2020届二轮复习 13有机合成与推断 作业（天津专用） 练习

热点专攻13　有机合成与推断　题型专项训练第40页　 1.(2019天津理综)我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。已知(3+2)环加成反应:CH3C≡C—E1+E2—CHCH2(E1、E2可以是—COR或—COOR)。回答下列问题:(1)茅苍术醇的分子式为　　　　　　　　,所含官能团名称为　　　　　　　　　　　,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为　　　　　。 (2)化合物B的核磁共振氢谱中有　　　　个吸收峰; 其满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为　　　　　。 ①分子中含有碳碳三键和乙酯基(—COOCH2CH3);②分子中有连续四个碳原子在一条直线上。写出其中碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式:　              。 (3)CD的反应类型为　　　　　　　。 (4)DE的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　, 除E外该反应另一产物的系统命名为　。 (5)下列试剂分别与F和G反应,可生成相同环状产物的是　　　　(填序号)。 A.Br2　　　　　B.HBr　　　　　C.NaOH 溶液(6)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M,写出路线流程图(其他试剂任选)。  答案:(1)C15H26O　碳碳双键、羟基　3(2)2　5　和(3)加成反应(或还原反应)(4)2-甲基-2-丙醇(5)B(6)+或+(Pd/C写成Ni等合理催化剂亦可)解析:(1)根据茅苍术醇的结构简式可知其分子式为C15H26O;所含官能团的名称是碳碳双键、羟基;分子中含有3个手性碳原子。(2)化合物B分子中含有2种处于不同化学环境的氢原子,其核磁共振氢谱有2个吸收峰;根据信息①分子中含有碳碳三键(C≡C)和乙酯基()及信息②连续四个碳原子共直线(C—C≡C—C),可得5种符合条件的同分异构体:、、、、。(3)CD是碳碳双键加氢反应,属于加成或还原反应。(4)反应DE属于酯交换反应,另一种产物的系统命名为2-甲基-2-丙醇。(5)F和G属于双键位置不同的同分异构体,两种物质加溴和碱性水解反应可得到不同物质,加溴化氢可以得到相同物质,B项符合题意。(6)根据(3+2)环加成反应和AB反应过程选择两组有机物:①和;②和。然后依次进行环加成反应和碳碳双键还原反应即可得到目标产物。2.(2019天津七校高三期末)功能高分子I的一种合成路线如图所示,其中D能与Na反应生成H2,且D苯环上的一氯代物有2种。已知:R1COOH+R2COOH回答下列问题:(1)A的名称为　　　　,试剂a为　　　　　　　　　。 (2)C的结构简式为　　　　　　　　　　。 (3)F中的官能团名称为　　　　　　　。 (4)上述①~⑧的反应中,不属于取代反应的是　　　　(填数字编号)。写出反应⑦的化学方程式:　  　                                          。 (5)符合下列条件的B的同分异构体有　　　种。 ①苯环上有氨基(—NH2);②能发生银镜反应。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为　　　　　　　　　　　。(6)参照上述合成路线,以1-丁烯为原料(无机试剂任选),设计制备丙烯酸(CH2CHCOOH)的合成路线。答案:(1)甲苯　NaOH水溶液(2)(3)氯原子、羧基(4)⑤⑥⑧　+(5)13　(6)解析:D能与Na反应生成H2,且D苯环上的一氯代物有2种,则两个取代基在对位上。故B、C的取代基也在对位,由此推出A为甲苯,甲苯在浓硫酸催化下与浓硝酸反应生成B为对硝基甲苯,对硝基甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成C为;在氢氧化钠溶液中加热发生取代反应,生成D为。根据已知信息,反应生成CH3CH2CHClCOOH和甲酸,则F为CH3CH2CHClCOOH,CH3CH2CHClCOOH在氢氧化钾的醇溶液中发生消去反应,酸化后生成G为;与发生酯化反应生成和水,则H为;发生加聚反应生成功能高分子I。(1)A的名称为甲苯,在氢氧化钠溶液中加热发生反应生成,故试剂a为NaOH水溶液。(2)C的结构简式为。(3)F为CH3CH2CHClCOOH,官能团名称为氯原子、羧基。(4)①~⑧的反应中,属于取代反应的有①②③④⑦;⑤属于氧化反应,⑥属于消去反应,⑧属于加聚反应,故不属于取代反应的是⑤⑥⑧。反应⑦的化学方程式为+H2O。(5)B为对硝基甲苯,符合条件的同分异构体中,若为2个取代基,分别为—NH2和—OOCH,则有邻、间、对位3种结构;若3个取代基,则除氨基外还有1个醛基和1个羟基,先将2个取代基定在邻、间、对位,则另1个取代基取代后的结构分别有4、4、2共10种,合计同分异构体有13种。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1的结构简式为。(6)参照上述合成路线,1-丁烯与氯气在加热条件下生成,在五氧化二钒催化下氧化得到CH3CHClCOOH,CH3CHClCOOH在氢氧化钾的醇溶液中加热后酸化得到丙烯酸。3.香料G的一种合成工艺如下图所示。核磁共振氢谱显示A有两种峰,其强度之比为1∶1。已知:CH3CH2CHCH2CH3CHBrCHCH2,CH3CHO+CH3CHO,CH3CHCHCHO+H2O。请回答下列问题:(1)A的结构简式为　　　　　　,G中官能团的名称为　　　　。 (2)检验M已完全转化为N的实验操作是                         　。 (3)有学生建议,将MN的转化用酸性KMnO4(溶液)代替O2,老师认为不合理,原因是 　。(4)写出下列转化的化学方程式,并标出反应类型:KL　                       ,反应类型　　　　　　　　　。 (5)F是M的同系物,比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有　　　　种。(不考虑立体异构) ①能发生银镜反应　②能与溴的四氯化碳溶液加成　③苯环上有2个对位取代基(6)以丙烯和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇),请设计合成路线(其他无机原料任选)。请用以下方式表示:AB…目标产物答案:(1)　碳碳双键、酯基(2)取少量试剂放入试管中,滴加稀NaOH溶液至呈碱性,再加新制的Cu(OH)2加热,若没有砖红色沉淀产生,说明M已完全转化为N(其他合理答案均可)(3)酸性KMnO4溶液在氧化醛基的同时,还可以氧化碳碳双键(4)+CH3CHO　加成反应(5)6(6)CH2CH—CH3CH2CH—CH2—Br解析:采用逆推法可以推断N为,E为,所以D为,C为,B为,A为,M为,L为,K为。(5)符合条件的同分异构体有、、、、、,共6种。4.(2019全国Ⅱ)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的黏结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:已知以下信息:①+,②++NaOH+NaCl+H2O,③+。回答下列问题:(1)A是一种烯烃,化学名称为　　　　　,C中官能团的名称为　　　　　、　　　　　。 (2)由B生成C的反应类型为　　　　　　　。 (3)由C生成D的化学方程式为  　                。 (4)E的结构简式为　。 (5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式　　　　　　　、　　　　　　　　。 ①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3∶2∶1。(6)假设化合物D、F与NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于　　　　　。 答案:(1)丙烯　氯原子　羟基　(2)加成反应(3)+NaOH+NaCl+H2O(或+NaOH+NaCl+H2O)(4)(5)　(6)8解析:A为CH2CH—CH3,在光照条件下与Cl2发生取代反应,生成物B为CH2CH—CH2Cl,B与HOCl发生加成反应生成C,C为或者。(1)根据以上分析可知,C中含有氯原子和羟基两种官能团。(2)根据以上分析可知由B生成C为加成反应。(3)由C生成D可以认为是去掉了1个氯原子和—OH上的1个氢原子,生成HCl,再与NaOH反应生成NaCl与H2O,故反应的化学方程式为+NaOH+NaCl+H2O或者+NaOH+NaCl+H2O。(4)根据所给信息①和F的结构简式可知E为。(5)根据能发生银镜反应,可以判断分子中有—CHO,根据核磁共振氢谱中有三组峰,且面积之比为3∶2∶1,可以判断分子中一定有1个—CH3,且该物质结构一定高度对称,可以判断—CH3与—CHO处于苯环的对位,故可以写出符合要求的有机物的结构简式:、。(6)根据题目所给信息,可写出反应的化学方程式:(n+2)+(n+1)+(n+2)NaOH+(n+2)NaCl+(n+2)H2O,由于生成的NaCl与H2O的总质量为765g,即NaCl和H2O物质的量均为10mol,因此n+2=10,所以n=8。5.(2019全国Ⅲ)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)中的官能团名称是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)反应③的类型为　　　　　,W的分子式为　　　　　。 (4)不同条件对反应④产率的影响见下表:实验碱溶剂催化剂产率/%1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3DMFPd(OAc)210.53Et3NDMFPd(OAc)212.44六氢吡啶DMFPd(OAc)231.25六氢吡啶DMAPd(OAc)238.66六氢吡啶NMPPd(OAc)224.5 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(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)的名称为间苯二酚或1,3-苯二酚。(2)中含有碳碳双键和羧基两种官能团。(3)反应③的化学方程式为+2HI+2CH3I,故反应属于取代反应。由W的结构简式可推知其分子式为C14H12O4。(4)分析表格中的数据可以看出,不同碱、不同溶剂都会影响反应④的产率。还可以进一步探究不同催化剂或温度等条件对产率的影响。(5)根据D的结构简式及其同分异构体X的结构条件可知,X中苯环上应有对称的两个甲基、两个对称的羟基和一个碘原子(两个甲基、两个羟基关于这个碘原子呈轴对称关系),故相应的X的结构简式为　或。