题目内容

已知化合物A的化学式为C9H10O2,现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法.
方法一:核磁共振仪可以测定有机分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量.如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰,其面积之比3:2:1,如图1所示.

现测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1:2:2:2:3.
方法二:利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得A分子的红外光谱如图2:
已知:A分子中只含一个苯环,且苯环上只有一个取代基,试填空.
(1)A的结构简式为
 

(2)A的芳香类同分异构体有多种,请按要求写出其中两种同分异构B和C结构简式:
①B分子中不含甲基的芳香酸:
 

②C分子中不含甲基,且遇FeCl3溶液显紫色,苯环上只有两个对位取代基的芳香醛:
 

(3)已知:(如图3)
①写出E的结构简式

②请用合成反应流程图3表示出由C合成F的最合理的合成方案(注明反应条件).
 

提示:合成反应流程图表示方法示例如下:
考点:有机物的推断
专题:有机物的化学性质及推断
分析:(1)A的核磁共振氢谱有5个峰,说明有5种H,其面积之比为1:2:2:2:3,即H原子数为1:2:2:2:3,A分子中只含一个苯环,且苯环上只有一个取代基,结合A的红外线光谱可知,A分子中含有酯基,故A的结构可能为
(2)①B分子中不含甲基的芳香酸,应含有1个支链,且含有-COOH,侧链为-CH2CH2COOH;
②C分子中不含甲基,且遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,苯环上只有两个对位取代基的芳香醛,
说明含有-CHO,即侧链为-OH、-CH2CH2CHO;
(3)①C为,发生氧化反应生成D为,D中-COOH与碳酸氢钠反应生成E为钠盐;
②由C( HOC6H4CH2CH2CHO)制备F,首先经过加成反应得醇,再发生消去反应得烯,其产物再与卤素的单质发生加成反应,最后将其水解即得目标产物.
解答: Ⅱ.(1)A的核磁共振氢谱有5个峰,说明有5种H,其面积之比为1:2:2:2:3,即H原子数为1:2:2:2:3,A分子中只含一个苯环,且苯环上只有一个取代基,结合红外线光谱可确定A的结构可能为
故答案为:
(2)①B分子中不含甲基的芳香酸,应含有1个支链,且含有-COOH,侧链为-CH2CH2COOH,故B的结构简式为,故答案为:
②C分子中不含甲基,且遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,苯环上只有两个对位取代基的芳香醛,
说明含有-CHO,即侧链为-OH、-CH2CH2CHO,故C的结构简式为,故答案为:
(3)①C为,发生氧化反应生成D为,D中-COOH与碳酸氢钠反应生成E为钠盐,酚羟基不能与碳酸氢钠反应,故E的结构简式为,故答案为:
②由C( HOC6H4CH2CH2CHO)制备F,需经过加成反应得醇,再发生消去反应得烯,其产物再与卤素的单质发生加成反应,最后将其水解即得目标产物,其合成流程图示如下:

故答案为:
点评:本题考查有机物的推断与合成,题目难度中等,需要学生熟练照给我官能团的结构与性质,注意根据核磁共振氢谱和红外光谱为确定A可能结构.
练习册系列答案
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乙酰苯胺作为一种常用药,具有解热镇痛的效果.实验室制备乙酰苯胺时,可以用苯胺与乙酸酐或与冰醋酸加热来制取,苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率,已知苯胺微溶于冷水;纯乙酰苯胺是无色片状晶体,熔点114℃,不溶于冷水,可溶于热水;乙酸酐遇水缓慢反应生成乙酸;现选用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺,该放热反应的原理:

实验步骤
①取5.0mL苯胺(密度1.04g/mL),倒入100mL锥形瓶中,加入20mL水,在旋摇下分批加入6.0mL乙酸酐(密度1.08g/mL),搅拌均匀.若有结块现象产生,用玻璃棒将块状物研碎,再充分搅拌;
②反应完全后,及时把反应混合物转移到烧杯中,冷却后,抽滤,洗涤,得粗乙酰苯胺固体;
③将粗产品转移至150mL烧杯中,加入适量水配制成80℃的饱和溶液,再加入过量20%的水.稍冷后,加半匙活性炭,搅拌下将溶液煮沸3~5min,过滤Ⅰ,用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体,合并滤液,冷却结晶,过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品.
(1)步骤①研碎块状产物的用意在于
 
;反应温度过高会导致苯胺挥发,下列可以控制反应温度,防止反应温度升高过快的操作有
 

A.反应快结束时的充分搅拌               B.旋摇下分批加入6.0mL乙酸酐
C.玻璃棒将块状物研碎                  D.加20mL水
(2)步骤②洗涤粗产品时,选用的溶剂是
 

A.热水                                B.冷水
C.1:3的乙醇溶液                       D.滤液
(3)步骤③两次用到过滤,其中过滤Ⅰ选择
 
(过滤、趁热过滤或抽滤),过滤Ⅰ操作是为了除去
 
;配制热溶液时,加入过量溶剂的作用是
 
(选出正确选项);
A.防止后续过程中,溶剂损失可能产生的产物析出
B.防止后续过程中,温度降低可能产生的产物析出
C.除去活性炭未吸附完全的有色杂质
(4)步骤③中以下哪些操作不能提高产率
 

①配制成饱和溶液后,加入过量20%的溶剂;
②趁热过滤近沸溶液;
③过滤Ⅰ时用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体,合并滤液;
④加活性炭吸附;
⑤过滤Ⅱ时的洗涤选用热水代替冷水洗涤固体.
A.①④⑤B.①④C.④⑤D.②④⑤
(5)步骤③最后测得纯乙酰苯胺固体6.75g,已知苯胺、乙酸酐和乙酰苯胺的摩尔质量分别为93g/mol、102g/mol、135g/mol.该实验的产率为
 
(保留两位有效数字).

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