第38題 有機化學基礎選考

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1、第38題　有機化學基礎(選考) [解題指導] 有機推斷與合成題的解題步驟 1．審題——快速瀏覽，明確物質推斷過程 (1)閱讀題目中需合成的物質的用途、結構，找出可能提供的原料，應特別注意產物的結構特點。對于題中提供的簡單分子式或物質名稱，要仔細分析能否轉化為物質的結構簡式。 (2)解讀合成過程，了解可能的轉化步驟。 2．析題——仔細審讀，關注有效信息 解答有機推斷題的關鍵是找準問題的突破口，理解信息，把新信息運用于合成路線中，進行推理、計算、排除干擾，最后做出正確的判斷。具體思路如圖： (1)關注合成路線。 ①箭頭：表示物質的轉化關系，上面一般標注反應條件、反應所需試劑等

2、，常結合反應條件確定物質間的轉化關系和反應類型等。 ②分子式，根據分子式，可以確定分子中不飽和度數(shù)，推測可能含有的官能團；比較物質的分子式，可以確定官能團的轉化過程。 ③結構簡式：結構簡式往往是有機推斷的突破口，可運用正推、逆推、從中間推等方法確定未知物質的結構和反應過程。 (2)關注新信息的運用。 ①特征反應：根據題中所給反應，可推斷物質所含官能團，確定反應中官能團的轉化。 ②其他信息：可以確定物質的分子式、官能團、反應類型等。 3．答題——合理切入，規(guī)范正確答題 (1)看清題目要求，如書寫名稱、分子式還是結構簡式，官能團的名稱還是含氧官能團的名稱。 (2)規(guī)范書寫。書寫有機

3、物的結構簡式時氫原子數(shù)要書寫正確。一些官能團寫在左邊要注意連接順序，像酯化反應不要漏掉水等。 [挑戰(zhàn)滿分](限時30分鐘) 1．有機物A可發(fā)生如下轉化(方框內物質均為有機物，部分無機產物已略去)： 已知： 請回答： (1)F蒸氣密度是相同條件下H2密度的31倍，且分子中無甲基。已知1 mol F與足量鈉作用產生22.4 L H2(標準狀況)，則F的分子式是_________________________________。 (2)G與F的相對分子質量之差為4，則G的性質是________(填字母)。 a．可與銀氨溶液反應 b．可與乙酸發(fā)生酯化反應 c．可與氫氣發(fā)生加成反應

4、 d．1 mol G可與2 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應 (3)D能與NaHCO3反應，且兩分子D可以反應得到含有六元環(huán)的酯類化合物，E可使溴的四氯化碳溶液褪色，則D―→E的化學方程式是__________________________________。 (4)B的同分異構體較多，寫出一種不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應的同分異構體的結構簡式：________________________________________________________________________。 (5)A轉化為B和F的化學方程式是_________________________________

5、______ ________________________________________________________________________。 答案　(1)C2H6O2 (2)ac (3)CH3CH(OH)COOHCH2===CH—COOH＋H2O (4)HCOOCH2CH===CH2(OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等) (5)CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH＋H2O CH2===C(CH3)COOH＋HOCH2CH2OH 解析　(1)F的蒸氣密度是相同條件下氫氣密度的31倍，說明其相對分子質量為62,1 mol F與足

6、量的Na作用產生1 mol H2，說明F中有2個—OH，應為乙二醇(即C2H6O2)，其被催化氧化生成醛，根據G和F的相對分子質量之差為4，則G為乙二醛，A生成B和F的反應應為酯的水解，則B的分子式為C4H6O2，結合題給信息可知B的結構簡式為CH2===C(CH3)COOH。則A的結構簡式為CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH，C為CH3COCOOH，與氫氣發(fā)生加成反應生成D，D為CH3CH(OH)COOH，在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應生成E，則E為CH2===CHCOOH。 (2)G應為OHC—CHO，即乙二醛，含有—CHO，可發(fā)生氧化和加成反應，不能發(fā)生酯化反應，因含有2個—C

7、HO，則1 mol G最多可與4 mol新制Cu(OH)2發(fā)生反應。 (3)D應為CH3CH(OH)COOH，在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應生成E，則E為 CH2===CHCOOH。 (4)B的分子式為C4H6O2，其不含甲基且能發(fā)生銀鏡反應的同分異構體應為甲酸酯或分子中含有醛基和羥基，且羥基在端位碳原子上，結構可能為HCOOCH2CH===CH2、OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等。 (5)酯在酸性條件下，加熱水解生成酸和醇。 2．香豆素類化合物具有抗病毒、抗癌等多種生物活性。香豆素-3-羧酸可通過下面合成路線制備： (1)A中所含有的官能團名稱為____

8、____，中間體X的化學式為________。 (2)香豆素-3-羧酸在NaOH溶液中充分反應的化學方程式為____________________________。 (3)反應①中試劑CH2(COOC2H5)2的同分異構體有多種，其中分子中含有羧基，且核磁共振氫譜中有3個吸收峰，且峰的面積之比為3∶2∶1的異構體有2種，試寫出這兩種同分異構體的結構簡式：____________________________________________ ________________________________________________________________________。

9、 (4)反應①中的催化劑“哌啶”可以由“吡啶”合成，已知吡啶的性質與苯類似，可發(fā)生如下反應： 吡啶的結構簡式為________________________，反應③和反應④的反應類型分別為______________________、__________________。 答案　(1)醛基和酚羥基　C12H10O4 (2) (3) (4)　取代反應　加成反應 3．鹽酸普魯卡因 ([CH2CH2NH＋(C2H5)2]Cl－) 是一種局部麻醉劑，麻醉作用較快、較強，毒性較低，其合成路線如下： 已知：① ② 請回答以下問題： (1)A的核磁共振氫譜只有一個峰

10、，則反應①的化學方程式為________________。 (2)C的結構簡式為________________，C中含有的含氧官能團的名稱為________________。 (3)合成路線中屬于氧化反應的有________________(填序號)。 (4)反應⑤的化學方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)B的某種同系物F，相對分子質量比B大28，則符合下列條件的F的同

11、分異構體的數(shù)目有________種。 ①結構中含有一個“—NH2”與一個“—COOH” ②苯環(huán)上有三個各不相同的取代基 (6)已知：當苯環(huán)上已有一個“—CH3”或“—Cl”時，新引入的取代基一般在原有取代基的鄰位或對位；當苯環(huán)上已有一個“—NO2”或“—COOH”時，新引入的取代基一般在原有取代基的間位。 請用合成反應流程圖表示出由甲苯和其他物質合成的最佳方案，合成反應流程圖表示方法示例如下：…。 答案　(1)2CH2===CH2＋O2 (2) 　硝基、羧基 (3)①④ (4) HOCH2CH2N(C2H5)2 N(C2H5)2＋H2O (5)30 (6)

12、解析　乙烯發(fā)生氧化反應生成A，A的核磁共振氫譜只有一個峰，則A的結構簡式為；D在Fe/HCl條件下發(fā)生反應生成產品E，D的結構簡式為CH2CH2N(C2H5)2，根據反應⑤知，C的結構簡式為，B被氧化生成C，結合題給信息知，B的結構簡式為，甲苯發(fā)生反應生成對甲基硝基苯，則反應③為取代反應。 (1)反應①的化學方程式為2CH2===CH2＋O2。 (2)C的結構簡式為，C中含有的含氧官能團的名稱為硝基、羧基。 (3)合成路線中屬于氧化反應的有①④。 (4)反應⑤的化學方程式為 ＋HOCH2CH2N(C2H5)2 CH2N(C2H5)2＋H2O。 (5)B為，B的同系物F可能為，F(xiàn)

13、的同分異構體符合下列條件：①結構中含有一個“—NH2”與一個“—COOH”；②苯環(huán)上有三個各不相同的取代基，如果存在—NH2、—COOH、—CH2CH3，如果—NH2、—COOH相鄰，則有四種同分異構體，如果—NH2、—COOH相間，則有四種同分異構體，如果—NH2、—COOH相對有兩種同分異構體，共10種同分異構體；如果存在—NH2、—CH2COOH、—CH3，如果—NH2、—CH2COOH相鄰有四種同分異構體，如果—NH2、—CH2COOH相間有四種同分異構體，如果—NH2、—CH2COOH相對有兩種同分異構體，共有10種；如果存在—CH2NH2、—COOH、—CH3，如果—CH2NH2、

14、—COOH相鄰有四種同分異構體，如果—CH2NH2、—COOH相間有四種同分異構體，如果—CH2NH2、—COOH相對有兩種同分異構體，所以共有10種；則符合條件的共有30種同分異構體。 (6)在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，甲苯和濃硝酸發(fā)生取代反應生成對硝基甲苯，在催化劑條件下，對硝基甲苯和氯氣發(fā)生取代反應生成2-氯-4-硝基甲苯，2-氯-4-硝基甲苯被酸性高錳酸鉀氧化生成2-氯-4-硝基苯甲酸，在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，2-氯-4-硝基苯甲酸和乙醇發(fā)生酯化反應生成2-氯-4-硝基苯甲酸乙酯。 4．扁桃酸衍生物是重要的醫(yī)藥中間體，以A和B為原料合成扁桃酸衍生物F的路線如下： (1

15、)A的分子式為C2H2O3，可發(fā)生銀鏡反應，且具有酸性，A所含官能團的名稱為________________________________________________________________________。 寫出A＋B―→C的化學方程式：_____________________________。 (2)C()中①、②、③三個—OH的酸性由強到弱的順序是_______________。 (3)E是由2分子C生成的含有3個六元環(huán)的化合物，E分子中不同化學環(huán)境的氫原子有________種。 (4)D―→F的反應類型是________________，1 mol F在一定條件

16、下與足量NaOH溶液反應，最多消耗NaOH的物質的量為________mol。寫出符合下列條件的F的所有同分異構體(不考慮立體異構)的結構簡式：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ①屬于一元酸類化合物 ②苯環(huán)上只有2個取代基且處于對位，其中一個是羥基 (5)已知：R—CH2—COOH A有多種合成方法，在方框中寫出由乙酸合成A的路線流程圖(其他原料任選)。 合成路線流程圖示例如下：

17、 H2C===CH2CH3CH2OHCH3COOC2H5 答案　(1)醛基、羧基　 (2)③＞①＞② (3)4 (4)取代反應　3　、 、、 (5) 解析　(1)A的分子式為C2H2O3，可發(fā)生銀鏡反應，說明有醛基，具有酸性，說明有羧基，則A的結構簡式為OHC—COOH，所含官能團名稱為羧基和醛基；再根據C的結構可推出B為苯酚，A、B發(fā)生加成反應生成C。 (2)羧基酸性強于酚羥基，醇羥基無酸性，所以C中3個—OH的酸性強弱順序是③＞①＞②。 (3)2分子C發(fā)生酯化反應，形成一個新的六元環(huán)，E分子的結構簡式為 ，該分子中不同化學環(huán)境的氫原子有4種。 (4)D―→

18、F是醇羥基轉變成鹵素原子，所以屬于取代反應；1 mol F中含有1 mol酚羥基、1 mol酯基和1 mol鹵素原子，與氫氧化鈉溶液反應時各消耗1 mol NaOH，共消耗3 mol NaOH；F的同分異構體屬于一元酸類化合物，所以結構中含有羧基，又由于只有2個取代基且處于對位，其中一個是羥基，所以另外一個取代基中應該含有2個碳原子、1個溴原子、1個羧基，根據羧基和溴原子的位置不同，共有如下四種不同結構： 、、 、。 (5)合成的原料是CH3COOH，合成的目標產物是OHC—COOH，所以考慮將—CH3轉化為—CHO，根據逆合成分析法，—CHO可由—CH2OH催化氧化而來，—CH2OH可由—CH2Cl水解而來，—CH2Cl可由—CH3取代而來，因此得到合成路線：