第4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.当醚键两端的烷基不相同时(R1—O—R2,R1≠R2),通常称其为“混醚”。若用醇脱水的常规方法制备混醚,会生成许多副产物,如R1—OH与R2—OH在浓硫酸、加热条件下反应可能生成R1—O—R2、R1—O—R1、R2—O—R2等。
一般用Williamson反应制备混醚:R1—X+R2—ONaR1—O—R2+NaX。某课外研究小组拟合成(乙基苄基醚),采用如下两条路线进行对比: Ⅰ:+C2H5OH+H2O Ⅱ:①A+H2O ②C2H5OH+NaB+H2 ③A+B+NaCl 回答下列问题:
(1)路线Ⅰ的主要副产物有 、 。 (2)A的结构简式为 。
(3)B的制备过程中应注意的安全事项是 。 (4)由A和B生成乙基苄基醚的反应类型为 。
(5)比较两条合成路线的优缺点: 。 (6)苯甲醇的同分异构体中含有苯环的还有 种。
(7)某同学用更为廉价易得的甲苯替代苯甲醇合成乙基苄基醚,请参照路线Ⅱ,写出合成路线。 答案 (1) CH3CH2OCH2CH3 (2)
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(3)规范使用金属钠,防止氢气爆炸 (4)取代反应
(5)路线Ⅰ比路线Ⅱ步骤少,操作简便,但路线Ⅰ比路线Ⅱ副产物多,产率低 (6)4 (7)
解析 (1)根据信息,两个苯甲醇分子之间可发生脱水反应生成醚,两个乙醇分子之间也可发生脱水反应生成醚,因此副产物的结构简式为、CH3CH2OCH2CH3。(2)根据Williamson反应,以及反应①的方程式,可知A的结构简式为。(3)制备B需要金属钠参与,金属钠很活泼,因此需要规范使用金属钠,此反应中产生氢气,氢气是可燃性气体,易发生爆炸。(4)根据A与B反应的特点,可知该反应类型为取代反应。(5)路线Ⅰ比路线Ⅱ步骤少,但路线Ⅰ比路线Ⅱ副产物多,产率低。(6)苯甲醇的同分异构体中含有苯环的有、、、,共4种。(7)根据Williamson反应,醇钠和卤代烃可反应生成目标产物,因此让甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应,然后与乙醇钠发生取代反应即得目标产物,合成路线为:。
2.对氨基苯甲酸酯类是一类局部麻醉药,化合物M是该类药物之一。合成M的一种路线如下:
已知以下信息:
①核磁共振氢谱显示B中只有一种化学环境的氢原子,H的苯环上有两种化学环境的氢原子。 ②RXRMgXRCH2CH2OH。
③E为芳香烃,其相对分子质量为92。 ④(苯胺,易被氧化)。 回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,其化学名称是 。
2
(2)由E生成F的化学方程式为 。
(3)由G生成H的反应类型为 ,H在一定条件下可以发生聚合反应,写出该聚合反应的化学方程式: 。 (4)M的结构简式为 。
(5)D的同分异构体中不能与金属钠反应生成氢气的共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积之比为6∶1的是 (写结构简式)。
(6)参照上述合成路线,以乙烯和环氧乙烷为原料(无机试剂任选)制备1,6-己二醛,设计合成路线: 。 答案 (1) 2-甲基丙烯 (2)+HNO3(浓)+H2O (3)还原反应 n HO??H+(n-1)H2O (4) (5)15
(6)CH2 CH2 CH2Br—CH2Br
解析 A与溴化氢发生加成反应生成B,核磁共振氢谱显示B只有一种化学环境的氢原子,则B的结构简式为CBr(CH3)3,则A的结构简式为CH2C(CH3)2。根据已知信息②可知C与环氧乙烷反应生成D,则D的结构简式为(CH3)3CCH2CH2OH。E为芳香烃,其相对分子质量为92,则E是甲苯,甲苯发生硝化反应生成F,由于H的苯环上有两种化学环境的氢原子,这说明硝基在甲基的对位,即F的结构简式为。由于氨基易被氧化,所以F生成G是甲基的氧化反应,引入羧基,即G的结构简式为。G中的硝基被还原转化为氨基,则H的结构简式为。H和D发生酯化反应生成M,则M的结构简式为。
(5)D的同分异构体中不能与金属钠反应生成氢气,说明含有醚键,可以是甲醇和戊醇形成的,戊基有8种,相应的醚有8种;也可以是乙醇和丁醇形成的,丁醇有4种,相应的醚有4种;还可以是2分子丙醇形成的,
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丙醇有2种,相应的醚类有3种,共计15种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有两组峰,且峰面积之比为6∶1的是。
3.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①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可知:在该条件下, 。 (4)写出结构简式:C ,M 。
(5)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。 答案 (1)消去反应 浓硫酸、加热 (2)银氨溶液,酸(合理即可)
(3)碳碳双键比醛基易还原(合理即可) (4)CH2CHCHO CH2CHCOOCH2 (5)(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、加热条件下发生的消去反应。(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先将醛基氧化,再酸化的方法。(3)化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即在该条件下,碳碳双键比醛基易还原。(4)丙烯(CH2CHCH3)在催化剂作用下被O2氧化为C(分子式为C3H4O),C的结构简式为CH2CHCHO;CH2CHCHO进一步
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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)丁醛的结构简式为CH3CH2CH2CHO,其同分异构体中不含羰基,说明分子中可能含有碳碳双键;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有等。 4.(2016课标Ⅲ,38,15分)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。 2R——HR———R+H2
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线: AC8H1 C16H1 E回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。 (2)①和③的反应类型分别为 、 。
(3)E的结构简式为 。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气 mol。
(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为 。
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,写出其中3种的结构简式 。
(6)写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线
。
答案 (1) 苯乙炔 (2)取代反应 消去反应
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课标通用山东省高考化学总复习专题十第4讲生命中的基础有机化学物质与有机合成练习
