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1、微专题十五有机合成与推断综合题型研究【知识网络】 (本专题对应学生用书第93105页)【能力展示】能力展示1(2011新课标卷)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：已知以下信息：A中有5种不同化学环境的氢；B可与FeCl3溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。请回答下列问题：(1) 香豆素的分子式为。(2) 由甲苯生成A的反应类型为；A的化学名称为。(3) 由B生成C的化学方程式为。(4) B的同分异构体中含有苯环的还有种
2、，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有种。(5) D的同分异构体中含有苯环的还有种。其中：既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是(填结构简式)。能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是(填结构简式)。答案(1) C9H6O2(2) 取代反应2-氯甲苯(或邻氯甲苯)(3)+2Cl2+2HCl(4) 42(5) 4解析(1) 由香豆素的结构简式可知其分子式为C9H6O2。(2) 本题推断的关键有两点，一是根据物质之间转化的条件，二是要充分运用题目所告诉的新信息。FeCl3作催化剂时，发生的取代是在苯环上，据水杨醛的结构可知，此取代应在甲基的邻位上；A到B是卤代烃的水解反应条件；B到C是苯环上烷基取
3、代反应的条件；C到D是卤代烃水解的条件，根据信息可知反应的产物。转化关系如下：(4)的含苯环的同分异构体，属于酚的还有间位和对位两种；属于醇的和属于醚的还各有1种，共4种；核磁共振氢谱中只出现四组峰的是、。(5) D的结构简式是，若不改变取代基的种类，羟基和醛基可以是对位或是间位；若只有一个取代基可以是羧基或酯基，结构简式为、。其中既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是；能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是。2(2012新课标卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从
4、廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：已知以下信息：通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；D可与银氨溶液反应生成银镜；F的核磁共振氢谱表明有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为11。回答下列问题：(1) A的化学名称为。(2) 由B生成C的化学方程式为 ；该反应类型为。(3) D的结构简式为。(4) F的分子式为。(5) G的结构简式为。(6) E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有种，其中核磁共振氢谱有3种不同化学环境的氢，且峰面积比为221的是(填结构简式)。答案(1) 甲苯(2)+2Cl2+2HCl取代反应(3)(4) C7H4O3Na2(5)(
5、6) 13 解析A为甲苯，由反应条件可知AB发生的是取代苯环上的氢原子，结合最终产物“对羟基苯甲酸丁酯”可知B为，BC条件是光照，取代苯环侧链甲基上的氢原子，C为，由反应条件可知CD是水解，且生成醛基，D为、E为；由F与酸反应生成G，结合G的分子式及E到F的条件可知F为、G为。(6) 苯环上的取代基可有两种情况OH、CHO、Cl，、Cl；第种情况：三个取代基，先固定两个OH、CHO有三种：、 、(对)，然后再加上Cl，分别有4、4、2种加法；第种情况：两个取代基，有邻、间、对3种，共有13种。核磁共振氢谱有3种不同化学环境的氢说明是一种比较对称的结构，峰面积比为221，说明氢原子个数之比为22
6、1，其结构简式是。3(2013新课标卷)査尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：已知以下信息：芳香烃A的相对分子质量在100110之间，1 mol A充分燃烧可生成72 g水。C不能发生银镜反应。D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示有4种氢。+RCH2I+NaIRCOCH3+RCHORCOCHCHR+H2O回答下列问题：(1) A的化学名称为。(2) 由B生成C的化学方程式为。(3) E的分子式为，由E生成F的反应类型为。(4) G的结构简式为。(5) D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方
7、程式为。(6) F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为22211的为(填结构简式)。答案(1) 苯乙烯(2) 2+O22+2H2O(3) C7H5O2Na取代反应(4) (5) +H2O+HCOOH(6) 13解析(1)(2)根据A的相对分子质量是100110之间，1 mol A充分燃烧可生成72 g水，说明1个A分子中含有8个H，并且与水在酸性条件下的产物能被氧气氧化，则可推知A为苯乙烯，苯乙烯和水发生加成反应，生成苯乙醇，结构简式为，C是苯乙酮，结构简式为，和醇羟基相连的碳原子上只有1个氢原子的醇被氧化成酮，反应
8、的化学方程式为2+O22+2H2O。(3) 根据D的分子式：C7H6O2有5个不饱和度，能发生银镜反应，说明分子中含有醛基，可溶于饱和Na2CO3溶液说明含有酚羟基，1个苯环和1个醛基共有5个不饱和度，核磁共振氢谱显示有4种氢，说明结构比较对称，D为对羟基苯甲醛，其结构简式为，与稀氢氧化钠溶液反应，只有酚羟基和氢氧化钠反应生成酚钠，分子式为C7H5O2Na，由E生成F利用的是信息，发生了取代反应。(4) 根据信息RCOCH3+RCHORCOCHCHR+H2O，醛基中的碳氧双键打开和羰基的-碳与-氢发生加成，再发生醇羟基的消去反应，最终生成G，其结构简式为。(5) D的芳香同分异构体H能发生银镜
9、反应，说明含有醛基或甲酸酯基，又能发生水解反应，说明含有酯基，综上所述说明分子中含有甲酸酯基，结合分子式、不饱和度，H是甲酸苯酚酯，其在酸催化下发生水解反应的化学方程式为+H2O+HCOOH。(6) F的同分异构体中，能发生银镜反应说明含有醛基，又能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基，苯环上含有两个取代基的有：CH2CHO和OH，两个取代基分别可以位于邻、间、对三种位置，还可以含有3个取代基：CHO、CH3、OH，先确定CHO、CH3处于邻位时，OH有4种可能的位置，CHO、CH3处于间位时，OH有4种可能的位置，CHO、CH3处于对位时，OH有2种可能的位置，所以F的同分异构体的数目
10、为3+4+4+2=13种；其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为22211的为。4(2014新课标卷)席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如下：已知以下信息：R1CHO+1mol B经上述反应可生成2mol C，且C不能发生银镜反应。D属于单取代芳烃，其相对分子质量为106。核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢。+H2O回答下列问题：(1) 由A生成B的化学方程式为，反应类型为。(2) D的化学名称是，由D生成E的化学方程式为 。(3) G的结构简式为。(4) F的同分异构体中含有苯环的还有种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱中有4组峰，且峰面积比为6
11、221的是(写出其中的一种的结构简式)。(5) 由苯和化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺：HIJ(N-异丙基苯胺)反应条件1所选择的试剂为；反应条件2所选择的试剂为；I的结构简式为。答案(1) 消去反应(2) 乙苯+HNO3+H2O(3) (4) 18 或或(5) 浓硝酸、浓硫酸铁粉/稀盐酸(其他合理还原条件也可) 解析A是氯代烷烃，发生消去反应得到烯烃B，结合信息可知B是一种对称烯烃，且双键碳原子上没有氢原子，则B结构简式为 ，生成的C是丙酮：；F分子式为C8H11N，结合信息，D是乙苯；F的苯环上只有两种环境的氢原子，则乙基、氨基位于对位上：；F与C丙酮发生信息的反应得到产品G：。(1
12、) A生成B是氯代烃的消去反应，C(CH3)2ClCH(CH3)2+NaOH)2+NaCl+H2O。(2) D的名称是乙苯，D生成E的化学方程式为+HNO3+H2O。(3) G的结构简式为。(4) 对乙基苯胺的同分异构体还有：苯环上只有一个取代基：NHCH2CH3、CH2CH2NH2；含有两个取代基：NHCH3和CH3、NH2和CH2CH3、CH2NH2和CH3，两个取代基分别可以位于邻、间、对三种位置；还可以含有3个取代基：NH2、CH3、CH3，当两个甲基处于邻位时，氨基有两种可能的位置，当两个甲基处于间位时，氨基有3种可能的位置，当两个甲基处于对位时，氨基有1种可能的位置。所以除F外，同
13、分异构体的数目为(4+33+2+3+1)-1=18种。核磁共振有4组峰表示有4种氢原子，是比较对称的结构，原子个数比为 6221的有 或或。(5) 结合题中的信息，采用逆推法：J用H2加成得到产品，J为，则I为，H为，反应条件1是苯环上引入硝基，试剂为浓硝酸、浓硫酸；反应条件2把硝基还原为氨基，试剂为Fe、稀盐酸。5(2015新课标卷)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下：回答下列问题：(1) A的名称是，B含有的官能团是。(2) 的反应类型是，的反应类型是。(3) C和D的结构简式分别为、。(4) 异戊二烯分子中最多有个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为。(5) 写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体：(填结构简式)。(6) 参照异戊二烯的上述合成路线，设计一种由A和乙醛为起始原料制备1，3-丁二烯的合成路线。答案(1) 乙炔碳碳双键、酯基(2) 加成反应消去反应(3) CH3CH2CH2CHO(4) 11(5) HCCCH2CH2CH3、CH3CCCH2CH3、(6) HCCHCH2CHCHCH2解析(1) 根据A的分子式C2H2，结合流程图可知，A为乙炔；根据逆推出B的结构简式为CH3
