5.3 课时2 有机合成的一般过程 同步练 （含解析）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 5.3 课时2 有机合成的一般过程 同步练 （含解析）2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修3 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 885.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-02 16:01:33 | ||
图片预览
文档简介
5.3 课时2 有机合成的一般过程
【课后精练】
基础训练
1.反应“≡+M”符合“绿色化学”发展理念(反应物的原子全部转化为目标产物)。推断反应物M是( )。
A.CH3COOH B.HOCH2CH2OH
C.HCOOCH3 D.CH3CH2OH
2.下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )。
A.卤代烃的水解 B.酯在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
3.由溴乙烷制,下列流程途径合理的是( )。
①加成反应 ②取代反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤还原反应
A.②③①④② B.③①②④②
C.③①②④⑤ D.②④⑤②②
4.VCB是锂离子电池的一种添加剂,以环氧乙烷(EO)为原料制备VCB的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是( )。
A.反应①的原子利用率为100%
B.②的反应类型为取代反应
C.EO、EC的一氯代物种数相同
D.ClEC、VCB分子中所有原子均处于同一平面
5.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.引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C.将CH2CH—CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2CH—COOH
D.1,3-丁二烯转化为时,先与HCl发生1,2加成再水解得到
综合提升
6.香豆素具有抗凝血作用,以水杨醛(X)为原料可制备合成香豆素的中间体(Y)。
下列有关化合物X、Y的说法不正确的是( )。
A.1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应
B.可用FeCl3溶液鉴别X和Y
C.在一定条件下,X可与HCHO发生缩聚反应
D.室温下,Y与Br2加成的产物分子中含有2个手性碳原子
7.用有机物甲可制备环己二烯(),其反应路线如图所示:
甲乙丙
下列有关判断不正确的是( )。
A.甲的分子式为C6H12
B.乙与环己二烯互为同系物
C.上述流程发生的反应类型有取代反应、消去反应、加成反应
D.环己二烯与含等物质的量Br2的溴水反应可得2种产物
8.E是一种食品添加剂中的防腐剂,可经下列反应路线得到(部分反应条件略):
下列说法不正确的是( )。
A.A是苯酚的一种同系物,既能发生氧化反应又能发生还原反应
B.经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化
C.与B属于同类有机物的同分异构体有3种
D.1 mol D可以消耗1 mol NaHCO3
9.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、对位取代定位基,—NO2、—COOH为间位取代定位基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的步骤是( )。
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
创新应用
10.以和为原料合成,请用合成反应的流程图表示出最合理的合成方案(注明必要的反应条件)。
提示:①+;
②RCH2CHCH2+Cl2RCHClCHCH2+HCl;
③合成反应流程图示例如下(无机试剂可任选):
ABC……→H
11.用流程图表示出由1-丙醇合成的方案。
12.化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
F
已知:(R和R'表示烃基或氢,R″表示烃基);+。
写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干): 。
13.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CH2CH2为原料制备CH3CH2Cl的化学方程式为 。
(2)写出反应类型:反应① ,反应② ,反应④ 。
(3)写出反应的化学方程式:
①反应③: ;
②由苯乙烯制备聚苯乙烯: 。
(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:
在“”中填写反应的试剂和条件,在“”中填写主要有机产物的结构简式。
14.有机物H有镇咳、镇静的功效,其合成路线如下:
已知:RXR—MgX(R为烃基,R1、R2代表烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)D中官能团的名称是 ;X 的结构简式为 。
(2)写出反应类型:⑤是 反应;⑥是 反应。
(3)写出化学方程式:
③ ;
④ ;
⑥ 。
(4)写出苯环上一氯代物只有一种的H的同分异构体的结构简式: 。(写出一种即可)
15.(创新题)K是合成瑞德西韦的关键中间体,其合成路线如下:
已知:①R—OHR—Cl;
②。
回答下列问题:
(1)J中官能团的名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)反应G→H的化学方程式为 ,反应类型为 。
(4)芳香族化合物X与C互为同分异构体,写出同时符合下列条件的X的结构简式: 。
①分子中含有硝基且与苯环直接相连
②能与NaHCO3溶液发生反应
③1H核磁共振谱有四组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1
(5)写出以苯甲醇为原料制备的合成路线(其他试剂任选) 。
16.(创新题)化合物G是一种有机光电材料中间体。由芳香醛A(分子式:C7H6O)制备G的一种合成路线如下:
ABDF
回答下列问题:
(1)B中的官能团名称为 。
(2)反应C→D、E→F的反应类型分别为 、 。
(3)写出D在足量热NaOH溶液中充分反应的化学方程式: 。
(4)写出反应E→F的化学方程式: 。
(5)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式: 。
Ⅰ.含有苯环且能发生银镜反应
Ⅱ.分子中有4种不同化学环境的氢
Ⅲ.遇FeCl3溶液发生显色反应
(6)请写出以和CH3C≡CCH3为原料制备的合成路线流程图
(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
17.(创新题)快乐是什么 精神病学专家通过实验发现:在大脑的相应部位——“奖赏中心”给予柔和的电击,便会处于似乎极度快乐的状态。人们已经将“奖赏中心”各部分的脑电图绘制出来,并认为在各区域之间传递信息的化学物质是多巴胺,所以“奖赏中心”又称为多巴胺系统。多巴胺的结构为。回答下列问题:
Ⅰ.多巴胺的分子式为 。
Ⅱ.写出多巴胺与浓溴水反应的化学方程式: 。
Ⅲ.多巴胺可由香兰素与硝基甲烷反应后再经锌汞齐还原水解制得。合成过程如下:
(1)指出下列反应的反应类型:反应① ,反应② ,反应③ 。
(2)写出M的结构简式: 。
(3)多巴胺分子中羟基处于苯环上不同位置时的同分异构体共有 种(苯环上的其他结构不变,包括多巴胺分子)。
18.(创新题)“奥司他韦”是科学家们合成的药品,能抗病毒,用于治疗流感,于2001年在我国投入使用。其合成路线如下:
(1)莽草酸的含氧官能团名称有 ,反应③的反应类型: 。
(2)反应①的反应试剂和反应条件为 。
(3)请写出反应②的化学方程式: 。
(4)芳香族化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有 种。
(5)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。C中有 个手性碳。
(6)设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线 。
参考答案
1.A 解析 对比乙炔和的结构简式,由乙炔与CH3COOH发生加成反应生成,则M为CH3COOH。
2.A 解析 卤代烃水解引入了羟基;酯在酸性条件下水解生成RCOOH;RCHO被氧化生成RCOOH;烯烃如RCHCHR'被氧化后可以生成RCOOH。
3.B 解析 可由HOOCCOOH和HOCH2CH2OH发生酯化反应得到,HOOCCOOH可由OHCCHO发生氧化反应得到,OHCCHO可由HOCH2CH2OH发生催化氧化得到,HOCH2CH2OH可由BrCH2CH2Br发生水解反应得到,BrCH2CH2Br可由CH2CH2发生加成反应得到,CH2CH2可由CH3CH2Br发生消去反应得到,则合成路线为CH3CH2Br CH2CH2 BrCH2CH2Br HOCH2CH2OH OHCCHO HOOCCOOH,反应类型依次是消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)、氧化反应、氧化反应、酯化反应(或取代反应)。
4.D 解析 反应①的反应物中所有原子全部转化为生成物,则原子利用率为100%,A项正确;反应②是EC中H原子被Cl原子替代,为取代反应,B项正确;EO、EC都只含一种H,则一氯代物种数相同,C项正确;CIEC含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,则所有的原子一定不在同一个平面上,D项错误。
5.B 解析 甲苯与Cl2在光照条件下反应,主反应为侧链上引入氯原子,A项错误;烯烃与水加成可引入羟基,醛类与H2发生还原反应可引入羟基,卤代烃或酯的水解能引入羟基,B项正确;KMnO4既可氧化碳碳双键,又可氧化—CH2OH,得不到CH2CH—COOH,C项错误;1,3-丁二烯转化为的流程为 ,D项错误。
6.A 解析 Y分子中与苯环相连的酯基在水解时能生成酚羟基,故最多能消耗3 mol NaOH,A项错误;X分子中含有酚羟基,而Y分子中没有酚羟基,故可用FeCl3溶液鉴别X和Y,B项正确;X分子中酚羟基的邻位及对位上有H原子,故可以与甲醛发生缩聚反应,C项正确;加成产物中,与Br原子相连的C原子都是手性碳原子,故含有两个手性碳原子,D项正确。
7.B 解析 甲与Cl2在光照条件下发生取代反应生成,则甲为,甲的分子式为C6H12,A项正确;在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成乙,乙为,乙中只有一个碳碳双键,环己二烯中有两个碳碳双键,乙与环己二烯不互为同系物,B项错误;乙与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成的丙为,丙发生消去反应生成,流程中①为取代反应,③为加成反应,②④为消去反应,C项正确;环己二烯与Br2 1∶1反应可得和2种产物,D项正确。
8.C 解析 A与苯酚结构相似,分子组成上相差1个CH2,是苯酚的同系物,分子中含有苯环,可以与H2加成发生还原反应,又含有酚羟基,能发生氧化反应,A项正确;A→B将酚羟基转化成醚键,C→D又将醚键转化成酚羟基,而B→C发生了氧化反应,酚羟基容易被氧化,故经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化,B项正确;B属于醚类,与B属于同类有机物的同分异构体有、、、,共4种,C项错误;D中含有一个羧基和一个酚羟基,只有羧基能与NaHCO3反应,则1 mol D可以消耗1 mol NaHCO3,D项正确。
9.C 解析 由于对氨基苯甲酸中氨基和羧基处于对位,结合已知③,苯应先发生烷基化反应得到甲苯,然后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。即合理步骤为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸。
10.
解析 本题可用逆合成法解答,其思维过程为:
→……→中间体→……→起始原料
其逆合成分析思路为:
由此确定可按以上6步合成。
11.CH3CH2CH2OHCH3CHCH2CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OH
解析 目标有机物是一种酯,是由和CH3CH2CH2OH发生酯化反应得到的。可以由醇CH3CH(OH)CH2OH氧化得到,醇CH3CH(OH)CH2OH可以由卤代烃CH3CHBrCH2Br水解得到,CH3CHBrCH2Br可以由CH3CHCH2与溴发生加成反应得到,CH3CHCH2可以由CH3CH2CH2OH发生消去反应得到。根据以上分析,确定该物质需要经过消去、加成、水解、氧化、酯化反应,据此即可写出合成路线。
12.
解析 根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr和H3O+反应生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应可知,可以转化为,根据流程图中D→E可知,和NH2OH反应生成。
13.(1)CH2CH2+HClCH3CH2Cl (2)加成反应 取代反应 消去反应
(3)+Br2+HBr
n
(4)(或)
(5)
14.(1)羰基 (2)加成 消去
(3)2+O2 2+2H2O +H2O +2NaOH+2NaBr+2H2O (4) (或 或 或 )
解析 环戊烷与Br2光照下发生取代反应生成的A为,B在O2/Cu、加热的条件下反应生成D(C5H8O),则A→B发生的水解反应,B的结构简式为,B催化氧化生成的D为,根据题给已知,E的结构简式为,对比E和H的结构简式,E与浓硫酸共热发生消去反应生成的F为,F与Br2/CCl4发生加成反应生成的X为。(4)H的结构简式为,分子式为C10H14,不饱和度为4,其苯环上一氯代物只有一种的同分异构体有、、、。
15.(1)酯基、氨基 (2) (3)HCHO+HCN 加成反应
(4)
(5)
解析 (1)(2)A发生硝化反应生成B,B与CH3COCl反应生成C,根据C的结构简式知,B为,则A为,D发生已知①的反应生成E,E和A发生取代反应生成F,G发生已知②的反应生成H,H进一步发生反应得到I,根据I的结构简式知H为HOCH2CN,G为HCHO,I发生酯化反应生成J,J为,F、J发生取代反应生成K。(1)J中官能团的名称为酯基、氨基。
(2)B的结构简式为。
(3)G→H的化学方程式为HCHO+HCN,反应类型为加成反应。
(4)C为,芳香族化合物X与C互为同分异构体,X符合条件:①分子中含有硝基且与苯环直接相连,②能与NaHCO3溶液发生反应, ③1H核磁共振谱有四组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1,则X中含1个—COOH, 1个H核磁共振谱峰面积比为2∶2∶2∶1,符合条件的X的结构简式为。
(5)可由发生酯化反应得到,可由水解得到,可由苯甲醛和HCN发生加成反应得到,苯甲醛由苯甲醇发生氧化反应生成,据此写出合成路线。
16.(1)碳碳双键、醛基 (2)加成反应 取代反应
(3)+3NaOH+2NaBr+H2O
(4)+CH3CH2OH+H2O
(5)(或)
(6)
解析 分子式为C7H6O的芳香醛A为苯甲醛,结构简式为,B与新制Cu(OH)2反应后酸化生成C(),则B的结构简式为。C与Br2/CCl4发生加成反应生成的D为,E()与乙醇发生酯化反应生成的F为,F与发生加成反应生成G()。(1)B为,B中的官能团名称为碳碳双键、醛基。(2)C()与溴发生加成反应生成D,E()与乙醇发生酯化(取代)反应生成F。(3)D为,其中溴原子和羧基都能与NaOH溶液反应,则D与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为+3NaOH+2NaBr+H2O。(4)反应E→F的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。 (5)F为,分析F的同分异构体满足的条件:含有苯环且能发生银镜反应,说明含有醛基;分子中有4种不同化学环境的氢,说明分子有对称轴;遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基。则符合条件的F的同分异构体的结构简式为或。(6)对比、CH3C≡CCH3和的结构,可仿流程中F→G构建碳骨架;故用与氯气发生取代反应生成,发生消去反应生成,和CH3C≡CCH3发生加成反应生成,最后与HBr发生加成反应得到产品,据此写出合成路线流程图。
17.Ⅰ.C8H11NO2
Ⅱ.+3Br2+3HBr
Ⅲ.(1)加成反应 消去反应 加成反应
(2) (3)6
解析 Ⅱ.多巴胺分子中有氨基和酚羟基,能与溴发生取代反应,因为溴取代酚羟基的邻位和对位的氢原子,所以1 mol多巴胺能与3 mol Br2反应。
Ⅲ.反应①中—CHO变成—CH(OH)CH2NO2,是—CHO与CH3NO2的加成反应。经②③两步反应后,—CH(OH)CH2NO2变成了—CH2CH2NO2,显然是先消去后加成。(3)两个羟基在苯环上有邻、间、对三种位置。当两个羟基处于邻位时,满足条件的分子有2种;当两个羟基处于间位时,满足条件的分子有3种;当两个羟基处于对位时,满足条件的分子有1种。
18.(1)羟基、羧基 取代反应
(2)乙醇、浓硫酸,加热
(3)
(4)17 (5)3
(6)
解析 (1)莽草酸中有羟基和羧基两种官能团。反应③中,B羟基上H原子被—SO2CH3取代。
(2)反应①是莽草酸与乙醇的酯化反应,需要的试剂是乙醇和浓硫酸,反应条件是加热。
(3)根据已知信息,可知A与反应生成B。
(4)芳香族化合物X是B的同分异构体,符合官能团只含酚羟基的X中有5个酚羟基和1个C6H13—基团,C6H13—基团的同分异构体有17种,故符合条件的X有17种。
(5)C分子中3个O原子分别所连六元环上的C原子都是手性碳原子。
(6)苯环上的甲基可被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,但醛基也会被氧化,所以氧化甲基前,应利用题示信息中的反应将醛基反应掉,氧化甲基后再利用信息反应将醛基还原。
【课后精练】
基础训练
1.反应“≡+M”符合“绿色化学”发展理念(反应物的原子全部转化为目标产物)。推断反应物M是( )。
A.CH3COOH B.HOCH2CH2OH
C.HCOOCH3 D.CH3CH2OH
2.下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )。
A.卤代烃的水解 B.酯在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
3.由溴乙烷制,下列流程途径合理的是( )。
①加成反应 ②取代反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤还原反应
A.②③①④② B.③①②④②
C.③①②④⑤ D.②④⑤②②
4.VCB是锂离子电池的一种添加剂,以环氧乙烷(EO)为原料制备VCB的一种合成路线如图所示。下列说法错误的是( )。
A.反应①的原子利用率为100%
B.②的反应类型为取代反应
C.EO、EC的一氯代物种数相同
D.ClEC、VCB分子中所有原子均处于同一平面
5.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.引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C.将CH2CH—CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2CH—COOH
D.1,3-丁二烯转化为时,先与HCl发生1,2加成再水解得到
综合提升
6.香豆素具有抗凝血作用,以水杨醛(X)为原料可制备合成香豆素的中间体(Y)。
下列有关化合物X、Y的说法不正确的是( )。
A.1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应
B.可用FeCl3溶液鉴别X和Y
C.在一定条件下,X可与HCHO发生缩聚反应
D.室温下,Y与Br2加成的产物分子中含有2个手性碳原子
7.用有机物甲可制备环己二烯(),其反应路线如图所示:
甲乙丙
下列有关判断不正确的是( )。
A.甲的分子式为C6H12
B.乙与环己二烯互为同系物
C.上述流程发生的反应类型有取代反应、消去反应、加成反应
D.环己二烯与含等物质的量Br2的溴水反应可得2种产物
8.E是一种食品添加剂中的防腐剂,可经下列反应路线得到(部分反应条件略):
下列说法不正确的是( )。
A.A是苯酚的一种同系物,既能发生氧化反应又能发生还原反应
B.经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化
C.与B属于同类有机物的同分异构体有3种
D.1 mol D可以消耗1 mol NaHCO3
9.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、对位取代定位基,—NO2、—COOH为间位取代定位基。
以苯为原料合成对氨基苯甲酸()合理的步骤是( )。
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
创新应用
10.以和为原料合成,请用合成反应的流程图表示出最合理的合成方案(注明必要的反应条件)。
提示:①+;
②RCH2CHCH2+Cl2RCHClCHCH2+HCl;
③合成反应流程图示例如下(无机试剂可任选):
ABC……→H
11.用流程图表示出由1-丙醇合成的方案。
12.化合物G可用于药用多肽的结构修饰,其人工合成路线如下:
F
已知:(R和R'表示烃基或氢,R″表示烃基);+。
写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干): 。
13.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CH2CH2为原料制备CH3CH2Cl的化学方程式为 。
(2)写出反应类型:反应① ,反应② ,反应④ 。
(3)写出反应的化学方程式:
①反应③: ;
②由苯乙烯制备聚苯乙烯: 。
(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:
在“”中填写反应的试剂和条件,在“”中填写主要有机产物的结构简式。
14.有机物H有镇咳、镇静的功效,其合成路线如下:
已知:RXR—MgX(R为烃基,R1、R2代表烃基或氢原子)
回答下列问题:
(1)D中官能团的名称是 ;X 的结构简式为 。
(2)写出反应类型:⑤是 反应;⑥是 反应。
(3)写出化学方程式:
③ ;
④ ;
⑥ 。
(4)写出苯环上一氯代物只有一种的H的同分异构体的结构简式: 。(写出一种即可)
15.(创新题)K是合成瑞德西韦的关键中间体,其合成路线如下:
已知:①R—OHR—Cl;
②。
回答下列问题:
(1)J中官能团的名称为 。
(2)B的结构简式为 。
(3)反应G→H的化学方程式为 ,反应类型为 。
(4)芳香族化合物X与C互为同分异构体,写出同时符合下列条件的X的结构简式: 。
①分子中含有硝基且与苯环直接相连
②能与NaHCO3溶液发生反应
③1H核磁共振谱有四组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1
(5)写出以苯甲醇为原料制备的合成路线(其他试剂任选) 。
16.(创新题)化合物G是一种有机光电材料中间体。由芳香醛A(分子式:C7H6O)制备G的一种合成路线如下:
ABDF
回答下列问题:
(1)B中的官能团名称为 。
(2)反应C→D、E→F的反应类型分别为 、 。
(3)写出D在足量热NaOH溶液中充分反应的化学方程式: 。
(4)写出反应E→F的化学方程式: 。
(5)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式: 。
Ⅰ.含有苯环且能发生银镜反应
Ⅱ.分子中有4种不同化学环境的氢
Ⅲ.遇FeCl3溶液发生显色反应
(6)请写出以和CH3C≡CCH3为原料制备的合成路线流程图
(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
17.(创新题)快乐是什么 精神病学专家通过实验发现:在大脑的相应部位——“奖赏中心”给予柔和的电击,便会处于似乎极度快乐的状态。人们已经将“奖赏中心”各部分的脑电图绘制出来,并认为在各区域之间传递信息的化学物质是多巴胺,所以“奖赏中心”又称为多巴胺系统。多巴胺的结构为。回答下列问题:
Ⅰ.多巴胺的分子式为 。
Ⅱ.写出多巴胺与浓溴水反应的化学方程式: 。
Ⅲ.多巴胺可由香兰素与硝基甲烷反应后再经锌汞齐还原水解制得。合成过程如下:
(1)指出下列反应的反应类型:反应① ,反应② ,反应③ 。
(2)写出M的结构简式: 。
(3)多巴胺分子中羟基处于苯环上不同位置时的同分异构体共有 种(苯环上的其他结构不变,包括多巴胺分子)。
18.(创新题)“奥司他韦”是科学家们合成的药品,能抗病毒,用于治疗流感,于2001年在我国投入使用。其合成路线如下:
(1)莽草酸的含氧官能团名称有 ,反应③的反应类型: 。
(2)反应①的反应试剂和反应条件为 。
(3)请写出反应②的化学方程式: 。
(4)芳香族化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有 种。
(5)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。C中有 个手性碳。
(6)设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线 。
参考答案
1.A 解析 对比乙炔和的结构简式,由乙炔与CH3COOH发生加成反应生成,则M为CH3COOH。
2.A 解析 卤代烃水解引入了羟基;酯在酸性条件下水解生成RCOOH;RCHO被氧化生成RCOOH;烯烃如RCHCHR'被氧化后可以生成RCOOH。
3.B 解析 可由HOOCCOOH和HOCH2CH2OH发生酯化反应得到,HOOCCOOH可由OHCCHO发生氧化反应得到,OHCCHO可由HOCH2CH2OH发生催化氧化得到,HOCH2CH2OH可由BrCH2CH2Br发生水解反应得到,BrCH2CH2Br可由CH2CH2发生加成反应得到,CH2CH2可由CH3CH2Br发生消去反应得到,则合成路线为CH3CH2Br CH2CH2 BrCH2CH2Br HOCH2CH2OH OHCCHO HOOCCOOH,反应类型依次是消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)、氧化反应、氧化反应、酯化反应(或取代反应)。
4.D 解析 反应①的反应物中所有原子全部转化为生成物,则原子利用率为100%,A项正确;反应②是EC中H原子被Cl原子替代,为取代反应,B项正确;EO、EC都只含一种H,则一氯代物种数相同,C项正确;CIEC含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,则所有的原子一定不在同一个平面上,D项错误。
5.B 解析 甲苯与Cl2在光照条件下反应,主反应为侧链上引入氯原子,A项错误;烯烃与水加成可引入羟基,醛类与H2发生还原反应可引入羟基,卤代烃或酯的水解能引入羟基,B项正确;KMnO4既可氧化碳碳双键,又可氧化—CH2OH,得不到CH2CH—COOH,C项错误;1,3-丁二烯转化为的流程为 ,D项错误。
6.A 解析 Y分子中与苯环相连的酯基在水解时能生成酚羟基,故最多能消耗3 mol NaOH,A项错误;X分子中含有酚羟基,而Y分子中没有酚羟基,故可用FeCl3溶液鉴别X和Y,B项正确;X分子中酚羟基的邻位及对位上有H原子,故可以与甲醛发生缩聚反应,C项正确;加成产物中,与Br原子相连的C原子都是手性碳原子,故含有两个手性碳原子,D项正确。
7.B 解析 甲与Cl2在光照条件下发生取代反应生成,则甲为,甲的分子式为C6H12,A项正确;在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成乙,乙为,乙中只有一个碳碳双键,环己二烯中有两个碳碳双键,乙与环己二烯不互为同系物,B项错误;乙与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成的丙为,丙发生消去反应生成,流程中①为取代反应,③为加成反应,②④为消去反应,C项正确;环己二烯与Br2 1∶1反应可得和2种产物,D项正确。
8.C 解析 A与苯酚结构相似,分子组成上相差1个CH2,是苯酚的同系物,分子中含有苯环,可以与H2加成发生还原反应,又含有酚羟基,能发生氧化反应,A项正确;A→B将酚羟基转化成醚键,C→D又将醚键转化成酚羟基,而B→C发生了氧化反应,酚羟基容易被氧化,故经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化,B项正确;B属于醚类,与B属于同类有机物的同分异构体有、、、,共4种,C项错误;D中含有一个羧基和一个酚羟基,只有羧基能与NaHCO3反应,则1 mol D可以消耗1 mol NaHCO3,D项正确。
9.C 解析 由于对氨基苯甲酸中氨基和羧基处于对位,结合已知③,苯应先发生烷基化反应得到甲苯,然后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。即合理步骤为苯甲苯对硝基甲苯对硝基苯甲酸对氨基苯甲酸。
10.
解析 本题可用逆合成法解答,其思维过程为:
→……→中间体→……→起始原料
其逆合成分析思路为:
由此确定可按以上6步合成。
11.CH3CH2CH2OHCH3CHCH2CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OH
解析 目标有机物是一种酯,是由和CH3CH2CH2OH发生酯化反应得到的。可以由醇CH3CH(OH)CH2OH氧化得到,醇CH3CH(OH)CH2OH可以由卤代烃CH3CHBrCH2Br水解得到,CH3CHBrCH2Br可以由CH3CHCH2与溴发生加成反应得到,CH3CHCH2可以由CH3CH2CH2OH发生消去反应得到。根据以上分析,确定该物质需要经过消去、加成、水解、氧化、酯化反应,据此即可写出合成路线。
12.
解析 根据已知的第一个反应可知,与CH3MgBr和H3O+反应生成,再被氧化为,根据已知的第二个反应可知,可以转化为,根据流程图中D→E可知,和NH2OH反应生成。
13.(1)CH2CH2+HClCH3CH2Cl (2)加成反应 取代反应 消去反应
(3)+Br2+HBr
n
(4)(或)
(5)
14.(1)羰基 (2)加成 消去
(3)2+O2 2+2H2O +H2O +2NaOH+2NaBr+2H2O (4) (或 或 或 )
解析 环戊烷与Br2光照下发生取代反应生成的A为,B在O2/Cu、加热的条件下反应生成D(C5H8O),则A→B发生的水解反应,B的结构简式为,B催化氧化生成的D为,根据题给已知,E的结构简式为,对比E和H的结构简式,E与浓硫酸共热发生消去反应生成的F为,F与Br2/CCl4发生加成反应生成的X为。(4)H的结构简式为,分子式为C10H14,不饱和度为4,其苯环上一氯代物只有一种的同分异构体有、、、。
15.(1)酯基、氨基 (2) (3)HCHO+HCN 加成反应
(4)
(5)
解析 (1)(2)A发生硝化反应生成B,B与CH3COCl反应生成C,根据C的结构简式知,B为,则A为,D发生已知①的反应生成E,E和A发生取代反应生成F,G发生已知②的反应生成H,H进一步发生反应得到I,根据I的结构简式知H为HOCH2CN,G为HCHO,I发生酯化反应生成J,J为,F、J发生取代反应生成K。(1)J中官能团的名称为酯基、氨基。
(2)B的结构简式为。
(3)G→H的化学方程式为HCHO+HCN,反应类型为加成反应。
(4)C为,芳香族化合物X与C互为同分异构体,X符合条件:①分子中含有硝基且与苯环直接相连,②能与NaHCO3溶液发生反应, ③1H核磁共振谱有四组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1,则X中含1个—COOH, 1个H核磁共振谱峰面积比为2∶2∶2∶1,符合条件的X的结构简式为。
(5)可由发生酯化反应得到,可由水解得到,可由苯甲醛和HCN发生加成反应得到,苯甲醛由苯甲醇发生氧化反应生成,据此写出合成路线。
16.(1)碳碳双键、醛基 (2)加成反应 取代反应
(3)+3NaOH+2NaBr+H2O
(4)+CH3CH2OH+H2O
(5)(或)
(6)
解析 分子式为C7H6O的芳香醛A为苯甲醛,结构简式为,B与新制Cu(OH)2反应后酸化生成C(),则B的结构简式为。C与Br2/CCl4发生加成反应生成的D为,E()与乙醇发生酯化反应生成的F为,F与发生加成反应生成G()。(1)B为,B中的官能团名称为碳碳双键、醛基。(2)C()与溴发生加成反应生成D,E()与乙醇发生酯化(取代)反应生成F。(3)D为,其中溴原子和羧基都能与NaOH溶液反应,则D与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为+3NaOH+2NaBr+H2O。(4)反应E→F的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。 (5)F为,分析F的同分异构体满足的条件:含有苯环且能发生银镜反应,说明含有醛基;分子中有4种不同化学环境的氢,说明分子有对称轴;遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基。则符合条件的F的同分异构体的结构简式为或。(6)对比、CH3C≡CCH3和的结构,可仿流程中F→G构建碳骨架;故用与氯气发生取代反应生成,发生消去反应生成,和CH3C≡CCH3发生加成反应生成,最后与HBr发生加成反应得到产品,据此写出合成路线流程图。
17.Ⅰ.C8H11NO2
Ⅱ.+3Br2+3HBr
Ⅲ.(1)加成反应 消去反应 加成反应
(2) (3)6
解析 Ⅱ.多巴胺分子中有氨基和酚羟基,能与溴发生取代反应,因为溴取代酚羟基的邻位和对位的氢原子,所以1 mol多巴胺能与3 mol Br2反应。
Ⅲ.反应①中—CHO变成—CH(OH)CH2NO2,是—CHO与CH3NO2的加成反应。经②③两步反应后,—CH(OH)CH2NO2变成了—CH2CH2NO2,显然是先消去后加成。(3)两个羟基在苯环上有邻、间、对三种位置。当两个羟基处于邻位时,满足条件的分子有2种;当两个羟基处于间位时,满足条件的分子有3种;当两个羟基处于对位时,满足条件的分子有1种。
18.(1)羟基、羧基 取代反应
(2)乙醇、浓硫酸,加热
(3)
(4)17 (5)3
(6)
解析 (1)莽草酸中有羟基和羧基两种官能团。反应③中,B羟基上H原子被—SO2CH3取代。
(2)反应①是莽草酸与乙醇的酯化反应,需要的试剂是乙醇和浓硫酸,反应条件是加热。
(3)根据已知信息,可知A与反应生成B。
(4)芳香族化合物X是B的同分异构体,符合官能团只含酚羟基的X中有5个酚羟基和1个C6H13—基团,C6H13—基团的同分异构体有17种,故符合条件的X有17种。
(5)C分子中3个O原子分别所连六元环上的C原子都是手性碳原子。
(6)苯环上的甲基可被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,但醛基也会被氧化,所以氧化甲基前,应利用题示信息中的反应将醛基反应掉,氧化甲基后再利用信息反应将醛基还原。