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第五节　有机合成
[素养发展目标]　
1．认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，从不同角度对有机化合物的转化关系进行分析和推断，促进变化观念与平衡思想学科核心素养的发展。
2．理解逆合成分析法在有机合成中的应用，尤其是在制药行业中的重要作用，知道“绿色合成”思想是优选合成路线的重要原则，培养科学态度与社会责任的学科核心素养。
3．体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。
知识点一　有机合成的主要任务
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1．有机合成
使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。
2．构建碳骨架
(1)碳链的增长
①CH≡CHCH2===CHCNCH2===CHCOOH
③羟醛缩合反应：分子内含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β-羟基醛，该产物易失水得到α，β-不饱和醛。
INCLUDEPICTURE "23ZZ56A.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ56A.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)碳链的缩短
(3)碳环的开环
环烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化，碳环断开，生成羧酸或酮。
INCLUDEPICTURE "22EA52.TIF" INCLUDEPICTURE "22EA52.TIF" \* MERGEFORMAT
(4)碳链的成环
共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德反应，得到环加成产物，构建了环状碳骨架。例如，1，3-丁二烯与丙烯酸反应的化学方程式为 INCLUDEPICTURE "22EA53.TIF" INCLUDEPICTURE "22EA53.TIF" \* MERGEFORMAT 。
3．引入官能团
(1)常见官能团的引入
官能团 常见引入方法
碳碳双键 卤代烃、醇的消去或炔烃的不完全加成
碳卤键 烷烃、苯及苯的同系物、酚与卤素单质的取代，醇与氢卤酸的取代或烯烃(炔烃)的加成
羟基 烯烃、炔烃与水的加成，卤代烃、酯的水解或醛的还原
醛基 炔烃的水化，烯烃的氧化或醇的催化氧化
羧基 烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化或酯、氰基(—CN)的水解
(2)官能团的保护
含有多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。例如，羟基的保护方法：
INCLUDEPICTURE "22EA54.TIF" INCLUDEPICTURE "22EA54.TIF" \* MERGEFORMAT
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INCLUDEPICTURE "交流研讨LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "交流研讨LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
以乙烯为基础原料，设计乙酸乙酯、乙二酸的合成路线，体会官能团的引入和转化。
提示：(1)合成乙酸乙酯
CH2===CH2CH3CH2OH
CH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5(或CH2===CH2C2H5OHCH3COOHCH3COOC2H5)。
(2)合成乙二酸
CH2===CH2CH2Br—CH2Br
HOCH2—CH2OHOHC—CHO
HOOC—COOH。
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官能团的引入或转化涉及的反应及其类型
反应类型 相关反应 化学方程式(举例)
取代反应 烷烃中引入卤素原子 CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
芳香烃的苯环上引入卤素原子
卤代烃水解转化为醇 CH3CH2X＋NaOHCH3CH2OH＋NaX(X代表卤素原子，下同)
酯水解转化为羧酸和醇 CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH
加成反应 烯烃与HX、X2或H2O等加成引入卤素原子或羟基 CH2===CH2＋HXCH3CH2X
炔烃与X2、HX等加成引入卤素原子 HCCH＋HClH2C===CHCl
醛、酮与H2加成转化为醇 CH3CHO＋H2CH3CH2OH
氧化反应 烯烃被O2氧化转化为醛或酮 2CH2===CH2＋O22CH3CHO
含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化引入羧基
醇被催化氧化转化为醛 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
醛被弱氧化剂氧化转化为羧酸(盐) CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
消去反应 卤代烃脱去HX引入不饱和键 ＋NaOHCH2===CH—CH3↑＋NaCl＋H2O
醇脱去H2O引入不饱和键 CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O
INCLUDEPICTURE "实践迁移训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "实践迁移训练LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(2022·唐山高二检测)下列说法不正确的是(　　)
A．可发生消去反应引入碳碳双键
B．可发生催化氧化引入羧基
C．CH3CH2Br可发生取代反应引入羟基
D．与CH2===CH2可发生加成反应引入碳环
解析：选B。中羰基碳原子上无氢原子，故不能发生催化氧化生成羧酸，B项不正确。
2．下列反应能使有机分子中的碳链缩短的是(　　)
A．乙醛发生自身羟醛缩合反应
B．乙苯和酸性KMnO4溶液反应
C．乙醛和银氨溶液反应
D．乙烯和HCN发生加成反应
解析：选B。A.乙醛发生自身羟醛缩合反应最终生成CH3—CH===CHCHO，碳链增长；B.乙苯被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸，碳链缩短；C.乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵，碳原子数不变，碳链长度不变；D.乙烯和HCN发生加成反应生成CH3CH2CN，碳链增长。
3．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
B．CH3CH2BrCH2===CH2
?CH2—CH2?
C．CH3CHOCH3COOH
eq \o(――→,\s\up7(C2HOH),\s\do5(浓硫酸，△)) CH3CO18OC2H5
D．CH2===CH2CH3CH2OHCH3COOH　
解析：选C。A.苯在FeBr3作为催化剂的条件下，与液溴发生取代反应；B.溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应；C.乙醛与新制氢氧化铜在加热条件下发生反应，经酸化后生成乙酸，乙酸和C2HOH在浓硫酸、加热条件下发生反应，酸脱羟基醇脱氢，生成CH3CO18OC2H5；D.CH3CH2OH被O2氧化生成CH3CHO。
知识点二　有机合成路线的设计与实施
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1．有机合成路线的确定
(1)基础：掌握碳骨架构建和官能团转化的基本方法。
(2)设计与选择的原则：贯彻“绿色化学”理念，以较低的成本和较高的产率，通过简便而对环境友好的操作得到目标产物。
2．有机合成的过程
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3．逆合成分析法
(1)基本思路
INCLUDEPICTURE "HXRJB93.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB93.TIF" \* MERGEFORMAT
(2)应用实例——乙二酸二乙酯的合成
INCLUDEPICTURE "HXRJB94.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB94.TIF" \* MERGEFORMAT
根据以上分析，可确定合成乙二酸二乙酯的基础原料为乙烯(CH2===CH2)，通过五步反应进行合成，写出反应的化学方程式：
①；
②；
③；
④CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH；
⑤
。
4．有机合成路线的设计与选择
(1)合成步骤较少，副反应少，反应产率高。
(2)原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒。
(3)反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。
(4)污染排放少。
INCLUDEPICTURE "培养关键能力LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "培养关键能力LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "情境探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "情境探究LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．乙酸是醋的主要成分，而醋几乎贯穿了整个人类文明史。
(1)工业上大量使用的乙酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合成乙酸。
(2)目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法：由乙烯在催化剂(如氯化钯：PdCl2)存在的条件下，与氧气发生反应生成。假定有机合成路线的每一步的产率为70%，试比较上述两种合成路线的总产率。哪种合成路线最优？
提示：(1)CH2===CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。
(2)(1)中合成路线的总产率为70%×70%×70%＝34.3%，(2)中合成路线的总产率为70%，故(2)中合成路线最优。
2．药物合成是有机合成的重点发展领域之一。硝酸甘油()是临床上常用的治疗心绞痛的药物，该药可以用丙醇为原料合成。请写出用1-丙醇为原料，通过五步合成硝酸甘油的合成路线。
已知：CH2===CHCH3＋Cl2CH2===CHCH2Cl＋HCl
提示：本题采用逆合成分析法进行分析，即硝酸甘油可以由硝酸和甘油在浓硫酸的催化下合成，甘油可以由BrCH2CHBrCH2Cl通过水解反应制得，根据题给信息可知，BrCH2CHBrCH2Cl可以由CH2===CHCH2Cl与Br2通过加成反应制得，CH2===CHCH2Cl可以由丙烯与Cl2在500 ℃下通过取代反应制得，1-丙醇通过消去反应可以制得丙烯，故确定该合成路线如下：
INCLUDEPICTURE "核心归纳LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "核心归纳LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．利用逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序
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2．中学常见的有机合成路线
(1)以脂肪烃为基础原料合成酯的合成路线
①一元合成路线：R—CH===CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸―→酯。
②二元合成路线：CH2===CH2CH2X—CH2X二元醇二元醛二元羧酸―→链酯、环酯、聚酯。
(2)芳香族化合物的合成路线
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1．(2022·济南高二月考)由苯酚制取时，最简便的流程需要下列哪些反应，其正确的顺序是(　　)
①取代　②加成　③氧化　④消去　⑤还原
A．①⑤④① B．②④②①
C．⑤③②①④ D．①⑤④②
解析：选B。用逆合成分析法可以推知，要得到，可通过在氢氧化钠溶液中水解，要得到，可通过与溴水反应，苯酚与氢气在催化剂作用下发生加成反应得到环己醇，环己醇在浓硫酸、加热下发生消去反应即可得到，故由苯酚制取最简便的流程为苯酚→环己醇→环己烯→，其正确的顺序是②加成(⑤还原)、④消去、②加成、①取代(水解)，B正确。
2．(2022·北京人大附中高二月考)“张-烯炔环异构化反应”的原理如下：
其中，—R、—R′、—R″可以为—H、—CH3、—CH2CH3、中的一种，—X—可以为—O—、—NH—或—CH2—。则合成应选取的反应物是(　　)
A．CH3C≡CCH2—O—CH2CH===CHCH3
B．CH3C≡CCH2—O—CH2CH2CH===CH2
C．CH3C≡CCH2—O—CH2CH===CHCH2CH3
D．CH3C≡CCH2—O—CH2CH2CH===CHCH3
解析：选C。由题述反应原理可知，反应前后碳原子数目不变，一侧碳碳三键变为碳碳双键，另一侧单、双键交换了位置，故合成应选取的反应物为
CH3C≡CCH2—O—CH2CH===CHCH2CH3。
3． INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" \* MERGEFORMAT 是一种有机烯醚，可以用烃A通过下列路线制得：A B C INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" \* MERGEFORMAT 。则下列说法不正确的是(　　)
A． INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" \* MERGEFORMAT 的分子式为C4H6O
B．A的结构简式是CH2===CHCH2CH3
C．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．①②③的反应类型分别为加成、水解、取代
解析：选B。根据题中各物质转化关系，A与溴发生加成反应得B，B在碱性条件下水解得C，C在浓硫酸作用下脱水成醚，由 INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" \* MERGEFORMAT 可以逆推得C为HOCH2CH===CHCH2OH，B为BrCH2CH===CHCH2Br，A为CH2===CHCH===CH2。A. INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57.TIF" \* MERGEFORMAT 的分子式为C4H6O，故A正确；B.由上述分析可知，A为CH2===CHCH===CH2，故B错误；C.A中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；D.由上述分析可知，①②③的反应类型分别为加成、水解、取代，故D正确。
4．苯甲酸苯甲酯()是一种有水果香气的食品香料。请以甲苯为基础原料，用逆合成分析法设计它的合成路线：
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：可以由和酯化生成，而可以由被酸性高锰酸钾氧化生成；可以由水解生成，与氯气在光照条件下发生取代反应可以生成
答案：
INCLUDEPICTURE "23ZZ57A.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ57A.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "随堂练学以致用LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂练学以致用LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(2022·泰安高二检测)在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程及涉及的反应类型和相关产物合理的是(　　)
A．乙醇→乙烯：CH3CH2OHCH3CH2BrCH2===CH2
B．溴乙烷→乙醇：CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2OH
C．乙炔→CHClBr—CH2Br：CH≡CH CHClBr—CH2Br
解析：选D。A项中乙醇→乙烯，只需乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下消去即可，路线不合理；B项中溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理；C项中乙炔与HCl按物质的量之比1∶1混合发生加成反应，生成的CHClCH2应再与Br2发生加成反应得到CHClBr—CH2Br，路线不合理。
2．已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。
可经过三步反应制得。设计最合理的三步反应类型依次是(　　)
A．加成、氧化、水解 B．水解、加成、氧化
C．水解、氧化、加成 D．加成、水解、氧化
解析：选B。先在NaOH的水溶液中发生水解反应生成，然后该物质和Cl2发生加成反应生成，再被强氧化剂氧化生成，故反应类型依次为水解反应、加成反应、氧化反应，故选B。
3．(2022·济南高二检测)RMgX称为格氏试剂，它是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的，如CH3CH2Br＋MgCH3CH2MgBr，它可与羰基发生加成反应，其中的“—MgBr”部分加到羰基的氧上，所得产物经水解可得醇。现欲通过上述反应合成2-丙醇，选用的有机原料正确的一组是(　　)
A．氯乙烷和甲醛 B．氯乙烷和丙醛
C．一氯甲烷和丙酮 D．一氯甲烷和乙醛
解析：选D。根据题意，2-丙醇可由CH3CH(OMgX)CH3水解得到，后者则可由CH3CHO和CH3MgX加成得到，分析选项中物质可知，选用的有机原料为CH3CHO和CH3Cl，故选D。
4．BHT是一种常用的食品抗氧化剂。由对甲基苯酚()合成BHT的常用方法有2种(如图)。下列说法中，不正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "23ZZ58.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ58.TIF" \* MERGEFORMAT
A．BHT能使酸性KMnO4溶液褪色
B．BHT与对甲基苯酚互为同系物
C．BHT不能与FeCl3溶液发生显色反应
D．方法一的原子利用率高于方法二
解析：选C。A项，BHT中含有的酚羟基和甲基(苯环上的)能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，故A正确；B项，BHT与对甲基苯酚的结构相似，分子组成上相差8个CH2原子团，二者互为同系物，故B正确；C项，BHT的官能团为酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，故C错误；D项，方法一通过加成反应生成BHT，原子利用率为100%，而方法二为取代反应，原子利用率小于100%，所以方法一的原子利用率高于方法二，故D正确。
5．(2022·华师大第一附中高二测试)衣康酸()是制备高效除臭剂、黏合剂等多种精细化学品的重要原料。是制备衣康酸的重要中间体，可通过以下反应得到：
INCLUDEPICTURE "23ZZ58A.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ58A.TIF" \* MERGEFORMAT
已知：①RCH2—Cl＋NaCN―→RCH2—CN＋NaCl
②RCH2—CN＋NaOH＋H2O―→RCH2—COONa＋NH3
完成下列问题：
(1)A的结构简式为__________________；C→D的反应类型为__________。
(2)B→C的反应试剂和条件为
________________________________________________________________。
(3)写出检验物质C中Cl原子的方法：
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)写出与衣康酸具有相同官能团的各种同分异构体的结构简式(不包括其本身)：________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)写出以丙烯为原料，合成1，2-丙二醇()的合成路线：
________________________________________________________________
________________________________________________________________
(无机试剂任选)。
解析：(1)～(2)由已知信息①可知，C→D的反应类型为取代反应，则C为；B→C为卤代烃的消去反应，所以试剂和条件为NaOH的乙醇溶液、加热，A→B为加成反应，所以A的结构简式为，B的结构简式为 (3)检验卤代烃中卤素原子时，先在碱性条件下水解，再调节水解液至酸性后加入硝酸银溶液。(4)衣康酸分子中含有2个羧基、1个碳碳双键，同分异构体要求具有相同官能团，所以有HOOCCH===CHCH2COOH、
(5)以丙烯为原料，合成1，2-丙二醇，引入两个相邻的羟基，只需先与卤素单质加成再水解即可。
答案：(1) 　取代反应
(2)NaOH的乙醇溶液、加热
(3)加入NaOH溶液，加热，冷却后加入稀硝酸中和，再加入硝酸银溶液，如果出现白色沉淀，证明物质C中含有Cl原子
(4)HOOCCH===CHCH2COOH、
(5)CH3CH===CH2CH3CHBr—CH2Br
CH3CHOH—CH2OH
INCLUDEPICTURE "课后测素养评价LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课后测素养评价LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
[基础检测]
1．可在有机化合物中引入羟基的反应类型是(　　)
①取代　②加成　③消去　④酯化　⑤氧化　⑥还原
A．①②⑥ B．①②⑤⑥
C．①④⑤⑥ D．①②③⑥
解析：选A。卤代烃和酯的水解(取代)、烯烃与H2O的加成(还原)、醛与H2的加成等反应都能引入—OH，故选A。
2．在下列条件下能制得括号中物质的是(　　)
A．苯在常温下与浓硝酸混合()
B．将乙烯通入水中(CH3CH2OH)
C．甲苯与氯气在溴化铁催化条件下反应()
D．乙醇在银催化下加热与氧气反应(CH3CHO)
解析：选D。
，A项错误；CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH，B项错误；，甲苯在溴化铁催化下发生苯环上的取代反应，C项错误；2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，D项正确。
3．从原料和环境方面出发，绿色化学对生产中的化学反应提出了提高原子利用率的要求，即尽可能不采用对产品的化学组成没有必要的原料。现有下列3种合成苯酚的反应路线：
其中符合绿色化学要求的生产过程是(　　)
A．只有① B．只有②
C．只有③ D．①②③
解析：选C。根据题意，绿色化学要求原子利用率要高，尽可能不采用对产品的化学组成没有必要的原料，①②两种合成方法，步骤多，用的试剂较多，而③只有一步直接氧化，产率高，且生成的丙酮也是一种重要的化工试剂。
4．下列是以乙烯为原料合成丙酸(CH3CH2COOH)的途径，不可能达到目的的是(　　 )
A．乙烯乙醛化合物X丙酸
B．乙烯溴乙烷化合物Y丙酸
C．乙烯化合物Z丙酸
D．乙烯丙醛丙酸
解析：选A。A项的设计中化合物X为甲醛与乙醛在碱性条件下反应生成的或，X发生催化氧化时不能生成丙酸，故不合理。
5．(2022·常州北郊高级中学高二期中)以石化产品乙烯、丙烯为原料合成厌氧胶F的流程如图。下列相关叙述正确的是(　　)
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A．反应④是加聚反应
B．物质A含有两种官能团
C．物质B催化氧化后可以得到乙醛
D．1 mol物质D最多可以消耗2 mol Na
解析：选A。丙烯氧化生成C，C与新制氢氧化铜反应，结合D的分子式可知，C为CH2===CHCHO，D为CH2===CHCOOH；由乙烯→A→B的反应条件可知，B分子中含有两个碳原子，B与D在浓硫酸、加热条件下生成E，应是酯化反应，结合E的分子式可知，应是1分子B与2分子D发生酯化反应，故B为HOCH2CH2OH，则E为CH2===CHCOOCH2CH2OOCCH===CH2，E发生加聚反应得到F；由B的结构可知，乙烯与氯气或溴发生加成反应生成A，A为1，2-二卤代烃，A水解得到乙二醇。A.反应④的反应类型是加聚反应，A叙述正确；B.物质A为1，2-二卤代烃，含有一种官能团，B叙述错误；C.物质B为乙二醇，催化氧化后可以得到乙二醛，C叙述错误；D.物质D为CH2===CHCOOH，羧基可与Na反应，则1 mol物质D最多可以消耗1 mol Na，D叙述错误。
6．对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是(　　)
A．甲苯XY对氨基苯甲酸
B．甲苯XY对氨基苯甲酸
C．甲苯XY对氨基苯甲酸
D．甲苯XY对氨基苯甲酸
解析：选A。由甲苯制取对氨基苯甲酸时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，且将甲基氧化才得到羧基；因氨基易被氧化，故将甲基氧化为羧基应在还原硝基前，否则生成的氨基也会被氧化，故先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，最后将硝基还原为氨基。另外还要注意—CH3为邻、对位取代定位基，而—COOH为间位取代定位基，故B、C、D均错。
7．以丙烯为基础原料，可制备丙烯酸丁酯，其合成路线如下：
CH3CH===CH2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH
下列判断错误的是(　　)
A．反应①是一个碳链增长的反应
B．反应②是还原反应，可以通过加成的方式实现
C．反应③需要的条件是浓硫酸、加热
D．该合成工艺的原子利用率为100%
解析：选D。对比反应①的反应物和生成物，可知反应①是一个碳链增长的反应，A项正确；反应②是醛基被还原为羟基，在一定条件下，醛基与H2加成可得到羟基，B项正确；反应③是酯化反应，反应条件是浓硫酸、加热，C项正确；反应③有水生成，故该合成工艺的原子利用率小于100%，D项错误。
8．某有机化合物D的结构简式为 INCLUDEPICTURE "22EA71.TIF" INCLUDEPICTURE "22EA71.TIF" \* MERGEFORMAT ，是一种常见的有机溶剂，它可以通过以下三步反应制得：烃ABCD。下列相关说法不正确的是(　　)
A．烃A为乙烯
B．反应①②③的反应类型依次为加成反应、取代反应、取代反应
C．反应③为了加快反应速率可以快速升温至170 ℃
D．化合物D属于醚
解析：选C。根据D的结构简式可知，C是乙二醇，所以B是1，2-二溴乙烷，则A是乙烯，A正确；反应①②③的反应类型依次为加成反应、取代反应、取代反应，B正确；反应③如果快速升温至170 ℃，会发生分子内脱水，C错误；D分子中含有醚键，属于醚，D正确。
9．(2022·广州培正中学高二期中)高血脂是一种常见的心血管疾病，治疗高血脂的新药I的合成路线如图：
INCLUDEPICTURE "23ZZ72.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ72.TIF" \* MERGEFORMAT
已知：Ⅰ. INCLUDEPICTURE "23ZZ73.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ73.TIF" \* MERGEFORMAT
Ⅱ. INCLUDEPICTURE "23ZZ74.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ74.TIF" \* MERGEFORMAT
回答下列问题：
(1)反应①所需试剂、条件分别是__________；B的化学名称为__________。
(2)反应②的反应类型是__________；A→B 的化学方程式为
________________________________________________________________。
(3)E和F生成G的化学方程式为
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)化合物W的相对分子质量比化合物C大14，且满足下列条件，W的可能结构有__________种；其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的W的结构简式为
________________________________________________________________。
①遇FeCl3溶液发生显色反应；
②属于芳香族化合物；
③能发生银镜反应。
(5)设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线：
________________________________________________________________
________________________________________________________________
(其他无机试剂任选)。
解析：甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成D(CH2Cl2)，D在氢氧化钠的水溶液中加热发生取代反应，但同一个碳原子上连有两个羟基时不稳定，会失水生成醛，则E为HCHO，CH3(CH2)6CHO和甲醛反应生成G，根据题给信息Ⅰ和G的分子式可知，G为，G和氢气发生加成反应生成H为；甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成，经水解得到A为，A催化氧化生成B为，B进一步催化氧化生成C为，C与H发生酯化反应生成I，结合I的分子式可知，I为
(1)反应①是甲苯与氯气在光照条件下反应转化为；B为，化学名称为苯甲醛。
(2)由以上分析可知，反应②是酯化反应，也属于取代反应；A→B是苯甲醇被O2催化氧化产生苯甲醛，化学方程式为
(3)E为HCHO，F为CH3(CH2)6CHO，二者发生加成反应生成G为，故化学方程式为2HCHO＋CH3(CH2)6CHO
(4)化合物W 的相对分子质量比化合物C()大14，说明W比C多1个CH2原子团，且W满足下列条件：①遇FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②属于芳香族化合物，即含有苯环；③能发生银镜反应，说明分子中还含有醛基。该物质分子中若含有2个侧链则为—OH、—CH2CHO，有邻、间、对3种结构；若含有3个侧链则为—OH、—CH3、—CHO，而—OH、—CH3有邻、间、对3种位置关系，对应的—CHO分别有4种、4种、2种位置，因此符合条件的W共有3＋4＋4＋2＝13种，其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的W 的结构简式为
(5)甲苯与Cl2在光照条件下生成，然后发生水解反应生成，苯甲醛与乙醛在碱性条件下反应生成目标产物
答案：(1)氯气、光照　苯甲醛
(2)取代反应(或酯化反应)　
(3)2HCHO＋CH3(CH2)6CHO
(4)13　
(5)
[素养提升]
10．合成4-溴甲基-1-环己烯的一种路线如下，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "23ZZ71.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ71.TIF" \* MERGEFORMAT
A．X、Y、Z都属于芳香族化合物
B．①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液、加热
D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
解析：选B。A.X、Y、Z中的六元环不是苯环，不属于芳香族化合物，故A错误；B.由官能团的转化可知，1，3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，故B正确；C.由化合物Z一步制备化合物Y，发生水解反应，卤代烃发生水解反应需在氢氧化钠的水溶液中进行，故C错误；D.Y含有碳碳双键，会被酸性高锰酸钾溶液氧化，故D错误。
11．化合物A( INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" \* MERGEFORMAT )可由环戊烷经三步反应合成： INCLUDEPICTURE "HXRJB97.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB97.TIF" \* MERGEFORMAT 。则下列说法错误的是(　　)
A．反应1可用的试剂是氯气
B．反应3可用的试剂是氧气和铜
C．反应1为取代反应，反应2为消去反应
D．A可通过加成反应合成Y
解析：选C。环戊烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成X，X为 INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" \* MERGEFORMAT ， INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" \* MERGEFORMAT 和氢氧化钠的水溶液在加热条件下发生取代反应生成Y，Y为 INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" \* MERGEFORMAT ， INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" \* MERGEFORMAT 在铜作为催化剂并加热条件下发生催化氧化反应生成 INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" \* MERGEFORMAT ，所以反应1的试剂和条件为Cl2/光照，反应2的化学方程式为 INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB99.TIF" \* MERGEFORMAT ＋NaOH INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" \* MERGEFORMAT ＋NaCl，反应3可用的试剂为O2/Cu。反应1为取代反应，反应2为卤代烃的水解反应，属于取代反应，故C错误；A为 INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB96.TIF" \* MERGEFORMAT ，Y为 INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" INCLUDEPICTURE "HXRJB100.TIF" \* MERGEFORMAT ，A可通过加成反应合成Y，故D正确。
12．(2022·日照高二检测)如下流程中a、b、c、d、e、f是六种有机化合物，其中a是烃类，其余是烃的衍生物。下列有关说法正确的是(　　)
A．若a的相对分子质量是42，则d是乙醛
B．若d的相对分子质量是44，则a是乙炔
C．若a为单烯烃，则d与f的最简式一定相同
D．若a为苯乙烯(C6H5—CH===CH2)，则f的分子式是C16H32O2
解析：选C。d→e加入银氨溶液，则d为醛，e为羧酸，c为醇，b为卤代烃，a为烯烃，f为酯。a为烯烃，若相对分子质量为42，则a为丙烯，d为丙醛，A错误；d为醛，若相对分子质量为44，则d为乙醛，a为乙烯，B错误；若a为单烯烃，则a的分子式为CnH2n(n≥2)，c的分子式为CnH2n＋2O，d的分子式为CnH2nO，e的分子式为CnH2nO2，f的分子式为C2nH4nO2，d与f的最简式都是CnH2nO，C正确；若a为苯乙烯(C6H5—CH===CH2)，则c为C6H5—CH2CH2OH，e为C6H5—CH2COOH，f为C6H5—CH2COOCH2CH2—C6H5，则f的分子式为C16H16O2，D错误。
13．某课题组以甲苯和甲烷为起始原料，按如图路线合成抗骨质疏松药依普黄酮。请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "23ZZ61.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ61.TIF" \* MERGEFORMAT
已知：RXRCNRCOOH
（1）下列说法不正确的是　　　　　。
A．依普黄酮的分子式是C18H16O3，分子中所有碳原子可能共平面
B．D→E和F→G的反应类型均为取代反应
C．C＋E→F反应的其他产物是乙醇和水
D．催化剂可以用和 NH3为原料合成
（2）E的结构简式为　　　　　　　　　　；F的结构简式为　　　　　　　　　　。
（3）A＋B→C的化学方程式为
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
（4）化合物C的同分异构体中，1H-NMR谱有4组峰，且能与金属钠反应。
①包含2个苯环和1个片段的结构简式为　　　　　　　　　　（任写2种）；
②包含片段（苯环上可连接多个取代基）的结构简式共有　　　　种。
（5）以甲苯为原料，设计A的合成路线：
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
（用流程图表示，无机试剂、有机溶剂任选）。
解析：对比A与C的结构简式，结合已知信息，可推得B的结构简式为；根据CHCl3和CH3CH2ONa合成E，结合E的分子式可知，三氯甲烷中的氯原子被CH3CH2O—取代生成E，E的结构简式为CH（OCH2CH3）3，和CH（OCH2CH3）3反应转化为F，结合F→G的反应条件及G的结构简式可知，F的结构简式为 INCLUDEPICTURE "23ZZ62A.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ62A.TIF" \* MERGEFORMAT 。
（1）根据依普黄酮（G）的键线式可知，其分子式是C18H16O3，分子中异丙基上的碳原子为饱和碳原子，所有碳原子不可能共平面，故A错误；根据上述分析可知，D→E为取代反应，F→G为羟基氢原子被异丙基取代，故B正确；根据质量守恒可知，C＋E→F反应的其他产物是乙醇，故C错误；2分子和1分子NH3在一定条件下转化为和H2O，故D正确。（3）B的结构简式为，A＋B→C的化学方程式为
（4）化合物C的同分异构体中，1H-NMR谱有4组峰，且能与金属钠反应，说明含有羟基或羧基，且结构对称。①包含2个苯环和1个片段的结构简式为 INCLUDEPICTURE "23ZZ62B.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ62B.TIF" \* MERGEFORMAT ；② INCLUDEPICTURE "XYX1.TIF" INCLUDEPICTURE "XYX1.TIF" \* MERGEFORMAT 的1H-NMR谱有4组峰，所以苯环上的各取代基对称分布在苯环上，2个—CH3和2个—OH对称分布在苯环上有12种。（5）根据RXRCNRCOOH，甲苯和氯气在光照条件下发生取代反应生成，和反应生成，
水解生成
答案：（1）AC　（2）CH（OCH2CH3）3
INCLUDEPICTURE "23ZZ62A.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ62A.TIF" \* MERGEFORMAT
（3）
（4）① INCLUDEPICTURE "23ZZ62B.TIF" INCLUDEPICTURE "23ZZ62B.TIF" \* MERGEFORMAT
（任写2种）
②12
（5）
14．叶酸拮抗剂Alimta（M）是一种多靶向性抗癌药物。以苯和丁二酸酐为原料合成该化合物的路线如下：
INCLUDEPICTURE "LPB55A.TIF" INCLUDEPICTURE "LPB55A.TIF" \* MERGEFORMAT
已知：
回答下列问题：
（1）A的结构简式为　　　　。
（2）A→B，D→E的反应类型分别是　　　　，　　　　。
（3）M中虚线框内官能团的名称为
a______________，b　　　　　　。
（4）B有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有　　　　种（不考虑立体异构）；
①苯环上有2个取代基
②能够发生银镜反应
③与FeCl3溶液发生显色反应
其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为_________________________________________________________________。
（5）参照上述合成路线，以乙烯和 INCLUDEPICTURE "LPB57A.TIF" INCLUDEPICTURE "LPB57A.TIF" \* MERGEFORMAT 为原料，设计合成 INCLUDEPICTURE "LPB57.TIF" INCLUDEPICTURE "LPB57.TIF" \* MERGEFORMAT 的路线：_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
（其他试剂任选）。
解析：（1）结合已知信息①可知，A的结构简式为（2）A生成B是失去羰基上的氧原子的反应，故该反应为还原反应。对比D、E的结构简式，E相对于D，醛基邻位碳原子上的氢原子被Br原子取代，故该反应为取代反应。（3）a是酰胺基，b是羧基。（4）由条件②可知，该同分异构体含醛基；由条件③可知，该同分异构体含酚羟基。因条件①提示苯环上有2个取代基，则除—OH外，另一个取代基可以为—CH2CH2CH2CHO、—CH2CH（CHO）CH3、
—CH（CHO）CH2CH3、—C（CH3）2CHO、
—CH（CH3）CH2CHO，又苯环上有两个取代基时存在邻、间、对三种位置关系，则符合条件的同分异构体共有5×3＝15种，其中核磁共振氢谱中有五组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式是（5）乙烯与水通过加成反应生成乙醇，乙醇催化氧化生成乙醛，乙醛发生类似题干流程中D→E的反应生成BrCH2CHO，BrCH2CHO再与发生类似题干流程中E→G的反应得到目标产物。
答案：（1）
（2）还原反应　取代反应
（3）酰胺基　羧基
（4）15　
（5） INCLUDEPICTURE "LPB66.TIF" INCLUDEPICTURE "LPB66.TIF" \* MERGEFORMAT

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