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简答题

1,3-丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主要原料,目前1,3-丙二醇的生产的路线有:以石油裂解气为原料的两条石化合成路线和一条生物工程法合成路线.

【路线1】丙烯醛水合氢化法:

【路线2】环氧乙烷甲酰化法:

【路线3】生物发酵法:淀粉甘油1,3丙二醇

(1)从合成原料来源可持续性的角度看,你认为最具有发展前景的路线是______(填1、2或3).

(2)A的结构简式为______

(3)路线2中反应类型为______

(4)环氧乙烷()的核磁共振氢谱有1个信号峰,试写出与其互为同分异构体且核磁共振氢谱有

2个信号峰的有机物的结构简式______

(5)以1,3-丙二醇与对苯二甲酸()为原料可以合成聚酯PTT,写出其化学方程式

______

(6)已知丙二酸二乙酯能发生以下反应:

利用该反应原理,以丙二酸二乙酯、1,3-丙二醇、乙醇为原料合成,请你设计出合理的反应流程图______.提示:①合成过程中无机试剂任选,②合成反应流程图表示方法示例如下:A B C …

正确答案

解:(1)绿色化学是当下潮流,需要考虑可持续的资源再生问题,路线3以可再生资源淀粉为原料,路线1、2的原料为石油产品,而石油是不可再生资源,所以最具有发展前景的路线是3,

故答案为:3;

(2)A与氢气发生加成反应生成1,3-丙二醇,A中含有不饱和键,环氧乙烷与CO、氢气发生加成反应生成A,A中含有-CHO,丙烯醛转化为A,应是与水发生加成反应,故A的结构简式为:HOCH2CH2CHO,

故答案为:CH2OHCH2CHO;

(3)反应中,反应物得到氧元素,所以该反应属于氧化反应,

故答案为:氧化反应;

(4)环氧乙烷()的核磁共振氢谱有1个信号峰,其互为同分异构体且核磁共振氢谱有2个信号峰,说明该有机物分子中含有2个等效H,结合环氧乙烷的不饱和度可知,满足条件的有机物的结构简式为:CH3CHO,

故答案为:CH3CHO;

(5)1,3-丙二醇与对苯二甲酸可发生缩聚反应,反应的化学方程式为:

故答案为:

(6)根据题意,应先生成C2H5ONa和CH2BrCH2CH2Br,然后与丙二酸二乙酯反应可生成目标物,发生反应的过程为:①、②、③

故答案为:

解析

解:(1)绿色化学是当下潮流,需要考虑可持续的资源再生问题,路线3以可再生资源淀粉为原料,路线1、2的原料为石油产品,而石油是不可再生资源,所以最具有发展前景的路线是3,

故答案为:3;

(2)A与氢气发生加成反应生成1,3-丙二醇,A中含有不饱和键,环氧乙烷与CO、氢气发生加成反应生成A,A中含有-CHO,丙烯醛转化为A,应是与水发生加成反应,故A的结构简式为:HOCH2CH2CHO,

故答案为:CH2OHCH2CHO;

(3)反应中,反应物得到氧元素,所以该反应属于氧化反应,

故答案为:氧化反应;

(4)环氧乙烷()的核磁共振氢谱有1个信号峰,其互为同分异构体且核磁共振氢谱有2个信号峰,说明该有机物分子中含有2个等效H,结合环氧乙烷的不饱和度可知,满足条件的有机物的结构简式为:CH3CHO,

故答案为:CH3CHO;

(5)1,3-丙二醇与对苯二甲酸可发生缩聚反应,反应的化学方程式为:

故答案为:

(6)根据题意,应先生成C2H5ONa和CH2BrCH2CH2Br,然后与丙二酸二乙酯反应可生成目标物,发生反应的过程为:①、②、③

故答案为:

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聚酰胺-66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物,可利用下列路线合成:

(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为______

(2)D的结构简式为______,①的反应类型为______

(3)为检验D中的官能团,所用试剂包括NaOH水溶液及______

(4)由F和G生成H的反应方程式为______

正确答案

解:由合成流程图可知,A经H2加成得到环丁醚B,B与HCl加成得到C氯代丁醇,再进行一步取代得D,D为CH2ClCH2CH2CH2Cl;通过反应①取代得到己二腈,结合所给信息可知F是己二酸,G是己二胺,通过缩聚反应得到H(聚酰胺-66),

(1)B分子式是C4H8O,符合饱和一元醛的通式,能与银氨溶液反应的B的同分异构体含-CHO,其结构简式为CH3CH2CH2CHO,故答案为:CH3CH2CH2CHO或(CH32CHCHO;

(2)由上述分析可知,D为CH2ClCH2CH2CH2Cl;反应①的反应中-Cl被-CN取代,属于取代反应,故答案为:CH2ClCH2CH2CH2Cl;取代反应;

(3)D中官能团为-Cl,要检验氯代烃中氯元素,应先通过NaOH溶液水解,然后加硝酸至酸性再用AgNO3溶液检验Cl-,故答案为:硝酸和硝酸银;

(4)F和G生成H的反应方程式为nHOOC(CH24COOH+nNH2(CH26NH2→HOH+(2n-1)H2O,

故答案为:nHOOC(CH24COOH+nNH2(CH26NH2→HOH+(2n-1)H2O.

解析

解:由合成流程图可知,A经H2加成得到环丁醚B,B与HCl加成得到C氯代丁醇,再进行一步取代得D,D为CH2ClCH2CH2CH2Cl;通过反应①取代得到己二腈,结合所给信息可知F是己二酸,G是己二胺,通过缩聚反应得到H(聚酰胺-66),

(1)B分子式是C4H8O,符合饱和一元醛的通式,能与银氨溶液反应的B的同分异构体含-CHO,其结构简式为CH3CH2CH2CHO,故答案为:CH3CH2CH2CHO或(CH32CHCHO;

(2)由上述分析可知,D为CH2ClCH2CH2CH2Cl;反应①的反应中-Cl被-CN取代,属于取代反应,故答案为:CH2ClCH2CH2CH2Cl;取代反应;

(3)D中官能团为-Cl,要检验氯代烃中氯元素,应先通过NaOH溶液水解,然后加硝酸至酸性再用AgNO3溶液检验Cl-,故答案为:硝酸和硝酸银;

(4)F和G生成H的反应方程式为nHOOC(CH24COOH+nNH2(CH26NH2→HOH+(2n-1)H2O,

故答案为:nHOOC(CH24COOH+nNH2(CH26NH2→HOH+(2n-1)H2O.

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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:

①A中有五种不同化学环境的氢

②B可与FeCl3溶液发生显色反应

③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的化学反应方程式为______

(4)B的同分异构体中含有苯环的还有______种,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:

①既能发生银境反应,又能发生水解反应的是______(写结构简式)

②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是______(写结构简式)

正确答案

解:(1)香豆素的分子式为C9H6O2,故答案为:C9H6O2

(2)甲苯与氯气反应生成邻氯甲苯的反应类型为取代反应,可以看作是一个氯原子取代一个氢原子,故答案为:取代反应;2-氯甲苯(或邻氯甲苯);

(3)B可与FeCl3溶液发生显色反应,说明B中含有酚羟基.在光照条件下,甲基上的两个氢原子被取代,方程式为

故答案为:

(4)分子式为C7H8O且含苯环的物质除邻甲基苯酚外,还有间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醚、苯甲醇四种,其中对甲基苯酚和苯甲醚在核磁共振氢谱中只出现四组峰,

故答案为:4;2;

(5)D的结构简式是,若不改变取代基的种类和个数,有对羟基苯甲醛和间羟基苯甲醛两种;若只有一个取代基可以是,也可以是.其中既能发生银境反应,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

故答案为:4;

解析

解:(1)香豆素的分子式为C9H6O2,故答案为:C9H6O2

(2)甲苯与氯气反应生成邻氯甲苯的反应类型为取代反应,可以看作是一个氯原子取代一个氢原子,故答案为:取代反应;2-氯甲苯(或邻氯甲苯);

(3)B可与FeCl3溶液发生显色反应,说明B中含有酚羟基.在光照条件下,甲基上的两个氢原子被取代,方程式为

故答案为:

(4)分子式为C7H8O且含苯环的物质除邻甲基苯酚外,还有间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醚、苯甲醇四种,其中对甲基苯酚和苯甲醚在核磁共振氢谱中只出现四组峰,

故答案为:4;2;

(5)D的结构简式是,若不改变取代基的种类和个数,有对羟基苯甲醛和间羟基苯甲醛两种;若只有一个取代基可以是,也可以是.其中既能发生银境反应,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

故答案为:4;

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肉桂酸甲酯常用作薰衣草、柑桔古龙香型及东方型香精的调合香料.其中一种合成路线如下:

(1)化合物I是通过苯乙烯和CCl4加成反应制备,化合物I结构简式为______

(2)肉桂酸也可以由和CH=CHCOOH反应制得,该反应的反应类型是______

(3)化合物II()是肉桂酸的同分异构体,下列有关化合物II和肉桂酸的说法正确的是______(双选)

A.肉桂酸可以发生氧化反应

B.化合物II与金属钠反应不生成氢气

C.化合物II可以发生水解反应

D.二者可以使溴的四氯化碳溶液褪色

E.化合物II属于烯烃类化合物

(4)肉桂酸与正丁醇在浓硫酸作用下反应生成另一种香料,其相应的化学反应方程式为:______

(5)化合物Ⅲ是肉桂酸甲酯的同分异构体,该分子中含有的部分结构为,它在稀硫酸中能水解,且水解产物经聚合反应后得到高聚物.化合物Ⅲ有多种结构,写出其中一种的结构简式______

正确答案

解:(1)化合物I是通过苯乙烯和CCl4加成反应制备,结合化合物Ⅰ的分子式可知其结构简式为:在酸性条件下发生水解生成肉桂酸:,肉桂酸与甲醇发生酯化反应生成肉桂酸甲酯:

故答案为:

(2)肉桂酸也可以由和CH=CHCOOH反应制得,二者反应生成和HBr,该反应为取代反应,

故答案为:取代反应;

(3)A.肉桂酸的结构简式为,其分子中含有碳碳双键,可以与强氧化剂发生氧化反应,故A正确;

B.化合物II中含有官能团羧基,能够与金属钠反应生成氢气,故B错误;

C.化合物II不含能够发生水解的官能团,如酯基、卤素原子等,所以不能发生水解反应,故C错误;

D.二者分子中都含有碳碳双键,所以都可以使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确;

E.化合物II中含有氧元素,不属于烃类物质,故E错误;

故答案为:AD;

(4)肉桂酸中含有羧基,能够与正丁醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,反应的化学方程式为:

故答案为:

(5)化合物Ⅲ是肉桂酸甲酯的同分异构体,该分子中含有的部分结构为,它在稀硫酸中能水解,且水解产物经聚合反应后得到高聚物,说明其分子中含有酯基,结合肉桂酸甲酯的结构可知,含有结构其含有酯基,其不饱和度还差1,所以其酯中含有环状条件,如:,故答案为:

解析

解:(1)化合物I是通过苯乙烯和CCl4加成反应制备,结合化合物Ⅰ的分子式可知其结构简式为:在酸性条件下发生水解生成肉桂酸:,肉桂酸与甲醇发生酯化反应生成肉桂酸甲酯:

故答案为:

(2)肉桂酸也可以由和CH=CHCOOH反应制得,二者反应生成和HBr,该反应为取代反应,

故答案为:取代反应;

(3)A.肉桂酸的结构简式为,其分子中含有碳碳双键,可以与强氧化剂发生氧化反应,故A正确;

B.化合物II中含有官能团羧基,能够与金属钠反应生成氢气,故B错误;

C.化合物II不含能够发生水解的官能团,如酯基、卤素原子等,所以不能发生水解反应,故C错误;

D.二者分子中都含有碳碳双键,所以都可以使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确;

E.化合物II中含有氧元素,不属于烃类物质,故E错误;

故答案为:AD;

(4)肉桂酸中含有羧基,能够与正丁醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,反应的化学方程式为:

故答案为:

(5)化合物Ⅲ是肉桂酸甲酯的同分异构体,该分子中含有的部分结构为,它在稀硫酸中能水解,且水解产物经聚合反应后得到高聚物,说明其分子中含有酯基,结合肉桂酸甲酯的结构可知,含有结构其含有酯基,其不饱和度还差1,所以其酯中含有环状条件,如:,故答案为:

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异构化可得到三元乙丙橡胶的第三单体由A(C5H6)和B经Diels-Alder反应制得.Diels-Alder反应为共轭双烯与含有烯键或炔键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,最简单的反应是

完成下列填空:

(1)Diels-Alder反应属于______反应(填反应类型):A的结构简式为______

(2)写出与互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的名称______.写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件______

(3)B与Cl2的1,2-加成产物消去HCl得到2-氯代二烯烃,该二烯烃和丙烯酸(CH2=CHCOOH)聚合得到的聚合物可改进氯丁橡胶的耐寒性和加工性能,写出该聚合物的结构简式可为______

(4)写出实验室由的属于芳香烃的同分异构体的同系物制备的合成路线,(合成路线常用的表示方式为:AB…目标产物):______

正确答案

解:(1)由A(C5H6)和B经Diels-Alder反应制得,该反应为加成反应,则A为,但不稳定,则A为,B为1,3丁二烯,

故答案为:加成;

(2)的分子式为C9H12,其同分异构体的一溴代物只有两种的芳香烃,含3个甲基且结构对称,名称为1,3,5-三甲基苯,发生苯环上的取代反应需要催化剂和液溴,发生甲基上的取代反应需要光照和溴蒸气,故答案为:1,3,5-三甲基苯;催化剂和液溴、光照和溴蒸气;

(3)B为CH2=CH-CH=CH2,与Cl2的1,2-加成产物消去HCl得到2-氯代二烯烃为CH2=CCl-CH=CH2,和丙烯酸(CH2=CHCOOH)发生加聚生成聚合物,该聚合物的结构简式为,故答案为:

(4)的属于芳香烃的同分异构体的同系物为甲苯,光照下发生取代,然后水解,再催化氧化可生成苯甲醛,合成路线为

故答案为:

解析

解:(1)由A(C5H6)和B经Diels-Alder反应制得,该反应为加成反应,则A为,但不稳定,则A为,B为1,3丁二烯,

故答案为:加成;

(2)的分子式为C9H12,其同分异构体的一溴代物只有两种的芳香烃,含3个甲基且结构对称,名称为1,3,5-三甲基苯,发生苯环上的取代反应需要催化剂和液溴,发生甲基上的取代反应需要光照和溴蒸气,故答案为:1,3,5-三甲基苯;催化剂和液溴、光照和溴蒸气;

(3)B为CH2=CH-CH=CH2,与Cl2的1,2-加成产物消去HCl得到2-氯代二烯烃为CH2=CCl-CH=CH2,和丙烯酸(CH2=CHCOOH)发生加聚生成聚合物,该聚合物的结构简式为,故答案为:

(4)的属于芳香烃的同分异构体的同系物为甲苯,光照下发生取代,然后水解,再催化氧化可生成苯甲醛,合成路线为

故答案为:

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