2024苏教版高中化学选择性必修3同步练习题--第三单元 有机合成设计（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024苏教版高中化学选择性必修3同步练习题--第三单元 有机合成设计（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-23 18:47:13 | ||
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文档简介
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2024苏教版高中化学选择性必修3同步
专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
第三单元 有机合成设计
基础过关练
题组一 有机物基团间的相互影响
1.(经典题)在乙苯中加入少量KMnO4酸性溶液,振荡后褪色,正确的解释为( )
A.乙苯分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B.苯环受乙基影响易被氧化
C.乙基受苯环影响易被氧化
D.由于苯环和乙基的相互影响均易被氧化
2.下列有关苯酚的实验事实中,能说明羟基对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
B.苯酚能和NaOH溶液反应
C.苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚
D.1 mol苯酚可与3 mol H2发生加成反应
3.(2022浙江金华一中期中)下列事实不能说明有机物分子中基团之间存在相互影响的是( )
A.苯在50~60 ℃时发生硝化反应而甲苯在30 ℃时即可发生硝化反应
B.等物质的量的乙醇和甘油与足量的金属钠反应,后者产生的氢气比前者多
C.乙醇在水中不能电离出H+,而苯酚能在水中电离出H+
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
题组二 构建碳骨架
4.烃基卤化镁试剂(也称为格氏试剂)在有机合成中有重要应用。其反应机理可看作烃基卤化镁试剂中带有负电荷的烃基与带有正电荷的基团结合,从而发生反应。下列反应中有机产物不合理的是( )
A.RMgBr ROH
B.RMgBr R—R'
C.RMgBr RCOOH
D.RMgBr RCH2CH2OH
5.(经典题)(2022河北唐县一中期中)在10%稀碱溶液催化下,醛分子间能发生如下反应:RCHO+R'CH2CHO 。苯甲醛和乙醛发生上述反应生成的是( )
A.
B.
C.
D.
题组三 官能团的引入与消除
6.(经典题)(2022山东枣庄期末统考)在有机反应中,官能团的引入或消除很重要。下列说法正确的是( )
A.羧基通过与氢气催化加成能实现羧基还原成羟基
B.卤代烃与NaOH的乙醇溶液共热,可使卤原子被羟基取代
C.不饱和烃发生加聚反应后所得高分子中一定不含有碳碳不饱和键
D.通过控制乙醇和浓硫酸混合后的温度可以实现醚键的引入
7.已知酸性:>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将转化为的合理方法是 ( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量的Na2CO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
题组四 正合成分析
8.(经典题)(2022湖北武汉重点中学期末联考)下列合成路线不合理的是( )
A.用甲苯合成苯甲醇:
B.用乙醇合成乙二醇:CH3CH2OH CH2 CH2 ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH
C.用乙烯合成1,4-二氧杂环己烷():CH2 CH2 CH2BrCH2Br HOCH2CH2OH
D.用1,3-丁二烯合成2-氯-1,3-丁二烯:CH2 CH—CH CH2 CH2ClCHClCH CH2 CH2 CClCH CH2
9.(2022江苏泰州中学期中)乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应
B.甲苯的一氯代物有4种
C.有机化合物C能发生氧化反应、取代反应、消去反应
D.反应③中加入过量的有机化合物B,不能使C完全转化
题组五 逆合成分析
10.由CH3CHCH2和乙酸合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2OOCCH3时,需要依次经过的反应类型是( )
A.加成→取代→加成→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
11.(经典题)是一种有机醚,可由链状烃A(分子式为C4H6)通过如下路线制得。下列说法正确的是( )
A B C
A.有机物A的结构简式是
B.有机物B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键
C.有机物C在Cu(或Ag)作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛
D.①、②、③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
能力提升练
题组一 有机合成路线的设计与选择
1.(经典题)(2022辽宁抚顺六校期末联考)已知:RCHO+R'CH2CHO 为加成反应。用乙烯制备1,3-丁二醇时,较优的合成路线中依次发生反应的反应类型为( )
A.加成→加成→氧化→加成
B.加成→氧化→加成→消去
C.加成→氧化→消去→加成
D.加成→氧化→加成→加成
2.已知:①+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,苯胺极易被氧化;②+CH3Cl+HCl(烷基化反应);③—CH3为邻、对位定位取代基,—NO2、—COOH为间位定位取代基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的路线是( )
A.苯XYZ对氨基苯甲酸
B.苯XYZ对氨基苯甲酸
C.苯XYZ对氨基苯甲酸
D.苯XYZ对氨基苯甲酸
题组二 新情境下有机合成的综合分析
3.(2023河北模拟预测)对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,通常以甲苯为原料进行合成。对氨基苯甲酸的一种合成路线如下(已知:烷基为苯环上邻、对位定位取代基,羧基为苯环上间位定位取代基)。下列说法错误的是( )
A.甲苯与对氨基苯甲酸的核磁共振氢谱峰的组数相同
B.产物中含有副产品,蒸馏纯化时应先将其蒸馏出来并收集
C.若反应①、②顺序互换,最终得到的是
D.实验室可通过电解在阳极完成反应③的转化
4.(2022江苏马坝高级中学期中)苯乙烯()是重要的有机化工原料,以下是合成苯乙烯的一种路线:
回答下列问题:
(1)以CH2 CH2为原料制备CH3CH2Cl的化学方程式为 。
(2)写出反应的类型:反应① ,反应② ,反应④ 。
(3)写出反应③的化学方程式: ;由苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式为 。
(4)芳香族化合物X是的同分异构体,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,则X的结构简式为 (任写一种)。
(5)由苯制备环己烯的路线如下:
请依次写出由苯制备环己烯的三个化学方程式:
① ;
② ;
③ 。
5.布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如下:
已知:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl ;
② +HCl。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E→F的反应类型为 ,H中官能团的名称为 。
(2)E的每个分子中含有两个甲基,则E的结构简式为 。
(3)I→K的化学方程式为 。
(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②每个分子中有一个手性碳原子;
③苯环上有处于间位的2个取代基。
(5)写出以间二甲苯、CH3COCl和(CH3)2CHMgCl为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
答案与分层梯度式解析
专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
第三单元 有机合成设计
基础过关练
1.C 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.D
9.C 10.B 11.B
1.C 乙苯易被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸,乙基变成羧基,说明乙基受苯环影响而易被氧化,与碳原子的多少无关。故选C。
2.C 苯与浓溴水不反应,苯酚和浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,证明酚羟基的邻、对位氢原子更活泼,能说明羟基对苯环性质有影响,C项正确。
3.B 苯在50~60 ℃时发生硝化反应而甲苯在30 ℃时即可发生硝化反应,说明甲基能使苯环上的H原子变得更活泼,故A不符合题意;等物质的量的乙醇和甘油与足量的金属钠反应,后者产生的氢气比前者多,是因为甘油分子中羟基个数比乙醇分子中多,不是分子中基团之间相互影响所致,故B符合题意;乙醇在水中不能电离出H+,而苯酚在水中可电离出H+,说明苯环使羟基变得更活泼,故C不符合题意;甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能,说明苯环能使甲基变得易被氧化,故D不符合题意。
4.A RMgBr ROH中,带有负电荷的R-与带有负电荷的OH-结合,不符合题述反应机理。故选A。
5.D 苯甲醛的结构简式为,乙醛的结构简式为CH3CHO,由题给反应机理可知,乙醛可以与苯甲醛中的醛基加成得到,醇羟基连接的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,形成碳碳双键,故选D。
6.D 羧基不能与H2催化加成,A错误;部分卤代烃与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应引入碳碳双键或碳碳三键,卤代烃与NaOH水溶液共热发生取代反应,能使卤原子被羟基取代,B错误;不饱和烃发生加聚反应后,所得高分子中可能含有碳碳不饱和键,C错误;在浓硫酸作用下,乙醇在140 ℃时生成乙醚,在170 ℃时生成乙烯,D正确。
7.D A项,原料在稀硫酸催化、加热条件下水解可生成邻羟基苯甲酸,再加入足量NaHCO3溶液,邻羟基苯甲酸可与其反应生成目标产物,但是由于酯在酸性条件下水解的程度较小,酯的转化率较小,故该方法中原料的转化率较低,不符合题意;B项,原料与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,再加入足量碳酸钠溶液,酚羟基和羧基都反应,得不到目标产物,不符合题意;C项,原料与足量NaOH溶液共热后,加入足量稀硫酸,生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,不符合题意;D项,原料与足量NaOH溶液共热后,可以完全水解,生成,原料的转化率高,水解液中再通入足量二氧化碳,酸性:苯甲酸>碳酸>苯酚,故可生成邻羟基苯甲酸钠,符合题意。
8.D CH2 CH—CH CH2和Cl2发生1,2-加成生成
CH2ClCHClCH CH2,再和NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成
CH2 CClCH CH2,该选项路线设计不合理,故选D。
9.C 由合成路线可知,乙醇催化氧化为乙醛(A),乙醛再催化氧化为乙酸(B),甲苯与Cl2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇(C),乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯。反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应,A正确;甲苯分子中有4种氢原子,则其一氯代物有4种,B正确;有机物C为苯甲醇,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,C错误;乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯,酯化反应为可逆反应,则加入过量的乙酸,也不能使苯甲醇完全转化,D正确。
10.B 此题适宜采用逆合成分析法。根据合成产物的结构简式可知,该化合物可由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成;可利用1,2,3-三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇;1,2,3-三氯丙烷可利用
CH2(Cl)CHCH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应可生成CH2(Cl)CHCH2,故选B。
11.B 由有机醚的结构及反应③的条件可知C为,结合反应①和②的条件可推知B为,A为,A项错误;B的结构简式为,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,B项正确;C为,含有—CH2OH,所以C能被O2催化氧化生成醛,C项错误;烯烃能和溴单质发生加成反应,卤代烃能发生水解反应,水解反应属于取代反应,醇生成醚的反应为取代反应,所以①、②、③的反应类型分别是加成反应、取代反应、取代反应,D项错误。
能力提升练
1.D 2.C 3.D
1.D 由逆合成分析法可知,可由与H2发生加成反应(或还原反应)生成,由已知信息可知,可由CH3CHO在催化剂作用下制得,CH3CHO可通过乙醇氧化得到,乙醇可通过乙烯与水加成得到,所以由乙烯制备,需依次发生下列转化:
CH3CH2OH CH3CHO ,D正确。
归纳总结 逆合成分析法的解题思路
2.C 若苯先发生硝化反应,由于硝基是间位定位取代基,再引入甲基时会进入硝基的间位,故应先发生烷基化反应。得到的甲苯发生硝化反应,生成对硝基甲苯。对硝基甲苯先发生氧化反应,将甲基氧化为羧基;若先将硝基还原为氨基,则氧化甲基时氨基容易被氧化。最后再将硝基还原为氨基。所以合理路线为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸,C项正确。
归纳总结 取代基定位效应
(1)邻、对位定位取代基:当苯环上已有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时容易,或者说这个取代基使苯环活化。常见的此类取代基有—NH2、—CH3、—C2H5等。
(2)间位定位取代基:当苯环上已有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时要难,或者说这个取代基使苯环钝化。常见的此类取代基有
—COOH、—CHO、—NO2等。
3.D 由甲苯与对氨基苯甲酸的结构简式可知,分子中均含4种氢原子,即二者的核磁共振氢谱峰的组数相同,A正确;烷基为苯环上邻、对位定位取代基,最后含副产品,由于可形成分子内氢键,其沸点低于,蒸馏时先汽化,B正确;若反应①、②顺序互换,由于—COOH为苯环上间位定位取代基,故会将硝基引入羧基的间位,还原后氨基与羧基位于间位,C正确;反应③为还原反应,应该在电解池的阴极完成转化,D错误。
4.答案 (1)CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl
(2)加成反应 取代反应 消去反应
(3)+Br2+HBr
n
(4)(或)
(5)①+Br2+HBr
②+3H2
③+NaOH+NaBr+H2O(合理即可)
解析 苯与乙烯加成或与氯乙烷取代都可以得到乙苯,乙苯与Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与氢氧化钠的乙醇溶液共热发生消去反应生成苯乙烯。(1)CH2 CH2与氯化氢在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Cl,化学方程式为CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl。(2)反应①为苯与乙烯的加成反应,反应②为苯与氯乙烷的取代反应,反应④为卤代烃的消去反应。(3)反应③是乙苯与Br2在光照下的取代反应,化学方程式为+Br2+HBr;苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯,化学方程式为n 。(4)芳香族化合物X是的同分异构体,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,则X的结构简式为或。(5)环己烯可由卤代烃发生消去反应得到,则前面可为1-溴环己烷,1-溴环己烷应是溴苯和氢气发生加成反应得到的,苯和Br2发生取代反应生成溴苯,则合成路线为 ,反应的化学方程式依次为+Br2+HBr、+3H2、+NaOH +NaBr+H2O。
5.答案 (1)甲苯 加成反应(或还原反应) 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A的分子式为C7H8,则A只能是;B为,B→C→D发生与已知信息①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的每个分子中含有两个甲基,则E为;G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为;H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。
(5)根据目标产物的结构可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知信息②可知间二甲苯与CH3COCl在AlCl3作用下反应可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
规律方法 有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转换、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析。
物质结构
(3)应用信息,确定答案。
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
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2024苏教版高中化学选择性必修3同步
专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
第三单元 有机合成设计
基础过关练
题组一 有机物基团间的相互影响
1.(经典题)在乙苯中加入少量KMnO4酸性溶液,振荡后褪色,正确的解释为( )
A.乙苯分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B.苯环受乙基影响易被氧化
C.乙基受苯环影响易被氧化
D.由于苯环和乙基的相互影响均易被氧化
2.下列有关苯酚的实验事实中,能说明羟基对苯环性质有影响的是( )
A.苯酚燃烧产生带浓烟的火焰
B.苯酚能和NaOH溶液反应
C.苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚
D.1 mol苯酚可与3 mol H2发生加成反应
3.(2022浙江金华一中期中)下列事实不能说明有机物分子中基团之间存在相互影响的是( )
A.苯在50~60 ℃时发生硝化反应而甲苯在30 ℃时即可发生硝化反应
B.等物质的量的乙醇和甘油与足量的金属钠反应,后者产生的氢气比前者多
C.乙醇在水中不能电离出H+,而苯酚能在水中电离出H+
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
题组二 构建碳骨架
4.烃基卤化镁试剂(也称为格氏试剂)在有机合成中有重要应用。其反应机理可看作烃基卤化镁试剂中带有负电荷的烃基与带有正电荷的基团结合,从而发生反应。下列反应中有机产物不合理的是( )
A.RMgBr ROH
B.RMgBr R—R'
C.RMgBr RCOOH
D.RMgBr RCH2CH2OH
5.(经典题)(2022河北唐县一中期中)在10%稀碱溶液催化下,醛分子间能发生如下反应:RCHO+R'CH2CHO 。苯甲醛和乙醛发生上述反应生成的是( )
A.
B.
C.
D.
题组三 官能团的引入与消除
6.(经典题)(2022山东枣庄期末统考)在有机反应中,官能团的引入或消除很重要。下列说法正确的是( )
A.羧基通过与氢气催化加成能实现羧基还原成羟基
B.卤代烃与NaOH的乙醇溶液共热,可使卤原子被羟基取代
C.不饱和烃发生加聚反应后所得高分子中一定不含有碳碳不饱和键
D.通过控制乙醇和浓硫酸混合后的温度可以实现醚键的引入
7.已知酸性:>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将转化为的合理方法是 ( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量的NaHCO3溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量的Na2CO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
题组四 正合成分析
8.(经典题)(2022湖北武汉重点中学期末联考)下列合成路线不合理的是( )
A.用甲苯合成苯甲醇:
B.用乙醇合成乙二醇:CH3CH2OH CH2 CH2 ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH
C.用乙烯合成1,4-二氧杂环己烷():CH2 CH2 CH2BrCH2Br HOCH2CH2OH
D.用1,3-丁二烯合成2-氯-1,3-丁二烯:CH2 CH—CH CH2 CH2ClCHClCH CH2 CH2 CClCH CH2
9.(2022江苏泰州中学期中)乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应
B.甲苯的一氯代物有4种
C.有机化合物C能发生氧化反应、取代反应、消去反应
D.反应③中加入过量的有机化合物B,不能使C完全转化
题组五 逆合成分析
10.由CH3CHCH2和乙酸合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2OOCCH3时,需要依次经过的反应类型是( )
A.加成→取代→加成→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
11.(经典题)是一种有机醚,可由链状烃A(分子式为C4H6)通过如下路线制得。下列说法正确的是( )
A B C
A.有机物A的结构简式是
B.有机物B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键
C.有机物C在Cu(或Ag)作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛
D.①、②、③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
能力提升练
题组一 有机合成路线的设计与选择
1.(经典题)(2022辽宁抚顺六校期末联考)已知:RCHO+R'CH2CHO 为加成反应。用乙烯制备1,3-丁二醇时,较优的合成路线中依次发生反应的反应类型为( )
A.加成→加成→氧化→加成
B.加成→氧化→加成→消去
C.加成→氧化→消去→加成
D.加成→氧化→加成→加成
2.已知:①+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,苯胺极易被氧化;②+CH3Cl+HCl(烷基化反应);③—CH3为邻、对位定位取代基,—NO2、—COOH为间位定位取代基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的路线是( )
A.苯XYZ对氨基苯甲酸
B.苯XYZ对氨基苯甲酸
C.苯XYZ对氨基苯甲酸
D.苯XYZ对氨基苯甲酸
题组二 新情境下有机合成的综合分析
3.(2023河北模拟预测)对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,通常以甲苯为原料进行合成。对氨基苯甲酸的一种合成路线如下(已知:烷基为苯环上邻、对位定位取代基,羧基为苯环上间位定位取代基)。下列说法错误的是( )
A.甲苯与对氨基苯甲酸的核磁共振氢谱峰的组数相同
B.产物中含有副产品,蒸馏纯化时应先将其蒸馏出来并收集
C.若反应①、②顺序互换,最终得到的是
D.实验室可通过电解在阳极完成反应③的转化
4.(2022江苏马坝高级中学期中)苯乙烯()是重要的有机化工原料,以下是合成苯乙烯的一种路线:
回答下列问题:
(1)以CH2 CH2为原料制备CH3CH2Cl的化学方程式为 。
(2)写出反应的类型:反应① ,反应② ,反应④ 。
(3)写出反应③的化学方程式: ;由苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式为 。
(4)芳香族化合物X是的同分异构体,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,则X的结构简式为 (任写一种)。
(5)由苯制备环己烯的路线如下:
请依次写出由苯制备环己烯的三个化学方程式:
① ;
② ;
③ 。
5.布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如下:
已知:①CH3CH2Cl CH3CH2MgCl ;
② +HCl。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 ,E→F的反应类型为 ,H中官能团的名称为 。
(2)E的每个分子中含有两个甲基,则E的结构简式为 。
(3)I→K的化学方程式为 。
(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②每个分子中有一个手性碳原子;
③苯环上有处于间位的2个取代基。
(5)写出以间二甲苯、CH3COCl和(CH3)2CHMgCl为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。
答案与分层梯度式解析
专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺
第三单元 有机合成设计
基础过关练
1.C 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.D 8.D
9.C 10.B 11.B
1.C 乙苯易被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸,乙基变成羧基,说明乙基受苯环影响而易被氧化,与碳原子的多少无关。故选C。
2.C 苯与浓溴水不反应,苯酚和浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,证明酚羟基的邻、对位氢原子更活泼,能说明羟基对苯环性质有影响,C项正确。
3.B 苯在50~60 ℃时发生硝化反应而甲苯在30 ℃时即可发生硝化反应,说明甲基能使苯环上的H原子变得更活泼,故A不符合题意;等物质的量的乙醇和甘油与足量的金属钠反应,后者产生的氢气比前者多,是因为甘油分子中羟基个数比乙醇分子中多,不是分子中基团之间相互影响所致,故B符合题意;乙醇在水中不能电离出H+,而苯酚在水中可电离出H+,说明苯环使羟基变得更活泼,故C不符合题意;甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能,说明苯环能使甲基变得易被氧化,故D不符合题意。
4.A RMgBr ROH中,带有负电荷的R-与带有负电荷的OH-结合,不符合题述反应机理。故选A。
5.D 苯甲醛的结构简式为,乙醛的结构简式为CH3CHO,由题给反应机理可知,乙醛可以与苯甲醛中的醛基加成得到,醇羟基连接的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,形成碳碳双键,故选D。
6.D 羧基不能与H2催化加成,A错误;部分卤代烃与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应引入碳碳双键或碳碳三键,卤代烃与NaOH水溶液共热发生取代反应,能使卤原子被羟基取代,B错误;不饱和烃发生加聚反应后,所得高分子中可能含有碳碳不饱和键,C错误;在浓硫酸作用下,乙醇在140 ℃时生成乙醚,在170 ℃时生成乙烯,D正确。
7.D A项,原料在稀硫酸催化、加热条件下水解可生成邻羟基苯甲酸,再加入足量NaHCO3溶液,邻羟基苯甲酸可与其反应生成目标产物,但是由于酯在酸性条件下水解的程度较小,酯的转化率较小,故该方法中原料的转化率较低,不符合题意;B项,原料与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,再加入足量碳酸钠溶液,酚羟基和羧基都反应,得不到目标产物,不符合题意;C项,原料与足量NaOH溶液共热后,加入足量稀硫酸,生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,不符合题意;D项,原料与足量NaOH溶液共热后,可以完全水解,生成,原料的转化率高,水解液中再通入足量二氧化碳,酸性:苯甲酸>碳酸>苯酚,故可生成邻羟基苯甲酸钠,符合题意。
8.D CH2 CH—CH CH2和Cl2发生1,2-加成生成
CH2ClCHClCH CH2,再和NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成
CH2 CClCH CH2,该选项路线设计不合理,故选D。
9.C 由合成路线可知,乙醇催化氧化为乙醛(A),乙醛再催化氧化为乙酸(B),甲苯与Cl2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇(C),乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯。反应②③的反应类型分别为氧化反应、取代反应,A正确;甲苯分子中有4种氢原子,则其一氯代物有4种,B正确;有机物C为苯甲醇,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,C错误;乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成乙酸苯甲酯,酯化反应为可逆反应,则加入过量的乙酸,也不能使苯甲醇完全转化,D正确。
10.B 此题适宜采用逆合成分析法。根据合成产物的结构简式可知,该化合物可由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成;可利用1,2,3-三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇;1,2,3-三氯丙烷可利用
CH2(Cl)CHCH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应可生成CH2(Cl)CHCH2,故选B。
11.B 由有机醚的结构及反应③的条件可知C为,结合反应①和②的条件可推知B为,A为,A项错误;B的结构简式为,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,B项正确;C为,含有—CH2OH,所以C能被O2催化氧化生成醛,C项错误;烯烃能和溴单质发生加成反应,卤代烃能发生水解反应,水解反应属于取代反应,醇生成醚的反应为取代反应,所以①、②、③的反应类型分别是加成反应、取代反应、取代反应,D项错误。
能力提升练
1.D 2.C 3.D
1.D 由逆合成分析法可知,可由与H2发生加成反应(或还原反应)生成,由已知信息可知,可由CH3CHO在催化剂作用下制得,CH3CHO可通过乙醇氧化得到,乙醇可通过乙烯与水加成得到,所以由乙烯制备,需依次发生下列转化:
CH3CH2OH CH3CHO ,D正确。
归纳总结 逆合成分析法的解题思路
2.C 若苯先发生硝化反应,由于硝基是间位定位取代基,再引入甲基时会进入硝基的间位,故应先发生烷基化反应。得到的甲苯发生硝化反应,生成对硝基甲苯。对硝基甲苯先发生氧化反应,将甲基氧化为羧基;若先将硝基还原为氨基,则氧化甲基时氨基容易被氧化。最后再将硝基还原为氨基。所以合理路线为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸,C项正确。
归纳总结 取代基定位效应
(1)邻、对位定位取代基:当苯环上已有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的邻位或对位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时容易,或者说这个取代基使苯环活化。常见的此类取代基有—NH2、—CH3、—C2H5等。
(2)间位定位取代基:当苯环上已有这类定位取代基时,再引入的其他基团主要进入它的间位,而且第二个取代基的进入一般比没有这个取代基时要难,或者说这个取代基使苯环钝化。常见的此类取代基有
—COOH、—CHO、—NO2等。
3.D 由甲苯与对氨基苯甲酸的结构简式可知,分子中均含4种氢原子,即二者的核磁共振氢谱峰的组数相同,A正确;烷基为苯环上邻、对位定位取代基,最后含副产品,由于可形成分子内氢键,其沸点低于,蒸馏时先汽化,B正确;若反应①、②顺序互换,由于—COOH为苯环上间位定位取代基,故会将硝基引入羧基的间位,还原后氨基与羧基位于间位,C正确;反应③为还原反应,应该在电解池的阴极完成转化,D错误。
4.答案 (1)CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl
(2)加成反应 取代反应 消去反应
(3)+Br2+HBr
n
(4)(或)
(5)①+Br2+HBr
②+3H2
③+NaOH+NaBr+H2O(合理即可)
解析 苯与乙烯加成或与氯乙烷取代都可以得到乙苯,乙苯与Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成,与氢氧化钠的乙醇溶液共热发生消去反应生成苯乙烯。(1)CH2 CH2与氯化氢在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Cl,化学方程式为CH2 CH2+HCl CH3CH2Cl。(2)反应①为苯与乙烯的加成反应,反应②为苯与氯乙烷的取代反应,反应④为卤代烃的消去反应。(3)反应③是乙苯与Br2在光照下的取代反应,化学方程式为+Br2+HBr;苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯,化学方程式为n 。(4)芳香族化合物X是的同分异构体,且分子中有3种不同化学环境的氢原子,则X的结构简式为或。(5)环己烯可由卤代烃发生消去反应得到,则前面可为1-溴环己烷,1-溴环己烷应是溴苯和氢气发生加成反应得到的,苯和Br2发生取代反应生成溴苯,则合成路线为 ,反应的化学方程式依次为+Br2+HBr、+3H2、+NaOH +NaBr+H2O。
5.答案 (1)甲苯 加成反应(或还原反应) 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O +CH3OH
(4)
(5)
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A的分子式为C7H8,则A只能是;B为,B→C→D发生与已知信息①类似的反应,所以C为,D为;D→E发生消去反应,E的每个分子中含有两个甲基,则E为;G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为;H与氢气加成生成I,则I为,I在酸性条件下水解生成K。
(5)根据目标产物的结构可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据已知信息②可知间二甲苯与CH3COCl在AlCl3作用下反应可以在苯环上引入支链—COCH3,之后的流程与C→F相似,参考C→F的过程可得到合成路线。
规律方法 有机合成推断题的解题思路
(1)充分提取题目中的有效信息,认真审题,全面掌握有机物的性质以及有机物之间相互转化的关系。推断过程中经常使用的一些信息:
①结构信息(碳骨架、官能团等);
②组成信息(相对分子质量、组成基团、组成元素的质量分数等);
③反应信息(燃烧、官能团转换、结构转变等)。
(2)整合信息,综合分析。
物质结构
(3)应用信息,确定答案。
将原料分子和目标产物的合成过程分成几个有转化关系的片段,注意利用题干及合成路线中的信息,设计合成路线。
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