2019高考化学 难点剖析 专题55 有机化学合成中官能团的保护练习.doc

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专题55 有机化学合成中官能团的保护 1．香料G的一种合成工艺如下图所示。 A 的分子式为C5H8O其核磁共振氢谱显示有两种峰。其峰面积之比为1: 1. 已知:CH3CH2CH=CH2CH3CHBrCH=CH2 CH3CHO+CH3CHO CH3CH=CHCHO+H2O 请回答下列问题: (1)G中含氧官能团的名称为_______，B生成C的反应类型为_________。 (2)A的结构简式为_______。 (3)写出下列转化的化学方程式:D→E_____________________ (4)有学生建议，将M→N的转化用KMnO4(H+)代替O2，老师认为不合理，原因是_______。 (5)F是M的同系物，比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有____种。(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱显示5组峰的结构简式为_______、________。 ①能发生银镜反应 ②能与溴的四氯化碳溶液加成 ③苯环上有2个取代基 (6) 以2-丙醇和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇)，请设计合成路线(其他无机原料任选)__________。 请用以下方式表示: 【答案】 酯基 消去反应 KMnO4(H+)在氧化醛基的同时，还可以氧化碳碳双键 18 (1). 由G的结构简式可知，G中的含氧官能团为酯基，B为环戊醇、C为环戊烯，B生成C的反应类型为消去反应； (2). 由上述分析可知，A为环戊酮，结构简式为：； (3). D为卤代烃，在NaOH水溶液中发生水解反应生成，化学方程式为： ； (4). M→N的转化只氧化了醛基而碳碳双键没有被氧化，KMnO4(H+)氧化性强，在氧化醛基的同时，还可以氧化碳碳双键； (5). M为，F是M的同系物，能发生银镜反应并能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，说明F中含有醛基和碳碳双键，比M多一个碳原子，苯环上有2个取代基，符合条件的同分异构体有18种，下列每种物质均有邻位、间位、对位各三种，共18种：、 、、、、，其中核磁共振氢谱显示5组峰的结构简式为：、 ； 2．工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯：，下列反应①~⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明）。 回答下列问题： （1）有机物A的结构简式为___________________。 （2）反应②的化学方程式是：__________________________。 （3）试剂x是_______________，反应⑥的反应类型是_____________反应。 （4）反应⑤的化学方程式是：_______________________________。 （5）合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是________________________________。 【答案】 酸性KMnO4溶液 酯化 保护酚羟基，使之不被氧化 （4）反应⑤是与HI反应生成与CH3I，反应方程式为： +HI→+CH3I （5）由于甲基要氧化为羧基，而酚羟基也比较容易被氧化，反应③和⑤的目的是：保护酚羟基，防止被氧化。 3．H 是一种免疫调节剂，其合成流程如下： 问答下列问题： (1)H所含官能团有氨基、羟基和______________。 (2)X的化学式为_______________，③的反应类型是_____________。 (3)设计反应①和⑤的目的是__________________。 (4)反应①为取代反应，其化学方程式为________________。 (5)R的同分异构体M同时满足下列条件： ①M 能与氯化铁溶液发生显色反应 ②1molM 最多能和4molNaOH 发生反应 ③在核磁共振氢谱上有四组峰且峰的面积之为3：3：2：2 M 的结构简式可能为________________。 (6)已知：，结合上述相关信息，以 为原料设计合成路线合成_________(其他试剂自选)。 【答案】 羧基 C12H14O4 氧化反应 保护羟基，避免羟基在反应③中被氧化 【解析】(1)H为，所含官能团有氨基、羟基和羧基；(2)X为，化学式为C12H14O4，根据Y的分子式及X、Z的结构简式可推断Y为，③是在铜的催化下发生氧化反应生成，反应类型是氧化反应；(3)设计反应①和⑤的目的是保护羟基，避免羟基在反应③中被氧化；(4)反应①为取代反应，为R与反应生成X与甲醇，反应的化学方程式为 ； (5)R的同分异构体M同时满足条件：①M能与氯化铁溶液发生显色反应，则含有酚羟基；②1molM最多能和4molNaOH发生反应，则含有酚羟基或羧基可能为4个，或酯基酚羟基3个；③在核磁共振氢谱上有四组峰且峰的面积之为3：3：2：2，则高度对称。 M的结构简式可能为；(6)结合上述相关信息， 在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成，氧化转化为，与氰化钠、氨气反应生成，在硫酸作用下控制pH得到，合成路线如下： 。 4．福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物，可通过以下方法合成： （1）福酚美克中的含氧官能团有_______和_______（填名称）。 （2）C→D的转化属于_______反应（填反应类型）。 （3）上述流程中设计A→B步骤的目的是_________________________________。 （4）A与足量氢氧化钠溶液反应的方程式为：_________________________________。 （5）A的同分异构体X满足下列条件： Ⅰ．能与NaHCO3反应放出气体； Ⅱ．能与FeCl3溶液发生显色反应。 符合上述条件的同分异构体有______种。其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为______________。 （6）参照上述合成路线和信息，以乙醛为原料（无机试剂任选），设计制的合成路线：____________________________。 【答案】 羧基 （酚）羟基 氧化 保护酚羟基 13 (6)根据上述合成路线中D→E→福酚美克的变化过程，可设计如下： 。 5．工业合成有机物F的路线如下: 已知:①； ②结构不稳定，不子考虑。 （1）A中含氧官能团的名称为_______________；C→D反应③的类型为_____________。 （2）化合物B的结构简式为__________；F与Br2按物质的量之比1:1加成所得产物有____种。 （3）E→F的化学方程式为___________________________。 （4）上述转化关系中，设计步骤②和④的目的是______________________________________。 （5）H是A的同分异构体，任写一种满足以下条件的H的结构简式________________。 ①与FeCl3溶液发生显色反应。 ②核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为1:2:2:3:12。 （6）参照上述合成路线，设计并写出用合成聚1.3-丁二烯的路线流程图(无机试剂任选)。 ______________________________ 【答案】 羰基 氧化反应 4 保护羟基防止被CrO3氧化 或 【解析】试题分析：B生成C属于酯化反应，根据C的结构简式，逆推B是，A发生还原反应生成B，则A是；发生水解反应生成E，则E是； 在浓硫酸作用下发生氧化反应消去反应生成F，则F是； 。（4）羟基易被氧化，上述转化关系中，设计步骤②和④的目的是保护羟基防止被CrO3氧化。（5）①与FeCl3溶液发生显色反应，说明不含上含有羟基；②核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为1:2:2:3:12，结构对称；符合条件的A的同分异构体是或 。（6）先还原为，在浓硫酸作用下发生氧化反应消去反应生成，发生加聚反应生成聚1.3-丁二烯，合成路线是 。 6．2-氨基-3-氯苯甲酸（F）是重要的医药中间体，其制备流程图如下： 回答下列问题： （1）分子中不同化学环境的氢原子共有_______种，共面原子数目最多为_______。 （2）B的名称为_________。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_______。 a．苯环上只有两个取代基且互为邻位 b．既能发生银镜反应又能发生水解反应 （3）该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是______________。 （4）写出⑥的化学反应方程式：_________，该步反应的主要目的是____________。 （5）写出⑧的反应试剂和条件：_______________；F中含氧官能团的名称为__________。 （6）在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。__________ ……目标化合物 【答案】 4 13 2-硝基甲苯或邻硝基甲苯 避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代（或减少副产物，或占位） 保护氨基 Cl2/FeCl3（或Cl2/Fe） 羧基 B的同分异构体中能发生银镜反应的有醛基或者甲酸酯结构，又能发生水解反应，说明含有酯基结构或者肽键结构。由此可得B的同分异构体有：。 （3）若甲苯直接硝化，所得副产物较多，即可能在甲基的对位发生硝化反应，或者生成三硝基甲苯等。 （4）反应⑥为邻氨基苯甲酸与乙酰氯发生取代反应，方程式为： 。结合F的结构可知，该步骤的目的是保护氨基，防止氨基被氧化。 （5）结合D、F的结构可知，反应⑧引入Cl原子，苯环上引入Cl原子的方法是在Fe或者FeCl3作催化剂的条件下与Cl2发生取代反应；F中的含氧官能团为羧基。 （6）根据步骤⑨及缩聚反应可得流程如下： 。 7．以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可以得到重要的化工产品增塑剂G。请完成下列各题： （1）写出反应类型，反应①__________，反应④________________。 （2）写出反应条件，反应③__________________，反应⑥__________________。 （3）反应②③的目的是________________________________________________。 （4）写出生成G的化学方程式 _________________________________________。 【答案】 加成 取代 氢氧化钠的醇溶液、加热 氢氧化钠的水溶液、加热 防止碳碳双键被氧化 (1)反应①是1，3-丁二烯与氯气发生1，4-加成反应生成ClCH2CH=CHCH2Cl，反应④是CH3CH=CH2与溴发生取代反应生成BrCH2CH=CH2； (2)反应③是HOOCCH2CHClCOOH在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成 NaOOC-CH=CH-COONa，反应⑥是BrCH2CH2CH2Br在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成 HOCH2CH2CH2OH； (3)HOCH2CH=CHCH2OH中含有C=C双键，氧化羟基时也可以氧化C=C双键，转化生成E为 HOOCCH=CHCOOH，E中含有C=C双键，故反应②③的目的是：保护碳碳双键，防止被氧化； (4)生成的反应方程式为 8．为合成药物中间体X、Y，合成路线如下： 已知：易被氧化。 请回答： （1）写出D的结构简式：____________。 （2）写出A→B的化学反应方程式：__________________。 （3）合成过程中A→D的目的是_________________。 （4）下列说法不正确的是____。 A． COCl2的分子中四个原子在同一平面，而E分子中原子不可能在同一平面 B．1 mol X最多可以与4 mol NaOH反应 C．D→X与D→Y的反应类型相同 D．Y是芳香族化合物，分子中含2个手性碳原子 （5）写出符合下列条件的B的所有同分异构体_________。 ①能发生银镜反应； ②含有-NH2； ③含有苯环，苯环上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子 （6）设计从苯制备化合物E的合成路线______。（用流程图表示，无机试剂白选） 【答案】 ( 保护氨基同时氧化甲基（写出保护氨基则给分） D 、、、、、 得到的C是，C水解生成的D是。（1）D是。（2）A→B是取代反应，另一生成物为CH3COOH，正确答案： 。（3）A→D 的流程中，A→B反应的—NH2在C→D的步骤中又重新生成，纵观反应流程发现，B→C的过程中—NH2能够被酸性高锰酸钾氧化，所以A→D的目的是氧化苯环上的—CH3得到—COOH但是又保护了—NH2不被氧化。正确答案：保护氨基同时氧化甲基。（4）COCl2分子中C采用sp2杂化，所以分子中四个原子共面，E分子中C原子采用sp3杂化，分子中原子不可能在同一平面，A描述正确。X分子中含有两个—COOH，—NHCONH—可以反应2份NaOH，所以1molX最多反应4molNaOH，B描述正确。D→X属于取代反应，D→Y也属于取代反应，C描述正确。手性碳原子连接4个不同的原子或原子团，Y中没用符合该条件的碳原子，即Y分子中没有手性碳原子，D描述错误。正确答案：D。（5）B 的房子是为C9H11NO，结构为，不饱和度为5。由已知可以知道分子中存在—CHO、—NH2和苯环，此外还有两个C原子，分子中无其他不饱和键。由于苯环上有两个取代基且苯环上有两种不同化学环境的氢原子，所以这两个取代基不同且位于苯环对位。综上所述，连接在苯环对位的两个基团可能是—NH2与—C2H4CHO（2种结构）、—CH2NH2与—CH2CHO、—C2H4NH2（2种结构）与—CHO、—CH3与—CHNH2CHO几种情况。正确答案： 、 、、、、。（6）从苯合成环己酮，首先需要引入官能团，由于不能直接引入—OH，比较合适的方法是进行溴代反应引入Br原子，还原苯环后再转换成—OH，进一步氧化呈羰基。正确答案： 。 9．维生素C又名抗坏血酸，结构简式为．维生素C在碱性溶液中易被氧化，能被I2定量氧化测定橙子中维生素C的含量的实验步骤如下（所用蒸馏水均已煮沸冷却）： 步骤一：将1.3 g I2溶于少量KI浓溶液，转入1000 mL容量瓶中，加入蒸馏水定容后置于棕色瓶避光保存，备用。 步骤二：称取100 g去皮、去核的新鲜橙子和40 mL草酸溶液混合榨汁，后将果汁全部移入锥形瓶，加入适量的活性炭，抽滤，将所得果汁稀释至100 mL密封保存。 步骤三：准确移取10.00 mL果汁，加入20 mL l%草酸溶液和1mL l%淀粉溶液，用标准碘溶液进行滴定至终点，记录消耗的标准碘溶液的体积。 步骤四：重复步骤三2~3次。 步骤五：数据处理，计算100g橙子中维生素C的含量。 (1)步骤一中配制标准碘溶液时，将I2加入到KI浓溶液的目的是____________，所需要的玻璃仪器有烧杯、1000 mL容量瓶、_____； (2)步骤二中加入活性炭的作用是____；抽滤使用的主要仪器是____； (3)在步骤二和步骤三中均加入草酸溶液的目的是___________； (4)步骤二和步骤三通常需控制在2分钟内完成，若超时会导致测定结果 ________填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 【答案】 促进I2的溶解 胶头滴管、玻璃棒 吸附果汁中的有色物质，以免干扰步骤三滴定终点的观察 布氏漏斗 提供酸性环境防止维生素C被氧化 偏小 10．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： 已知： (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___。 (6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是______________________。 【答案】 正丁醛(或丁醛) 9 8 醛基 cd CH2===CHCH2OCH3、、 CH3(CH2)4CHO 保护醛基(或其他合理答案) 【解析】（1）根据A的结构简式可知A为正丁醛或丁醛。B的结构可表示为，可根据乙烯的平面结构分析：①号和②号C原子及与它们所连的原子，共有6个原子共面；O原子所连的③号C相当于羟基H，也共面；由于单键可以旋转，故④号C和所连的3个H原子中可以有1个共面，故共面的原子最多有9个。由于C的结构不对称，故与环相连的三个基团不对称，则三个基团中不同C原子上的H原子均不相同，即不同化学环境的H原子共有8种。（2）根据D的结构简式可知分子中的含氧官能团为醛基；检验醛基可用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液，反应的化学方程式为 或 。（3）产物E为有机物，根据已知中的反应原理可知E为C2H5OH，该有机物为乙醇，可发生消去反应和取代反应，但不能发生聚合反应和加成反应，故答案为cd。（4）B中含有碳碳双键和醚键，则符合要求的F的同分异构体的结构有(包括顺反异构)：（5）根据题意，可先将和H2加成为，再根据题给信息R′OH＋R″OH可得后半部分合成路线：→氢气/催化剂（6）根据题意可知（5）中的第一步反应是为了保护醛基，否则在后续反应中醛基会与H2发生反应，同时也是为了发生反应 ＋R′OH＋R″OH，从而制得己醛。 11．半富马酸喹硫平可用于精神疾病的治疗，下图所示是其多条合成路线中的一条： 完成下列填空： （1）反应①的反应类型是___________，反应⑤的试剂及反应条件是___________。 （2）写出结构简式：A___________； B___________。 （3）写出反应⑦的化学方程式_______________________________________________。 （4）写出反应③和④中生成的相同产物的化学式_________。反应⑤和⑦的目的是______________。 （5）化合物消去HCl后的产物记为F，写出两种F的能发生银镜反应、且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式_____________________________。 【答案】 取代反应 NaOH水溶液、加热 CH2=CH﹣CH=CH2 HOOC﹣CH2CH（Br）COOH+3NaOHNaOOC﹣CH=CHCOONa+NaBr+3H2O HCl 保护碳碳双键，防止被酸性KMnO4溶液氧化 HCOOCH（CH3）2、 HO-CH2-CH2-CHBr-CH2-OH，D氧化后生成E，则E为HOOC-CH2-CHBr-COOH，E发生消去反应生成 ，所以C为HO-CH2-CH=CH-CH2-OH，D为HO-CH2-CH2-CHBr-CH2-OH，E为 HOOC-CH2-CHBr-COOH，（1）根据反应产物可知反应①为取代反应；反应⑤为 CH2Br-CH=CH-CH2Br在NaOH溶液中水解生成HO-CH2-CH=CH-CH2-OH，该反应的试剂及反应条件为：NaOH水溶液、加热；（2）根据分析可知A的结构简式为：，B的结构简式为：CH2=CH-CH=CH2；（3）反应⑦的化学方程式为：HOOC-CH2CH（Br）COOH+3NaOHNaOOC-CH=CHCOONa+NaBr+3H2O； 12．化合物F是茉莉花香型日用香精的主香剂，可通过以下方法合成： （1）化合物A 中的官能团为 和 （填官能团名称）。 （2）由B→C的反应类型是 ；化合物E的结构简式为 。 （3）写出同时满足下列条件的F 的一种同分异构体的结构简式： 。 I．能与NaHCO3溶液反应产生气体 II．分子中含有5种不同化学环境的氢 III．分子中含有1个六元碳环 （4）在上述转化过程中，反应步骤B→C的目的是 。 （5）已知： 请写出以为原料制备化合物X（结构简式见右图）的合成路线流程图 （无机试剂可任选）。合成路线流程图示例如下： 【答案】 （1）羰基 碳碳双键 （2）加成反应 （3） 或 等（4）保护碳碳双键，使之不被氧化或防止碳碳双键被氧化（5） 试题分析： （2）该步反应是碳碳双键的加溴反应；根据前后物质的结构简式，下一步为消去溴原子，该步为把羟基氧化物羰基，所以结构简式为； 13．福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物，可通过以下方法合成： （1）A中的含氧官能团有____和____（填名称）。 （2）写出C→D的转化的化学方程式____，该反应属于____（填反应类型）。 （3）流程中设置A→B、E→F的目的是____。 （4）A的一种同分异构体X满足下列条件： ① X分子中有4种不同化学环境的氢 ② X能与FeCl3溶液发生显色反应 ③ 1 mol X最多能与4 mol NaOH发生反应 写出该同分异构体的结构简式：____。 【答案】羟基酯基+CuO+Cu+H2O氧化反应保护羟基不被氧化 根据分子中的不饱和度可知支链上还含有双键，则不可能为四个酚羟基，应含有一个酯基，故符合条件的同分异构体的结构简式为。 14．有机化工原料1,4-二苯基-1,3-丁二烯及某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下（部分反应略去试剂和条件）： （1）抗结肠炎药物有效成分分子中的含氧官能团名称是________。 （2）②中的反应条件是________；G生成J的反应类型是________。 （3）①的化学方程式是________。 （4）F的结构简式是________。 （5）③的化学方程式是________。 （6）设计D→E和F→G两步反应的目的是________。 （7）1,4-二苯基-1,3-丁二烯有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：_________。 a．结构中有两个苯环，无其它环状结构 b．苯环上的一硝基取代产物有两种 【答案】羟基 羧基光照取代反应 保护酚羟基 （防止酚羟基被氧化） 【解析】（1）根据抗结肠炎药物有效成分分子结构简式，可知其含氧官能团名称是羟基和羧基；正确答案：羟基和羧基。 （2）甲苯的侧链卤代的条件与烷烃相同，都是光照；G生成J的反应条件是浓硝酸、浓硫酸、加热，所以反应类型是取代反应；正确答案：光照； 取代反应。 （5）由1,4-二苯基-1,3-丁二烯得结构简式及已知Ⅰ的反应方程式判断③发生消去反应，化学方程式是： ；正确答案： 。 （6）D到E把酚羟基转化为酯基，目的是防止E到F步骤中酚羟基被氧化，F到G又把酯基还原为酚羟基，所以整体作用是保护酚羟基（防止酚羟基被氧化）；正确答案：保护酚羟基（防止酚羟基被氧化）。 （7）根据题目要求1,4-二苯基-1,3-丁二烯的同分异构体中的苯环上的一硝基取代产物有两种， 2个苯环所连取代基应完全相同，且2个苯环是对称结构，所以考虑1个苯环即可；苯环上的一硝基取代产物有两种，说明每个苯环上都有对位取代基，所以同分异构体的结构简式为 ；正确答案 、。 15．二氢吡喃（DHP）常用作有机合成中的保护基。 （1）按照如下路线可以制得DHP。 ①单糖A的分子式为_____， DHP分子的核磁共振氢谱有_____组峰。 ②1mol糠醛与3mol H2反应转化为B，则B的结构简式为_____。 ③ DHP的同分异构体中，属于链状有机物且能发生银镜反应的有_____种。 （2）已知：i. DHP的保护和脱保护机理为 ii. R－C≡CNa + R1OH → R－C≡CH + R1ONa iii. R－C≡CNa + R1Br → R－C≡C－R1+ NaBr 应用DHP作保护基合成梨小食心虫性外激素的路线如下： ①被DHP保护的官能团名称是_______，保护反应的类型是 ______。 ②上述路线中最后一步反应的方程式为 ______。 ③上述路线中步骤a、b、c分别为_______、 ______、_______。（例： ） 【答案】 C5H10O5 5 8 羟基 加成反应 HO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3 +CH3COCl→CH3COO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3+HCl 【解析】(1). ①.单糖A失去3分子水生成糠醛，糠醛的分子式为C5H4O2，所以单糖A的分子式为C5H10O5，由DHP的结构简式可知，DHP分子中含有5种化学环境不同的氢原子，则DHP分子的核磁共振氢谱有5组峰，故答案为：C5H10O5；5； ②. 糠醛分子中含有2个碳碳双键和1个醛基，1mol糠醛与3mol H2发生加成反应生成B，B的结构简式为：，故答案为：； (2). ①. 由DHP的保护和脱保护机理可知，醇与DHP发生加成反应，最后脱水再生成醇，所以被DHP保护的官能团是羟基，故答案为：羟基；加成反应； ②. HO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3与CH3COCl发生取代反应生成CH3COO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3和HCl，反应方程式为：HO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3 +CH3COCl→CH3COO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3+HCl，故答案为：HO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3 +CH3COCl→CH3COO(CH2)7CH＝CH(CH2)2CH3+HCl； ③.由DHP的保护和脱保护机理及梨小食心虫性外激素的合成路线可知，Br(CH2)6CH2OH与DHP在酸性条件下生成，与NaC≡C(CH2)2CH3反应生成 ，与氢气发生加成反应生成 ，在酸性条件下与水反应生成CH3(CH2)2 CH＝ CH(CH2)7OH，故答案为：；；。 16．某芳香族化合物A的相对分子质量小于150，所含氢氧元素质量比为1:8，完全燃烧后只生成CO2和H2O。取等质量的A分别与足量NaHCO3和Na反应，生成的气体在同温同压下的体积比为1:1。工业常用A来合成药物B及医药中间体G，流程如下: 已知: (1)A的结构简式为_____________________。 (2)写出D含有的官能团的名称:____________________________。 (3)合成路线中设计A→B、C→D两步反应的目的是__________________________________________。 (4)G的分子式:________________________。 (5)写出F与过量NaOH水溶液共热时反应的化学方程式:_________________________________________。 (6)B的芳香族同分异构体中，既能与NaHCO3发生反应，又能发生银镜反应和水解反应的____种，其中核磁共振谱有五组峰、且峰面积之比为2:2:2:1:1的同分异构体结构简式为______________(写出一种即可)。 【答案】 羧基、(酚)羟基、硝基 保护酚羟基，防止其被氧化 C9H5O5N 16 (或) 【解析】A燃烧只生成二氧化碳和水,说明A一定有C、H，可能有O；取等质量的A分别与足量NaHCO3和Na反应,生成的气体在同温同压下的体积比为1:1,由-COOH~CO2、-OH~1/2H2，知A中含1个羧基和1个羟基；再根据H、O质量比1:8,则N(H):N(O)=1/1:8/16=2:1，A为芳香族化合物，其式量小于150，可以知道A的分子中含有3个氧原子，故H原子数目为6，C原子数目最大，故C原子数目为7，A的分子式为C7H6O3；对照G的结构简式可以知道A为；模仿信息可以知道B为,顺推可得C为,D为、E为、F为。 （4）根据有机物G的结构简式可知，其分子式为C9H5O5N；正确答案：C9H5O5N。 （5）有机物F为，在碱性环境下发生水解，反应的化学方程： ；正确答案： 。 (6)有机物B为，B的芳香族同分异构体中满足条件：能与NaHCO3发生反应，含有羧基；既又能发生银镜反应和水解反应，含有HCOO-结构；满足条件的有机物有：苯环上分别连有-CH2COOH和-OOCH基团的结构有3种；苯环上分别连有-COOH和-CH2OOCH 基团的结构有3种；苯环上分别连有-CH3、-OOCH 和-COOH基团的结构有10种；这样的有机物共计有16种；其中核磁共振谱有五组峰、且峰面积之比为2:2:2:1:1的同分异构体结构简式为：或；正确答案：16；或。 17．由烃A制备抗结肠炎药物H的一种合成路线如下(部分反应略去试剂和条件): 已知：I. II. 回答下列问题: (1)反应②的类型是_______。 (2)D的结构简式是_______。 (3)G中含有的官能团的名称是_______。 (4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是_______。 (5)设计C→D和E→F两步反应的共同目的是_______。 (6)化合物X是H的同分异构体，X遇FeCl3溶液不发生显色反应，其核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢。峰面积比为3:2:2，写出1种符合要求的X的结构简式_______。 (7)已知易被氧化，苯环上连有烷基时再引入一个取代基，常取代在烷基的邻对位，而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此写出以A为原料制备化合物的合成路线_____________________(其他试剂任选)。 【答案】 取代反应 羧基、羟基、硝基 保护酚羟基（防止酚羟基被氧化） 或 【解析】试题分析：烃AB，结合D的结构简式，逆推A是甲苯，B是，C是，根据，D，则D是， 氧化为；在氢氧化钠溶液中水解，酸化后生成F，则F是 ，根据，逆推G是； 与浓硫酸、浓硝酸发生消化反应生成； 解析：根据以上分析，(1) 反应②是与浓硫酸、浓硝酸发生消化反应生成， (7)根据 易被氧化，苯环上连有烷基时再引入一个取代基，常取代在烷基的邻对位，而当苯环上连有羧基时则取代在间位。以甲苯为原料制备化合物时，甲苯先发生硝化反应，生成邻硝基甲苯，再用高锰酸钾溶液氧化为邻硝基苯甲酸，最后把硝基还原为氨基，合成路线为 。