叶酸是维生素B族之一,可以由下列甲、乙、丙三种物质合成。
(1)甲中显酸性的官能团是________(填名称)。
(2)下列关于乙的说法正确的是________(填序号)。
a.分子中碳原子与氮原子的个数比是7:5
b.属于芳香族化合物
c.既能与盐酸又能与氢氧化钠溶液反应
d.属于苯酚的同系物
(3)丁是丙的同分异构体,且满足下列两个条件,丁的结构简式为________。
b.在稀硫酸中水解有乙酸生成
(4)甲可以通过下列路线合成(分离方法和其他产物已经略去):
①步骤Ⅰ的反应类型是________。
②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是_________________________。
③步骤Ⅳ反应的化学方程式为___________________________________。
解析 (1)甲的结构中含显碱性的官能团—NH2和显酸性的官能团—COOH。(2)由乙的结构简式可知,a项,分子中碳原子与氮原子的个数比是7:5,正确;b项,乙分子中没有苯环,不属于芳香族化合物,错误;c项,乙中氨基能与盐酸发生反应,—CH2Cl能与NaOH溶液发生取代反应,正确;d项,乙中既没有苯环又没有酚羟基,且还含有N、Cl原子,故不属于苯酚的同系物,错误。(3)丙的分子式为C5H9O4N,丙的同分异构体丁中含基团,剩余基团的组成为C3H5O2,且在稀硫酸中水解有乙酸生成,说明应为乙酸甲酯基CH3COOCH2—,故丁的结构简式: (4)①根据反应物和生成物的结构特点可知,—NH2上的H被取代得到生成物,反应类型为取代反应。②根据甲的合成路线,步骤Ⅰ和Ⅳ的目的是保护氨基,防止被氧化。③根据步骤Ⅲ的反应物的结构和反应条件,可知戊的结构简式为故生成甲的化学方程式:
答案 (1)羧基 (2)a、c
顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如下:
ⅱ.RCH==CHR′RCHO+R′CHO(R、R′代表烃基或氢)
(1)CH2==CH—CH==CH2的名称是________。
(2)反应Ⅰ的反应类型是(选填字母)________。
a. 加聚反应 b.缩聚反应
(3)顺式聚合物P的结构简式是(选填字母)________。
a.
b.
(4)A的相对分子质量为108。
①反应Ⅱ的化学方程式是_____________________________________。
②1 mol B完全转化成M所消耗的H2的质量是________g。
(5)反应Ⅲ的化学方程式是_________________________________。
(6)A的某些同分异构体在相同的反应条件下也能生成B和C。写出其中一种同分异构体的结构简式__________________。
解析 (1)CH2==CH—CH==CH2的名称为1,3-丁二烯。(2)由CH2==CH—CH==CH2聚合生成顺式聚合物P的反应为加聚反应。(3)CH2==CH—CH==CH2的顺式为加聚反应得到顺式聚合物P,则说明聚合物P中含有碳碳双键,故CH2==CH—CH==CH2按1,4-加成方式进行加成,得聚合物P为CH2—CH==CH—CH2,顺式结构为两个CH2原子团在碳碳双键的同侧,即为。(4)由烃A的相对分子质量为108,108÷14=8缺4,则烃A的分子式C8H12,结合信息i可知,反应Ⅱ为
A的结构简式为再结合信息ii及化合物M、N的结构和生成反应条件可知B为C为HCHO,故1 mol B可与3 mol H2发生加成反应生成M,H2的消耗质量为3 mol×2 g·mol-1=6 g。(5)由(4)可知C为HCHO,结合N的分子式C13H8Cl4O2可知,反应Ⅲ的化学方程式为+HCHO+H2O。
(6)由(4)可知A的分子式为C8H12,结合信息ii及B、C的结构简式可知,符合条件的A的同分异构体有。
答案 (1)1,3-丁二烯 (2)a (3)b
②6
(6)
某兴趣小组以苯和乙烯为主要原料,采用以下路线合成药物普鲁卡因:
请回答下列问题:
(1)对于普鲁卡因,下列说法正确的是________。
A.可与浓盐酸形成盐
B.不与氢气发生加成反应
C.可发生水解反应
D.能形成内盐
(2)写出化合物B的结构简式________________。
(3)写出B→C反应所需的试剂________。
(4)写出C+D―→E的化学反应方程式_____________________________
_______________________________________________________________。
(5)写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式________。
①分子中含有羧基
②1HNMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子
(6)通常采用乙烯为原料制得环氧乙烷后与X反应合成D,请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备X的合成路线(无机试剂任选)。
解析 本题采用正向、逆向相结合分析推断法。由E到普鲁卡因的反应条件及已知反应信息,可知E为由题中物质之间的转化关系可以判断A、B、C三种物质结构中均含有苯环,再根据C和D反应生成E的反应条件及E的结构,可以推出C为D为HOCH2CH2N(CH2CH3)2;由和CH2==CH2可知,A为A→B是硝化反应,则B为故B→C为在酸性KMnO4溶液作用下的氧化反应。(1)A项,普鲁卡因分子中含氨基(—NH2),可与浓盐酸反应,正确;B项,普鲁卡因分子中含苯环,可与H2发生加成反应,错误;C项,其分子中含酯基(),可发生水解反应,正确;D项,分子中只含氨基(—NH2),不含羧基(—COOH),不能形成内盐,错误。(5)B的结构简式为其同分异构体中:①含有羧基;②1H-NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子,说明苯环只有两个取代基且为对位结构,其符合条件的结构简式为: (6)结合D的结构简式[HOCH2CH2N(CH2CH3)2]及题中信息()可推出X为HN(CH2CH3)2,再根据题中信息(),可知要生成X,则需氯乙烷与NH3反应,故乙烯合成X的合成路线反应方程式为CH2==CH2+HCl―→CH3CH2Cl,2CH3CH2Cl+NH3―→HN(CH2CH3)2+2HCl。
答案 (1)AC
(3)酸性KMnO4溶液(或KMnO4/H+)
据报道,化合物M对番茄灰霉菌有较好的抑菌活性,其合成路线如下图所示:
完成下列填空:
(1)写出反应类型:
反应③________;反应④________。
(2)写出结构简式:
A_____________________________________________________________;
E__________________________________________________________。
(3)写出反应②的化学方程式:_______________________________________
_________________________________________________________________。
(4)B的含苯环结构的同分异构体中,有一类能发生碱性水解,写出检验这类同分异构体中的官能团(酚羟基除外)的试剂及出现的现象:
试剂(酚酞除外):___________________________________________;
现象:_____________________________________________________。
(5)写出两种C的含苯环结构且只含4种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式:
_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(6)反应①、反应②的先后次序不能颠倒,请解释原因:_________________
____________________________________________________________。
解析 A的分子式为C6H6O3,说明分子中含有3个酚羟基,由M的结构可以推知2个在邻位,1个在间位。由题给信息酚与卤代烃在碱性条件下反应,结合M结构可知生成环,由于硝化时用到浓硫酸,所以需要保护另一酚羟基,由M结构可知反应①可用酚羟基与CH3X反应。(4)B的结构中除苯环外,还有1个碳原子,3个氧原子,1个不饱和度,能发生水解,说明是甲酸酯结构,甲酸酯中含有醛基可以利用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验。(5)C的异构体中除苯环外还有2个碳原子、3个氧原子再结合四种不同化学环境氢原子可写出同分异构体。
答案 (1)还原反应 取代反应
(4)银氨溶液 有银镜出现(或新制氢氧化铜悬浊液 有红色沉淀生成)
(6)B中有酚羟基,若硝化,会被硝酸氧化而降低M的产率
G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成线路如下:
(1)A的名称为________。
(2)G中含氧官能团名称为________。
(3)D的分子中含有________种不同化学环境的氢原子。
(4)E与新制的氢氧化铜反应的化学方程式为__________________________
__________________________________________________________。
(5)写出符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式:____________。
a.分子中有6个碳原子在一条直线上;
b.分子中含有—OH。
(6)正戊醛可用作香料、橡胶促进剂等,写出以乙醇为原料制备CH3(CH2)3CHO的合成路线流程图(无机试剂任选)。
解析 A分子式为C7H8O,遇FeCl3溶液显色,说明含有酚羟基,结合G的结构可知甲基与酚羟基处于邻位,结构为由信息③及G的结构可知C为由C和G的结构可以反推出F为(CH3)2CHCH2COOH,E为(CH3)2CHCH2CHO,由信息②可知D为CH2==C(CH3)2。(5)由A的分子式可知不饱和度为4,分子中含有—OH,由于6个碳原子共直线,可知含有2个碳碳三键。(6)利用信息④可知通过醛醛加成生成4个碳原子的有机物,再通过信息②生成5个碳原子的醛。
答案 (1)3甲基苯酚(或间甲基苯酚)
(2)酯基 (3)2
(6)CH3CH2OHCH3CHOCH3CH==CHCHOCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH==CH2CH3CH2CH2CH2CHO
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