物 C 与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)化合物 W 与 E 互为同分异构体,两者所含官能团种类和数目完全相同,且苯环上只有
3 个取代基,则 W 可能的结构有________种(不考虑顺反异构),其中核磁共振氢谱显示有 6 种
不同化学环境的氢原子,且峰面积比为 2∶2∶1∶1∶1∶1,写出符合要求的 W 的结构简式:
________。
(5) 参 照 上 述 合 成 路 线 , 设 计 由 CH3CH==CH2 和 HOOCCH2COOH 为 原 料 制 备
CH3CH2CH===CHCOOH 的合成路线(无机试剂任选)。
解析:(1)化合物 F 的名称是苯乙烯;由已知①得 B 为 ,通过对化合物 B 和化合
物 C 的结构进行比较可知,化合物 B 中处于邻位的两个(酚)羟基被—OCH3 取代,故 B→C 的
反应类型是取代反应。(2)由化合物 I 逆推可知化合物 E 的结构简式为 ,含氧官
能团的名称为(酚)羟基和羧基;化合物 G 的结构简式为 ,变为化合物H
发生的是卤代烃的水解反应,需要在氢氧化钠溶液、加热条件下才能进行。(3)化合物 C 中含
有醛基,与新制的氢氧化铜悬浊液发生氧化反应,其化学方程式为 +2Cu(OH)2+
NaOH ― ― →△
+Cu2O↓+3H2O。(4)根据题意,化合物 W 中含有 1 个羧基、1 个
碳碳双键和 2 个(酚)羟基,同时要求苯环上只有 3 个取代基,则苯环上有 2 个(酚)羟基和 1 个—CH==CHCOOH 或 1 个 ,先在苯环上确定两个(酚)羟基的位置,有邻、间、对三种
位置,三种结构共有 6 种等效氢原子,再让—CH==CHCOOH 或 取代氢原子的位置,
共 12 种结构,其中有一种结构与化合物E 是相同的,故满足条件的化合物W 的结构有 11 种;
其 中 有 6 种 氢 原 子 , 且 峰 面 积 比 为 2∶2∶1∶1∶1∶1, 符 合 要 求 的 W 的 结 构 简 式 为
。(5)首先丙烯与 HBr 发生加成反应生成 1溴丙烷,
然后让 1溴丙烷在碱性条件下水解为 1丙醇,1丙醇通过催化氧化变为丙醛,最后在吡啶作用
下 加 热 丙 醛 与 HOOCCH2COOH 即 可 制 出 CH3CH2CH==CHCOOH , 合 成 路 线 如 下 :
CH3CH==CH2 ― ― →HBr
过氧化物 CH3CH2CH2Br ― ― →NaOH
△ CH3CH2CH2OH ― ― →O2/Cu
△ CH3CH2CHO
CH3CH2CH==CHCOOH。
答案:(1)苯乙烯 取代反应
(2)(酚)羟基、羧基 氢氧化钠溶液 加热
(3) +2Cu(OH)2+NaOH ― ― →△
+Cu2O↓+3H2O
(4)11
(5)CH3CH===CH2 ― ― →HBr
过氧化物 CH3CH2CH2Br ― ― →NaOH
△ CH3CH2CH2OH ― ― →O2/Cu
△
CH3CH2CHO CH3CH2CH==CHCOOH
3.双安妥明可用于降低血液中的胆固醇,其结构简式为
,该物质的合成线路如下:已知:
Ⅲ.同温同压下 A 的密度是 H2 密度的 28 倍,且支链有一个甲基;G 能发生银镜反应,且
1 mol G 能与 2 mol H2 发生加成反应。
(1)双安妥明的分子式为________。
(2)A 的结构简式为__________________。
(3)B→C 的反应条件是________________,G→H 的反应类型是________。
(4)F+I→双安妥明的化学方程式为_________________________________________。
(5)符合下列 3 个条件的 F 的同分异构体有________种。
①与 FeCl3 溶液发生显色反应;②苯环上只有两个取代基;③1 mol 该物质最多可与 3 mol
NaOH 反应。
(6)参照上述合成路线,请设计由 与苯环性质相似)与 、合
成 的路线(无机试剂任选)。
解析:由双安妥明的结构 可知,合成双安妥明的物质为
HOCH2CH2CH2OH 和 ,G 的分子式为 C3H4O,经过系列反应生成 I,根
据 G 的碳原子数目可知,I 为 HOCH2CH2CH2OH,则 F 为 ;G 能发生银
镜反应,分子中含有—CHO,且 1 mol G 能与 2 mol 氢气发生加成反应,说明分子中还含有碳
碳 双 键 , 故 G 为 CH2==CH—CHO , H 为 HOCH2CH2CHO ; E 与 苯 酚 钠 反 应 生 成
OCCH3COOHCH3,由转化关系、结合已知信息Ⅰ可知, E 为 BrC(CH3)2COOH,则 D 为
CH(CH3)2COOH;C 连续氧化生成 D,故 C 为 CH(CH3)2CH2OH;A 的密度是同温同压下 H2 密
度的 28 倍,则 A 的相对分子质量为 28×2=56,且支链有一个甲基,与HBr 在过氧化物作用下生成 B,B 转化得到 C,则 A 为 C(CH3)2==CH2,B 为 CH(CH3)2CH2Br。
(1)由双安妥明的结构简式可知,其分子式为 C23H28O6;
(2)A 的结构简式为 C(CH3)2==CH2;
(3)B→C 发生卤代烃的取代反应,反应条件是氢氧化钠水溶液、加热,G→H 的反应类型
是加成反应;
(4)F+I→双安妥明的化学方程式为 + HOCH2CH2CH2OH浓硫酸
△
+2H2O;
(5)符合下列三个条件的 F( )的同分异构体:①能与 FeCl3 溶液发生显
色反应,说明含有酚羟基;②苯环上只有两个取代基;③1 mol 该物质最多可与 3 mol NaOH
反应,则苯环上的另一个取代基为—OOCCH(CH3)2、—OOCCH2CH2CH3,分别存在邻、间、
对三种同分异构体,则符合条件的 F 的同分异构体有 6 种;(6) 在氢氧化钠水溶液、
加热条件下发生水解反应生成 CH3CH2CH2CH2OH,连续氧化生成 CH3CH2CH2COOH,再与
Br2/ 红 磷 作 用 得 到 CH3CH2CHBrCOOH , 最 后 与 发 生 取 代 反 应 得 到
,合成路线流程图为
。
答案:(1)C23H28O6
(2)
(3)NaOH 水溶液、加热 加成反应
(4) + HOCH2CH2CH2OH浓硫酸
△ +
2H2O(5)6
(6)
4.(新题预测)治疗癌症的有机小分子酯类药物 X 被批准使用。以芳香族化合物 A 为主要
原料合成 X 的路线如图所示:
已知:
①核磁共振氢谱显示 A 有 3 种化学环境的氢原子,E 只有 1 种化学环境的氢原子;
回答下列问题:
(1)A 的名称是________________;G 中官能团的名称是____________。
(2)C 在一定条件下反应生成高分子化合物,该反应的化学方程式为_______________。
(3)D 生成 E 的反应类型为____________________。
(4)X 的结构简式为________________________。
(5)已知:同一个碳原子若连有两个—OH 时,易转化成 。H 是 C 的同分异构体,写
出两种满足下列要求的 H 的结构简式:______________________________。
a.苯环上有两个取代基
b.能发生银镜反应,且在碱性条件下加热水解、酸化后的两种产物也能发生银镜反应
(6)参照上述合成路线和题给信息,用乙烯、乙醚、环氧乙烷为原料(其他无机试剂任选)合
成 1,6己二酸。
解析:A 为芳香族化合物,分子式为 C7H5BrO,由已知信息②可推知 A 中含有醛基,又
知 A 有 3 种 化 学 环 境 的 氢 原 子 , 可 推 出 A 的 结 构 简 式 为 , 则 B 为
,C 为 ;由 D→E 的反应条件和 E 只有 1 种化学环境的氢原子可推知 E 的结构简式为 ,D 的结构简式为 ,结合已知信息③
可知,F 的结构简式为 ,G 的结构简式为 。
(1)A 的结构简式为 ,则其名称是 4溴苯甲醛或对溴苯甲醛;G 的结构简
式 为 , 则 其 官 能 团 的 名 称 是 羟 基 。 (2)C 的 结 构 简 式 为
,其分子中含有—NH2 和—COOH,一定条件下能发生缩聚反应,化学
方程式为 ― ― →一定条件
+(n-1)H2O。(3)D 生成 E 的
反应为烯烃和溴化氢的加成反应。(4)X 为羧酸 C 和醇 G 发生酯化反应生成的酯,可通过C 和
G 的结构写出 X 的结构简式为 。(5)根据已知信息 b 可知,
H 分子中含有甲酸酯基,且水解后所得两种产物都含有醛基,结合卤素原子在碱性条件下加热
水解成羟基,同一碳原子上连接两个羟基时,易转化成羰基可知,其中一种水解产物中的醛
基是由两个羟基转化而来的,则 H 一定含有的结构为 ,根据已知信息 a,苯环
上有两个取代基可知,苯环上的两个取代基为 和—NH2,可处于邻、间、对 3
种 位 置 , 因 此 H 的 结 构 简 式 为 、 、
。(6)根据原料乙醚、环氧乙烷可知应先利用乙烯和 Br2 的加成反应引入 2
个溴原子,利用已知信息③可使碳链增长到 6 个碳原子,进一步氧化可得到目标产物。
答案:(1)4溴苯甲醛(或对溴苯甲醛) 羟基(2)
(3)加成反应
(4)
(5)
(6)