- 结构简式
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(16分)香豆素(结构如下图中Ⅰ所示)是用途广泛的香料,由香豆素经下列图示的步骤可转变为水杨酸。
已知:CH3CH=CHCH2CH3CH3COOH+CH3CH2COOH
请回答下列问题:
(1)化合物Ⅱ分子中的含氧官能团的名称为 ,由乙二酸生成高分子化合物Ⅴ的反应类型为。
(2)下列关于有机物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的叙述中正确的是(选填编号)
(3)香豆素在过量NaOH溶液中完全水解的化学方程式为
(4)Ⅲ的结构简式为 ,在上述转化过程中,设计反应步骤Ⅱ→Ⅲ的目的是 。
(5)化合物Ⅳ有多种同分异构体,请写出其中一种符合下列条件的同分异构体的结构简式: 。
①是苯的对位二取代物;②水解后生成的产物之一能发生银镜反应。
正确答案
(1)羧基、(酚)羟基(共2分)缩聚反应(2分)
(2)BD (2分,只选一项得1分,多选错选得0分)
(3)(3分)
(4); 保护酚羟基,使之不被氧化(3分)
(5)(2分)
试题分析:(1)由化合物Ⅰ的结构简式得Ⅰ中的酯基发生水解反应,所以化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是羧基、酚羟基;乙二酸与乙二醇发生分子间缩聚反应生成高分子化合物Ⅴ;
(2)A、1molⅠ最多能和4mol H2发生加成反应,错误;B、Ⅲ中不存在酚羟基,Ⅱ中存在酚羟基,可以用FeCl3溶液来鉴别Ⅱ和Ⅲ,正确;C、Ⅳ中不存在对称结构,所以核磁共振氢谱有6种峰,错误;D、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均存在碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,正确,答案选BD。
(3)香豆素水解后的产物中仍存在酚羟基,所以1mol香豆素共与2molNaOH反应,化学方程式为
(4)Ⅱ中酚羟基与CH3I发生取代反应,得Ⅲ的结构简式为,最终的产物中仍有酚羟基,说明设计反应步骤Ⅱ→Ⅲ的目的是起到保护酚羟基的作用;
(5)水解后生成的产物之一能发生银镜反应,说明该物质是甲酸某酯,所以符合条件的Ⅳ的同分异构体3种,分别是
某芳香烃A是一种重要的有机化工原料,以它为初始原料经过如下转化关系(部分产物、合成路线、反应条件略去)可以合成邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质。其中D能与银氨溶液发生银镜反应,H是一种功能高分子。
(1)写出扁桃酸的结构简式: ;写出G官能团的名称 。
(2)反应②的反应类型为: ;发生反应④的条件为加入 。
反应步骤③与④不能对换,其理由是 。
(3)写出D与银氨溶液反应的化学方程式: 。
(4)写出反应⑤的化学方程式: 。
(5)写出符合下列条件G的同分异构体的结构简式 , ;(任写两种)
①含有苯环,且苯环上的一氯取代产物只有二种;
②苯环上只有两个取代基,且N原子直接与苯环相连;
③结构中不含醇羟基和酚羟基;
(6)请设计合理的方案以乙烯为主要有机原料合成。
提示:①合成过程中无机试剂任选;② 合成路线流程图示例如下:
正确答案
(1)(2分);羧基、氨基(2分) (2)加成反应(1分);Fe+HCl(1分);如果对换,氨基将被氧化(1分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(5)(4分)
(6)CH2=CH2 CH3CH2OH
CH3CHO
CH3-CH-CN
CH3-CHOH-COOH
(3分)
试题分析:根据A生成E的反应条件可知,该反应是A分子中苯环上的氢原子被硝基取代。根据G的结构简式以及已知信息Ⅲ可知A应该是甲苯,结构简式为,则E的结构简式为
,被氧化生成F为
,然后还原可得G,G分子中含有氨基和羧基发生缩聚反应可生成H,则高分子化合物H的结构简式为
;C可以发生催化氧化则C中含有醇羟基,因此A生成B应该是甲基上的氢原子被取代,则B的结构简式为
,B发生水解反应生成C,则C是苯甲醇,结构简式为
,D为苯甲醛,结构简式为
,根据已知信息I、Ⅱ可知扁桃酸的结构简式为
,则
(1)由以上分析可知扁桃酸的结构简式为。根据G的结构简式可知分子中羧基和氨基两种官能团。
(2)反应②是醛基的加成反应,反应类型为加成反应;根据已知信息Ⅱ可知反应条件是Fe+HCl;由于氨基易被氧化,所以反应步骤③与④不能对换,原因是如果对换,氨基将被氧化。
(3)苯甲醛与银氨溶液反应的化学方程式为。
(4)反应⑤是缩聚反应,其反应的化学方程式为。
(5)①含有苯环,且苯环上的一氯取代产物只有二种;②苯环上只有两个取代基,且N原子直接与苯环相连;③结构中不含醇羟基和酚羟基,因此符合条件的有机物结构简式为。
(6)属于环酯,由CH3CHOHCOOH通过酯化反应合成。因此依据已知信息可知,其合成路线科表示为CH2=CH2
CH3CH2OH
CH3CHO
CH3-CH-CN
CH3-CHOH-COOH
。
某芳香烃X(相对分子质量为92)是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为(C7H5NO)。
已知:(苯胺,易被氧化)
完成下列填空:
(1)X的结构简式是 ,反应⑤的类型是 。
(2)反应②③两步能否互换 (填“能”或“不能”),理由是 。
(3)反应④的化学方程式是 。
(4)检验B是否完全转化为C的方法是 (选填编号)。
a.定量分析:测熔点 b.定性分析:酸性高锰酸钾溶液
c.定量分析:银氨溶液 d.定性分析:新制氢氧化铜
正确答案
(1) (2分) 氧化反应 (1分)
(2)不能(1分) 因为还原得到的氨基会被氧化 (2分)
(3)(2分)
(4)a c (2分)
试题分析:相对分子质量为92的某芳香烃X应为C7H8,即甲苯(),在浓硫酸作用下发生硝化反应,由反应③产物可知F为
,被氧化生成G为
,然后还原可得
,
发生缩聚反应可生成H为
,A为
,A生成B,且B能发生催化氧化,则B为
,C为
,D为
,E为
,(1)通过以上分析知,X是
,苯甲醛被银氨溶液氧化生成苯甲酸铵,故答案为:
,氧化反应;(2)氨基易被氧化,所以不能互换,故答案为:不能,还原得到的氨基会被氧化;(3)邻氨基苯甲酸在一定条件下能发生缩聚反应,反应方程式为:
。
(4)由B是否完全转化为C即由醇到醛,官能团发生变化,熔点不同,故可以定量分析选择a.定量分析:测熔点c.定量分析:银氨溶液。
共聚法可改进有机高分子化合物的性质,高分子聚合物P的合成路线如下:
(1)B的名称为_____________,E中所含官能团的名称为 ;
(2)I由F经①~③合成,F可以使溴水褪色。
a.①的化学方程式是
b.②的反应试剂是
c.③的反应类型是
(3)下列说法正确的是
a.C可与水任意比例混合
b.A与1,3-丁二烯互为同系物
c.由I生成M时,1mol最多消耗3molNaOH
d.N不存在顺反异构体
(4)写出E与N按照物质的量之比为1:1发生共聚生成P的化学反应方程式 高聚物P的亲水性比由E形成的聚合物_____(填“强、弱”)。
(5)D的同系物K比D分子少一个碳原子,K 有多种同分异构体,符合下列条件的K的同分异构体有 种。写出其中核磁共振氢谱为1:2:2:2:3的一种同分异构体的结构简式 。
a.苯环上有两种等效氢
b.能与氢氧化钠溶液反应
c.一定条件下1mol该有机物与足量金属钠充分反应,生成1molH2
正确答案
(1)1,2-二溴乙烷;醚键、碳碳双键
(2)a、
b、HBr c氧化反应
(3)a、c
(4)
强
(4)9
D分子中含有9个原子,它是C与苯甲醇在浓硫酸加热条件生成的,所以C含有2个原子,根据由A转化为C的关系知,A是CH2=CH2,B是CH2Br-CH2Br,名称是1,2-二溴乙烷,C是CH2OH-CH2OH,D是C6H5-CH2-O-CH2OH。D在浓作用下,发生消去反应,生成E,其结构为C6H5-OCH=CH2,它含有的官能团是醚基和碳碳双键。根据I的结构简式知,1,3丁二烯与Br2发生1,4加成,且F能使溴水褪色,则F是BrCH2-CH=CH-CH2Br,结合I可以推出,G是HOCH2-CH=CH-CH2OH,H是HOCH2-CH(Br)CH-CH2OH,M为NaOOC-CH=CH-COONa,N是HOOC-CH=CH-COOH。
(4)P中含有亲水官能团羧基,所以它亲水性比E要强;
(5)K比中少一碳原子,分子式为C8H10O2,它的同分异构体能与氢氧化钠溶液反应,且1mol能与足量钠反应产物1molH2,说明共结构中含有2个酚羟基,由于苯环上有2种等效氢。一方面是,两个羟基,一个是乙基,苯环上有三个取代基,羟基在对称位置上;另一方面是,两个羟基,两个甲基,这样共9种。符合核磁共振氢谱图,面积比为1:2:2:2:3是,。
Grignard试剂(卤代烃基镁)广泛运用于有机合成中,Grignard试剂的合成方法是:RX+MgRMgX(Grignard试剂)。生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应,再水解就能合成各种指定结构的醇:
现以2-丁烯和必要的无机物为原料合成3,4-二甲基-3-己醇,进而合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J,该物质具有对称性。合成线路如下:
请按要求填空:
(1)用系统命名法对物质B进行命名: ;
(2)在I-J过程中所加入的二元酸的结构简式为: ;
(3)反应①~⑧中属于取代反应的有 个;属于消去反应的有 个.
(4)写出下列过程的反应方程式(有机物请用结构简式表示):
B→D ;
I→J ;
(5)写出一种满足以下条件的D的同分异构体的结构简式 。
①能与Na反应反出H2;②核磁共振氢谱有四组峰;③有二种官能团。(注:羟基不能与碳碳双键中的碳原子直接相连)
正确答案
(1)2-丁醇;(2)HOOC-COOH;(3)D,A
(4)B→D
I→J:
(5)。
试题分析:(1)2—丁烯CH3CH=CHCH3与HBr发生加成反应得到A:2—溴丁烷CH3CH2CHBrCH3;A与NaOH的水溶液发生取代反应得到B:2—丁醇CH3CH2CH(OH)CH3;2—丁醇在Cu存在下催化氧化得到D:丁酮。A与Mg在乙醚存在下发生反应得到C:
。C与D发生反应得到E:
;E在水存在下反应得到F:
。F与浓硫酸混合加热发生消去反应得到G:
;G与Br2发生加成反应得到H:
;H与NaOH的水溶液混合,发生取代反应得到I:№;I与乙二酸HOOC-COOH发生酯化反应得到分子式为C10H16O4的具有对称性具有六元环的物质J
。(1)B的系统命称为2—丁醇CH3CH2CH(OH)CH3;(2)根据在反应的过程中C守恒可知在I-J过程中所加入的二元酸是乙二酸。其结构简式为:HOOC-COOH。(3)反应①~⑧中属于取代反应的有②、④、⑦、⑧共4个;属于消去反应的有⑤共1个。(4)B→D的反应方程式为:
;I→J的反应方程式为:
。(5)满足条件①能与Na反应反出H2;②核磁共振氢谱有四组峰;③有二种官能团的D的同分异构体的结构简式为
。
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