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1、- 1 -提升训练提升训练 3131 有机合成综合分析有机合成综合分析( (第第 3232 题题) )1 1.(2018浙江十校联盟联考)某研究小组以苯酚为主要原料,按下列路线合成药物沙丁 胺醇。已知:AB 的原子利用率为 100%ROHROCH3CH2CH2CH2NHR请回答: (1)写出 D 中所含官能团的名称: 。 (2)下列有关说法正确的是 。 A.A 是甲醛 B.化合物 D 与 FeCl3溶液发生显色反应 C.BC 的反应类型为取代反应 D.沙丁胺醇的分子式为 C13H19NO3 (3)设计化合物 C 经两步反应转变为 D 的合成路线(用流程图表示): 。 (4)写出 D+EF 的反
2、应化学方程式: 。 (5)化合物 M 比 E 多 1 个 CH2,写出化合物 M 所有可能的结构简式: ,须 符合1H-NMR 谱表明 M 分子中有 3 种氢原子。 2 2.(2018温州二模)氢溴酸槟榔碱是驱除动物绦虫的有效药物,可由酯 A(C4H6O2)经过如下合 成路线获得:已知:.含碳碳双键的有机物与氨(NH3)或胺(RNH2)反应生成新的胺类化合物如:R1CHCH2 + RNH2R1CH2CH2NHR.R1COOR2 + R3CH2COOR4+R2OH- 2 -请回答: (1)化合物 E 的结构简式为 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.化合物 A 能发生还原反应,不能发生氧化反应
3、 B.化合物 F 能与 FeCl3溶液发生显色反应 C.化合物 G 具有碱性,可以生成内盐 D.氢溴酸槟榔碱的分子式为 C8H14O2NBr (3)写出 B+AC 的化学方程式: 。 (4)写出化合物 B 可能的同分异构体的结构简式: ,须 同时符合: 分子结构中有一个六元环; 1H-NMR 谱显示分子中有 3 种氢原子,IR 谱显示有 CN 键存在。 (5)设计酯 A 经路径二,通过两步反应转变为化合物 E 的合成路线(用流程图表示,所用试剂与 路径一相同): 。 3 3.有两种新型的应用于液晶和医药的材料 W 和 Z,可用以下路线合成。已知以下信息: 1 mol B 经上述反应可生成 2
4、mol C,且 C 不能发生银镜反应(易被氧化)请回答下列问题: (1)化合物 A 的结构简式 。 (2)下列有关说法正确的是 (填字母)。 A.化合物 B 中所有碳原子不在同一个平面上 B.化合物 W 的分子式为 C11H16N C.化合物 Z 的合成过程中,DE 步骤为了保护氨基 D.1 mol 的 F 最多可以和 4 mol H2反应 (3)C+DW 的化学方程式是 。 (4)写出同时符合下列条件的 Z 的所有同分异构体的结构简式: 。 遇 FeCl3溶液显紫色;红外光谱检测表明分子中含有结构; 1H-NMR 谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。- 3 -(5)设计
5、D 合成路线(用流程图表示,乙烯原料必用,其他无机试剂及溶剂任选) 。 (CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3) 4 4.某研究小组以环氧乙烷和布洛芬为主要原料,按下列路线合成药物布洛芬酰甘氨酸钠。已知:(1)RCOOHRCOClRCOOR(2)RClRNH2RNH2HClRCONHR请回答: (1)写出化合物的结构简式:B ;D 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.转化为 A 为氧化反应 B.RCOOH 与 SOCl2反应的产物中有 SO2和 HC1 C.化合物 B 能发生缩聚反应 D.布洛芬酰甘氨酸钠的分子式为 C15H19NO3Na (3)写出同时符合下列条件的布洛芬的所
6、有同分异构体 。 红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与 NaOH 溶液 12 反应,也能发生银镜反应; 1H-NMR 谱显示分子中有三个相同甲基,且苯环上只有一种化学环境的氢原子。 (4)写出 F布洛芬酰甘氨酸钠的化学方程式 。 (5)利用题给信息,设计以为原料制备的合成路线(用流程图表示;无 机试剂任选): 。 5 5.某研究小组以对氨基水杨酸和乙炔为主要原料,按下列路线合成便秘治疗药物琥珀酸 普卡必利。- 4 -已知:化合物 B 中含有羟基;+请回答: (1)下列说法不正确的是 。 A.对氨基水杨酸能发生缩聚反应生成高分子化合物 B.化合物 B 能发生氧化反应,不能发生还原反应 C.化
7、合物 C 能形成内盐 D.化合物 F 能与 NaHCO3溶液反应 (2)化合物 B 的结构简式是 。 (3)C+DE 的化学方程式是 。 (4)写出同时符合下列条件的 A 的所有同分异构体的结构简式: 。 分子中含有硝基且直接连在苯环上 1H-NMR 谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子 不能与 FeCl3溶液发生显色反应 (5)设计以乙炔和甲醛为原料制备化合物 F 的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。 6 6.化合物 G()有广泛应用。合成 G 的一种路径如图。1H-NMR 谱显示 C 结构中只有一种化学环境的氢,且不能发生银镜反应。D 的组成为 C8H10。已知:R1CHO+-
8、5 -RNH2+H2O (1)由 A 生成 B 的化学方程式为 。 (2)C 的结构简式为 。 (3)由 D 生成 E 的化学方程式为 。 (4)写出同时符合下列条件的 F 的所有同分异构体的结构简式: 。 红外光谱显示分子中含有苯环; 1H-NMR 谱显示有 4 组峰,且面积比为 6221(5)设计由苯及 2-丙醇合成 N-异丙基苯胺()的合成路线(流程图表示,无机试剂任选) 。 7 7.为合成药物中间体 X、Y,合成路线如下:已知:易被氧化。请回答: (1)写出 D 的结构简式: 。 (2)写出 AB 的化学反应方程式: 。 (3)合成过程中 AD 的目的是 。 (4)下列说法不正确的是
9、。 A.COCl2的分子中四个原子在同一平面,而 E 分子中原子不可能在同一平面 B.1 mol X 最多可以与 4 mol NaOH 反应 C.DX 与 DY 的反应类型相同 D.Y 是芳香族化合物,分子中含 2 个手性碳原子 (5)写出符合下列条件的 B 的所有同分异构体: 。 能发生银镜反应; 含有NH2; 含有苯环,苯环上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子 (6)设计从苯制备化合物 E 的合成路线: (用 流程图表示,无机试剂自选)。 8 8.G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成线路如下:- 6 -已知:RCH2CH2CHOA 能与 FeCl3溶液发生显色反应
10、,K 是高分子化合物+请填写下列空白: (1)F 中官能团名称 ,A 到 B 的反应类型 。 (2)写出 C 和 F 反应生成 G 的化学方程式: 。 (3)下列说法正确的是 。 A.有机物 G 的分子式为 C15H28O2 B.有机物 A 能与 Na2CO3溶液反应产生 CO2 C.有机物 C 不能与浓溴水反应生成白色沉淀 D.有机物 D 生成 K 的反应为缩聚反应 (4)某芳香族化合物 X 是 B 的同分异构体,X 分子中含有 4 种不同化学环境的氢原子,其对应的 个数比为 9221,写出该化合物可能的结构简式: 。 (5)正戊酸的化学式为 CH3(CH2)3COOH,可用作香料、橡胶促进
11、剂等,写出以正丁醇 (CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正戊酸的合成路线流程图(无机试剂任用): 。 参考答案 提升训练 3131 有机合成综合分析(第 3232 题)1 1.答案: (1)醚键 (2)AC (3)(4)+(5)、- 7 -解析: AB 的原子利用率为 100%,A 的分子式是 CH2O;B 与氯乙烯发生取代反应生成 C,结合沙丁胺醇的结构简式,可知 B 是,C 是;C 中碳碳双键被氧化前需要保护羟基不被氧化,所以 CD 的两步反应,先与(CH3)2SO4反应生成,再氧化为,所以 D 是;根据沙丁胺醇的结构简式逆推 E,E 是;F 是,F 与 HI 反应生成。根据以上分析
12、,(1)D 为,其含有的官能团的名称是醚键。(2)A 的分子式是 CH2O,A 是甲醛,故 A 正确;D 为,D 中不含酚羟基,所以不能与 FeCl3溶液发生显色反应,故 B 错误;B 为,B 与氯乙烯发生取代反应生成,故 C 正确;沙丁胺醇的分子式为 C13H21NO3,故 D 错误。(3)化合物 C 经两步反应转变为 D 的合成路线为- 8 -。(4)与反应生成的反应化学方程式为+。(5)E 的分子式是 C4H11N,化合物 M 比 E 多 1 个 CH2,则 M 的分子式是 C5H13N,符合1H-NMR 谱表明 M 分子中有 3 种氢原子的化合物 M 可能的结构简式有、。2 2.答案:
13、 (1) (2)ABC(3)NH2CH2CH2COOCH3 +CH2CHCOOCH3CH2CHCOCH(CH2NH2)COOCH3+CH3OH(4)、(5)CH2CHCOOCH3 解析: A(C4H6O2)的不饱和度为 2,含碳碳双键,A 为 CH2CHCOOCH3,.含碳碳双键的有机物与氨(NH3)或胺(RNH2)反应生成新的胺类化合物,B 为,再由信息.R1COOR2+R3CH2COOR4- 9 -+R2OH 得 C 为,再发生类似的反应生成环,得到 E,与氢气加成得 F,F 发生消去反应得 G。(1)化合物 E 的结构简式为;(2)化合物 A 为,含有碳碳双键,能发生还原反应,也能发生氧
14、化反应,故 A 错误;化合物 F中没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,故 B 错误;化合物 G具有碱性,但没有羧基,不能生成内 盐,故 C 错误;氢溴酸槟榔碱的分子式为 C8H14O2NBr,故 D 正确,故选 ABC。(3)根据信息,则B+AC 的化学方程式为 NH2CH2CH2COOCH3+CH2CHCOOCH3CH2CHCOCH(CH2NH2)COOCH3+CH3OH。(4)同时符合:分子结构中有一个六元环;1H-NMR 谱显示分子中有 3 种氢原子,IR 谱显示有 CN 键存在。化合物 B 可能的同分异构体的结构简式为、。(5)酯 A 经路径二,通过两步反应转变为化合物 E
15、的合成路线为 CH2CHCOOCH3。3 3.答案: (1)(2)C(3)+- 10 -(4)、(5)解析: 1molB 经题述反应可生成 2molC,且 C 不能发生银镜反应,说明 B 分子中碳碳双键 两侧对称,根据 A 的分子式可知 B 的结构简式为,则 A 为(CH3)2CHCCl(CH3)2,C的结构简式为;根据 W 的结构简式可知 D 的结构简式为,与 C 发生反应生成 W。根据 E 的氧化产物结构简式可知 E 的结构简式为。F 水解生成 Z,则 F 的结构简式为。4 4.答案: (1) (2)D(3)、(4)+CH3OH(5)解析: 氧化得到的 A 为 ClCH2COOH,ClCH
16、2COOH 与 NH3作用得到的 B 为H2NCH2COOH,H2NCH2COOH 再与 SOCl2作用生成的 C 为,再与 CH3OH 作用得到- 11 -的 D 为;与 SOCl2作用生成的 E 为,E 与 D 作用生成的 F 为,F 再在 NaOH 溶液中水解可得布洛芬酰甘氨酸钠。(1)B 为H2NCH2COOH,D 为。(2)A.经催化氧化为转化为 ClCH2COOH,反应类型为氧化反应,故 A 正确; B.RCOOH 与 SOCl2发生取代反应,所得产物为 RCOCl、SO2和 HCl,故 B 正确;C.化合物 B 为氨基 酸,一定条件下能发生缩聚反应,故 B 正确;D.布洛芬酰甘氨
17、酸钠的分子式为 C15H20NO3Na,故 D 错误;答案为 D。 (3)红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与 NaOH 溶液 12 反应,也能发生银镜 反应,说明苯环上直接连接;1H-NMR 谱显示分子中有三个相同甲基,说明同一碳原 子上连接三个甲基;苯环上只有一种化学环境的氢原子,因苯环上不可能只有对位有两个不同的取代基,可以保证对称位置上的氢原子环境相同,满足条件的同分异构体有、。5 5.答案: (1)B (2)(3)(4)、(5)HOCH2CH2CH2CH2OH- 12 -解析: 由琥珀酸普卡必利的结构简式可知,F 的结构简式为 HOOCCH2CH2COOH,E 是由 C 和 D合
18、成,结合 C、D 的分子式,可知 D 为,C 为。由氨基水杨酸与甲醇在浓硫酸作用下生成 A,A 的结构简式为,A 与(CH3CO)2O 生成 B,则 B 的结构简式为。(1)A 项,对氨基水杨酸含有羟基、羧基、氨基,能发生缩聚反应生成高分子化合物,正确;B 项,化合物 B 中含有羟基、苯环,羟基能发生氧化反应,苯环能发生还原反应,错误; C 项,化合物 C 的结构中含有氨基和羧基,可以反应生成内盐,正确;D 项,化合物 F 中含有羧基,能 与 NaHCO3溶液反应,正确。6 6.答案: (1)+NaOH+NaCl+H2O(2)(3)+HNO3(4)、(5)解析: 根据流程图可知,A 的分子式为
19、 C6H13Cl,A 为己烷的一氯代物,在氢氧化钠乙醇溶液、 加热条件下发生消去反应得到 B,1molB 发生已知信息中氧化反应生成 2molC,且 C 不能发生 银镜反应,结构中只有一种化学环境的氢,则 B 为对称结构烯烃,且不饱和碳原子上没有 H 原 子,则 B 为,C 为,采用逆推可知 A 为(CH3)2CHCCl(CH3)2,D 的组成 为 C8H10,根据 G 的结构可知,D 属于单取代芳烃,D 为乙苯,D 在浓硫酸催化条件下与硝酸发生乙基对位的取代反应生成 E,E 为,由 F 的分子式可知,E 中硝基被还原为NH2,则 F 为,C 与 F 发生信息中反应,分子间脱去 1 分子水形成
20、 NC双键得到 G()。- 13 -(1)根据上述推断可知 A 与 NaOH 的乙醇溶液在加热时发生消去反应得到 B,反应的化学方 程式为:+NaOH+NaCl+H2O。(2)根据上述推断,C 的结构简式为。 (3)D 为乙苯,D 与浓硝酸在浓硫酸存在下加热发生对位上的取代反应得到 E,反应的化学方程式为:+HNO3。(4)根据上述分析,F 为,F 的同分异构体中含有苯环的同分异构体一共还有 19 种,其中核磁共振氢谱中有 4 组峰,且面积比为 6221 的有:、。 (5)由苯与 2-丙醇合成 N-异丙基苯胺,设计思路为:苯与浓硝酸在浓硫酸存在下加热 50 60时发生硝化反应得到硝基苯,硝基苯
21、在 Fe 和稀 HCl 作用下被还原为苯胺;丙醇在铜催化下与氧气发生反应生成丙酮,苯胺与丙酮在一定条件下发生反应得到,与氢气发生加成反应,被还原为 N-异丙基苯胺,则合成路线为:。7 7.答案: (1)(2)+(CH3CO)2O(3)保护氨基同时氧化甲基(4)D(5)、- 14 -、(6)解析: AB 是取代反应,生成物 B 为,B 与酸性高锰酸钾反应时,苯环上的甲基被氧化生成,得到的 C 是,C 水解生成的 D 是。(1)D 是。(2)AB 是取代反应,另一生成物为 CH3COOH,即+(CH3CO)2O+CH3COOH。(3)AD 的流程中,AB 反应的NH2在 CD 的步骤中又 重新生成
22、,纵观反应流程发现,BC 的过程中NH2能够被酸性高锰酸钾氧化,所以 AD 的目 的是氧化苯环上的得到但是又保护了不被氧化。(4)COCl2分子中 C 采 用 sp2杂化,所以分子中四个原子共面,E 分子中 C 原子采用 sp3杂化,分子中原子不可能在同 一平面,A 描述正确;X 分子中含有两个COOH,一个,所以 1molX 最多反应 4molNaOH,B 描述正确;DX 属于取代反应,DY 也属于取代反应,C 描述正确;手性碳原子连 接 4 个不同的原子或原子团,Y 中没有符合该条件的碳原子,即 Y 分子中没有手性碳原子,D 描述错误。(5)B 的分子式是为 C9H11NO,结构为,不饱和
23、度为 5。由已知条件可以知道分子中存在、和苯环,此外还有两个 C 原子,分子中无其他不饱和键。由于苯环 上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子,所以这两个取代基不同且位于苯环 对位。综上所述,连接在苯环对位的两个基团可能是与(2 种结构)、 与、(2 种结构)与、与几种情况。即、- 15 -、。(6)从苯合成环己酮,首先需要引入官能团,由于不能直接引入OH,比较合适的方法是进行溴代反应引入 Br 原子,还原苯环后再转换成OH,进一步氧化成羰基。 8 8.答案: (1)羧基 加成反应(2)(CH3)2CHCH2COOH+H2O(3)AC(4)、(5)CH3(CH2)2CH2OHCH3(
24、CH2)3CHOCH3(CH2)3COOH解析: 由 G 的结构可知,C、F 发生酯化反应生成 G,C、F 分别为、(CH3)2CHCH2COOH 中的一种,A 分子式为 C7H8O,能与 FeCl3溶液发生显色反应,则说明 A 中含有酚羟基和甲基,根据 G 的结构简式可以看出 A 为,A 与丙烯发生加成反应生成 B 为,B 与氢气发生加成反应生成 C 为,则 F 为(CH3)2CHCH2COOH,结合 反应信息,逆推可知 E 为(CH3)2CHCH2CHO,D 为。(1)(CH3)2CHCH2COOH 中官能团名称为羧基,与丙烯发生加成反应生成 B:。- 16 -(2)和(CH3)2CHCH
25、2COOH 发生酯化反应生成的化学方程式为+H2O。(3)A.有机物的分子式为 C15H28O2,故 A 正确;B.酚的酸性比碳酸弱,有机物不能与 Na2CO3溶液反应产生 CO2,故 B 错误;C.有机物不具有酚的 性质,不能与浓溴水反应生成白色沉淀,故 C 正确;D.有机物结构中有碳碳双键,可 以发生加聚反应生成高分子化合物 K,故 D 错误,答案为 AC。(4)的同分异构体 X 分子中含有 4 种不同化学环境的氢原子,其对应的个数比为 9221,说明有 3 组相同环境的甲基、1 个羟基,苯环上有两种不同化学环境的氢原子,则两个取代基为对位,且结构可能为,另外如果苯环上只有一个取代基,则为。(5)以正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料通过消去、加成及醛的加氢还原可制备正戊酸,其合 成路线流程为CH3(CH2)2CH2OHCH3(CH2)3CHOCH3(CH2)3COOH。