提升训练31 有机合成综合分析(第32题)1.(2022·浙江十校联盟联考)某研究小组以苯酚为主要原料,按下列路线合成药物——沙丁胺醇。已知:①A→B的原子利用率为100%②R—OHR—O—CH3③CH2CH2—CH2—NH—R请回答:(1)写出D中所含官能团的名称: 。 (2)下列有关说法正确的是 。 A.A是甲醛B.化合物D与FeCl3溶液发生显色反应C.B→C的反应类型为取代反应D.沙丁胺醇的分子式为C13H19NO3(3)设计化合物C经两步反应转变为D的合成路线(用流程图表示): 。 (4)写出D+E→F的反应化学方程式: 。 -16-\n(5)化合物M比E多1个CH2,写出化合物M所有可能的结构简式: ,须符合1H-NMR谱表明M分子中有3种氢原子。 2.(2022·温州二模)氢溴酸槟榔碱是驱除动物绦虫的有效药物,可由酯A(C4H6O2)经过如下合成路线获得:已知:Ⅰ.含碳碳双键的有机物与氨(NH3)或胺(RNH2)反应生成新的胺类化合物如:R1CHCH2+RNH2R1CH2CH2NHRⅡ.R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH请回答:(1)化合物E的结构简式为 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.化合物A能发生还原反应,不能发生氧化反应B.化合物F能与FeCl3溶液发生显色反应C.化合物G具有碱性,可以生成内盐D.氢溴酸槟榔碱的分子式为C8H14O2NBr(3)写出B+A→C的化学方程式: 。 (4)写出化合物B可能的同分异构体的结构简式: ,须同时符合: ①分子结构中有一个六元环;②1H-NMR谱显示分子中有3种氢原子,IR谱显示有C—N键存在。(5)设计酯A经路径二,通过两步反应转变为化合物E的合成路线(用流程图表示,所用试剂与路径一相同): 。 3.有两种新型的应用于液晶和医药的材料W和Z,可用以下路线合成。已知以下信息:-16-\n①②1molB经上述反应可生成2molC,且C不能发生银镜反应③(易被氧化)请回答下列问题:(1)化合物A的结构简式 。 (2)下列有关说法正确的是 (填字母)。 A.化合物B中所有碳原子不在同一个平面上B.化合物W的分子式为C11H16NC.化合物Z的合成过程中,D→E步骤为了保护氨基D.1mol的F最多可以和4molH2反应(3)C+D→W的化学方程式是 。 (4)写出同时符合下列条件的Z的所有同分异构体的结构简式: 。 ①遇FeCl3溶液显紫色;②红外光谱检测表明分子中含有结构;③1H-NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。(5)设计→D合成路线(用流程图表示,乙烯原料必用,其他无机试剂及溶剂任选) 。 (CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3)4.某研究小组以环氧乙烷和布洛芬为主要原料,按下列路线合成药物布洛芬酰甘氨酸钠。已知:(1)RCOOHRCOClRCOOR'(2)R—ClR—NH2R—NH2·HClR'CONHR请回答:(1)写出化合物的结构简式:B ;D 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.转化为A为氧化反应-16-\nB.RCOOH与SOCl2反应的产物中有SO2和HC1C.化合物B能发生缩聚反应D.布洛芬酰甘氨酸钠的分子式为C15H19NO3Na(3)写出同时符合下列条件的布洛芬的所有同分异构体 。 ①红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与NaOH溶液1∶2反应,也能发生银镜反应;②1H-NMR谱显示分子中有三个相同甲基,且苯环上只有一种化学环境的氢原子。(4)写出F→布洛芬酰甘氨酸钠的化学方程式 。 (5)利用题给信息,设计以为原料制备的合成路线(用流程图表示;无机试剂任选): 。 5.某研究小组以对氨基水杨酸和乙炔为主要原料,按下列路线合成便秘治疗药物——琥珀酸普卡必利。已知:①化合物B中含有羟基;②+请回答:(1)下列说法不正确的是 。 A.对氨基水杨酸能发生缩聚反应生成高分子化合物B.化合物B能发生氧化反应,不能发生还原反应C.化合物C能形成内盐D.化合物F能与NaHCO3溶液反应(2)化合物B的结构简式是 。 (3)C+D→E的化学方程式是 。 (4)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式: -16-\n 。 ①分子中含有硝基且直接连在苯环上②1H-NMR谱显示苯环上有两种不同化学环境的氢原子③不能与FeCl3溶液发生显色反应(5)设计以乙炔和甲醛为原料制备化合物F的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。 6.化合物G()有广泛应用。合成G的一种路径如图。1H-NMR谱显示C结构中只有一种化学环境的氢,且不能发生银镜反应。D的组成为C8H10。已知:①R1CHO+②RNH2++H2O(1)由A生成B的化学方程式为 。 (2)C的结构简式为 。 (3)由D生成E的化学方程式为 。 (4)写出同时符合下列条件的F的所有同分异构体的结构简式: 。 ①红外光谱显示分子中含有苯环;②1H-NMR谱显示有4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1(5)设计由苯及2-丙醇合成N-异丙基苯胺()的合成路线(流程图表示,无机试剂任选) 。 7.为合成药物中间体X、Y,合成路线如下:已知:易被氧化。请回答:(1)写出D的结构简式: 。 -16-\n(2)写出A→B的化学反应方程式: 。 (3)合成过程中A→D的目的是 。 (4)下列说法不正确的是 。 A.COCl2的分子中四个原子在同一平面,而E分子中原子不可能在同一平面B.1molX最多可以与4molNaOH反应C.D→X与D→Y的反应类型相同D.Y是芳香族化合物,分子中含2个手性碳原子(5)写出符合下列条件的B的所有同分异构体: 。 ①能发生银镜反应;②含有—NH2;③含有苯环,苯环上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子(6)设计从苯制备化合物E的合成路线: (用流程图表示,无机试剂自选)。 8.G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成线路如下:已知:①RCH2CH2CHO②A能与FeCl3溶液发生显色反应,K是高分子化合物③+请填写下列空白:(1)F中官能团名称 ,A到B的反应类型 。 (2)写出C和F反应生成G的化学方程式: 。 (3)下列说法正确的是 。 A.有机物G的分子式为C15H28O2B.有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2C.有机物C不能与浓溴水反应生成白色沉淀D.有机物D生成K的反应为缩聚反应(4)某芳香族化合物X是B的同分异构体,X分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其对应的个数比为9∶2∶2∶1,写出该化合物可能的结构简式: 。 (5)正戊酸的化学式为CH3(CH2)3COOH,可用作香料、橡胶促进剂等,写出以正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正戊酸的合成路线流程图(无机试剂任用): 。
参考答案
提升训练31 有机合成综合分析(第32题)1.答案:(1)醚键 (2)AC (3)-16-\n(4)+(5)、、、解析:①A→B的原子利用率为100%,A的分子式是CH2O;B与氯乙烯发生取代反应生成C,结合沙丁胺醇的结构简式,可知B是,C是;C中碳碳双键被氧化前需要保护羟基不被氧化,所以C→D的两步反应,先与(CH3)2SO4反应生成,,再氧化为,所以D是;根据沙丁胺醇的结构简式逆推E,E是;F是,F与HI反应生成。根据以上分析,(1)D为,其含有的官能团的名称是醚键。-16-\n(2)A的分子式是CH2O,A是甲醛,故A正确;D为,D中不含酚羟基,所以不能与FeCl3溶液发生显色反应,故B错误;B为,B与氯乙烯发生取代反应生成,故C正确;沙丁胺醇的分子式为C13H21NO3,故D错误。(3)化合物C经两步反应转变为D的合成路线为。(4)与反应生成的反应化学方程式为+。(5)E的分子式是C4H11N,化合物M比E多1个CH2,则M的分子式是C5H13N,符合1H-NMR谱表明M分子中有3种氢原子的化合物M可能的结构简式有、、、。2.答案:(1) (2)ABC(3)NH2CH2CH2COOCH3+CH2CHCOOCH3CH2CHCOCH(CH2NH2)COOCH3+CH3OH-16-\n(4)、、(5)CH2CHCOOCH3解析:A(C4H6O2)的不饱和度为2,含碳碳双键,A为CH2CHCOOCH3,Ⅰ.含碳碳双键的有机物与氨(NH3)或胺(RNH2)反应生成新的胺类化合物,B为,再由信息Ⅱ.R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH得C为,再发生类似Ⅰ的反应生成环,得到E,与氢气加成得F,F发生消去反应得G。(1)化合物E的结构简式为;(2)化合物A为,含有碳碳双键,能发生还原反应,也能发生氧化反应,故A错误;化合物F中没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,故B错误;化合物G具有碱性,但没有羧基,不能生成内盐,故C错误;氢溴酸槟榔碱的分子式为C8H14O2NBr,故D正确,故选ABC。(3)根据信息Ⅱ,则B+A→C的化学方程式为NH2CH2CH2COOCH3+CH2CHCOOCH3CH2CHCOCH(CH2NH2)COOCH3+CH3OH。(4)同时符合:①分子结构中有一个六元环;②1-16-\nH-NMR谱显示分子中有3种氢原子,IR谱显示有C—N键存在。化合物B可能的同分异构体的结构简式为、、。(5)酯A经路径二,通过两步反应转变为化合物E的合成路线为CH2CHCOOCH3。3.答案:(1)(2)C(3)+(4)、(5)解析:1molB经题述反应可生成2molC,且C不能发生银镜反应,说明B分子中碳碳双键两侧对称,根据A的分子式可知B的结构简式为,则A为(CH3)2CHCCl(CH3)2,C的结构简式为;根据W的结构简式可知D的结构简式为,与C发生反应生成W。根据E的氧化产物结构简式可知E的结构简式为。F水解生成Z,则F的结构简式为。4.答案:(1) (2)D-16-\n(3)、(4)+CH3OH(5)解析:氧化得到的A为ClCH2COOH,ClCH2COOH与NH3作用得到的B为H2NCH2COOH,H2NCH2COOH再与SOCl2作用生成的C为,再与CH3OH作用得到的D为;与SOCl2作用生成的E为,E与D作用生成的F为,F再在NaOH溶液中水解可得布洛芬酰甘氨酸钠。(1)B为H2NCH2COOH,D为。(2)A.经催化氧化为转化为ClCH2COOH,反应类型为氧化反应,故A正确;B.RCOOH与SOCl2发生取代反应,所得产物为RCOCl、SO2和HCl,故B正确;C.化合物B为氨基酸,一定条件下能发生缩聚反应,故B正确;D.布洛芬酰甘氨酸钠的分子式为C15H20NO3Na,故D错误;答案为D。(3)①红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与NaOH溶液1∶2反应,也能发生银镜反应,说明苯环上直接连接;②1H-NMR谱显示分子中有三个相同甲基,说明同一碳原子上连接三个甲基;苯环上只有一种化学环境的氢原子,因苯环上不可能只有对位有两个不同的取代基,可以保证对称位置上的氢原子环境相同,满足条件的同分异构体有、。-16-\n5.答案:(1)B (2)(3)(4)、、、(5)HO—CH2—CH2—CH2—CH2—OH解析:由琥珀酸普卡必利的结构简式可知,F的结构简式为HOOCCH2CH2COOH,E是由C和D合成,结合C、D的分子式,可知D为,C为。由氨基水杨酸与甲醇在浓硫酸作用下生成A,A的结构简式为,A与(CH3CO)2O生成B,则B的结构简式为。(1)A项,对氨基水杨酸含有羟基、羧基、氨基,能发生缩聚反应生成高分子化合物,正确;B项,化合物B中含有羟基、苯环,羟基能发生氧化反应,苯环能发生还原反应,错误;C项,化合物C的结构中含有氨基和羧基,可以反应生成内盐,正确;D项,化合物F中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应,正确。6.答案:(1)+NaOH+NaCl+H2O-16-\n(2)(3)+HNO3(4)、、(5)解析:根据流程图可知,A的分子式为C6H13Cl,A为己烷的一氯代物,在氢氧化钠乙醇溶液、加热条件下发生消去反应得到B,1molB发生已知信息①中氧化反应生成2molC,且C不能发生银镜反应,结构中只有一种化学环境的氢,则B为对称结构烯烃,且不饱和碳原子上没有H原子,则B为,C为,采用逆推可知A为(CH3)2CHCCl(CH3)2,D的组成为C8H10,根据G的结构可知,D属于单取代芳烃,D为乙苯,D在浓硫酸催化条件下与硝酸发生乙基对位的取代反应生成E,E为,由F的分子式可知,E中硝基被还原为—NH2,则F为,C与F发生信息②中反应,分子间脱去1分子水形成NC双键得到G()。(1)根据上述推断可知A与NaOH的乙醇溶液在加热时发生消去反应得到B,反应的化学方程式为:+NaOH+NaCl+H2O。(2)根据上述推断,C的结构简式为。(3)D为乙苯,D与浓硝酸在浓硫酸存在下加热发生对位上的取代反应得到E,反应的化学方程式为:+HNO3。(4)根据上述分析,F为,F的同分异构体中含有苯环的同分异构体一共还有19种,其中核磁共振氢谱中有4组峰,且面积比为6∶2∶2∶1的有:、、。(5)由苯与2-丙醇合成N-异丙基苯胺,设计思路为:苯与浓硝酸在浓硫酸存在下加热50℃~60℃-16-\n时发生硝化反应得到硝基苯,硝基苯在Fe和稀HCl作用下被还原为苯胺;丙醇在铜催化下与氧气发生反应生成丙酮,苯胺与丙酮在一定条件下发生反应得到,与氢气发生加成反应,被还原为N-异丙基苯胺,则合成路线为:。7.答案:(1)(2)+(CH3CO)2O(3)保护氨基同时氧化甲基(4)D(5)、、、、、(6)解析:A→B是取代反应,生成物B为,B与酸性高锰酸钾反应时,苯环上的甲基被氧化生成,得到的C是,C水解生成的D是。(1)D是。(2)A→B是取代反应,另一生成物为CH3COOH,即-16-\n+(CH3CO)2O+CH3COOH。(3)A→D的流程中,A→B反应的—NH2在C→D的步骤中又重新生成,纵观反应流程发现,B→C的过程中—NH2能够被酸性高锰酸钾氧化,所以A→D的目的是氧化苯环上的得到但是又保护了不被氧化。(4)COCl2分子中C采用sp2杂化,所以分子中四个原子共面,E分子中C原子采用sp3杂化,分子中原子不可能在同一平面,A描述正确;X分子中含有两个—COOH,一个,所以1molX最多反应4molNaOH,B描述正确;D→X属于取代反应,D→Y也属于取代反应,C描述正确;手性碳原子连接4个不同的原子或原子团,Y中没有符合该条件的碳原子,即Y分子中没有手性碳原子,D描述错误。(5)B的分子式是为C9H11NO,结构为,不饱和度为5。由已知条件可以知道分子中存在、和苯环,此外还有两个C原子,分子中无其他不饱和键。由于苯环上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子,所以这两个取代基不同且位于苯环对位。综上所述,连接在苯环对位的两个基团可能是与(2种结构)、与、(2种结构)与、与几种情况。即、、、、、。(6)从苯合成环己酮,首先需要引入官能团,由于不能直接引入—OH,比较合适的方法是进行溴代反应引入Br原子,还原苯环后再转换成—OH,进一步氧化成羰基。8.答案:(1)羧基 加成反应(2)(CH3)2CHCH2COOH++H2O(3)AC(4)、(5)CH3(CH2)2CH2OHCH3(CH2)3CHOCH3(CH2)3COOH解析:由G的结构可知,C、F发生酯化反应生成G,C、F分别为、(CH3)2CHCH2COOH中的一种,A分子式为C7H8O,能与FeCl3-16-\n溶液发生显色反应,则说明A中含有酚羟基和甲基,根据G的结构简式可以看出A为,A与丙烯发生加成反应生成B为,B与氢气发生加成反应生成C为,则F为(CH3)2CHCH2COOH,结合反应信息,逆推可知E为(CH3)2CHCH2CHO,D为。(1)(CH3)2CHCH2COOH中官能团名称为羧基,与丙烯发生加成反应生成B:。(2)和(CH3)2CHCH2COOH发生酯化反应生成的化学方程式为+H2O。(3)A.有机物的分子式为C15H28O2,故A正确;B.酚的酸性比碳酸弱,有机物不能与Na2CO3溶液反应产生CO2,故B错误;C.有机物不具有酚的性质,不能与浓溴水反应生成白色沉淀,故C正确;D.有机物结构中有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子化合物K,故D错误,答案为AC。(4)的同分异构体X分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其对应的个数比为9∶2∶2∶1,说明有3组相同环境的甲基、1个羟基,苯环上有两种不同化学环境的氢原子,则两个取代基为对位,且结构可能为,另外如果苯环上只有一个取代基,则为。(5)以正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料通过消去、加成及醛的加氢还原可制备正戊酸,其合成路线流程为CH3(CH2)2CH2OHCH3(CH2)3CHOCH3(CH2)3COOH。-16-
