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第五节　有机合成
◆ 学习任务一　有机合成的主要任务
1.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架,下列反应不能引入—OH的是 (　)
A.醛还原反应 B.酯类水解反应
C.卤代烃水解 D.烷烃取代反应
2.下列反应可以使碳链增长的是 (　)
A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热
B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热
C.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热
D.CH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照
3.在有机合成中官能团的引入或改变是极为重要的,下列说法正确的是 (　)
A.甲苯在光照下与Cl2反应,主反应为苯环上引入氯原子
B.引入醛基的方法常有炔烃加成、伯醇氧化、糖类水解等
C.将CH2CH—CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2CH—COOH
D.HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种单体在一定条件下发生加成、酯化反应即可得到
4.卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R—MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:
+R—MgX
所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲合成(CH3)3C—OH,下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是 (　)
A.乙醛和氯乙烷 B.甲醛和1-溴丙烷
C.甲醛和2-溴丙烷 D.丙酮和一氯甲烷
◆ 学习任务二　有机合成路线的设计与实施
5.[2024·浙江宁波二模] 有机物L的合成路线(反应条件和其他产物已经略去)如下图所示,下列说法不正确的是 (　)
A.1 mol X最多能与2 mol NaOH(水溶液)发生反应
B.在Z→M的过程中,发生还原反应,M的结构简式为CH2CHCH2CH2OH
C.Y能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同
D.N和L均难溶于水
6.在一次有机化学课堂小组讨论中,某同学设计了下列合成路线,你认为不可行的是 (　)
A.用氯苯合成环己烯:
B.用甲苯合成苯甲醇:
C.用乙烯合成乙酸:C2H4CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
D.用乙烯合成乙二醇:H2CCH2CH3CH3CH2ClCH2Cl
HOCH2CH2OH
7.按下面步骤由合成(部分试剂和反应条件已略去)。
ABCDEF
(1)分别写出B、D的结构简式:B　　　　　　　、 D　　　　　　　　。
(2)反应①~⑦中属于加成反应的是　　　　　　　, 属于消去反应的是　　　　　。(填序号)
(3)如果不考虑⑥⑦反应,对于反应⑤,得到的E所有可能的结构简式为 　　　　　　　。
(4)试写出反应⑦的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,试写出C→D的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(注明反应条件)
8.1,4-二氧六环()是一种常见的溶剂,它可以通过下列方法制得:
A(烃)BC1,4-二氧六环
则烃A是 (　)
A.1-丁烯 B.1,3-丁二烯
C.乙炔 D.乙烯
9.[2024·福建泉州一模] 以4-乙烯基吡啶(X)为原料合成某药物,部分路线如图。
下列说法正确的是 (　)
A.X存在顺反异构体
B.Y的水解产物都能发生聚合反应
C.Z中所有碳原子一定处于同一平面
D.M能发生氧化反应和消去反应
10.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯
(),其合成路线如图所示(反应条件没有全部注明)。
AB
试回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为　　　　　　　　　。
(2)反应⑤的化学方程式为 　　　　　　　　 (有机物写结构简式,并注明反应条件)。
(3)反应②的反应类型是　　　　(填序号,下同),反应④的反应类型为　　　　。
A.取代反应 B.加成反应
C.氧化反应 D.酯化反应
(4)在合成路线中,设计第③和⑥两步反应的目的是　　　　　　　　　　　。
11.有机物Q是一种抗血栓药物,其合成路线如下。
已知:①A和J均属于芳香族化合物;
②R1—CHO++H2O(R1、R2、R3代表烃基或H);
③R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH。
回答下列问题:
(1)X的分子式是　　　　　　,G中含有的官能团为硝基、　　　　　(填名称)。
(2)B→D的反应类型是　　　　　　。
(3)E→F的化学方程式为 　　　　　　　　　　　。
(4)M的结构简式为　　　　　　　　　。
(5)N是L的同分异构体,则满足下列条件的N有　　　　种(不考虑立体异构),写出其中任意一种的结构简式:　 　　　　　　　　。
ⅰ.含有苯环,且苯环上只有1个取代基
ⅱ.1 mol N与足量NaHCO3溶液反应产生2 mol气体
第五节　有机合成
1.D　[解析] 醛(R—CHO)与氢气发生加成反应能够生成R—CH2OH,该反应也属于还原反应,故不选A;酯类
(R1—COO—R2)水解能够生成R1—COOH和HO—R2,故不选B;卤代烃(R—Cl)水解生成R—OH,故不选C;烷烃取代反应生成卤代烃,不能反应引入—OH,故选D。
2.A　[解析] CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热,发生取代反应生成CH3CH2CH2CH2CN,使碳链增加一个碳原子,A符合;CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应生成烯烃,碳原子数不变,B不符合;CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热,发生取代反应生成醇,碳原子数不变,C不符合; CH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照,发生取代反应生成多溴代烃,碳原子数不变,D不符合。
3.B　[解析] 甲苯在光照下与Cl2反应,主反应为甲基上引入氯原子,故A错误;炔烃与H2O以物质的量之比1∶1加成可得到醛,伯醇经催化氧化生成醛,淀粉、纤维素等水解生成的葡萄糖中含醛基,故B正确;碳碳双键、羟基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,CH2CH—CH2OH与酸性KMnO4溶液反应不能得到CH2CH—COOH,故C错误;HC≡CH先分别与(CN)2、CH3COOH发生加成反应生成和,再发生加聚反应可得到,故D错误。
4.D　[解析] 由题给信息可知产物中与—OH相连的碳原子是原料中的羰基碳原子,要合成,需要丙酮和一卤代甲烷。A选项中反应得到的是CH3CH(OH)CH2CH3,B选项中反应得到的是CH3CH2CH2CH2OH,C选项中反应得到的是HOCH2CH(CH3)2。
5.B　[解析] 由题干信息可知,1 mol X中含有2 mol醇酯基,则最多能与2 mol NaOH发生反应,A正确;由题干转化信息可知,有机化学中有机物加氢失氧的反应是还原反应,在Z→M的过程中即羧基转化为醇羟基,发生还原反应,则M的结构简式为CH2CHCH2CH2CH2OH,B错误; Y能使溴水褪色是发生加成反应,而使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,即褪色原理不同,C正确;L为醚类物质,N是卤代烃,二者均难溶于水,D正确。
6.D　[解析] 氯苯能与氢气发生加成反应生成一氯环己烷,一氯环己烷在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成环己烯,可以实现,故A不选;甲苯与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成,在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应生成,可以实现,故B不选;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇可以发生催化氧化生成乙醛,乙醛可以进一步被氧化生成乙酸,可以实现,故C不选;乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,但乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应时,各种取代产物都会产生,无法控制生成CH2ClCH2Cl,故D不可行。
7.(1)　　(2)①③⑤⑥　②④
(3)、、
(4)+2NaOH+2NaBr　+2NaOH+2NaBr+2H2O
[解析] 苯酚和氢气加成生成A(),A在浓硫酸作用下发生消去反应生成B(),B和溴发生加成反应生成C(),C再发生消去反应生成D(),D和溴发生1,4-加成反应生成E(),E和氢气加成生成F(),F最后发生水解反应生成最终产物。 (1)根据以上分析可知,B、D的结构简式分别为、。(2)根据以上分析可知,反应①~⑦中属于加成反应的是①③⑤⑥,属于消去反应的是②④。(3)反应⑤是和溴的加成反应,可以发生1,2-加成,也可以发生1,4-加成,还可以发生完全加成,所以除了得到,还能得到和。(4)反应⑦是的水解反应,化学方程式为+2NaOH+2NaBr;C→D是发生消去反应生成,反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O 。
8.D　[解析] 可采用逆推法进行分析。由题给转化关系,可逆推出如下过程:CH2CH2,则A为乙烯,B为1,2-二溴乙烷,C为乙二醇。
9.D　[解析] X中碳碳双键一端碳上含有2个氢,故不存在顺反异构,A错误; Y水解生成乙醇和HOOCCH2COOH,乙醇含有1个羟基,不能发生聚合反应,B错误; Z中支链上碳存在3个直接相连的饱和碳,故Z中所有碳原子可能处于同一平面,C错误; M中支链一端含有羟基,能发生氧化反应,与羟基相连碳的邻位碳上有氢,能发生消去反应,D正确。
10.(1)　(2)+C2H5OH+H2O
(3)A　C　(4)保护酚羟基,防止其被氧化
[解析] (1)甲苯苯环上的取代反应主要发生在甲基的邻位和对位,由A反应后的产物可得A的结构简式为。(2)反应⑤是与C2H5OH的酯化反应,化学方程式为+C2H5OH+H2O。(3)反应②为卤代烃的水解反应,是取代反应;反应④为苯环上的甲基被氧化为羧基的反应,为氧化反应。(4)酚羟基很容易被氧化,所以为防止氧化反应过程中酚羟基被氧化,引入了第③和⑥两步,先把—OH转化为—OCH3,然后再将—OCH3转化为—OH。
11.(1)C3H6O　(酮)羰基、碳碳双键　(2)取代反应
(3)+O2
+2H2O
(4)　(5)3　(或或)
[解析] A为芳香族化合物,分子式为C7H8,则A为甲苯,由Q的结构可知,甲苯的硝化反应发生在对位,则B为对硝基甲苯,对硝基甲苯与Cl2在光照条件下反应生成的D为,由D、E分子式可知,D发生水解反应生成的E为,由E、F的分子式可知,E发生催化氧化反应生成的F为;J为芳香族化合物,由J→K可知,J为邻羟基苯甲酸,J与CH3OH发生酯化反应生成K,K与乙酸酐发生取代反应生成L,由已知信息③和M的分子式可知,M的结构简式为;由M、Q的结构及F、G分子式可知,G的结构简式为,则X的结构简式为。
(1)X的结构简式为,则分子式是C3H6O;G的结构简式为,含有的官能团为硝基、(酮)羰基、碳碳双键。(2)B中侧链上的甲基在光照条件下发生取代反应生成D,故B→D的反应类型是取代反应。(3)E→F为—CH2OH转化为—CHO,化学方程式为+O2+2H2O。(4)由分析可知,M的结构简式为。(5)1 mol N与足量NaHCO3溶液反应产生2 mol气体,说明N中有2个—COOH,且N含苯环和1个取代基,满足条件的N有、、,共3种。

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