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5.3.1有机合成设计
1．由CH3CH===CH2和CH3COOH合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2(OOCCH3)时，最佳的反应历程是(　　)
A．加成→取代→取代→取代
B．取代→加成→取代→取代
C．取代→取代→加成→取代
D．取代→取代→取代→加成
2．已知：CH2===CH2＋CH2===CH—CH===CH2，如果要合成，所用的原始原料可以是(　　)
①CH≡C—CH3　②
③CH2===CH—CH===CH2　④CH3—C≡C—CH3
A．①④　　　　　 B．②③
C．①③ D．②④
3．在有机合成中官能团的引入或转化是极为重要的，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．引入羟基的方法通常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C．将CH2===CHCH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2===CHCOOH
D．可在有机物中引入醛基的反应类型是取代、消去、氧化
4．对于如图所示的有机物，要引入羟基(—OH)，可采用的方法有(　　)
①加成　②卤素原子的取代　③还原　④酯基的水解
A．只有①② B．只有②③
C．只有①③ D．①②③④
5．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中，原子利用率最高的是(　　)
A．CH2===CH2＋ (过氧乙酸)―→＋CH3COOH
B．CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O
C．2CH2===CH2＋O22
D．＋　HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋2H2O
6．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，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。已知—CH3为邻、对位取代基，而—COOH为间位取代基。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
7．已知：含的物质(烯烃)一定条件下能与水发生加成反应，生成醇(含羟基的烃的衍生物)；有机物A～D间存在图示的转化关系：
下列说法不正确的是(　　)
A．D的结构简式为CH3COOCH2CH3
B．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．B与乙酸发生了取代反应
D．可用B萃取碘水中的碘单质
8．下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线，下列说法正确的是(　　)
A．A的结构简式为
B．反应④的反应试剂和反应条件是浓硫酸、加热
C．①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去
D．环戊二烯与Br2以1∶1的物质的量之比加成可生成
9.下列说法不符合事实的是(　　)
A．苯酚的水溶液呈酸性，说明苯环对羟基有影响，使羟基变得活泼
B．甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环活化了甲基
C．苯酚和溴水发生反应产生沉淀，说明苯环对酚羟基产生影响
D．甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基活化了苯环的邻、对位的氢原子
10．吡啶()是类似于苯的芳香族化合物，2 乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料，可由如图路线合成。下列叙述正确的是(　　)
A．MPy只有两种芳香同分异构体
B．EPy中所有原子共平面
C．VPy的不饱和度为4
D．反应②的反应类型是消去反应
11．由乙烯和乙醇为原料制取草酸二乙酯
(C2H5OOCCOOC2H5)时，没有涉及的反应类型是(　　)
①加成　②取代　③消去　④氧化　⑤还原
A．③⑤ B．④②
C．①⑤ D．①③
12．在用CH2===CH2合成CH3CH2COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有(　　)
A．CH3CH2OH和CO2 B．CO和CH3OH
C．CO和CH4 D．H2和CO2
13．以丙烯为基础原料，可制备离子导体材料中有机溶剂的单体丙烯酸丁酯，其合成路线如下：
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和加热
D．该合成工艺的原子利用率为100%
14．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：①氧化，②消去，③加成，④酯化，⑤水解，⑥加聚，来合成乙二酸乙二酯()的正确顺序是(　　)
A．①⑤②③④ B．①②③④⑤
C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥
15.辣椒素又名辣椒碱(capsaicin)，是常见的生物碱之一。辣椒素H的合成路线如图。
回答下列问题：
(1)B的键线式是____________，H中含氮官能团的名称是________。
(2)C→D中反应ⅰ的化学方程式是__________________________，反应类型是____________。
(3)F与G反应生成H时，另一产物为________(填化学式)。
(4)G的同分异构体中，同时符合下列条件的有________种(不含立体异构)。
①能与NaOH反应，且1 mol该物质能消耗2 mol NaOH；
②具有四取代苯结构；
③核磁共振氢谱测得苯环上只有一种化学环境的H，红外光谱测得分子结构中含有—NH2和—OH。
(5)参照上述合成路线，设计以环己酮为原料合成2 环己基丙酸()的合成路线(其他试剂任选)。5.3.1有机合成设计
1．由CH3CH===CH2和CH3COOH合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2(OOCCH3)时，最佳的反应历程是(　　)
A．加成→取代→取代→取代
B．取代→加成→取代→取代
C．取代→取代→加成→取代
D．取代→取代→取代→加成
[答案] B
[解析]根据有机物的结构简式可知，化合物是由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成的；丙三醇需要1，2，3-三氯丙烷通过水解反应生成；1，2，3-三氯丙烷需要利用CH2ClCH===CH2和氯气通过加成反应生成；丙烯通过取代反应生成CH2ClCH===CH2，若CH3CH===CH2先发生加成反应，生成的CH3CHClCH2Cl再发生取代反应，产物不好控制，故选B。
2．已知：CH2===CH2＋CH2===CH—CH===CH2，如果要合成，所用的原始原料可以是(　　)
①CH≡C—CH3　②
③CH2===CH—CH===CH2　④CH3—C≡C—CH3
A．①④　　　　　 B．②③
C．①③ D．②④
[答案] D
[解析]要合成，由逆向合成法可知―→＋，则选②()、④(CH3—C≡C—CH3)发生加成反应。
3．在有机合成中官能团的引入或转化是极为重要的，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．引入羟基的方法通常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C．将CH2===CHCH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2===CHCOOH
D．可在有机物中引入醛基的反应类型是取代、消去、氧化
[答案] B
[解析]A错误，甲苯在催化条件下可取代苯环上的氢原子，而光照下取代甲基上的氢原子；B正确，卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原都可生成醇类物质，可引入羟基；C错误，碳碳双键、羟基都可被酸性KMnO4溶液氧化；D错误，羟基氧化可生成醛基，消去、取代不能生成醛基。
4．对于如图所示的有机物，要引入羟基(—OH)，可采用的方法有(　　)
①加成　②卤素原子的取代　③还原　④酯基的水解
A．只有①② B．只有②③
C．只有①③ D．①②③④
[答案] D
[解析]①所给有机物分子中含有碳碳双键，可以和水发生加成反应引入羟基，故①正确；②所给有机物分子中含有碳溴键，可以发生卤素原子的取代，故②正确；③所给有机物分子中含有醛基，可被氢气还原引入羟基，故③正确；④所给有机物分子中含有酯基，可发生水解反应引入羟基，故④正确。故选D。
5．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中，原子利用率最高的是(　　)
A．CH2===CH2＋ (过氧乙酸)―→＋CH3COOH
B．CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O
C．2CH2===CH2＋O22
D．＋　HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋2H2O
[答案] C
[解析]A中存在副产品CH3COOH，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低；B中存在副产品CaCl2和H2O，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低；C中反应物全部转化为目标产物，原子利用率为100%，原子利用率最高；D中存在副产品HOCH2CH2—O—CH2CH2OH和H2O，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低。
6．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，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。已知—CH3为邻、对位取代基，而—COOH为间位取代基。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
[答案] A
[解析]由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故甲基氧化为羧基应在硝基还原前，否则生成的氨基也被氧化，故先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，再将硝基还原为氨基，故A正确，C、D错误；另外还要注意—CH3为邻、对位取代基，而—COOH为间位取代基，故B错误。
7．已知：含的物质(烯烃)一定条件下能与水发生加成反应，生成醇(含羟基的烃的衍生物)；有机物A～D间存在图示的转化关系：
下列说法不正确的是(　　)
A．D的结构简式为CH3COOCH2CH3
B．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．B与乙酸发生了取代反应
D．可用B萃取碘水中的碘单质
[答案] D
[解析]C被氧化生成乙酸，则C为CH3CHO，B在加热条件下和氧化铜发生氧化反应生成C，则B为CH3CH2OH，A和水发生加成反应生成B，则A为CH2===CH2，乙酸和乙醇发生酯化反应生成D，D为CH3COOCH2CH3。
8．下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线，下列说法正确的是(　　)
A．A的结构简式为
B．反应④的反应试剂和反应条件是浓硫酸、加热
C．①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去
D．环戊二烯与Br2以1∶1的物质的量之比加成可生成
[答案] D
[解析]根据合成路线分析可知A是环戊烯()，A错误；反应④是变为的反应，反应条件是NaOH的醇溶液，并加热，B错误；根据合成路线分析可知①是取代反应，②是消去反应，③是加成反应，C错误；环戊二烯与Br2以1∶1的物质的量之比加成时，若发生1,4加成反应，可生成，D正确。
9.下列说法不符合事实的是(　　)
A．苯酚的水溶液呈酸性，说明苯环对羟基有影响，使羟基变得活泼
B．甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环活化了甲基
C．苯酚和溴水发生反应产生沉淀，说明苯环对酚羟基产生影响
D．甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基活化了苯环的邻、对位的氢原子
[答案] C
[解析]A项，与醇相比较，苯酚的水溶液呈酸性，说明苯环对羟基有影响，使酚羟基变得活泼；B项，甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环活化了甲基，导致苯环上的甲基易被氧化；C项，苯酚和溴水反应产生沉淀，说明苯环上的氢原子易被取代，与酚羟基对苯环的影响有关；D项，甲苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应生成2，4，6-三硝基甲苯，说明甲基活化了苯环的邻、对位的氢原子。故选C。
10．吡啶()是类似于苯的芳香族化合物，2 乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料，可由如图路线合成。下列叙述正确的是(　　)
A．MPy只有两种芳香同分异构体
B．EPy中所有原子共平面
C．VPy的不饱和度为4
D．反应②的反应类型是消去反应
[答案] D
[解析]A．MPy有1种芳香族同分异构体，为苯胺，A错误；B．EPy中连接环的碳原子和连接醇羟基的碳原子都具有甲烷结构特点，则所有的原子不在同一个平面上，B错误；C．VPy 的不饱和度为5，C错误；D．反应②醇羟基发生消去反应形成碳碳双键，反应类型是消去反应，D正确。
11．由乙烯和乙醇为原料制取草酸二乙酯
(C2H5OOCCOOC2H5)时，没有涉及的反应类型是(　　)
①加成　②取代　③消去　④氧化　⑤还原
A．③⑤ B．④②
C．①⑤ D．①③
[答案] A
[解析]以乙烯和乙醇为原料合成乙二酸乙二酯，经过以下几步：第一步，乙烯发生加成反应生成二卤代烃，为加成反应；第二步，二卤代烃水解生成乙二醇，为水解反应；第三步，乙二醇氧化生成乙二酸，为氧化反应；第四步，乙二醇和乙二酸发生酯化反应生成乙二酸乙二酯，为酯化反应；没有涉及的反应类型是消去、还原。故选A。
12．在用CH2===CH2合成CH3CH2COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有(　　)
A．CH3CH2OH和CO2 B．CO和CH3OH
C．CO和CH4 D．H2和CO2
[答案] B
[解析]用CH2===CH2合成CH3CH2COOCH3，由C2H4变为C4H8O2，需要加入的C、H、O的个数比为1∶2∶1。A．CH3CH2OH和CO2两种分子不论怎样组合都不能使C、H、O的原子个数比为1∶2∶1，A错误；B．CO和CH3OH两种物质如果按照分子个数比1∶1组合，则C、H、O的原子个数比为1∶2∶1，B正确；C．CO和CH4两种物质分子不论怎样组合都不能使C、H、O的原子个数比为1∶2∶1，C错误；D．H2和CO2两种物质分子不论怎样组合都不能使C、H、O的原子个数比为1∶2∶1，D错误。
13．以丙烯为基础原料，可制备离子导体材料中有机溶剂的单体丙烯酸丁酯，其合成路线如下：
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和加热
D．该合成工艺的原子利用率为100%
[答案] D
[解析]A．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正确；B．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正确；C．反应③是酯化反应，反应条件是浓硫酸和加热，C正确；D．反应③有水生成，故该合成工艺的原子利用率小于100%，D错误。
14．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：①氧化，②消去，③加成，④酯化，⑤水解，⑥加聚，来合成乙二酸乙二酯()的正确顺序是(　　)
A．①⑤②③④ B．①②③④⑤
C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥
[答案] C
[解析]以乙醇为原料合成乙二酸乙二酯，经过以下几步：第一步，乙醇发生消去反应生成乙烯；第二步，乙烯发生加成反应生成二卤代烃；第三步，二卤代烃水解生成乙二醇；第四步，乙二醇氧化生成乙二酸；第五步，乙二醇与乙二酸发生酯化反应生成乙二酸乙二酯。涉及的反应类型按顺序依次为②③⑤①④，C项正确。
15.辣椒素又名辣椒碱(capsaicin)，是常见的生物碱之一。辣椒素H的合成路线如图。
回答下列问题：
(1)B的键线式是____________，H中含氮官能团的名称是________。
(2)C→D中反应ⅰ的化学方程式是__________________________，反应类型是____________。
(3)F与G反应生成H时，另一产物为________(填化学式)。
(4)G的同分异构体中，同时符合下列条件的有________种(不含立体异构)。
①能与NaOH反应，且1 mol该物质能消耗2 mol NaOH；
②具有四取代苯结构；
③核磁共振氢谱测得苯环上只有一种化学环境的H，红外光谱测得分子结构中含有—NH2和—OH。
(5)参照上述合成路线，设计以环己酮为原料合成2 环己基丙酸()的合成路线(其他试剂任选)。
[答案]　(1) 　酰胺基
(2) ＋2KOH2C2H5OH＋　取代(水解)反应　
(3)HCl　
(4)4　
(5)
[解析]　根据A的键线式及B分子式可知，A中羟基被溴原子取代生成B，则B的键线式为，B中溴被取代生成C，C发生水解反应然后酸化得到D，根据E的结构简式知道D为，E中羟基被氯原子取代生成F，F和G发生取代反应生成H。据此解答。
(1)B的键线式是，H中含氮官能团的名称是酰胺基。
(2)C→D中反应ⅰ的化学方程式是＋2KOH2C2H5OH＋，反应类型是取代反应。
(3)F与G反应生成H时，另一产物为氯化氢，化学式为HCl。
(4)G的结构简式为，同分异构体中，同时符合下列条件①能与NaOH反应，且1 mol该物质能消耗2 mol NaOH，说明含有两个酚羟基；②具有四取代苯结构；③核磁共振氢谱测得苯环上只有一种化学环境的H，说明苯环的四个取代基有对称性，红外光谱测得分子结构中含有—NH2和—OH，所以结构简式有：，，，，共4种。
(5)以环己酮为原料合成2 环己基丙酸()的合成路线，根据A生成D路线可知，环己酮和氢气发生加成反应生成环己醇，环己醇发生取代反应生成溴环己烷，然后仿照B到C的过程发生取代反应、水解反应并酸化得到目标产物，合成路线为。

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