3.(2009浙江卷29)芐佐卡因是一種醫(yī)用麻醉藥品,學名對氨基苯甲酸乙酯,它以對硝基甲苯為主要起始原料經(jīng)下列反應制得:
請回答下列問題:
(1)寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式:A____________,B______________,C______________。
(2)用1H核磁共振譜可以證明化合物C中有______種氫處于不同的化學環(huán)境。
(3)寫出同時符合下列要求的化合物C的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式(E、F、G除外)
______________________________________________________。
①為1,4-二取代苯,其中苯環(huán)上的一個取代基是硝基;②分子中含有結(jié)構(gòu)的基團。
注:E、F、G結(jié)構(gòu)如下:
、、。
(4)E、F、G中有一化合物經(jīng)酸性水解,其中的一種產(chǎn)物能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,寫出該水解反應的化學方程式________________________________。
(5)芐佐卡因(D)的水解反應如下:
化合物H經(jīng)聚合反應可制得高分子纖維,廣泛用于通訊、導彈、宇航等領(lǐng)域。
請寫出該聚合反應的化學方程式________________________________________________。
[答案]
(1)A:;B:;C:;
(2)4;
(3)、、、;
(4);
(5)
[解析]該題為傳統(tǒng)的有機化學綜合題。綜合了有機物基團的轉(zhuǎn)化、同分異構(gòu)體、水解反應、縮聚反應等知識。1H核磁共振譜的分析體現(xiàn)了新課程的變化。
(1)流程圖非常簡單,生成A,即為KMnO4氧化苯環(huán)上的甲基而生成羧基。A→C,結(jié)合D產(chǎn)物,顯然為A與乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應。最后將硝基還原即等氨基。
(2)從C的結(jié)構(gòu)簡式看,硝基鄰、對位上的H,亞甲基和甲基上的H,共四種不同的氫譜。
(3)滿足要求的同分異構(gòu)體必須有:取代在苯環(huán)的對位上,且含有酯基或羧基的結(jié)構(gòu)。從已經(jīng)給出的同分異體看,還可以寫出甲酸形成的酯,以及羧酸。
(4)能與FeCl3發(fā)生顯色反應的必須是酚,顯然F可以水解生成酚羥基。
(5)D物質(zhì)水解可生成對氨苯甲酸,含有氨基和羧基兩種官能團,它們可以相互縮聚形成聚合物。
2.(2009全國1卷30)化合物H是一種香料,存在于金橘中,可用如下路線合成:
已知:
回答下列問題:
(1)11.2L(標準狀況)的烴A在氧氣中充分燃燒可以產(chǎn)生88 g CO2和45 g H2O。
A的分子式是________________
(2)B和C均為一氯代烴,它們的名稱(系統(tǒng)命名)分別為_______________________________________________;
(3)在催化劑存在下1 mol F與2 mol H2反應,生成3-苯基-1-丙醇。F的結(jié)構(gòu)簡式是_____________
(4)反應①的反應類型是__________________;
(5)反應②的化學方程式為__________________________
(6)寫出所有與G具有相同官能團的G的芳香類同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:
[答案](1)C4H10。(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷(3)(4)消去反應。
(5)
(6)、、、
[解析](1)88gCO2為2mol,45gH2O為2.5mol,標準11.2L,即為0.5mol,所以烴A中含碳原子為4,H原子數(shù)為10,則化學式為C4H10。(2)C4H10存在正丁烷和異丁烷兩種,但從框圖上看,A與Cl2光照取代時有兩種產(chǎn)物,且在NaOH醇溶液作用下的產(chǎn)物只有一種,則只能是異丁烷。取代后的產(chǎn)物為2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。(3)F可以與Cu(OH)2反應,故應為醛基,與H2之間為1:2加成,則應含有碳碳雙鍵。從生成的產(chǎn)物3-苯基-1-丙醇分析,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為 。(4)反應①為鹵代烴在醇溶液中的消去反應。(5)F被新制的Cu(OH)2氧化成羧酸,D至E為然后與信息相同的條件,則類比可不難得出E的結(jié)構(gòu)為。E與G在濃硫酸作用下可以發(fā)生酯化反應。(5)G中含有官能團有碳碳雙鍵和羧基,可以將官能團作相應的位置變換而得出其芳香類的同分異構(gòu)體。
1.(2009廣東卷26).(10)光催化制氫是化學研究的熱點之一?茖W家利用含有呲啶環(huán)(呲啶的結(jié)構(gòu)式為其性質(zhì)類似于苯)的化合物II作為中間體,實現(xiàn)了循環(huán)法制氫,示意圖如下(僅列出部分反應條件):
(1)化合物II的分子式為______________。
(2)化合物I合成方法如下(反應條件略,除化合物III的結(jié)構(gòu)未標明外,反應式已配平);
化合物III的名稱是________________。
(3)用化合物V(結(jié)構(gòu)式見右圖)代替III作原料,也能進行類似的上述反應,所得有機物的結(jié)構(gòu)式為___________________!
(4)下列說法正確的是_____________(填字母)
A.化合物V的名稱是間羥基苯甲醛,或2-羥基苯甲醛
B.化合物I具有還原性;II具有氧化性,但能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
C.化合物I、II、IV都可發(fā)生水解反應
D.化合物V遇三氯化鐵顯色,還可發(fā)生氧化反應,但不能發(fā)生還原反應
(5)呲啶甲酸酯可作為金屬離子的萃取劑。2-呲啶甲酸正丁酯(VI)的結(jié)構(gòu)式見右圖,其合成原料2-呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為_________________;VI的同分異構(gòu)體中,呲啶環(huán)上只有一氫原子被取代的呲啶甲酸酯類同分異構(gòu)體有_________________種!
[答案](1)C11H13NO4(2)甲醛(3)(4)C(5)2
[解析](1)由題給結(jié)構(gòu)簡式可以數(shù)出分子中所含原子個數(shù),注意不要數(shù)掉了環(huán)上的氫原子,分子式為:C11H13NO4。
(2)結(jié)合題(1)可以得到化合物I的分子式為C11H15NO4,接著計算出化合物Ⅳ的分子式為C5H8O3,再由質(zhì)量守恒定律,可得化合物III的分子式為:C(11+1-2×5-1)H(15+8--2×8-5)N(1-1)O(4+4×1+2-2×3-3),結(jié)合所學知識可確定其為甲醛。
(3)結(jié)合題(3)可以得到有機物的分子式為C(7+2×5+1-1)H(6+2×8+5-8)O(2+2×3+3-4×1-2)N,所得化合物與化合物I相比多出部分為C6H4NO,由此可以確定甲醛在反應中提供化合物ICH2部分,化合物V應該提供部分替代CH2部分,所以所得化合物的結(jié)構(gòu)式為:。
(4)間羥基苯甲醛應為3-羥基苯甲醛,2-羥基苯甲醛應為鄰羥基苯甲醛,A錯誤;由題給圖示不難看出反應的過程為:化合物II+H2→化合物I,也就是說化合物I可以去氫,表現(xiàn)氧化性,化合物II可以加氫,表現(xiàn)還原性,B錯誤;化合物I、II、IV都含有酯基結(jié)構(gòu),都能發(fā)生酯的水解反應,C正確;化合物V中含有酚羥基、醛基和苯環(huán),醛基即能發(fā)生氧化反應,也能發(fā)生還原反應,D錯誤。答案:C。
(5)水解生成2-呲啶甲酸和丁醇,結(jié)合酯的水解反應我們不難得到2-呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為:;由于呲啶環(huán)存在對稱性,其一元取代物有3種,去掉VI,應該還有2種。
5. (2009廣東卷25).疊氮化合物應用廣泛,如NaN3,可用于汽車安全氣轂pHCH2N3可用于合成化合物V(見下圖,僅列出部分反應條件Ph-代表苯基)
(1)下列說法不正確的是____________(填字母)
A.反應①④屬于取代反應
B.化合物I可生成酯,但不能發(fā)生氧化反應
C.一定條件下化合物II能生成化合物I
D.一定條件下化合物II能與氫氣反應類型與反應②相同
(2)化合物II發(fā)生聚合反應的化學方程式為______________(不要求寫出反應條件)
(3)反應③的化學方程式為______________(要求寫出反應條件)
(4)化合物III與PhCH2N3發(fā)生環(huán)加成反應成化合物V,不同條件下環(huán)加反應還可生成化合物V的同分異構(gòu)體。該同分異物的分子式為____________結(jié)構(gòu)式為______________。
(5)科學家曾預言可合成C(N3)4。其可分解成單質(zhì),用作炸藥。有人通過NaN3與NC-CCl3,反應成功全成了該物質(zhì)下列說法正確的是___________(填字母)
A.該合成反應可能是取代反應
B.C(N3)4與甲烷具有類似的空間結(jié)構(gòu)
C.C(N3)4不可能與化合物Ⅲ發(fā)生環(huán)加反應
D.C(N3)4分解爆炸的化學反應方程式可能為C(N3)4C+6N2
[答案](1)BC(2)(3)
(4)(5)BD
[解析](1)反應①是氯原子取代側(cè)鏈上的氫原子,屬于取代反應,④是氯原子被N3基團所取代,也應屬于取代反應,A正確;化合物I中含有羥基,而且與之相連的碳原子上有1個氫原子,應該可以發(fā)生酯化反應和氧化反應,B錯誤;按反應機理若用化合物II所得產(chǎn)物會少一個氫原子,C錯誤;化合物II與氫氣和溴水或溴的四氯化碳溶液均發(fā)生加成反應,D正確。答案BC。
(2)化合物II中含有碳碳雙鍵,應該發(fā)生加聚反應,書寫時不要漏寫n,注意將苯基寫為側(cè)鏈。反應方程式:
(3)甲苯在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應,書寫時千萬不要漏寫反應條件光照,不要漏寫小分子氯化氫,反應的方程式:
(4)書寫分子式應該沒有問題,因為同分異構(gòu)體的分子式是相同的,但要注意苯基原子個數(shù)不要計算錯誤,分子式為:C14H13N3。書寫同分異構(gòu)體要從結(jié)構(gòu)式出發(fā),注意碳碳雙鍵上苯基位置的變化,即。
(5)從NaN3與NC-CCl3,反應分析不難看出反應過程中有C、N三鍵的破壞,不符合取代反應的要求,所以A錯誤;C(N3)4可視作甲烷分子中的氫原子被N3基團所替代代,所以C(N3)4與甲烷具有類似的空間結(jié)構(gòu),B正確;因為C(N3)4分子中存在N、N 不飽和鍵,應該可以發(fā)生加成反應,C錯誤;由題給信息科學家曾預言可合成C(N3)4。其可分解成單質(zhì),可以判斷D正確。答案BD。
[專題綜合]
4. (2009寧夏卷39)A-J均為有機化合物,它們之間的轉(zhuǎn)化如下圖所示:
實驗表明:①D既能發(fā)生銀鏡反應,又能與金屬鈉反應放出氫氣:
②核磁共振氫譜表明F分子中有三種氫,且其峰面積之比為1:1:1;
③G能使溴的四氯化碳溶液褪色;④1mol J與足量金屬鈉反應可放出22.4L氫氣(標準狀況)。
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________(不考慮立體結(jié)構(gòu)),由A生成B的反應類型是____________反應;
(2)D的結(jié)構(gòu)簡式為_____________;
(3)由E生成F的化學方程式為_______________,E中官能團有_________(填名稱),與E具有相同官能團的E的同分異構(gòu)體還有________________(寫出結(jié)構(gòu)簡式,不考慮立體結(jié)構(gòu));
(4)G的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________;
(5)由I生成J的化學方程式______________。
[答案]
[解析]依據(jù)題給信息①②,可推知,CH2=CH-CH=CH2與Br2發(fā)生的是1,4-加成,A為BrCH2CH=CHCH2Br,依次可得B為HOCH2CH=CHCH2OH,C為HOCH2CH2CH2CH2OH,D為HOCH2CH2CH2CHO,E為HOCH2CH2CH2COOH,F為。再分析另一條線,B→G應該是分子內(nèi)成醚,G為;G→H應該是是G與HClO發(fā)生加成反應,H應該為;H→I是:2+Ca(OH)2=2 +CaCl2+2 H2O;I→J其實就是醚的開環(huán)了,五元環(huán)相對于三元環(huán)穩(wěn)定,因此:。
3.(2008南通二調(diào))有機物A(分子式C6H10O3)是合成某種隱形眼鏡材料的單體,A可發(fā)生如下變化:
已知:Ⅰ.物質(zhì)B是最簡單的二元醇,可用作汽車發(fā)動機抗凍劑;物質(zhì)D不能發(fā)生銀鏡反應,但能與NaHCO3溶液反應放出氣體。
Ⅱ.
回答下列問題:
⑴隱形眼鏡材料的結(jié)構(gòu)簡式為 ▲ ;
⑵寫出物質(zhì)B在銅催化下與O2反應的化學方程式 ▲ ;
⑶與C互為同分異構(gòu)體,分子為鏈狀的酯類物質(zhì)共有 ▲ 種;
⑷請設(shè)計合理方案,用物質(zhì)D制取乙二酸(其他無機原料自選,用反應流程圖表示,并注明必要的反應條件)。
例如:
[答案]⑴ ⑵+O2OHCCHO+2H2O ⑶5
⑷
[解析]有圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A是酯,A水解生成的B為一個最簡單的二元醇,即B為乙二醇,而A中有3個氧,所以乙二醇只有1個羥基與C形成酯基,且C中只存在一個羧基。C能被臭氧氧化,則其分子中存在碳碳雙鍵且C中有4個碳,而氧化后的D不能發(fā)生銀鏡反應,但能與碳酸氫鈉溶液反應放出氣體,所以D中至少3個碳,則可得D為丙酮酸,E為甲醛。從而可得C的結(jié)構(gòu)為,從而也可逆推出A為,則該隱形眼鏡材料的結(jié)構(gòu)簡式為。與C互為同分異構(gòu)體,分子為鏈狀酯的有機物其分子中應有一個碳碳雙鍵和一個酯基,則這樣的分子有5種,甲酸酯有三種,乙酸酯有一種,丙烯酸酯一種。由D合成乙二酸時需進行縮短碳鏈的反應,即進行臭氧氧化反應,所以應先得到碳碳雙鍵,所以D應先與H2加成,再發(fā)生消去,再用臭氧氧化得到乙醛酸,再氧化得到乙二酸。
2.(2009山東卷32)下圖中X是一種具有水果香味的合成香料,A是有直鏈有機物,E與FeCl3,溶液作用顯紫色。
請根據(jù)上述信息回答:
(1)H中含氧官能團的名稱是 。B→I的反應類型為 。
(2)只用一種試劑鑒別D、E、H,該試劑是 。
(3)H與J互為同分異構(gòu)體,J在酸性條件下水解有乙酸生成,J的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)D和F反應生成X的化學方程式為 。
[答案](1)雙鍵、羧基(2)溴水(3)CH3-\S\UP10(‖-O-CH=CH2
(4)CH3CH2CH2COOH
|
[解析] 由已知信息可以推斷出:X是酯,E是酚,A是直鏈、含有醛基的有機物?驁D中D→F是增長碳鏈,其余的轉(zhuǎn)化碳架不變。B能連續(xù)氧化,其結(jié)構(gòu)必含-CH2OH,A、H中都含有一個雙鍵,A是CH2=CHCH2CHO或CH3CH=CHCHO,B是CH3CHCH2CH2OH,C是CH3CH2CH2CHO,D是CH3CH2CH2COOH,則F是苯酚,E 是環(huán)己醇,I是CH3CHCH=CH2,G是CH2=CHCH2COONa或CH3CH=CHCOONa,H 是CH2=CHCH2CHO或CH3CH=CHCHO。
1.(08天津卷)某天然有機化合物A僅含C、H、O元素,與A相關(guān)的反應框圖如下:
(1)寫出下列反應的反應類型:
S→A第①步反應___________________,B→D_______________________________。
D→E第①步反應___________________,A→P____________________________。
(2)B所含官能團的名稱是_______________。
(3)寫出A、P、E、S的結(jié)構(gòu)簡式
A:_____、P:____、E:_____、S:______。
(4)寫出在濃H2SO4存在并加熱的條件下,F(xiàn)與足量乙醇反應的化學方程式_____________________。
(5)寫出與D具有相同官能團的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_______________________。
[答案](1)取代(水解)反應;加成反應;消去反應;酯化(取代)反應。
(2)碳碳雙鍵 羧基
(3)A:HOOCCHOHCH2COOH
P:
E:HOOCC≡CCOOH S:HOOCCHClOHCH2COOH
(4)+2C2H5OH +2H2O
(5)HOOCCBr2CH2COOH
[解析]F能與NaHCO3反應,說明F為羧酸,通過G的化學式(C4H4O4Na2)可知,F(xiàn)為二元酸,分子式為C4H6O4,由于分子中含有二個-COOH,剩余部分為C2H4,結(jié)合B轉(zhuǎn)化為F是發(fā)生加成反應,說明C2H4是按-CH2-CH2-連接的,所以F的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC-CH2-CH2-COOH,若B含有C=C,則B的結(jié)構(gòu)簡式為:
HOOC-CH=CH-COOH,S的結(jié)構(gòu)簡式為: ,A的結(jié)構(gòu)簡式為:
,其相對分子質(zhì)量為134,與題意相符,因此B中不可能含有碳碳三鍵,B轉(zhuǎn)化為C是與Br2發(fā)生加成反應,D轉(zhuǎn)化為E發(fā)生的是消去反應,可以通過D、E的相對分子質(zhì)量得到印證。
2. 思維能力--對有機化學各信息按題設(shè)進行發(fā)散和收斂,分解和整合,從而解決問題,并能運用所統(tǒng)攝的規(guī)律進行推理的創(chuàng)造能力。
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