有机推断与合成（习题）

第九单元有机化合物9.5有机推断与合成1.[2022·湖南岳阳模拟预测]辣椒素具有降血压和胆固醇的功效,进而能很大程度上预防心脏病,也能缓解肌肉关节疼痛。合成某辣椒素酯M的工艺流程如1所示:1已知:R1CHO+R2CH2CHO。回答下列问题:(1)已知:相对分子质量A>B,则B的结构简式为,A的名称是。

(2)M中官能团有醚键、,D的结构简式为。

(3)E→M的反应类型为,催化剂Ⅰ最应具有(填字母)。

a.在较高温度下具有较高的选择性b.在较低温度下具有较高的选择性c.强的还原性(4)写出G→H的化学方程式:

。

(5)符合下列条件的F的芳香类同分异构体有

种,写出核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式。

①1mol有机物最多可与1molNaOH反应②分子中只有一种官能团(6)以乙醇为原料合成2丁烯酸(无机试剂任选),写出合成路线。1.(1)CH3CHO2,2二甲基丙醛(2)酯基和(酚)羟基(CH3)3CCHCHCOOH(3)取代反应a(4)+2NaOH+NaCl+H2O(5)16(6)CH3CH2OHCH3CHOCH3CHCHCHOCH3CHCHCOOH[解析]结合给定合成路线,采用逆合成分析法并结合C的结构简式可推知,E为(CH3)3CCH2CH2COOH,H为,因此F为,G为;结合题干及(1)中已知信息可推知,A为(CH3)3CCHO,B为CH3CHO,C在催化剂Ⅰ条件下被氧气氧化为D,则D为(CH3)3CCHCHCOOH,D与氢气在一定条件下发生加成反应生成E,据此分析作答。(1)相对分子质量A>B,则A为(CH3)3CCHO,B为CH3CHO,根据系统命名法可知,A的名称为2,2二甲基丙醛。(2)M中官能团有醚键、酯基和(酚)羟基;结合上述分析可知D的结构简式为(CH3)3CCHCHCOOH。(3)根据上述分析可知,E和H在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,所以反应类型为取代反应;根据反应历程可知,催化剂Ⅰ的目的是催化醛基被氧化成羧基,但碳碳双键不能被氧化,—CHO被氧化为—COOH一般需要加热,所以应在较高温度下具有较高的选择性,a符合题意。(5)F为,其同分异构体满足:①1mol有机物可与1molNaOH反应,②分子中只有一种官能团,则1个分子中含1个酚羟基和1个醇羟基,若苯环上含2个取代基,除了酚羟基,另一个可以为—CH2CH2OH,或—CH(OH)CH3,共计2×3=6种,若苯环上含3个取代基,则分别是—OH、—CH3、—CH2OH,共10种,所以总共有6+10=16种,其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3的物质的结构简式为。(6)根据给定路线A→D可知,以乙醇为原料合成2丁烯酸,先提前制备乙醛,两个乙醛在稀氢氧化钠水溶液作用下加热可生成CH3CHCHCHO,然后在催化剂Ⅰ作用下被氧气氧化得到目标产物2丁烯酸,具体合成路线见答案。2.[2022·湖北宜昌三模]抗心律失常的药物氨基酮类化合物(J)的合成路线如下。2已知:ⅰ.R1—CHCH—R2+R3—CH2CHOⅱ.+2R3—OH(1)A的官能团名称是;B→C的反应类型是。

(2)H的结构简式是;该合成路线中乙二醇的作用是。

(3)F→G的化学方程式是

。

(4)写出符合下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式:(任写一种)。

①遇FeCl3溶液显紫色②苯环上有三个取代基③核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶6∶2∶2∶1(5)结合上述信息,设计以乙醇和为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。2.(1)碳碳双键、羧基加成反应(2)保护酮羰基(3)+CH3NH2+CH3CH2OH(4)、、、、、(任写一种)(5)CH3CH2OHCH3CHO[解析]A转化为B为酯化反应,依据已知反应ⅰ可知,A、B中应含有碳碳双键,结合A中含有羧基和其分子式可知,A为CH2CHCOOH,则B为CH2CHCOOC2H5,B与CH3CH2CH2CHO发生已知反应ⅰ生成C,由C与D反应的生成物的结构简式可知,C为,C与D在一定条件下反应生成,则D为CH2CHCOCH3,与硼酸在加热条件下反应生成E,E与乙二醇反应生成F,F与CH3NH2反应生成G,结合G、CH3NH2的结构简式和F的分子式可知,F为,再结合E的分子式和乙二醇的结构简式可知,E为,G被还原生成H,H再酸化得到J,结合G、J的结构简式和H的分子式可知,H为。(1)A为CH2CHCOOH,官能团为碳碳双键、羧基;B为CH2CHCOOC2H5,B与CH3CH2CH2CHO发生已知反应ⅰ生成C,C为,为加成反应。(2)由分析可知,H为,乙二醇的作用是保护酮羰基。(4)E为,E的同分异构体遇FeCl3溶液显紫色,含苯环和酚羟基,苯环上有三个取代基,核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为9∶6∶2∶2∶1,符合条件的结构简式为、、、、、。(5)CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO,CH3CHO与反应生成,与硼酸在加热的条件下反应生成,合成路线见答案。3.[2022·辽宁大连二模]3是制备某酯类光刻胶的合成路线:3已知:ⅰ.R1CHO+R2CH2CHO(R1、R2为烃基或氢);ⅱ.R3COCl+R4OHR3COOR4+HCl(R3、R4为烃基)。(1)E分子的含氧官能团名称是。E→F的反应类型为。

(2)A分子的名称为,反应③为加成反应,羧酸X的结构简式为。

(3)C能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2,试剂Y可以选择。(填标号)

A.酸性KMnO4溶液 B.[Ag(NH3)2]OH溶液C.溴水 D.新制氢氧化铜悬浊液(4)反应④的化学方程式为

。

(5)满足下列条件的C的同分异构体的结构简式为。

①能发生银镜反应②能使Br2的四氯化碳溶液褪色③能发生水解,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应④核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶2∶2(6)写出用乙醛和丙炔为原料制备化合物CH3CHCHCOOCHCHCH3的合成路线(其他试剂任选)。3.(1)酯基加聚反应(2)苯甲醛CH3COOH(3)BD(4)++nHCl(5)(6)CH3CHOCH3CHCHCHOCH3CHCHCOOHCH3CHCHCOOCHCHCH3[解析]根据已知信息结合有机物D的结构简式可知A是苯甲醛,B的结构简式为,根据C的分子式可知B中的醛基被氧化,酸化后变为羧基,C的结构简式为,C和SOCl2发生取代反应生成D;根据E的结构简式可知乙炔和CH3COOH发生加成反应生成E,E发生加聚反应生成F,F发生取代反应生成G,G和D发生已知信息ⅱ的反应生成光刻胶,据此解答。(1)根据E的结构简式可知E分子的含氧官能团名称是酯基。E含有碳碳双键,发生加聚反应生成F,则E→F的反应类型为加聚反应。(2)A的结构简式为,分子名称为苯甲醛,反应③为加成反应,羧酸X的结构简式为CH3COOH。(3)C能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2,C分子中含有羧基,由于碳碳双键也易被氧化,所以不能选用酸性KMnO4溶液、溴水,由于只能氧化醛基,所以试剂Y可以选择[Ag(NH3)2]OH溶液、新制氢氧化铜悬浊液,答案选BD。(5)①能发生银镜反应,说明含有醛基;②能使Br2的四氯化碳溶液褪色,说明可能含有碳碳双键;③能发生水解,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,说明是甲酸和酚羟基形成的酯基;④核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为1∶1∶2∶2∶2,则符合条件的有机物的结构简式为。(6)乙醛首先发生已知信息ⅰ的反应生成CH3CHCHCHO,然后发生银镜反应并酸化后生成CH3CHCHCOOH,最后和丙炔发生加成反应生成CH3CHCHCOOCHCHCH3。4.有机物A有如下转化关系:4已知:①有机物B是芳香烃的含氧衍生物,其相对分子质量为108,B中氧元素的质量分数为14.8%。②CH3—CH2—COOH+Cl2HCl+。根据以上信息,回答下列问题:(1)B的分子式为;有机物D中含氧官能团的名称是。

(2)A的结构简式为;检验M中官能团的试剂是。

(3)条件Ⅰ为;D→F的反应类型为。

(4)写出下列转化的化学方程式。F→E: 。F→G: 。(5)N的同系物X比N的相对分子质量大14,符合下列条件的X的同分异构体有种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱有五组峰,且吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶2∶2的同分异构体的结构简式:。

①含有苯环②能发生银镜反应③遇FeCl3溶液显紫色4.(1)C7H8O羧基(2)银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液(3)NaOH的醇溶液,加热水解反应(或取代反应)(4)+H2O22H2O+(5)13[解析]有机物B是芳香烃的含氧衍生物,其相对分子质量为108,B中氧元素的质量分数为14.8%,B中O原子个数=108×14.8%16≈1,108−1612=7……8,所以B的分子式为C7H8O,B中含有苯环且能连续被氧化,则B的结构简式为,B被催化氧化生成M,M的结构简式为,N为苯甲酸,结构简式为;A发生水解反应生成醇和羧酸,C为羧酸,根据题给信息知,C发生取代反应生成D,D在条件Ⅰ下发生反应然后酸化得到E,E能生成H,由H的结构简式可知E中含碳碳双键,D是含有氯原子的羧酸,则D在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应再酸化生成E,E发生加聚反应生成H,所以D的结构简式为、E的结构简式为、C的结构简式为;D在条件Ⅱ下反应再酸化生成F,F能反应生成E,则D发生水解反应再酸化生成F,F的结构简式为,F发生酯化反应生成G,根据G的分子式知,G为;根据B、C的结构简式知,A为,以此解答该题。(1)B为,分子式为C7H8O;D的结构简式为,含氧官能团的名称为羧基。(2)由以上分析可知A为;M为,含有醛基,可用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验。(3)通过以上分析知,条件Ⅰ为氢氧化钠的醇溶液、加热;D为,D发生水解反应(取代反应)生成F。(4)F发生消去反应生成E,反应的化学方程式为+H2O;F发生酯化反应生成G,反应的化学方程式为2+2H2O。(5)N为苯甲酸,结构简式为,X是N的同系物,相对分子质量比N大14,即X中含有羧基,且分子中碳原子数比N多一个,根据条件:①含有苯环;②能发生银镜反应,说明含有醛基;③遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,若苯环含有2个取代基,则分别为—CH2CHO、—OH,有邻、间、对3种结构;若苯环含有3个取代基,分别为—CH3、—CHO、—OH,有10种结构,共13种;其中核磁共振氢谱有五组峰,且吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶2∶2的同分异构体的结构简式为。5.有机物H(C9H8O4)是合成洁面化妆品的中间体,以A为原料合成有机物H的路线如下:5已知:①A是相对分子质量为92的芳香烃;②D是C的一氯代物;③RCHO+R1CH2CHO(R、R1为烃基或氢原子)。回答下列问题:(1)由A生成B所用的试剂和反应条件为;B的化学名称为。

(2)由D生成E的反应类型为。

(3)E的结构简式为。

(4)由F生成G的化学方程式为。

(5)H中含氧官能团的名称为;H长期暴露在空气中容易变质的主要原因是。

(6)X是F酸化后的产物,T是X的芳香族同分异构体,1molT最多能消耗2molNaOH,则符合条件的T的结构有种(不包括立体异构),写出其中一种核磁共振氢谱有4组峰的T的结构简式:。

5.(1)Cl2/Fe3,4二氯甲苯(2)取代反应(3)(4)+CH3CHOH2O+(5)羟基、羧基H中含酚羟基,易被空气中的氧气氧化(6)8(或或)[解析]A是相对分子质量为92的芳香烃,则A为甲苯,由C的结构简式可知甲苯中苯环上的氢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条件下生成C,C与氯气在光照的条件下反应,甲基上发生取代反应生成D,又因D是C的一氯代物,则D为,由已知③可知D与热的氢氧化钠溶液反应生成E(),E在一定条件的作用下发生氧化反应生成F(),F与CH3CHO生成G(),G与新制的氢氧化铜悬浊液共热发生反应然后酸化,醛基转化成为羧基,并且在酸性的条件下,发生水解反应产生羟基,H为()。(1)根据分析,A生成B为取代反应,试剂和反应条件为Cl2/Fe;B为,其化学名称为3,4二氯甲苯。(2)D与热的氢氧化钠溶液反应生成E,羟基取代了氯原子,发生了取代反应。(3)由以上分析可知,E为。(4)根据已知③,F与CH3CHO生成G,F生成G的化学方程式为+CH3CHO+H2O。(5)由H的结构简式可知,H中含氧官能团为羟基和羧基,长期暴露在空气中容易变质的主要原因是H中含酚羟基,易被空气中的氧气氧化。(6)X是F酸化后的产物,则X是,T是X的芳香族同分异构体,1molT最多能消耗2molNaOH,则符合条件的T的结构有如下2种情况:①苯环上有两个羟基、一个醛基,根据“定二移一”原则,共有6种结构(包括X);②苯环上有一个羧基、一个羟基,有邻、间、对3种结构。故有6+31=8种,其中核磁共振氢谱有4组峰的T的结构简式为、、。6.[2022·山东枣庄二模]以下为某兴趣小组设计的绿原酸合成路线:6已知:①+‖;②R1COCl+R2OHR1COOR2+HCl。回答下列问题:(1)的化学名称为。

(2)反应A→B的化学方程式为。

(3)C的结构简式为,D中所含官能团的名称为。

(4)D→E的第①步反应的化学方程式为,有关反应类型为。

(5)设计反应E→F的目的是。

(6)有机物C的同分异构体有多种,其中满足以下条件的有种(不含C,不考虑立体异构)。

a.有六元碳环;b.有3个—Cl,且连在不同的C原子上;c.能与NaHCO3溶液反应。6.(1)1,2二氯乙烯(2)+(3)羧基、碳氯键、碳溴键(4)+5NaOH+3NaCl+NaBr+H2O取代反应和中和反应(5)保护羟基(或使特定位置的羟基发生反应)(6)11[解析]根据信息①可知,B是;根据C的分子式,由D逆推C是。(1)的化学名称为1,2二氯乙烯。(2)根据信息①,反应A→B是和发生加成反应生成,反应的化学方程式为+。(3)根据C的分子式,由D逆推C是,D中所含官能团的名称为羧基、碳氯键、碳溴键。(4)D→E的第①步反应是在碱性条件下水解,反应的化学方程式为+5NaOH+3NaCl+NaBr+H2O,反应类型为取代反应、中和反应。(5)设计反应E→F的目的是保护羟基使特定位置的羟基发生反应。(6)a.有六元碳环;b.有3个—Cl,且连在不同的C原子上;c.能与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基,符合条件的