第40讲 生命中的基础有机化学物质与有机合成
A组 基础题组
1.能够在酸性溶液中水解生成两种物质,但二者相对分子质量不同的是( ) A.甲酸乙酯 B.麦芽糖 C.蔗糖 D.乙酸乙酯 2.(2016福建三明模拟)下列说法中,正确的是( ) A.光导纤维、聚酯纤维、棉花都属于高分子化合物 B.在大米酿酒的过程中,淀粉最后变成了单糖 C.明矾和漂白粉处理自来水,二者的作用原理相同
D.合成顺丁橡胶()的单体是CH2CH—CH CH2
3.现在有两种烯烃CH2CH—CH3和能有( )
,它们的混合物在一定条件下进行加聚反应,产物中可
① ②
③ ④
⑤ ⑥
A.全部 B.①②③⑤ C.①②③④ D.③⑤⑥ 4.(2016福建三明模拟)某有机物的结构简式如图所示:
该有机物可能发生的反应是( )
①酯化反应;②银镜反应;③加成反应;④取代反应;⑤氧化反应;⑥加聚反应;⑦缩聚反应;⑧水解反应 A.①③④⑤⑥⑦⑧
B.①②③④⑤⑥⑧
C.①②③⑥⑧ D.①③④⑤⑥⑧
5.(2014重庆理综,5,6分)某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( )
A.Br2的CCl4溶液 B.Ag(NH3)2OH溶液 C.HBr D.H2
6.有机物A是农药生产中的一种中间体,结构简式如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.有机物A在一定条件下不可以与HBr发生反应 B.1 mol A最多能与4 mol H2发生加成反应 C.有机物A与浓硫酸混合加热,可以发生消去反应
D.1 mol A与足量的NaOH溶液反应,最多可以消耗3 mol NaOH
7.(2015重庆理综,5,6分)某化妆品的组分Z具有美白功效,原从杨树中提取,现可用如下反应制备:
+
下列叙述错误的是( ) ．．A.X、Y和Z均能使溴水褪色
B.X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2 C.Y既能发生取代反应,也能发生加成反应 D.Y可作加聚反应单体,X可作缩聚反应单体
8.(2016上海单科,九,13分)M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是 。反应④的反应条件是 。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为 。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下, 。 (4)写出结构简式,C ,M 。
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式: 。
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。 ①不含羰基 ②含有3种不同化学环境的氢原子 已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
B组 提升题组
9.(2015课标Ⅰ,38,15分)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)如下所示:
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B含有的官能团是 。 (2)①的反应类型是 ,⑦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,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线 。
10.(2016北京理综,25,17分)功能高分子P的合成路线如下:
(1)A的分子式是C7H8,其结构简式是 。
(2)试剂a是 。
(3)反应③的化学方程式: 。 (4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团: 。 (5)反应④的反应类型是 。
(6)反应⑤的化学方程式: 。
(7)已知:2CH3CHO。
以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成E,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)。
11.(2016天津理综,8,18分)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:
+A+E 已知:
RCHO+R'OH+R″OH
(1)A的名称是 ;B分子中的共面原子数目最多为 ;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有 种。
(2)D中含氧官能团的名称是 ,写出检验该官能团的化学反应方程
式: 。 (3)E为有机物,能发生的反应有: 。 a.聚合反应 b.加成反应 c.消去反应 d.取代反应
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F所有可能的结构: 。
(5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
目标化合物 (6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是 。
答案全解全析 A组 基础题组
1.D A项,HCOOC2H5+H2O糖)+H2O
HCOOH+C2H5OH,HCOOH和CH3CH2OH的相对分子质量均为46;B项,C12H22O11(麦芽
C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖);D
2C6H12O6(葡萄糖);C项,C12H22O11(蔗糖)+H2O
项,CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+CH3CH2OH,Mr(CH3COOH)=60,Mr(C2H5OH)=46。
2.D A项,光导纤维的主要成分为SiO2,不属于高分子化合物;B项,大米酿酒过程中(C6H10O5)n(淀粉)C6H12O6同。
3.B 两种不同的烯烃发生加聚反应时有如下几种情况:(1)自身发生加聚反应,有
和
C2H5OH,即淀粉最后变成乙醇;C项,明矾用于净水,漂白粉用于杀菌、消毒,二者处理水的原理不
两种,①②符合。(2)不同烯烃之间发生共聚,有、、
、,③⑤符合。
4.A 该物质分子中含—OH、—COOH,故能发生酯化反应、取代反应;不含—CHO,故不能发生银镜反应;含
、
,故能发生加成反应;含有—OH、
,故能发生氧化反应,燃烧也属于氧化;含
,故能发生水解反应。
,故能发生加聚反应;含—OH、—COOH,故能发生缩聚反应;含
5.A A项,发生加成反应,减少一个
,增加两个—Br,官能团数目增加;B项,发生氧化反应,醛基变
,增加一个—Br,官能团数目不变;D项,发
为羧基,官能团数目没变;C项,发生加成反应,减少一个生加成反应,醛基变为—OH,
变为
,官能团数目减少。
6.D 该有机物中含醇羟基,能与HBr发生反应,A项错误;1 mol A最多能与3 mol H2发生加成反应,B项错误;与羟基相连碳原子的邻位碳原子上无氢原子,故与浓硫酸混合加热不能发生消去反应,C项错误;1 mol该有机物中氯原子水解消耗 1 mol NaOH,因该有机物是羧酸与酚形成的酯,故1 mol该酯基水解消耗2 mol NaOH,D项正确。
7.B A项,X、Z分子中均含酚羟基,Y分子中含碳碳双键,溴水与X、Z可发生取代反应,与Y可发生加成反应,都能使溴水褪色;B项,X、Z分子中都没有羧基,不能与NaHCO3溶液反应生成CO2;C项,Y分子中苯环上的氢原子可以发生取代反应,Y分子中含碳碳双键及苯环,可发生加成反应;D项,Y分子中含碳碳双键,能加聚生成高分子化合物,X属于酚,可发生缩聚反应生成高聚物。 8.答案 (1)消除反应 浓硫酸,加热 (2)银氨溶液,酸(合理即可)
(3)碳碳双键比羰基易还原(合理即可) (4)CH2CHCHO
CH2CHCOOCH2(5)(6)
(合理即可)
(合理即可)
解析 (1)根据题意可知合成M的主要途径为:丙烯(CH2CHCH3)在催化剂作用下与H2/CO发生反应生成
丁醛(CH3CH2CH2CHO);CH3CH2CH2CHO在碱性条件下发生加成反应生成,其分子式为
C8H16O2,与A的分子式C8H14O对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消除反应。(2)除催化氧化法外,由A得到
还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等将醛基氧化,然后再酸
化的方法。(3)化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比羰基易还原。(4)丙烯(CH2CHCH3)在催化剂作用下被O2氧化为C(分子式为C3H4O),结构简式为CH2CHCHO;CH2CHCHO进一步被催化氧化生成D(分子式为C3H4O2),D的结构简式为CH2CHCOOH;Y的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成M,M的结构简式为:
。
(5)D为CH2CHCOOH,与1-丁醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成CH2 CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2 CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生加聚反应可生成高聚物:
。
(6)丁醛的结构简式为CH3CH2CH2CHO,Ω=1,其同分异构体中不含羰基,说明分子中含有碳碳双键;含有3种不同化学环境的氢原子且双键碳上连有羟基的结构不稳定,则符合条件的结构简式为等。
B组 提升题组
9.答案 (1)乙炔 碳碳双键和酯基 (2)加成反应 消去反应 (3)
CH3CH2CH2CHO
(4)11
(5)、、
(6)
解析 (1)依题意可知A是乙炔,B是含有的官能团有碳碳双键(
)和酯基(
与CH3COOH发生加成反应的产物即
。(2)反应①是
,
与CH3COOH的加成反应;
反应⑦是醇分子内脱水的消去反应。(3)依题意,C是C为(
发生水解反应生成的聚乙烯醇,即
,由C及聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可确定D为丁醛(CH3CH2CH2CHO)。(4)在异戊二烯)分子中,只有甲基上的2个氢原子与其他原子不可能共平面,其余11个原子均可以在
、
和
。(6)
同一平面内。(5)分子式为C5H8的炔烃有3种:模仿题给异戊二烯的合成路线,不难确定用答案。 10.答案 (1)(2)浓HNO3和浓H2SO4 (3)
(4)碳碳双键、酯基 (5)加聚反应
+NaOH
+NaCl
和CH3CHO为原料制备1,3-丁二烯的合成路线,详见
(6)(7)H2CCH2CH3CH CHCOOH
+nH2O C2H5OH
CH3CHO
+nC2H5OH
CH3CH CHCHO
CH3CH CHCOOC2H5
解析 (1)高分子P中含有苯环,而A的分子式是C7H8,符合苯及其同系物的通式,故A是甲苯。 (2)由P可推知D为
a为浓HNO3和浓H2SO4的混合液。 (4)由P可推知G为
,结合E的分子式及转化关系可推知E为
,所以E
,则C为
,B为
,从而可确定试剂
中含有的官能团为碳碳双键和酯基。
(7)首先用乙烯制取乙醇,然后用乙醇的催化氧化反应来制取乙醛,再利用已知反应制取
,后面的几步则不难写出。
11.答案 (1)正丁醛或丁醛 9 8
(2)醛基 +2Ag(NH3)2OH+
2Ag↓+3NH3+H2O或(3)cd
+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(4)
(5)
(6)保护醛基(或其他合理答案)
CH3(CH2)4CHO
解析 (1)B分子可表示为,虚线框中的6个原子与乙烯的结构类似,肯定共面,根据
单键可旋转的特点,可知—CH2CH3中最多有3个原子可转到该平面,故最多有9个原子共平面。C分子为非对称结构,三个基团中每个碳原子上的氢原子分别为一种化学环境的氢原子,共8种。 (2)D中的含氧官能团为醛基,检验醛基可通过银镜反应或和新制的Cu(OH)2悬浊液反应。 (3)根据题中信息,可由C
D+A+E推断出E应为CH3CH2OH,E可发生的反应有消去反应及取代反应。
(4)书写同分异构体时要注意题中未注明不包含立体异构。
(5)由中间体转化为目标化合物,需两步:第一步去掉基(根据已知信息写反应条件)。
(和H2加成),第二步将转化为醛
(6)原料中有—CHO,目标化合物中也有—CHO,第一步反应的目的为保护醛基,防止和H2加成时醛基被还原成醇羟基。
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