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文档简介
专题十五生物大分子有机合成
L化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是()
A.油脂可用于制造肥皂和油漆
B.棉花、麻和蚕丝的主要成分均为碳水化合物
C.甲酸具有较强的还原性,工业上可以作还原剂
D.蛋白质盐析是可逆的,可采用多次盐析来分离提纯蛋白质
答案B油脂是高级脂肪酸甘油酯,能够在NaOH溶液中水解生成高级脂肪酸钠(肥皂的
主要成分)和甘油,油脂还可用于制造油漆,A项正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,不是碳
水化合物,B项错误;甲酸分子中含有醛基,具有较强的还原性,工业上可以作还原剂,C项
正确;蛋白质的盐析是可逆的物理过程,采用多次盐析可以分离提纯蛋白质,D项正确。
2.科学家借助AI技术可以快速可靠地预测大多数蛋白质的三维形状。下列说法错误的
是()
A.α-氨基酸是构成蛋白质的结构单元
B.两个氨基酸分子脱水缩合可形成二肽
C.可利用氨基酸既能与酸反应又能与碱反应的性质对氨基酸进行分离
D.向蛋白质溶液中加入(NH3S0∣浓溶液,能使蛋白质变性
答案D组成蛋白质的氨基酸都是a-氨基酸,A项正确;两个氨基酸分子通过脱水缩合
形成的含有肽键的化合物叫做二肽,B项正确;氨基酸既能与酸反应又能与碱反应,通过
调节PH可以使氨基酸发生反应生成盐,对氨基酸进行分离,C项正确;加入(NH)浓溶
液使蛋白质发生盐析,而不是变性,D项错误。
名师点拨蛋白质盐析与变性的区别:盐析是向某些蛋白质溶液中加入某些可溶性盐
(如氯化钱、氯化钠、氯化钾等)溶液后,降低了蛋白质的溶解度,使蛋白质从溶液中析出,
加水可溶解;向某些蛋白质溶液中加入某些重金属盐,可以使蛋白质发生性质上的改变
而失去生理活性,发生变性从溶液中析出的蛋白质加水不能溶解。
CH3O
IIl
3.下列关于聚乳酸(÷O-CH-C⅛)的说法正确的是()
A.在一定条件下能水解
B.有固定的熔、沸点
C.单体为H0CH2-CH2-C00H
D.聚合方式与聚乙烯相似
答案A链节中含有酯基,在一定条件下能发生水解反应,A项正确;该物质属于混合物,
没有固定的熔、沸点,B项错误;聚乳酸为缩聚产物,只有一种单体,其单体为
OH
I
H1C-CH-COOH,C项错误;乳酸通过缩聚反应生成聚乳酸,乙烯通过加聚反应生
成聚乙烯,聚合方式不同,D项错误。
4.核酸是生物体遗传信息的携带者,被誉为“生命之源”,下列说法不正确的是()
核甘酸核酸
A.五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核昔酸
B.核甘酸分子之间通过磷醋键形成核酸,反应类型为加聚反应
C.DNA是核酸中的一种,其对应的五碳糖为脱氧核糖
D.DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对
答案B核甘酸分子之间脱水形成磷酯键聚合而成核酸,反应类型为缩聚反应,B项错
误。
5.(2022福建厦门二模)北京冬奥会时“冰墩墩”和“雪容融”深受大家喜爱,它们是由
PVC›PC、ABS和亚克力等环保材料制作而成。下列说法错误的是()
-ECH2-CH⅜
的单体之一苯乙烯能使滨水褪色
COe)CH
÷CH2C⅛
I
D.亚克力(CH-)可通过加聚反应制备
-ECH-CH⅜
2I
答案BCl是氯乙烯通过加聚反应得到的,故其单体为氯乙烯,A项正
确;PC中与两个苯环相连的C原子为饱和碳原子,所有碳原子不可能共面,B项错误;由
==
ABS的结构可知,其单体为CHz-CH-CN'C⅛CH-CHCH2>
苯乙烯中含有碳碳双键,能与Bn加成,使溪水褪色,C项正确;由亚克力的结构可知其单
CH,=C-COOCH3
I
体为CH1,单体通过加聚反应得到亚克力,D项正确。
6.一种自修复材料的结构和修复原理如图所示。下列说法错误的是()
CH3
-ECH,-C-CH2-CH⅜
II
O=C(1C
II
O()
II
CH3CH2CH2CH2CH3
A.该高分子材料所制容器不能用于盛放碳酸钠溶液
B.合成该高分子的两种单体均为乙酸乙酯的同系物
C.合成该高分子的每种单体的所有碳原子可能共面
D.图示高分子材料破坏及自修复过程不涉及化学键的变化
答案B该高分子材料中含有酯基,在碱性条件下能发生水解,故该高分子材料所制容
器不能用于盛放碳酸钠溶液,A项正确;乙酸乙酯不含碳碳双键,该高分子两种单体均含
有碳碳双键,与乙酸乙酯结构不相似,B项错误;合成该高分子的两种单体为C⅛=C(CH3)
—C00C½>C⅛=CH-COOCH2CH2CH2CH3,两种单体中双键碳原子及与其直接相连的碳原子
一定处于同一平面,因单键能够旋转,所有碳原子可能共平面,C项正确;由题图可知,破
坏及自修复过程中“一COOCHzCHzCHQV'基团之间没有化学键的变化,D项正确。
7.从天然有机物中可以获取工业生产所需的多种原料。下列说法不正确的是()
A.由蛋白质水解可以获得氨基酸
B.由淀粉水解可以获得葡萄糖
C.由油脂水解可以获得丙三醇
D.由石油裂解可以获得乙酸
答案D石油裂解主要得到短链烯煌,如乙烯,D错误。
8.佩戴口罩能有效预防新冠疫情扩散。有关口罩的知识,下列说法正确的是()
A.古人使用蚕丝巾遮盖口鼻,蚕丝巾的主要成分是蛋白质
B.医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成,熔喷布是天然高分子材料
C.一次性防尘口罩可防烟、雾,烟、雾的分散质是空气
D.氯气泄漏时,可戴上用NaCl溶液润湿过的口罩
答案A蚕丝巾的主要成分是蛋白质,A正确;聚丙烯是合成有机高分子材料,B错误;烟、
雾的分散剂是空气,C错误;NaCI溶液不能与氯气反应,不能防止氯气中毒,D错误。
9.2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性研究成果,首次在实验室实
现从COz到淀粉的全合成。其合成路线如下:
O
H.-------2:__>Jl
7C7八》醉辄化酶H
Cθ2Zn()-Zr()CH3OHHH
①
OH
下列说法正确的是()
A.步骤①发生的是化合反应
B.醇氧化酶和甲酰酶都属于酯类
C.DHA的分子式是CHO?
D.该途径所得淀粉属于天然有机高分子
答案CCOz中C、0个数比为1:2,而生成的CHQH中C、0个数比为1:1,根据原子守
恒,反应中必然还有其他产物生成,故反应①不是化合反应,A错误;绝大多数酶都是蛋白
质,不属于酯类,B错误;该途径得到的淀粉是人工合成的,不属于天然有机高分子,D错误。
10.高分子修饰指对高聚物进行处理,连接不同取代基改变其性能。我国高分子科学家对
聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如图:
CHCOOOOCCH
1II
(H3C)2C-N=N-C(CH3)2
-+CH2-CH2i;
CH,COOVF)CCH3
(HQKNN(CHj
NaOH高分子C
-+CH-CH⅛△
高分子b
下列说法正确的是)
A.生成高分子b的反应为加聚反应
B.高分子C的水溶性比聚乙烯好
C.1mol高分子b最多可与2molNaOH反应
D.a和氯气发生取代反应的一氯代物有4种
答案BA项,聚乙烯与a中氮氮双键发生加成反应生成高分子b,错误;B项,高分子b
中含有酯基,在碱性条件下水解生成高分子C,可推出高分子C中含有一OH、一NH一等,
可与水形成氢键,提高了高分子C的水溶性,而聚乙烯难溶于水,正确;C项,一个高分子b
中含有2n个酯基,则1mol高分子b最多可与2nmolNaOH反应,错误;D项,a分子的结
构对称,含有2种不同化学环境的氢原子,一氯代物有2种,错误。
∏∙化学与生产、生活和环境密切相关,下列有关说法中正确的是()
ʌ.糖类、蛋白质和油脂都属于营养物质,都能发生水解反应
B.通过煤的干储、煤的气化和液化等物理变化后可以获得洁净的燃料和多种化工原料
C.利用COz合成聚碳酸酯类可降解塑料,实现“碳中和”
D.长征火箭上所用的碳纤维材料属于有机高分子材料
答案CA项,糖类中的单糖不能发生水解反应,错误;B项,煤的干储、煤的气化和液化
都属于化学变化,错误;C项,利用COz合成聚碳酸酯类可降解塑料,可实现“碳中和”,正
确;D项,碳纤维材料属于新型无机非金属材料,错误。
知识归纳
煤的干储是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。煤的气化是将煤转化为可燃性气体的
过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。煤可以直接液化,使煤与氢气作用生成
液体燃料;煤也可以间接液化,一般是先转化为一氧化碳和氢气,然后在催化剂的作用下
合成甲醇等。
12.蜡染技艺是中国非物质文化遗产之一,其制作工序包括棉布制板、画蜡(将蜂蜡熔化
后画在布上形成覆盖层)、蓝靛染色、沸水脱蜡、漂洗等。下列说法正确的是()
蓝靛
A.“制板”用的白棉布,主要成分为合成纤维
B.“画蜡”过程中主要发生了化学变化
C.“画蜡”用的蜂蜡,是一种混合物,无固定熔点
D.“染色”用的蓝靛,属于有机高分子化合物
答案CA项,“制板”用的白棉布的主要成分为天然纤维,错误;B项,“画蜡”是将蜂
蜡熔化后画在布上形成覆盖层,不涉及化学变化,错误;C项,蜂蜡是一种混合物,无固定
熔点,正确;D项,由蓝靛的结构简式可知,其不是高分子化合物,错误。
13.醋酸苯甲酯()可以从茉莉花中提取,也可用如下路线合成,同时生成
了尿不湿的主要成分:
已知:①CH2=CH—OH不稳定,自发转化为CHEH0。
Cat.3b
②在Cat.b/THF中,醇与酯会发生催化酯基交换反应:RC00R+R,OHTHF»RCoOR'+ROH。
请回答下列问题:
(I)D中的含氧官能团名称为,反应①的反应类型为。
(2)E与F反应生成醋酸苯甲酯和尿不湿的化学方程式
为o
(3)G的相对分子质量比醋酸苯甲酯大14,且为醋酸苯甲酯的同系物,它有多种同分异构
体,同时满足下列条件的同分异构体共有种,写出其中一种核磁共振氢谱有5组峰,
且蜂面积之比为1:6:2:2:1的同分异构体的结构简
式O
①含有苯环;②苯环上有三个取代基;③既能发生水解反应,又能发生银镜反应。
(4)根据上述信息,设计由乙酸乙酯和4-甲基苯酚为原料,制备
合成路线(无机试剂任选)。
答案(D酯基加成反应
CH2OHO
OOCCHiOH
O
⑵A
(3)16
CH2Cl
CHΛ'()()CHΛ'Hi
(4)OH光照OHCat.3b∕THF
解析由A的分子式可推出A为HgCHHgCH在催化剂作用下与⅛0反应生成
B,则B为CH3CHOJCH3CHO在催化剂的作用下与氧气反应生成C,C为CUCOOH;由D的分子
式可知,HgCH与CMCOOH在催化剂的作用下发生加成反应生成D,由反应③、④和
CH2OH
0()CcHS
已知信息②可推出E为-ECH-CH⅛,F为
2,则D为CHz=CHOOCCH3,
(I)D的结构简式为CHz=CHooCCH3,其中的含氧官能团为酯基;反应①为HCMcH与
在催化剂的作用下发生加成反应生成
CH3COOHCH2=CII()OCCH3O
(3)G的相对分子质量比醋酸苯甲酯大14,且为醋酸苯甲酯的同系物,G的同分异构体既
能发生水解反应,又能发生银镜反应,说明含有甲酸酯基,并且苯环上有三个取代基,取
代基可以是2个一CH:,和1个一CHQOCH,有6种结构;也可以是一CH:,、-CH2CH3^—00CII,
有10种结构,共16种。其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1:6:2:2:1(说
OOCH
明有两个一CHJ的同分异构体的结构简式为HKCH2、
CH3
1CH,0()CH
α
CH3O
CH3CH2ClCH2Cl
ψφ°
(4)OH在光照条件下与氯气发生取代反应生成OH,()H与氢氧化钠
CH2OHCH2OH
。φ
溶液共热发生水解反应后酸化得到OH,OH与CH3COOCH2CH3发生已知
O
S)人
信息②的反应生成HO,据此写出合成路线。
14.化合物H是科学家正在研制的一种新物质,其合成路线如下:
COOH
已知:
(1)化合物A的分子式为,分子中最多有个原子在同一个平面。
(2)化合物B的官能团名称为o
(3)写出化合物G的结构简式o
(4)反应⑤的化学方程式
为。
(5)反应类型:①,⑦。
(6)化合物I是D的同分异构体,满足下列条件的I有种(不考虑立体异构)。
i.1molI与足量NaHCO3溶液反应最多产生标准状况下气体44.8L
ii.苯环上有3个取代基,2个氯原子直接连在苯环上相邻位置
()
(7)参照上述合成路线,写出以1,4-丁二醇和甲醺为原料的合成的路线(无机
试剂任选,注明反应条件)。
答案(I)C8H8Cl214(2)竣基、碳氯键
CH2OHCHO
Q
CH2OH+2△CH()+2⅛0
(5)氧化反应取代反应(6)6
解析根据合成路线可知,
COOCHCOOCH
生成COOCHCOOCH在LiAlH,作用下转化为
CH2OHCH2OH
CH2OHCH,)H在铜作催化剂条件下与氧气发生催化氧化
反应生成与HQz发生已知信息中的反应生成
OHOHOK
(1)根据化合物A的结构可知,其分子式为C8H8CLoA的分子结构中含有苯环(平面结构),
则ʌ分子中最多有14个原子共平面。
(2)根据化合物A的结构可知,其分子中的官能团为竣基、碳氯键。
(6)1molI与足量碳酸氢钠溶液反应最多产生标准状况下气体44.8L,说明1个I分子
中含有2个皴基,且其苯环上有3个取代基,2个氯原子直接连在苯环上相邻位置,所以I
的结构可以视作Cl(结构中含有两种不同化学环境的氢)中苯环上的氢原子被
COOH
CH3-C-COOHCOOH
COOH、HOOC-CH-CH-、-CH-CH-COOH取代,所得结构共有
6种。
Λ×0H
OH
(7)结合题给合成路线可知,V被酸性KMn0,溶液氧化生成。
与甲醇反应生成
15.有机物F对新型冠状肺炎有治疗作用。F的合成路线如下图所示,分子中Ar表示芳香
基。
DNaOH试剂G
2)HSO,陀8出。3|K<。
C
KJCO3
,,
已知:RCOCH3+RCOCl-----*RCOC½COR+HCl
(I)X的化学名称为O
(2)E-F的反应类型是,D中含氧官能团的名称为
(3)写出C的结构简式:。
(4)写出A—B的化学方程式:_____________________________________________
(5)某芳香族化合物K与C互为同分异构体,则符合下列条件的K的结构简式
为。
①与FeCL,溶液发生显色反应
②可发生水解反应和银镜反应
③核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为1:2:2:2:1
OH
COCl
(6)请以丙酮(CHSCOCL)和为原料,参照题中所给信息设计合成
的路线(其他试剂任选)。
答案(1)对苯二酚(1,4-苯二酚)
(2)加成反应羟基、默基
°H()
⑶OH
Br
Br
O
解析(2)由E、F的结构简式可知,E-F发生的是碳碳双键的加成反应;由D的结构简式
可知D中含氧官能团的名称为羟基和默基。
⑶由C的分子式,结合B的结构简式及B→C的反应条件可知,B→C是B在NaOH溶液中
发生水解反应后用HzSO,酸化得到C(OH)和CHSCOOH。
OCOCH3OCOCH3
COCH
(4)A-B为°C()CHs与CHSOCl发生取代反应生成°CoCHS和HClO
(5)C的芳香族同分异构体K可与FeCL溶液发生显色反应,可发生水解反应和银镜反应,
说明分子中含有的官能团为酚羟基和一OOCH,符合核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之
比为1:2:2:2:1的结构简式为“CH2OOCH
OH
XCOCl
(6)由已知信息反应可知,CHEOCL在碳酸钾作用下与发生取代反应生成
16.肉桂硫胺(I)是抗击新型冠状病毒的潜在药物,其合成路线如下:
OO
SOCl...
R,NH.NEt,.CH,Cl
己知:R'Zr
'OH△R,Cl△
回答下列问题:
(I)H的分子式为D中官能团的名称为。
(2)F的结构简式为,G反应生成H的反应类型是
(3)B反应生成C的化学方程式是
(4)有机物J的相对分子质量比E大14,符合下列条件的J的同分异构体有种。
a.苯环上有两个取代基;
b.水解产物遇到FeCh溶液显紫色;
c.除苯环外无其他环状结构。
其中核磁共振氢谱显示有5组吸收峰,且峰面积比为1:2:2:2:3的同分异构体的结
构简式为。
(5)参照化合物I的合成路线和以下信息,设计由苯和乙酸为起始原料制备乙酰苯胺
)的合成路线(无机试剂和有机溶剂任选)。
FcHCI
已知:RNO2一△RNH2
答案(I)C11H18N2S羟基、竣基
取代反应
(5)
NH,
NEtrCH,Cl2
-Δ^
H
CH,CHzOH
解析A在氢氧化钠溶液、加热条件下发生水解反应生成B(),B
中醇羟基发生催化氧化反应得到C,C与HCN发生加成反应后酸化,-CN转化为一COOH,D
中醇羟基发生消去反应得到E,E发生已知信息的第一步反应得到
CH=CHC()C1
F(),G发生取代反应得到H,H和F发生已知信息的第二步反
应得到I。
(4)有机物J的相对分子质量比E大14,即多了一个“CH?”,其同分异构体含有苯环且除
苯环外不含其他环状结构,苯环上有两个取代基,水解产物遇到FeCL溶液显紫色,说明
水解后有酚羟基,符合条件的取代基有CH£00—、-CH=CH2;—C%、
CH3
I
CHi=CH-COO-,HCOO―、—C=CH?,HCoO—、-CH2CH=CH2;HC00_^
-CH=CH-CH3各有邻、间、对3种位置,故共I5种;其中核磁共振氢谱显示有5
组吸收峰,且峰面积比为1:2:2:2:3的同分异构体的结构简式为
(5)苯先发生硝化反应生成硝基,再结合本问中已知信息,将硝基还原为氨基,得到
(YNH2
;乙酸与SOCL发生类似题给路线中E-F的反应,得到CHEOCl;继而发生类
H
I
QY
似F+H-I的反应得到ʧ°。
17.阿帕鲁胺是一种治疗前列腺癌的药物,其一种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(D②的反应类型为,④的反应类型为。
(2)B中含氧官能团的名称为。
(3)③的化学方程式
为_____________________________________________________
(4)D的结构简式为
(5)芳香化合物Q与A互为同分异构体,且Q与A具有相同的官能团,则Q可能的结构有_
线(其他无机试剂任选)。
答案(D取代反应
+HCl
解析由题中合成路线可知,A中甲基被酸性KMnOI溶液氧化生成竣基得到B,B的结构简
式为;B中竣基和SOCL发生取代反应生成。
中氯原子被一NHeH3取代生成C,C的结构简式为
F()
N
II
;D的化学式为GHNiF%比较反应⑥中已知反应物与生成物的结构简
ʌʌ
式,可知反应D的结构简式为ECNH2o
(5)芳香化合物Q与A互为同分异构体,且Q与A具有相同的官能团,则Q分子中含有氟
原子和硝基。如果苯环上有1个取代基:一CHF(NOz),共1种情况。如果苯环上有2个取
代基,可以为一F、一CHzNOz或一NO。、一CHzF,均有邻、间、对3种情况。如果苯环上有3
个取代基:一CH:,、一NO,、一F;若一CL、一NO?处于邻位,一F有4种情况;若一CL、-NO2
处于间位,-F有4种情况;若一CL、一NO,处于对位,-F有2种情况。除去A本身,则Q
可能的结构有16种。其中核磁共振氢谱仅有三组峰,说明其结构对称性很高,且应该含
有2个取代基,为一F、一CHMOz或一NO?、-CH2F,二者处于对位,故可写出结构简式。
(6)分析原料和产物可知,首先要在苯环上引入硝基,苯和浓硝酸在浓硫酸、加热条件下
S
Λ
发生取代反应生成硝基苯,然后加入铁粉、HCl还原为氨基苯,氨基苯再与clCl发
生类似题给流程中反应⑥的反应生成目标产物。
18.某研究小组以物质A和乙烯为原料,按如图路线合成用于治疗冠心病及高血压的药物
尼群地平。
CH-C=CH-C-O-CH
H,COOCCooGHS
F(尼群地平)
R-C-OH
已知:①R-CH0+H20
O
C-CH3
Z
OORCH=C
IlIl1∖
cHchC()()R?+无机小分子
②RCH0+ɜ—ɑ-2—C-()—R2
乙醉钠
OO
IlIl
CH3-C-CH2—C—()—R+ROH
请回答下列问题:
(1)物质H中官能团的名称是o
(2)反应III的反应类型为
(3)下列说法正确的是。
A.反应I需要用FeCL,作催化剂
B.化合物C能发生银镜反应
C.D分子中所有碳原子共平面
D.尼群地平的分子式是C18H19N2O6
(4)写出D+H―E的化学方程式:o
(5)化合物X是化合物D的同系物,相对分子质量比化合物D大14,同时符合下列条件的
化合物X的所有同分异构体共种,写出其中一种能直接氧化得到醛的结构简
式:o
①能与FeCL溶液发生显色反应;
②核磁共振氢谱显示分子中有4种氢原子;
③红外光谱表明分子中含c≡n键,无0—0键、C—0—C键.
(6)设计以乙醇为原料合成H的路线(用流程图表示,无机试剂任选)
答案(1)埃基、酯基
(2)取代反应
(3)BC
+H2O
(5)4
CHOH
酸性KMnO溶液35乙醇钠
1浓硫酸•加热"CHCOOCHCH
(6)CHsOH一CH£00H323
OO
IlIl
CH3-C-CH2—C—()—C2H5
解析由A→D的合成路线,可知A中含有苯环,结合其分子式得出A为
CHCl2
,A与氯气发生取代反应生成B(),B发生水解反应后脱
CHO
水生成C(),苯甲醛发生取代反应生成D,D与H发生已知信息②中的反
NH2O
IlIlIlIIl
应生成E(CHLC—C—C一。一CzH:),E与CH3—C=CH—C—O—CHs反应生成
Fo
(3)A项,反应I是甲苯中甲基上的氯代反应,需要光照条件,错误;B项,化合物C为
'H",含有醛基,能发生银镜反应,正确;C项,苯环为平面结构,故D分子中
所有碳原子共平面,正确;D项,尼群地平的分子式是Gt½°NB,错误。
(5)化合物X是化合物D的同系物,相对分子质量比化合物D大14,即多1个“CH?”,X
的同分异构体满足条件:①能与FeCh溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②核磁共振
氢谱显示分子中有4种氢原子,说明存在对称结构;③红外光谱表明分子中含c≡n键,
无0—0、C-0—C键,因此其含有的官能团可能为一CHzCN∖3个酚羟基,或者一CN'-CHzOH、
CH2CNCH,CN
HO1OHI
√γA
UAA
THOTvOH
2个酚羟基,符合条件的同分异构体有OH、OH
CNCN
HOOH
CH.OH,共4种,其中能直接氧化得到醛的结构简式为
(6)由已知信息③可知,乙酸乙酯在乙醇钠条件下发生取代反应可生成
OO
Il
CH3—C—CH?—C—()一ɑH,乙醇被酸性KMnO“溶液氧化生成乙酸,乙酸与乙醇发
生酯化反应可生成乙酸乙酯,据此设计合成路线。
19.化合物E是合成抗癌药帕比司他的中间体,其合成路线如下:
CHO
KBH4
OHC
(I)A分子中采取sp?杂化的碳原子数目是。
(2)AfB中有一种分子式为CBHIG的副产物生成,该副产物的结构简式
为。
(3)已知B→C的反应有中间体X生成,中间体X的分子式为C.,H,206oB→X的反应类型
为。
(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简
式:O
①分子中含有苯环,且不同化学环境的氢原子个数比为1:1;
②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。
CH2
(YwVYX(Y0
⑸肉桂酸节酯、/)是一种天然香料。写出以`/和
CHKCOOH),为原料制备肉桂酸节酯的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例
见本题题干)。
CfYʌOH
答案(1)8⑵
CH3
H,CYVO>O
(3)加成反应(4)CH,
解析(DA分子中苯环和醛基上的碳原子均采取sS杂化,共有8个。(2)A→B为A中一
个醛基被还原,由副产物的分子式可确定A中另一个醛基也可以被还原,结构简式为
HO∕)^0h
∖Z∖ZO(3)B中醛基先与CH2(COOH)2中亚甲基上的H原子发生加成反应得
OH
(γlγC()OH
到X(HOVAZCOOH),然后发生脱骏基和羟基的消去反应得到c»(4)由条件①
知,D的一种同分异构体分子中含苯环,且该分子中有两种不同化学环境的H原子,个数
比为1:1,则该分子结构高度对称;由D的结构简式知,该同分异构体的分子式为GH2O3,
除苯环外,还有2个不饱和度;由条件②知1mol同分异构体最多能与4molNaOH发生
CH
反应,则应为碳酸酯,另外苯环上还含有4个甲基,则其结构简式为CH,
OH
中羟基氧化得到醛基,继续与CHz(COOH)?在催化剂、Itt咤、加热条件
思维建模有机逆合成法思维建模
逆合成法分析思路:
合理切断寻找再次切断
目标产物中间泳起始原料
设计合成路线:
最优方案^:用信息拼合
目标产物中间体卜---------起--始--原--料
«--L----------'1用基本反应拼合
20.有机物K是一种用于治疗呼吸道阻塞性疾病药物的中间体,其一种合成路线如下:
DE
I)BrzZ∖χCH?,jc()3
2)Δ
F
(1)有机物C的分子式为CnH13NO3,写出C的结构简式:.
(2)Hfl的反应为加成反应。写出H的结构简式:O
(3)从合成路线看,设计A→B反应的目的是。
(4)E的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
1.分子中含有苯环;
II.能发生水解反应,完全水解后得到3种有机产物,经酸化后3种有机产物分子中均含
有3种不同化学环境的氢原子。
OCH3
CH=CH
(5)请设计以、H5C2OOCCOOC2H5为原料制备的合成路线
(无机试剂及有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
答案(1)O
∙OH
HX∖
∖∕∖/
⑵()
(3)保护酚羟基,防止其与(CH3CO)20反应
O
Il
CNHCH,CH
WαCOCH,CH,
解析(I)A与(CH3)2S0,发生取代反应生成B,B与(CH3CO)20发生取代反应生成C,C的分
子式为CuHPNθ3,C在NaH.DMF存在下与C2H5Br反应生成D,结合A、D的结构简式可推知
HQ)OdCoOCM发生加成反应得到I,则H为。。(3)由合成路线
OH
∖
O
可知,A-B反应可保护酚羟基不与(CHEO)2O反应。(4)E的结构简式为0
其同分异构体含有苯环,能发生水解反应,且完全水解后得到3种有机产物,经酸化后3
种有机产物分子中均含有3种不同化学环境的氢原子,则分子中含有酯基和肽键,该同分
0
Il
CNHCH2CH,QCHl
0
Il
异构体的结构简式为COCH,CH一⑸可将CH=CH,与HQ在催化剂、加热的
OCH,OCH,OCH,
ClICHjCHCHj
条件下发生加成反应生成OH()H发生催化氧化反应得到0
OCH1OH
仿照D→E,0发生取代反应生成6,仿照J-K,0与
COOC2U4COOC2H.
H5C2OOCCOOC2H5反应得到在酸性条件下水解即可得
COOU
到
21.化合物F是合成一种镇痛药物的重要中间体,其合成路线如图:
(I)A分子中采取sd杂化的碳原子数目是。
(2)设计“B-C”步骤的目的是O
(3)可用于鉴别B和C的常用化学试剂为。
(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
①分子中含有苯环;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱中有3个吸收峰。
R,
/()
R-CH=C∖①α_y)<
⑸已知:R"②ZnH()rcho+R'—C—R"。请设计以ClCH,CI为原
料制备I的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)0
答案(1)4
(2)保护酚羟基,防止L将其氧化
(3)FeCL溶液
Φo3HQ
2乙
②Zn∕H,0
-Q
解析CH£1与Mg在乙醛溶剂中发生反应生成CHMgCLCMMgCl与∖)H发生谈
基加成反应后再水解得到A(),A分子先消去再加成生成
C与碘单质发生取代
TSozxCN发生取代反应生成F()。
⑴单键碳原子为SN杂化,由A的结构简式可知其含有4个单键碳原子。
(2)由流程可知B→C的过程中将酚羟基转化成一OTs,D→E的过程中又将一OTS转化成了
酚羟基,这是为了防止与碘单质发生反应时将酚羟基氧化,对其进行保护。
(3)根据B中含有酚羟基,C中不含,可用氯化铁溶液检验B中的酚羟基,从而区分B和Co
(4)能发生银镜反应,说明结构中存在醛基,核磁共振氢谱中有3个吸收峰,其中一种为醛
基中的氢,结合F的结构可知该同分异构体中存在多个对称的甲基结构,由此可得出符合
CH3
——CH2MgClO=C
,凡在THF、0℃条件下生成,Hw
CH,可由HwCH3发生已知信息中的
Mg在乙醛溶剂中反应得到,
CH,
H9C=C----CH1Cl、/
I^
反应得到,H<:Lch%可由ClCH,Cl发生消去反应得到。
22.化合物F是一种药物中间体,其合成路线如下:
F
(I)E分子中sd杂化的碳原子数目为。
(2)EfF分两步进行,反应类型依次为加成反应、o
(3)A→B的反应过程中会产生一种与B互为同分异构体的副产物,写出该副产物的结构
简式:»
(4)F的一种同分异构体同时满足下列条件,写出其结构简式:。
①分子中含有苯环;
②分子中含有3种化学环境不同的氢原子。
流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
答案(1)7(2)消去反应
⑸
解析(I)E分子中的饱和碳原子均为sp3杂化,数目为7。(2)E中醛基先发生加成反应
O
OH
得到,然后羟基发生消去反应得到F0(3)对比A和B的结构简式,A
-CH2C=CH2
中碳氧键断裂,如图「,0原子结合一个H原子,C原子结合CHi生成B;
RH
OH
若断裂另一侧碳氧键,如图㈡),可得副产物的结构简式为
OHo(4)F的分
子式为CM不饱和度为4,F的一种同分异构体同时满足:①分子中含有苯环,则其余3
个碳原子均为饱和碳原子;②分子中含有3种化学环境不同的氢原子,说明分子结构高度
OH
对称,则可写出符合条件的同分异构体。(5)目标产物可以由和
CHi
CHO
生催化氧化反应生成,根据D-E可知,原料经类似的反应可以得到和
OOOO
IlIlIlIl
HC-(CH2)2-C-CH3,根据EfF可知,HC-(CH2)2-C-CH3在KO
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