第38题-有机化学基础(选考).doc

第38题　有机化学基础(选考)
[解题指导]
有机推断与合成题的解题步骤
1．审题——快速浏览，明确物质推断过程
(1)阅读题目中需合成的物质的用途、结构，找出可能提供的原料，应特别注意产物的结构特点。对于题中提供的简单分子式或物质名称，要仔细分析能否转化为物质的结构简式。
(2)解读合成过程，了解可能的转化步骤。
2．析题——仔细审读，关注有效信息
解答有机推断题的关键是找准问题的突破口，理解信息，把新信息运用于合成路线中，进行推理、计算、排除干扰，最后做出正确的判断。具体思路如图：

(1)关注合成路线。
①箭头：表示物质的转化关系，上面一般标注反应条件、反应所需试剂等常结合反应条件确定物质间的转化关系和反应类型等。
②分子式，根据分子式，可以确定分子中不饱和度数，推测可能含有的官能团；比较物质的分子式，可以确定官能团的转化过程。
③结构简式：结构简式往往是有机推断的突破口，可运用正推、逆推、从中间推等方法确定未知物质的结构和反应过程。
(2)关注新信息的运用。
①特征反应：根据题中所给反应，可推断物质所含官能团，确定反应中官能团的转化。
②其他信息：可以确定物质的分子式、官能团、反应类型等。
3．答题——合理切入，规范正确答题
(1)看清题目要求，如书写名称、分子式还是结构简式，官能团的名称还是含氧官能团的名称。
(2)规范书写。书写有机物的结构简式时氢原子数要书写正确。一些官能团写在左边要注意连接顺序，像酯化反应不要漏掉水等。
[挑战满分](限时30分钟)
1．有机物A可发生如下转化(方框内物质均为有机物，部分无机产物已略去)：

已知：
请回答：
(1)F蒸气密度是相同条件下H2密度的31倍，且分子中无甲基。已知1molF与足量钠作用产生22.4LH2(标准状况)，则F的分子式是_________________________________。
(2)G与F的相对分子质量之差为4，则G的性质是________(填字母)。
a．可与银氨溶液反应
b．可与乙酸发生酯化反应
c．可与氢气发生加成反应
d．1molG可与2mol新制Cu(OH)2发生反应
(3)D能与NaHCO3反应，且两分子D可以反应得到含有六元环的酯类化合物，E可使溴的四氯化碳溶液褪色，则D―→E的化学方程式是__________________________________。
(4)B的同分异构体较多，写出一种不含甲基且能发生银镜反应的同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。
(5)A转化为B和F的化学方程式是_______________________________________

________________________________________________________________________。
答案　(1)C2H6O2
(2)ac
(3)CH3CH(OH)COOHCH2===CH—COOH＋H2O
(4)HCOOCH2CH===CH2(OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等)
(5)CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH＋H2O
CH2===C(CH3)COOH＋HOCH2CH2OH
解析　(1)F的蒸气密度是相同条件下氢气密度的31倍，说明其相对分子质量为62,1molF与足量的Na作用产生1molH2，说明F中有2个—OH，应为乙二醇(即C2H6O2)，其被催化氧化生成醛，根据G和F的相对分子质量之差为4，则G为乙二醛，A生成B和F的反应应为酯的水解，则B的分子式为C4H6O2，结合题给信息可知B的结构简式为CH2===C(CH3)COOH。则A的结构简式为CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH，C为CH3COCOOH，与氢气发生加成反应生成D，D为CH3CH(OH)COOH，在浓硫酸作用下发生消去反应生成E，则E为CH2===CHCOOH。
(2)G应为OHC—CHO，即乙二醛，含有—CHO，可发生氧化和加成反应，不能发生酯化反应，因含有2个—CHO，则1molG最多可与4mol新制Cu(OH)2发生反应。
(3)D应为CH3CH(OH)COOH，在浓硫酸作用下发生消去反应生成E，则E为
CH2===CHCOOH。
(4)B的分子式为C4H6O2，其不含甲基且能发生银镜反应的同分异构体应为甲酸酯或分子中含有醛基和羟基，且羟基在端位碳原子上，结构可能为HCOOCH2CH===CH2、OHCCH2CH2CHO、CH2OHCH===CHCHO等。
(5)酯在酸性条件下，加热水解生成酸和醇。
2．香豆素类化合物具有抗病毒、抗癌等多种生物活性。香豆素­3­羧酸可通过下面合成路线制备：

(1)A中所含有的官能团名称为________，中间体X的化学式为
(2)香豆素­3­羧酸在NaOH溶液中充分反应的化学方程式为____________________________。
(3)反应①中试剂CH2(COOC2H5)2的同分异构体有多种，其中分子中含有羧基，且核磁共振氢谱中有3个吸收峰，且峰的面积之比为3∶2∶1的异构体有2种，试写出这两种同分异构体的结构简式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应①中的催化剂“哌啶”可以由“吡啶”合成，已知吡啶的性质与苯类似，可发生如下反应：

吡啶的结构简式为________________________，反应③和反应④的反应类型分别为______________________、__________________。
答案　(1)醛基和酚羟基　C12H10O4
(2)
(3)

(4)　取代反应　加成反应
3．盐酸普鲁卡因
([CH2CH2NH＋(C2H5)2]Cl－)
是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：

已知：①
②
请回答以下问题：
(1)A的核磁共振氢谱只有一个峰，则反应①的化学方程式为___
(2)C的结构简式为________________，C中含有的含氧官能团的名称为________________。
(3)合成路线中属于氧化反应的有________________(填序号)。
(4)反应⑤的化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)B的某种同系物F，相对分子质量比B大28，则符合下列条件的F的同分异构体的数目有_______种。
①结构中含有一个“—NH2”与一个“—COOH”
②苯环上有三个各不相同的取代基
(6)已知：当苯环上已有一个“—CH3”或“—Cl”时，新引入的取代基一般在原有取代基的邻位或对位；当苯环上已有一个“—NO2”或“—COOH”时，新引入的取代基一般在原有取代基的间位。
请用合成反应流程图表示出由甲苯和其他物质合成的最佳方案，合成反应流程图表示方法示例如下：…。
答案　(1)2CH2===CH2＋O2
(2)　硝基、羧基
(3)①④
(4)
HOCH2CH2N(C2H5)2
N(C2H5)2＋H2O
(5)30
(6)

解析　乙烯发生氧化反应生成A，A的核磁共振氢谱只有一个峰，则A的结构简式为；D在Fe/HCl条件下发生反应生成产品E，D的结构简式为CH2CH2N(C2H5)2，根据反应⑤知，C的结构简式为，B被氧化生成C，结合题给信息知，B的结构简式为，甲苯发生反应生成对甲基硝基苯，则反应③为取代反应。
(1)反应①的化学方程式为2CH2===CH2＋O2
。
(2)C的结构简式为，C中含有的含氧官能团的名称为硝基、羧基。
(3)合成路线中属于氧化反应的有①④。
(4)反应⑤的化学方程式为
＋HOCH2CH2N(C2H5)2
CH2N(C2H5)2＋H2O。
(5)B为，B的同系物F可能为，F的同分异构体符合下列条件：①结构中含有一个“—NH2”与一个“—COOH”；②苯环上有三个各不相同的取代基，如果存在—NH2、—COOH、—CH2CH3，如果—NH2、—COOH相邻，则有四种同分异构体，如果—NH2、—COOH相间，则有四种同分异构体，如果—NH2、—COOH相对有两种同分异构体，共10种同分异构体；如果存在—NH2、—CH2COOH、—CH3，如果—NH2、—CH2COOH相邻有四种同分异构体，如果—NH2、—CH2COOH相间有四种同分异构体，如果—NH2、—CH2COOH相对有两种同分异构体，共有10种；如果存在—CH2NH2、—COOH、—CH3，如果—CH2NH2、—COOH相邻有四种同分异构体如果—CH2NH2、—COOH相间有四种同分异构体，如果—CH2NH2、—COOH相对有两种同分异构体，所以共有10种；则符合条件的共有30种同分异构体。
(6)在浓硫酸作催化剂、加热条件下，甲苯和浓硝酸发生取代反应生成对硝基甲苯，在催化剂条件下，对硝基甲苯和氯气发生取代反应生成2­氯­4­硝基甲苯，2­氯­4­硝基甲苯被酸性高锰酸钾氧化生成2­氯­4­硝基苯甲酸，在浓硫酸作催化剂、加热条件下，2­氯­4­硝基苯甲酸和乙醇发生酯化反应生成2­氯­4­硝基苯甲酸乙酯。
4．扁桃酸衍生物是重要的医药中间体，以A和B为原料合成扁桃酸衍生物F的路线如下：

(1)A的分子式为C2H2O3，可发生银镜反应，且具有酸性，A所含官能团的名称为________________________________________________________________________。
写出A＋B―→C的化学方程式：_____________________________。
(2)C()中①、②、③三个—OH的酸性由强到弱的顺序是_______________。
(3)E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物，E分子中不同化学环境的氢原子有________种。
(4)D―→F的反应类型是________________，1molF在一定条件下与足量NaOH溶液反应，最多消耗NaOH的物质的量为________mol。写出符合下列条件的F的所有同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
①属于一元酸类化合物
②苯环上只有2个取代基且处于对位，其中一个是羟基
(5)已知：R—CH2—COOH
A有多种合成方法，在方框中写出由乙酸合成A的路线流程图(其他原料任选)。
合成路线流程图示例如下：
H2C===CH2CH3CH2OHCH3COOC2H5
答案　(1)醛基、羧基　

(2)③＞①＞②
(3)4
(4)取代反应　3　、
、、
(5)

解析　(1)A的分子式为C2H2O3，可发生银镜反应，说明有醛基，具有酸性，说明有羧基，则A的结构简式为OHC—COOH，所含官能团名称为羧基和醛基；再根据C的结构可推出B为苯酚，A、B发生加成反应生成C。
(2)羧基酸性强于酚羟基，醇羟基无酸性，所以C中3个—OH的酸性强弱顺序是③＞①＞②。
(3)2分子C发生酯化反应，形成一个新的六元环，E分子的结构简式为
，该分子中不同化学环境的氢原子有4种。
(4)D―→F是醇羟基转变成卤素原子，所以属于取代反应；1molF中含有1mol酚羟基、1mol酯基和1mol卤素原子，与氢氧化钠溶液反应时各消耗1molNaOH，共消耗3molNaOH；F的同分异构体属于一元酸类化合物，所以结构中含有羧基，又由于只有2个取代基且处于对位，其中一个是羟基，所以另外一个取代基中应该含有2个碳原子、1个溴原子、1个羧基，根据羧基和溴原子的位置不同，共有如下四种不同结构：
、、
、。
(5)合成的原料是CH3COOH，合成的目标产物是OHC—COOH，所以考虑将—CH3转化为—CHO，根据逆合成分析法，—CHO可由—CH2OH催化氧化而来，—CH2OH可由—CH2Cl水解而来，—CH2Cl可由—CH3取代而来，因此得到合成路线：