2023年年有机合成与推断模拟题详解版.pdf
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1、有机题解析 1盐酸多巴胺是选择性血管扩张药,临床上用作抗休克药,合成路线如图所示:根据上述信息回答:(1)D 的官能团名称为_。(2)E 的分子式为_。(3)若反应为加成反应,则 B的名称为_。(4)反应的反应类型为_。(5)D 的一种同分异构体 K用于合成高分子材料,K可由 HOOCH2Cl 制得,写出 K在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式:_。(6)E 生成 F的化学反应方程式为_。(7)D 的同分异构体有多种,同时满足下列条件的有_种。I.能够发生银镜反应;II.遇 FeCl3溶液显紫色;III.苯环上只有两种化学环境相同的氢原子。【答案】(1)羟基、醚键、醛基 (2)C9H9NO4
2、 (3)甲醛 (4)氧化反应 (5)?nHOOCCH2OH?HO?OCCH2O+(n-1)H2O。(6)?+4H2?+HCl+2H2O (7)19?【解析】(1)根据 D的结构可知 D中含有的官能团有:羟基、醚键、醛基。(2)根据 E的结构简式可知 E的分子式为:C9H9NO4。(3)A 的分子式为 C7H8O2,C7H8O2与 B 发生加成反应生成化合物 C8H10O3,可知 B 的分子式为 CH2O,所以 B的结构简式为 HCHO,名称为甲醛。(4)A 与 HCHO 加成得到的产物为,根据 D的结构可知发生氧化反应,故反应的反应类型为氧化发应。(5)HOOCH2Cl在NaOH 水 溶 液
3、中 加 热 发 生 水 解 反 应 生 成 物 质K:HOOCCH2OH,HOOC CH2OH 在浓硫酸的作用下发生缩聚反应:nHOOCCH2OH HO OCCH2O+(n-1)H2O。(6)E 到 F 的过程中,碳碳双键与 H2发生加成反应,-NO2与 H2发生还原反应生成-NH2,所以化学方程式为:+4H2+HCl +2H2O。(7)分情况讨论:(1)当含有醛基时,苯环上可能含有四个取代基,一个醛基、一个甲基、两个羟基:a:两个羟基相邻时,移动甲基和醛基,共有 6 种结构。b:两个羟基相间时,移动甲基和醛基,共有 6 种结构。c:两个羟基相对时,移动甲基和醛基,共有 3 种结构。(2)当含
4、有醛基时,苯环上有两个对位的取代基,一个为-OH,另一个为-O-CH2-CHO或者一个为-OH,另一个为-CH2-O-CHO,共有 2 种结构。(3)当含有醛基时,有两个对位的取代基,一个为-OH,另一个为-CH(OH)CHO,共 1 种结构。(4)当含有甲酸某酯的结构时,苯环上只有两个取代基,一个为羟基,一个为-CH2OOCH,所以有 1 种结构。故符合条件的同分异构体总共有 6+6+3+2+1+1=19种。点睛:本题考查有机物的结构简式的推断、官能团的名称、反应类型及同分异构体的书写。本题中最后一问的同分异构体的书写是难点,当苯环上有多个取代基时,一定要利用邻、间、对的关系和定一移一的方法
5、不重复不遗漏的将所有的同分异构体书写完整。2有机物 M是一种常用香料 2 的主要成分之一,由烃 A合成其路线如下。己知:B的结构简式为:RCCHHCHORCCCH2OH;回答下列问题:(1)A 的系统命名为_。(2)反应反应类型是_;F中官能团的名称_。(3)物质 M的结构简式为_。(4)反应的化学反应方程式为_。(5)符合下列条件的 F的同分异构体共有_种。能发生银镜反应;能发生水解反应;属于芳香族化合物;苯环上有两个氢原子被取代。(6)已知:当苯环上已有个“一 CH3”时,新引入的取代基一般在原有取代基的邻位或对位上。酸性高锰酸钾溶液可以把苯环上的“一 CH3”氧化成“COOH”。请用合成
6、反应流程图表示出由甲苯和其他物质合成的最佳方案,合成反应流程表示方法示例如下:_。【答案】(1)1 丁炔 (2)加成反应 羧基 出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发(3)(4)(5)15 (6)【解析】A能与 HCHO 反应,则 A中含有碳碳三键,又与苯反应生成,所以 A的结构为 CHC-CH2-CH3,与 HBr发生加成反应生
7、成卤代烃,主要考虑的是 Br 原子加在哪个不饱和碳上,根据后面卤代烃水解生成醇,然后可以连续氧化生成羧酸,可确定 Br 加在末端不饱和碳上,即 C的结构为(1)根据上面分析可知 A的结构为 CHC-CH2-CH3,名称为 1-丁炔。(2)根据已知信息可知 1-丁炔与 HCHO 发生的是加成反应,C为卤代烃,水解后生成醇,然后氧化为醛,再被氧化为羧酸,所以 F中官能团的名称为羧基。(3)由上分析可知 C 的结构为 ,所以 F 的结构为:,根据信息可知 1-丁炔与 HCHO 反应生成 CH3-CH2-CC-CH2OH,再与氢气加成生成 H的结构为 CH3(CH2)4OH,F与 H发生酯化反应生成酯
8、 M,所以 M的结构式为 出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发(4)反 应 卤 代 烃C:发 生 水 解 反 应,方 程 式 为:(5)F 的分子式为 C10H12O2,符合条件的一定是甲酸某酯,除了苯环的六个碳和甲酸中的一个碳外,还剩余三个碳原子。苯环上只有两个支链,一个支链连接酯基,另一个支链连接烷烃基,如果烷烃基为正丙基,
9、则对应的同分异构体有 3 种,若为异丙基,也有 3 种同分异构体,如果烷烃基为乙基,对应的同分异构体也有 3 种,如果烷烃基为甲基,则酯基部分对应的醇有 2 种结构,根据邻、间、对,所以总共有 6 种同分异构体,故总共有3+3+3+6=15种同分异构体。(6)分析产物的结构可知为酯类化合物,找到相应的单体为羧酸和乙醇,首先,甲苯在浓硫酸的作用下与浓硝酸反应,硝基进入甲基的对位,再在铁的催化下与 Cl2发生苯环上的取代反应,氯原子进入甲基的邻位,再用高锰酸钾溶液氧化,可将甲基氧化为羧基,再与 乙 醇 发 生 酯 化 反 应 即 可 得 到 产 物。故 合 成 的 路 线 为:点睛:本题的难点是
10、B 物质的结构的确定,B 在加成时 Br 究竟加在哪个不饱和碳上,根据醇 D 可以发生连续的氧化反应生成羧酸类化合物,可知 D 中的羟基在碳链末端,从而可确定 Br 加在末端的不饱和碳上。3席夫碱类化合物 G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成 G的一种路线如下:已知以下信息:R1CHO+1 mol B 经上述反应可生成 2 mol C,且 C不能发生银镜反应 D属于芳香烃且只有一个取代基,其相对分子质量为 106 核磁共振氢谱显示 F苯环上有两种化学环境的氢 RNH2+H2O 回答下列问题:(1)由 A生成 B的化学方程式为_,反应类型为_。(2)D 的化学名称是_,由 D生成 E的化
11、学方程式为_。(3)G 的结构简式为_。(4)F 的同分异构体中含有苯环且核磁共振氢谱为 4 组峰,面积比为 6221 的同分异构体还有_种(不考虑立体异构),写出其中的一种的结构简式 _。(5)由苯及化合物 C经如下步骤可合成 N-异丙基苯胺:出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发HI JN 异丙基苯胺 反应条件 1 所选用的试
12、剂为_,反应条件 2 所选用的试剂为_,I 的结构简式为_。【答案】(1)+NaOH+NaCl+H2O 消去反应 (2)乙苯 +HNO3+H2O (3)(4)3 或或 (5)浓硝酸、浓硫酸 铁粉/稀盐酸 【解析】A的分子式为 C6H13Cl,为己烷的一氯代物,在氢氧化钠的醇溶液、加热条件下发生消去反应得到 B,B为烯烃,1mol B 发生信息中氧化反应生成 2mol C,且 C不能发生银镜反应,B为对称结构烯烃,且不饱和 C原子没有 H原子,故 B为,C为(CH3)2C=O,逆推可知 A为,D属于单取代芳烃,其相对分子质量为 106,D含有一个苯环,侧链式量=106-77=29,故侧链为-CH
13、2CH3,D为,核磁共振氢谱显示 F 苯环上有两种化学环境的氢,故 D发生乙基对位取代反应生成 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 N=C双键得到 G,则 G为。(1)由 A生成 B的化学方程式为:+NaOH+NaCl+H2O,属于消去反应,故答案为:+NaOH+NaCl+H2O;消去反应;(2)由上述分析可知,D为,化学名称是乙苯,由 D生成 E的化学方程式为:+HO-NO2+H2O,故 答 案 为:乙 苯;出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结
14、构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发+HO-NO2+H2O;(3)由上述分 析可知,G 的结构 简式为,故答案为:;(4)F 为,在 F的同分异构体中含有苯环且核磁共振氢谱为 4 组峰,且面积比为 6:2:2:1,说明含有 2 个-CH3,可以是或或,故答案为:3;(或或);(5)由苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下得到 H为硝基苯,硝基苯在 Fe 粉/盐酸条件下还有得到 I 为,再与(CH3)2C=O反应得到,最后加成反应还原得到,
15、故反应条件1 所选用的试剂为:浓硝酸、浓硫酸,反应条件 2 所选用的试剂为:Fe 粉/稀盐酸,I 的结构简式为,故答案为:浓硝酸、浓硫酸;Fe 粉/盐酸;。点睛:本题考查有机物推断与合成,需要学生对给予的信息进行运用,要充分利用合成路线中有机物的分子式。关键是确定A与 D的结构,再利用正、逆推法相结合进行推断,(4)中同分异构体问题为易错点。4某研究小组从甲苯出发,按下列路线合成染料中间体X 和医药中间体 Y。已知:化合物 A.E.F 互为同分异构体。;(1)X 中的官能团名称为_ 和_。(2)AB 的反应类型为_。(3)B+CD 的化学方程式是 _。(4)G 的结构简式为_。(5)写出同时满
16、足下列条件的E 的所有同分异构体的结构简式:_。红外光谱检测表明分子中含有醛基和羟基;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。(6)为探索新的合成路线,采用苯和乙烯为原料制备化合物F,请写出该合成路线的流程图(无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如下:出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发_。【答案
17、】(1)酰胺键 氨基 (2)氧化反应(3)(4)H2NCHO (5)(6)【解析】试题分析:本题考查有机推断,有机官能团的识别,有机反应类型的判断,有机物结构简式和有机方程式的书写,限定条件下同分异构体的书写,有机合成路线的设计。甲苯与 HNO3、H2SO4发生硝化反应生成 A 和 E,A 与 KMnO4作用,A 中CH3被氧化成COOH 生成 B,B+CD,DX 所用试剂为 Fe/HCl,DX 为NO2还原为NH2,X 中苯环上的侧链处于对位,则逆推出 A 的结构简式为、B 的结构简式为,X 中含酰胺键,则 B+CD 为COOH 和氨基的取代反应,结合 C 的分子式,推出C的结构简式为,D的
18、结构简式为。A 和 E 互为同分异构体,EF,F+GY,Y 中苯环的侧链处于邻位,则 E 的结构简式为,A、E 都属于硝基化合物,F与 A、E 互为同分异构体,根据 Y 的结构简式,F+GY 发生题给已知的反应和氨基与羧基形成酰胺键的反应,则 F 的结构简式为,G 的结构简式为H2NCHO。(1)由 X 的结构简式知,X 中的官能团名称为酰胺键和氨基。(2)AB 为CH3被 KMnO4氧化成COOH,反应类型为氧化反应。(3)B+C D的化学方程式为。(4)根据上述分析,G 的结构简式为 H2NCHO。(5)E 的结构简式为,E 的同分异构体中含醛基和羟基,苯环上有两种不同化学环境的氢原子,苯
19、环上有两个取代且处于对位,符合条件的同分异构体的结构简式为出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发、。(6)F 的结构简式为,对比苯、CH2=CH2与 F 的结构简式,要将苯环与CH2=CH2碳干相连构建碳干骨架,所以第一步为苯与乙烯发生加成反应生成,F 中羧基和氨基处于邻位,第二步由发生硝化反应生成,接着要将NO2还原为NH2和将
20、CH2CH3氧化成COOH,由于NH2易被氧化,为了防止NH2被氧化,所以先将CH2CH3氧化,再将NO2还原,则制备 F 的流程图为:。5具有抗菌作用的白头翁素衍生物 H的合成路线如下图所示:已知:(1)A 属于芳香烃,其名称是 _。(2)B 的结构简式是 _。(3)由 C生成D的化学方程式是 _。(4)由E与I2在 一 定 条 件 下 反 应 生 成F的 化 学 方 程 式 是_;此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是_。(5)试剂b 是_。(6)下列说法正确的是 _(选填字母序号)。a.G 存在顺反异构体 b.由 G生成H的反应是加成反应 c.1
21、mol G 最多可以与1 mol H2发生加成反应 d.1 mol F 或 1 mol H 与足量NaOH 溶液反应,均消耗2 molNaOH(7)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成,写出合成的路线(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)_。【答案】(1)1,2-二甲苯(邻二甲苯)(2)出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩
22、聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发(3)(4)(5)NaOH 醇溶液 (6)bd(7)【解析】试题分析:本题考查有机推断和有机合成,涉及有机物的命名,有机物结构简式和化学方程式的书写,有机物的结构和性质,有机合成路线的设计。由 A(C8H10)氧化成 B(C8H8O2),B 发生取代反应生成 C,C 的结构简式为可逆推出:A 的结构简式为,B 的结构简式为;对比C 和D(C9H9O2Br)的分子式以及CD的反应条件,CD 为酯化反应,试剂 a 为 CH3OH,D 的结构简式为。与 HCHO 在一定条件下发生题给已知 i 的反应生成,在 NaOH 溶液中发生水解,水解产物酸化后获得 E,
23、E 的结构简式为;E 中含碳碳双键和羧基,EF(C9H7O2I)发生题给已知 ii 的反应,对比 F和 G 的分子式,FG 为消去反应,GH 发生题给已知 iii 的反应,结合 H 的结构简式,推出 F的结构简式为,G 的结构简式为。(1)A 属于芳香烃,A 的结构简式为,A 的名称为邻二甲苯(或 1,2二甲苯)。(2)B 的结构简式为。(3)C生 成D的 反 应 为 酯 化 反 应,反 应 的 化 学 方 程 式 为出在浓硫酸作用下生成的聚合物的化学方程式生成的化学反应方程式为的同分异构体有多种同时满足下列条件的有种结构可知中含有的官能团有羟基醚键醛基根据的结构简式可知的分子式为的分子式为与
24、发生加成反应生成化合物为所发应在水溶液中加热发生水解反应生成物质在浓硫酸的作用下发生缩聚反应到的过程中碳碳双键与发生加成反应与发。(4)E与I2在 一 定 条 件 下 反 应 生 成F的 化 学 方 程 式 是。此反应发生的是题给已知 ii 的反应,由于 E中的碳碳双键不对称,此反应生成的另外一个与 F互为同分异构体的有机副产物的结构简式是。(5)在试剂 b 存在时 FG发生消去 HI的反应,试剂 b 为 NaOH 醇溶液。(6)a 项,G的结构简式为,有 1 个碳碳双键的碳原子上连接 2 个 H原子,G不存在顺反异构体,错误;b 项,由 G生成 H发生题给已知 iii的反应,该反应是加成反应
25、,正确;c 项,G中含有 1 个苯环和 1 个碳碳双键,苯环和碳碳双键都能与 H2发生加成反应,1 mol G 最多可以与 4 mol H2发生加成反应,错误;d 项,F 中含 1 个酯基和 1 个碘原子,1 mol F 能消耗 2molNaOH,H 中含 2 个酯基,1 mol H 能消耗 2 molNaOH,正确;答案选 bd。(7)根据原料 CH2=CH2和的结构简式,结合题给已知反应 iii,合成必须先合成 CH3CH=CHCH3,CH3CH=CHCH3与 CH2=CH2对比,碳链增长且 CH3CH=CHCH3中含碳碳双键,结合题给已知反应 i,则由 CH2=CH2合成 CH3CHO和
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