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文档简介
有机化学基础
1.聚酰亚胺是重要的特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、纳米、液晶、激光等领域。
某聚酰亚胺的合成路线如下(部分反应条件略去)。
((「)》•回号
H.SO,
△①
0
K、h)
繁SM刎唧,
KCH,CI,催化°°COOCH2CH3
(CM。)(C.,FUO»)-^{NJ
CH3c
O
脱水CH《空巴f
iii.CHaCOOH-0CH2C—NH—R+CH3coOH(R代表煌基)
(1)A所含官能团的名称是。
(2)①反应的化学方程式是。
(3)②反应的反应类型是。
(4)1的分子式为C9H12O2N2J的结构简式是。
(5)K是D的同系物,核磁共振氢谱显示其有4组峰,③的化学方程式是
(6)1molM与足量的NaHCCh溶液反应生成4molCO2,M的结构简式是
(7)P的结构简式是<
2.M是一种常用于缓解哮喘等肺部疾病的新型药物,一种合成路线如图:
oBoCoO-NHYS:P
♦Q"悭蚂CH,"o丫fCH:Br-----------■--1cMNO,
④,L___T^-CHcoo'一定瓢
1
尸0IHCI
oo
HO〜/1)IO%Ny>uCHQOOCMHC丁丫^小”黑:
Ho八JCH,2)HytMCI}.CjH>0HHO人JCH>'
M@H
//
HNN
已知:RX+\—小一\+HX。请回答:
(1)化合物D中官能团的名称为o
(2)化合物C的结构简式为o
⑶①和④的反应类型分别为,。
(4)反应⑥的化学方程式为,,
(5)下列说法正确的是。
A.化合物B能发生消去反应
B.化合物H中两个苯环可能共平面
C.lmol化合物F最多能与5molNaOH反应
D.M的分子式为Ci3H19NO3
(6)同时符合下列条件的化合物A的同分异构体有种(不包括立体异构),其中核磁
共振氢谱有5组峰的结构简式为o
①能与FeCb溶液发生显色反应;②能发生银镜反应。
3.已知:①在稀碱溶液中,浪苯难发生水解;
Oil
I
②CH3—CH—0H—CH0+H2。现有分子式为CioHioOzBn的芳香族化合物X,其
苯环上的一滨代物只有一种,其核磁共振氢谱图中有四个吸收峰,吸收峰的面积比为1:2:
6:I,在一定条件下可发生下述一系列反应,其中C能发生银镜反应,E遇FeCb溶液显色且能
与浓滨水反应。
(1)X中官能团的名称是
(2)F->H的反应类型是o
(3)1的结构简式为<•
(4)E不具有的化学性质是(选填序号)
A.取代反应B.消去反应C.氧化反应
D.lmolE最多能与2molNaHCO3反应
(5)写出下列反应的化学方程式:
①X与足量稀NaOH溶液共热的化学方程式:。
②F-G的化学方程式:____________________________________________
(6)同时符合下列条件的E的同分异构体共有种。
A.苯环上有两个对位取代基
B.不能发生水解反应
C.遇FeCb溶液不显色
D.ImolE最多能分别与1molNaOH和2molNa反应
4.聚合物H()是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车
片,其合成路线如下:
NO:
HNOX»)I-------1NH>_
H:so4my△LLJKLJJ
NH:
已知:
®C、D、G均为芳香族化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。
②Diels-Alder反应:(+I。
(1)生成A的反应类型是。D的名称是oF中所含官能团的名称是
(2)B的结构简式是的反应中,除C外,另外一种产物是。
(3)D+G1H的化学方程式是o
(4)Q是D的同系物,相对分子质量比D大14,则Q可能的结构有种,其中核磁共
振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的结构简式为(任写一种)。
(5)已知:乙块与1,3-丁二烯也能发生Diels-Alder反应。请以1,3-丁二烯和乙快为原料,选用
HOOH
n
必要的无机试剂合成HO0H,写出合成路线___________
__________________________________________(用结构简式表示有机物用箭头表示转化关
系,箭头上注明试剂和反应条件)。
5.苯基环丁烯酮(J'PCBO)是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应
合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反
应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下:
已知如下信息:
回答下列问题:
(DA的化学名称是
(2)B的结构简式为-
(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为;该步反应中,若反应温度过高,C
易发生脱浚反应,生成分子式为C8H8。2的副产物,该副产物的结构简式为。
(4)写出化合物E中含氧官能团的名称;E中手性碳(注:连有四个不同的原
子或基团的碳)的个数为。
(5)M为C的一种同分异构体。已知:1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二
氧化碳;M与酸性高锌酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式
为____________________________________
0
cA
(6)对于OH,选用不同的取代基R1在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行
深入研究,R对产率的影响见下表:
R,—CH3一C2H5—CH2cH2c6H5
产率/%918063
请找出规律,并解释原因o
6.丁香酚存在于丁香花的花蕊中,以丁香酚为原料制取有机物F的路线如下:
国
.LiAH<yOHOH'.<VOH
-Z-0V
i6HI®H1
Hs回
RCH0+RrCHO-0
2OH-
已知:R”—K'
RCH-C—C-O
II
R'Rw
(1)丁香酚的分子式为O
⑵A中的含氧官能团是(填名称),②的反应类型为。
(3)写出满足下列条件的C的所有同分异构体的结构简式。
①含苯环且环上只有两个取代基;
②属于酯类化合物;
③核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为3:1:lo
(4)1molD最多可以与molH?发生加成反应。
(5)反应⑤中,试剂X的结构简式为。
O-CH0
(6)设计用吠喃甲醛(、0")和环己醇为原料制OH的合成路线
_______________________________________________________(无机试剂任选)。
答案分析
1.分析:根据合成路线可知,A为乙烯,与水加成生成乙醇,B为乙醇;D为甲茉,氧化后生成荒
甲酸,E为苯甲酸;乙静与苯甲酸反应生成苯甲酸乙酯和水,F为苯甲酸乙酯;根据聚酰亚胺的
结构简式可知,N原子在一COOC2H5的间位,则F与硝酸反应,生成COOGK;再在
H2N—NH2H2N—NH2
Fe/HCl的条件下转化为COOGHs,则I为COOQ为黑是D的同系物,
CII3|<^CII3
核磁共振氢谱显示其有4组峰,则2个甲基在间位,K为O;根据M分子中
含有10个C原子以及聚酰亚胺的结构简式中苯环上取代基的位置,则L为
cn3|<^|cn3nooccoon
CH3」dCHs;被氧化生成M,M为HOOC」J—COOH.
(1)分析可知,A为乙烯,含有的官能团为碳碳双键;
acooil
(3)反应②中,F与硝酸反应,生成COOC2Hs,反应类型为取代反应;
(4)1的分子式为C9Hl2O2N2,根据已知ii和聚酰亚胺的结构简式可知氨基的位置在一
COOQH5的间位,结构简式为COOQHs;
(5)K是D的同系物,D为甲苯,则K中含有1个苯环,核磁共振氢谱显示其有4组峰,则其为
对称结构,若为乙基苯,有5组峰值;若2个甲基在对位,有2组峰值;间位有4组;邻位有3组,
113c|<%-CII3催化也113c|<%-6113
则为间二甲苯,反应的方程式为+2CH3C1f%C人/CH3
+2HC1;
(6)1molM可与4moiNaHCO3反应生成4molCO2,则M中含有4mol竣基,则M的结构简
noocn^N-cooii
式为HOOC—t^/COOH.
(7)1为,二者发生聚合反应生成P,则P
答案:(1)碳碳双键
COOII浓H2SO4
⑵+C2H5OH△
(3)取代反应(硝化反应)
催化剂
2.
,③为C与醋酸钠的取代反应生成D,结合
发生取代反应生成G为
,G与HC1发生取代反应,再发生取代反应生成Mo
,其官能团的名称为酯基、羟基、好基;
(3)①为加成反应,④为取代反应;
一定条件
(4)反应⑥的化学方程式为+
+HBr;
(5)A项,化合物B为,不能发生消去反应,A错误;B项,化合物H中两个苯
环可能共平面,B正确;C项,化合物F水解生成的炭基、酚羟基和HBr能和NaOH反应,则1
mol化合物F最多能与4molNaOH反应,C错误;D项,M的分子式为G3H19NO3Q正确;故
选B、D;
(6)①能与FeCb溶液发生显色反应,有酚羟基,②能发生银镜反应,有醛基,有3个侧链:一
OH、一CHO、Yh时,羟基与醛基有邻、间、对3种位置结构,对应的甲基分别有4种、4
种、2种,故有4+4+2=10种他可以有2个侧链:一OH、—CH2—CHO,®
OH
sS":
rS|—CH2—CHO
U邻间对有3种,总共有13种,其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式为
CH2CHO。
答案:(1)酯基、羟基、埃基
O
(2)HO
(3)加成反应取代反应
(6)13CH2CH()
3.分析:A能连续被氧化,则A是醉,B是醛,C是竣酸,C能发生银镜反应,则C是甲酸或二甲
酸,X水解生成C和D,且X中只含2个氯原子,所以C是HCOOH,B是HCHO,A是
CH3OH;D能与新制氢氧,化铜反应,说明D中含有醛基,E遇FeCb溶液显色,说明E中含有酚
羟基,由于在稀碱溶液中,连在苯环上的溟原子不易发生水解,说明X中酯基为甲酸与酚形成
的,即存在HCOO—,两个羟基同时连在同一碳原子上的结构不稳定,会发生脱水反应,说明存
在一CHBn,芳香族化合物X,其苯环上的一浪代物只有一种,说明X中苯环上只有一类氢原
子,其核磁共振氢谱图中有四个吸收峰,说明含有4种氢原子,吸收峰的面积比为1:2:6:1,
可以确定X含有2个甲基,结合E能与浓浪水反应,故HCOO—基团的邻位或对位位置有H
CH3
HCOO-CHBr2
原子,综上分析可推知X的结构简式为CH3,X水解然后酸化得D,D的
CH3CH3
HO—CHOH0_C0°H
结构简式为CH3,D被氧化生成E,E的结构简式为CH3,E
CH3
HO—COOH
和氢气发生加成反应生成F,F的结构简式为CH3,F发生缩聚反应生成
CH3
H-Eo—<VCiOH
G,G的结构简式为CH3,H能使澳水褪色,应是F在浓硫酸、加热条件
CII3
COOH
下发生消去反应生成H,故H为CH3,H能发生加聚反应生成1,1的结构简式为
(1)X为CH3,含有的官能团是酯基、滨原子;
CH3
COOH
(2)F在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成H,H为CH3,故F-H的反应类
型是消去反应;
(3)由上述分析可知,1的结构简式为C%COOH;
CII3
HO-COOH
(4)E的结构简式为CH3,A项,E含有酚羟基和甲基,能发生取代反应;B
项,E不能发生消去反应;C项,E的官能团有酚羟基,易被氧化;D项,按基能和碳酸氢钠反应,所
以1molE最多能与1molNaHCO3反应,故选B、D:
CIIBr2
CH3fCH3
v
(5)①由上述推断,X为HCOO,故X与足量稀NaOH溶液共热的化学方程式:
CIIO
△
HCOO+4NaOHtNaO
+HCOONa+2NaBr+2H2O;
H
一定条色
②F-G为聚合反应,故反应的化学方程式:nCH3
+(n-l)H2O;
(6)E的同分异构体要求苯环上有两个对位取代基;不能发生水解反应,说明没有酯基;遇FeCh
溶液不显色,说明没有酚羟基;且1molE最多能分别与1molNaOH和2molNa反应,故E含
有1个—OH、1个一COOH,符合条件的同分异构体有:
OH
CH2coOHCOOII
HOCH2CH3CH—OH,共有4种。
答案:(1)酯基、溟原子(2)消去反应
+4NaOH+HCOONa+2NaBr+2H2O
(6)4
4.分析:乙醇发生消去反应生成A为CH2yH2,C被氧化生成D,D中含有竣基,C、D、G
均为芳香族化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子,C发生氧化反应生成D,D中
应该有两个竣基,根据H结构简式知,D为H0°C0H、G为
;根据信息②知,生成B的反应为加成反应,B为CHj,B生成C的反
应中除了生成C外还生成生0,苯和氯气发生取代反应生成E,E为
发生取代反应生成F,根据G结构简式知,发生对位取代,则F为,F发生取
代反应生成对硝基苯胺。
(1)生成A的反应类型是消去反应,D的名称是对苯二甲酸,F中所含官能团的名称是氯原
子、硝基;
(2)B的结构简式是cm;“B—C”的反应中,除C外,另外一种产物是H2O;
催化剂
(3)D+G-H的化学方程式是
O
H-ENH
+(2n-l)H2O;
位HOOCCOOH
(4)D为,Q是D的同系物,相对分子质量比D大14,如果取代基为
—CH2co0H、一COOH,有3种结构;如果取代基为一CH3、两个一COOH,有6种结构;如果
取代基为一CH(COOH)2,有1种,见符合条件的有10种;其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面
积比为I:2:2:3的结构简式为或
CH3
HOOCICOOH
(5)CH2yHeH=CH2和HC三CH发生加成反应生成匚〕,H和溟发生加成反应生成
HOon
Br发生水解反应生成HOOH,其合成路线为、
答案:(1)消去反应对苯二甲酸氯原子、硝基
CHj
⑵CH]H2O
CHO
OH
rY
5.分析:(1)根据U的结构特点可知该物质的名称为2-羟基苯甲醛;
(2)根据A和C的结构特点,以及A—B与B—C的转化条件可知B为
(3)由的结构变化可知,该反应为酯化反应,所以反
应所用的试剂为浓硫酸与乙醇,反应条件为加热;根据副反应的特点为“脱峻”,而副产物分子
式为C8H8。2,可知该副产物的结构简式为OH。
(4)根据结构简式(R=-CH2COOGH5)可知,E中含有的含氧官能团为酯基和羟基洪中手性
碳原子有2个,即图中带*的碳原子。
(5)C的分子式为C9H80也根据力molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化
碳”可知含有2个一COOH,“与酸性高锦酸钾溶液反
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