实践素养检测(五)　探析有机合成与推断综合题

实践素养检测()　探析有机合成与推断综合题

1．(2021·河南洛阳质检)酪醇是合成药物的中间体。由芳香族化合物A为原料制备酪醇的一种合成路线如图：

已知：R—CN＋R′—COOH

回答下列问题：

(1)B的结构简式为________________。

(2)F中的官能团的名称为______________。

(3)写出C→D的化学方程式：_______________________________________________。

(4)反应④的反应类型是____________。

(5)反应⑤所需的试剂和条件是___________________________________________。

(6)C的一种同分异构体，能发生银镜反应和水解反应，其核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为6∶3∶2∶1，写出一种符合要求的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(7)已知： (苯胺)易被氧化。设计以甲苯为原料制备2，4，6­三羟基苯甲酸的合成路线：_________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(无机试剂任用)。

解析：根据E的结构简式可知A中有苯环，且只有一个取代基，又由于A的分子式为C7H7Cl，所以可以确定A为，A和NaCN反应生成B(C8H7N)，根据A和B的分子式的差别，可知A中的Cl原子被氰基取代生成了，B和醋酸反应，发生的是已知给出的反应，生成的C为，C发生了碱性水解，得到的D为，D发生取代反应生成E，E发生硝化反应生成F，F发生还原反应，硝基被还原为氨基，得到G，G再发生取代反应生成酪醇H。

(1)由以上分析可知，B的结构简式为。(2)F为，官能团为硝基和醚键。(3)C发生碱性水解得到D，化学方程式为＋NaOH＋CH3COONa。(4)反应④是D中羟基上的氢原子被甲基取代，所以反应类型是取代反应。(5)反应⑤是硝化反应，所需的试剂是浓硝酸，条件是浓硫酸、加热。(6)C的分子式为C10H12O2，不饱和度为5。它的一种同分异构体，能发生银镜反应和水解反应，分子中应有醛基和酯基，C中只有2个氧原子，所以C应为甲酸酯，其核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为6∶3∶2∶1，分子中应有对称的甲基，符合要求的同分异构体可能是。(7)甲苯可以硝化得到2，4，6­三硝基甲苯，甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，硝基可被还原为氨基，再被羟基取代即可得到2，4，6­三羟基苯甲酸。需要注意的是甲基的氧化和硝基的还原的顺序，由于 (苯胺)易被氧化，所以应先氧化甲基。若先还原硝基，氨基在氧化甲基时也会被氧化。故合成路线为

答案：(1) 　(2)硝基、醚键

2．(2021·重庆凤鸣山一诊)化合物H的分子中含有醛基和酯基。H可以用C和F在一定条件下合成(如图)：

已知以下信息：

①A的核磁共振氢谱中有三组峰，且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2。

③化合物D苯环上的一氯代物只有两种。

④通常同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。

(1)A的名称为________。

(2)D的官能团名称为________________。

(3)反应②的化学方程式为__________________________________________________

________________________________________________________________________，反应⑦的反应类型为____________。

(4)F的结构简式为__________________。

(5)H在一定条件下反应生成高聚物的化学方程式为_____________________________

________________________________________________________________________。

(6)F的同系物G比F的相对分子质量大14，G的同分异构体中能同时满足如下条件：

①苯环上只有两个取代基；②不能使FeCl3溶液显色，共有________种(不考虑立体异构)。其中能与碳酸氢钠溶液反应且核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1，写出G的这种同分异构体的结构简式__________________________。

解析：(1)根据题中信息，A的核磁共振氢谱中有三组峰，且能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，说明A中含有羧基，为一元羧酸，其结构简式为(CH3)2CHCOOH，则A的名称为2­甲基丙酸。

(2)由题给信息知D的结构为，则D的官能团名称为羟基(酚羟基)。

(3) 在NaOH的醇溶液中发生消去反应得到的C为CH2===C(CH3)COOH，则反应②的化学方程式为＋2NaOH＋NaBr＋2H2O，该反应类型为消去反应。

(4)由在NaOH的水溶液中水解并酸化得到的F为。

(5) 和CH2===C(CH3)COOH发生酯化反应得到的H为，H在一定条件下发生加聚反应生成高分子化合物的反应方程式为

(6)F的同系物G比F的相对分子质量大14，则G的分子式为C8H8O2，其同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基；②不能使FeCl3溶液显色，说明没有酚羟基，则存在下列几种情况：①苯环上有一个醛基和一个—CH2OH，存在邻、对、间三种位置关系，共3种；②苯环上有一个醛基和一个—OCH3，存在邻、对、间三种位置关系，共3种；③存在一个甲基和一个HCOO—，存在邻、对、间三种位置关系，共3种；④存在一个甲基和一个—COOH，存在邻、对、间三种位置关系，共3种；故满足条件的同分异构体共有12种；其中能与碳酸氢钠溶液反应且核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为。

答案：(1)2­甲基丙酸　(2)羟基(酚羟基)

3．化合物H是一种有机光电材料的中间体。实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：①RCHO＋CH3CHORCH===CHCHO＋H2O

②

回答下列问题：

(1)A的化学名称是____________。

(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、__________。

(3)E的结构简式为________________。

(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(5)芳香族化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢原子，峰面积比为6∶2∶1∶1。写出2种符合要求的X的结构简式：_________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)写出用环戊烷和2­丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。

解析：由H的结构简式逆推可知A、B、C、D、E、F的苯环上均只有一个取代基。结合信息①及B的分子式可知，则A为苯甲醛，B为，由B→C的反应条件可知B→C的转化为醛基转化为羧基，C为，C与Br2发生加成反应，生成D()，D在KOH的乙醇溶液中加热发生消去反应，酸化后生成E()，E与乙醇发生酯化反应(或取代反应)生成F()，F与G发生类似信息②所给反应(加成反应)生成H，逆推可知G

的结构简式为。(5)F为，

苯环外含有5个碳原子、3个不饱和度和2个O原子，其同分异构体能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成CO2，即必含有羧基，核磁共振氢谱显示有4种氢原子，则具有较高的对称性，氢原子个数比为6∶2∶1∶1，可知含有两个对称的甲基，还有2个碳原子和2个不饱和度，则含有碳碳三键，故满足条件的同分异构体的结构简式为、、和。(6)由产物的结构简式，迁移信息②可知要先制出，可由氯代烃发生消去反应得到，而氯代烃可由环戊烷与氯气在光照条件下发生取代反应制得。

答案：(1)苯甲醛　(2)加成反应　取代反应

(3)C6H5COOH

(4)

(5)、、

、(任写2种)

(6)

4．(2021·广东选择考适应性测试)β­内酰胺类药物是一类用途广泛的抗生素药物，其中一种药物Ⅶ的合成路线及其开环反应如下(一些反应条件未标出)：

已知：化学性质相似。

(1)由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为______________，Ⅱ的名称为________，其含氧官能团的名称为________。

(2)Ⅲ与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)Ⅲ的同分异构体中含有苯环结构的有________种(不计Ⅲ)，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为________。

(4)已知Ⅴ和Ⅵ合成Ⅶ的原子利用率为100%，则Ⅴ的结构简式为______________________。

(5)等物质的量的CH3OH和Ⅶ开环反应的产物Ⅷ(含酯基)的结构简式为____________________。

(6)利用由Ⅴ到Ⅶ的四元环成环方式，写出以Ⅳ的同系物和苯甲醇为原料合成的反应路线___________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)CH3COOH中甲基上的一个氢原子被氯原子取代生成ClCH2COOH，所以由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为取代反应；ClCH2COOH主链为乙酸，2号碳上有一个Cl原子，所以名称为氯乙酸，其含氧官能团的名称为羧基。

(2)已知化学性质相似，所以与NaOH溶液反应的化学方程式为＋H2O。

(3)Ⅲ的同分异构体若有一个支链，则支链可以是—SCH3或—CH2SH，有两种结构，若有两个支链，则两个支链分别为—CH3和—SH，有邻、间、对三种位置关系，Ⅲ为对位，不计在内，所以还有两种同分异构体，共有4种，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为

(4)根据分析可知Ⅴ为

(5)根据分析可知 Ⅷ为。

(6)苯甲醇的结构简式为，根据题目所给流程可知可以由和反应生成，可以由与有机碱反应生成，苯甲醇被催化氧化可以生成苯甲醛，所以合成路线为

―→。

答案：(1)取代反应　氯乙酸　羧基

(5)

5．(2021·广西桂林调研)苯并环己酮是合成萘()或萘的取代物的中间体。由苯并环己酮合成1­乙基萘的一种路线如图所示：

回答下列问题：

(1)萘环上的碳原子的编号如(a)式，根据系统命名法，(b)式可称为2­硝基萘，则化合物(c)的名称应是 ________________。

(2)有机物含有的官能团是 ________________(填名称)，X的结构简式是 ______________。

(3)步骤Ⅲ的反应类型是 _________________，步骤Ⅳ的反应类型是 _____________。

(4)反应Ⅱ的化学方程式是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)1­乙基萘的同分异构体中，属于萘的取代物的有_______种(不含1­乙基萘)。W也是1­乙基萘的同分异构体，它是含一种官能团的苯的取代物，核磁共振氢谱显示W有3种不同化学环境的氢原子，峰面积比为1∶1∶2，W的结构简式为 ______________________。

(6)写出以CH3COCH3和CH3MgBr为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。

解析：(1)根据萘环上的碳原子的编号可知，甲基分别取代了1号和6号碳原子上的氢原子，所以化合物(c)的名称是1，6­二甲基萘。

(2)有机物含有的官能团是碳碳双键和碳溴键，通过以上分析知，X为C2H5MgBr。

(3)步骤Ⅲ的反应类型属于取代反应，步骤Ⅳ的反应类型是消去反应。

(4)Y为，反应Ⅱ为醇的消去反应，则反应Ⅱ的化学方程式是＋H2O。

(5)若只有一个取代基，为乙基，有2种萘的取代物(包含1­乙基萘)。若有2个取代基，为2个甲基，可以处于同一苯环上，先确定一个甲基的位置，另一个甲基的位置如图所示： ，有4种萘的取代物，若2个甲基处于不同苯环上，先确定一个甲基的位置，另一个甲基的位置如图所示：，有6种萘的取代物，除去1­乙基萘，符合条件的有2＋4＋6－1＝11种；W也是1­乙基萘的同分异构体，它是含一种官能团的苯的取代物，则含有3个碳碳双键，核磁共振氢谱显示W有三种不同化学环境的氢原子，则W具有高度对称性，且氢原子个数比为1∶1∶2，含有3个—CH===CH2且处于间位，其结构简式为

(6)以CH3COCH3和CH3MgBr为原料合成可由CH2===C(CH3)2和溴单质发生加成反应得到，CH2===C(CH3)2可由(CH3)3COH发生消去反应得到，(CH3)3COH可由CH3COCH3、CH3MgBr发生题给信息反应，反应得到，合成路线为

答案：(1)1，6­二甲基萘

(2)碳碳双键和碳溴键　C2H5MgBr

(3)取代反应　消去反应

6．(2022·江苏高三模拟)有机物E是一种常用的药物，可通过如图路线合成：

 (1)D→E的反应类型为_____________。

(2)A的分子式为C4H6O3，写出A的结构简式：________________________。

(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：___________________。

①不能发生银镜反应，但能与金属钠反应；

②分子中只有3种不同化学环境的氢原子；

③该分子不能使紫色石蕊溶液变红色。

(4)有机物E中，含有________个手性碳原子。

(5)写出以甲苯、CH2(COOC2H5)2和CH3ONa为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

解析：由合成路线图可知，乙酸甲酯()和甲酸乙酯在碱的作用下加热生成A，又因为A的分子式为C4H6O3，所以A为在氧气的催化氧化下可把醛基转化成羧基，B与甲醇酯化可生成与溴乙烷发生取代反应生成与在甲醇钠的作用下发生取代反应生成D()，与发生取代反应生成E()，据此分析解答。

(1)D→E为与发生取代反应生成，反应类型为取代反应。

(2)A的分子式为C4H6O3，根据前后物质推断，CH3COOCH3＋HCOOC2H5―→＋

C2H5OH，则A的结构简式为。

(3)不能发生银镜反应和不能使紫色石蕊溶液变红色，说明该物质不能含有—CHO和—COOH，能与金属钠反应，说明含有—OH，同时分子中只有3种不同化学环境的氢原子，则该结构式为。

(4)连接四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，由E的结构可知，含有1个手性碳原子，用*表示其位置，即。

答案：(1)取代反应　(2)