第三章 第四節 有機合成（考試時間：60分鐘 滿分：100分）1（14分）A(C2H2)是基本有機化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(部分反應條件略去)如圖所示：回答下列問題：(1)A的名稱是_，B含有的官能團是_。(2)的反應類型是_，的反應類型是_。(3)C和D的結構簡式分別為_、_。(4)異戊二烯分子中最多有_個原子共平面，順式聚異戊二烯的結構簡式為_。(5)寫出與A具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構體：_(填結構簡式)。(6)參照異戊二烯的上述合成路線，設計一條由A和乙醛為起始原料制備1,3丁二烯的合成路線：_。【答案】：(1)乙炔碳碳雙鍵和酯基 (2)加成反應消去反應（3）（4）（5）（6）【解析】：C2H2是乙炔：CHCH，再由高聚物的結構及B的分子式可知CHCH與CH3COOH加成得到B：CH2=CHOOCCH3，高聚物水解得到C：，所以D是CH3CH2CH2CHO。(1)CH2=CHOOCCH3中含有酯基和碳碳雙鍵兩種官能團。(2)發生的是醇的消去反應。(4)乙烯分子中6個原子共面，所以1,3丁二烯分子中最多10個原子共面，而CH4分子呈四面體結構，所以異戊二烯分子中最多有11原子共面；順式聚異戊二烯的鏈節是CH2C(CH3)=CHCH2，當CH3與H位于同側時是順式。(5)乙炔分子中含有碳碳三鍵，所以符合條件的有CH3CH2CH2CCH、CH3CH2CCCH3、CHCCH(CH3)2。(6)CHCH與CH3CHO可生成CHCCH(OH)CH3，CHCCH(OH)CH3在Pd/PbO、CaCO3條件下與H2發生加成反應生成CH2=CHCH(OH)CH3，CH2=CHCH(OH)CH3在Al2O3催化下發生消去反應生成CH2=CHCH=CH2。2（14分）聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一種可降解的聚酯類高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的應用前景。PPG的一種合成路線如下：已知：烴A的相對分子質量為70，核磁共振氫譜顯示只有一種化學環境的氫化合物B為單氯代烴；化合物C的分子式為C5H8E、F為相對分子質量差14的同系物，F是福爾馬林的溶質回答下列問題：(1)A的結構簡式為_。(2)由B生成C的化學方程式為_。(3)由E和F生成G的反應類型為_，G的化學名稱為_。(4)由D和H生成PPG的化學方程式為_；若PPG平均相對分子質量為10 000，則其平均聚合度約為_(填標號)。a48 b58 c76 d122(5)D的同分異構體中能同時滿足下列條件的共有_種(不含立體異構)；能與飽和NaHCO3溶液反應產生氣體既能發生銀鏡反應，又能發生皂化反應其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為611的是_(寫結構簡式)；D的所有同分異構體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數據)完全相同，該儀器是_(填標號)。a質譜儀 b紅外光譜儀c元素分析儀 d核磁共振儀【答案】：(1) （2）（3）加成反應 2羥基丙醛（或羥基丙醛）（4）（5）【解析】：(1)由已知知B為C5H9Cl，A為C5H10，符合烴A的相對分子質量為70，因為只有一組峰，所以A為五元環。(2)A與Cl2光照生成一鹵代物，則B為，B在NaOH醇溶液作用下發生消去反應生成C為，C在酸性KMnO4作用下，其碳碳雙鍵被氧化生成羧基，D為戊二酸。(3)F為福爾馬林的溶質，則F為HCHO，E為與F相對分子質量相差14的同系物，則E為CH3CHO，E與F在稀NaOH作用下發生類似于已知的加成反應，生成G為HOCH2CH2CHO，名稱為3羥基丙醛。(4)G與H2發生加成反應生成HOCH2CH2CH2OH，D與H發生聚合反應生成PPG(酯)，分子式為(C8H12O4)n，相對分子質量為172n，若相對分子質量為10 000，則其平均聚合度為10 00017258。(5)能與NaHCO3反應放出CO2，應含有羧基，能發生銀鏡反應、能發生皂化反應，則應含由甲酸形成的酯基，D共有5個碳原子，其中兩個形成羧基，則D的同分異構體的其余3個碳原子上分別接羧基和甲酸酯基，共有5種情況；其中滿足峰面積比為611的有機物的結構簡式為；同分異構體通過元素分析儀測定顯示的信號相同。3.（15分）化合物X是一種香料，可采用乙烯與甲苯為主要原料，按下列路線合成：請回答：(1)E中官能團的名稱是_。(2)BDF的化學方程式_。(3)X的結構簡式_。(4)對于化合物X，下列說法正確的是_。A能發生水解反應 B不與濃硝酸發生取代反應C能使Br2/CCl4溶液褪色 D能發生銀鏡反應(5)下列化合物中屬于F的同分異構體的是_。【答案】：（1）醛基 （2）（3） （4）AC （5）BC【解析】：4（14分）某有機物G分子結構的球棍模型如下圖所示（圖中小球分別表示碳、氫、氧原子，球與球之間的連線“一”不一定是單鍵）。用芳香烴A為原料合成G的路線如下：試回答：（1）G的分子式為_；G中環狀基團被氫原子取代后的有機物名稱為_。（2）A的結構簡式為_；D中官能團的名稱為_。（3）BC反應的化學方程式是_;EF反應的化學方程式是_。（4）E的同分異構體中可用通式表示(其中X、Y均不為H)，且能發生銀鏡反應的物質有_種，其中核磁共振氫譜有6個峰的物質結構簡式為 (寫出一種即可) _。【答案】（1）C10H10O2 （1分） ；丙烯酸甲酯（1分）（2）（2分） 醛基（1分） 羥基（1分）（3）（2分） （2分）（4）4種（2分）（2分）【解析】本題采用逆向推導。首先根據G的球棍模型，碳四個價鍵，氧兩個價鍵，氫（鹵原子）一個等，可以推知為2-苯基丙烯酸甲酯。然后進一步逆向推導，可以得到其他分子的結構。據D可知C（將醛基還原為羥基），由C可知B，從而推知A，D到E多了一個O，顯然是醛的催化氧化，由F到G的轉化可推出F的結構是。5（15分）I物質A為生活中常見的有機物，只含有C、H、O三種元素，已知該有機物的蒸氣密度是相同條件下H2密度的23倍，其中氧元素的質量分數為348，且有如下的轉化關系：（1）由AB的反應類型是 。（2）D的紅外光譜表明分子內除CH鍵、CC鍵外還含有兩個CO單鍵，反應中D與HCl按物質的量之比1：l反應，原子利用率為100，則D的結構簡式是 。II化合物E和F是藥品普魯卡因合成的重要原料。普魯卡因的合成路線如下：（3）由甲苯生成物質甲的化學方程式為 。（4）丁的結構簡式為 。（5）反應的化學方程式是 。（6）普魯卡因有兩種水解產物戊和己，且戊與甲具有相同的分子式。符合下列條件的戊的同分異構體有 種（包含戊）。a分子結構中含苯環，且每個苯環有2個側鏈b分子結構中一定含官能團NH2，且NH2直接與碳原子相連戊經聚合反應可制成的高分子纖維廣泛用于通訊、宇航等領域。該聚合反應的化學方程式是 。【答案】（1）消去反應 （2）環氧乙烷（3）（4）（5）（6）9種 （各有鄰、間、對三種）（7）【解析】I（1）消去反應(2)總體分析，A的相對分子質量為2X23=46，其中氧元素的質量分數為348，確定A中含有1個氧原子，A為乙醇。B為乙烯，D為環氧乙烷，G為一氯乙烷。據題意“D的紅外光譜表明分子內除CH鍵、CC鍵外還含有兩個CO單鍵”可推得D的結構簡式為：II.根據普魯卡因的結構簡式，甲苯與混酸反應是甲苯的對位被硝基取代，據已知條件， 則乙就是對硝基苯甲酸，乙和E發生酯化反應，丙還原生成丁是丙中的硝基被還原成氨基，丁中的氯再被F中的原子團取代，就得到魯普卡因。（7）6四苯基乙烯(TPE)及其衍生物具有聚集誘導發光特性，在光電材料等領域應用前景廣闊。以下是TPE的兩條合成路線(部分試劑和反應條件省略)：(1)A的名稱是_；試劑Y為_。(2)BC的反應類型是_；B中官能團的名稱是_；D中官能團的名稱是_。(3)EF的化學方程式是_。(4)W是D的同分異構體，具有下列結構特征：屬于萘()的一元取代物；存在羥甲基(CH2OH)。寫出W所有可能的結構簡式：_。(5)下列說法正確的是_。aB的酸性比苯酚強bD不能發生還原反應cE含有3種不同化學環境的氫dTPE既屬于芳香烴也屬于烯烴【答案】：(1)甲苯酸性KMnO4溶液 (2)取代反應羧基羰基【解析】(1)根據A的分子式和B的結構簡式可知A為甲苯；試劑Y可以將甲苯氧化為甲酸，故為酸性高錳酸鉀溶液。(2)根據B、C的結構簡式可知反應為取代反應；觀察B中的官能團為羧基、D中的官能團為羰基。(3)根據轉化關系可知EF的反應為鹵代烴的水解反應。(4)W是D的同分異構體，D的分子式為C13H10O，缺少18個氫原子，不飽和度為9，根據屬于萘()的一元取代物可知，還余3個碳原子、1個氧原子和2個不飽和度，又由于存在羥甲基(CH2OH)，還差2個碳原子和2個不飽和度，只能組成CC結構，故側鏈只能為CCCH2OH，然后按照對稱性連接在萘環上即可。(5)a項，B分子中含有羧基，故酸性比苯酚強，正確；b項，D中含有苯環和羰基，能夠和氫氣發生還原反應，錯誤；c項，E中含有4種不同化學環境的氫，錯誤；d項，觀察TPE的結構，完全由碳元素和氫元素組成，且含有苯環和碳碳雙鍵，故既屬于芳香烴也屬于烯烴，正確。7（14分）A、B、C、D、E、F、G、H、I、J均為有機化合物。根據下圖轉化關系，回答問題：(1)B和C均為有支鏈的有機化合物，B的結構簡式為_；C在濃硫酸作用下的加熱反應只能生成一種烯烴D，D的結構簡