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- 2021-04-17 发布
[考纲要求] 1.了解测定有机化合物组成和结构的一般方法。2.知道有机化合物中碳的成键特征,能认识手性碳原子。3.认识常见有机化合物中的官能团。能用结构简式等方式正确表示简单有机化合物的结构。能根据有机化合物的命名规则命名简单的有机化合物。4.了解有机化合物存在同分异构现象(不包括立体异构),能根据给定条件判断有机化合物的同分异构体。5.了解加成、取代、消去、加聚和缩聚等有机反应的特点,能判断典型有机反应的类型。6.掌握烃(烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃)及其衍生物(卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯)的组成、结构特点和主要性质。能利用不同类型有机化合物之间的转化关系设计合理路线合成简单有机化合物。7.了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要性质,认识化学科学在生命科学发展中的重要作用。8.知道简单合成高分子的单体、链节和聚合度,了解合成高分子的性能及其在高新技术领域中的应用。9.认识有机物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。
考点一 有机物的结构
识记教材中典型有机物的分子结构特征、球棍模型和比例模型,会“拆分”比对结构模板,“合成”确定共线、共面原子数目。
(1)明确三类结构模板
结构
正四面体形
平面形
直线形
模板
甲烷分子为正四面体结构,最多有3个原子共平面,键角为109°28′
乙烯分子中所有原子(6个)共平面,键角为120°。苯分子中所有原子(12个)共平面,键角为120°。甲醛分子是三角形结构,4个原子共平面,键角约为120°
乙炔分子中所有原子(4个)共直线,键角为180°
(2)对照模板定共线、共面原子数目
需要结合相关的几何知识进行分析:如不共线的任意三点可确定一个平面;若一条直线与某平面有两个交点时,则这条直线上的所有点都在该平面内;同时要注意问题中的限定性词语(如最多、至少)。
选主体、细审题、突破有机物结构的判断
1.CH3—CH===CH—C≡CH有________个原子一定在一条直线上,至少有________个原子共面,最多有______个原子共面。
答案 4 8 9
2.CH3—CH2—CH===C(C2H5)—C≡CH中含四面体结构的碳原子数为________,在同一直线上的碳原子数最多为________,一定在同一平面内的碳原子数为________,最少共面的原子数为________,最多共面的原子数为________。
答案 4 3 6 8 12
3.分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是________个。
答案 20
1.熟记规律
以下几个基本规律:单键是可旋转的,是造成有机物原子不在同一平面上最主要的原因
(1)结构中只要出现一个饱和碳原子,则整个分子不再共面。
(2)结构中每出现一个碳碳双键,至少有6个原子共面。
(3)结构中每出现一个碳碳三键,至少有4个原子共线。
(4)结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面。
(5)正四面体结构:甲烷
平面结构:乙烯、苯、萘()、
蒽()、甲醛()
直线结构:乙炔
碳碳单键可任意旋转,而双键或三键均不能旋转。
2.审准要求
看准关键词:“可能”“一定”“最多”“最少”“共面”“共线”等,以免出错。
考点二 官能团与性质
常见官能团与性质
官能团
结构
性质
碳碳双键
易加成、易氧化、易聚合
碳碳三键
—C≡C—
易加成、易氧化
卤素
—X(X表示
Cl、Br等)
易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基
—OH
易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基
易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基
易还原(如在催化加热条件下还原为)
羧基
酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基
易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解,乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键
R—O—R
如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基
—NO2
如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺:
题组一 官能团的识别与名称书写
1.写出下列物质中所含官能团的名称
(1) ______________________________________________________。
(2) ______________________________________________。
(3) _____________________________________。
(4) ____________________________________________。
(5) ________________________________________________。
答案 (1)碳碳双键、羰基
(2)碳碳双键、羟基、醛基
(3)碳碳双键、(酚)羟基、羧基、酯基
(4)醚键、羰基
(5)醛基、碳碳双键
题组二 官能团性质的判断
2.按要求回答下列问题:
(1)CPAE是蜂胶的主要活性成分,其结构简式如图所示:
①1 mol该有机物最多可与________mol H2发生加成反应。
②写出该物质在碱性条件(NaOH溶液)下水解生成两种产物的结构简式:
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
(2)青蒿酸是合成青蒿素的原料,可以由香草醛合成:
香草醛 青蒿酸
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”
①用FeCl3溶液可以检验出香草醛( )
②香草醛可与浓溴水发生反应( )
③香草醛中含有4种官能团( )
④1 mol青蒿酸最多可与3 mol H2发生加成反应( )
⑤可用NaHCO3溶液检验出香草醛中的青蒿酸( )
(3)甲、乙、丙三种物质是某抗生素合成过程中的中间产物,下列说法正确的是______(填字母)。
A.甲、乙、丙三种有机化合物均可跟NaOH溶液反应
B.用FeCl3溶液可区分甲、丙两种有机化合物
C.一定条件下丙可以与NaHCO3溶液、C2H5OH反应
D.乙、丙都能发生银镜反应
答案 (1)①7
②
(2)①√ ②√ ③× ④× ⑤√
(3)BC
常考官能团1 mol所消耗的NaOH、H2的物质的量的确定
NaOH
举例
说明
①1 mol 酚酯基消耗2 mol NaOH
②1 mol 酚羟基消耗1 mol NaOH
③醇羟基不消耗NaOH
H2
举例
说明
①一般条件下羧基、酯基、肽键不与氢气反应
②1 mol羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2
③1 mol碳碳三键、碳氮三键消耗2 mol H2
④1 mol苯环消耗3 mol H2
⑤醋酸酐中的碳氧双键一般也不与H2反应
题组三 高考真题跟踪再现
3.(2017·江苏,11)萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( )
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
答案 C
解析 A项,a中无苯环,不是芳香族化合物,错误;B项,c中有碳原子形成4个C—C键,构成空间正四面体,所有碳原子不可能共平面,错误;C项,a中的C===C、b中苯环上的—CH3及—OH、c中—CHO均能使酸性KMnO4溶液褪色,正确;D项,b中无—CHO,不能和新制Cu(OH)2反应生成Cu2O红色沉淀,错误。
4.(2016·江苏,11)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子中两个苯环一定处于同一平面
B.不能与饱和Na2CO3 溶液反应
C.在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
答案 C
解析 由于单键可以旋转,两个苯环不一定处于同一平面,A错误;X结构中含有—COOH,能与饱和Na2CO3溶液反应,B错误;X结构中只有酯基能水解,水解产物只有一种,C正确;X结构中的—COOH和酚酯基能与NaOH溶液反应,1 mol X最多能与3 mol NaOH反应(—COOH反应1 mol,酚酯基反应2 mol),D错误。
5.(2015·江苏,12)己烷雌酚的一种合成路线如下:
X
Y(己烷雌酚)
下列叙述正确的是( )
A.在NaOH水溶液中加热,化合物X可发生消去反应
B.在一定条件下,化合物Y可与HCHO发生缩聚反应
C.用FeCl3溶液可鉴别化合物X和Y
D.化合物Y中不含有手性碳原子
答案 BC
解析 A项,卤代烃发生消去反应的条件是NaOH的醇溶液、加热,错误;B项,因为Y中有酚羟基且邻位上有氢原子,可以和HCHO发生酚醛缩聚,正确;C项,Y中有酚羟基,X中无酚羟基,故可以用FeCl3溶液鉴别,正确;D项,化合物Y中2个—C2H5所连碳原子均为手性碳原子,错误。
记准几个定量关系
(1)1 mol醛基消耗2 mol Ag(NH3)2OH生成2 mol Ag单质、1 mol H2O、3 mol NH3;1 mol甲醛消耗4 mol Ag(NH3)2OH。
(2)1 mol醛基消耗2 mol Cu(OH)2生成1 mol Cu2O沉淀、2 mol H2O。
(3)和NaHCO3反应生成气体:1 mol —COOH生成1 mol CO2气体。
(4)和Na反应生成气体:1 mol —COOH生成0.5 mol H2;
1 mol —OH生成0.5 mol H2。
(5)和NaOH反应
1 mol —COOH(或酚—OH,或—X)消耗1 mol NaOH;
1 mol (R为链烃基)消耗1 mol NaOH;
1 mol 消耗2 mol NaOH。
考点三 有机反应类型与重要有机反应
反应类型
重要的有机反应
取代反应
烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
烯烃的卤代:CH2===CH—CH3+Cl2CH2===CH—CH2Cl+HCl
卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
皂化反应:+3NaOH3C17H35COONa+
酯化反应:+C2H5OH +H2O +H2O
糖类的水解:C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
二肽水解:
苯环上的卤代:
苯环上的硝化:
苯环上的磺化:
加成反应
烯烃的加成:CH3—CH===CH2+HCl
炔烃的加成:CH≡CH+H2O
苯环加氢:
DielsAlder反应:
消去反应
醇分子内脱水生成烯烃:C2H5OHCH2===CH2↑+H2O
卤代烃脱HX生成烯烃:CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O
加聚反应
单烯烃的加聚:nCH2===CH2―→?CH2—CH2?
共轭二烯烃的加聚:
(此外,需要记住丁苯橡胶、氯丁橡胶的单体)
缩聚反应
二元醇与二元酸之间的缩聚:+nHOCH2CH2OH
羟基酸之间的缩聚:
氨基酸之间的缩聚:
(2n-1)H2O
苯酚与HCHO的缩聚:+nHCHO+(n-1)H2O
氧化反应
催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
还原反应
醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
硝基还原为氨基:
题组一 有机转化关系中反应类型的判断
1.化合物E是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药,可以通过下图所示的路线合成:
指出下列反应的反应类型。
反应1:________________;反应2:______________________________________;
反应3:________________;反应4:_________________________________________。
答案 氧化反应 取代反应 取代反应(或酯化反应) 取代反应
2.(2015·全国卷Ⅱ,38改编)PPG(聚戊二酸丙二醇酯)的一种合成路线如下:
已知:
已知:
①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢
②化合物B为单氯代烃;化合物C的分子式为C5H8
③E、F为相对分子质量差14的同系物,F是福尔马林的溶质
④R1CHO+R2CH2CHO
根据上述物质之间的转化条件,从下列反应类型中选择合适的反应类型填空。
①取代反应 ②卤代反应 ③消去反应 ④氧化反应
⑤酯化反应 ⑥水解反应 ⑦加成反应 ⑧还原反应
(1)A→B________________________________________________________;
(2)B→C________________________________________________________;
(3)C→D________________________________________________________;
(4)G→H________________________________________________________。
答案 (1)①② (2)③ (3)④ (4)⑦⑧
3.芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I,且知有机物E与D互为同分异构体。
则A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为________________、______________、______________、________________、________________。
答案 加聚反应 加成反应 取代反应(或水解反应) 消去反应 氧化反应
题组二 重要有机脱水反应方程式的书写
4.按要求书写方程式。
(1)
①浓硫酸加热生成烯烃____________________________________________________;
②浓硫酸加热生成醚_______________________________________________________。
答案 ①
(2)乙二酸与乙二醇酯化脱水
①生成链状酯_______________________________________________________;
②生成环状酯___________________________________________________________;
③生成聚酯______________________________________________________________。
答案
①+HOCH2CH2OH+H2O
②
③+nHOCH2CH2OH
+(2n-1)H2O
(3) 分子间脱水
①生成环状酯____________________________________________________________;
②生成聚酯______________________________________________________________。
答案 ①
②+(n-1)H2O
题组三 常考易错有机方程式的书写
5.按要求书写下列反应的化学方程式。
(1)淀粉水解生成葡萄糖____________________________________________________。
答案 (C6H+nH2OnC6H
淀粉 葡萄糖
(2)CH3—CH2—CH2—Br
①强碱的水溶液,加热________________________________________________________;
②强碱的醇溶液,加热________________________________________________________。
答案 ①CH3—CH2—CH2—Br+NaOHCH3—CH2—CH2—OH+NaBr
②CH3—CH2—CH2—Br+NaOHCH3—CH===CH2↑+NaBr+H2O
(3)向溶液中通入CO2气体___________________________________。
答案 +CO2+H2O―→+NaHCO3
(4) 与足量NaOH溶液反应
________________________________________________________________________。
答案 +2NaOH+CH3OH+H2O
(5) 与足量H2反应
________________________________________________________________________。
答案
有机反应方程式的书写要求
(1)反应箭头和配平:书写有机反应方程式时应注意,反应物和产物之间用“―→”连接,有机物用结构简式表示,并遵循元素守恒进行配平。
(2)反应条件:有机物反应条件不同,所得产物不同。
(3)有些有机反应须用中文标明。如淀粉、麦芽糖的水解反应等。
题组四 有机转化关系中反应方程式的书写
6.一种常见聚酯类高分子材料的合成流程如下:
请写出各步反应的化学方程式
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________;
⑥________________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________________。
答案 ①CH2===CH2+Br2―→
考点四 同分异构体
1.学会用等效氢法判断一元取代物的种类
有机物分子中,位置等同的氢原子叫等效氢,有多少种等效氢,其一元取代物就有多少种。
等效氢的判断方法:
(1)同一个碳原子上的氢原子是等效的。
如分子中—CH3上的3个氢原子。
(2)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。
如分子中,在苯环所在的平面内有两条互相垂直的对称轴,故该分子有两类等效氢。
2.注意简单有机物的多元取代物
(1)CH3CH2CH3的二氯代物有
四种。
(2) 的二氯代物有三种。
(3) 的三氯代物有三种。
3.同分异构体的种类
(1)碳链异构
(2)官能团位置异构
(3)类别异构(官能团异构)
有机物分子通式与其可能的类别如下表所示:
组成通式
可能的类别
典型实例
CnH2n(n≥3)
烯烃、环烷烃
CH2===CHCH3与
CnH2n-2(n≥4)
炔烃、二烯烃
CH≡C—CH2CH3与
CH2===CHCH===CH2
CnH2n+2O(n≥2)
饱和一元醇、醚
C2H5OH与CH3OCH3
CnH2nO(n≥3)
醛、酮、烯醇、环醚、环醇
CH3CH2CHO、CH3COCH3、
CH2===CHCH2OH、
与
CnH2nO2(n≥3)
羧酸、酯、羟基醛、羟基酮
CH3CH2COOH、
HCOOCH2CH3、
HO—CH2—CH2—CHO
与
CnH2n-6O
(n≥7)
酚、芳香醇、芳香醚
、
与
CnH2n+1NO2
(n≥2)
硝基烷、氨基酸
CH3CH2—NO2与
H2NCH2—COOH
Cn(H2O)m
单糖或二糖
葡萄糖与果糖(C6H12O6)、
蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)
4.同分异构体的书写规律
书写时,要尽量把主链写直,不要写得歪扭七八的,以免干扰自己的视觉;思维一定要有序,可按下列顺序考虑:
(1)主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列邻、间、对。
(2)按照碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写,也可按官能团异构→碳链异构→位置异构的顺序书写,不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。(
书写烯烃同分异构体时要注意是否包括“顺反异构”)
(3)若遇到苯环上有三个取代基时,可先定两个的位置关系是邻或间或对,然后再对第三个取代基依次进行定位,同时要注意哪些是与前面重复的。
1.二元取代芳香化合物H是G
的同分异构体,H满足下列条件:
①能发生银镜反应,②酸性条件下水解产物物质的量之比为2∶1,③不与NaHCO3溶液反应。则符合上述条件的H共有________种(不考虑立体结构,不包含G本身),其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为________________(写出一种即可)。
答案 11 (或)
解析 二元取代芳香化合物H说明苯环上只有二个取代基;同时满足:
①能发生银镜反应说明有醛基或HCOO—;②酸性条件下水解产物物质的量之比为2∶1,说明有二个酯基;③不与NaHCO3溶液反应,说明没有羧基;其中有一个甲基,另一个为,共有邻、间、对位3种结构;两个基有间、邻位2种结构;一个另一个基团可能是—CH2CH2OOCH或—CH(CH3)OOCH,共有邻、间、对位6种结构,则符合上述条件的H共有11种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为或。
2.G物质是苯甲醛的同系物,分子式是C9H10O。G物质苯环上含有两个取代基且与苯甲醛含有相同官能团的同分异构体共有_____种,写出其中一种的结构简式:________________。
答案 6
解析 G物质是苯甲醛的同系物,分子式是C9H10O,除去苯环还有3个碳,G物质苯环上含有两个取代基,可能是—CHO和—CH2CH3,或—CH2CHO和—CH3,两个取代基在苯环上有邻、间及对位,则与苯甲醛含有相同官能团的同分异构体共有6种,如。
3.的一种同分异构体具有以下性质:①难溶于水,能溶于NaOH溶液;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1∶1∶1。则0.5 mol该物质与足量的NaOH溶液反应,最多消耗4 mol·L-1 NaOH溶液________ mL。
答案 500
解析 的同分异构体中:①难溶于水,能溶于NaOH溶液;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1∶1∶1的是与氢氧化钠溶液反应的方程式为+4NaOH―→+2HCOONa+2H2O。0.5 mol该物质与足量的NaOH溶液反应,最多消耗4 mol·L-1 NaOH溶液500 mL。
4.写出满足下列条件()的同分异构体:________________。
Ⅰ.有两个取代基;Ⅱ.取代基在邻位。
答案
5.W是D()的同分异构体,W能与NaHCO3溶液反应,还能与FeCl3溶液发生显色反应,则W的结构共有________种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为____________。
答案 13
解析 D为,W是D的同分异构体,W能与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基,还能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,W的结构有:苯环上含有羟基和—CH2COOH时有邻位、对位、间位3种;苯环上含有羟基、—COOH和甲基时有邻位、对位、间位10种;共有13种,其中核磁共振氢谱为五组峰的为
常见限制条件与结构关系总结
考点五 有机化学实验
一、有机化学实验的一般特点
1.加热方法的变化:水浴加热的特点
2.产物一般需分离提纯
3.温度计的使用:注意温度计的位置
4.常用到冷凝、回流装置
二、有机制备实验
1.乙烯的制备
原理: CH3—CH2OHCH2===CH2↑+H2O
(1)药品及其比例:无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1∶3)
(2)温度计水银球位置:反应液中
(3)碎瓷片的作用:防暴沸
(4)温度控制:迅速升至170 ℃
(5)浓硫酸的作用:催化剂、脱水剂
(6)用NaOH溶液洗气:除去混有的杂质CO2、SO2、乙醚及乙醇
(7)加药顺序:碎瓷片→无水乙醇→浓硫酸
2.乙炔的制备
原理: CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(1)不用启普发生器的原因:反应剧烈、大量放热及生成浆状物
(2)用饱和食盐水的原因: 减缓反应速率
(3)疏松棉花的作用: 防止粉末堵塞导管
3.乙酸乙酯的制备
原理:+H2O
(1)加药顺序:乙醇→浓硫酸→醋酸
(2)导管口在液面上:防倒吸
(3)浓硫酸的作用:催化剂、脱水剂
(4)长导管作用:冷凝、导气
(5)饱和碳酸钠溶液的作用:溶解乙醇,吸收乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度
4.溴苯的制备
原理:
(1)加药顺序:苯→液溴→铁粉
(2)长导管作用:冷凝回流
(3)导管出口在液面上:防倒吸
(4)粗产品的物理性质:褐色油状物
(5)提纯溴苯的方法:碱洗
5.硝基苯的制备
原理:+H2O
(1)加药顺序:浓硝酸→浓硫酸(冷却)→苯
(2)长导管的作用:冷凝回流
(3)温度计水银球位置:水浴中
(4)水浴温度:50~60 ℃
(5)粗产品的性质:淡黄色油状物,密度比水大,比混合酸小
(6)提纯:碱洗
三、有机物的性质实验
1.银镜反应
(1)银氨溶液的制备:
稀AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好消失。
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(2)原理:RCHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(3)反应条件:水浴加热
(4)反应现象:光亮的银镜
(5)注意点:①试管内壁洁净,②碱性环境
2.醛和新制氢氧化铜反应
(1)Cu(OH)2的新制:过量的NaOH溶液中滴加几滴CuSO4溶液,Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
(2)反应原理:RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
(3)反应条件:加热
(4)反应现象:红色沉淀(Cu2O)
(5)注意点:①Cu(OH)2须新制,②碱性环境
3.糖类的水解
蔗糖
淀粉
纤维素
催化剂
H2SO4(1∶5)
H2SO4(20%)
浓硫酸(90%)
加热
水浴加热
直接加热
小火微热
检验水解完全
加碘水
检验水解产物
先加NaOH再加检验试剂
四、有机性质实验
1.卤代烃水解及卤原子的检验:注意水解后溶液的酸化
2.乙醇的催化氧化实验:注意现象(Cu丝先变黑后变红)及现象解释
3.银镜反应:注意银氨溶液的制备、水浴加热、银镜的洗去
4.乙醛与新制氢氧化铜共热实验:注意新制氢氧化铜的配制、反应原理
5.糖类水解及产物的检验:注意产物检验前用碱溶液中和酸
五、有机物的分离和提纯
1.气态混合物的提纯——洗气
除去下列物质中的杂质(括号中的为杂质):
(1)乙烷(乙烯):溴水(注意:高锰酸钾溶液以及氢氧化钠溶液的使用)
(2)乙炔(硫化氢):硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液
(3)甲烷(甲醛):水(甲醛易溶于水)
(4)乙烷(水蒸气):浓硫酸或碱石灰、五氧化二磷、氯化钙(注意:干燥管的使用)
2.液态混合物的分离和提纯
(1)分离溴水中的溴和水:萃取分液(四氯化碳、苯、直馏汽油、乙酸乙酯、乙醚等)
(2)分离石油中的汽油和柴油:分馏
(3)从皂化反应后的混合液中分离出肥皂(高级脂肪酸钠):盐析(NaCl)
注意:蛋白质的盐析(饱和硫酸钠溶液或硫酸铵溶液)
(4)分离苯和苯酚的混合物
苯、苯酚
注意:不能用溴水,三溴苯酚易溶于苯
(5)提纯下列物质(括号中的为杂质)
①溴乙烷(乙醇):水(分液)
②硝基苯(硝酸):氢氧化钠溶液(分液)
③苯(甲苯):高锰酸钾溶液(分液)
④溴苯(溴):氢氧化钠溶液(分液)
⑤乙酸乙酯(乙酸、乙醇):饱和碳酸钠溶液(分液)
⑥乙醇(水):CaO(蒸馏)
题组一 有机物的提纯、检验与鉴别
1.如表所示,为了除去括号中的杂质,采用的试剂和方法均正确的是( )
选项
物质
加入试剂
方法
A
甲苯(苯酚)
浓溴水
过滤
B
甲烷(乙烯)
酸性KMnO4溶液
洗气
C
乙酸乙酯(乙酸)
乙醇、浓H2SO4
酯化
D
乙醇(乙酸)
CaO
蒸馏
答案 D
解析 溴与苯酚反应生成的三溴苯酚能溶于甲苯中,引入新的杂质,A项错误;乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,使甲烷中混有新的杂质CO2,B项错误;乙酸和乙醇的酯化反应为可逆反应,C项错误;乙酸与CaO反应,可转化为难挥发的乙酸钙,再通过蒸馏即可得到乙醇,D项正确。
2.下列实验或操作不能达到目的的是( )
A.用溴水鉴别乙醇、苯和四氯化碳
B.用蒸馏法除去乙酸中混有的少量乙醇
C.用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸
D.用饱和碳酸钠溶液鉴别乙酸乙酯、乙醇和乙酸
答案 B
解析 溴水能与乙醇互溶,据此可鉴别出乙醇,将溴水加入苯中,上层为橙色,下层为无色,加入四氯化碳中,上层为无色,下层为橙色,A项不符合题意;乙酸和乙醇的沸点虽然相差较大,但两者均易挥发,所以不可通过蒸馏法除去乙酸中混有的乙醇,B项符合题意;乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,而乙酸可以与饱和碳酸钠溶液反应,C
项不符合题意;饱和碳酸钠溶液遇乙醇无明显现象,遇乙酸乙酯分层,遇乙酸发生反应产生CO2气体,D项不符合题意。
3.以下几种试剂,能将乙醇、乙酸、葡萄糖三种无色溶液区别开的是( )
A.新制Cu(OH)2悬浊液 B.溴水
C.酸性KMnO4溶液 D.石蕊溶液
答案 A
解析 向新制Cu(OH)2悬浊液中加入乙醇无明显现象;加入乙酸,悬浊物溶解,溶液变蓝色;加入葡萄糖溶液并加热,有红色沉淀生成。
题组二 有机物的制备
4.环己酮是重要的化工原料,可用于制造尼龙、己二酸等产品。用NaClO溶液氧化环己醇制环己酮的反应:。有关物质信息、实验流程及实验装置如下。(实验中使用的NaClO溶液的浓度是1.8 mol·L-1)
密度/g·mL-1
沸点/℃
溶点/℃
水溶性
乙酸
1.05
117.9
16.6
易溶
环己醇
0.96
160.8
25.9
微溶
环己酮
0.95
155.0
-4.5
能溶
请回答下列问题:
(1)实验中盛装NaClO溶液的仪器比普通分液漏斗多了一个侧管,此设计的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)次氯酸钠氧化环己醇的反应放出大量的热,为了将体系温度维持在30~35 ℃,
除了用冰水浴冷却外,还需采取的措施有________________________,并在三颈烧瓶的A端口处补加__________(填仪器名称)。
(3)实验过程中NaClO溶液氧化环己醇的化学方程式为________________________。
(4)为将溶液的pH调至中性,可以加入的试剂是________________。
(5)在实验过程中,获得产品的蒸馏操作中不可使用水冷凝管,而应使用空气冷凝管,其最可能的原因是________(填字母)。
A.防止因温差过大,导致水冷凝管炸裂
B.空气冷凝管结构简单,易于安装
C.空气冷凝管冷凝效果更佳
(6)本实验过程中环己酮的产率为________(保留三位有效数字)。
答案 (1)平衡三颈烧瓶和滴液漏斗中的压强,使液体可以顺利流下
(2)缓慢滴加NaClO溶液 温度计 (3) +NaClO+NaCl+H2O
(4)氢氧化钠(或碳酸钠等碱性物质) (5)A (6)75.8%
解析 (1)该仪器设计的目的是平衡三颈烧瓶和滴液漏斗中的压强,使液体可以顺利流下。(2)将体系温度维持在30~35 ℃,还需控制NaClO溶液的加入速率,同时插入温度计。(4)为将溶液的pH调至中性,可以加入NaOH等碱性物质。(6)环己酮的理论产量为×98 g·mol-1≈4.89 g,而环己酮的实际产量为3.90 mL×0.95 g·mL-1=3.705 g,故环己酮的产率为×100%≈75.8%。
5.二茂铁难溶于水,易溶于乙醚等有机溶剂,是易升华的橙色晶体,可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁的反应原理及装置示意图如下:
Ⅰ.反应原理
2KOH+FeCl2+2C5H6 ―→ (C5H5)2Fe+2KCl+2H2O
(环戊二烯) (二茂铁)
Ⅱ.实验装置
Ⅲ.实验步骤
步骤1:在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并通过仪器a加入60 mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min。
步骤2:再通过仪器a向烧瓶中滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯,搅拌。
步骤3:将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜)配成的溶液装入仪器a中,慢慢滴入烧瓶中,45 min滴完,继续搅拌45 min。
步骤4:再通过仪器a向烧瓶中加入25 mL无水乙醚并搅拌。
步骤5:将三颈烧瓶中的液体转入分液漏斗,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液。
步骤6:蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。
步骤7:粗产品升华提纯。
(1)写出图1中仪器名称:a为___________________________________________________,
b为____________________。
(2)步骤1中通入氮气的目的是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤5在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填字母)。
A.直接将二茂铁的乙醚溶液从分液漏斗上口倒出
B.直接将二茂铁的乙醚溶液从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁的乙醚溶液从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁的乙醚溶液从上口倒出
(4)升华提纯时,图2中漏斗颈处棉花球的作用是_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了证实得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是________________________。
答案 (1)滴液漏斗 球形冷凝管 (2)将装置中的空气排尽,防止实验过程中Fe2+被氧化 (3)D (4)过滤二茂铁固体,防止其逸散到空气中 (5)测定所得固体的熔点
解析 (2)Fe2+易被O2氧化,因此步骤1中通入N2的目的是排出装置中的空气,防止Fe2+被氧化。(3)分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。(4)升华提纯时,漏斗颈处棉花球的作用是过滤二茂铁固体,防止其逸散到空气中。(5)为了证实得到的是二茂铁,可以通过测定所得固体的熔点。
考点六 合成路线的分析与设计
1.有机合成中官能团的转变
(1)官能团的引入(或转化)方法
官能团的引入
—OH
+H2O;R—X+H2O;R—CHO+H2;RCOR′+H2;R—COOR′+H2O;多糖发酵
—X
烷烃+X2;烯(炔)烃+X2或HX;R—OH+HX
R—OH和R—X的消去;炔烃不完全加氢
—CHO
某些醇氧化;烯烃氧化;炔烃水化;糖类水解
—COOH
R—CHO+O2;苯的同系物被强氧化剂氧化;羧酸盐酸化;R—COOR′+H2O
—COO—
酯化反应
(2)官能团的消除
①消除双键:加成反应。
②消除羟基:消去、氧化、酯化反应。
③消除醛基:还原和氧化反应。
(3)官能团的保护
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
①用NaOH溶液先转化为酚钠,后酸化重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用NaOH醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键
醛基
易被氧化
乙醇(或乙二醇)加成保护:
2.增长碳链或缩短碳链的方法
举例
增长碳链
2CH≡CH―→CH2===CH—C≡CH
2R—ClR—R+2NaCl
CH3CHO
R—ClR—CNR—COOH
增长碳链
nCH2===CH2?CH2—CH2?
nCH2===CH—CH===CH2?CH2—CH===CH—CH2?
增长碳链
缩短碳链
R1—CH===CH—R2R1CHO+R2CHO
3.常见有机物转化应用举例
(1)
(2)
(3)
(4)
4.有机合成路线设计的几种常见类型
根据目标分子与原料分子在碳骨架和官能团两方面变化的特点,我们将合成路线的设计分为
(1)以熟悉官能团的转化为主型
如:请设计以CH2===CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
(2)以分子骨架变化为主型
如:请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。
提示:R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr
(3)陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)
要注意模仿题干中的变化,找到相似点,完成陌生官能团及骨架的变化。如:模仿
设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺()的合成路线流程图。
关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点。(碳架的变化、官能团的变化;硝基引入及转化为氨基的过程)
1.写出以苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛的合成路线流程图。
无机试剂任用,合成路线流程图示例如下,并注明反应条件。
CH3CH2OHCH2===CH2?CH2—CH2?
已知:羰基αH可发生反应:
答案
2.请设计由为原料合成的路线流程图(无机试剂任用,用反应流程图表示,并注明反应条件)。
例:由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2===CH2?CH2—CH2?
提示:R—CH===CH2R—CH2—CH2—Br
答案
3.参照已知信息,设计一条由CH2===CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件)。
已知:2RCH2CHO
答案 CH2===CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3CH===CHCHO
CH3CH2CH2CH2OH
4.聚丙烯醛()可用于合成有机高分子色素,根据Claisen缩合反应,设计以甲醛和乙醛为原料合成聚丙烯醛的路线。
Claisen缩合:R1—CHO+ +H2O(R1、R2和R3表示烃基或氢)
答案 HCHO+CH3CHOCH2===CH—CHO
5.[2015·全国卷Ⅰ,38(6)改编]A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
CH2===CH—CH=== CH2
解析 由反应流程信息可以写出由CH≡CH和CH3CHO为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线。
考点七 有机推断
1.根据反应条件推断反应物或生成物
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
(4)“HNO3(H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳上含有氢原子)。
(3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
(4)加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质中含有—CHO或。
(5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH 或—COOH。
(6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
3.以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
(1)醇的氧化产物与结构的关系
(2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
(3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明此有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
(4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
(5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定 —OH与—COOH的相对位置。
4.根据关键数据推断官能团的数目
(1)—CHO;
(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2;
(3)2—COOHCO2,—COOHCO2;
(4) —C≡C— ;
(5)RCH2OHCH3COOCH2R。
(Mr) (Mr+42)
5.根据新信息类推
高考常见的新信息反应总结
(1)丙烯αH被取代的反应:CH3—CH===CH2+Cl2Cl—CH2—CH===CH2+HCl。
(2)共轭二烯烃的1,4加成反应:
①CH2===CH—CH===CH2+Br2―→
②
(3)烯烃被O3氧化:R—CH===CH2R—CHO+HCHO。
(4)苯环侧链的烃基(与苯环相连的碳上含有氢原子)被酸性KMnO4溶液氧化:
(5)苯环上硝基被还原:
(6)醛、酮的加成反应(加长碳链,—CN水解得—COOH):
①CH3CHO+HCN―→
②+HCN
③CH3CHO+NH3 (作用:制备胺);
④CH3CHO+CH3OH (作用:制半缩醛)。
(7)羟醛缩合:
(8)醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
(9)羧酸分子中的αH被取代的反应:
RCH2COOH+Cl2 +HCl。
(10)羧酸用LiAlH4还原时,可生成相应的醇:RCOOHRCH2OH。
(11)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH―→R1COOR3+R2OH。
题组一 分类突破有机物的推断
(一)根据已知物的结构简式和未知物的分子式确定未知物的结构简式
1.(1)
A ① B
反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2,X的结构简式为________________。
(2)
有机物B的结构简式为____________________________________________。
答案 (1)
(2)
(二)根据已知物的结构简式和未知物的性质确定未知物的结构简式
2.如下图转化关系,实现D→E的转化中,加入的化合物X能发生银镜反应,X的结构简式为_____________。
答案
(三)根据已知物的结构简式和未知物的相对分子质量确定未知物的结构简式
3.如下图转化关系,合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G,G的结构简式为________________。
答案
题组二 有机推断题的综合考查
4.下图为有机物之间的转化关系。
已知:H属于芳香酯类化合物;I的核磁共振氢谱为两组峰,且面积比为1∶6。请分别写出下列物质的结构简式:
A:________________________________________________________________________;
B:________________________________________________________________________;
C:________________________________________________________________________;
D:________________________________________________________________________;
E:________________________________________________________________________;
F:________________________________________________________________________;
G:________________________________________________________________________;
H:________________________________________________________________________;
I:________________________________________________________________________;
J:________________________________________________________________________。
答案
5.已知
,CO和H2按物质的量之比1∶2可以制得G,有机玻璃可按下列路线合成:
请分别写出下列物质的结构简式:
A:________________________________________________________________________;
B:________________________________________________________________________;
C:________________________________________________________________________;
D:________________________________________________________________________;
E:________________________________________________________________________;
F:________________________________________________________________________;
G:________________________________________________________________________;
H:________________________________________________________________________。
答案
题组三 有机化学在高考中的综合考查
6.(2017·江苏,17)化合物H是一种用于合成γ分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(1)C中的含氧官能团名称为________和________。
(2)D→E的反应类型为________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:________。
①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G的分子式为C12H14N2O2,经氧化得到H,写出G的结构简式:________。
(5)已知:(R代表烃基,R′代表烃基或H)
请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)醚键 酯基 (2)取代反应
(3) (或)
(4)
(5)
解析 (2)对比D、E结构可知D中N原子上的H原子被—CH2COCH3取代,同时还有HBr生成。(3)水解产物之一是α氨基酸,说明水解产物中含有结构,能水解,说明含有酯基,即有结构。结合含有一个手性碳原子和另一水解产物只有2种不同环境的氢,若左端连在苯环上:,另一水解产物为CH3OH,符合条件;若右端连在苯环上:,另一水解产物为,符合条件。(4)对比F、G的结构,结合反应类型“氧化”,可知G中—CH2OH被MnO2氧化为—CHO,G为。(5)对比原料和产品之间的不同,可知酚—OH→CH3O—,利用A→B的反应;要利用D→E的反应条件,因此—NO2要被还原为—NH2,与HBr反应生成。由题给信息—NH2可以和(CH3)2SO4反应,因此,先将酚—OH与(CH3)2SO4反应,再将—NO2还原为—NH2。
专题强化练
一、不定项选择题
1.去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基
B.每个去甲肾上腺素分子中含有1个手性碳原子
C.1 mol去甲肾上腺素最多能与2 mol Br2发生取代反应
D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
答案 BD
解析 A项,和苯环直接相连的羟基才是酚羟基,每个去甲肾上腺素分子中含有2个酚羟基,不正确;B项,一个碳原子连有4个不同的原子或原子团,这样的碳原子是手性碳原子,和苯环直接相连的碳原子为手性碳原子,正确;C项,溴水能和酚羟基的邻对位上的H原子发生取代反应,且 1 mol Br2取代1 mol H原子,苯环上有3个位置可以被取代,不正确;D项,去甲肾上腺素分子中既有酚羟基又有—NH2,因此既能和盐酸反应,又能和氢氧化钠溶液反应,正确。
2.药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:
下列有关叙述正确的是( )
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
答案 B
解析 贝诺酯分子中只有酯基和肽键两种含氧官能团,A错误;对乙酰氨基酚中有酚羟基,而乙酰水杨酸中没有,可用FeCl3溶液区分,前者显紫色,正确;C项,乙酰水杨酸中含有—COOH,可与NaHCO3溶液反应,而对乙酰氨基酚不能与NaHCO3溶液反应,错误;D项,贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终共生成三种产物: CH3COONa、 和,错误。
二、非选择题
3.(2016·江苏,17)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:________。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F。E的分子式为C14H17O3N,写出E的结构简式:________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化
②
请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备,写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)(酚)羟基、羰基、酰胺键(任写两种)
(2)消去反应
(3)
(或或)
(4)
(5)
解析 (1)D中含有(酚)羟基、羰基及酰胺键。(2)对比F、G的结构可知F中的羟基消去生成碳碳双键,反应类型为消去反应。(3)C结构中除苯环外还有3个碳原子,1个氮原子,2个氧原子和1个不饱和度。能水解,水解产物能与FeCl3显色,说明有酚酯结构,能发生银镜反应,只能是甲酸酯结构,为甲酸酚酯,另外还有2个饱和碳原子和1个氮原子,分子中只有4种氢,为对称结构。(4)对比D、F结构可知两步反应一步成环、一步将羰基还原为羟基,E→F发生的是羰基还原(根据E中无溴原子,有3个氧原子也可判断),E的结构简式为。(5)—COOH由—CH3氧化获得,—NHCOCH3要先引入—NO2,再还原为—NH2,与(CH3CO)2O反应。注意先硝化(若先氧化生成—COOH,由信息硝基会进入间位),再氧化(若先还原,生成—NH2易被氧化),再还原。
4.(2015·江苏,17)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:
(1)化合物A中的含氧官能团为________和________(填官能团名称)。
(2)化合物B的结构简式为______________________________________________;
由C→D的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式______________________。
Ⅰ.分子中含有2个苯环
Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢
(4)已知:RCH2CNRCH2CH2NH2,请写出以
为原料制备化合物X(结构简式见下图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如下:
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
答案 (1)醚键 醛基
(2) 取代反应
(3)
(或)
(4)
解析 (1)根据A的结构简式可知,A中的含氧官能团为醚键和醛基。(2)B的分子式为C14H14O2,比化合物A的分子式多了两个H,所以发生的反应是—CHO被还原为—CH2OH(NaBH4一般都作还原剂)。由C→D发生的反应是—Cl被—CN取代的反应。(3)E结构中除2个苯环外,还有3个碳原子,3个氧原子,1个不饱和度。由于同分异构体分子中只有3种氢,说明是对称结构,则该同分异构体的结构简式为或。
(4)由HOCH2CH===CHCH2OH→,主要变化体现在:一是羟基脱水成环醚,二是引入—CH2NH2。由题给信息引入—CH2NH2,可先引入—CN,由C→D的反应可知,引入—CN,可先引入—Cl,所以可通过碳碳双键与HCl加成引入—Cl。需要注意的是—NH2具有碱性,不能先引入—NH2后,再用浓硫酸将羟基脱水成醚,防止—NH2与浓硫酸反应。
5.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________(填名称)。
(2)反应①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:
Ⅰ.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;Ⅱ.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,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3
答案 (1)醚键 羧基
(2) (3)①③④
(4)
(5)
eq o(――→,sup7(NaCN))
解析 (1)—O—为醚键、—COOH为羧基。(2)根据A()到B()的转化,再结合X的分子式C8H8O2,可推得X的结构简式为。(3)第①步—Br被取代,第②步属于加成或者还原反应,第③步—OH被取代,第④步—Br被取代,第⑤步酸性条件下—CN转化为—COOH,反应方程式:R—CN+3H2O―→R—COOH+NH3·H2O,很显然不属于取代反应。(4)该物质与B()互为同分异构体,水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应,则说明有酚羟基生成的酯基,能发生银镜反应,则说明是甲酸生成的酯,分子中有2个苯环,且只有6种不同化学环境的H原子,则说明该物质的结构非常对称,因此可推断该有机物的结构简式为。(5)根据上述合成非诺洛芬的流程,采用逆推法,可得到答案。根据上述第②步反应,—CHO在NaBH4作用下,生成—CH2OH,根据上述反应第④步可知需引入—Br,醇在浓硫酸作用下发生消去反应,得到碳碳双键,再与HBr发生加成反应,得到,再经过上述第④步反应,在NaCN作用下生成,最后再发生上述第⑤步反应,得到最终的物质。
6.化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
已知:①R—BrR—MgBr
②
(R表示烃基,R′和R″表示烃基或氢)
(1)写出A的结构简式:________。
(2)G是常用指示剂酚酞。写出G中含氧官能团的名称:________和________。
(3)某化合物是E的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式:________________(任写一种)。
(4)F和D互为同分异构体。写出反应E→F的化学方程式:________________________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
答案 (1)
(2)(酚)羟基 酯基
(3) (或)
(4) +H2O
(5)
解析 A的分子式为C6H6O,在空气中易被氧化说明有酚羟基,即A为苯酚()。由E的结构及转化条件可知B为,C为。由信息②可知D为。(1)A为苯酚,结构简式为。(2)酚酞中含氧官能团为酚羟基和酯基。(3)E的分子式为C7H14O,不饱和度为1,只有2种不同化学环境的氢,说明是对称结构,据此可写出其同分异构体的结构简式。(4)D的结构简式为,不饱和度为2,说明E发生的是醇的消去反应,由于有2种βH,可能有2种结构,若消去—CH3上的氢则生成D,所以只能消去—CH2—上的氢。(5)由原料中有HCHO,可知采用信息①,利用逆推法分析,合成,要先合成,需要HCHO和,主要步骤是由苯酚合成,由此写出流程图。写流程图的关键点是注意反应的条件。