第五节 有机合成
学习目标 重点难点
1.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化。 2.了解设计有机合成路线的一般方法，理解逆向合成法在有机合成中的应用，尤其在制药行业中的重要作用，知道“绿色合成”原则。 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。 重点 碳骨架的构建和官能团的转化。
难点 逆向合成分析，简单有机合成路线的设计。
第1课时 有机合成的主要任务
新知探究(一)——构建碳骨架
1．碳链增长
(1)炔烃与HCN加成
CH≡CH
丙烯腈 丙烯酸
(2)醛或酮与HCN加成
(物质的量之比为1∶2加成)
羟基腈 氨基醇
[微点拨]
(3)羟醛缩合反应
醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α H)受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活泼性。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。
+H3CHO 。
[微点拨] 利用格氏试剂增长碳链
+R″MgX―→。
2．碳链缩短
(1)烯烃
。
(2)炔烃
RC≡CH 。
(3)芳香烃
。
与苯环相连的碳原子上含有氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
3．碳链成环
(1)共轭二烯烃
+
(第尔斯 阿尔德反应的加成原理)。
(2)环酯
+ 。
(3)环醚
2HOCH2CH2OH 。
[题点多维训练]
1．已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃：R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是( )
A．己烷 B．正丁烷
C．2,3 二甲基丁烷 D．2 甲基丁烷
2．(2024·河北保定六校期中联考)我国自主研发的对二甲苯的绿色合成路线如图所示，下列有关说法不正确的是( )
已知:+‖―→。
A．过程①发生了加成反应
B．M中六元环上C原子的杂化方式都是sp3
C．该反应的副产物可能有间二甲苯
D．M的结构简式为
3．CH3CHO和HCN制取的路线图为______________________
________________________________________________________________________。
4．写出甲醛与乙醛反应生成
的化学方程式____________________________________
________________________________________________________________________。
新知探究(二)——引入官能团
(一)引入官能团
1．引入碳碳双键或三键
(1)醇的消去反应
CH3CH2OH____________＋H2O。
(2)卤代烃消去反应
CH3CH2Br＋NaOH________________＋NaBr＋H2O；
＋2NaOH______________＋2NaBr＋2H2O。
(3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应
CH≡CH＋HCl________________________________________
2．引入碳卤键
(1)烷烃、芳香烃的取代反应
CH4+Cl2CH3Cl+HCl;
+Br2 ;
。
(2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应
CH3—CH2—OH＋HBr________ __________________________________________
(3)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应
CH3CH===CH2＋Br2―→
CH3CH===CH2＋HCl或____________________
3．引入羟基
(1)烯烃与水的加成反应
CH2===CH2＋H2O___________________________________________________
(2)醛或酮的还原反应
CH3CHO＋H2_____________________________________________________
＋H2
(3)卤代烃、酯的水解反应
CH3CH2Br＋NaOH________________
CH3COOC2H5＋H2O____________
CH3COOC2H5＋NaOH△,______________
4．引入醛基
(1)醇的催化氧化反应
2CH3CH2OH＋O2_______________
(2)炔烃与水的加成反应
CH≡CH＋H2O______________
(二)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。
1．羟基的保护
(1)醇羟基
①将醇羟基转化为醚键，反应结束后再脱除
R—OH引入保护基,R—O—R′→… →
R″—O—R′脱除保护基,R″—OH
②将醇羟基转化为酯基，再水解复原
R—OHR′COOH,ROCOR′→…→
R″OCOR′水解,R″—OH
R—OH→…→R″—OH
(2)酚羟基
①用NaOH溶液保护
②用CH3I保护
2.氨基的保护
(1)用酸转化为盐保护
(2)用醋酸酐转化为酰胺保护
3．碳碳双键的保护
利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
CH2===CH2HCl,______________CH2===CH2
[题点多维训练]
题点(一) 引入官能团
1．下列说法不正确的是( )
A.可发生消去反应引入碳碳双键
B.可发生催化氧化反应引入羧基
C.CH3CH2Br可发生取代反应引入羟基
D.与CH2==CH2可发生加成反应形成碳环
2．在有机合成中，常会引入官能团或将官能团消除，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:CH2==CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2BrCH2==CH2CH3CH2OH
C.1 溴丁烷→1 丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH==CH2
CH3CH2C≡CH
D.乙烯→乙炔:CH2==CH2CH≡CH
题点(二) 官能团的保护
3．设计方案以CH2 ===CHCH2OH为原料制备CH2===CHCOOH。
4．某种药物中间体的合成路线如下，其中②的目的是______________________________。
第1课时 有机合成的主要任务
新知探究(一)
1.(1)CH2CH—CN CH2CH—COOH
(2)
(3) CH3—HHCHO+H2O
2.(1) (2)RCOOH
(3)
3.(1) (2)+2H2O
(3)+2H2O
[题点多维训练]
1.A
2.选B 根据已知信息和过程①中反应前后物质结构变化,可知过程①发生了加成反应,A正确;M中六元环上有4个C原子是sp3杂化,有两个C原子是sp2杂化,B错误;结合图示可知过程①是和反应生成(M)或,发生过程②反应生成对二甲苯,发生类似过程②反应,得到副产物间二甲苯,C、D正确。
3.CH3CHO
4.3HCHO+CH3CHO
新知探究(二)
(一)1.(1)CH2CH2↑ (2)CH2CH2↑ CH≡CH↑
(3)CH2CHCl
2.(1)+HBr↑
(2)CH3CH2Br+H2O
(3) CH3—CH2CH2Cl CH3CHCl—CH3
3.(1)CH3CH2OH (2)CH3CH2OH
(3)CH3CH2OH+NaBr CH3COOH+C2H5OH CH3COONa+C2H5OH
4.(1)2CH3CHO+2H2O (2)CH3CHO
(二)1.(2)① ②
2.(1) (2)
3.CH3CH2Cl
[题点多维训练]
1.选B 为丙酮,不能催化氧化成羧酸,B不正确。
2.选B B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯发生消去反应。
3.CH2CHCH2OHCH2Cl—CH2CH2OH
CH2Cl—CH2COOH CH2CHCOOH
4.保护氨基(共77张PPT)
第五节
有机合成
学习目标 重点难点 1.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化。 2.了解设计有机合成路线的一般方法,理解逆向合成法在有机合成中的应用,尤其在制药行业中的重要作用,知道“绿色合成”原则。 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。 重点 碳骨架的构建和官能团的转化。
难点 逆向合成分析,简单有机合成路线的设计。
第1课时 有机合成的主要任务
目录
新知探究(一)——构建碳骨架
新知探究(二)——引入官能团
课时跟踪检测
构建碳骨架
新知探究(一)
1.碳链增长
(1)炔烃与HCN加成
CH≡CH ______________ _________________
丙烯腈 丙烯酸
CH2==CH—CN
CH2==CH—COOH
(2)醛或酮与HCN加成
[微点拨]
(3)羟醛缩合反应
醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性。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。
2.碳链缩短
(1)烯烃
(2)炔烃
RC≡CH 。
(3)芳香烃
与苯环相连的碳原子上含有氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
RCOOH
3.碳链成环
(1)共轭二烯烃
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。
(第尔斯 阿尔德反应的加成原理)。
(2)环酯
(3)环醚
1.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R—X+2Na+R‘
—X―→R—R'+2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其与金属钠反应,不可能生成的烃是 ( )
A.己烷 B.正丁烷
C.2,3 二甲基丁烷 D.2 甲基丁烷
[题点多维训练]
√
2.(2024·河北保定六校期中联考)我国自主研发的对二甲苯的绿色合成路线如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
已知: 。
A.过程①发生了加成反应
B.M中六元环上C原子的杂化方式都是sp3
C.该反应的副产物可能有间二甲苯
D.M的结构简式为
√
3.CH3CHO和HCN制取 的路线图为
。
CH3CHO
4.写出甲醛与乙醛反应生成 的化学方程式
。
3HCHO+CH3CHO
引入官能团
新知探究(二)
(一)引入官能团
1.引入碳碳双键或三键
(1)醇的消去反应
CH3CH2OH +H2O。
CH2==CH2↑
(2)卤代烃消去反应
CH3CH2Br+NaOH +NaBr+H2O;
+2NaOH +2NaBr+2H2O。
(3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应
CH≡CH+HCl 。
CH2==CH2↑
CH≡CH↑
CH2==CHCl
2.引入碳卤键
(1)烷烃、芳香烃的取代反应
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl;
+Br2 ;
(2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应
CH3—CH2—OH+HBr 。
(3)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应
CH3CH==CH2+Br2 ;
CH3CH==CH2+HCl 或 。
CH3CH2Br+H2O
CH3—CH2CH2Cl
CH3CHCl—CH3
3.引入羟基
(1)烯烃与水的加成反应
CH2==CH2+H2O 。
(2)醛或酮的还原反应
CH3CHO+H2 ;
CH3CH2OH
CH3CH2OH
(3)卤代烃、酯的水解反应
CH3CH2Br+NaOH ;
CH3COOC2H5+H2O ;
CH3COOC2H5+NaOH 。
CH3CH2OH+NaBr
CH3COOH+C2H5OH
CH3COONa+C2H5OH
4.引入醛基
(1)醇的催化氧化反应
2CH3CH2OH+O2 。
(2)炔烃与水的加成反应
CH≡CH+H2O 。
2CH3CHO+2H2O
CH3CHO
(二)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。
1.羟基的保护
(1)醇羟基
①将醇羟基转化为醚键,反应结束后再脱除
②将醇羟基转化为酯基,再水解复原
(2)酚羟基
①用NaOH溶液保护
②用CH3I保护
2.氨基的保护
(1)用酸转化为盐保护
(2)用醋酸酐转化为酰胺保护
3.碳碳双键的保护
利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
CH2==CH2 CH2==CH2
CH3CH2Cl
题点(一) 引入官能团
1.下列说法不正确的是( )
A. 可发生消去反应引入碳碳双键
B. 可发生催化氧化反应引入羧基
C.CH3CH2Br可发生取代反应引入羟基
D. 与CH2==CH2可发生加成反应形成碳环
[题点多维训练]
√
解析: 为丙酮,不能催化氧化成羧酸,B不正确。
2.在有机合成中,常会引入官能团或将官能团消除,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是 ( )
A.乙烯→乙二醇:CH2==CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH2==CH2 CH3CH2OH
C.1 溴丁烷→1 丁炔:CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH==CH2
CH3CH2C≡CH
D.乙烯→乙炔:CH2==CH2 CH≡CH
√
解析:B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯发生消去反应。
题点(二) 官能团的保护
3.设计方案以CH2 ==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
答案:CH2==CHCH2OH CH2Cl—CH2CH2OH CH2Cl—CH2COOH CH2==CHCOOH
4.某种药物中间体的合成路线如下,其中②的目的是 。
保护氨基
课时跟踪检测
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
√
12
1.下列反应能使碳链缩短的是 ( )
①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 ②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化
③重油裂化为汽油 ④CH3COOCH3与NaOH溶液共热
⑤炔烃与溴水反应
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③④
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
2.下列反应能使碳链增长的是 ( )
A.2 丁烯的氧化 B.酮与HCN的加成
C. 的氧化 D.醇的消去
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
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.甲苯在光照条件下与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CH2==CH—CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2==CH—COOH
D.将 转化为 的合理方法是与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
解析:甲苯在光照条件下与Cl2反应,主反应为甲基上引入氯原子,故A错误;卤代烃水解为醇,酯水解为酸和醇,烯烃与水发生加成反应生成醇,醛与氢气发生还原反应生成醇,故B正确;碳碳双键、羟基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能得到CH2 CH—COOH,故C错误;原料与足量NaOH溶液反应后,加入足量稀硫酸生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,故D错误。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
4.下列物质发生反应不能一步引入醛基的是(已知:当两个羟基连接同一个碳原子时,易脱去一分子水) ( )
A. B.CH≡CH
C. D.
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
5.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知:①苯环上的硝基可被还原为氨基: +3Fe+6HCl +3FeCl2+2H2O,产物苯胺还原性强,易被氧化;②—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是( )
1
2
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5
6
7
8
9
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11
12
3
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
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被还原前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基。—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基,产物中的氨基在羧基的对位。如果先氧化甲基成羧基,发生硝化反应时,硝基在羧基的间位,所以先用—CH3的对位取代效果,在甲基的对位引入硝基,再将甲基氧化成羧基,最后将硝基还原成氨基,所以合理选项为A。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
6.构建碳骨架反应是有机合成中的重要知识,其中第尔斯 阿尔德反应在合成碳环这一领域有着举足轻重的地位,其模型为 ,则下列判断正确的是( )
1
2
4
5
6
7
8
9
10
12
11
3
7.(2024·北京汇文中学期中)醛(酮)中与 直接相连的C原子上的H原子与另一分子醛(酮)的 加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如下。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
12
11
3
下列说法不正确的是 ( )
A.MO不存在顺反异构体
B.②的反应类型为消去反应
C.HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,最多得到3种羟基醛
D.在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
12
11
3
解析:MO分子中有一个双键碳原子连有两个—CH3,故MO不存在顺反异构体,A正确;反应②为消去反应,B正确;HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,可得到两种羟基醛,即CH2(OH)CH2CHO、
,C错误;在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链,D正确。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
8. 是一种有机醚,可由链状烃A(分子式为C4H6)通过如图路线制得。下列说法正确的是( )
A.A的结构简式是CH2==CHCH2CH3
B.B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键
C.C在Cu或Ag作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛
D.①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
解析:由有机醚的结构及反应③的条件可知C为HOCH2CH==
CHCH2OH,结合反应①和②的条件可推知B为BrCH2CH==
CHCH2Br,A为CH2==CH—CH==CH2,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,A项错误,B项正确;C为HOCH2CH==CHCH2OH,连接醇羟基的碳原子上含有2个H,所以C能被催化氧化生成醛,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分别是加成反应、取代反应、取代反应,D项错误。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
9.作为食品添加剂中的防腐剂E,可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
①A与苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,它们互称为 ;常温下A在水中的溶解度比苯酚的 (填“大”或“小”)。
②经反应A→B和C→D保护的官能团是 。
③D→E的化学方程式为
。
同系物
小
(酚)羟基
+H2O
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
10.已知合成路线:
根据要求回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
(2)上述过程属于加成反应的有 (填序号)。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
(3)反应②的化学方程式为 。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
①③⑤
+2H2O
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
(4)反应③的化学方程式为 。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
(5)反应④为 反应,化学方程式为
。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
取代
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
(6)相对于初始反应物 来讲,产物 引入了官能团: ;产物C则引入了官能团: 。
解析:根据合成路线可知:A为 ;B为 ;C为 。
碳溴键
羟基
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
11.已知:①环己烯可以通过1,3 丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
也可表示为 。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化。
现仅以1,3 丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
请按要求填空:
(1)A的结构简式是 ;B的结构简式是 。
解析:根据题意可知:A为 ;B为 ;
C为 ;D为 。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型:
反应④: ,
反应类型: 。
消去反应
反应⑤: ,
反应类型: 。
加成反应
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
解析:根据题意可知:A为 ;B为 ;
C为 ;D为 。
12
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
3
高阶思维训练
12.(2024·湖南邵阳二中期中)G是有机化学中重要的中间体,能用于合成多种药物,G的一种合成路线如图所示:
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
已知:① (苯胺,呈碱性,易被氧化);
②苯胺和甲基吡啶( )互为同分异构体,并且具有芳香性。
请回答下列问题:
(1)A→B中除B外,还有HCl生成。用系统命名法命名,A的名称为 。
3 甲基苯酚
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
(2)B中官能团名称为 。
解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
酯基
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(3)⑥的反应类型为 。
解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
取代反应
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(4)设计反应①的目的是 。
解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
保护酚羟基,防止其被氧化
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(5)写出C→D的化学方程式: 。
解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
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(6)M是G的一种具有芳香性的同分异构体,满足下列条件的M有
种(不考虑立体异构)。
①分子结构中含一个六元环,且环上一氯代物只有一种;
②1 mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2。
其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6∶2∶1的结构简式为
。
6
、
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解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为 ;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为 ,E为 ;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
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(6)根据限定条件①可知,M中的六元环可能是苯环或吡啶环,结合环上的一氯代物只有一种,即M的结构对称,由限定条件②可知,M分子中含2个羧基,故满足条件的M有6种结构,分别为 、
、 、 、
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、 ;其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6∶2∶1的结构简式为 、
。课时跟踪检测(二十) 有机合成的主要任务
1.下列反应能使碳链缩短的是 ( )
①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化
③重油裂化为汽油
④CH3COOCH3与NaOH溶液共热
⑤炔烃与溴水反应
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③④
2.下列反应能使碳链增长的是 ( )
A.2 丁烯的氧化 B.酮与HCN的加成
C.的氧化 D.醇的消去
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.甲苯在光照条件下与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.将转化为的合理方法是与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
4.下列物质发生反应不能一步引入醛基的是(已知:当两个羟基连接同一个碳原子时,易脱去一分子水) ( )
A. B.CH≡CH
C. D.
5.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知:①苯环上的硝基可被还原为氨基:+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,产物苯胺还原性强,易被氧化;②—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基。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
6.构建碳骨架反应是有机合成中的重要知识,其中第尔斯 阿尔德反应在合成碳环这一领域有着举足轻重的地位,其模型为 ,则下列判断正确的是 ( )
A.合成的原料为 和
B.合成 的原料为 和
C.合成的原料为 和
D.合成的原料只能为 和
7.(2024·北京汇文中学期中)醛(酮)中与直接相连的C原子上的H原子与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。
利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如下。
异丙叉酮(MO)
下列说法不正确的是 ( )
A.MO不存在顺反异构体
B.②的反应类型为消去反应
C.HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,最多得到3种羟基醛
D.在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
8.是一种有机醚,可由链状烃A(分子式为C4H6)通过如图路线制得。下列说法正确的是 ( )
ABC
A.A的结构简式是CH2CHCH2CH3
B.B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键
C.C在Cu或Ag作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛
D.①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
9.作为食品添加剂中的防腐剂E,可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。
A B
C D E
①A与苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,它们互称为 ;常温下A在水中的溶解度比苯酚的 (填“大”或“小”)。
②经反应A→B和C→D保护的官能团是 。
③D→E的化学方程式为 。
10.已知合成路线:
AB
C
根据要求回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)上述过程属于加成反应的有 (填序号)。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)反应③的化学方程式为 。
(5)反应④为 反应,化学方程式为 。
(6)相对于初始反应物来讲,产物引入了官能团: ;产物C则引入了官能团: 。
11.已知:①环己烯可以通过1,3 丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
也可表示为。
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化。
现仅以1,3 丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
请按要求填空:
(1)A的结构简式是 ;B的结构简式是 。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型:
反应④: ,
反应类型: 。
反应⑤: ,
反应类型: 。
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12.(2024·湖南邵阳二中期中)G是有机化学中重要的中间体,能用于合成多种药物,G的一种合成路线如图所示:
已知:①(苯胺,呈碱性,易被氧化);
②苯胺和甲基吡啶()互为同分异构体,并且具有芳香性。
请回答下列问题:
(1)A→B中除B外,还有HCl生成。用系统命名法命名,A的名称为 。
(2)B中官能团名称为 。
(3)⑥的反应类型为 。
(4)设计反应①的目的是 。
(5)写出C→D的化学方程式: 。
(6)M是G的一种具有芳香性的同分异构体,满足下列条件的M有 种(不考虑立体异构)。
①分子结构中含一个六元环,且环上一氯代物只有一种;
②1 mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2。
其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6∶2∶1的结构简式为 。
课时跟踪检测(二十)
1.D 2.B
3.选B 甲苯在光照条件下与Cl2反应,主反应为甲基上引入氯原子,故A错误;卤代烃水解为醇,酯水解为酸和醇,烯烃与水发生加成反应生成醇,醛与氢气发生还原反应生成醇,故B正确;碳碳双键、羟基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能得到CH2CH—COOH,故C错误;原料与足量NaOH溶液反应后,加入足量稀硫酸生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,故D错误。
4.A
5.选A 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被还原前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基。—CH3为邻、对位取代定位基,而—COOH为间位取代定位基,产物中的氨基在羧基的对位。如果先氧化甲基成羧基,发生硝化反应时,硝基在羧基的间位,所以先用—CH3的对位取代效果,在甲基的对位引入硝基,再将甲基氧化成羧基,最后将硝基还原成氨基,所以合理选项为A。
6.B
7.选C MO分子中有一个双键碳原子连有两个—CH3,故MO不存在顺反异构体,A正确;反应②为消去反应,B正确;HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应,可得到两种羟基醛,即CH2(OH)CH2CHO、,C错误;在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链,D正确。
8.选B 由有机醚的结构及反应③的条件可知C为HOCH2CHCHCH2OH,结合反应①和②的条件可推知B为BrCH2CHCHCH2Br,A为CH2CH—CHCH2,B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键,A项错误,B项正确;C为HOCH2CHCHCH2OH,连接醇羟基的碳原子上含有2个H,所以C能被催化氧化生成醛,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分别是加成反应、取代反应、取代反应,D项错误。
9.①同系物 小 ②(酚)羟基
③+H2O
10.解析:根据合成路线可知:A为;B为;C为。
答案:(1) (2)①③⑤
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4)+Br2 (5)取代
+2NaOH+2NaBr
(6)碳溴键 羟基
11.解析:根据题意可知:A为;
B为;C为;D为。
答案:(1)
(2)+H2O 消去反应 +H2 加成反应
12.解析:由A→B中除B外,还有HCl生成可知,A生成B的反应为取代反应,结合A的分子式和B的结构简式,可确定A的结构简式为;由D→E的反应条件可知发生类似已知信息①的反应,再结合F、C的结构简式可确定D为,E为;E先与氢氧化钠溶液共热反应再酸化得到F,F和乙酰氯在一定条件下发生取代反应生成G。
(6)根据限定条件①可知,M中的六元环可能是苯环或吡啶环,结合环上的一氯代物只有一种,即M的结构对称,由限定条件②可知,M分子中含2个羧基,故满足条件的M有6种结构,分别为、、、、、;其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为6∶2∶1的结构简式为、。
答案:(1)3 甲基苯酚 (2)酯基 (3)取代反应
(4)保护酚羟基,防止其被氧化
(5)+HNO3+H2O
(6)6 、
