高考经典选考题创新突破(十二)有机综合推断题的解题策略
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高考经典选考题创新突破(十二)有机综合推断题的解题策略
1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类
(1)使溴水褪色,则可能含有“”或“—C≡C—”或“—CHO”结构。
(2)使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“”“ —C≡C—”“—CHO”等结构或为苯的同系物。
(3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。
(4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
(5)遇I2变蓝则该物质为淀粉。
(6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有“—CHO”。
(7)加入Na 放出H 2,表示含有“—OH ”或“—COOH ”。
(8)加入NaHCO 3溶液产生气体,表示含有“—COOH ”。
2.根据性质确定官能团的位置
(1)若醇能氧化为醛或羧酸,则含有“—CH 2OH ”结构;若能氧化成酮,则含有“”
结构。
(2)由消去反应的产物可确定“—OH ”或“—X ”的位置。
(3)由加氢后的碳架结构,可确定“
”或“—C ≡C —”的位置。
(4)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的大小,可确定“—OH ”与“—COOH ”的相对位置。
3.由反应条件推断
(1)“NaOH 醇溶液”并“加热”反应条件为卤代烃的消去反应。
(2)“NaOH 水溶液”并“加热”反应条件卤代烃或酯的水解。
(3)“浓H 2SO 4”并“加热”反应条件通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物,或者是醇与酸的酯化反应。
(4)“稀硫酸”并“加热”反应条件为酯或淀粉(糖类)的水解反应。
(5)“催化剂(铜或银)”并有“氧气”反应条件是醇氧化为醛或酮。
(6)“催化剂”“加氢”反应条件通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基、酮羰基的加成反应。
(7)与“X 2反应”且“光照”时,通常是X 2与烷烃基或苯环侧链烃基上H 原子发生的取代反应,“Fe 或FeX 3”作催化剂时“与X 2反应”,通常为苯环上的H 原子直接被取代。
4.依据已知信息进行有机结构推断“迁移”应用 (1)苯环侧链引进羧基 如
(R 代表烃基)被酸性KMnO 4溶液氧化生成
,此反应可缩短碳链。
(2)卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸。
如CH 3CH 2Br ――→NaCN
CH 3CH 2CN ――→H 2O
CH 3CH 2COOH 。
(3)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮
如+CH 3CH 2CHO ;
(4)RCH===CHR ′(R 、R ′代表H 或烃基)与碱性KMnO 4溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸。
(5)双烯合成
如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,
(6)羟醛缩合
有α-H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β羟基醛,称为羟醛缩合反应。
稀OH-△
CH3CH===CHCHO
-H2O
2CH3CH2CHO稀OH-△
-H2O
[真题剖析]
1.(2018·全国卷Ⅱ)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。
E是一种治疗心绞痛的药物。
由葡萄糖为原料合成E的路线如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为________________。
(2)A中含有的官能团的名称为________________。
(3)由B到C的反应类型为________________。
(4)C的结构简式为________________。
(5)由D到E的反应方程式为________________________________________________。
(6)F是B的同分异构体。
7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有________种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱为三组峰,
峰面积比为3∶1∶1的结构简式为________。
解析葡萄糖经催化加氢生成的A为CH2OH(CHOH)4CH2OH,B和CH3COOH发生酯化反应,结合C的分子式可知B和CH3COOH以等物质的量反应,则C的结构简式为
;参考E的结构简式可知C中羟基与硝酸发生反应,则D为;D在碱性条件下发生水解
反应生成E。
(5)在NaOH溶液作用下发生水解反应生成和CH3COONa,其化学方程式为
+NaOH―→
+CH3COONa。
(6)结合图示可知B的分子式为C6H10O4,即F的分子式也为C6H10O4,其摩尔质量为146 g·mol-1,7.30 g F的物质的量为
7.30 g
溶液反应生成2.24 L(0.1 mol)CO2可146 g·mol-1=0.05 mol,结合0.05 mol F与饱和NaHCO3
知1 mol F中含2 mol —COOH,则F的结构中,主链上含有4个碳原子时有6种情况,即
(数字表示另一个—COOH的位置,下同)和
;主链含3个碳原子时有3种情况,即
,则符合条件的F有9种可能结构。
其中核磁共振氢谱中吸收峰的峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为。
答案(1)C6H12O6(2)羟基(3)取代反应
(4)
(5)见解析
(6)9
2.(2017·全国卷Ⅲ)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。
实验室由芳香烃A制备G 的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________。
C的化学名称是________。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是__________________,该反应的类型是________。
(3)⑤的反应方程式为________________________________。
吡啶是一种有机碱,其作用是__________________________。
(4)G的分子式为________。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有________种。
(6)4甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线:___________________________________ (其他试剂任选)。
解析(1)根据反应①的反应条件,可推知该反应是苯环所连的烃基上的氢原子被取代,
属取代反应,根据B的分子式,可推知A为甲苯,即,C为三氟甲苯。
(2)反应③是在C分子的苯环上的间位引入—NO2,属硝化反应,所以反应试剂和条件是浓硝酸、浓硫酸,加热,属取代反应。
(5)由于取代基相同,只是位置不同,—CF3和—NO2处于邻位,另一个取代基在苯环上有3种位置;—CF3和—NO2处于间位,另一个取代基在苯环上有4种位置;—CF3和—NO2处于对位,另一个取代基在苯环上有2种位置,共有9种结构。
(6)苯甲醚先与混酸反应,在对位上引入硝基,然后将—NO2转化成—NH2,最后在吡啶作用下与CH3COCl反应生成目标产物。
答案(1)三氟甲苯
(2)浓HNO3、浓H2SO4,加热取代反应
(3)――→
吡啶
+HCl
吸收反应产生的HCl ,提高反应转化率
(4)C 11H 11F 3N 2O 3 (5)9
[模拟预测]
1.(2019·重庆名校联盟诊断)H(
)在医疗上
常用于治疗眼科疾病,由A 合成H 的路线图如下:
已知:Ⅰ.R 1—CH===CH 2+R 2—NH 2――→一定条件
R 1—CH 2—CH 2—NH—R 2
(1)F 中含氧官能团的名称为____________。
(2)反应④的反应类型为________;反应②的反应条件为________________。
(3)D 的结构简式为____________。
(4)反应③的化学方程式为________________________________________________。
(5)符合下列条件的A 的同分异构体有________种(不考虑顺反异构)。
①只含酯基和碳碳双键 ②能发生银镜反应
(6)以2丙烯醇和乙醇为起始原料,选用必要的无机试剂合成A ,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件) ________________________________________________________________________。
解析 结合题给信息Ⅰ、A 的分子式及B 的结构简式可知A 为CH 2===CHCOOCH 2CH 3,
结合题给信息Ⅱ可推知C为,则D为
,E为
,G为。
(2)反应④为取代反应;反应②为醇的消去反应,反应条件为浓硫酸、加热。
(5)符合条件的A的同分异构体是含有碳碳双键的甲酸酯,即HCOOR(R=—C4H7)。
HCOOR可看成HCOO—取代C4H8中的1个H,C4H8的3种同分异构
体:共有8种不同化学环境的H。
答案(1)羧基(2)取代反应浓硫酸、加热
(3)
(4)+CH3OH浓H2SO4
△
+H2O
(5)8
(6)CH 2===CHCH 2OH ――→Cu/O 2△ CH 2===CHCHO ――→O 2催化剂 CH 2===CH 2、CHCOOH ――→
CH 3CH 2OH 浓硫酸,△
CH 2===CHCOO 2H 5
2.(2019·广东六校第二次联考)有机物G 可通过以下方法合成:
(1)有机物G 的含氧官能团有________和________(填名称)。
(2)C →D 的转化属于________反应(填反应类型)。
(3)
上
述
流
程
中
设
计
A →B
步
骤
的
目
的
是
________________________________________________________________________。
(4)A
与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(5)A 的同分异构体X 满足下列条件: Ⅰ.能与NaHCO 3反应放出气体; Ⅱ.能与FeCl 3溶液发生显色反应。
符合上述条件的X 有________________种。
其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为________________________________________________________________________。
(6)参照上述合成路线和信息,以乙醛为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
解析 (1)由有机物G 的结构简式可知其中含有氨基、羧基和酚羟基三种官能团,其中含氧官能团为羧基和酚羟基。
(2)根据C 和D 的结构简式可知C 中—CH 2OH 在CrO 3作用下生成-CHO 即该反应为氧化反应。
(3)A 和F 中均含有酚羟基,而设计A →B 的步骤是保护酚羟基,防止C →D 的反应中酚羟基被CrO 3氧化。
(4)A 与足量NaOH 的溶液反应,生成CH 3OH
和等。
(5)根据限定条件Ⅰ可知含有—COOH,根据限定条件Ⅱ可知含有酚羟基,若苯环上含有—CH2COOH和—OH两个取代基,二者可在苯环上有邻、间、对3种位置关系;若苯环上含有—COOH、—CH3和—OH三个取代基,当—COOH、—CH3在苯环上处于邻位、间位和对位时,—OH的位置分别有4种、4种和2种,即苯环上有三个取代基时有10种同
分异构体,故符合限定条件的A的同分异构体X共有13种,其中的核磁共振氢谱有5组吸收峰。
答案(1)羧基酚羟基(2)氧化(3)保护酚羟基
专题讲座(六)有机合成与推断题突破策略
一、有机推断
1.推断有机物的依据、途径
有机物间的转变,实质上是官能团的转变,应根据官能团的性质和相互转变关系,结合具体的实验现象、数据,再分析综合,做出正确合理的推断。
①根据官能团的特征反应推断。
②根据反应后的产物逆向推断。
③根据衍变关系及反应条件,找出突破口进行推断。
④根据题目信息,灵活应用有机物知识进行推断。
2.有机推断题的解题思路
3.有机推断的四大“突破口”
(1)根据反应中的特殊条件进行推断。
①NaOH的水溶液——卤代烃、酯类的水解反应。
②NaOH的乙醇溶液,加热——卤代烃的消去反应。
③浓硫酸,加热——醇消去、酯化、苯环的硝化等反应。
④溴水或溴的CCl4溶液——烯烃、炔烃的加成反应,酚的取代反应。
⑤O2、Cu,加热——醇的催化氧化反应。
⑥新制的Cu(OH)2悬浊液,加热(或银氨溶液,水浴加热)——醛氧化成羧酸的反应。
⑦稀硫酸——酯的水解等反应。
⑧H2,催化剂——烯烃、炔烃的加成,芳香烃的加成,醛还原成醇的反应。
⑨光照——烷基上的氢原子被卤素原子取代。
⑩Fe或FeX3(X为卤素原子)——苯环上的氢原子被卤素原子取代。
(2)根据特征现象进行推断。
①使溴水褪色,则表示物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、酚羟基(产生白色沉淀)等。
②使酸性KMnO4溶液褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或苯的同系物等。
③遇FeCl3溶液显紫色,说明该物质中含有酚羟基。
④与新制的Cu(OH)2悬浊液在加热沸腾时有砖红色沉淀生成,或能与银氨溶液在水浴加热时发生银镜反应,说明该物质中含有—CHO。
⑤与金属钠反应有H2产生,表示物质中可能有—OH或—COOH。
⑥与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气体放出,表示物质中含有—COOH。
⑦遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑧遇I2变蓝,则说明该物质为淀粉。
(3)根据某些特殊产物确定官能团的位置。
①由醇氧化成醛(或羧酸),可确定—OH在链端;由醇氧化成酮,可确定—OH在链中;
若该醇不能被氧化,可确定与—OH 相连的碳原子上无氢原子。
②由消去反应的产物可确定“—OH ”或“—X ”的位置。
③由取代产物的种类可确定碳链结构。
④由加氢后碳架结构确定
或-C ≡C -的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的大小,可确定“—OH ”与“—COOH ”的相对位置。
(4)根据数据确定官能团的数目。
②2—OH(醇、酚、羧酸)――→Na H 2
③2—COOH ――→Na 2CO 3CO 2,—COOH ――→NaHCO 3CO 2
⑤某有机物与醋酸反应,相对分子质量增加42,则含有1个—OH ;增加84,则含有2个—OH 。
⑥由—CHO 转变为—COOH ,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个—CHO 。
⑦当醇被氧化成醛或酮后,相对分子质量减小2,则含有1个—OH ;若相对分子质量减小4,则含有2个—OH 。
二、有机合成 明确有机合成的任务
掌握有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。
(3)原子经济性高,具有较高的产率。
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
分析具体方法: 1.有机合成的分析方法 (1)正合成法:
即正向思维法,其思维程序是:原料→中间体→产物。
(2)逆合成法:
即逆向思维法,其思维程序是:产物→中间体→原料。
(3)正逆结合法:
采用综合思维的方法,将正向和逆向推导出的几种合成途径结合起来,从而优选得到最佳合成路线。
2.有机合成中碳骨架的构建
(1)链增长的反应:
①加聚反应;②缩聚反应;③酯化反应;④利用题目信息所给反应。
如卤代烃的取代反应,醛酮的加成反应……
(2)链减短的反应:
①烷烃的裂化反应;
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;
③利用题目信息所给反应。
如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法:
①二元醇成环:
如HOCH2CH2OH
浓硫酸
△
+H2O。
②羟基酸酯化成环:
如HO(CH2)3
浓硫酸
△
+H2O。
③氨基酸成环:
如H2NCH2CH2COOH―→+H2O。
④二元羧酸成环:
如HOOCCH2CH2COOH――→
浓硫酸
△
+H2O。
3.有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入:
引入官能团引入方法
引入卤素原子①烃、酚的取代;
②不饱和烃与HX、X2的加成;
③醇与氢卤酸(HX)反应
引入羟基
①烯烃与水加成; ②醛酮与氢气加成;
③卤代烃在碱性条件下水解; ④酯的水解; ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 引入碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成; ③烷烃裂化 引入碳氧双键
①醇的催化氧化;
②连在同一个碳上的两个羟基脱水; ③低聚糖和多糖水解可引入醛基; ④含碳碳三键的物质与水加成
引入羧基 ①醛基氧化;
②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
苯环上引入不同的官
能团
①卤代:X 2和FeX 3;
②硝化:浓硝酸和浓硫酸共热; ③烃基氧化; ④先卤代后水解 ①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环); ②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基; ③通过加成或氧化反应等消除醛基; ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的转化:
①通过官能团之间的衍变关系改变官能团。
如:醇
醛―→羧酸。
②通过某些化学途径使一个官能团变成两个。
如:CH 3CH 2OH ―→CH 2===CH 2―→CH 2XCH 2X ―→CH 2OHCH 2OH 。
③通过某些手段改变官能团的位置。
如:CH 3CHXCHXCH 3―→H 2C===CHCH===CH 2―→CH 2XCH 2CH 2CH 2X 。
4.有机合成思维模型
有机合成涉及官能团名称、反应类型判断、结构简式书写、化学方程式书写、同分异构体的判断、官能团的检验以及设计合成路线等内容,涉及新信息较多,对考生接受、吸收、整合化学信息的能力要求较高。
1.E是一种环保型塑料,其合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)A 中官能团的名称是________,检验该官能团的试剂有________(任写一种)。
(2)反应①的化学方程式为________________________________________________________________________,
其反应类型为________,在反应①中,还可以得到另一种分子式为C 10H 16的化合物,其结构简式为________________________________________________________________________。
(3)已知
系统命名为2丁酮酸,则C 的系统命名应为________。
(4)写出反应④的化学方程式:________________________________________________________________________。
(5)C 的同分异构体X 满足下列条件:①常温下,与碳酸钠溶液反应放出气体;②能发生银镜反应。
则符合条件的X 共有________种。
其中核磁共振氢谱共有四组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶2的X 的结
构简式为________________________________________________________________________。
(6)参照E 的合成路线,设计一条由4甲基3戊酮酸和甲醇为起始原料制备
的合成路线:
________________________________________________________________________
(无机试剂任选)。
解析:(1)根据有机物A 的结构简式可知,A 中官能团为碳碳双键;碳碳双键能够与溴发生加成反应,使溴水或溴的CCl 4溶液褪色。
(2)根据已知信息a 可知,与CH ≡C -CH(CH 3)2发生加成反应,可能为反应一
+CH ≡C -CH(CH 3)2――→一定条件
;也可能为反应二+CH ≡C -
CH(CH 3)2――→一定条件。
根据④为缩聚反应逆推出D 为
,根据③为加成反应,结合已知信息b ,可推断C 为CH 3COCH 2COOH ,
B 为,故①发生的反应为反应一,还可以得到另一种分子式为
C 10H 16的化合物为。
(3) 的名称为2丁酮酸,说明从羧基
碳原子开始编号,确定酮羰基的位置,则CH 3COCH 2COOH 的系统命名应为3
丁酮酸。
(4)CH 3CH(OH)CH 2COOH 在催化剂作用下发生缩聚反应生成高分子:
――→催化剂
+(n -1)H 2O 。
(5)与
CH 3COCH 2COOH 互为同分异构体的X 在常温下与碳酸钠溶液反应放出气体,则含有羧基;能发生银镜反应,则含有醛基,因此符合条件的有机物有OHC—CH 2CH 2COOH 和OHC—CH(CH 3)COOH ,共计2种;其中,核磁共振氢谱共有四组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶2的X 的结构简式为HOOCCH 2CH 2CHO 。
(6)要以4甲基3戊酮酸和甲醇为起始原料制备
,首先要观察起始原料与目标产物在结构上的区别,然后设计逆推合成路
线:合成目标产物需要(CH 3)2CHCH===CHCOOCH 3在一定条件下发生加聚反应,(CH 3)2CHCH===CHCOOCH 3的官能团是碳碳双键、酯基,而原料(CH 3)2CHCOCH 2COOH 的官能团是羰基、羧基,这时联想羧酸与醇发生酯化反应可生成酯,因此合成(CH 3)2CHCH===CHCOOCH 3就需要(CH 3)2CHCH===CHCOOH 与甲醇发生酯化反应,接下来要解决的问题是如何把羰基转化为碳碳双键,联想醇发生消去反应即可得到碳碳双键,而羰基加氢还原可得到醇羟基。
注意不能先酯化后消去,因为先酯化可能发生分子内的酯化反应,产物不纯,且消去的条件是浓硫酸加热,此时酯会水解。
答案:(1)碳碳双键 溴水(或溴的CCl 4溶液,其他合理答案也可)
(3)3丁酮酸
(5)2HOOCCH2CH2CHO
Pd
2.已知:+CH2===CH—M――→
碱
==CH—M+HX(X为卤原子,M为烃基或含酯基的取代基等),由有机物A合成G(香豆素)的步骤如下:
回答下列问题:
(1)A的名称为________,D的结构简式为________。
(2)C含有官能团名称是________;F→G的反应类型是________。
(3)写出A和银氨溶液反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
1 mol E最多能和________ mol NaOH发生反应。
(4)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的两种同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
Ⅰ.分子中除苯环外,无其他环状结构;
Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;
Ⅲ.能发生水解反应,不能与Na反应;
Ⅳ.能与新制Cu(OH)2按物质的量比1∶2发生氧化反应。
(5)试写出以苯和丙烯为原料,合成的路线流程图:________________________________________________________________________。
解析:由G 、F 的结构简式可知F 脱去1分子水得到G ,再由E 、F 的结构可知,E →F 可以在氢氧化钠水溶液、加热条件下水解,再酸化得到F 。
A 能与银氨溶液反应、酸化得到B ,则A 中含有—CHO ,B 与甲醇发生酯化反应生成C ,根据E 的结构简式和D 的分子式可推得C 为CH 2===CHCOOCH 3,A 为CH 2===CHCHO ,则B 为CH 2===CHCOOH ,结合已知信息和E 的结构可知,C +D →E 发生信息的反应,为取代反应,所以D 为。
则(1)根据以上分析可知A 的名称为丙烯醛,D 的结构简式为。
(2)C 含有官能团名称是碳碳双键和酯基;F →G 的反应类型是取代反应(酯化反应)。
(3)A 和银氨溶液反应的化学
方程式为CH 2===CHCHO +2Ag(NH 3)2OH ――→△
CH 2===CHCOONH 4+2Ag ↓+H 2O +3NH 3。
E 分子含有2个酯基,其中一个是酚羟基形成的,则1 mol E 最多能和3 mol NaOH 发生反应。
(4)Ⅰ.分子中除苯环外,无其他环状结构;Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;Ⅲ.能发生水解反应,不能与Na 反应,说明含有酯基,不能存在羟基;Ⅳ.能与新制Cu(OH)2按物质的量比1∶2发生氧化反应,说明还存在醛基,则符合条件的有机物结构简式为。
(5)以苯和丙烯为原料制备合成,可以用苯与溴
反应生成溴苯,用溴苯与丙烯发生取代得C 6H 5—CH===CHCH 3,最后加聚即可,反应的合成路线为――→CH 2CHCH 3Pd/碱
答案:(1)丙烯醛
(2)酯基和碳碳双键 取代反应/酯化反应
(3)CH 2===CHCHO +2Ag(NH 3)2OH ――→△
CH 2===CHCOONH 4+2Ag ↓+H 2O +3NH 3 3
3.麻黄素是中枢神经兴奋剂,其合成路线如下图所示。
其中A为烃,相对分子质量为92。
NHS是一种选择性溴代试剂。
HgSO4
已知:CH3-C≡CH+H2O――→
稀硫酸
(1)A的结构简式是________,E中含氧官能团的名称为________。
(2)反应B→C的反应条件和试剂是________,⑤的反应类型是________。
(3)F的结构简式是________________________________________________________________________。
(4)写出C→D的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)F的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构):
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体;②含有苯环。
其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式为________________________________________________________________________(任写一种)。
(6)请仿照题中流程图合成路线,设计以乙醛为起始主要原料合成强吸水性树脂
的合成路线,其他试剂及溶剂任选________________________________________________________________________。
解析:A为烃,相对分子质量为92,则92÷12=7…8,则A的分子式为C7H8,由E的结构可知A中含有苯环,故A为,甲苯与溴在NHS条件下发生取代反应生成B,B发生水解反应生成C,C可以发生氧化反应生成D,则B为,C为,D为。
E发生加成反应后脱水得到F,结合可知F为。
与氢气发生加成反应得到麻黄素。
(1)A为,名称是甲苯,E中含有的官能团为羟基、碳碳三键。
(2)反应B→C的反应类型是取代反应,⑤的反应类型是加成反应。
(3)F的结构简式是。
(4)反应C→D是
在铜的催化下与氧气反应,被氧化为,其反应的化学方程式:2
Cu
2+2H2O。
(5)F()的同分异构体中,含有苯环且+O2――→
△
能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,则含有羧基,一个取代基为—CH2CH2COOH、—CH(CH3)COOH,共有2种;两个取代基为—CH3、—CH2COOH,或者—CH2CH3、—COOH,各有邻、间、对3种,共有6种;三个取代基为—CH3、—CH3、—COOH,两个甲基有邻、间、对3种,在此基础上苯环上一个氢被羧基取代的情况分别有邻位2种、间位3种、对位1种共有6种,同分异构体有2+6+6=14(种);其中核磁共振氢谱显示为5组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式,必须满足结构中除了一个羧基外,有一个甲基,一个亚甲基和两个苯环上对称的氢,则只有。
(6)乙醛与NaC≡CH反应后酸化得到
,再与氢气发生加成反应得到,最后发生加聚反应生成
目标产物。
合成路线流程图为
CH 3CHO ――→①NaC ≡CH ②H +――→
H 2
Ni ――→催化剂。
答案:(1) 羟基
(2)NaOH 水溶液、加热 还原反应(或加成反应)
(6)CH 3CHO ――→
①NaC ≡CH
②H +
热点题型13 有机综合推断题突破策略
——证据推理与模型认知、变化观念
[热点精讲]
一、根据转化关系进行推断
有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,且有一部分产物或衍变条件常常是已知的,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及其衍生物之间的转化关系和转化条件。
1.甲苯的一系列常见衍变关系
2.二甲苯(如对二甲苯)的一系列常见衍变关系
(2020·济宁一模)合成抗癌新药盐酸埃克替尼的关键中间体G的一种合成路线如下图:
已知:①A分子中只有一种化学环境的氢;
(1)A的结构简式为________。
(2)E的分子式为____________;G中含氧官能团的名称为________。
(3)由E生成F的反应类型是________。
(4)W是D的同分异构体。
W是三取代芳香族化合物,既能发生银镜反应和水解反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应;1 mol W最多可与4 mol NaOH反应,W的同分异构体有________种;若W的核磁共振氢谱只有4组峰,则W的结构简式为_________________________________________。
【解析】根据A的分子式为C2H4O及已知信息①可知,A的结构简式为,B()与TsCl发生取代反应生成
C(),C再与D()发生取代反应生成E(),E再与HNO3发生取代反应(硝化反应)生
成F( ),F与氢气发生还原反应生成
G()。
(1)通过以上分析可知,A的结构简式为。
(2)E的结构简式为,则其分子式为
C13H16O6;G中的含氧官能团为醚键和羧基。
(3)由E生成F的反应类型是取代反应。
(4)W是D的同分异构体。
W是三取代芳香族化合物,说明W含有苯环;既能发生银镜反应和水解反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,说明W含有酯基、醛基和酚羟基;1 mol W最多可与4 mol NaOH反应,则W含有两个酚羟基、一个HCOO—,如果两个—OH处于邻位,有2种同分异构体,如果两个—OH处于间位,有3种同分异构体,如果两个—OH处于对位,有1种同分异构体,所以W的同分异构体共有6种;若W的核磁共振氢谱
只有4组峰,则W的结构简式为。
【答案】(1)(2)C13H16O6醚键和羧基(3)取代反应(或硝化反应)(4)6
二、依据反应试剂及条件、现象和性质进行推断
醛、葡萄糖等的氧化(实质为的氧化)
卤代烃、酯等的水解
有机物中含有酚羟基
有机物中含有
有机物为含有苯环结构的蛋白质
定量关系
1 mol~1 mol X2(HX、H2、H2O)
1 mol—C≡C~
2 mol X(HX、H)
物质转化过程中相对分子质量的变化(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量):
有一种新型有机物M,存在如下转化
关系:
已知:①化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,核磁共振氢谱显示其有两组吸收峰,且峰面积之比为1∶2。
②核磁共振氢谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。
F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。
根据以上信息回答下列问题:
(1)化合物M含有的官能团的名称为_________________________________。
(2)化合物C的结构简式是____________________________________,
A→C的反应类型是____________。
(3)写出B→G的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(4)写出E→F的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构):
________________________________________________________________________。
a.属于酯类
b.能发生银镜反应
【答案】(1)酯基、溴原子
(2)取代反应
(3)
(4)
(5)
三、以题给“已知”中的信息反应为突破口进行推断
以“已知”中的信息反应为突破口进行推断其实是一个拓宽视野和“模仿”的过程,解题时首先应确定合成路线中哪一步反应是以信息反应为模型的,可通过对比特殊的反应条件进行确定,也可对比信息反应及合成路线中反应物和生成物的特殊官能团进行确定;然后分析信息反应中旧键的断裂和新键的形成,以及由此引起的官能团转化,将其迁移应用到合成。