第一部分专题十九有机推断及合成路线的分析与设计选考

[限时规范训练]单独成册1．参照已知信息，设计一条由CH2===CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件)。已知：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。2R—C≡C—H――→催化剂R—C≡C—C≡C—R＋H2，该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：写出用2­苯基乙醇()为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D()的合成路线。3．有机物G是合成免疫抑制剂药物霉酚酸的中间体，可由如下路径合成得到：已知：直接与苯环相连的卤素原子难与NaOH溶液发生取代反应。根据已有知识并结合相关信息，设计以、HCHO为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：分析①：目标有机物与原料的结构及差异物质结构简式结构1结构2结构3结构4目标有机物羟基—OH苯环亚甲基—CH2—甲酸酯基HCOO—原料1羟基—OH苯环2个溴原子—Br原料2HCHO醛基—CHO差异目标有机物比原料1少2个溴原子，多了侧链—CH2OOCH(位于羟基的邻位)分析②：从表中分析来看，目标有机物中的结构1与结构2在原料1中都存在，因此不需要转变。目标有机物中的结构3和结构4合起来为—CH2OOCH，即为酯类，因此需要用HCOOH与—CH2OH反应得到。分析原料可知，HCOOH可由HCHO经氧化得到。而—CH2OH可由—CH2Cl水解得到，因此如何引入—CH2Cl是关键，此基团可由—CH3通过氯代反应得到，但根据已学的知识在苯环上引入一个—CH3无法实现，此时需要应用其他方法。分析有机物G的合成路线，可知D→E引入了—CH2Cl，问题得到解决。目标有机物中没有溴原子，而原料1中有溴原子，因此必须想办法将其去掉。回忆所学知识，没有这方面的讲解，故必须在题中寻找，发现C→D可实现这一转化。分析③：由分析②可知，有3个顺序需要确定，一是引入—CH2Cl，二是除去溴原子，三是酯化反应。从有机物G的合成路线中C→E看，会误认为可以先除去溴原子，再引入—CH2Cl，出现这样的错误是由于没有弄清反应的原理，D物质中—OH的邻、对位已部分被其他基团占据，故再引入—CH2Cl，不会出现大量副产物，而若先除去中溴原子，则得到，此时再引入—CH2Cl，会产生大量的副产物，故应引入—CH2Cl之后再除去溴原子。由题给信息知在引入—CH2Cl之后，可在NaOH溶液中水解(此时苯环上的溴原子不水解)，使—CH2Cl转变为—CH2OH，再进行酯化反应和除去溴原子即可。(先酯化后除去溴原子也可)4．功能高分子P的合成路线如下：(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是________________________。(2)试剂a是________。(3)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团：________________________。(4)反应④的反应类型是________________________________________。解析：若选择A的分子式C7H8作为突破口，不饱和程度高是其特点，考虑有苯环，原料A为甲苯，因试剂a和原料E结构缺失，无法运用正向合成法。调整思路选用逆向合成法，拆解高分子P结构，若P是加聚产物，加聚反应只有一种反应物，题目中却有D、G两种反应物，否定加聚反应得到P。P结构中有酯基，还可能是高分子与醇反应得P，从酯基断键可得和，结合⑤的反应条件可知F＋H2O―→G＋C2H5OH是水解反应，G中含羧基则可确定结构为D为通过条件②可知B苯环侧链烃基发生氯代反应，条件③是卤代烃水解条件即NaOH的水溶液，硝基只能是条件①时苯环硝化反应上去的基团，所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。A的结构简式为，由G推得F为则E中含有碳碳双键和酯基官能团，反应④为加聚反应。答案：(1)(2)浓硫酸和浓硝酸(3)酯基、碳碳双键(4)加聚反应5．有机物F是有机化学中常用的中间体，合成F的一种路线如图所示：已知：ⅰ.A的核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为2∶1∶3；C的核磁共振氢谱只有1组峰。ⅱ.两分子羰基化合物在一定条件下可以发生反应：回答下列问题：(1)A的化学名称是________________________________________。(2)由A生成B的反应类型是___________________________________，B的结构简式为______________________________________。(3)C与D反应生成E的化学方程式为__________________________。F的结构简式为____________________________________________。解析：(1)A的分子式为C3H6，其核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为2∶1∶3，则A为CH2===CHCH3(丙烯)。(2)A与H2O反应生成B，B发生催化氧化反应生成C，C的核磁共振氢谱只有1组峰，说明C的结构高度对称，则C为CH3COCH3，因此可推出B为(CH3)2CHOH。(3)C为CH3COCH3，D为C6H5CHO，根据已知信息ⅱ，C和D反应生成E，进一步生成F的过程为答案：(1)丙烯(2)加成反应(CH3)2CHOH6．(2019·湖北八校联合模拟)由乙烯和丙二酸等物质合成I，合成路线如下：已知：请回答下列问题：(1)丙二酸的结构简式是____________________________________。(2)有机物D的分子式为C5H10O4，其官能团的名称是_________________。(3)写出A→B的化学反应方程式_______________________________。(4)E→F的反应类型是_______________________________________________。(5)在一定条件下，丙二酸与乙二醇通过发生缩聚反应生成高分子化合物。写出该高分子化合物的化学式_____________________________________。(6)I的同分异构体中属于芳香族化合物且满足下列条件的有________种。①苯环上有4个取代基；②与FeCl3溶液发生显色反应；③每种同分异构体1mol能与1mol碳酸钠发生反应，也能与足量金属钠反应生成2molH2；④一个碳原子连接2个或2个以上羟基不稳定。其中苯环上的一氯代物只有一种的是________。(写出其中一种的结构简式)(7)丙二酸可由乙烯、甲醛为原料制得(其他无机试剂任选)。请模仿并画出合成路线图___________________________________________________。解析：乙烯发生催化氧化生成A，A能与H2反应生成B，A＋HCHO→D，根据题给已知①，A的结构简式为CH3CHO，B的结构简式为CH3CH2OH；D的分子式为C5H10O4，D由1molA与3molHCHO制得，D的结构简式为；B与Na反应生成C，C为CH3CH2ONa；D与H2反应生成E，E的结构简式为，E与HBr发生取代反应生成F，F的结构简式为；丙二酸与B(CH3CH2OH)发生酯化反应生成G，G的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3；G＋F→H发生题给已知②的反应，H的结构简式为根据H→I的条件和I的分子式(C9H12O4)可推知I的结构简式为(6)I的分子式为C9H12O4，I的不饱和度为4，则I的属于芳香族化合物的同分异构体中侧链都是饱和结构；I的同分异构体与FeCl3溶液发生显色反应，I的同分异构体含酚羟基；1molI的同分异构体能与1molNa2CO3反应，I的同分异构体中含1个酚羟基；1molI的同分异构体与足量Na反应生成2molH2，I的同分异构体中还含有3个醇羟基；一个碳原子上连接2个或2个以上羟基不稳定，I的同分异构体的苯环上四个取代基为：一个—OH和3个—CH2OH，3个—CH2OH在苯环上有三种位置。，酚羟基分别取代苯环上H，依次有2种、3种、1种，符合题意的I的同分异构体有2＋3＋1＝6种。其中苯环上一氯代物只有一种的结构简式为。(7)丙二酸中含3个碳原子，乙烯中含2个碳原子，HCHO中只有一个碳原子，碳链增长，联想题给已知①，由乙烯合成CH3CHO，结合题给流程，合成路线流程为：答案：(1)HOOCCH2COOH(2)羟基、醛基(3)CH3CHO＋H2――→催化剂△CH3CH2OH(4)取代反应(5)(正确的结构式、结构简式亦可)(6)6或7．(2019·江西上饶模拟)已知A是芳香烃，苯环上只有一个取代基，A完全加氢后分子中有两个甲基，E的分子式为C9H8O2，能使溴的四氯化碳溶液褪色，其可以用来合成新型药物H，合成路线如图所示。请回答下列问题：(1)写出有机物A的结构简式：________。有机物H中存在的官能团名称为____________________________________________________________________。(2)上述反应过程中属于取代反应的有________(填数字序号)。(3)有机物D在一定条件下可以聚合形成高分子，写出该聚合反应的化学方程式____________________________________________________________________。(4)写出H在氢氧化钠催化作用下的水解方程式：____________________。(5)有机物E有多种同分异构体，写出符合下列条件的同分异构体的结构简式：___________________________________________________________。A．存在苯环且苯环上核磁共振氢谱只有2组峰值B．能发生银镜反应C．能发生水解反应(6)参照H的上述合成路线，设计一条由乙烯和NH2—CH(CH3)2为起始原料制备医药中间体CH3CONHCH(CH3)2的合成路线：________(需注明反应条件)解析：A是芳香烃，根据分子式含有1个苯环，能和溴的四氯化碳溶液发生反应，说明含有碳碳双键，A和氢气发生加成反应后有两个甲基，说明烃基上含有1个支链，即A的结构简式为，和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，即B的结构简式为，反应②发生卤代烃的水解反应，羟基取代溴原子的位置，即C的结构简式为转化为D发生氧化反应，D的结构简式为，对比D和E的分子式，以及E能使溴的四氯化碳溶液褪色，反应④发生消去反应，即E的结构简式为：，根据信息①，溴原子取代羧基中羟基的位置，F的结构简式为：，根据信息②发生取代反应，即H的结构简式为(6)根据中间体的结构简式，生成中间体的两种有机物分别是：CH3COBr和(CH3)2CHNH2，由CH3COOH和PBr3发生取代反应生成CH3COBr，乙酸由乙醛氧化生成，乙醛可以由乙烯直接转化而成，也可以由乙醇氧化生成，乙醇由乙烯的水化法产生，选择最简单的路线。答案：(1)碳碳双键、肽键、酯基(2)②⑤⑥8．2017年治疗膀胱癌的有机小分子药物M被批准使用，其合成路线图：请回答：(1)A的名称为____________，G中含氧官能团的名称为____________。(2)⑤的反应类型为______________。H的分子式为____________。(3)①的化学方程式为___________________