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一道有机合成推断题的简要分析——高考专栏

2020-06-23 23:21 作者:四水合铜离子_fld  | 我要投稿

首先在前面说明,这是我个人做的一个有机题目,整个题目来源于合肥最后一模理综36题,难度比平时做过的其他的有机选做要大(全国卷),看着会有点难受。如果有版权问题的话麻烦私下联系。


先上流程(我个人试卷上面的图不清楚,所以就上网搜了一下这个图)

(1)路线图中C的还原产物的官能团名称是____

(2)E→F中反应①和反应②的反应类型分别是____和____;D→E中的第①步化学方程式为____。

(3)F的结构简式为____

(4) P的结构简式为____  

(5)A的同分异构体中,含有苯环的共有____种

(6)参照上面有机合成路线,设计以乙醇为原料,制备C6H10N2O2(含有一个六元环,核磁共振氢谱显示3组峰,峰面积之比为3:1:1)的合成路线(无机试剂任选)_____

题目有几个小问,下面结合个人做题来讲解一下。这个顺序是为了叙述方便,所以可能和做题习惯不一样,请见谅。

(下面解析因为B站我不知道怎么弄下标,所以分子式看着会有点难受,请见谅)

(1)路线图中C的还原产物的官能团名称是____

此题作为第一小问,比较简单。看流程,C中有氨基和酯基。故答案为氨基、酯基

接下来,这就是这个题目设置的难点所在,流程并没有把物质给清楚,所以不推流程只能处理第一小问。Alors,我们来推一遍这个流程。

观察到A的分子式C 8 H 10 O,数一下不饱和度是4,刚好是一个苯环,所以侧链可以推测没有不饱和键。以给出的物质为参考,物质中含有氨基和酯基。很显然,A中不含氨基。由A→B羧酸、浓H2SO4可知,A→B为酯化反应。则A为苯乙醇,如图所示。

明白A是什么,就可以做第5题了

(5)A的同分异构体中,含有苯环的共有____种

说实话,这题作为数同分异构体的题目,情况比较多,而且不同于比较常见的"醛基+酚羟基"模型,是难是容易自己评价吧。此处给出一个方法,比较常见但是容易漏,这也是我选上这道题的另外一个原因(待会分析里面会详细讲)

首先捋一下分子式,除去苯环"—C6H5",还剩两个饱和碳,一个氧。接下来拼接,可以拼为1.-CH3 + -CH3 +-OH

2."-OCH3 +-CH3 " & "-CH2OH + -CH3"

 & "-CH2CH3 +-OH "

3."-OCH2CH3 "  & "-CH2OCH3 "             & "-CH2CH2OH"

1有6种,2有3×3=9种,3有3×1=3种,总共18种。故答案为18

注意到此处有一个关键点,写羟基O官能团同分异构的时候,一定要想到醚键,这个点很容易忽略(比如up主我本人就很容易写漏),所以这里需要强调的就是这一点,一定、一定、一定不要漏掉官能团类别异构。

接下来,我们继续推流程。A到B是酯化反应,没有含氮官能团,看到B到C"浓H2SO4,浓HNO3,加热"可知,B到C硝化,C到给出的物质是还原,这比较容易。

下面关键来了,给出的物质到D经历了两步反应,不要发怵,分析一下,D有Na+,碳比给出的物质少了两个碳,少了一个氮。少了两个碳可以猜测存在酯基的水解,但酯基无论怎么水解,也不可能和醇羟基反应啊。所以再看上面的分析,少了一个氮,又没有多碳,说明是氨基变成了酚羟基而不是什么羧基之类的。\( ̄︶ ̄)/。故D如下所示 (我不是太会用KingDraw,所以请见谅)

接下来是D→E,D官能团推出来,很显然,此处是氧气催化氧化(从后面E→F以醛基为底物也可以说明。) 故E如下所示

下面是E→F,分3步进行。看信息,第一步是对羰基亲核加成,即一个氢加在羰基氧上面,一个氢氰根加在碳上面,故第一步得到

第二步,羟基被换成了氨基,故为

第三步,氢氰根变成羧基,故为

那么到目前为止,下面问题就可以处理了

(2)E→F中反应①和反应②的反应类型分别是____和____;D→E中的第①步化学方程式为____。

(3)F的结构简式为____

(2)前两个空很明显分别填入加成反应取代反应,反应方程式如下所示

(3)答案此处不再赘述。

接下来是F到G,G中指出有三个六元环,看到氨基和羧基,就需要想到成肽反应,正好此处两个苯环,一个肽环。故G的结构简式如图所示。

下面由信息可知,G到聚合物P是将氯酰上面的氯换成"-OR",换句话说,Cl和羟基H生成氯化氢,留下P。那么接下来就是聚合物的书写问题了。先写出一个,这应该不难。

接下来,两端的氯继续反应,中间的部分很明显是链节,所以最终产物应该为

(4) P的结构简式为____  答案如上所示。

下面这个有机合成路线设计比较有意思,

(6)参照上面有机合成路线,设计以乙醇为原料,制备C6H10N2O2(含有一个六元环,核磁共振氢谱显示3组峰,峰面积之比为3:1:1)的合成路线(无机试剂任选)_____

这个小问的难点在于这个化合物究竟是什么。很多同学看到六元环的第一反应,认为这个是苯环。但事实上是这样的吗?很明显不是,如果是苯环,无论如何凑也不可能凑出来10个氢。For example:

所以这里不可能是苯环。再看流程中有没有六元环,发现有一个六元环结构

所以这里猜测,这个六元环可能是成肽反应得到的一个六元环。明白这一点之后,剩下的就不难了。该化合物峰中有一个3,可知这个3是甲基,结合分子式,该化合物有两个甲基。仿照F到G,题意应该是要我们类比这一步反应。(想想选修五学过的成环反应,只有酯基或者肽键的环,流程恰好给的又是肽键的环,你说出题人想暗示什么)故可写出以下产物

接下来就是合成路线设计的问题了。参考题目的合成路线,我们可以猜到是用信息i,让醛基变成氨基酸类似物,然后成环。而由乙醇变为乙醛,答案很明显。所以此题答案为:

Alors,这一道大题终于做完了。回头来看一下,这道有机选做以成肽反应为核心,包含一些比较常见的有机选做题套路,是很不错的一道题目。解题之后应该会收获:

1.对硝基变成氨基的套路的熟悉

2.对成肽反应的认识及对成环的把握

3.对信息的合理运用与效仿

4.对结构式给出很少流程心理恐惧的逐步克服

5.对六元环的深度考虑(就是不要一提到六元环就是苯环)

6.对情况较多的同分异构数目有条不紊的分类数清楚

7.对羟基变成醛基常见套路的熟悉

8.对未知反应合理的推测(例如生成D的反应)

9.……

Alors,此题到这里就结束了,最后祝大家有机选做满分(全国卷有机选做15分,其他省市我不是很清楚)

2020高考加油!!!

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