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2020版化学新增分大一轮人教版(全国)讲义:第十一章有机化学基础(选考)第35讲
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第35讲 烃的含氧衍生物
考纲要求 1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质,以及它们之间的相互转化。2.了解烃的衍生物合成方法。3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。
考点一 醇、酚
1.醇、酚的概念
(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物,饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1OH(n≥1)。
(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚()。
(3)醇的分类
2.醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性
低级脂肪醇易溶于水。
(2)密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3。
(3)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。
3.苯酚的物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大,当温度高于65_℃时,能与水混溶,苯酚易溶于酒精。
(3)苯酚有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。
4.由断键方式理解醇的化学性质
如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示:
以1丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。
(1)与Na反应
___________________________________________________,__________________________。
(2)催化氧化
___________________________________________________,___________________________。
(3)与HBr的取代
___________________________________________________,___________________________。
(4)浓硫酸,加热分子内脱水
___________________________________________________,___________________________。
(5)与乙酸的酯化反应
___________________________________________________,___________________________。
答案
(1)2CH3CH2CH2OH+2Na―→2CH3CH2CH2ONa+H2↑ ①
(2)2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O ①③
(3)CH3CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2Br+H2O ②
(4)CH3CH2CH2OHCH3CH==CH2↑+H2O ②⑤
(5)CH3CH2CH2OH+CH3COOH
CH3COOCH2CH2CH3+H2O ①
5.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
(1)弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。
苯酚与NaOH反应的化学方程式:
+NaOH―→+H2O。
(2)苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应,产生白色沉淀,反应的化学方程式为
+3Br2―→↓+3HBr。
(3)显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可检验苯酚的存在。
(1)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物(×)
(2)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度(√)
(3)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高(√)
(4)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应(×)
(5)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性(√)
(6)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤(×)
(7)分子式为C7H8O的芳香类有机物有五种同分异构体(√)
(8)和含有的官能团相同,二者的化学性质相似(×)
(9)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液(√)
1.现有以下物质:
① ②
③ ④
⑤
(1)其中属于脂肪醇的有__________,属于芳香醇的有________,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生的反应类型________(任写三种)。
答案 (1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)
脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
—OH
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要化学性质
(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)脱水反应;
(4)氧化反应;(5)酯化反应
(1)弱酸性
(2)取代反应
(3)显色反应
特性
将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)
遇FeCl3溶液显紫色
2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
①CH3CH2CH2CH2OH ②
③ ④
分析其结构特点,用序号解答下列问题:
(1)其中能与钠反应产生H2的有________。
(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是__________。
(3)能被氧化成酮的是__________。
(4)能发生消去反应且生成两种产物的是__________。
答案 (1)①②③④ (2)①③ (3)② (4)②
解析 (1)所有的醇都能与活泼金属钠反应产生H2;(2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH2OH”,①和③符合题意;(3)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”,②符合题意;(4)若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子类型不同,则发生消去反应时,可以得到两种产物,②符合题意。
醇的消去反应和催化氧化反应规律
(1)醇的消去反应规律
醇分子中,连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键。表示为
如CH3OH、不能发生消去反应。
(2)醇的催化氧化反应规律
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。
1.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇的分子式是C11H14O4,属于芳香烃
B.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
C.芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应
D.芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应
答案 D
解析 芥子醇结构中含有氧元素,故不是烃,A项错误;酚羟基苯环上邻、对位没有可被取代的氢原子,只有碳碳双键与溴发生加成反应,B项错误;芥子醇中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项错误;碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应,醇羟基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,D项正确。
2.某化妆品的组分Z具有美白功效,原从杨树中提取,现可用如下反应制备:
+H2C==―→
X Y Z
下列叙述错误的是( )
A.X、Y和Z均能使溴水褪色
B.X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2
C.Y既能发生取代反应,也能发生加成反应
D.Y可作加聚反应单体,X可作缩聚反应单体
答案 B
解析 A项,X、Z中含有酚羟基,能与溴发生取代反应,Y中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,正确;B项,X、Z中均无—COOH,不能与NaHCO3溶液反应放出CO2,错误;C项,Y中苯环上的氢可以被取代,碳碳双键和苯环都可以发生加成反应,正确;D项,Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应,X中含有酚羟基,可以发生酚醛缩合反应,正确。
3.(2018·江西省抚州调研)下列醇类物质中既能发生消去反应,又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是( )
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 发生消去反应的条件:与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子,上述醇中,B项不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化,但只有含有两个氢原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛。
4.A和B两种物质的分子式都是C7H8O,它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液,而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色,并产生白色沉淀,而A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。
(1)写出A和B的结构简式:A______________________________________________________,
B________________________________________________________________________。
(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A与金属钠反应的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
与足量金属钠反应生成等量H2,分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________。
答案 (1)
(2)+NaOH―→+H2O
(3)+2Na―→+H2↑ 1∶1∶1
解析 (1)依据分子式C7H8O知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均能与Na反应放出H2,且分子结构中只有一个氧原子,故A、B中均含有—OH,为醇和酚类。A不溶于NaOH溶液,说明A为醇,又不能使溴水褪色,故A为。B溶于NaOH溶液,且与适量溴水反应生成白色沉淀,故B为酚,结合其苯环上一溴代物有两种,则B为。
(3)、、H2O与金属钠反应生成H2的物质的量关系分别为、、2H2O~H2,所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为1∶1∶1。
考点二 醛、羧酸、酯
1.醛
(1)醛:由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物,可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n≥1)。
(2)甲醛、乙醛
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
与水互溶
2.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
醇醛羧酸
以乙醛为例写出醛类反应的主要化学方程式:
(1)氧化反应
①银镜反应
________________________________________________________________________。
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
________________________________________________________________________。
(2)还原反应(催化加氢)
________________________________________________________________________。
答案 (1)①CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
②CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(2)CH3CHO+H2CH3CH2OH
特别提醒 (1)醛基只能写成—CHO或,不能写成—COH。
(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
(3)银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。
3.羧酸
(1)羧酸:由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。
饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
①酸的通性
乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
②酯化反应
CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C2HOHCH3CO18OC2H5+H2O。
4.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′,官能团为。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
+H2O+R′OH。
+NaOH+R′OH。
特别提醒 酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。
(4)酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
②酯还是重要的化工原料。
5.酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
2CH3COOH++2H2O
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
+2CH3CH2OH+2H2O
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如
+HOOC—COOCH2CH2OH+H2O
(普通酯)
+ +2H2O
(环酯)
nHOOC—COOH+nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O (高聚酯)
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
+H2O
(普通酯)
+2H2O
(环酯)
+(n-1)H2O
( (高聚酯))
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(×)
(2)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇(√)
(3)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下(√)
(4)欲检验CH2==CHCHO分子中的官能团,应先检验“—CHO”后检验“”(√)
(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应,最多生成2 mol Ag(×)
(6)在酸性条件下,的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH(×)
(7)羧基和酯基中的均能与H2加成(×)
(8)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等(√)
1.现有四种有机化合物:
甲:
乙:
丙:
丁:
试回答:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________,四种物质中互为同分异构体的是________(填编号,下同)。
(2)1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:______________________________________
________________________________________________________________________。
②写出乙与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
(4)①+CH3CH2OH+H2O
②+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
2.肉桂醛的结构简式为:
(1)在肉桂醛中滴加酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,能否说明肉桂醛中含有碳碳双键?为什么?
(2)设计实验证明肉桂醛中含有碳碳双键。
答案 (1)不能,肉桂醛中含有碳碳双键、醛基,均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取少量肉桂醛,加入足量新制Cu(OH)2悬浊液,加热充分反应;取实验后试管中的清液少许,向其中加入稀硫酸酸化,再加入KMnO4溶液(或溴水),KMnO4溶液(或溴水)褪色,说明肉桂醛中含碳碳双键(或向盛有少量溴的CCl4溶液的试管中滴加肉桂醛,边滴边振荡,若溶液变为无色,则可证明肉桂醛分子结构中有碳碳双键)。
醛基官能团能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化,只能被强氧化剂氧化,所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基。而在—CHO与C==C都存在时,要检验C==C双键的存在,必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后,再用强氧化剂检验C==C的存在。
题组一 醛、羧酸、酯的结构与性质
1.已知酸性:>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将完全转化为的最佳方法是( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaOH溶液
B.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
C.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
D.与足量的NaOH溶液共热后,再加入适量的H2SO4溶液
答案 B
解析 最佳方法是:先在NaOH溶液中水解生成,由于酸性:>H2CO3>,再通入二氧化碳气体即可生成,故选B项。
2.(2018·乌鲁木齐一诊)樱桃是一种抗氧化的水果,其表现抗氧化性的一种有效成分M的结构简式为:。下列有关M的说法不正确的是( )
A.M的分子式为C4H6O5
B.M中含有两种官能团,分别为羟基和羧基
C.标准状况下,0.1 mol M完全燃烧时消耗6.72 L O2
D.1 mol M与足量金属钠反应生成3 mol H2
答案 D
解析 根据M的结构简式可知M的分子式为C4H6O5,A项正确;M中含有羟基和羧基两种官能团,B项正确;M燃烧的化学方程式为C4H6O5+3O24CO2+3H2O,0.1 mol M完全燃烧时消耗0.3 mol O2,0.3 mol O2在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L,C项正确;M中含2个羧基和1个羟基,1 mol M与足量金属钠反应生成1.5 mol H2,D项错误。
3.(2018·天津滨海新区毕业班联考)玉米芯与稀硫酸在加热加压下反应,可以制得糠醛(),糠醛是重要的化工原料,用途广泛。关于糠醛的说法,不正确的是( )
A.其核磁共振氢谱有3组吸收峰
B.1 mol糠醛可与3 mol H2发生加成反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.与苯酚在一定条件下反应得到结构简式为的产物
答案 A
解析 糠醛结构不对称,含4种H,则核磁共振氢谱有4组吸收峰,A项错误;糠醛中含有2个碳碳双键、1个—CHO,均能与氢气发生加成反应,则1 mol糠醛可与3 mol H2发生加成反应,B项正确;糠醛含碳碳双键和—CHO,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;糠醛含—CHO,可与苯酚发生缩聚反应,生成,D项正确。
题组二 烃的衍生物转化关系及应用
4.(2018·贵阳适应性考试)有机物G(分子式为C16H22O4)是常用的皮革、化工、油漆等合成材料中的软化剂,它的一种合成路线如下图所示:
已知:①A是一种常见的烃的含氧衍生物,A的质谱图中最大质荷比为46,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为1∶2∶3;
②E是苯的同系物,相对分子质量在100~110之间,且E苯环上的一氯代物只有2种;
③1 mol F与足量的饱和NaHCO3溶液反应可产生气体44.8 L(标准状况下);
④R1CHO+R2CH2CHO+H2O(R1、R2表示氢原子或烃基)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)A的名称为________,请写出A的一种同分异构体的结构简式________________________。
(2)A转化为B的化学方程式为_____________________________________________________。
(3)C中所含官能团的名称为_______________________________________________________。
(4)E的结构简式为_______________________________________________________________。
(5)D和F反应生成G的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式________________________________________________(填写两种即可)。
①能和NaHCO3溶液反应;
②能发生银镜反应;
③遇FeCl3溶液显紫色。
(7)参照上述流程信息和已知信息,设计以乙醇和丙醇为原料(无机试剂任选)制备的合成路线。
合成路线流程图示例如下:CH3CH2OHCH3CH2OOCCH3
答案 (1)乙醇 CH3OCH3
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)碳碳双键、醛基 (4)
(5)+2CH3CH2CH2CH2OH+2H2O
(6)、 (其他合理答案均可)
(7)
解析 A是一种常见的烃的含氧衍生物,A的质谱图中最大质荷比为46,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为1∶2∶3,A为CH3CH2OH;乙醇催化氧化生成乙醛,根据信息④乙醛在氢氧化钠、加热条件下生成C,C为CH3CH===CHCHO,C与氢气加成生成D,D为CH3CH2CH2CH2OH;E是苯的同系物,相对分子质量在100~110之间,氧化生成F,1 mol F与足量的饱和NaHCO3溶液反应可产生2 mol二氧化碳,则F中含有2个羧基,因此E为二甲苯,E苯环上的一氯代物只有2种,E为,则F为。
5.(2018·福建南平一模)香料E的合成路线如下:
已知:
(1)B的化学名称是______________。D中官能团的名称为____________。
(2)C和D生成E的反应类型为________________,E的结构简式为________。
(3)1 mol B与足量银氨溶液反应生成________ g Ag;A的核磁共振氢谱有________组峰。
(4)同时满足下列条件的C的同分异构体有______种(不含立体异构)。
①遇FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应
答案 (1)苯甲醛 羟基
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)216 4 (4)3
解析 甲苯在光照条件下与氯气发生侧链取代生成A,A为,由于两个羟基连在同一个碳原子上会自动脱水生成羰基,因此A在氢氧化钠溶液中水解生成的B为,B发生银镜反应酸化后得到C,C为苯甲酸,苯甲酸与环己醇发生酯化反应生成E:。
(1)根据上述分析,B为,化学名称为苯甲醛。D为环己醇,官能团为羟基。
(2)C(苯甲酸)和D(环己醇)发生酯化反应生成E,E的结构简式为。
(3)1 mol B()与足量银氨溶液反应生成2 mol银,质量为216 g。A()中有4种氢原子,核磁共振氢谱有4个峰。
(4)C为苯甲酸,遇FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有酚羟基;能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,满足条件的C的同分异构体的苯环上含有酚羟基和醛基2个侧链,有3种结构。
牢记常见烃的衍生物的转化关系
1.(2018·江苏,11改编)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.X分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y与Br2的加成产物分子中不含有手性碳原子
C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X→Y的反应为取代反应
答案 D
解析 B错:Y分子含有碳碳双键,与Br2加成后,连接甲基的碳原子连有4个不同基团,该碳原子为手性碳原子;D对:X分子中酚羟基上的氢原子被CH2==C(CH3)CO—取代生成Y,Y中的酯基是取代反应的结果;A错:X分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内,3个Br原子和—OH中的O原子在苯环所在平面内,C—O—H键呈V形且单键可以任意旋转,故X分子中—OH上的氢原子不一定在苯环所在平面内;C错:X分子中含有酚羟基,Y分子中含有碳碳双键,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,MnO被还原为Mn2+而褪色。
2.(2018·天津,8)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为______________,E中官能团的名称________________________________。
(2)A→B的反应类型为________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为_________________________________________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为________________。
(5)F与G的关系为________(填序号)。
a.碳链异构 b.官能团异构
c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为______________________________________________________________。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;试剂与条件2为____________,Y的结构简式为________________。
答案 (1)1,6己二醇 碳碳双键、酯基
(2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5
(5)c
(6)
(7)HBr,△ O2/Cu或Ag,△
解析 (1)A是含有6个碳原子的直链二元醇,2个羟基分别位于碳链的两端,根据系统命名法,A的名称应为1,6己二醇。由E的结构简式可知,E中的官能团为碳碳双键和酯基。
(2)A→B的反应是—Br替代—OH的反应。A和B是能互溶的两种液体,但沸点不同,故用减压蒸馏(或蒸馏)的方法提纯B。
(3)C→D是酯化反应。
(4)能发生银镜反应说明含有醛基;溴代烷和酯都能与NaOH溶液发生化学反应;具有“四组峰”说明有四种不同化学环境的氢原子。
(5)CH2==CH2是一种平面结构;F与G在碳碳双键右边基团的位置不同。
(6)G→N中有肽键生成。
(7)由原料 和医药中间体的结构简式可推知化合物X为,化合物Y为,参照题给的合成路线可知,试剂与条件1为HBr、△。由生成可知是醇羟基被氧化为羰基,试剂与条件2为O2/Cu或Ag,△。
3.[2017·全国卷Ⅰ,36(1)(2)(3)(4)(6)]化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(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_______________________________。
(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)。
答案 (1)苯甲醛 (2)加成反应 取代反应(酯化反应)
(3)
(4)
(6)
解析 (1)A→B发生题给信息①反应,B中含有9个碳原子,则A中含有7个碳原子且有—CHO,A为苯甲醛(),B为,C为,D为。F与G发生题给成环反应,E中有碳碳三键,E为,F为。(2)C→D发生的是加成反应,E→F发生的是取代反应(酯化反应)。(4)对比F和G的结构,结合题给信息反应②,可知G为。(6)要将两种物质组合在一起,由题给信息,一种含有碳碳三键(2丁炔),另一种有碳碳双键。环戊烷先与氯气取代生成一氯环戊烷,再在NaOH的醇溶液、加热条件下消去,生成环戊烯,再与2丁炔发生反应,最后与溴加成。
A组
1.(2018·天津河西质量调查)合成防晒霜的主要成分E的一种路线图如下:
已知:2RCH2CHO
请按要求回答下列问题:
(1)B的官能团结构简式为_________________________________________________________。
(2)反应③的反应类型为__________________________________________________________。
(3)反应①的化学方程式:_________________________________________________________。
(4)E的结构简式:________________________________________________________________。
(5)A的同分异构体有多种,写出其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为1∶9的结构简式:________________________________________________________________________。
答案 (1)—CHO
(2)取代反应(或酯化反应)
(3)2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O
(4)
(5)(CH3)3COH
解析 根据A为无支链醇,且B能发生已知信息反应,可知B中含有醛基,可得A为CH3CH2CH2CH2OH,在铜催化氧化下生成B,则B为CH3CH2CH2CHO,根据信息可知C为CH3CH2CH2CH==C(CH2CH3)CHO,D为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH。(1)由以上分析可知B中的官能团为—CHO。(2)反应③为酸和醇的酯化反应,也叫取代反应。(3)反应①为醇的催化氧化,故化学方程式为2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O。(4)结合上面分析可知E的结构简式为。
(5)根据A的结构,结合核磁共振氢谱吸收峰面积之比为1∶9可知分子中含有3个甲基,则其结构为(CH3)3COH。
2.(2019·宝鸡调研)聚酯增塑剂广泛应用于耐油电缆、煤气管、防水卷材、电气胶带等。聚酯增塑剂G及某医药中间体H的一种合成路线如下(部分反应条件略去):
已知:++R2OH
(1)A的名称(系统命名)为________________,H的官能团是________、________(填名称)。
(2)写出下列反应的反应类型:反应①是____________,反应④是____________。
(3)反应②发生的条件是_________________________________________________________。
(4)已知:—SH(巯基)的性质与—OH相似,则在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(5)写出F→H+E的化学方程式:____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)C存在多种同分异构体,写出核磁共振氢谱中只有一组峰的同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1,2二氯丙烷 羰基(酮基) 酯基
(2)加成反应 氧化反应
(3)NaOH、H2O/△(或其他合理答案)
(4) +(n-1)H2O
(5)
(6)(CH3)2C==C(CH3)2
解析 (1)A是丙烯与氯气的加成产物,则A为CH3CHClCH2Cl,名称是1,2二氯丙烷,H的官能团是羰基(酮基)、酯基。(2)反应①是加成反应,反应④是氧化反应。(3)反应②是卤代烃的水解反应,其反应条件是NaOH、H2O/△。(4)因—SH的性质与—OH相似,故可以仿照在一定条件下发生的缩聚反应来书写该化学方程式。(5)根据H的结构简式及已知反应可推知,E是乙醇,F是。(6)C的分子式是C6H12,核磁共振氢谱中只有一组峰的C的同分异构体的结构简式为(CH3)2C==C(CH3)2。
3.(2018·安徽五校联考)科学家模拟贝类足丝蛋白的功能,合成了一种对云母、玻璃、二氧化硅等材料具有良好黏附性的物质——化合物I,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________________。
(2)由B生成C的化学方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由E和F反应生成D的反应类型为_______________________________________________,
由G和H反应生成I的反应类型为_________________________________________________。
(4)D的结构简式为__________,仅以D为单体合成高分子化合物的化学方程式为__________。
(5)I的分子式为_________________________________________________________________。
(6)X是I的同分异构体,能发生银镜反应,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,峰面积之比为6∶2∶1∶1。写出两种符合要求的X的结构简式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)丙烯
(2)+NaOH+NaBr
(3)加成反应 取代反应
(4)CH2==CHCOOH
(5)C10H10O3
(6) 、
解析 (1)A的结构简式为CH3CH==CH2,化学名称为丙烯。(2)由A生成B,发生CH3CH==CH2和的取代反应,结合B的分子式知,B为CH2==CHCH2Br。由B生成C,发生CH2==CHCH2Br的水解反应,化学方程式为:+NaOH+NaBr。(3)结合D的分子式知,C催化氧化得到的D为CH2==CHCOOH,结合E、F的结构简式,则由E和F反应生成D的反应为HC≡CH+HCOOHCH2==CHCOOH,为加成反应。根据G、H、I的结构简式,可知G和H反应生成I和HCl,为取代反应。(4)D为CH2==CHCOOH,仅以D为单体合成高分子化合物,发生加聚反应:。(5)I的结构简式为,故其分子式为C10H10O3。
4.(2018·合肥二次质检)氯吡格雷(Clopidogrel)是一种用于抑制血小板聚集的药物。以为原料合成氯吡格雷的路线如图:
回答下列问题:
(1)A的名称为________;D的结构简式为________。
(2)化合物C在一定条件下可发生分子间成环反应生成含3个六元环的有机物,其化学方程式为_____________________________________________________________________________。
(3)写出1种满足下列条件的B的同分异构体的结构简式:__________________________(任写1种)。
①含有两个—NH2的芳香族化合物;②核磁共振氢谱有三种吸收峰。
(4)结合上述流程写出以乙醇为有机原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。
答案 (1)2氯苯甲醛(或邻氯苯甲醛)
(2)
(3) (或)
(4)CH3CH2OHCH3CHO
B组
1.(2018·广东江门高考模拟)槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼,其中一种合成路线如下:
已知:
++R2OH
(1)B中含氧官能团的名称为__________。
(2)反应①的反应类型为__________________________________________________________。
(3)反应③的化学方程式为________________________________________________________。
(4)C的结构简式为_______________________________________________________________。
(5)化合物X是A的同分异构体,X既能与碳酸氢钠溶液反应放出CO2,又能使溴的四氯化碳溶液褪色。其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比为3∶2∶2∶1,试写出其中一种符合要求的X的结构简式:
________________________________________________________________________。
(6)已知A在氢氧化钠溶液中水解的产物之一是一种新型功能高分子材料(PAANa)的单体,写出生成PAANa的化学方程式:_____________________________________________________。
(7)结合本题信息,写出以乙醇为起始原料制备化合物CH3COCH2COOCH2CH3的合成路线(无机试剂任选):
________________________________________________________________________。
答案 (1)酯基 (2)加成反应
(3)+CH3OH+H2O
(4)
(5)CH2==C(CH3)CH2COOH
(6)nCH2==CHCOONa
(7)C2H5OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
CH3COCH2COOCH2CH3
2.环己烯是一种重要的有机合成原料。如图所示是利用环己烯为原料进行多种有机物合成的路线:
已知信息:
(ⅰ)其中F可以用作内燃机的抗冻剂;
(ⅱ)J分子中无饱和碳原子;
(ⅲ)R1—CH==CH—R2R1—CHO+R2—CHO。
回答下列问题:
(1)与反应①反应类型相同的是________(填题给合成路线中的反应标号)。
(2)I―→J的化学方程式为_________________________________________________________,
反应的生成物合成橡胶的结构简式为_____________________________________________。
(3)E的化学名称是________。
(4)F的结构简式为__________,其含有的官能团名称是______________。
(5)能与NaHCO3溶液反应放出CO2的B的同分异构体共有________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为1∶1∶4∶6的结构简式是__________________________。
(6)参照题干中的合成路线,以2戊烯(CH3CH==CHCH2CH3)为原料设计制备乙二酸二乙酯的合成路线:____________________________(其他无机试剂任选)。
答案 (1)④⑤
(2)HOCH2CH2CH2CH2OHCH2==CHCH==CH2↑+2H2O CH2—CH==CH—CH2
(3)乙二酸
(4)HOCH2CH2OH 羟基
(5)8
(6)CH3CH==CHCH2CH3 CH2==CHCH==CHCH3
CH3CH2OOCCOOCH2CH3
解析 环己烯()与溴的CCl4溶液发生加成反应生成A(),A在NaOH水溶液中加热发生水解反应生成B(),A在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,发生题给已知信息(ⅲ)中的反应,生成C和D,其中C与H2发生加成反应生成的F为醇,C与O2发生氧化反应生成E,E和F在催化剂存在条件下生成聚酯,则E为羧酸,且C、F、E分子中含有相同数目的碳原子。由F发生取代反应生成的环醚G的分子式可知,1个C分子中含有2个碳原子,则D为OHCCH2CH2CHO,C为OHCCHO,F为HOCH2CH2OH,E为HOOC—COOH。2分子HOCH2CH2OH发生脱水反应生成环醚G(),F与E通过缩聚反应生成聚酯H,H的结构简式为。D与H2发生加成反应生成的I为HOCH2CH2CH2CH2OH,I在浓硫酸、加热条件下生成J,J分子中无饱和碳原子,则I―→J发生的是消去反应,可推知J为CH2==CHCH==CH2,J发生加聚反应得到的合成橡胶的结构简式为CH2—CH==CH—CH2。
3.从冬青中提取出的有机物A可用于合成抗结肠炎药物Y及其他化学品,合成路线如下图:
提示:
根据上述信息回答:
(1)请写出Y中含氧官能团的名称:_________________________________________________。
(2)写出反应③的反应类型:_______________________________________________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________。
(4)A的同分异构体I和J是重要的医学中间体,在浓硫酸的作用下I和J分别生成和,鉴别I和J的试剂为______________。
答案 (1)羧基、酚羟基
(2)取代反应
(3)①+2NaOH+CH3OH+H2O
⑥HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+2H2O+6NH3+4Ag↓
(4)FeCl3溶液或饱和溴水
解析 (1)Y中含氧官能团的名称是酚羟基、羧基。
(2)根据提示信息推断H中含硝基,所以反应③的反应类型是取代反应。
(3)由反应⑦知B为甲醇,根据反应①的条件推断A中含酯基,由Y的结构简式倒推A的结构简式,所以反应①的化学方程式为+2NaOH+CH3OH+H2O。D为甲醛,与银氨溶液反应的化学方程式为HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+2H2O+6NH3+4Ag↓。
(4)由I、J生成的产物的结构简式判断,I中含有酚羟基,J中含有醇羟基,所以区别二者的试剂是FeCl3溶液或饱和溴水。
4.(2018·漳州市三模)醇酸树脂固化成膜后具有良好的耐磨性和绝缘性,下面是一种成膜性良好的醇酸树脂的合成路线,如下图所示:
已知:①RCH2CH==CH2
②RCH==CH2RCH2CH2Br
(1)A的化学名称为______________________________________________________________,
E中官能团的名称是_____________________________________________________________。
(2)B的结构简式为____________,C制备D的反应条件是____________,制备E的反应类型是________________________________________________________________________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.D是甘油的同系物
B.C是不溶于水的油状液体
C.F不能与新制氢氧化铜悬浊液反应
D.只用硝酸银溶液,就可检出CH3CH2CH2CH2Br中是否含有溴原子
(4)写出D、F在一定条件下反应生成醇酸树脂的化学方程式____________________________。
(5)芳香族化合物X是的同分异构体,X遇FeCl3溶液显紫色,可发生消去反应,其核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3。写出符合要求的X的结构简式___________________________________________________________。
(6)请参考本题信息写出以CH3CH==CH2为原料制备化合物的合成线路流程图(无机试剂任选)______________________。
答案 (1)1丁烯 醛基 (2)CH3CHBrCH==CH2 氢氧化钠水溶液、加热 氧化反应 (3)AB
(4)
(5)
(6)CH3CH==CH2CH2BrCH==CH2CH2BrCH2CH2Br
考纲要求 1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质,以及它们之间的相互转化。2.了解烃的衍生物合成方法。3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。
考点一 醇、酚
1.醇、酚的概念
(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物,饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1OH(n≥1)。
(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚()。
(3)醇的分类
2.醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性
低级脂肪醇易溶于水。
(2)密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3。
(3)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。
3.苯酚的物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大,当温度高于65_℃时,能与水混溶,苯酚易溶于酒精。
(3)苯酚有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。
4.由断键方式理解醇的化学性质
如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示:
以1丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。
(1)与Na反应
___________________________________________________,__________________________。
(2)催化氧化
___________________________________________________,___________________________。
(3)与HBr的取代
___________________________________________________,___________________________。
(4)浓硫酸,加热分子内脱水
___________________________________________________,___________________________。
(5)与乙酸的酯化反应
___________________________________________________,___________________________。
答案
(1)2CH3CH2CH2OH+2Na―→2CH3CH2CH2ONa+H2↑ ①
(2)2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O ①③
(3)CH3CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2Br+H2O ②
(4)CH3CH2CH2OHCH3CH==CH2↑+H2O ②⑤
(5)CH3CH2CH2OH+CH3COOH
CH3COOCH2CH2CH3+H2O ①
5.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
(1)弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。
苯酚与NaOH反应的化学方程式:
+NaOH―→+H2O。
(2)苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应,产生白色沉淀,反应的化学方程式为
+3Br2―→↓+3HBr。
(3)显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可检验苯酚的存在。
(1)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物(×)
(2)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度(√)
(3)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高(√)
(4)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应(×)
(5)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性(√)
(6)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤(×)
(7)分子式为C7H8O的芳香类有机物有五种同分异构体(√)
(8)和含有的官能团相同,二者的化学性质相似(×)
(9)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液(√)
1.现有以下物质:
① ②
③ ④
⑤
(1)其中属于脂肪醇的有__________,属于芳香醇的有________,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生的反应类型________(任写三种)。
答案 (1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)
脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
—OH
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要化学性质
(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)脱水反应;
(4)氧化反应;(5)酯化反应
(1)弱酸性
(2)取代反应
(3)显色反应
特性
将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)
遇FeCl3溶液显紫色
2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
①CH3CH2CH2CH2OH ②
③ ④
分析其结构特点,用序号解答下列问题:
(1)其中能与钠反应产生H2的有________。
(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是__________。
(3)能被氧化成酮的是__________。
(4)能发生消去反应且生成两种产物的是__________。
答案 (1)①②③④ (2)①③ (3)② (4)②
解析 (1)所有的醇都能与活泼金属钠反应产生H2;(2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH2OH”,①和③符合题意;(3)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”,②符合题意;(4)若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子类型不同,则发生消去反应时,可以得到两种产物,②符合题意。
醇的消去反应和催化氧化反应规律
(1)醇的消去反应规律
醇分子中,连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键。表示为
如CH3OH、不能发生消去反应。
(2)醇的催化氧化反应规律
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。
1.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇的分子式是C11H14O4,属于芳香烃
B.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
C.芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应
D.芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应
答案 D
解析 芥子醇结构中含有氧元素,故不是烃,A项错误;酚羟基苯环上邻、对位没有可被取代的氢原子,只有碳碳双键与溴发生加成反应,B项错误;芥子醇中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项错误;碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应,醇羟基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,D项正确。
2.某化妆品的组分Z具有美白功效,原从杨树中提取,现可用如下反应制备:
+H2C==―→
X Y Z
下列叙述错误的是( )
A.X、Y和Z均能使溴水褪色
B.X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2
C.Y既能发生取代反应,也能发生加成反应
D.Y可作加聚反应单体,X可作缩聚反应单体
答案 B
解析 A项,X、Z中含有酚羟基,能与溴发生取代反应,Y中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,正确;B项,X、Z中均无—COOH,不能与NaHCO3溶液反应放出CO2,错误;C项,Y中苯环上的氢可以被取代,碳碳双键和苯环都可以发生加成反应,正确;D项,Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应,X中含有酚羟基,可以发生酚醛缩合反应,正确。
3.(2018·江西省抚州调研)下列醇类物质中既能发生消去反应,又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是( )
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 发生消去反应的条件:与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子,上述醇中,B项不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化,但只有含有两个氢原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛。
4.A和B两种物质的分子式都是C7H8O,它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液,而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色,并产生白色沉淀,而A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。
(1)写出A和B的结构简式:A______________________________________________________,
B________________________________________________________________________。
(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A与金属钠反应的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
与足量金属钠反应生成等量H2,分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________。
答案 (1)
(2)+NaOH―→+H2O
(3)+2Na―→+H2↑ 1∶1∶1
解析 (1)依据分子式C7H8O知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均能与Na反应放出H2,且分子结构中只有一个氧原子,故A、B中均含有—OH,为醇和酚类。A不溶于NaOH溶液,说明A为醇,又不能使溴水褪色,故A为。B溶于NaOH溶液,且与适量溴水反应生成白色沉淀,故B为酚,结合其苯环上一溴代物有两种,则B为。
(3)、、H2O与金属钠反应生成H2的物质的量关系分别为、、2H2O~H2,所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为1∶1∶1。
考点二 醛、羧酸、酯
1.醛
(1)醛:由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物,可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n≥1)。
(2)甲醛、乙醛
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
与水互溶
2.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
醇醛羧酸
以乙醛为例写出醛类反应的主要化学方程式:
(1)氧化反应
①银镜反应
________________________________________________________________________。
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
________________________________________________________________________。
(2)还原反应(催化加氢)
________________________________________________________________________。
答案 (1)①CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
②CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(2)CH3CHO+H2CH3CH2OH
特别提醒 (1)醛基只能写成—CHO或,不能写成—COH。
(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
(3)银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。
3.羧酸
(1)羧酸:由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。
饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
①酸的通性
乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
②酯化反应
CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C2HOHCH3CO18OC2H5+H2O。
4.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′,官能团为。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
+H2O+R′OH。
+NaOH+R′OH。
特别提醒 酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。
(4)酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
②酯还是重要的化工原料。
5.酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
2CH3COOH++2H2O
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
+2CH3CH2OH+2H2O
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如
+HOOC—COOCH2CH2OH+H2O
(普通酯)
+ +2H2O
(环酯)
nHOOC—COOH+nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O (高聚酯)
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
+H2O
(普通酯)
+2H2O
(环酯)
+(n-1)H2O
( (高聚酯))
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(×)
(2)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇(√)
(3)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下(√)
(4)欲检验CH2==CHCHO分子中的官能团,应先检验“—CHO”后检验“”(√)
(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应,最多生成2 mol Ag(×)
(6)在酸性条件下,的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH(×)
(7)羧基和酯基中的均能与H2加成(×)
(8)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等(√)
1.现有四种有机化合物:
甲:
乙:
丙:
丁:
试回答:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________,四种物质中互为同分异构体的是________(填编号,下同)。
(2)1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:______________________________________
________________________________________________________________________。
②写出乙与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
(4)①+CH3CH2OH+H2O
②+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
2.肉桂醛的结构简式为:
(1)在肉桂醛中滴加酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,能否说明肉桂醛中含有碳碳双键?为什么?
(2)设计实验证明肉桂醛中含有碳碳双键。
答案 (1)不能,肉桂醛中含有碳碳双键、醛基,均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取少量肉桂醛,加入足量新制Cu(OH)2悬浊液,加热充分反应;取实验后试管中的清液少许,向其中加入稀硫酸酸化,再加入KMnO4溶液(或溴水),KMnO4溶液(或溴水)褪色,说明肉桂醛中含碳碳双键(或向盛有少量溴的CCl4溶液的试管中滴加肉桂醛,边滴边振荡,若溶液变为无色,则可证明肉桂醛分子结构中有碳碳双键)。
醛基官能团能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化,只能被强氧化剂氧化,所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基。而在—CHO与C==C都存在时,要检验C==C双键的存在,必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后,再用强氧化剂检验C==C的存在。
题组一 醛、羧酸、酯的结构与性质
1.已知酸性:>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将完全转化为的最佳方法是( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaOH溶液
B.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
C.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
D.与足量的NaOH溶液共热后,再加入适量的H2SO4溶液
答案 B
解析 最佳方法是:先在NaOH溶液中水解生成,由于酸性:>H2CO3>,再通入二氧化碳气体即可生成,故选B项。
2.(2018·乌鲁木齐一诊)樱桃是一种抗氧化的水果,其表现抗氧化性的一种有效成分M的结构简式为:。下列有关M的说法不正确的是( )
A.M的分子式为C4H6O5
B.M中含有两种官能团,分别为羟基和羧基
C.标准状况下,0.1 mol M完全燃烧时消耗6.72 L O2
D.1 mol M与足量金属钠反应生成3 mol H2
答案 D
解析 根据M的结构简式可知M的分子式为C4H6O5,A项正确;M中含有羟基和羧基两种官能团,B项正确;M燃烧的化学方程式为C4H6O5+3O24CO2+3H2O,0.1 mol M完全燃烧时消耗0.3 mol O2,0.3 mol O2在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L,C项正确;M中含2个羧基和1个羟基,1 mol M与足量金属钠反应生成1.5 mol H2,D项错误。
3.(2018·天津滨海新区毕业班联考)玉米芯与稀硫酸在加热加压下反应,可以制得糠醛(),糠醛是重要的化工原料,用途广泛。关于糠醛的说法,不正确的是( )
A.其核磁共振氢谱有3组吸收峰
B.1 mol糠醛可与3 mol H2发生加成反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.与苯酚在一定条件下反应得到结构简式为的产物
答案 A
解析 糠醛结构不对称,含4种H,则核磁共振氢谱有4组吸收峰,A项错误;糠醛中含有2个碳碳双键、1个—CHO,均能与氢气发生加成反应,则1 mol糠醛可与3 mol H2发生加成反应,B项正确;糠醛含碳碳双键和—CHO,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;糠醛含—CHO,可与苯酚发生缩聚反应,生成,D项正确。
题组二 烃的衍生物转化关系及应用
4.(2018·贵阳适应性考试)有机物G(分子式为C16H22O4)是常用的皮革、化工、油漆等合成材料中的软化剂,它的一种合成路线如下图所示:
已知:①A是一种常见的烃的含氧衍生物,A的质谱图中最大质荷比为46,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为1∶2∶3;
②E是苯的同系物,相对分子质量在100~110之间,且E苯环上的一氯代物只有2种;
③1 mol F与足量的饱和NaHCO3溶液反应可产生气体44.8 L(标准状况下);
④R1CHO+R2CH2CHO+H2O(R1、R2表示氢原子或烃基)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)A的名称为________,请写出A的一种同分异构体的结构简式________________________。
(2)A转化为B的化学方程式为_____________________________________________________。
(3)C中所含官能团的名称为_______________________________________________________。
(4)E的结构简式为_______________________________________________________________。
(5)D和F反应生成G的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式________________________________________________(填写两种即可)。
①能和NaHCO3溶液反应;
②能发生银镜反应;
③遇FeCl3溶液显紫色。
(7)参照上述流程信息和已知信息,设计以乙醇和丙醇为原料(无机试剂任选)制备的合成路线。
合成路线流程图示例如下:CH3CH2OHCH3CH2OOCCH3
答案 (1)乙醇 CH3OCH3
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)碳碳双键、醛基 (4)
(5)+2CH3CH2CH2CH2OH+2H2O
(6)、 (其他合理答案均可)
(7)
解析 A是一种常见的烃的含氧衍生物,A的质谱图中最大质荷比为46,其核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为1∶2∶3,A为CH3CH2OH;乙醇催化氧化生成乙醛,根据信息④乙醛在氢氧化钠、加热条件下生成C,C为CH3CH===CHCHO,C与氢气加成生成D,D为CH3CH2CH2CH2OH;E是苯的同系物,相对分子质量在100~110之间,氧化生成F,1 mol F与足量的饱和NaHCO3溶液反应可产生2 mol二氧化碳,则F中含有2个羧基,因此E为二甲苯,E苯环上的一氯代物只有2种,E为,则F为。
5.(2018·福建南平一模)香料E的合成路线如下:
已知:
(1)B的化学名称是______________。D中官能团的名称为____________。
(2)C和D生成E的反应类型为________________,E的结构简式为________。
(3)1 mol B与足量银氨溶液反应生成________ g Ag;A的核磁共振氢谱有________组峰。
(4)同时满足下列条件的C的同分异构体有______种(不含立体异构)。
①遇FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应
答案 (1)苯甲醛 羟基
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)216 4 (4)3
解析 甲苯在光照条件下与氯气发生侧链取代生成A,A为,由于两个羟基连在同一个碳原子上会自动脱水生成羰基,因此A在氢氧化钠溶液中水解生成的B为,B发生银镜反应酸化后得到C,C为苯甲酸,苯甲酸与环己醇发生酯化反应生成E:。
(1)根据上述分析,B为,化学名称为苯甲醛。D为环己醇,官能团为羟基。
(2)C(苯甲酸)和D(环己醇)发生酯化反应生成E,E的结构简式为。
(3)1 mol B()与足量银氨溶液反应生成2 mol银,质量为216 g。A()中有4种氢原子,核磁共振氢谱有4个峰。
(4)C为苯甲酸,遇FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有酚羟基;能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,满足条件的C的同分异构体的苯环上含有酚羟基和醛基2个侧链,有3种结构。
牢记常见烃的衍生物的转化关系
1.(2018·江苏,11改编)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.X分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y与Br2的加成产物分子中不含有手性碳原子
C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X→Y的反应为取代反应
答案 D
解析 B错:Y分子含有碳碳双键,与Br2加成后,连接甲基的碳原子连有4个不同基团,该碳原子为手性碳原子;D对:X分子中酚羟基上的氢原子被CH2==C(CH3)CO—取代生成Y,Y中的酯基是取代反应的结果;A错:X分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内,3个Br原子和—OH中的O原子在苯环所在平面内,C—O—H键呈V形且单键可以任意旋转,故X分子中—OH上的氢原子不一定在苯环所在平面内;C错:X分子中含有酚羟基,Y分子中含有碳碳双键,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,MnO被还原为Mn2+而褪色。
2.(2018·天津,8)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为______________,E中官能团的名称________________________________。
(2)A→B的反应类型为________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为_________________________________________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为________________。
(5)F与G的关系为________(填序号)。
a.碳链异构 b.官能团异构
c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为______________________________________________________________。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;试剂与条件2为____________,Y的结构简式为________________。
答案 (1)1,6己二醇 碳碳双键、酯基
(2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5
(5)c
(6)
(7)HBr,△ O2/Cu或Ag,△
解析 (1)A是含有6个碳原子的直链二元醇,2个羟基分别位于碳链的两端,根据系统命名法,A的名称应为1,6己二醇。由E的结构简式可知,E中的官能团为碳碳双键和酯基。
(2)A→B的反应是—Br替代—OH的反应。A和B是能互溶的两种液体,但沸点不同,故用减压蒸馏(或蒸馏)的方法提纯B。
(3)C→D是酯化反应。
(4)能发生银镜反应说明含有醛基;溴代烷和酯都能与NaOH溶液发生化学反应;具有“四组峰”说明有四种不同化学环境的氢原子。
(5)CH2==CH2是一种平面结构;F与G在碳碳双键右边基团的位置不同。
(6)G→N中有肽键生成。
(7)由原料 和医药中间体的结构简式可推知化合物X为,化合物Y为,参照题给的合成路线可知,试剂与条件1为HBr、△。由生成可知是醇羟基被氧化为羰基,试剂与条件2为O2/Cu或Ag,△。
3.[2017·全国卷Ⅰ,36(1)(2)(3)(4)(6)]化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(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_______________________________。
(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)。
答案 (1)苯甲醛 (2)加成反应 取代反应(酯化反应)
(3)
(4)
(6)
解析 (1)A→B发生题给信息①反应,B中含有9个碳原子,则A中含有7个碳原子且有—CHO,A为苯甲醛(),B为,C为,D为。F与G发生题给成环反应,E中有碳碳三键,E为,F为。(2)C→D发生的是加成反应,E→F发生的是取代反应(酯化反应)。(4)对比F和G的结构,结合题给信息反应②,可知G为。(6)要将两种物质组合在一起,由题给信息,一种含有碳碳三键(2丁炔),另一种有碳碳双键。环戊烷先与氯气取代生成一氯环戊烷,再在NaOH的醇溶液、加热条件下消去,生成环戊烯,再与2丁炔发生反应,最后与溴加成。
A组
1.(2018·天津河西质量调查)合成防晒霜的主要成分E的一种路线图如下:
已知:2RCH2CHO
请按要求回答下列问题:
(1)B的官能团结构简式为_________________________________________________________。
(2)反应③的反应类型为__________________________________________________________。
(3)反应①的化学方程式:_________________________________________________________。
(4)E的结构简式:________________________________________________________________。
(5)A的同分异构体有多种,写出其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为1∶9的结构简式:________________________________________________________________________。
答案 (1)—CHO
(2)取代反应(或酯化反应)
(3)2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O
(4)
(5)(CH3)3COH
解析 根据A为无支链醇,且B能发生已知信息反应,可知B中含有醛基,可得A为CH3CH2CH2CH2OH,在铜催化氧化下生成B,则B为CH3CH2CH2CHO,根据信息可知C为CH3CH2CH2CH==C(CH2CH3)CHO,D为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH。(1)由以上分析可知B中的官能团为—CHO。(2)反应③为酸和醇的酯化反应,也叫取代反应。(3)反应①为醇的催化氧化,故化学方程式为2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O。(4)结合上面分析可知E的结构简式为。
(5)根据A的结构,结合核磁共振氢谱吸收峰面积之比为1∶9可知分子中含有3个甲基,则其结构为(CH3)3COH。
2.(2019·宝鸡调研)聚酯增塑剂广泛应用于耐油电缆、煤气管、防水卷材、电气胶带等。聚酯增塑剂G及某医药中间体H的一种合成路线如下(部分反应条件略去):
已知:++R2OH
(1)A的名称(系统命名)为________________,H的官能团是________、________(填名称)。
(2)写出下列反应的反应类型:反应①是____________,反应④是____________。
(3)反应②发生的条件是_________________________________________________________。
(4)已知:—SH(巯基)的性质与—OH相似,则在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(5)写出F→H+E的化学方程式:____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)C存在多种同分异构体,写出核磁共振氢谱中只有一组峰的同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1,2二氯丙烷 羰基(酮基) 酯基
(2)加成反应 氧化反应
(3)NaOH、H2O/△(或其他合理答案)
(4) +(n-1)H2O
(5)
(6)(CH3)2C==C(CH3)2
解析 (1)A是丙烯与氯气的加成产物,则A为CH3CHClCH2Cl,名称是1,2二氯丙烷,H的官能团是羰基(酮基)、酯基。(2)反应①是加成反应,反应④是氧化反应。(3)反应②是卤代烃的水解反应,其反应条件是NaOH、H2O/△。(4)因—SH的性质与—OH相似,故可以仿照在一定条件下发生的缩聚反应来书写该化学方程式。(5)根据H的结构简式及已知反应可推知,E是乙醇,F是。(6)C的分子式是C6H12,核磁共振氢谱中只有一组峰的C的同分异构体的结构简式为(CH3)2C==C(CH3)2。
3.(2018·安徽五校联考)科学家模拟贝类足丝蛋白的功能,合成了一种对云母、玻璃、二氧化硅等材料具有良好黏附性的物质——化合物I,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________________。
(2)由B生成C的化学方程式为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由E和F反应生成D的反应类型为_______________________________________________,
由G和H反应生成I的反应类型为_________________________________________________。
(4)D的结构简式为__________,仅以D为单体合成高分子化合物的化学方程式为__________。
(5)I的分子式为_________________________________________________________________。
(6)X是I的同分异构体,能发生银镜反应,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,峰面积之比为6∶2∶1∶1。写出两种符合要求的X的结构简式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)丙烯
(2)+NaOH+NaBr
(3)加成反应 取代反应
(4)CH2==CHCOOH
(5)C10H10O3
(6) 、
解析 (1)A的结构简式为CH3CH==CH2,化学名称为丙烯。(2)由A生成B,发生CH3CH==CH2和的取代反应,结合B的分子式知,B为CH2==CHCH2Br。由B生成C,发生CH2==CHCH2Br的水解反应,化学方程式为:+NaOH+NaBr。(3)结合D的分子式知,C催化氧化得到的D为CH2==CHCOOH,结合E、F的结构简式,则由E和F反应生成D的反应为HC≡CH+HCOOHCH2==CHCOOH,为加成反应。根据G、H、I的结构简式,可知G和H反应生成I和HCl,为取代反应。(4)D为CH2==CHCOOH,仅以D为单体合成高分子化合物,发生加聚反应:。(5)I的结构简式为,故其分子式为C10H10O3。
4.(2018·合肥二次质检)氯吡格雷(Clopidogrel)是一种用于抑制血小板聚集的药物。以为原料合成氯吡格雷的路线如图:
回答下列问题:
(1)A的名称为________;D的结构简式为________。
(2)化合物C在一定条件下可发生分子间成环反应生成含3个六元环的有机物,其化学方程式为_____________________________________________________________________________。
(3)写出1种满足下列条件的B的同分异构体的结构简式:__________________________(任写1种)。
①含有两个—NH2的芳香族化合物;②核磁共振氢谱有三种吸收峰。
(4)结合上述流程写出以乙醇为有机原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。
答案 (1)2氯苯甲醛(或邻氯苯甲醛)
(2)
(3) (或)
(4)CH3CH2OHCH3CHO
B组
1.(2018·广东江门高考模拟)槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼,其中一种合成路线如下:
已知:
++R2OH
(1)B中含氧官能团的名称为__________。
(2)反应①的反应类型为__________________________________________________________。
(3)反应③的化学方程式为________________________________________________________。
(4)C的结构简式为_______________________________________________________________。
(5)化合物X是A的同分异构体,X既能与碳酸氢钠溶液反应放出CO2,又能使溴的四氯化碳溶液褪色。其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积之比为3∶2∶2∶1,试写出其中一种符合要求的X的结构简式:
________________________________________________________________________。
(6)已知A在氢氧化钠溶液中水解的产物之一是一种新型功能高分子材料(PAANa)的单体,写出生成PAANa的化学方程式:_____________________________________________________。
(7)结合本题信息,写出以乙醇为起始原料制备化合物CH3COCH2COOCH2CH3的合成路线(无机试剂任选):
________________________________________________________________________。
答案 (1)酯基 (2)加成反应
(3)+CH3OH+H2O
(4)
(5)CH2==C(CH3)CH2COOH
(6)nCH2==CHCOONa
(7)C2H5OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
CH3COCH2COOCH2CH3
2.环己烯是一种重要的有机合成原料。如图所示是利用环己烯为原料进行多种有机物合成的路线:
已知信息:
(ⅰ)其中F可以用作内燃机的抗冻剂;
(ⅱ)J分子中无饱和碳原子;
(ⅲ)R1—CH==CH—R2R1—CHO+R2—CHO。
回答下列问题:
(1)与反应①反应类型相同的是________(填题给合成路线中的反应标号)。
(2)I―→J的化学方程式为_________________________________________________________,
反应的生成物合成橡胶的结构简式为_____________________________________________。
(3)E的化学名称是________。
(4)F的结构简式为__________,其含有的官能团名称是______________。
(5)能与NaHCO3溶液反应放出CO2的B的同分异构体共有________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为1∶1∶4∶6的结构简式是__________________________。
(6)参照题干中的合成路线,以2戊烯(CH3CH==CHCH2CH3)为原料设计制备乙二酸二乙酯的合成路线:____________________________(其他无机试剂任选)。
答案 (1)④⑤
(2)HOCH2CH2CH2CH2OHCH2==CHCH==CH2↑+2H2O CH2—CH==CH—CH2
(3)乙二酸
(4)HOCH2CH2OH 羟基
(5)8
(6)CH3CH==CHCH2CH3 CH2==CHCH==CHCH3
CH3CH2OOCCOOCH2CH3
解析 环己烯()与溴的CCl4溶液发生加成反应生成A(),A在NaOH水溶液中加热发生水解反应生成B(),A在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,发生题给已知信息(ⅲ)中的反应,生成C和D,其中C与H2发生加成反应生成的F为醇,C与O2发生氧化反应生成E,E和F在催化剂存在条件下生成聚酯,则E为羧酸,且C、F、E分子中含有相同数目的碳原子。由F发生取代反应生成的环醚G的分子式可知,1个C分子中含有2个碳原子,则D为OHCCH2CH2CHO,C为OHCCHO,F为HOCH2CH2OH,E为HOOC—COOH。2分子HOCH2CH2OH发生脱水反应生成环醚G(),F与E通过缩聚反应生成聚酯H,H的结构简式为。D与H2发生加成反应生成的I为HOCH2CH2CH2CH2OH,I在浓硫酸、加热条件下生成J,J分子中无饱和碳原子,则I―→J发生的是消去反应,可推知J为CH2==CHCH==CH2,J发生加聚反应得到的合成橡胶的结构简式为CH2—CH==CH—CH2。
3.从冬青中提取出的有机物A可用于合成抗结肠炎药物Y及其他化学品,合成路线如下图:
提示:
根据上述信息回答:
(1)请写出Y中含氧官能团的名称:_________________________________________________。
(2)写出反应③的反应类型:_______________________________________________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________。
(4)A的同分异构体I和J是重要的医学中间体,在浓硫酸的作用下I和J分别生成和,鉴别I和J的试剂为______________。
答案 (1)羧基、酚羟基
(2)取代反应
(3)①+2NaOH+CH3OH+H2O
⑥HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+2H2O+6NH3+4Ag↓
(4)FeCl3溶液或饱和溴水
解析 (1)Y中含氧官能团的名称是酚羟基、羧基。
(2)根据提示信息推断H中含硝基,所以反应③的反应类型是取代反应。
(3)由反应⑦知B为甲醇,根据反应①的条件推断A中含酯基,由Y的结构简式倒推A的结构简式,所以反应①的化学方程式为+2NaOH+CH3OH+H2O。D为甲醛,与银氨溶液反应的化学方程式为HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+2H2O+6NH3+4Ag↓。
(4)由I、J生成的产物的结构简式判断,I中含有酚羟基,J中含有醇羟基,所以区别二者的试剂是FeCl3溶液或饱和溴水。
4.(2018·漳州市三模)醇酸树脂固化成膜后具有良好的耐磨性和绝缘性,下面是一种成膜性良好的醇酸树脂的合成路线,如下图所示:
已知:①RCH2CH==CH2
②RCH==CH2RCH2CH2Br
(1)A的化学名称为______________________________________________________________,
E中官能团的名称是_____________________________________________________________。
(2)B的结构简式为____________,C制备D的反应条件是____________,制备E的反应类型是________________________________________________________________________。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.D是甘油的同系物
B.C是不溶于水的油状液体
C.F不能与新制氢氧化铜悬浊液反应
D.只用硝酸银溶液,就可检出CH3CH2CH2CH2Br中是否含有溴原子
(4)写出D、F在一定条件下反应生成醇酸树脂的化学方程式____________________________。
(5)芳香族化合物X是的同分异构体,X遇FeCl3溶液显紫色,可发生消去反应,其核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢,峰面积比为1∶1∶1∶2∶2∶3。写出符合要求的X的结构简式___________________________________________________________。
(6)请参考本题信息写出以CH3CH==CH2为原料制备化合物的合成线路流程图(无机试剂任选)______________________。
答案 (1)1丁烯 醛基 (2)CH3CHBrCH==CH2 氢氧化钠水溶液、加热 氧化反应 (3)AB
(4)
(5)
(6)CH3CH==CH2CH2BrCH==CH2CH2BrCH2CH2Br
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