高中人教版 (2019)第五节 有机合成巩固练习

专题强化练3　有机合成的综合应用

1.(2020北京十四中高二下期中,)A~G都是有机化合物,它们的转化关系如图所示:

(1)已知6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O,E的蒸气与氢气的相对密度为30,则E的分子式是　　　　,E含有的官能团名称是　　　　。 

(2)A为只含一个取代基的芳香烃,B中含有一个甲基。由B生成C的化学方程式为 

　。 

(3)由B生成D的试剂及反应条件是　。 

(4)由A生成B、由D生成G的反应类型分别是　　　　　　、　　　　　　。 

2.(2020河北张家口一中高二下期中,)1,3-环己二酮()常用作医药中间体,用于有机合成。下图是一种合成1,3-环己二酮的路线。

回答下列问题:

(1)甲的分子式为　　　　　　,乙中含有的官能团的名称是　　　　　　。 

(2)反应②的反应类型是　　　　　,反应③的反应类型是　　　　　。 

(3)丙的结构简式是　　　　　　　　　　　　　。 

(4)的同分异构体较多,请写出任意一种符合下列条件的同分异构体的结构简式:　　　　　　　　　　　　　。 

①属于链状化合物

②核磁共振氢谱中有两组吸收峰

③在加热条件下和新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀

(5)设计以(丙酮)、乙醇、乙酸为原料制备(2,4-戊二醇)的合成路线(无机试剂任选)。

3.()香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物,大多具有光敏性,有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯A,其分子式为C9H6O2,该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。

提示:① CH3COOH+CH3CH2COOH;

② R—CH2—CH2Br。

请回答下列问题:

(1)写出化合物C的结构简式:　　　　　　　　　。 

(2)在上述转化过程中,步骤B C的目的是　　　　　　　　。 

(3)请设计合理方案由合成(用流程图表示,并注明反应条件)。

例如:由乙醇合成聚乙烯的流程图可表示为

CH3CH2OH ?CH2—CH2?

4.(2020河北张家口高二下期中,)已知:

+

由到的合成路线如图所示:

请回答下列问题:

(1)写出结构简式:B　　　　　　　　;C　　　　　　　　。 

(2)写出过程Ⅰ的反应条件:　　　　　　。深度解析 

5.(2020山东临沂高二下期中,)有机物M的一种合成路线如图所示:

已知:Ⅰ.R—CH2OH RCHO

Ⅱ.R1—CHO+

Ⅲ.

Ⅳ.

请回答下列问题:

(1)D的名称是　　　　;G中含氧官能团的名称是　　　　。 

(2)反应②的反应类型为　　　　　　;A的结构简式为　　　　　　。 

(3)写出反应⑦的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)在H的同分异构体中,符合下列要求的有　　　　种。其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物的结构简式为　　　　　　　　(任写一种)。 

a.属于芳香族化合物

b.能发生水解反应和银镜反应,且水解产物之一遇FeCl3溶液显紫色

(5)已知: 。仿照上述流程,设计以苯、乙醛为主要原料合成某药物中间体()的路线:　                                                                                                                          。 

6.()天然产物H具有抗肿瘤、镇痉等生物活性,可通过以下路线合成。

已知:+

(Z=—COOR,—COOH等)

回答下列问题:

(1)A的链状同分异构体可发生银镜反应,写出这些同分异构体所有可能的结构:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)在核磁共振氢谱中,化合物B有　　　　　组吸收峰。 

(3)化合物X的结构简式为　　　　　　　　　　。 

(4)D→E的反应类型为　　　　　　　　　。 

(5)F的分子式为　　　　　　　,G所含官能团的名称为　　　　　　　　。 

(6)化合物H含有手性碳原子的数目为　　　　,下列物质不能与H发生反应的是　　　　　(填序号)。 

a.CHCl3 　　b.NaOH溶液

c.酸性KMnO4溶液 　　d.金属Na

(7)以和为原料,合成,在方框中写出路线流程图(无机试剂和不超过2个碳的有机试剂任选)。

答案全解全析

1.答案　(1)C2H4O2　羧基

(2)+NaOH +NaCl

(3)NaOH的醇溶液、加热

(4)取代反应　加成反应

解析　E的蒸气与氢气的相对密度为30,则E的相对分子质量为60;6.0 g E的物质的量为0.1 mol,6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O,n(CO2)==0.2 mol、n(H2O)==0.2 mol,根据原子守恒得E中n(C)=n(CO2)=0.2 mol、n(H)=2n(H2O)=0.4 mol,则E中O原子的物质的量==0.2 mol,由以上分析得E的分子式为C2H4O2,C和E发生酯化反应生成F,则E为CH3COOH。A为只含一个取代基的芳香烃,根据分子式知,A为;A在光照条件下与Cl2发生取代反应生成B,B中含有一个甲基,则B为;B发生水解反应生成的C为;D能和Br2发生加成反应生成G,且B、C都能生成D,故D为,G为。

2.答案　(1)C6H10O3　醛基和羰基

(2)氧化反应　取代反应

(3)

(4)(其他合理答案也可)

(5)CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3

解析　(1)由题中甲的结构知其分子式为C6H10O3,乙中含有的官能团的名称是醛基和羰基。

(2)根据流程分析可知,反应②是乙在CrO3的作用下,分子中的醛基变为羧基,发生氧化反应;与乙醇在浓H2SO4存在、加热条件下发生酯化反应,生成和水,酯化反应是取代反应。

(3)由(2)中分析知丙的结构简式是。

(4)的分子式为C6H8O2,则符合题中条件的同分异构体的结构简式可以是或。

(5)根据反应②,可知先将CH3CH2OH氧化为乙醛,再将乙醛氧化为乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,乙酸乙酯在一定条件下与丙酮反应生成,再与氢气加成可得。合成路线为CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3 。

3.答案　(1)

(2)保护酚羟基,防止其被氧化

(3)

解析　A是芳香内酯,其分子式为C9H6O2。由A B是酯的水解(开环)反应。由B的分子式为C9H8O3,结合题给提示①和C被氧化的产物,可以推出A的结构简式为,从而推出水解产物B的结构简式为;由C的分子式,结合B C,则不难推出C的结构简式为;B C的目的是把酚羟基保护起来,防止C中碳碳双键被氧化时破坏酚羟基。(3)由合成,正向分析则要把中的通过消去、加成、水解等过程,转变成—CH2CH2—OH,再进行酯化反应成环,生成目标产物。

4.答案　(1)　

(2)浓硫酸、加热

解析　B发生题给信息中烯烃的氧化反应生成,可知B为,故与水发生加成反应生成的A为,A发生消去反应生成B,与氢气发生加成反应生成的C为,C再发生酯化反应得到。

反思升华　本题考查有机物的推断与合成,对比各物质的结构,明确发生的反应,注意对题给反应信息的理解。题目侧重考查分析推理能力、自学能力以及知识迁移运用能力,应熟练掌握官能团的性质及其相互转化。难点是B发生题给信息中烯烃的氧化反应生成。

5.答案　(1)苯甲醛　羟基

(2)取代反应　

(3)+CH3NH2 +H2O

(4)9　(或)

(5)    

解析　根据反应⑦和⑧,结合已知条件Ⅳ,可知H含有碳氧双键,与CH3NH2反应,碳氧双键转化为碳氮双键,X与H2发生加成反应,碳氮双键变成碳氮单键,结合M的结构简式,可知X为,H为,再结合已知条件Ⅲ,可知G的结构简式为,结合已知条件Ⅱ,可知D为苯甲醛,其结构简式为,结合已知条件Ⅰ可知,C为苯甲醇,结构简式为。B为卤代烃,发生水解反应得到苯甲醇,①为甲苯和Cl2在光照条件下发生取代反应,则A、B的结构简式分别为、。

(4)在H的同分异构体中,属于芳香族化合物,能发生水解反应和银镜反应,且水解产物之一遇FeCl3溶液显紫色,说明苯环上含有取代基—OOCH,其他两个碳原子可以形成2个—CH3或者1个—CH2CH3;若苯环上有2个—CH3和1个—OOCH,共6种结构;若苯环上有1个—CH2CH3和1个—OOCH,则有3种结构,共9种结构;其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物分子中有2个对称的甲基,结构简式可能为、。

(5)形成碳氮双键,利用已知条件Ⅳ,需要形成—NH2,也需要形成碳氧双键,碳氧双键来自乙醛,—NH2由—NO2被还原得到,则流程图为   。

6.答案　(1)、、、

(2)4

(3)

(4)加成反应

(5)C13H12O3　羰基,酯基

(6)1　a

(7)

解析　(1)符合条件的A的同分异构体分子中含有碳碳双键和醛基,可得结构简式为①CH2 CHCH2CHO、②、③,其中③存在顺反异构体。(2)化合物B分子中有4种氢原子,核磁共振氢谱中有4组吸收峰。(3)C→D为酯化反应,由D逆推知X为。(4)结合题给已知信息可知D→E为加成反应。(5)由F的结构简式可知F的分子式为C13H12O3;由G的结构简式可知G中的官能团为羰基和酯基。(6)由H的结构简式(“*”标记的碳原子为手性碳原子)知H有1个手性碳原子。H中含有酯基,可与NaOH溶液反应;含有羟基,可与金属Na发生置换反应;与醇羟基相连的碳原子上有氢原子,故可被酸性高锰酸钾溶液氧化。只有CHCl3不能与H发生反应。(7)结合已知信息,合成可由和发生加成反应得到。发生消去反应生成,与Br2发生加成反应生成,发生消去反应可生成。