专题15 有机化学综合题(选考)
1.【2019届安徽黄山一模】苦杏仁酸在医药工业可用于合成头孢羟唑、羟苄唑、匹莫林等的中间体,下列
路线是合成苦杏仁酸及其衍生物的一种方法:
(1)试写出B的结构简式____________,C中官能团的名称为____________。 (2)反应①的反应类型为____________,D的核磁共振氢谱共有__________组峰。 (3)1molE最多可以与_____molNaOH反应。反应③的化学方程式为 ____________。 (4)两个C分子可以反应生成具有三个六元环的化合物F,则F的结构简式为 _____。 (5)写出满足下列条件的C的同分异构体 ______________。
A.既能发生银镜反应,又能发生水解反应 B.遇FeCl3能显紫色,
C.苯环上具有两个位于对位的取代基 (6)已知:RCH2COOH
(
RCHClCOOH,请以冰醋酸为原料(无机试剂任选)设计制备聚乙醇酸
)的合成路线。______________
【答案】OHCCOOH 羟基、羧基 加成反应 6 2
【解析】
(1)A+B→C,为苯与物质B的加成反应,采用逆推法可推出B的结构简式为OHCCOOH;结合已知的C的结
构简式可看出,C中含有的官能团为羟基和羧基,
为
故答案为:;
(5)根据上述分析可知,C的同分异构体中既能发生银镜反应,又能发生水解反应,要求含有醛基和酯基,
则其为甲酸的酯;遇FeCl3能显紫色,则其含酚羟基;苯环上具有两个位于对位的取代基,因此其同分异构体为(6)由冰醋酸合成
;
,由其结构可知该高分子为聚酯,按照逆合成分析法,上一步产物为
,按照已知条件,其上一步产物为
,可由CH3COOH转化而来,因此合成路
线为。
2.【2019届安徽宣城期末】化合物F是合成药物的重要的中间体,一种合成路线如下:
回答下列问题
(1)芳香族化合物A的元素分析为:76.6%碳、17.0%氧、其余为氢,则A的化学名称为___________。 (2)反应1中浓硫酸的作用是___________,反应3的反应类型为___________。 (3)反应2的化学方程式为______________________。 (4)C的结构简式______________________。 (5)E中含有的官能团的名称有醚键、___________。 (6)满足下列条件的D的同分异构体有___________种
①属于芳香族化合物,且为邻二取代
②属于酯类,水解产物之一遇FeCl3溶液显紫色 ③非苯环上的核磁共振氢谱有三组峰
(7)已知:,结合上述流程信息,设计由苯为主要原料合成对甲基苯酚的
路线(无机试剂任选)______________________。
【答案】苯酚 反应物、催化剂 取代反应
碳碳双键、羰基 3
根据以上分析,(1) 根据元素守恒,A中含碳原子数是6,则A的相对分子质量是、则氧原子数是
、氢原子数是6, A的分子式是 ,A为芳香族化合物,A的结构简式是
,化学名称是苯酚。
(2)反应1是苯与浓硫酸发生取代反应生成苯磺酸(),浓硫酸的作用是磺化剂(反应物)、催化剂,
反应3是与发生取代反应生成和HCl,反应类型为取代反应。
条件的的同分异构体有、、,共
3种;
(7)由苯为主要原料合成对甲基苯酚,第一步,第二步甲苯发生硝化反应,
;依据题干的合成路线可知,第三步和第四步依次发生
,故合成路线为
3.【2019届甘肃张掖第一次联考】高聚物H是一种光刻胶,其中的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的化学名称是_________。
(2)B生成C的反应类型为_________,F与G反应生成H的反应类型为_________。 (3)H中官能团的名称为___________________________。
(4)C的结构简式为__________________,G的结构简式为__________________。
(5)已知E与D,F与CH3OH分别含有相同的官能团,写出D与CH3OH反应生成E和F的化学方程式:________。 (6)芳香族化合物X是G的同分异构体,1 mol X与足量银氨溶液反应生成4 mol Ag,则X的结构简式有
_____(不考虑立体异构)种,写出核磁共振氢谱显示有五种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:2:2:2:1的X的结构简式:___________(任写一种)。
【答案】乙炔 加成反应 取代反应(或酯化反应) 碳碳双键、酯基 CH3COOCH=CH2
10 (或)
【解析】根据合成路线可推出:C为CH3COOCH=CH2;E为CH3COOCH3;F为;G为
。
(5)D与CH3OH反应生成E和F的化学方程式:
,故答案为:
。
(6)芳香族化合物X是G的同分异构体,1 mol X与足量银氨溶液反应生成4 mol Ag,X中应含有2个醛
基,先在苯环上按邻、间、对固定醛基,再放甲基,共6种;
,邻、间、
对共3种;再加上,一共10种,核磁共振氢谱显示有五种不同化学环境的氢,
且峰面积之比为1:2:2:2:1的X的结构简式为:(或
),故答案:10;(或)。
5.【2019届广东百校11联考】化合物I可用于某种高分子的接枝,其一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______________________。 (2)②的反应类型是______________________。
(3)C的结构简式为_________________;H的分子式为__________________。 (4)F中含氧官能团的名称是___________。
(5)芳香化合物W是E的同分异构体,W能发生水解反应和银镜反应,核磁共振氢谱有四组峰,面积比为
1︰1︰2︰6,写出一种符合要求的W的结构简式:___________。 (6)尼泊金丙酯(HO-
-COOCH2 CH2 CH3)用作食品、化品、饲料等的防腐剂,设计由对甲苯酚和1
-丙醇为起始原料制备尼泊金丙酯的合成路线:______________________(其他试剂任用)。
【答案】间二甲苯(或1,3-二甲苯) 取代反应 C10H14O4 酯基和醚键
或或或
与溴乙炔生成H,H为(1)A为,H在HCl作用下,生成I,I为
。
1,3-二甲苯);
,化学名称是:间二甲苯(或
的结构简式:或或或
。
(6)以对甲苯酚和1-丙醇为起始原料,合成尼泊金丙酯(HO--COOCH2 CH2 CH3),可以先利用题中
信息将酚羟基保护起来,再将甲基氧化成羧基,接着把酚羟基复原,最后与丙醇发生酯化。具体合成
路线如下:
与D互为同分异构体的结构简式、;
6.【2019届广东揭阳期末】苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料,经下列反应可制得香料
M和高分子化合物N.(部分产物及反应条件已略去)
(1)B的官能团的名称是_______________。
(2)已知C的分子式为C5H12O,C能与金属Na反应,C的核磁共振氢谱有3组峰,则C的结构简式
______________________。
(3)由D生成N的反应类型是_________,B与C反应生成M的反应类型是_________。 (4)写出M与NaOH溶液反应的化学方程式是__________________________________。 (5)物质F的结构是:
,则符合下列条件的F的同分异构体有 ______种。
①能发生银镜反应 ②能与NaHCO3溶液反应 ③分子中有苯环,无结构。其中苯环上只有两个
取代基,且核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:1的为___________(写结构简式)。
(6)已知:,写出以苯酚、乙醇和ClCH2COOH
为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。___________
【答案】羧基、羟基(酚羟基) 缩聚反应 取代反应(酯化反应)
13
(1)B的结构简式为,其含有的官能团为羧基、醛基,故答案为:羧基、羟基(酚羟基);
(2)C的分子式为C5H12O,C能与金属Na反应,说明属于饱和一元醇,C分子中有3中不同化学环境的氢原
子,故C的结构简式是
,故答案为:
;
(5)由结构简式可知F的分子式为C8H6O4,由F的同分异构体符合条件可知分子中有苯环,含有—COOH,
HCOO—或—CHO和—OH,若苯环上连有—COOH和HCOO—,有邻、间、对3种位置异构;若苯环上连有—COOH、—CHO和—OH共有10种结构,则符合F的同分异构体条件共有13种;若苯环上只有两个取
代基,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:1的结构简式为,故答案为:13;;
(6)由题给信息可知应先生成ClCH2COOH和苯酚钠,然后在酸性条件下反应生成,进而与乙醇发生
酯化反应可生成目标物,合成路线为:
,故答案为:
。
7.【2019届广东茂名五校第一次联考】有机物I的盐酸盐可用于治疗膀胱癌,其合成路线如下:
已知
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___________,G中官能团的名称为___________。 (2)⑤的反应类型为___________。
(3)①的化学方程式为_________________________________。 (4)④的化学方程式为_________________________________。
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为
四组峰,峰面积比为6︰2︰1︰1的结构简式为_____________________。 A.能与Na反应产生气体
B.既能发生银镜反应,又能发生水解反应
(6)设计由2-甲基丙酸和甲醇为起始原料制备2-甲基丙烯酸甲酯的合成路线:_______________(无机试
剂任选)
【答案】1,4-戊二醇 羰基、酯基 消去反应 CH2OHCH2CH2CHOHCH3+O2
OHCCH2CH2COCH3+2H2O
nCH3CH(OH)CH2CH2COOH+(n-1)H2O 12种
或
OHCCH2CH2COCH3+2H2O;
(4)④为CH3CH(OH)CH2CH2COOH发生缩聚反应生成
,反应的化学方程式
为nCH3CH(OH)CH2CH2COOH+(n-1)H2O;
(5)D为CH3CH(OH)CH2CH2COOH,对应的同分异构体A.能与Na反应产生气体,说明含有羟基;B.既能发
生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有酯基,且为甲酸酯,对应的醇为丁二醇,可看作羟基取代甲酸丁醇的H,HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3,对应的同分异构体分别有4、4、3、1共12种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为6︰2︰1︰1的结构简式为
或
等;
(6)由2-甲基丙酸和甲醇为起始原料制备2-甲基丙烯酸甲酯,可由2-甲基丙酸与NBS反应生成
CH3CHBr(CH3)COOH,然后发生消去反应生成CH2=CH(CH3)COOH,最后发生酯化反应可生成2-甲基丙烯酸甲酯,反应的流程为:
。
8.【2019届广东清远期末】某种药物在临床上有许多的应用,具有去热、镇痛等疗效,以下是该药物的合
成路线。
(1)化合物C的分子式为___________,B中含氧官能团的名称___________。 (2)F→G的反应类型为______________________。
(3)写出D→F的化学方程式____________________________________________。
(4)F的同分异构体有多种,符合以下条件的同分异构体有___________种,写出其中一种同分异构体的结
构简式______________________。
①属于芳香族化合物,苯环上只有两个支链,苯环上的一氯代物只有两种。 ②能与FeCl3溶液发生显色反应。 ③能与碳酸氢钠反应产生气体。
(5)写出由2—溴丁烷、丙烯酸和乙醇为原料合成_____________________。
的合成路线(其他试剂任选)。
【答案】C5H4O2 羟基、醛基 加成反应 2
【解析】
;
(4)F分子式为C9H10O3,其同分异构体中,符合①属于芳香族化合物,苯环上只有两个支链,苯环上的一
氯代物只有两种,说明苯环上有两个处于对位的取代基;②能与FeCl3溶液发生显色反应,说明其中一
个取代基为酚羟基;③能与碳酸氢钠反应产生气体,说明分子中含有羧基,则可能结构有、
两种结构;
(5)由2—溴丁烷、丙烯酸和乙醇为原料合成的合成路线为
。
9.【2019届广东七校第二次联考】药物F具有抗肿瘤、降血糖、降血压等多种生物活性,其合成路线如下:
已知:M的结构简式为:请回答下列问题:
。
(1)A的化学名称是_______________,B的化学式是________________。 (2)C中官能团的名称是__________________________。 (3)写出F的结构简式__________________________。
(4)已知A在一定条件下能生成可降解的聚酯,请写出该反应化学方程式:
______________________________。
(5)满足下列条件的M的同分异构体有_______种(不含立体异构)。
① 能够发生银镜反应。
② 含有硝基(–NO2),且硝基直接连在苯环上。 ③ 含有苯环且苯环上只有两个取代基。
其中核磁共振氢谱为四组峰且峰面积之比为6∶2∶2∶1的结构简式为________(写出一种即可)。 (6)写出用乙醛为原料制备高分子化合物聚丙烯腈的合成路线(无机试剂任选):______________________
【答案】2-羟基丙酸(或α-羟基丙酸或乳酸) C4H8O3 羰基(酮基),酯基
(4)A( 15
)在一定条件下能生成可降解的聚酯,反应的化学方程式为
,故答案为:
;
(6)用乙醛为原料制备聚丙烯腈(
),需要先制备丙烯腈,根据题干流程图,可以由乙醛与
HCN加成生成,消去羟基生成丙烯腈,合成路线为
,故答案为:
。
10.【2019届河北唐山期末】高分子化合物G是一种重要的化工产品,可由烃A(C3H6)和苯合成。合成G的
流程图如下:
已知:①B和C中核磁共振氢谱分别有4种和3种峰。 ②CH3Cl+NaCN→CH3CN+NaCl
请回答下列问题:
(1)A的名称是___________。
(2)①的反应类型是___________,⑥的反应类型是___________。 (3)D的结构简式是______________________。 (4)E中官能团的名称是___________。
(5)⑦的反应方程式是_________________________________。 (6)F的同分异构体有多种,符合下列条件的有___________种。
①苯环对位上有两个取代基,其中一个是NH2 ②能水解 ③核磁振谱有5个峰写出符合上述条件的一种同分异构体的结构简式______________________。 (7)参照上述流程图,写出用乙烯、NaCN为原料制备聚酯
___________(其它无机物任选) 【答案】丙烯 加成反应 还原反应
羧基、硝基
3
的合成路线
、、
(4)D水解生成E,E中官能团的名称是羧基、硝基 。
酯的合成路线:
11.【2019届河南名校联考】以有机物A为原料合成催眠药H和香料M的一种流程如下:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为________________;H中含碳不含氧的官能团名称是__________。 (2)实现R→A的反应类型是_________;A→B的试剂、条件是__________________。 (3)C的分子式为_______________;一个E分子最多有__________个原子共平面。 (4)写出A和E生成M的化学方程式____________________________________。 (5)T是E的同分异构体,同时满足下列条件的T的结构有_________种 ①能与Na2CO3溶液反应,但不和 NaHCO3溶液反应; ②能与新制氢氧化铜浊液共热生成砖红色沉淀。
其中,苯环上一溴代物只有2种的结构简式为_____________________。
(6)已知:2CH3C≡CH+2Na→2CH2C≡CNa+H2↑。以CH3CHO、乙炔为原料合成2,4-已二烯。设计合成路线:
_________________________________。(无机试剂自选)
【答案】 碳碳三键 加成反应或还原反应 O2/Cu(或Ag),加热 C8H12O 16
9
中一种
【解析】由D逆推R为苯酚;由反应条件和试剂A的分子式可知,A为环己醇,B为环己酮;D在酸作用下
水解生成邻羟基苯甲酸,与环己醇发生酯化反应生成M。
(1)A为环己醇,结构简式为;从H的结构简式知所含官能团有,醚键、酰胺、碳碳三键,其中不含
氧的官能团名称是碳碳三键,故答案为:;碳碳三键;
;
(5)由题干知,T中含酚羟基、醛基,若含2个取代基,它们是—OH,—OOCH,则有3种同分异构体;若
含3个取代基,它们是2个—OH和1个—CHO,如二酚有、、三
种结构,苯环上一个氢原子被醛基取代分别得到酚醛有2种、3种、1种,共6种,则共有9种同分异构体;其中,苯环上一溴代物只有两种的结构是对称结构,有以下3种:
。故答案为:9;
中一种;
(6)从原料、目标产物的组成看,需要增长碳链,利用已知反应2CH3C≡CH+2Na→2CH2C≡CNa+H2↑,再分
析流程图知,B→C是利用炔钠增长碳链:碳氧双键与炔钠发生加成反应,综上所述,涉及流程为:乙炔与钠反应生成乙炔钠,乙炔钠与乙醛反应生成炔醇,加成生成二元醇,最后发生消去反应生成2,4-
己二烯,故答案为:
。
12.【2019届河南南阳期末】从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分:
丙 分子式 C16H14O2 能使Br2/CCl4褪色 部分性质 能在稀H2SO4中水解
(1)甲中含氧官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型为________,反应Ⅱ的化学方程式为_______________(注明反应条件)。 (3)已知:RCH===CHR′
RCHO+R′CHO;2HCHO
HCOOH+CH3OH
由乙制丙的一种合成路线图如下(A~F均为有机物,图中Mr表示相对分子质量):
①下列物质不能与C反应的是________(选填序号)。
a.金属钠 b.HBr c.Na2CO3溶液 d.乙酸
②写出F的结构简式__________________________________。
③丙有多种同分异构体,写出能同时满足下列条件的同分异构体________。 a.苯环上连接三种不同官能团 b.能发生银镜反应
c.能与Br2/CCl4发生加成反应 d.遇FeCl3溶液显示特征颜色
④综上分析,丙的结构简式为____________________________。 【答案】羟基加成反应
c
【解析】
氧化铜反应生成酸,应为,则C应为醇,因B为苯甲醛,则C为苯甲醇,E是
相对分子质量为76,结合题给信息可知应为OH-CH2-COOH,本身能发生缩聚反应生成
;①C为苯甲醇,含有羟基,可发生取代反应、氧化反应、可与钠反应生成氢
气,不具有酸性,不能与碳酸钠反应,故答案为:c;②根据题意信息,E是相对分子质量为76的HOCH2COOH,本身能发生缩聚反应生成
;则F的结构简式为
;
13.【2019届河南开封一模】G是药物合成中的一种重要中间体,下面是G的一种合成路线:
已知:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为__________,其中所含官能团的名称为__________;B生成C的反应类型为__________。 (2)D的名称是__________。
(3)由C和E合成F的化学方程式为__________。
(4)D的同分异构体中,能发生银镜反应且分子结构中含苯环的还有__________种,其中核磁共振氢谱上
有6组峰,峰面积之比为1:1:1:1:1:1的同分异构体的结构简式为__________(一种即可)。 (5)参照上述合成路线,以CH3CH2Cl为原料(其他试剂任选),设计制备巴豆醛(CH3CH= CHCHO)的合成路线
______ 。
【答案】 羟基、羰基 取代反应 对羟基苯甲醛
3 或
【解析】
(1)根据A、C结构,结合题干已知信息和B的分子式,可知B物质的结构简式是,该
物质含有的官能团有羟基、羰基;B与CH3I发生取代反应,产生C和HI;
(2)D与CH3I发生取代反应可产生,逆推可知D为对羟基苯甲醛;(3)由
C和E在碱性条件下加热,反应生成F和
水,反应的化学方程式为;
。
14.【2019届湖北1月联考】芳纶可以制成防弹衣、防弹头盔、防弹装甲等,对位芳纶纤维J(聚对苯二甲
酰对苯二胺)是重要的国防军工材料。化合物A、乙烯、苯制备J的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为____________________。 (2)A→B的反应类型是____________________。
(3)实验室由苯制备F所需试剂、条件分别为____________________。 (4)G中官能团的名称是____________________。
(5)E与I反应生成J的化学方程式为____________________。
(6)写出与D互为同分异构体的只含酯基的结构简式(核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为2:2:1:
1____________________。
(7)参照上述合成路线,以1,3-戊二烯和丙烯为原料(无机试剂任选),设计制备邻苯二甲酸的合成路线
____________________。
【答案】2,4-己二烯 加成反应 浓硝酸/浓硫酸、加热 氨基
【解析】2,4-己二烯中的共轭双键与CH2=CH2的双键发生加成反应形成六圆环,在“Pd/C,△”条件下脱氢
形成苯环,酸性KMnO4溶液氧化苯环侧链2个甲基生成对苯二甲酸,在SOCl2/DMF下生成
;由硝基苯经Fe/HCl还原反应生成苯胺,由苯胺经2步转化为对苯二胺,由与对苯二胺发生缩聚反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺。由此分析解答。
(1)A的结构简式为CH3CH=CHCH=CHCH3,其名称为2,4-己二烯。
(2)A分子含有共轭二烯,与乙烯发生1,4-加成反应形成六圆环,所以A→B的反应类型是加成反应。 (3)F为硝基苯,可由苯与浓硝酸在浓硫酸催化下反应生成,
+HNO3
+H2O,所以实验室由苯
制备硝基苯所需要试剂、条件分别为浓硝酸和浓硫酸,加热到50~600C。
15.【2019届湖南教考联盟一诊】盐酸利多卡因(F)可用于急性心肌梗塞后室性早搏和室性心动过速,合成
路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________。
(2)反应①所需试剂、条件分别为_________、_________。
(3)B的同分异构体种类很多,符合以下条件的B的同分异构体共有_________种(不考虑立体异构)、其中
官能团的名称是_________。
①属于苯的衍生物,苯环上共有三个取代基; ②与碳酸氢钠溶液反应可放出CO2气体。 (4)C的结构简式为_________。
(5)在反应①~⑤中属于取代反应的有_________。
(6)ClCH2COCl与足量NaOH溶液共热充分反应的化学方程式为_________。 (7)NH(C2H5)2在核磁共振氢谱上有_________组峰,峰面积比为_________。
【答案】间二甲苯 浓硝酸/浓硫酸 加热 10 羧基、氨基 ①③④
3 6:4:1
【解析】
(1)A为间二甲苯(或1,3-二甲苯)。
(2)反应①是在苯环上引入硝基,所需试剂为浓硝酸/浓硫酸,条件为加热;
(3)满足题给要求的同分异构体必含有一COOH(羧基),一NH2(氨基)和一CH3,如果三者紧邻,有3种结构,
如果两者紧邻,有3种紧邻方式、每种相邻方式又有2种结构,即2×3=6种结构,如果三者均不相邻,只有1种结构,共有10种结构;
(4)综合B、D的结构,可知C是
16.【2019届湖南永州二模】X是合成一种新型抗肝炎药的中间体,其生产路线如下:
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为_____________。
(2)反应③的化学方程式为____________________________________________________。 (3)反应④生成C的结构简式为______________________,无机产物为_____(填化学式)。
(4)A有多种同分异构体,同时符合下列条件的有______种(不考虑立体异构)。请写出其中一种核磁共振
氢谱有4组峰,且峰面积之比为2∶2∶1∶1的结构简式___________。 A.苯环上有4个取代基; B.与FeCl3溶液发生显色反应; C.能发生水解反应。
(5)参照上述合成路线及信息,以氯气、苯和一氯乙烯为原料(其它试剂任选),设计制备聚苯乙烯的合
成路线____________________________________________________。
【答案】取代反应(酯化反应) +Br2→ + HBr
HI 6 或
(2)反应③为与Br2发生取代反应,生成和HBr,化学方程式为Br2→ + HBr,
故答案为:+Br2→ + HBr;
(3)反应④为与CH2I2发生取代反应,生成C为:,无机产物为HI,
+
,
故答案为:6; 或 ;
(5)首先苯和氯气取代生成氯苯,然后氯苯与氯乙烯取代生成苯乙烯,最后苯乙烯发生加聚反应生成聚苯
乙烯,合成路线如下:
,
故答案为:
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