考前强化练24 利用给予新信息设计有机合成路线(选考)(时间:45分钟 满分:100分)1.(2022湖南师大附中高三月考)肉桂酸甲酯(H)是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。它的分子式为C10H10O2,且分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得H分子的红外光谱如下图所示:又知J为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线表示单键或双键等化学键)。试回答下列问题:(1)肉桂酸甲酯(H)的结构简式为 。 (2)现测出A的核磁共振氢谱图有6个峰,且面积之比为1∶2∶2∶2∶1∶2。用芳香烃A为原料合成H的路线如下(部分反应物和反应条件已略去):9\n①化合物F中的官能团有 (填名称)。 ②F→G的反应类型是 。 ③写出下列反应的化学方程式:F→I: 。 G→H: 。 ④F的同分异构体较多,其中有一类可用通式表示(其中X、Y均不为氢原子),试写出符合上述通式且能发生银镜反应的四种物质的结构简式: 。 答案(1)(2)①羟基、羧基 ②消去反应③n④、、、9\n解析(1)肉桂酸甲酯的分子式为C10H10O2,不饱和度为2×10+2-102=6,分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基,故还含有1个CC双键和一个酯基,则肉桂酸甲酯的结构简式为;(2)由A到H的转化结合肉桂酸甲酯的结构特点可知,A含有1个苯环、1个侧链,不饱和度为2×9+2-102=5,故侧链中含有1个碳碳双键,A的核磁共振氢谱谱图有6个吸收峰,分子中含有6种氢原子,其面积之比为1∶2∶2∶2∶1∶2,各种氢原子数目为1、2、2、2、1、2,苯环中有3种氢原子,个数分别为1、2、2,故侧链有3种氢原子,个数分别为2、1、2,即侧链中不含甲基,故A的结构简式为,A与溴发生加成反应生成B为,B发生水解生成C,结合C的分子式可知,C的结构简式为,C发生催化氧化生成D为,D在银氨溶液中发生氧化反应,酸化后生成E,则E为,由E反应生成F,由F的分子式可知,E中羰基发生加成反应生成F,故F为,结合肉桂酸甲酯的结构可知,F发生消去反应生成G,G与甲醇发生酯化反应生成肉桂酸甲酯,故G为,G与甲醇发生酯化反应得到H(肉桂酸甲酯),F发生缩聚反应得到的Ⅰ为。①化合物F为,官能团有羧基、羟基;②FG是发生消去反应生成;③FI的化学方程式为n9\n,GH的化学方程式为:;④F()的同分异构体较多,其中有一类可用通式表示(其中X、Y均不为氢原子),符合上述通式且能发生银镜反应的同分异构体有:、、、。2.(2022陕西西安“八校”联考)化合物M是二苯乙炔类液晶材料的一种,最简单的二苯乙炔类化合物是≡。以互为同系物的单取代芳香烃A、G为原料合成M的一种路线(部分反应条件略去)如下:已知:回答下列问题:(1)A的结构简式为 ;G的分子式为 。 (2)D中含有的官能团名称是 。 (3)反应①的反应类型是 ,反应④的反应类型是 。 (4)反应⑤的化学方程式为 。 (5)能同时满足下列条件的B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。 9\n①苯环上有两个取代基;②能发生银镜反应其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的是 (写结构简式)。 答案(1) C9H12(2)碳碳双键 (3)取代反应 加成反应(4)(5)15 解析由B的结构可知反应①为取代反应,则A为,B发生还原反应生成C,D能与溴的四氯化碳反应生成E,E在氢氧化钾、乙醇条件下反应得到F,可知E为卤代烃,D含有不饱和键,故反应③为消去反应,则D为,E为,F为,由M的分子式可知,反应⑦属于取代反应,M的结构简式为≡。(1)根据上述分析可知A为乙基苯();G与碘发生取代反应生成,故G为丙基苯,分子式为C9H12;(2)C到D的反应加入了阻聚剂,且D到E的反应条件是溴的四氯化碳溶液,所以可判定C到D是消去反应,D中一定含有碳碳双键;(3)反应①属于取代反应,取代了苯环上的一个氢原子。反应④属于加成反应,将碳碳双键进行加成;(4)反应⑤是在NaOH醇溶液中发生消去反应,形成叁键,反应的化学方程式为+2NaOH;(5)B的同分异构体中能同时满足如下条件:①苯环上有两个取代基,②能发生银镜反应,含有—CHO,2个侧链为—CHO、—CH2CH2CH3,或者为—CHO、—CH(CH3)2,或者为—CH2CHO、—CH2CH3,或者为—CH2CH2CHO、—CH3,或者为—CH(CH3)CHO、—CH3,且各有邻、间、对3种,共有15种。其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的是。3.(2022广东深圳中学高三阶段检测)芳香族化合物A(C9H12O)常用于药物及香料的合成,A有如下转化关系:9\n已知以下信息:①A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②③RCOCH3+R1CHORCOCHCHR'回答下列问题:(1)A生成B的反应条件为 ,由D生成E的反应类型为 。 (2)F的官能团名称为 。 (3)K的结构简式为 ,由H生成I的化学方程式为 。 (4)J为一种具有3个六元环的酯,则其结构简式为 。 (5)F的同分异构体中,能与NaHCO3反应生成CO2的有 种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的为 (写出其中一种结构简式)。 (6)糠叉丙酮()是一种重要的医药中间体,请参考上述合成路线,设计一条由叔丁基氯[(CH3)3CCl]和糠醛()为原料制备糠叉丙酮的合成路线(无机试剂任用)。合成流程图示例如下:CH2CH2CH3CH2BrCH3CH2OH。答案(1)浓硫酸,加热 取代反应 (2)羟基、醛基(3)9\n+(n-1)H2O (4)(5)14 或(6)解析芳香族化合物A(C9H12O)不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则A的结构简式为,根据B转化为C及D可知,B中含有碳碳双键,则A发生消去反应生成B,B的结构简式为,与溴发生加成反应生成D,D的结构简式为,在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成E,E的结构简式为,发生氧化反应生成F,F的结构简式为,与银氨溶液反应后酸化得到H,H的结构简式为,在催化剂作用下发生缩聚反应生成聚酯I为;根据已知②可知,反应生成的C为,根据已知③RCOCH3+R'CHORCOCHCHR'可知,C与在一定条件下反应生成的K为9\n。(1)A生成B是在浓硫酸及加热条件下发生消去反应生成和水,反应条件为浓硫酸和加热;由D生成E是在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成,反应类型为取代反应;(2)F是,其官能团名称为羟基、醛基;(3)K的结构简式为,由H生成I是在催化剂作用下发生缩聚反应生成,其反应方程式为+(n-1)H2O;(4)J为一种具有3个六元环的酯,则J由两分子的H发生分子间的酯化反应生成环酯,其结构简式为;(5)F的同分异构体中,能与NaHCO3反应生成CO2,则分子中含有羧基,苯环上有一个取代基的有、两种;苯环上有两个取代基的有—CH2COOH和—CH3、—COOH和—CH2CH3两种情况,且各有邻、间、对位3种,共有6种;苯环上有三个取代基的为两个甲基和一个羧基,则先定两个甲基位置有邻、间、对位三种情况,再将苯环上的氢用羧基取代分别有2种、3种和1种结构,共6种同分异构体,故同分异构体总共有14种;其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的有两个甲基,则结构高度对称,符合条件的有和;(6)由叔丁基氯[(CH3)3CCl]在氢氧化钠醇溶液中加热得到(CH3)2CCH2,(CH3)9\n2CCH2在碱性高锰酸钾溶液中反应后酸化得到丙酮,丙酮与糠醛()在一定条件下反应得到糠叉丙酮()。合成流程如下:。9
