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第 5 讲 有机合成与推断. 基础盘点. 一、有机合成过程的基础知识 自我诊断 1. 由 2- 氯丙烷制取少量的 1 , 2- 丙二醇时,需要经过 下列哪几步反应? ( ) A. 加成→消去→取代 B. 消去→加成→水解 C. 取代→消去→加成 D. 消去→加成→消去. 解析 由题意要制 1 , 2- 丙二醇, 2- 氯丙烷须先发生 消去反应制得丙烯: H 2 O, 再由丙烯与 Br 2 加成生成 1 , 2- 二溴丙烷; 1 , 2- 二溴丙烷水解得到产物 1 , 2 丙二醇:. , 最后由. 答案 B. 基础回归 - PowerPoint PPT Presentation
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第 5讲 有机合成与推断基础盘点
一、有机合成过程的基础知识自我诊断1. 由 2- 氯丙烷制取少量的 1 , 2- 丙二醇时,需要
经过下列哪几步反应? ( )A. 加成→消去→取代B. 消去→加成→水解C. 取代→消去→加成D. 消去→加成→消去
解析 由题意要制 1 , 2- 丙二醇, 2- 氯丙烷须先发生
消去反应制得丙烯:
H2O, 再由丙烯与 Br2 加成生成 1, 2- 二溴丙烷;
1 , 2- 二溴丙烷水解得到产物 1, 2丙二醇:
, 最后由
答案 B
消去 加成 羟醛缩合
CH3CH CH2↑
+H2O
CH2 CH2 +HBr
基础回归1. 官能团的引入( 1 )引入碳碳双键,可通过 、 、
反应等,完成下列化学方程式。
a.CH3CH2CH2OH
b.CH≡CH+HCl
c.CH3CH2Br
b.CH3CH CH2+Cl2
c.CH3CH2OH+HBr
( 3 )引入羟基,通过 、 反应等
a.CH2 CH2+H2O
b.CH3CH2Cl+H2O
c.CH3CHO+H2
CH3CH2Br+H2O
CH3CH2OH
加成 取代
CH3CH2OH+HCl
CH3CH2OH
2. 官能团的消除A. 通过加成反应消除不饱和键B. 通过消去或氧化或酯化等消除羟基(— OH )C. 通过加成或氧化等消除醛基(— CHO )
3. 官能团的衍变根据合成需要(有时题目中信息会明示某些衍变途径),可进行有机物的官能团衍变,以使中间产物向产物递进。常见的三种方式:
① 利用官能团的衍生关系进行衍变合成,如 RCH2O
H RCHO RCOOH ;
4. 碳骨架的构建( 1 )碳链增长的反应主要有:①酯化反应 ②加聚
反应 ③缩聚反应 ④根据题中所给信息如:卤代烃与 NaCN 的取代
R—X+NaCN
R—CN+2H2O+H+
( 2 )减少碳链的反应主要有:①水解反应:酯的水解,糖类、蛋白质的水解;②裂化和裂解反应;③氧化反应:燃烧,烯催化氧化(信息题),脱羧反应(信息题)。如:烯烃的氧化
R—CN+NaX
RCOOH+NH 4
( 1 )由苯丙酸诺龙的结构推测 , 它能 ( 填代号 ) 。
a. 使溴的四氯化碳溶液褪色b. 使酸性 KMnO4 溶液褪色
c. 与银氨溶液发生银镜反应d. 与 Na2CO3 溶液作用生成 CO2
苯丙酸诺龙的一种同分异构体 A ,在一定条件下可发生下列反应:
解析 ( 1)由苯丙酸诺龙的结构可知它含有苯 环、碳碳双键、酯基、羰基 , 因此能发生还原反应,
也可发生加成反应。 ( 2 ) B→D 是在 Ni 作用下与 H2 反应,应该为加
成反应或还原反应。
基础回归有机推断题常见的突破口:1. 由性质推断 ( 填写官能团的结构式或物质的种类 )
( 1 )能使溴水褪色的有机物通常含有 、
、 。( 2 )能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有
、 、 、 。
苯的同系物
( 3 )能发生加成反应的有机物通常含有 、
、 、 , 其中 、
只能与 H2 发生加成反应。
( 4 )能发生银镜反应或能与新制的 Cu ( OH ) 2 悬
浊液
反应生成红色沉淀的有机物必含有 。
苯环
苯环
( 5 )能与钠反应放出 H2 的有机物必含有
。( 6 )能与 Na2CO3 或 NaHCO3 溶液反应放出 CO2 或使石蕊试
液变红的有机物中必含有 。( 7 )能发生消去反应的有机物为 、 。( 8 )能发生水解反应的有机物为 、 、
、 。( 9 )遇 FeCl3 溶液显紫色的有机物必含有 。
( 10 )能发生连续氧化的有机物是含有 的醇或烯烃。比如有机物 A 能发生如下氧化反应: A B C ,
则 A 应是 , B 是 , C 是 。
—OH 或— COOH
—COOH
醇 卤代烃卤代烃 酯类
二糖或多糖 蛋白质酚羟基—CH2OH
含有— CH2OH 的醇 醛 酸
2. 由反应条件推断 ( 1 )当反应条件为 NaOH 醇溶液并加热时,必定为
的消去反应。 ( 2 )当反应条件为 NaOH 水溶液并加热时,通常为 的水解。 ( 3 )当反应条件为浓 H2SO4 并加热时,通常为
脱水生成醚或不饱和化合物,或者是 的酯化反应。
( 4 )当反应条件为稀酸并加热时,通常为 水解反应。
卤代烃
卤代烃或酯醇
醇与酸
酯或淀粉(糖)
( 5 )当反应条件为催化剂(铜或银)并有氧气时,通常是 氧化为醛或酮。( 6 )当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时,通常为 、 、 、 、 的加成反应。( 7 )当反应条件为光照且与 X2 反应时,通常是 X2
与 H 原子发生的取代反应,而当反应条件为 Fe 或 FeX3 作催化剂且与 X2 反应时 , 通
常为 的 H 原子直接被取代。
醇
碳碳双键 碳碳三键 苯环 醛基酮羰基
烷烃或苯环侧链烃基上
苯环上
3. 由反应数据推断
( 1 )根据与 H2 加成时所消耗 H2 的物质的量进行突破:
1 mol 加成时需 mol H2 , 1 mol
—C≡C—
完全加成时需 mol H2 , 1 mol —CHO 加成时需
mol H2,而 1 mol 苯环加成时需 mol H2 。
( 2 ) 1 mol —CHO 与银氨溶液或新制 Cu(OH) 2 悬浊
液完全反应时生成 mol Ag 或 mol Cu2O 。
( 3 ) mol—OH 或 mol —COOH 与活泼金属反应放出 1 mol H2 。
( 4 ) 1 mol —COOH (足量)与碳酸氢钠溶液反应放出 mol CO2 。
1
2
1 3
2 1
2 2
1
( 5 ) 1 mol 一元醇与足量乙酸反应生成 1 mol 酯
时,其相对分子质量将增加 。
( 6 ) 1 mol 某酯 A 发生水解生成 B 和乙酸时 ,若
A 与
B 的相对分子质量相差 42, 则生成 mol乙酸 ,
若
A 与 B 的相对分子质量相差 84 时 , 则生成 mol
乙酸。
42
1
2
4. 由物质结构推断( 1 )具有 4 原子共线的可能含 。( 2 )具有 3 原子共面的可能含 。( 3 )具有 6 原子共面的可能含 。( 4 )具有 12 原子共面的应含有 。
碳碳三键醛基
碳碳双键苯环
5. 由物理性质推断在通常状况下为气态的烃,其碳原子数均
4 ,而烃的衍生物中只有 CH3Cl 、 CH2 CHC
l 、 HCHO ,在通常情况下是气态。此外还有:结合断键机理和逆向推理思维分析残基结构,分子式结合不饱和度为突破口等。
小于或等于
1.设计有机合成路线的基本要求 ( 1 )原理正确,原料价廉; ( 2 )途径简捷,便于操作; ( 3 )条件适宜,易于分离; ( 4 )熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。
2. 有机合成路线设计的基本思想 ( 1 )分析碳链的变化:有无碳链的增长或缩短?
有无成环或开环? ( 2 )分析官能团的改变:引入了什么官能团?是否要注意官能团的保护?
( 3 )读通读懂信息:题中的信息可能是物质转化中的重要一环,因而要认真分析信息中牵涉到哪些官能团(或碳链的结构)与原料、产品或中间产物之间的联系。
( 4 )可以由原料正向推导产物,也可以从产物逆向推导出原料 ,也可以从中间产物出发向两侧推导。
请回答下列问题:( 1 )写出反应类型:反应① ,反应③ 。( 2 )写出化合物 B 的结构简式: 。( 3 )写出反应②的化学方程式: 。( 4 )写出反应④的化学方程式: 。( 5 )反应④中除生成 E外,还可能存在一种副产物
(含 结构),它的结构简式为 。( 6 )与化合物 E互为同分异构体的物质不可能为
(填写字母)。a. 醇 b. 醛 c. 羧酸 d.
酚
解析 由框图中 A的生成关系可知①是 2分子 HCHO 和1分子 HC CH 的加成反应, A的结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH ,在 A→B→GHB→C的转化
中,因 GHB→C发生酯化反应必有— OH,可反推A→B时只有 1个— OH发生了去氢氧化,故 B为HOCH2CH2CH2CHO ;由 A→D的分子式变化可知③
是发生消去反应, D的结构简式是 CH2 CH—CH
CH2, 反应④应结合题目“已知”提示的加成
反应书写:
解析 本题的命题意图是根据有机物的性质和衍变关系,以合成新材料为情景,引入一些新信息,考查学生对新信息的处理能力、知识迁移能力和思维能力。本题的突破口是 C( C7H14O )及目标产物结
构( ),可知 D
为烯烃, C为醇类,结合第二个信息(选择氧化)可得 B为醛类,运用第一个信息(环化加成)可知 A结构中应有两个双键,且一个位于环内,另一个在环外。由合成途径和信息一可知, A是由两分子丁二烯经下列反应制得的:
而由 C的分子式 C7H14O 和第二个信息可知 B是 A的氧
化产物,其结构简式为 ; C
为 B的加氢产
物,结构简式为 。要得到
可先使 C消去— OH而得到 D,反应为
+H2O ,
再由 D发生
有机推断题是一类综合性强、思维容量大的题型,解决这类题的关键是以反应类型为突破口,以物质类别判断为核心进行思考。推断题常以框图题或变相框图题的形式出现。经常在一系列推导关系中有部分物质已知,这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。要抓住基础知识,和新信息结合成新网络,接受信息——联系旧知识——寻找条件——推断结论。关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤原子数目以及有机物相对分子质量的衍变。这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。由定性走向定量是思维深化的表现,将成为今后高考命题的方向之一。
【典例导析 2】有机物 A 、 B 、 C互为同分异构体,分子式为 C5H8O2 ,有关的转化关系如下图所示。已
知: A 的碳链无支链,且 1 mol A 能与 4 mol Ag ( NH3 ) 2OH 完全反应; B 为五元环酯。
( 1 ) A 中所含官能团是 。( 2 ) B 、 H 结构简式为 、 。( 3 )写出下列反应方程式 ( 有机物用结构简式表
示 )D→C ;E→F (只写①条件下的反应) 。( 4 ) F 的加聚产物的结构简式为 。解析 根据题意: B为五元环酯 ,分子式为 C5H8O2 ,
A的碳链无支链确定 B为
B 生成 D
为酯的水解, D为
D 生成 C ,
条件是浓 H2SO4 、加热,确定 C 为 CH3 —CH CH
—CH2—COOH ;
C生成 E,条件是 NBS ,确定 E为Br—CH2—CH CH—CH2—COOH ;
E生成 F为卤代烃的水解, F为HO—CH2—CH CH—CH2—COOH ;
F生成 G条件为 H2 、催化剂, G为
HO—CH2—CH2—CH2—CH2—COOH ;
G生成 H为醇的催化氧化, H为OHC—CH2—CH2—CH2—COOH ;
H 生成 I为醛的催化氧化, I为HOOC—CH2—CH2—CH2—COOH ;
根据题意,可确定 A为二元醛,A为 OHC—CH2—CH2—CH2—CHO 。
答案 ( 1 )醛基或— CHO( 2 ) OHC—CH2—CH2—CH2—COOH
迁移应用 2 某有机物甲和 A互为同分异构体,经测定知它们的相对分子质量小于 100 ;将 1 mol甲在 O2
中充分燃烧得到等物质的量的 CO2 和 H2O ( g ),同时消耗 112 L O2 (标准状况);在酸性条件下将 1 mol甲完全水解可以生成 1 mol乙和 1 mol 丙;而且在一定条件下,丙可以被连续氧化成为乙。
(Ⅰ)请确定并写出甲的分子式 ;与甲属同类物质的同分异构体共有 种(不含甲)。
(Ⅱ)经红外光谱测定,在甲和 A 的结构中都存在
双键和碳氧单键, B 在 HIO4存在并加热
时只生成一种产物 C ,下列为各相关反应的信息和
转化关系:
①ROH+HBr (氢溴酸) RBr+H2O
②RCH—CHR′ RCHO+R′CHO
( 1 ) E F 的反应类型为 反应。( 2 ) A 、 G 的结构简式分别为 、 。( 3 ) B D 的反应化学方程式为
。( 4 ) C 在条件①下进行反应的化学方程式: 。
( 4 ) CH3CHO+2Ag ( NH3 ) 2OH CH3COONH4+
3NH3+2Ag↓+H2O要点三 有机合成中官能团引入的先后顺序
在有机推断题中,存在大量判断先后顺序的题目,主要体现在以下两方面:一是苯环上引入多取代基的先与后;二是多官能团发生不同类型化学反应的先与后。对于有机合成中多官能团发生不同类型化学反应的先与后顺序问题,一般是根据多官能团的性质和指定产物的结构确定官能团发生反应的类型,再根据已有的知识来判断反应的先后顺序。
信息迁移题的特点是:运用题目中给出
的新知识解决有机物的合成。解答此类习题的关键是:准确、全面理解新知识,快速、正确处理新知识中的要点及反应发生的部位和类型。解答此类习题的一般思路是:通过审题,根据给予的信息知识和合成物质的结构特点,找出它们之间结构上的相同点和不同点,将合成的物质分成若干个片断或找出引入官能团的位置,进行合成。
方法归纳
迁移应用 3 丁烯二酸( HOOCCH CHCOOH )是一种用途广泛的有机合成中间体。
( 1 )反式丁烯二酸又叫富马酸 , 其结构简式是 。
( 2 )用石油裂解中得到的 1 , 3-丁二烯合成丁烯
二酸时, 是关键的中间产
物。请用反应流程图表示从 H2C CH—CH C
H2
到 的变化过程。
提示 ①合成过程中无机试剂任选。②1 , 3- 丁二烯的 1 , 2- 加成和 1 , 4- 加成是竞争反应 ,
到底是哪一种加成占优势,取决于反应条件。③合成反应流程图表示方法示例如下:
两种单体缩聚而成,这两种单体是 和 (填结构简式)。
1. ( 1 )对有机物 A 的组成、结构、性质进行观察、分析,得实验结果如下:①A 为无色晶体,微溶于水,易与 Na2CO3 溶液反应;②完全燃烧 166 g 有机物 A ,得到 352 g CO2 和 54 g H2O ;③核磁共振氢谱显示 A 分子中只有 2 种不同结构位置的氢原子;④ A 的相对分子质量在 100-200之间。则 A 的分子式为 ,结构简式为 。( 2 )有机物 B 只含 C 、 H 、 O 三种元素,其相对分子质量为 62 , B 经催化氧化生成 D , D 经催化氧化可以生成 E ,且 B 与 E 在一定条件下反应可生成一种环状化合物 F 。
对点训练
则 B 的结构简式为 ; B 与 E 反应生成 F 的化学
方程式为 。( 3 ) A 与 B 在一定条件下反应可生成一种常见合成纤维,写出该反应的化学方程式: ,该反应的反应类型是 。( 4 )与 A具有相同的官能团的 A 的一种同分异构体,在一定条件下可发生分子内脱水生成一种含有五元环和六元环的有机物 G , G 的结构简式为
。答案 ( 1 ) C8H6O4
A. 能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应B.无法使酸性高锰酸钾溶液褪色C. 在碱性条件下能发生水解反应D. 不可能发生加聚反应( 3 ) G 为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。 G 的结构简式为 。
① 化合物 E 中的官能团有 (填名称)。②B C 的反应类型是 ,该反应的化学方程式为 。③ 写出符合下列条件的 F 的同分异构体的结构简式:
。
( 4 )用芳香烃 A 为原料合成 G 的路线如下:
Ⅰ. 分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;Ⅱ. 一定条件下, 1 mol该物质与足量银氨溶液充分
反 应,生成 4 mol 银单质。解析 ( 1)根据肉桂酸甲酯的结构简式即可确定其分子式为 C10H10O2 。
( 2)肉桂酸甲酯分子内含有 键,
能发生
加成反应、加聚反应,能被酸性 KMnO4溶液氧化;含有酯基,能发生水解反应。故 A、 C两项正确。( 3)根据碳四价、氧二价、氢一价的特点,结合结
构模型,可确定 G的结构简式为
( 4)由 D的结构简式可逆推 C的结构简式为
B 的结构简式为
D 的分子式为 C9H10O2 , E 在组成上比 D多一
个氧原子,说明 D 中的— CHO被氧化为— COOH , E的结构
简式为 由 E的结构简式和 G
3. ( 2009· 上海, 28 )环氧氯丙烷是制备环氧树脂的主要原料,工业上有不同的合成路线,以下是其中的两条(有些反应未注明条件)。
完成下列填空:( 1 )写出反应类型:反应① ,反应③
。( 2 )写出结构简式: X ,Y 。( 3 )写出反应②的化学方程式: 。
( 4 )与环氧氯丙烷互为同分异构体,且属于醇类的
物质(不含 结构)
有 种。
解析 油脂水解得产物 X 为甘油(丙三醇),由丙三醇与 HCl按 1∶2比例发生取代反应生成中间产物 Y为 反应②为酯的水解反应
CH3COOCH2CH CH2+H2O CH3COOH
+HOCH2CH CH2 。且由 HOCH2CH CH2 生成 Y的反
应为
反应类型为加成反应。
一、选择题(本题包括 8 个小题,每小题 5 分,共 40分)
1. ( 2009·海南, 18 )下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是 ( )A.2,2,3,3- 四甲基丁烷 B.2,3,4- 三甲基戊烷C. 3 , 4- 二甲基己烷 D.2 , 5- 二甲基己烷
定时检测
D
2. 某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为:
则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是 ( )A.1 种,加聚反应 B.2 种,缩聚反应C.3 种,加聚反应 D.3 种,缩聚反应
B
3. 药用有机化合物 A ( C8H8O2 )为一种无色液体。
从 A 出发可发生如图所示的一系列反应。则下列说法正确的是 ( )
A. 根据 D 和浓溴水反应生成白色沉淀可推知 D 为三溴苯酚
B.G 的同分异构体中属于酯且能发生银镜反应的只有一种
C. 上述各物质中能发生水解反应的有 A 、 B 、 D 、G
D.A 的结构简式为
解析 A项,易推知 D 为苯酚、 F 为三溴苯酚; B项, G的同分异构体中属于酯且能发生银镜反应的有: HCOOCH2CH2CH3 和 HCOOCH ( CH3 ) 2 两种; C
项, D是苯酚,不发生水解反应; D项,综
合推知 A的结构简式为 ,所以答案为 D。答案 D
4. 某有机物的结构简式为
等物质的量
的
该有机物分别与 Na 、 NaOH 和新制 Cu ( OH ) 2 悬
浊液充分反应(反应时可加热煮沸),所需 Na 、NaOH 和 Cu ( OH ) 2 的物质的量之比为 ( )
A.6∶4∶5 B.1∶1∶1 C.3∶2∶2 D.3∶2∶3
解析 选 C是因为忽略了羧基与 Cu( OH ) 2 的反应,误以为 3 mol —OH 耗 3 mol Na,1 mol 酚— OH 和 1 mol —COOH耗 2 mol NaOH,1 mol —CHO耗 2 mol Cu ( OH ) 2
而得到 3∶2∶2 的错解;选 A则是考虑了 1 mol —COOH 能溶解 0.5 mol Cu ( OH ) 2 ,即变为 3∶2∶2.56∶4∶5 ,但疏忽了— CHO被氧化生成的— COOH也能溶解 Cu( OH ) 2; 如果错误地认为醇— OH也能与NaOH溶液反应,就会选 B;醇— OH,酚— OH,—COOH 消耗 Na ;酚— OH,— COOH 消耗 NaOH ;—COOH溶解 Cu( OH ) 2 ,— CHO被 Cu ( OH ) 2 氧化成— COOH后又溶解Cu( OH ) 2 。答案 D
5. 某羧酸衍生物 A ,其化学式为 C6H12O2 ,实验表明
A 和 NaOH 溶液共热生成 B 和 C , B 和盐酸反应生成有机物 D , C 在一定条件下催化氧化为 D ,由此判断 D 的结构简式为 ( )A.CH3CH2COOCH2CH2CH3
B.CH3CH2CHO
C.CH3CH2CH2OH
D.CH3CH2COOH
解析 由 A B+C , B与
盐酸反应生成D 可知 A 为酯, C 为醇, D 为羧酸。又因 C催化氧化生成 D ,则 C 、 D 分子中碳原子个数相等, D应为丙酸,其结构简式为 CH3CH2COOH 。
D
6. M 是一种治疗艾滋病的新药(结构简 式见右图),已有 M 分子中— NH— COO— (除 H外)与苯环在同一平 面内,关于 M 的以下说法正确的 是 ( )A.该物质易溶于水B.M 能发生加聚反应C.M 的分子式为 C13H12O2NF4
D.M 分子内至少有 13 个碳原子在同一平面内
解析 该物质属于酯类,不易溶于水;有碳碳双键可发生加聚反应; M 的分子式为 C14H11O2NF4 ;根据
甲烷上碳原子和氢原子的空间结构,— CF3上的碳
原子和碳碳双键左边的碳原子不可能同时在苯环确定的平面内。答案 B
7.伞形酮可用作荧光指示剂和酸碱指示剂。其合成方法为:
下列说法正确的是 ( )A.每个雷琐苯乙酮、苹果酸和伞形酮分子中均含有 1 个
手性碳原子B.雷琐苯乙酮和伞形酮都能跟 FeCl3 溶液发生显色反应
C.1 mol雷琐苯乙酮跟足量 H2 反应,最多消耗 3 mol H
2
D.1 mol伞形酮与足量 NaOH 溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
解析 A项,雷琐苯乙酮、伞形酮分子中不含手性碳原子,苹果酸中含有 1个手性碳原子,故不正确;B项,雷琐苯乙酮和伞形酮中均有酚羟基,故都能跟FeCl3溶液发生显色反应,正确; C项, 1 mol雷琐苯乙酮最多消耗 4 mol H2 (即苯环消耗 3 mol H2,C O
键消耗 1 mol H2 ) ;1 mol伞形酮与氢氧化钠反应时,酚羟基消耗 1 mol 氢氧化钠,酯水解消耗 2 mol 氢氧化钠(酯水解生成 1 mol酚羟基),故不正确。答案 B
8. -鸢尾酮香料的分子结构如右图,下列说法不正确的是( )A. -鸢尾酮可与某种酚互为同分 异构体B.1 mol -鸢尾酮最多可与 3 mol H2
加成
C. -鸢尾酮能发生银镜反应D. -鸢尾酮经加氢→消去→加氢三步反应可转变为 :
α
α
α
α
α
C
二、非选择题(本题包括 4小题,共 60 分)9. ( 14 分)( 2009·广东, 25 )叠氮化合物应用广泛,如 NaN3 可用于汽车安全气囊, PhCH2N3 可用
于合成化合物 V(见下图,仅列出部分反应条件 ,
Ph- 代表苯基 )。
( 1 ) 下列说法不正确的是 (填字母)。A. 反应①、④属于取代反应B. 化合物 I可生成酯,但不能发生氧化反应C. 一定条件下化合物Ⅱ能生成化合物 ID. 一定条件下化合物Ⅱ能与氢气反应,反应类型与
反应②相同( 2 )化合物Ⅱ发生聚合反应的化学方程式为(不要求写出反应条件)。( 3 )反应③的化学方程式为(要求写出反应条件)。
( 4 )化合物Ⅲ与 PhCH2N3 发生环加成反应生成化合
物 V,不同条件下环加成反应还可生成化合物 V的同分异构体。该同分异构体的分子式为 ,
结构简式为 。( 5 )科学家曾预言可合成 C ( N3 ) 4 ,其可分解成
单质,用作炸药。有人通过 NaN3 与 NC- CCl3 反应成功
合成了该物质。下列说法正确的是 ( 填字母 ) 。A.该合成反应可能是取代反应B.C ( N3 ) 4 与甲烷具有类似的空间结构
C.C ( N3 ) 4 不可能与化合物Ⅲ发生环加成反应
D.C ( N3 ) 4 分解爆炸的化学反应方程式可能为:
C ( N3 ) 4 C+6N2↑
解析 ( 1)反应①中很显然 PhCH2CH3 中的 H被 Cl
代替生成 PhCHCH3, 属取代反应,同样④中— Cl
被— N3代替, A 正确;Ⅰ可以发生氧化反应, B
错误;由合成路线知Ⅱ为 PhCH CH2, 可与 H2O 加
成生成 I, C正确;Ⅱ与 H2 、 Br2均会发生加成反
应, D正确。 ( 2)Ⅱ为乙烯型,可发生加聚 nPhCH CH2
( 3)由③的条件知发生了烷烃基的取代,因此Ⅳ的结构简式为 PhCH3 。
( 4) PhCH2N3 结构简式可写为 PhCH2N—N≡N与
PhC≡CH 发生加成反应除生成Ⅴ外,还可生成
( 5)通过信息描述 A 正确;甲烷为正四面体结构,C( N3 ) 4 与甲烷空间结构相同,故 B正确;由( 4)
知 C错误;题目中给出了 C( N3 ) 4 可分解成单质,用
作炸药,因此 D正确。
加成方式、部位不同。
10. ( 15 分)( 2009· 上海, 29 )尼龙 -66广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件,亦可制成薄膜用作包装材料,其合成路线如下图所示(中间产物 E 给出了两条合成路线)。
HO H
完成下列填空:( 1 )写出反应类型:反应② ,反应③
。( 2 )写出化合物 D 的结构简式: 。( 3 )写出一种与 C互为同分异构体,且能发生银镜反应的化合物的结构简式: 。( 4 )写出反应①的化学方程式: 。( 5 )下列化合物中能与 E 发生化学反应的是 。a.NaOH b.Na2CO3
c.NaCl d.HCl( 6 )用化学方程式表示化合物 B 的另一种制备方法(原料任选): 。
解析 由题给信息可知卤代烃与 HCN 在催化剂存在下可生成 R—CN 且 R—CN 可与 H2 发生加成反应生
成 R—CH2NH2 ,延长碳链。首先分析合成 E 的第一
条线路,由起始反应物至中间产物 NCCH2CH
CHCH2CN ,碳链增长了两个碳原子,可知 A 为二卤
代烃,推知 A的结构简式为
故反应①为 A 与 Cl2 在一定条件下发生 1,4 加成,
化学方程式为
同时由中间产物生成 E的
反应为 :NCCH2CH CHCH2CN
H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2
分析合成 E 的第二条路线,由 与 O2
反应生成
分子式为 C6H12O 的化合物 B ,发生的是氧化反应,
生成醇,反应方程式为
B 经催化氧化生成环酮
而由 在 HNO3催化下生成 C
的反应在中学没有学过,但这并不影响对 C结构式
的推断,此
时可用逆推法,分析最终产物的结构中存在部分可知,该尼龙 -66高聚物是由羧酸(或酰卤)与胺缩
聚而成,所以 C为羧酸,其结构简式为
因此 在 HNO3 作用下发生的是
开环氧化反应; C 与 NH3 反应生成的是铵盐 , 结构简式
为: H4NOOC ( CH2 ) 4COONH4 。
C 为二元羧酸,它的同分异构体很多,能发生银镜反应, 说明分子中含有— CHO ,而羟基醛和羧酸互为同分异构 体,因此 C的同分异构体很多,如
( 1 )指出反应类型: A→B , E→F ,G→H 。( 2 )写出和 E 同类别的所有同分异构体 :
。( 3 )写出反应方程式 :(要求注明反应的条件)①E→F 。②E→G 。
11. ( 15 分)有机化合物 A 只含 C 、 H两种元素,且其相对分子质量为 56 ,与 A相关的反应如下:
③C 与足量的 。
( 4 )在 G 中最多有 个原子处在同一个平面。
答案 ( 1 )加成反应 酯化(取代)反应 加聚反应( 2 ) CH3CH2CH(OH)COOH CH2(OH)CH (CH3)COOH
CH3CH(OH)CH2COOH CH2 (OH)CH2CH2COOH
12. ( 16 分)(探究创新)功能性纳米小分子的合成与功能研究是目前有机化学研究的热点问题。
( 1 )某分子记忆元件的结构简式为:
它的分子式为 ,分子中所含的官能团有 (只写两种)。
( 2 )环蕃 A ( Cyclophane )和超蕃 B ( Superphane )是一种光电信息材料,它们的结构如图所示。
解析 ( 1)通过结构简式可以看出它的官能团有—NH2 、— C≡C—、— NO2 ,任写两个即可。
( 2 )(Ⅰ)由环蕃和超蕃的球棍模型可知,它们不可能互为同系物,因为它们的结构不同;而环蕃中与苯环相连的 C原子上有氢原子,可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;苯环上有氢原子,则也可以和液溴和硝酸发生取代反应;超蕃中,苯环上无氢原子,所以不能发生取代反应,没有一氯代物和二氯代物。所以本题的答案为 C。(Ⅱ)从环蕃的合成途径可以看出先发生取代反应,再通过电解生成第二种物质,最后由加成反应生成了环蕃。因反应②中得到电子,则其是在阴极上生成。答案 ( 1 ) C22H14N2O2 碳碳三键、氨基、硝基(任写两个) ( 2 )(Ⅰ) C (Ⅱ)取代反应 加成反应 阴
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