1、(2019·沈阳市郊联体高三模拟)芳香化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。OPA是一种重要的有机化工中间体,A、B、C、D、E、F和OPA的转化关系如下所示:
已知:①浓KOH、△②H++
回答下列问题:
(1)A的化学名称是____________,由A生成B的反应类型是____________。
(2)写出任意一种C的可能的结构简式:_______________________________________。
(3)芳香化合物G是E的同分异构体,G遇FeCl3显紫色,能发生水解反应,且一定条件下可以发生银镜反应,满足以上条件的G的同分异构体有________种。
答案 (1)邻二甲苯(或1,2二甲苯) 取代反应
(2) (或)
(3)13
解析 A分子式为C8H10,且ABr2光照B()可推知A是,在Fe作催化剂的条件下与溴发生苯环上的取代反应生成C;先用酸性KMnO4将邻二甲苯氧化为邻苯二甲酸,然后再与乙醇发生酯化反应制得邻苯二甲酸二乙酯;①浓KOH、△②H+,再发生缩聚反应生成高聚物。
(3)芳香化合物G是E的同分异构体,G遇FeCl3显紫色,说明含有酚羟基,能发生水解反应,且一定条件下可以发生银镜反应,说明含有HCOO—,满足条件的的同分异构体,若苯环上有2个取代基—OH、HCOOCH2—,有、邻、间对3种结构;若苯环上有3个取代基:—OH、HCOO—、—CH3,有10种结构,共有13种。
2.(2019·湘潭市高三二模)高分子树脂具有较好的吸水性,其合成线路如下:
已知:Ⅰ.—CHO+—CH2CHO—CH==CHCHO
Ⅱ. —CH==CH—COOH
回答下列问题:
(1)G中的含氧*能官**团名称为________,M的结构简式为____________。
(2)由A生成B的化学方程式为_______________________________________________。
(3)上述合成路线中,D→E的转化在合成M中的作用为_________________________。
(4)下列选项中对有机物F的性质推测正确的是______(填字母)。
A.1 mol F与足量NaHCO3溶液反应放出2 mol CO2
B.能发生水解反应和消去反应
C.能聚合成高分子化合物
D.1 mol F最多消耗3 mol NaOH
(5)符合下列条件的G的同分异构体有________种。
A.属于芳香族化合物,且只有1种*能官**团
B.能发生银镜反应
C.除苯环外不存在其他环状结构
其中核磁共振氢谱有4组峰的是____________________(写出其中一种的结构简式)。
(6)根据上述合成路线和信息,以苯乙醛为原料(其他无机试剂任选)设计制备的合成路线:_________________________________。
答案 (1)羧基
(2) +NaOH水△+NaCl
(3)保护碳碳双键,防止其被氧化
(4)BD
(5)10 (或)
(6) O2催化剂
解析 与Cl2在光照条件下生成的A为,A在NaOH的水溶液中加热水解生成的B为,B经催化氧化得到的C为,C和HCHO在NaOH的稀溶液中发生反应生成的D为,D再与Br2发生加成反应生成的E为,E催化氧化后得到的F为,F在Zn粉的作用下发生消去反应生成的G为,G再发生加聚反应得到M为。
(3)D()与Br2发生加成反应生成E(),F在Zn粉的作用下发生消去反应生成重新得到碳碳双键,所以D→E是为了保护碳碳双键,防止其被氧化。
(4)A项,1 mol 与足量NaHCO3溶液反应放出1 mol CO2,错误;B项,溴原子在氢氧化钠的水溶液中可以水解,也可以在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应,正确;C项,没有碳碳双键,也没有碳碳三键,不能聚合成高分子化合物,错误;D项,1 mol F中羧基消耗1 mol NaOH,两个溴原子消耗2 mol NaOH,共消耗3 mol NaOH,正确。
(5) 侧链不饱和度为2,属于芳香族化合物,且只有1种*能官**团,发生银镜反应,除苯环外不存在其他环状结构,说明必须有两个醛基,若苯环上有两个—CHO,一个—CH3,就有6种同分异构体;若苯环上有一个—CHO,一个—CH2CHO,就有邻、间、对3种同分异构体;若苯环上是一个—CH(CHO)CHO,就有一种结构;共有10种同分异构体。其中核磁共振氢谱有4组峰的是或。
3、(2019·郑州市高中毕业班第二次质量预测)化合物F是一种药物合成的中间体,F的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ. +NaCl
Ⅱ. +HCl
回答下列问题:
(1) 的名称为____________。
(2)D中含氧*能官**团的名称为____________。
(3)B→C的反应方程式为___________________________________________________。
(4)D→E的反应类型为____________。
(5)C的同分异构体有多种,其中苯环上连有—ONa、2个—CH3的同分异构体还有________种,写出核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6∶2∶1的同分异构体的结构简式:_________________________________。
(6)依他尼酸钠()是一种高效利尿药物,参考以上合成路线中的相关信息,设计以为原料(其他原料自选)合成依他尼酸钠的合成路线:__________________________________________________________________。
答案 (1)2氯丙酸 (2)羧基、醚键
(3) +2NaOH+NaBr+H2O
(4)取代反应
(5)5 、
(6)
解析 由流程图可知:A在催化剂作用下发生苯环上溴代反应生成B,B发生取代反应生成C,+2NaOH+NaBr+H2O,C发生已知Ⅰ中取代反应生成D,由D发生已知Ⅱ中取代反应生成E,由E的结构、反应条件,逆推可知D为、C为、B为。对比E、F的结构,可知E的羧基与碳酸钠反应,E中亚甲基与甲醛发生加成反应、消去反应引入碳碳双键,最终生成F。
(5)C()的同分异构体有多种,其中苯环上连有—ONa、2个—CH3的同分异构体,2个甲基有邻、间、对3种位置结构,对应的—ONa分别有2种、3种、1种位置结构,共有6种,不包括C本身还有5种,核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6∶2∶1的同分异构体的结构简式为、。
(6)模仿C→F的转化,可知先与ClCH2COOH反应,产物再与CH3CH2CH2COCl/AlCl3、CS2作用,最后与30%HCHO和Na2CO3反应得到目标物。
4、(2019·全国卷Ⅲ,36)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)中的*能官**团名称是____________________________________。
(3)反应③的类型为________,W的分子式为______________________________________。
(4)不同条件对反应④产率的影响如表:
实验
碱
溶剂
催化剂
产率/%
1
KOH
DMF
Pd(OAc)2
22.3
2
K2CO3
DMF
Pd(OAc)2
10.5
3
Et3N
DMF
Pd(OAc)2
12.4
4
六氢吡啶
DMF
Pd(OAc)2
31.2
5
六氢吡啶
DMA
Pd(OAc)2
38.6
6
六氢吡啶
NMP
Pd(OAc)2
24.5
上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外,还可以进一步探究________________等对反应产率的影响。
(5)X为D的同分异构体,写出满足如下条件的X的结构简式:__________________________。
①含有苯环;②有三种不同化学环境的氢,个数比为6∶2∶1;③1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。
(6)利用Heck反应,由苯和溴乙烷为原料制备,写出合成路线:_______________________________________________________。(无机试剂任选)
答案 (1)间苯二酚(或1,3苯二酚) (2)羧基、碳碳双键 (3)取代反应 C14H12O4 (4)不同碱 不同溶剂 不同催化剂(或温度等)
(5) 、
(6)
解析 (1)A的结构简式为,其名称为间苯二酚或1,3苯二酚。(2)中的*能官**团是碳碳双键和羧基。(3)由合成路线可知,反应③为取代反应。W中含两个苯环,1个碳碳双键,故C原子数为2×6+2=14,含4个羟基,故含4个O原子,由苯环及碳碳双键可知W分子的不饱和度为4×2+1=9,故W分子中H原子数为2×14+2-2×9=12,W的分子式为C14H12O4。(4)由表格中的信息可知,实验1、2、3、4中的溶剂和催化剂相同,碱不同,产率不同;实验4、5、6中碱和催化剂相同,溶剂不同,产率不同,故该实验探究了不同碱和不同溶剂对反应产率的影响;因6个实验的催化剂相同,故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。(5)D为,其同分异构体X为1 mol时,与足量Na反应生成2 g H2,则X中含2个羟基,由X中不同化学环境的氢原子的个数比可知2个羟基在苯环上处于对称位置,且X中含有2个甲基,故符合条件的X的结构简式为、。
5、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:
②1 mol B经上述反应可生成2 mol C,且C不能发生银镜反应
③D属于单取代芳香烃,其相对分子质量为106
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢
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的还有________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1的是________________(写出其中一种的结构简式)。
(5)由苯及化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺:
反应条件1所选用的试剂为________,反应条件2所选用的试剂为________。I的结构简式为________。
解析 A(C6H13Cl)在NaOH的乙醇溶液中加热,发生消去反应生成B,1 mol B经信息①反应,生成2 mol C,而C不能发生银镜反应,所以C属于酮,C为,从而推知B为,A为。因D属于单取代芳香烃,且相对分子质量为106,设该芳香烃为CxHy。则由12x+y=106,经讨论x=8,y=10。所以芳香烃D为。由F(C8H11N)核磁共振氢谱中苯环上有两种化学环境的氢,可知为苯环的对位取代物,结合D的结构可推知F为,E为。
(1)A→B的反应为:
该反应为消去反应。
(2)D为乙苯,D→E的化学反应为:
(3)根据C、F的结构简式及信息⑤得:
,所以G的结构简式为
(4) 的含有苯环的同分异构体还有: ,共8种,同时—NH2还可连在—CH3或—CH2—CH3上,—CH3、—CH2—CH3也可连在—NH2上。因此符合条件的同分异构体共有19种。其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1的是 。
(5)由信息⑤可推知合成N-异丙基苯胺的流程为:
所以反应条件1所选用的试剂为浓HNO3和浓H2SO4混合物,反应条件2所选用的试剂为Fe和稀HCl。I的结构简式为。
(5)浓HNO3、浓H2SO4 Fe和稀盐酸
6、.(2019·课标全国Ⅰ,36)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A中的*能官**团名称是________。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳________。
(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式________。(不考虑立体异构,只需写出3个)
(4)反应④所需的试剂和条件是___________________________。
(5)⑤的反应类型是_____________________。
(6)写出F到G的反应方程式__________________。
(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。
解析 A为醇,高锰酸钾氧化A生成酮(B);B与甲醛在碱溶液中发生加成反应生成C,C与酸性高锰酸钾反应生成D(),将—CH2OH氧化成—COOH,观察E的结构简式知,D与乙醇在浓硫酸加热条件下反应生成E,E在一定条件下引入丙基生成F,F水解并酸化生成G。结合E、G的结构简式可知F为。
(1)A中的*能官**团为羟基。(2)根据手性碳原子定义,B中—CH2—上没有手性碳,上没有手性碳,故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基,所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代,或一个氢原子被—CH2CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中,CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶液中水解生成羧酸盐,再酸化得到G。
答案 (1)羟基 (2)
(3)
(4)C2H5OH/浓H2SO4、加热 (5)取代反应