有機合成與推斷

1.化合物H是一種有機光電材料中間體。試驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路途如下:

已知：

.NaOH/H2O

①RCHO+CH3CHO————RCH=CHCHO+H20

②_Hn+.m..―催化劑-I—□n

回答下列問題：

(DA的化學名稱是。

(2)由C生成D和E生成F的反應類型分別是、o

(3)E的結構簡式為。

(4)G為甲苯的同分異構體，由F生成H的化學方程式為。

(5)芳香化合物X是F的同分異構體，X能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出C02,其核磁共振氫譜顯示有4

種不同化學環境的氫，峰面積比為6：2：1：1,寫出2種符合要求的X的結構簡式

(6)寫出用環戊烷和2-丁塊為原料制備化合物(耳產

、的合成路途________(其他試劑任選)。

SBr

【答案】(1)苯甲醛(2)加成反應取代反應(3)C=C—COOH

1

⑷■+l『3%3

COOC2H5^COOC2H5

⑸

(6)

【解析】由H的結構簡式逆推可知A、B、C、D、E、F苯環上均只有一個取代基。結合信息①及B的分

子式可知：A為苯甲醛，B為O-CH=€H-CH0,由BfC的反應條件可知BfC的轉化為醛基轉化為

BrBr

段基，C為OH-CH=CH—COOH，C與Bm發生加成反應，生成D（I),D在KOH的

H—CH—COOH

乙醇溶液中加熱發生消去反應，酸化后生成E（O-CMC-C00H）,E與乙醇發生酯化反應（或取代反應）

生成

C^C—COOC2也），F與G發生類似信息②所給反應（加成反應）生成H,逆推可知G的結構

簡式為o（1）由上述分析可知，A為苯甲醛；（2）由分析可知：C生成D發生加成反應，E生成F發

生取代反應；（3）由分析可知，E的結構簡式為C=C—COOH，故答案為：。一CMC-COOH；（4）G

,由F生成H的化學方程式為表j]

的結構簡式為

00C凡

⑸F為C-COOC2H5,苯環外含有5個碳原子、3個不飽和度和2個。原子，其同分異構體能

與飽和碳酸氫鈉溶液反應生成CO?,即必含有段基，核磁共振氫譜顯示有4種氫原子，則具有較高的對稱性,

氫原子個數比為6：2：1：1,可知含有兩個對稱的甲基，還有2個碳原子和2個不飽和度，則含有碳碳三

鍵，故滿意條件的同分異構體的結構簡式為三COOH、COOH、三-COOH和

三-COOH（任寫兩種）；（6）逆合成分析：可由與澳加成而來,可由

八Br

2

。和發生類似已知②反應而來，Q］可由c?發生消去反應而來，可由O和氯

氣在光照條件下發生取代反應而來，即：

0t<#嚶"=<M—

2.芬太尼屬于管制類藥物，可用作鎮痛麻醉藥。其合成路途如下:

X

ABC

已知信息：①RX+IN：”逸住1儂一：

②RC"+R〃COOR-J^R"C噴尺

③H\+CH2=C112—?ABQA/H>O_>CII3CII：S

(1)卜.列說法正確的是

A.化合物B到C的轉變涉及到的兩步反應依次是加成反應、取代反應

B.化合物C具有堿性，能與鹽酸反應

C.化合物F可通過化合物A一步反應制備得到

I).芬太尼的分子式是GHJW

(2)化合物X的結構簡式是

(3)D-E的轉化過程有多個中間產物，寫出D在NaH/THF條件下發生反應的化學方程式

3

（4）有機物Y（aHQN）是有機物X的含氮衍生物，同時符合下列條件的Y的同分異構體的結構簡式

①分子中有一個六元環;

②/+MR譜和IR譜檢測表明分子中有3種化學環境不同的氫原子，沒有過氧鍵（一0一0一）。

⑸設計以WL和X為原料制備M（）的合成路途（無機試劑任選，合成中須用到上述②③兩條已知

信息，用流程圖表示）

【答案】(1)BD(2)CH2=CHCOOCH3

HJBO/HJO

【解析】依據分了?式及芬太尼結構簡式可知A為彳A和C2Hl的C原子、H原子相加剛好為B的分

子式（&乩。），則A到B為加成反應，B為由已知信息①及C的分子式可知C為：（二RWx;

結合信息②和D到E可知,D含2個酯基,那么X含酯基，由于D到E碳原子少了三個，倒推X必為CBCHC00CM,

4

NH2

E,E為:;由F分子式可知，F為：,結合E、F、G的分子式可知，E

H

Z

和F發生加成反應生成G,G為:'工^和CH。12coe1發

生取代反應生成芬太尼o(1)A項，和氯氣在光照條件下發生取

代反應牛.成OOtflbci和NH,在堿性條件下發生取代反應生成C(

故B到C發生了兩步取代反應，A錯誤；B項，C(O四十町」的官能團為-NH2,有堿性，能與鹽酸反應

生戊鹽，B正確；C項，A(《?)和濃硫酸、濃硝酸共熱到55℃60c生成、0：、/NO,、)還原得到

NH2

、，須要2步，C錯誤；D項，芬太尼的分子式是CzdsNzO,D正確；綜上所述，BD正確，故選

為CH2=CHC00CH3,含2個不飽和度，Y(CMOzN)比X多1個N、一個H,則Y的不飽和度也為2,分子中有一

個六元環，則必有一個雙鍵，又因為只有三種H,則2個0必定對稱，即2個()在環上且對稱才能滿意條件，

5

COOCHjCOOCHj

1=1流程中E對應，可由，HN發生類似D到E的反應而來，，HN由NH：.和

COOCHaGOOCH,

X(CH^CHC0(X：H3)發牛.類似信息③的反應而來，綜上所述:

3.環丁基甲酸是有機合成中一種有用的中間體。某探討小組以丙烯醛為原料，設計了如下路途合成環

丁基甲酸，

HOOC—0-COOH—H—C—COOH+CO>t

請回答：

(1)化合物C的結構簡式是O

(2)下列說法中不正確的是o

A.化合物A能與NaHCQ溶液反應

B.化合物B和C能形成高聚物

C.化合物G的化學式為CM0,

D.1mol化合物B與足量金屬鈉反應能生成1mol氫氣

(3)寫出D+E-F的化學方程式：

6

(4)環「基甲酸與苯酚反應生成一種酯X,寫出化合物X滿意下列條件的全部同分異構體的結構簡式:

①能使FeCL溶液變紫色；

②含有丙烯醛中全部的官能團；

③JH-NMK譜顯示分子中含有5種不同化學環境的氫原子。

(5)以1,3-丁二烯和E為原料可制備環戊基甲酸(COOH)，請你選用必要試劑，設計該合成

路途。___________________________________________________

【答案】(l)H00CCH2C00H(2)A

DNaOH

2)H：SO.

【解析】依據流程圖，丙烯醛akCHCHO與水反應生成A,A的化學式為C3HQ2,則發生了加成反應，A

氧化生成C,C與乙醇在酸性溶液中發生酯化反應生成E,依據E的化學式，說明C為二元痰酸，則C為

HOCCCH2COOH,A為HOCH2cH￡H0,ECH.CHaOOCCH.COOCH.CH.；A與氫氣發生還原反應生成B,B與HBr反應生

成二嗅代省,則B為二元醇，B為HOCH2cH2cH2OH,D為BrCH2cH2cH?Br,依據信息，D和E反應生成F,F為

八COOH

F水解生成G,G為〈X，依據信息，G受熱脫去一個竣基生成環丁基甲酸。(1)化

7COOH

7

合物C為H00CCH2C00H；(2)A項，A為HOCH2cH2cH0,不能與NaHCO：溶液反應，錯誤;B項，B為HOCH2cH2cHzOH,

入COOH

C為HOOCCH￡OOH,能發生酯化反應形成高聚物，正確；C項，G為〈X，化學式為&息0“正確；D

7COOH

項，B為HOCHEHOLOH,1molB與足量金屬鈉反應能生成1mol氫氣，正確；故選A：(3)D+E-F的化

99CHONaz\COOCH

學方程式為11+B?CH)曲---2--3--＜義25^HBr；⑷環丁基甲酸與苯酚反應生

C2H5/、^0^2也7COOCjHs

成一種酯X,X滿意：①能使FeC13溶液變紫色，說明含有酚羥基；②含有丙烯醛中全部的官能團，即含

有碳碳雙鍵和醛基；③力-NMR譜顯示分子中含有5種不同化學環境的氫原子。滿意條件的X有

制備環戊基甲酸(Q-80H),依據題干流程圖供應的信息，可以用1,3-丁二烯首先制備二澳代燃,

,COOC2HSCOOH

再與E反應生成「X，然后水解生成「X，最終加熱脫竣即可，合成路途為：

'/COOCJHJJ/COOH

4.嗎氯貝胺是新一代緩和的抗抑郁藥物，某探討小組設計如圖合成路途:

己知：①R-Br?N-H)R_N_

②R-COOH----——>R-C0C1—R-CONHR'

③苯環上連粉基時，苯環上再取代主要牛.成間位取代產物。

8

按要求回答下列問題：

(1)化合物A的結構簡式。

(2)下列有關說法正確的是o

A.嗎氯貝胺的分子式為C/洲202cl

B.在水中溶解實力人＞8,緣由是A與水分子間可形成氫鍵

C.B+DfE的反應中NaOH的作用是反應產生氨基及中和反應產生的酸

D.E+F-嗎氯貝胺的反應類型為取代反應

(3)寫出B+DTE的反應方程式。

(4)E與F反應制備嗎氯貝胺中加適量碳酸鉀或過量F均有利于提高產率.，用反應方程式說明加過量F

有利于提高產率的緣由。

(5)設計CfD的合成路途(川流程圖表示，無機試劑任選)

(6)寫出化合物F同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式

①iH—NMR譜檢測表明：分子中有3種氫原子；

②IR譜檢測表明：分子中存在)C=0。

【答案】(DHOCWCHMH?(2)ACD

COC1

ICONHCH2CH2Br

(3)[l]+BrCHCHNH：Br+NaOH-*f|l+NaBr+NaCl+H0

Y22tV2

ClCl

(4)oNH+HBr-*ONH2Br

9

⑸(5

S0C1?

Cll3-N-CILCIIO

(6)(11LCHO、

Clh-CII-CONH,

【解析】依據題給已知①，結合嗎氯貝胺的結構及E、F的分子式可知：E為

COCI

《二;NH；依據題給已知②，結合E的結構簡式及B、D的分子式可知：B為BrCH2CH2NH3Br,D為《

則A為HOCH2cH馳,結合分子式可知C為［J。(1)A的結構簡式為HOCH2分2NH2；(2)A項，嗎氯貝胺的

結構簡式為ci

CH2CHJNo*分子式為CNMNzOO,A正確；B項，A%HOC112CII2NII2,B為

\_/

COCI

BrCH2CH2NH.tBr,BrCH2cH州感為右機鹽，在水中的溶解度大于A.B錯誤；C項，B+DfE即:

+BrCH2CH2NH3Br-*,Na()H的作用是與BrCH￡H?NH』r反應釋放氨基和-C0C1反應、中和反應產

生的酸，提高產率，C正確；I)項，E+F-＞嗎氯貝胺時，E中的-Br被F中的(^1-取代，為取代反應,

COCI

D正確：故選ACD：(3)B+DfE的反應方程式為I+BrCHzCHRHBr+NaOHf

CI

10

CONUClhClbBr

)與尸(q^」NH)反應生成嗎氯貝胺

+NaBr+NaCl+H2O；(4)E(Y1

Cl

%)和HBr,加適晟?碳酸鉀或過量為F能和產物HBr反應，使主反應盡可能向

CHj

《^〉H+HBr_(21NH2Br；(5)C為,

右進行，從而提高嗎氯貝胺產率,F和HBr反應的方程式為:

COCICOC1COOH

/由「口和S0C12發生類似“已知②”反應而得

I)為Y1,C制取I)可作如下逆合成分析：Y10

V

ClC1CI

C00H產nh

，由(3和a,反應得到，即流程如.卜.：6

到，結合已知③，可通過氧化而得到，［

CI

J**COOIIE1

(工、KMnOqSOC12、/

卜鈾>丫,r”———>(6)F為不飽和度為1,它的同分異構

體分子中存在、c=o,則同分異構體結構中除、c=o外:

，其余結構不含不飽和結構，核磁共振氫譜顯示有

//

.(

II-N-(H?(HO：CHt

3和氫原子，符合條件的有如下3種：CH-C-CHO.rLnrll"Il小"

IMhl1J7L、~~F

5.化合物M(2-異丙基-4-甲基噬哇-5-甲酸乙酯)作為噫哇衍生物的代表,是重要的藥物中間體，某探

討小組探究其合成路途如下：

、/S

.SOCh…NH?..PzSs\

AC4H70cl,C4H9ON/\的X.N

BCD.

90

E--C-aH-sO-Na-CceHuioeOa-S-O-C-h-HH/XHIIX

《2分子)丫O、_O

ClM

FG

11

已知：A、E是同分異構體，且都只含一種官能團，A有酸性而E沒有；

R,_g_0RJ.卜仁也3》外>Rt-l-cJ-ofc+R>0H(用、凡、電均為炫基)

請回答：

(1)下列說法正確的是O

A.化合物F中含有兩種官能團

B.B-C的反應是取代反應

C.化合物A的名稱是2-甲基丙酸

D.D+G-M的反應中還有小分子H20和HC1生成

(2)寫出化合物B的結構簡式。

(3)寫出E—F的化學方程式o

(4)以乙醇為原料，設計合成人的路途(用流程圖表示，無機試劑任選).

o

⑸寫出化合物D同時符合卜到條件的同分異構體的結構簡式o

①1H-NMR譜檢測表明：分子中共有4種氫原子；

②IR譜檢測表明：分子中存在,無-NH?

O

【答案】(DABCD(2)CH3CHCC1

CH3

oUO

nT=

eCG

（3）2CH3COOCH.CH,gw檎a_>-I-+CH3cH20H

H

12

CHjCHiOH弓TCH3CHO駕1CHK00H-----------------；O

(1)

CH5cH9H^^CH2=CH;-^Br€H2cH：Br2^I^HOC比f

⑸CH3cH2g-ill—CH3CH3C-I^-CH2CH3

【解析】已知A、E是同分異肉體，且都只含一種官能團，A有酸性而E沒有，由合成路途分析可知，A

O

與S0C12發生取代反應生成B,B與NHs發生取代反應生成C,C與P2S5生成I),則C的結構簡式為CH3CHCNH2,

CH3

oo

B的結構簡式為CH3fH2ci,A的結構簡式為CH3fHe-OH,又2分子E在CH3cH,0Na的條件下發生已知

CH3CH3

OHO

反應生成F,則E為CH3COOCH2cH3,F為CH3&—8-g—O—CH2cH3,F與SOCk發生取代反應生成G,G與

仆

OHO

D反應生成M。(1)A項，依據上述分析，F為CH3g—《一.。—CH2cH3,分子中含有城基和酯基兩種官能團，

H

O

A1E確：B項，B與NH,發生取代反應生成C,B正確：C項，A的結構簡式為CH3fHB-OH,其名稱為2-

CH3

甲基丙酸，C正確；D項，依據前后物質結構分析可知，D與G反應生成M、乩0和HC1,D選項正確；故故

O

ABCD；(2)由上述分析,B的結構簡:弋為CH3fHkl：(3)2分子E在CHaCH.ONa的條件下發生已知反應生成F,

CH3

OHO

反應的化學方程式為2cH3COOCH2cH3少a>(：匕2—8-鼠。一CH2cH3+CH3CIWH；(4)以乙醇為原料

仆

合成/人/時，將乙醇催化氧化生成乙醛，乙醛再催化氧化得到乙酸，將乙醇在濃硫酸加

O

熱的條件下發生消去反應生成乙烯，乙烯與漠單質加成得到二溟乙烷，二溟乙烷再水解得到乙二醇，乙酸

13

與乙二醇發生酯化反應可得到目標產物，合成路途可設計為：

CHjCHXJH號>CHjCHO-^->CH3COOH--------------------------------------

>J"X/。、/;(5)依據題干信息，化合

CH5cH9H上acHx出旦>BKH丈H曲當與HOCHJCHQH-一

物D為分子式為C凡S,，其同分異構體的分子中有4種氫原子，且存在［力*，無一加2,

SHSH

則符合條件的結構簡式為點3CctHi2。2—NLCnH3或CEH3AC-NLCHCH，。

6.化合物I是一種用于合成丫-分泌調整劑的藥物中間體，其合成路途流程圖如下:

CHjCOOH/

CHJCOONH.

G

請回答：

(1)化合物E的結構簡式為

(2)下列說法不正確的是

A.化合物A能與FeCl3溶液發生顯色反應

B.化合物C中含氧官能團的名稱為酸鍵和酯基

C.A-B,B-C,C-D,D-F轉化過程中發生的均為取代反應

D.化合物I的分子式是C12H.ON2O2

14

(3)寫出A-B的化學反應方程式_

(4)H的分子式為。2乩岫。2,經氧化得到I,寫出H的結構簡式。

(5)寫出同時滿意下列條件的C的全部同分異構體的結構簡式。

①含有苯環；②能發生水解反應，水解產物之一是氨基酸，另一水解產物分子中只有2種不同化

學環境的氫。

(6)請設計以HOY：》-NO?、“C::和(CHJ2SO1為原料制備CHQC的合成路途流程圖(無

機試劑任用，合成路途流程圖示例見本題題干)

【答案】(l)BrCH2coe%(2)CD

COOCH)

【解析】C(CJInNOD和甲酸反應生成C是B(C9H9峨)和氫氣發

COOCH,COOCH,COOCIL

生還原反應生成,則B是；A(C7H5NOJ和(CHJSOI生成逆推可知A是

OCH)

NO.

H的分子式為0乩岫02,經

NO：

15

氧化得到I,結合I的結構簡式OCH,>G的結構簡式OCH,,可知H是

物*是QOH，含有酚羥基，能與FeCL,溶液發生顯色反應，故A正確；B項，化合物C是

反應，其余均為取代反應，故C錯誤；I）項，化合物OCH］的分子式是。小小2（）2,故）錯誤；故選

CH；A

COOCH,

和（CHJ2SO1發生取代反應反應生成和硫酸，反應的化學反應方程式

OCH）

+(CHJ2sol上+H2sO,；（4）H的分子式為GBNOz,經氧化得到I,結合I的結構簡式

CII；CH；

16

生水解反應，水解產物之一是氨基酸，說明分子中含有酯基、氨基，另一水解產物分子中只有2種不

COOCH,

的同分異構體是。月藍5

同化學環境的氫，說明結構對稱，符合條件的"oCH)H°O(6)

NH2

HO《>NO1和(CM)2S0,反應生成“亡°*’和HBr發生取代反應生成

Oil

心二’.二和。在碳酸鉀作用下生成CHQOO合成路途流程圖為

Nil：

K2CO3

7.恩雜魯胺(9)是一種是重要藥物，以下是合成恩雜魯胺的一種方法:

3C1H7FN2O1?1出45MA

CHjNH；|soa:6己知：①

IC.HJTMO4

KMBO4|H*

I印孫。］

C6H5NO2>C6H5NH2

②RCOOH^->RCOOCH.

請回答：

(1)下列說法不正確的是。

A.1-4的反應類型，分別是：氧化反應、取代反應、還原反應

B.恩雜魯胺的分子式為：C21H17FlN,02S

C.7和8反應，除生成9外還有ClhOH生成

I).4既能與鹽酸反應，也能與MaOH溶液反應，是一種兩性物質

17

(2)寫出化合物8的結構簡式o

(3)寫出4+5->6的化學方程式0

(4)設計以2-甲基丙烯為原料，制備物質5的合成路途(用流程圖表示，無機試劑任選)

_________________________________________________________Q

(5)寫出化合物4同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式。

①是苯的對二取代物，能使氮化鐵溶液顯紫色；

②切一NMR譜和IR譜檢測表明：分子中共有5種氫原子，有N—F鍵;

③除了苯環外還有?個三元環且氮原子不與苯環干脆相連。

【答案】(DBI)(8)

35r恤

⑶%、//”一R

LOH:HBTJLor

⑷人4炎氏贄也人為告J%OOH△?

zH,OH

⑸，QIl，9，OHeT

【解析】結合“已知①”及“3”到“4”的條件可知“3”為；結合“2”的分子式可知

O

“2”為吁H；結合“1”的分子式及“1”至1」“2”的條件可知"1”為|;結合“4”

-----

18

C項，“7”中的-0CH3和-H結合成另一產物CH3OH,C正確;D項，“4”不能和NaOH反應,D錯誤;故選BD；

(2)由分析可知，“8”為:(3)4+5-6發生了取代反應，反應的化學方程式為

“"^「乂一乂》'+HBr；(4)逆合成分析：狹黑^^可由/氧

Jr%Br可由人和加成而來，即

化而來，可由水解而來,BR

人..TH.之上“⑸"為''能

使氯化鐵溶液顯紫色，說明有酚脛基，是苯的二元取代物且有5種H,則2個取代基必定處于對位，除了苯

A

環外還有?個三元環且氮原子不與荒環干脆相連,含有N-F鍵，符合條件的結構有4種，如下：O

HJNJ

6N.

19

8.某探討小組按下列路途合成鎮痛藥平痛新：

Ri■；?inR?

②(一i-y

%R?

iUAIII八-

③K、nR4*KNK

R,R)

請回答：

(1)下列說法正確的是。

A.化合物B-C的反應類型是取代反應B.化合物D能與碳酸氫鈉溶液反應

C.化合物G能發生水解反應D.平痛新的分子式是GMiNO

(2)寫出化合物C的結構簡式。

(3)寫出E-F的化學方程式_

(4)設計以乙烯為原料制備1,4-二氧六環(0，-'0)的合成路途0U流程圖表示，無機試劑任

\_/

選)。

(5)寫出化合物B同時符合下列條件的同分異構體的結構簡式。

IR譜和'H-NMR譜檢測表明：

20

②分子中除苯環外無其它環，且有4種化學環境不同的氫原子。

O

【答案】（1）AB（2）

o

⑶CCRL*七"

+HC1

,、NaOH/H,O、CH2<H,濃硫酸

⑷CH產OL—DCH?BrCHB---------------->iL'.

△OHOHAOO

2

O-C-wON

⑸0Y

C■-OHO-CwI-”

o00

0

【解析】鄰二甲苯被酸性KMnO,溶液氧化生成的B的結構簡式為「

，B加熱發生取代反應生

8廣

OO

C^）與笨在AlCb的催化作用下發生已知①的反

成鄰苯二甲酸酎，則c的結構簡式為；

OO

00

IIII

應生成D,結合D的分子式，D的結構簡式為C丫c、O,依據E的分子式，「r’o再與

oOHOOH

Oo

it.II

再與M發生取代反應生成

SOCL發生取代反應生成的E為2

CU。"

的F為1\\再在LiAl乩的催化作用下發生已知②、③的反應生成的G

NCHJCMJOH*{CM>CH*OM

21

的結構簡式為f10",二再在濃硫酸的作用下分子內兩個羥基之間脫水

NCHCHOH\*}CM1CM?OH

CH,22DS

Z=^\0

生成曰°）。0）A項'

B~C是在加熱發生取代反應生成鄰苯二甲酸酊'故人正確；B項，

0

化合物D的結構簡式為含有竣基，則能與碳酸氫鈉溶液反應生成C02,故B正確；C項，化

合物G的結構簡式為不能發生水解反應，故C錯誤;D項,平痛新的結構簡式為

分子式是CMLNO,故D錯誤：故選AB。（2）由分析知，化合物C的結構簡式［(3)E-F為

NHCHCHOH

22發生取代反應生成的F為,發生反應的化學方程式為

CH,

+HC1；（4）乙二醇分子間脫水可生成1,4