1、技能强化专练(十六) 有机化学基础1某研究小组从甲苯出发，按下列路线合成染料中间体 X 和医药中间体 Y。已知：化合物 A、E、F 互为同分异构体。请回答：(1)下列说法不正确的是_。A化合物 C 能发生氧化反应，不发生还原反应B化合物 D 能发生水解反应C化合物 E 能发生取代反应D化合物 F 能形成内盐(2)BCD 的化学方程式是_。(3)化合物 G 的结构简式是_。(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_。红外光谱检测表明分子中含有醛基； 1HNMR 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)为探索新的合成路线，采用苯和乙烯为原料制备化合物 F
2、，请设计该合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)。解析：由 X 中官能团的相对位置可知甲苯硝化生成对硝基甲苯， 被 KMnO4氧化为。X 中有肽键，可知 B 与 C 反应生成肽键，C 的结构为 O2NNH2，C中NH 2与 B 中COOH 反应生成 D( )。A、E互为同分异构体，由 Y 结构可知邻位硝基取代，E 的结构为 。F 与 A 互为同分异构体，硝基化合物与氨基酸互为同分异构体，可知 F 的结构为 ，由 F 结构可推知 G 的结构为 H2NCHO(有肽键可知 F 中COOH 与 G 中NH 2反应，有N=C 结构，可知 F 中的NH 2与 G 中C= =O 反应)。(4)A 的结构为，
3、除苯环外不饱和度为 1，限制条件 1 可知有CHO，另外还有一个 N 原子，1 个氧原子，最多构成NH 2、OH 三个官能团，由苯环上有两种不同环境的氢原子，可知只能是对位结构，可以构成CHO 和NHOH、CHO 和ONH 2、OCHO 和NH2、NHCHO 和OH 四种结构。(5)合成 ，可知要引入COOH 和NH 2，COOH 可由苯环上烷基氧化获得，NH 2可以先引入NO 2，再还原。利用苯和乙烯加成反应获得苯乙烷( )，如浓硝酸、浓硫酸的混酸反应在邻位引入硝基得 ，由于NH 2易被氧化，所以先氧化得 ，再利用Fe/HCl 还原硝基得 。答案：(1)A(2) (3)H2NCHO(4) (
4、5) 2 “心得安”是治疗心脏病的药物，下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略)：(B)(C)回答下列问题：(1)试剂 a 是_，试剂 b 的结构简式为_，b 中官能团的名称是_。(2)的反应类型是_。(3)“心得安”的分子式为_。(4)试剂 b 可由丙烷经三步反应合成：C 3H8 X Y 试剂 b，反应 1 的试 反 应 1 反 应 2 反 应 3 剂与条件为_，反应 2 的化学方程式为_，反应 3 的反应类型是_。(5)芳香化合物 D 是 1萘酚的同分异构体，其分子中有两个官能团，能发生银镜反应，D 能被酸性 KMnO4溶液氧化成 E(C2H4O2)和芳香化合物 F(C8H6O4
5、)，E 和 F 与碳酸氢钠溶液反应均能放出 CO2，F 芳环上的一硝化产物只有一种。D 的结构简式为_；由 F 生成一硝化产物的化学方程式为_，该产物的名称是_。解析：(1)由反应可以看出，酚羟基发生了变化，所以加入的试剂 a 可以是 NaOH，也可以是 Na2CO3；从转化关系可以看出，反应属于取代反应，所以 b 的结构简式为 ClCH2CH=CH2，则含有的官能团是氯原子、碳碳双键。(2)由合成路线可知，反应是碳碳双键转化为醚键，所以该反应属于氧化反应。(3)根据“心得安”的结构简式可知，其分子式是 C16H21O2N。(4)由丙烷(CH 3CH2CH3)三步合成 ClCH2CH=CH2的
6、流程图如下：，所以反应 1 的试剂是Cl2，反应条件是光照；反应 2 的化学方程式为 CH2=CHCH3NaCl H 2O；反应 3 的反应类型属于取代反应。(5)1萘酚的结构 CH3CH2OH 简式为 ，分子式为 C10H8O，芳香化合物 D 分子中有两个官能团，能发生银镜反应，说明 D 分子结构中含有醛基(CHO)，并且能被酸性 KMnO4溶液氧化D E(C2H4O2)芳香化合物 F(C8H6O4)。E 和 F 与碳酸氢钠溶液反应均能放出 KMnO4 H CO2，说明二者均含有官能团COOH，所以 E 的结构简式是 CH3COOH，又因为 F 芳环上的一硝化产物只有一种，说明 F 上的羧基
7、的位置处于对位，所以 F 的结构简式为 (其中一个COOH 是醛基被氧化得到的，另一个是碳碳三键被氧化得到)，则 D 的结构简式为 ；F 发生硝化反应的反应方程式为得到的产物 的名称为 2硝基1,4苯二甲酸或硝基对苯二甲酸。答案：(1)NaOH(或 Na2CO3) ClCH 2CH=CH2氯原子、碳碳双键(2)氧化反应 (3)C 16H21O2N(4)Cl2/光照 CH2=CHCH3NaClH 2O 取代反应 CH3CH2OH (5) 2硝基1,4苯二甲酸(或硝基对苯二甲酸)3非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物，可通过以下方法合成：请回答下列问题：(1)非诺洛芬中的含氧官能团为_和_(填名
8、称)。(2)反应中加入的试剂 X 的分子式为 C8H8O2 ，X 的结构简式为_。(3)在上述五步反应中，属于取代反应的是_(填序号)。(4)B 的一种同分异构体满足下列条件：.能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。.分子中有 6 种不同化学环境的氢，且分子中含有两个苯环。写出该同分异构体的结构简式：_。(5)根据已有知识并结合相关信息，写出以 的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CH 3CH2Br CH3CH2OH NaOH溶 液 CH3COOCH2CH3 CH3COOH 浓 硫 酸 ， 解析：(1)根据非诺洛芬的结构简式可知，非诺洛芬的含氧官能
9、团为醚键和羧基。(2)由 转化成 ，发生取代反应，结合 X 的分子式 C8H8O2知，其结构简式为 。(3)根据官能团之间的转化关系可知，属于取代反应的是。(4)B 的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基；水解产物能与 FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基；分子中含有 2 个苯环，有 6 种不同的 H 原子。则结构简式为。(5)结合题给信息，运用逆推法得到中间产物，并确定合成路线，具体见参考答案。答案：(1)醚键 羧基 (2) (3) (4) 4光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下(部分试剂和产物略去)：(1)写出 A 的结构简式_。(2)B 分子中所含官能团名称为_。(3)乙炔
10、和羧酸 X 加成生成 E，E 的核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为 3:2:1，E 能发生水解反应，则 EF 的化学方程式为_。(4)由 B 到 C 的反应类型为_。由 F 到 G 的反应类型为_。(5)D 和 G 反应生成光刻胶的化学方程式为_。(6)C 的一种同分异构体满足下列条件：能发生银镜反应，其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应；苯环上的一氯取代产物只有两种。写出该同分异构体的结构简式：_。(7)根据已有知识并结合相关信息，写出以 CH3CHO 为原料制备 CH3COCOCOOH 的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CH 3CH2Br CH3CH2OH
11、 CH3COOCH2CH3 NaOH溶 液 CH3COOH 浓 硫 酸 ， 解析：(3)E 能发生水解反应所以 E 中含有酯基，结合 E 的核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为 3:2:1 可确定 E 的结构简式。(4)B 到 C 是醛的氧化，F 到 G 是酯的水解。(6)由能发生银镜反应，其水解产物之一能与 FeCl3溶液发生显色反应可推知该同分异构体中含有醛基，苯环和酚羟基；由苯环上的一氯取代产物只有两种可推知苯环上各个取代基的分布位置，故该同分异构体的结构简式为答案：(1) (2)碳碳双键、醛基(3)nCH3COOCH=CH2 催 化 剂 (4)氧化反应 水解反应(5) (6) (7)2C
12、H3CHO CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOH 稀 NaOH 银 氨 溶 液 Br2 CH3CHBrCHBrCOOH NaOH溶 液 5反2己烯醛(D)是一种重要的合成香料，下列合成路线是制备 D 的方法之一。根据该合成路线回答下列问题：已知：(1)A 的名称是_；B 分子中的共面原子数目最多为_；C 分子中与环相连的三个基团中，不同化学环境的氢原子共有_种。(2)D 中含氧官能团的名称是_，写出检验该官能团的化学反应方程式：_。(3)E 为有机物，能发生的反应有：_。a聚合反应 b加成反应c消去反应 d取代反应(4)B 的同分异构体 F 与 B 有完全相同的官能团，写出 F 所
13、有可能的结构：_。(5)以 D 为主要原料制备己醛(目标化合物)，在方框中将合成路线的后半部分补充完整。(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是_。解析：(1)A 为正丁醛或丁醛。B 的结构可表示为 ，可根据乙烯的平面结构分析：号和号 C 原子及与它们所连的原子，共有 6 个原子共面；O 原子所连的号 C 相当于羟基 H，也共面；由于单键可以旋转，故号 C 和所连的 3 个 H 原子中可以有 1 个共面，故共面的原子最多有 9 个。由于 C 的结构不对称，故与环相连的三个基团不对称，则三个基团中不同 C 原子上的 H 原子均不相同，即不同化学环境的 H 原子共有 8 种。(2)D 中的含
14、氧官能团为醛基；检验醛基可用银氨溶液或新制 Cu(OH)2悬浊液，反应的化学方程式为(3)产物 E 为有机物，根据已知中的反应原理可知 E 为 C2H5OH，该有机物为乙醇，可发生消去反应和取代反应，但不能发生聚合反应和加成反应，故答案为 cd。(4)符合要求的 B 的同分异构体的结构有(包括顺反异构)：(5)根据题意，可先将和 H2加成为 ，再根据题给信息ROHROH 可得后半部分合成路线： H2/催 化 剂 。(6)根据题意易知(5)中的第一步反应是为了保护醛基，否则在后续反应中醛基会与 H2发生反应，同时也是为了发生反应 ，从而制得己醛。答案：(1)正丁醛(或丁醛) 9 8 (2)醛基(3)cd(6)保护醛基(或其他合理答案)