第2课时 有机合成路线的设计
1.由溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是( )
A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2Br
B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br
C.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2Br CH2BrCH2Br
D.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br
2.以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中,要依次经过下列步骤中的( )
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催化剂存在情况下与氯气加成 ⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2共热
A.①③④②⑥ B.①③④②⑤
C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤
3.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:
方法一:CaCO3CaOCaC2CH≡CHCH2CH—CN
方法二:CH2CH—CH3+NH3+O2CH2CH—CN+3H2O
对以上两种方法的分析中,正确的是( )
①方法二比方法一步骤少,能源消耗低,成本低
②方法二比方法一原料丰富,工艺简单
③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染
④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
4.有机化合物W在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是( )
A.M、N、W均能发生加成反应、取代反应
B.N、W组成上相差一个CH2原子团,所以互为同系物
C.W属于酯类,酸性水解和碱性水解产物相同
D.1 mol N可与4 mol H2发生加成反应
5.有机化合物M的合成路线如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.反应①还可能生成
B.Y的分子式为C6H10Br2
C.试剂1为NaOH醇溶液
D.若用 18O标记Z中的O原子,则M中一定含有 18O
6.如图是合成高分子材料I和部分物质转化的过程示意。已知:G、H和I均含有酯基,下列说法正确的是( )
A.CH2CHCOOH存在顺反异构
B.G合成高分子材料I是缩聚反应
C.F是CH3CH2COOH
D.G发生氧化反应生成H
7.下列有机合成设计中,所涉及的反应类型有错误的是( )
A.由丙醛制1,2-丙二醇:第一步还原,第二步消去,第三步加成,第四步取代
B.由1-溴丁烷制1,3-丁二烯:第一步消去,第二步加成,第三步消去
C.由乙醇合成乙炔:第一步消去,第二步加成,第三步消去
D.由制:第一步加成,第二步消去,第三步加成,第四步取代
8.已知4-溴甲基-1-环己烯(Z)的一种合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A.化合物X、Y、Z都含有发生消去反应的官能团
B.①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液,加热
D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化,再与乙醇经催化酯化可制得化合物X
9.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。旧法合成的反应是:
①(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN
②(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
新法合成的反应是:③+CO+CH3OHCH2C(CH3)COOCH3
下列说法不正确的是( )
A.甲基丙烯酸甲酯中有两种官能团
B.反应③符合绿色化学思想
C.反应②中CH3OH是CH2OHCH2OH(乙二醇)的同系物
D.反应①是加成反应
10.已知;以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程如下,丙烯ⅠⅡⅢⅣ2-甲基-1-丙醇。下列说法错误的是( )
A.丙烯→Ⅰ的反应可生成两种产物
B.Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH
C.试剂a可用作食品添加剂
D.Ⅳ能使溴水褪色
11.有机化合物丙的一种合成路线如图所示:
甲 乙 丙
已知:①—R为烃基;②+H2O+HCl。
下列说法错误的是( )
A.若—R为,则甲的化学名称为苯甲酸
B.若—R为—CH3,则甲可与H2发生加成反应
C.若—R为—CH2CH3,则丙的同分异构体中共有4种酯类物质(不考虑立体异构)
D.1 mol甲、乙、丙分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶1
12.《茉莉花》是我国的一首脍炙人口的民歌。茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯
()是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A、B的结构简式为 、 。
(2)写出反应②⑥的化学方程式: ; 。
(3)上述反应中属取代反应的有 (填序号)。
(4)反应 (填序号)原子的理论利用率为100%,符合绿色化学的要求。
13.已知:RClRCNRCOOH。
苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
14.请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步)。
例:……
15.已知:RCHORCH2NH2RCH2NHCH2R'。
写出以为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)。
16.已知反应:+‖,请设计合成路线以和CH2CH2为原料反应合成(无机试剂任选)。
17.完成下列有机合成路线。
写出以邻苯二胺()和乙二醇为原料合成的合成路线(其他无机试剂任选)。
已知:R—NH2+R'—COOHR—NH—COR'
18.已知:R—CHCH2R—CH2—CH2Br,请设计合理方案由合成(其他无机原料自选,用反应流程图表示,并注明反应条件)。
示例:原料……产物
19.已知信息:①RCOOR'+R″OHRCOOR″+R'OH(R、R'、R″代表烃基);
②
(R、R'代表烃基)。
根据题中信息,用环己醇为主要原料合成,模仿以上流程图设计合成路线,标明每一步的反应物及反应条件: (有机物写结构简式,其他原料自选)。
示例:由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2CH2 CH2—CH2
20.化合物F是一种有机材料中间体,一种以苯甲醛为原料的合成路线如下:
(1)A、B、C三种物质中存在顺反异构的是 。
(2)D的分子式为 。
(3)A→B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子式为C9H10O2,X→B的反应类型为 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式: 。
①能发生银镜反应,且1 mol该物质最多产生4 mol Ag;
②分子中含苯环,且含有4种不同化学环境的氢。
(5)写出以CH3OH和乙醛为原料合成的合成路线流程图(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)。
第2课时 有机合成路线的设计
1.D A项步骤较多;B项副产物较多,浪费原料;C项步骤多,且产物不唯一,原子利用率低。
2.C 采取逆向分析可知,乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二卤代烃→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件,可知C项设计合理。
3.A 根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,能源消耗低,成本低,①正确;根据反应原理可知,方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,②正确;方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染,③正确;方法一中碳酸钙需要在高温下才能分解,耗能较大,方法二比方法一反应需要的温度低,耗能小,④错误。
4.A M、N、W均含苯环,均可与氢气发生加成反应,在催化剂条件下苯环上的H可发生取代反应,A正确;N属于羧酸,W属于酯,为不同类别的有机化合物,结构不相似,不属于同系物,B错误;W属于酯,酯在酸性条件下水解生成羧酸和醇,在碱性条件下水解生成羧酸盐和醇,产物不同,C错误;N中只有苯环能够与氢气发生加成反应,1 mol N中含有1 mol 苯环,最多能够与3 mol氢气发生加成反应,D错误。
5.C 与Br2发生加成反应生成,与H2在催化剂条件下发生加成反应生成,在NaOH水溶液中发生取代反应生成,与CH3COOH发生酯化反应生成。反应①中与Br2发生1,2-加成反应可生成,A正确;Y的结构简式为,其分子式为C6H10Br2,B正确;试剂1为NaOH水溶液,C错误;根据酯化反应原理,酸脱羟基醇脱氢,故若用18O标记Z中的O原子,则M中一定含有18O,D正确。
6.C 乙炔、一氧化碳和水反应生成CH2CHCOOH,CH2CHCOOH和甲醇发生酯化反应生成G,G为CH2CHCOOCH3,G与H2发生加成反应(也是还原反应)生成H,F与甲醇酯化生成H,则F为CH3CH2COOH,CH2CHCOOH中碳碳双键左端碳上有2个氢原子,不存在顺反异构,A、D错误,C正确;G中含有碳碳双键,能发生加聚反应生成高分子材料I,B错误。
7.B 丙醛先与氢气发生加成反应生成CH3CH2CH2OH,加成反应属于还原反应,再发生消去反应得到CH3CHCH2,然后与溴单质发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,最后发生卤代烃的水解(取代)反应得到CH3CH(OH)CH2OH,A项正确;CH3CH2CH2CH2Br在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成CH3CH2CHCH2,再与HBr发生加成反应生成CH3CH2CHBrCH3,再在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成CH3CHCHCH3,再与溴发生加成反应生成CH3CHBrCHBrCH3,最后发生消去反应得到
CH2CHCHCH2,B项错误;乙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成乙烯,乙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在NaOH乙醇溶液并加热条件下发生消去反应生成乙炔,C项正确;与氢气发生加成反应得到,再发生消去反应生成,然后与溴单质发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解(取代)反应得到,D项正确。
8.B X中无发生消去反应的官能团,A错误;由官能团的转化可知,①反应中1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X,②反应中X发生还原反应生成Y,③反应中Y发生取代反应生成Z,B正确;由化合物Z一步制备化合物Y,应发生水解反应,应在氢氧化钠的水溶液中而不是在氢氧化钠的醇溶液中,C错误;Y含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D错误。
9.C 甲基丙烯酸甲酯的结构简式为CH2C(CH3)COOCH3,可看出该结构中有碳碳双键和酯基两种官能团,A正确;反应③只生成目标产物甲基丙烯酸甲酯,原子利用率为100%,所以符合绿色化学思想,B正确;甲醇分子中含有1个—OH,乙二醇分子中含有2个—OH,二者结构不相似,所以不属于同系物,C错误;反应①是加成反应,D正确。
10.C 丙烯和HCl发生加成反应生成CH3CH2CH2Cl,CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH发生催化氧化反应生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO和HCHO发生已知信息的反应生成HOCH2CH(CH3)CHO,HOCH2CH(CH3)CHO发生消去反应得到CH2C(CH3)CHO,CH2C(CH3)CHO再和H2发生加成反应得到2-甲基-1-丙醇。CH3CHCH2和HCl发生加成反应可以生成两种产物:CH3CHClCH3、CH3CH2CH2Cl,A正确;CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH,B正确;a为HCHO,HCHO是一种有毒物质,不可用作食品添加剂,C错误;Ⅳ为CH2C(CH3)CHO,含有碳碳双键,能使溴水褪色,D正确。
11.B 若—R为,则甲为,其化学名称为苯甲酸,A项正确;若—R为—CH3,则甲为CH3COOH,但CH3COOH不能与H2发生加成反应,B项错误;若—R为—CH2CH3,则属于酯类的丙的同分异构体有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3,共4种,C项正确;甲、丙均为一元羧酸,1 mol羧酸会消耗1 mol NaOH,乙发生反应+H2O+HCl,则1 mol乙消耗2 mol NaOH,D项正确。
12.(1)CH3CHO
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH+
+H2O (3)④⑤⑥
(4)①③
解析:(1)A物质是乙醇与O2在Cu的催化下反应生成的乙醛;B物质是甲苯与Cl2在光照条件下发生取代反应生成的,B与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇,B为。(2)反应②是乙醇的催化氧化,反应⑥是乙酸与苯甲醇发生酯化反应。(3)①是加成反应,②③均是氧化反应,④是甲苯与Cl2发生的取代反应,⑤是的水解反应,也属于取代反应,⑥是酯化反应,也属于取代反应。
13.
解析:逆推法。要合成苯乙酸苄酯,需要;要生成,根据题给已知反应可知,需要;要生成,需要;苯甲醇和HCl反应即可生成。
14.
解析:在催化剂条件下发生加成反应生成,再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,最后在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成,合成反应流程图为?。
15. H2N—CH2CH2—NH2
解析:由已知信息知,醛基可以与NH3反应生成氨基,氨基与卤代烃反应生成含氮化合物,所以合成中需要得到氨基化合物和含卤化合物。乙二醇先与O2催化氧化生成乙二醛,在NH3作用下生成H2NCH2CH2NH2。对比目标产物,六元环上有4个碳原子,所以另一条线,乙二醇先发生分子间脱水生成含有4个碳原子的醚,再与氯化氢加热生成Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl。在NaOH条件下,H2NCH2CH2NH2和Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl反应,两个氯原子与H2NCH2CH2NH2中一个氨基生成HCl,得产物。
16.
解析:发生消去反应生成,然后和乙烯加成生成,发生加成反应转化为,发生取代反应引入羟基转化为,氧化羟基为酮羰基得到产物。
17.
18.
解析:和氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生成,再与氢溴酸发生加成反应生成,和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成,酸化后在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成。
19.
解析:用环己醇为主要原料合成,可由发生酯化反应得到,可由发生已知信息②的反应得到,环己醇发生催化氧化生成环己酮。
20.(1)BC (2)C9H8Br2O2 (3)消去反应
(4)、
(5)CH3OHHCHOCH2CHCHO
解析:化合物A为苯甲醛,苯甲醛与乙醛反应生成B,B发生醛的氧化反应生成C,C与Br2发生加成反应生成D为,D在氢氧化钠醇溶液条件下发生卤代烃的消去反应并酸化生成E,E与发生加成反应生成F。
(1)碳碳双键两端的碳原子连接不同的原子或原子团时,该有机物存在顺反异构,A、B、C三种物质中存在顺反异构的为BC。
(2)根据分析可知,D为,分子式为C9H8Br2O2。
(3)A到B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子式为C9H10O2,则A与CH3CHO发生加成反应生成X为,X发生醇的消去反应生成B,X到B的反应类型为消去反应。
(4)C的同分异构体能发生银镜反应,且1 mol该物质能产生4 mol Ag,说明该同分异构体中存在两个醛基,分子中存在苯环且含有4种不同化学环境的氢,则满足条件的同分异构体为、。
(5)CH3OH发生醇的催化氧化生成HCHO,HCHO和乙醛发生类似A到B的反应,生成CH2CHCHO,CH2CHCHO在催化剂、加热条件下发生加聚反应生成,合成路线为CH3OHHCHOCH2CHCHO。
5 / 5第2课时 有机合成路线的设计
课程 标准 1.知道原料与合成目标分子的差异,领会逆合成分析法设计合成路线的思想。 2.熟知有机合成遵循的基本规律,学会评价、优选合理的有机合成路线。 3.了解原子经济性和绿色化学的思想
分点突破(一) 有机合成路线的设计
1.有机合成路线的设计方法
(1)正合成分析法
①定义:从确定的某种原料分子开始,逐步经过碳骨架的构建和官能团的引入或转化来完成合成路线的方法。
②正合成分析法设计有机合成路线的一般程序
(2)逆合成分析法
①定义:逆合成分析法就是从产物逆推原料、设计合理的合成路线的方法。
②逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序
(3)综合比较法
此法是采用综合思维的方法,将正向和逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。
2.利用逆合成分析法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线
(1)观察目标分子的结构
(2)按以下思路逆推出原料分子
(3)设计合成路线(设计四种不同的合成路线)
①
②
③
④
(4)评价优选合成路线
路线①由甲苯分别制备 和 较合理。
路线②、④制备苯甲酸的步骤多、成本较高,且使用较多的Cl2,不利于环境保护。
路线③的步骤虽然少,但使用了价格昂贵的还原剂LiAlH4,要求无水操作,成本较高。
3.有机合成遵循的原则
(1)符合有机合成中原子经济性的要求。所选择的每个反应的副产物应尽可能少,所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离,避免采用副产物多的反应。
(2)发生反应的条件要适宜,反应的安全系数要高,反应步骤尽可能少而简单。
(3)要按一定的反应顺序和规律引入官能团,必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。
(4)所选用的合成原料要绿色化且易得、经济;所选用的试剂与催化剂要无公害性。
4.常见的合成路线的设计方法
方法 举例
一元官 能团合 成路线 CH2CH2CH3—CH2XCH3—CH2OHCH3—CHOCH3—COOH酯
二元官 能团合 成路线 CH2CH2CH2X—CH2XCH2OH—CH2OHOHC—CHO HOOC—COOH链酯、环酯、聚酯
芳香族 化合物 的合成 路线 (1) (2)芳香酯 (3)芳香酯
提醒
与Cl2反应时,条件不同产物不同。光照时,氯原子取代侧链甲基上的氢原子;而当Fe存在时,氯原子取代苯环上甲基邻、对位碳原子上的氢原子。
5.有机合成的应用
(1)农业:如高效低毒杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长激素。
(2)轻工业:如医药、染料、香料、涂料、合成塑料、黏合剂、表面活化剂。
(3)重工业:如工程塑料、合成橡胶、发动机燃料及添加剂。
(4)国防工业:如炸药、高能燃料、特殊合成材料。
1.以溴乙烷为原料制备乙二醇,下列方案最合理的是( )
A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2Br乙二醇
B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇
C.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇
D.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br乙二醇
2.逆合成分析法是有机合成中常用的思维方法。由某烯烃E合成目标产物乙二酸乙二酯(T),利用逆合成分析法设计的合成路线如下:
T 。请回答下列问题:
(1)T的结构简式为 。
(2)A与B反应生成T的化学方程式为 。
(3)C中的官能团名称为 ,由D生成B的反应类型为 。
(4)E的结构式为 。
分点突破(二) 绿色合成思想
1.绿色合成思想的基本出发点
有机合成中的原子经济性,原料的绿色化,试剂与催化剂的无公害性。
2.绿色化学
(1)绿色化学的目标
研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径。
(2)绿色化学的特点
在始端应采用预防实际污染的科学手段,其过程和终端均为零排放和零污染。
(3)绿色化学的研究意义
绿色化学是人类和自然界的生物和谐相处的化学,是对环境更友善的化学。这种绿色意识是人类追求自然完善的一种高级表现,它不把人看成自然界的主宰者,而是看作自然界中普通的一员,追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。
3.绿色合成的具体要求
(1)原料要廉价、易得、低毒性、低污染,选择与目标产物结构相似的四个碳以下的单官能团化合物或单取代苯。
(2)零排放,零污染。
(3)减少步骤,合成反应操作要简单,条件要温和,耗能低,易于实现。
1.最理想“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是( )
A.用电石与水制备乙炔的反应
B.用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯的反应
C.用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,4,6 三溴苯酚的反应
D.用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷()的反应
2.以乙烯为原料生产环氧乙烷的方法很多。经典的方法是氯代乙醇法,它包括两步反应:
①CH2CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HCl
②ClCH2CH2OH+HCl+Ca(OH)2+CaCl2+2H2O
现代石油化工采用银作催化剂,可以实现一步完成,反应为2CH2CH2+O2
与经典方法相比,现代方法的突出优点是( )
A.所使用的原料没有爆炸的危险 B.符合绿色化学中的最理想的“原子经济”
C.对设备的要求较低 D.充分利用了加成反应的原理
有机合成路线的设计(归纳与论证)
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:
(1)1 mol D反应生成E至少需要 mol 氢气。写出E中任意两种含氧官能团的名称 。由E生成F的化学方程式为 。
(2)由G生成H分两步进行:反应①是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应②的反应类型为 。根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成:
【规律方法】
有机合成路线设计类题目的解题步骤
步骤 内容
第一步: 明信息 此类题目一般会给出已知信息,要结合信息找出物质结构变化的规律
第二步: 定中间体 (1)根据原料分子和目标化合物分子之间的关系,采取正合成分析、逆合成分析等方法,判断合成的中间体是什么; (2)运用正合成分析法、逆合成分析法的关键是熟练掌握常见官能团的结构、性质及转化关系; (3)中间体的选择首先要考虑卤代烃,它是有机合成的“桥梁”。除此之外还可将原料分子与目标化合物分子分解成几个片段,设计成几个有衍变关系的片段,即几个中间体,要特别注意对题中所给信息的充分利用
第三步: 理思路 根据中间体及前后推断,设计合理的合成路线
【迁移应用】
1.已知:RCHO+CH3CHORCHCHCHO+H2O。请设计以和丙醛为原料合成的路线图(无机试剂任选)。
2.完成下列有机合成路线。
写出以邻苯二胺()和乙二醇为原料合成的合成路线(其他无机试剂任选)。
已知:R—NH2+R'—COOHR—NH—COR'
1.下列关于有机合成的几种说法中不正确的是( )
A.有机合成的关键是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入
B.设计有机合成路线的方法有正合成分析法和逆合成分析法
C.逆合成分析法设计合成路线时往往先推出一些中间产物,然后逐步推出原料分子
D.绿色合成思想只要求所有原料都转化为目标化合物
2.下列是以乙烯为原料合成丙酸(CH3CH2COOH)的途径,不可能达到目的的是( )
A.乙烯乙醛化合物X丙酸
B.乙烯溴乙烷化合物Y丙酸
C.乙烯化合物Z丙酸
D.乙烯丙醛丙酸
3.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、酮等羰基化合物发生加成反应,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。机理如下:
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.丙酮和一氯甲烷 B.甲醛和1-溴丙烷
C.乙醛和氯乙烷 D.甲醛和2-溴丙烷
4.对羟基苯甲醛是一种用途极广的有机合成中间体。主要工业合成路线有以下两种:
下列说法正确的是( )
A.①的反应类型为取代反应
B.对羟基苯甲醇苯环上的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C.对羟基苯甲醛中所有原子不可能共平面
D.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种(不包括其本身)
5.已知:。请设计以
为原料合成的流程图(无机试剂任选)。
第2课时 有机合成路线的设计
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
师生互动
2.(1)相同 相同 苯环 (3)① ②
③④ (4)苯甲醇 苯甲酸
自主练习
1.D 题干中强调的是最合理的方案,A项与D项相比,A项中步骤多一步,且在乙醇发生消去反应时,容易发生分子间脱水、氧化等副反应;B项步骤最少,但取代反应不会停留在只生成“CH2BrCH2Br”的阶段,副产物多,分离困难,原料浪费;C项比D项多一步取代反应,显然不合理;D项相对步骤少,操作简单,副产物少,较合理。
2.(1)
(2)HOOC—COOH+HOH2C—CH2OH+2H2O
(3)醛基 水解反应(取代反应)
(4)
解析:乙二酸乙二酯是由乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到的酯类化合物,所以A与B分别为乙二酸或乙二醇中的一种,再根据逆合成路线图推断出A为乙二酸,B为乙二醇,则C为乙二醛,D为XCH2CH2X(X为卤素原子),E为乙烯。
分点突破(二)
自主练习
1.D 用电石与水制备乙炔,还生成了氢氧化钙,原子没有全部转化为期望的最终产物,不属于最理想的“原子经济性反应”,A错误;用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯,还生成了水和溴化钠,原子没有全部转化为期望的最终产物,不属于最理想的“原子经济性反应”,B错误;用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,4,6 三溴苯酚,还生成了溴化氢,原子没有全部转化为期望的最终产物,不属于最理想的“原子经济性反应”,C错误。
2.B 第二种方法除了有机产物外,没有其他产物,原子利用率为100%。
【关键能力·细培养】
(1)提示:对比C和F的结构简式以及D、E的分子式可推出D的结构简式为
,E的结构简式为。由D和E的结构简式可知,由D生成E,D中间环上的碳碳双键和酮羰基都要和氢气加成,故1 mol D反应生成E需要2 mol 氢气。E中含氧官能团有酯基、羟基、醚键。由E生成F发生的是羟基的消去反应:+H2O。
(2)提示:由G和H的结构简式及反应条件可知,第一步发生的是G和H2O的加成反应,第二步是酯的水解反应,属于取代反应。根据F→G的反应可知,丙烯与m CPBA反应得到,与H2O加成得到,与(CH3CO)2O发生类似C→D的反应得到。
迁移应用
1.。
解析:目标产物为,虚线左边是由转化而来的,右边则是由丙醛(CH3CH2CHO)转化而来的。根据已知信息可知2个醛分子可结合生成烯醛。在NaOH溶液中水解生成苯甲醇,苯甲醇被氧化为苯甲醛,苯甲醛与丙醛发生已知反应生成。
2.
【教学效果·勤检测】
1.D 绿色合成思想要求有机合成的原子经济性,即在有机合成过程中应最大限度地利用每个原子,达到零排放;绿色合成思想还包括原料的绿色化和试剂、催化剂的无公害性。
2.A A项,化合物X为甲醛与乙醛在碱性环境下反应的产物,X为HO—CH2—CH2—CHO,其发生催化氧化时不能生成丙酸,不合理。
3.A 由题中信息可知,用逆合成分析法,可以将(CH3)3C—OH逆推到(CH3)3C—O—MgX,结合信息反应逆推到(CH3)2CO(丙酮)和CH3—MgX,进一步找到原料CH3Cl,A正确。
4.D ①的反应类型为加成反应,A错误;对羟基苯甲醇苯环上有2种等效氢,苯环上的一氯代物有2种(不考虑立体异构),B错误;苯环、醛基都是平面结构,单键可以旋转,对羟基苯甲醛中所有原子可能共平面,C错误;对甲基苯酚的含有苯环的同分异构体有邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇、苯甲醚,共4种(不包括其本身),D正确。
5.
(或
)
6 / 7(共105张PPT)
第2课时 有机合成路线的设计
课
程 标
准 1.知道原料与合成目标分子的差异,领会逆合成分析法设计合
成路线的思想。
2.熟知有机合成遵循的基本规律,学会评价、优选合理的有机
合成路线。
3.了解原子经济性和绿色化学的思想
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 有机合成路线的设计
1. 有机合成路线的设计方法
(1)正合成分析法
①定义:从确定的某种原料分子开始,逐步经过碳骨架的构
建和官能团的引入或转化来完成合成路线的方法。
②正合成分析法设计有机合成路线的一般程序
(2)逆合成分析法
①定义:逆合成分析法就是从产物逆推原料、设计合理的合
成路线的方法。
②逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序
(3)综合比较法
此法是采用综合思维的方法,将正向和逆向推导出的几种合
成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。
2. 利用逆合成分析法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线
(1)观察目标分子的结构
(2)按以下思路逆推出原料分子
①
(3)设计合成路线(设计四种不同的合成路线)
②
③
④
(4)评价优选合成路线
路线①由甲苯分别制备 和 较合理。
路线②、④制备苯甲酸的步骤多、成本较高,且使用较多的
Cl2,不利于环境保护。
路线③的步骤虽然少,但使用了价格昂贵的还原剂LiAlH4,
要求无水操作,成本较高。
苯甲醇
苯甲酸
3. 有机合成遵循的原则
(1)符合有机合成中原子经济性的要求。所选择的每个反应的副
产物应尽可能少,所要得到的主产物的产率尽可能高且易于
分离,避免采用副产物多的反应。
(2)发生反应的条件要适宜,反应的安全系数要高,反应步骤尽
可能少而简单。
(3)要按一定的反应顺序和规律引入官能团,必要时应采取一定
的措施保护已引入的官能团。
(4)所选用的合成原料要绿色化且易得、经济;所选用的试剂与
催化剂要无公害性。
4. 常见的合成路线的设计方法
方法 举例
一元官能
团合成路
线
二元官能
团合成路线
方法 举例
芳香族 化合物 的合成 路线 (1)
(2)
芳香酯
(3) 芳香酯
提醒
与Cl2反应时,条件不同产物不同。光照时,氯原子
取代侧链甲基上的氢原子;而当Fe存在时,氯原子取代苯环上甲基
邻、对位碳原子上的氢原子。
5. 有机合成的应用
(1)农业:如高效低毒杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长激
素。
(2)轻工业:如医药、染料、香料、涂料、合成塑料、黏合剂、
表面活化剂。
(3)重工业:如工程塑料、合成橡胶、发动机燃料及添加剂。
(4)国防工业:如炸药、高能燃料、特殊合成材料。
1. 以溴乙烷为原料制备乙二醇,下列方案最合理的是( )
B. CH3CH2Br CH2BrCH2Br 乙二醇
CH3CH2Br CH2BrCH2Br 乙二醇
D. CH3CH2Br CH2 CH2
CH2BrCH2Br 乙二醇
解析: 题干中强调的是最合理的方案,A项与D项相比,A项中
步骤多一步,且在乙醇发生消去反应时,容易发生分子间脱水、氧
化等副反应;B项步骤最少,但取代反应不会停留在只生成
“CH2BrCH2Br”的阶段,副产物多,分离困难,原料浪费;C项
比D项多一步取代反应,显然不合理;D项相对步骤少,操作简
单,副产物少,较合理。
2. 逆合成分析法是有机合成中常用的思维方法。由某烯烃E合成
目标产物乙二酸乙二酯(T),利用逆合成分析法设计的合成路
线如下:
T 。请回答下列问题:
(1)T的结构简式为 。
(2)A与B反应生成T的化学方程式为
。
(3)C中的官能团名称为 ,由D生成B的反应类型为
。
HOOC—COOH+
HOH2C—CH2OH +2H2O
醛基
水
解反应(取代反应)
(4)E的结构式为 。
解析:乙二酸乙二酯是由乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到
的酯类化合物,所以A与B分别为乙二酸或乙二醇中的一种,
再根据逆合成路线图推断出A为乙二酸,B为乙二醇,则C为
乙二醛,D为XCH2CH2X(X为卤素原子),E为乙烯。
分点突破(二) 绿色合成思想
1. 绿色合成思想的基本出发点
有机合成中的原子经济性,原料的绿色化,试剂与催化剂的无
公害性。
2. 绿色化学
(1)绿色化学的目标
研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能
源,在化工生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径。
(2)绿色化学的特点
在始端应采用预防实际污染的科学手段,其过程和终端均为
零排放和零污染。
(3)绿色化学的研究意义
绿色化学是人类和自然界的生物和谐相处的化学,是对环境
更友善的化学。这种绿色意识是人类追求自然完善的一种高
级表现,它不把人看成自然界的主宰者,而是看作自然界中
普通的一员,追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的
关系。
3. 绿色合成的具体要求
(1)原料要廉价、易得、低毒性、低污染,选择与目标产物结构
相似的四个碳以下的单官能团化合物或单取代苯。
(2)零排放,零污染。
(3)减少步骤,合成反应操作要简单,条件要温和,耗能低,易
于实现。
1. 最理想“原子经济性反应”是指反应物的原子全部转化为期望的最
终产物的反应。下列属于最理想的“原子经济性反应”的是
( )
A. 用电石与水制备乙炔的反应
B. 用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯的反应
C. 用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,4,6 三溴苯酚的反应
D. 用乙烯与氧气在Ag催化下制备环氧乙烷( )的反应
解析: 用电石与水制备乙炔,还生成了氢氧化钙,原子没有全
部转化为期望的最终产物,不属于最理想的“原子经济性反应”,
A错误;用溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热制备乙烯,还生成了水
和溴化钠,原子没有全部转化为期望的最终产物,不属于最理想的
“原子经济性反应”,B错误;用苯酚稀溶液与饱和溴水制备2,
4,6 三溴苯酚,还生成了溴化氢,原子没有全部转化为期望的最
终产物,不属于最理想的“原子经济性反应”,C错误。
2. 以乙烯为原料生产环氧乙烷的方法很多。经典的方法是氯代乙醇
法,它包括两步反应:
①CH2 CH2+Cl2+H2O ClCH2CH2OH+HCl
②ClCH2CH2OH+HCl+Ca(OH)2 +CaCl2+2H2O
现代石油化工采用银作催化剂,可以实现一步完成,反应为
2CH2 CH2+O2
与经典方法相比,现代方法的突出优点是( )
A. 所使用的原料没有爆炸的危险
B. 符合绿色化学中的最理想的“原子经济”
C. 对设备的要求较低
D. 充分利用了加成反应的原理
解析: 第二种方法除了有机产物外,没有其他产物,原子利用
率为100%。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
有机合成路线的设计(归纳与论证)
近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如右:
(1)1 mol D反应生成E至少需要 mol 氢气。写出E中任意两种含
氧官能团的名称 。由E生成F的化学方程式为 。
提示:对比C和F的结构简式以及D、E的分子式可推出D的结构
简式为
,E的结构简式
为 。由D和E的结构简式可知,由D生
成E,D中间环上的碳碳双键和酮羰基都要和氢气加成,故1 mol
D反应生成E需要2 mol 氢气。E中含氧官能团有酯基、羟基、醚键。
由E生成F发生的是羟基的消去反应:
+H2O。
(2)由G生成H分两步进行:反应①是在酸催化下水与环氧化合物的
加成反应,则反应②的反应类型为 。根据上述路线中
的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合
成:
提示:由G和H的结构简式及反应条件可知,第一步发生的是G
和H2O的加成反应,第二步是酯的水解反应,属于取代反应。根
据F→G的反应可知,丙烯与m CPBA反应得到 , 与
H2O加成得到 , 与(CH3CO)2O发生类似C→D
的反应得到 。
【规律方法】
有机合成路线设计类题目的解题步骤
步骤 内容
第一步: 明信息 此类题目一般会给出已知信息,要结合信息找出物质结构变
化的规律
步骤 内容
第二
步: 定中
间体 (1)根据原料分子和目标化合物分子之间的关系,采取正合
成分析、逆合成分析等方法,判断合成的中间体是什么;
(2)运用正合成分析法、逆合成分析法的关键是熟练掌握常
见官能团的结构、性质及转化关系;
(3)中间体的选择首先要考虑卤代烃,它是有机合成的“桥
梁”。除此之外还可将原料分子与目标化合物分子分解成几
个片段,设计成几个有衍变关系的片段,即几个中间体,要
特别注意对题中所给信息的充分利用
第三
步: 理思
路 根据中间体及前后推断,设计合理的合成路线
【迁移应用】
1. 已知:RCHO+CH3CHO RCH CHCHO+H2O。请设
计以 和丙醛为原料合成 的路线图(无
机试剂任选)。
答案:
。
解析:目标产物为 ,虚线左边是由 转化
而来的,右边则是由丙醛(CH3CH2CHO)转化而来的。根据已知
信息可知2个醛分子可结合生成烯醛。 在NaOH溶液中
水解生成苯甲醇,苯甲醇被氧化为苯甲醛,苯甲醛与丙醛发生已知
反应生成 。
2. 完成下列有机合成路线。
写出以邻苯二胺( )和乙二醇为原料合成 的合
成路线(其他无机试剂任选)。
已知:R—NH2+R'—COOH
R—NH—COR'
答案:
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列关于有机合成的几种说法中不正确的是( )
A. 有机合成的关键是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入
B. 设计有机合成路线的方法有正合成分析法和逆合成分析法
C. 逆合成分析法设计合成路线时往往先推出一些中间产物,然后逐
步推出原料分子
D. 绿色合成思想只要求所有原料都转化为目标化合物
解析: 绿色合成思想要求有机合成的原子经济性,即在有机合
成过程中应最大限度地利用每个原子,达到零排放;绿色合成思想
还包括原料的绿色化和试剂、催化剂的无公害性。
2. 下列是以乙烯为原料合成丙酸(CH3CH2COOH)的途径,不可能
达到目的的是( )
A. 乙烯 乙醛 化合物X 丙酸
B. 乙烯 溴乙烷 化合物Y 丙酸
C. 乙烯 化合物Z 丙酸
D. 乙烯 丙醛 丙酸
解析: A项,化合物X为甲醛与乙醛在碱性环境下反应的产
物,X为HO—CH2—CH2—CHO,其发生催化氧化时不能生成丙
酸,不合理。
3. 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、酮等羰基化合物发生加成反应,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。机理如下:
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. 丙酮和一氯甲烷 B. 甲醛和1-溴丙烷
C. 乙醛和氯乙烷 D. 甲醛和2-溴丙烷
解析: 由题中信息可知,用逆合成分析法,可以将(CH3)
3C—OH逆推到(CH3)3C—O—MgX,结合信息反应逆推到
(CH3)2C O(丙酮)和CH3—MgX,进一步找到原料
CH3Cl,A正确。
4. 对羟基苯甲醛是一种用途极广的有机合成中间体。主要工业合成路
线有以下两种:
下列说法正确的是( )
A. ①的反应类型为取代反应
B. 对羟基苯甲醇苯环上的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
C. 对羟基苯甲醛中所有原子不可能共平面
D. 对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种(不包括其本身)
解析: ①的反应类型为加成反应,A错误;对羟基苯甲醇苯环
上有2种等效氢,苯环上的一氯代物有2种(不考虑立体异构),B
错误;苯环、醛基都是平面结构,单键可以旋转,对羟基苯甲醛中
所有原子可能共平面,C错误;对甲基苯酚的含有苯环的同分异构
体有邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇、苯甲醚,共4种(不包括
其本身),D正确。
5. 已知: 。请设计以
为原料合成 的流程图(无机试剂任
选)。
答案:
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学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
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1. 由溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是( )
B. CH3CH2Br CH2BrCH2Br
解析: A项步骤较多;B项副产物较多,浪费原料;C项步骤
多,且产物不唯一,原子利用率低。
2. 以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中,要依次
经过下列步骤中的( )
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸
共热到170 ℃ ④在催化剂存在情况下与氯气加成 ⑤在Cu或Ag
存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2共热
A. ①③④②⑥ B. ①③④②⑤
C. ②④①⑤⑥ D. ②④①⑥⑤
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解析: 采取逆向分析可知,乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二
卤代烃→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件,可知C
项设计合理。
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3. 合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:
方法一:CaCO3 CaO CaC2 CH≡CH CH2
CH—CN
方法二:CH2 CH—CH3+NH3+ O2 CH2 CH—
CN+3H2O
对以上两种方法的分析中,正确的是( )
①方法二比方法一步骤少,能源消耗低,成本低
②方法二比方法一原料丰富,工艺简单
③方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染
④方法二比方法一的反应需要温度高,耗能大
A. ①②③ B. ①③④
C. ②③④ D. ①②③④
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解析: 根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,能源
消耗低,成本低,①正确;根据反应原理可知,方法二比方法一原
料丰富,且生产工艺简单,②正确;方法一中使用了有毒的
HCN,而方法二比方法一减少了有毒气体的使用,减少了污染,
③正确;方法一中碳酸钙需要在高温下才能分解,耗能较大,方法
二比方法一反应需要的温度低,耗能小,④错误。
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4. 有机化合物W在工业上常用作溶剂和香料,其合成方法如下:
下列说法正确的是( )
A. M、N、W均能发生加成反应、取代反应
B. N、W组成上相差一个CH2原子团,所以互为同系物
C. W属于酯类,酸性水解和碱性水解产物相同
D. 1 mol N可与4 mol H2发生加成反应
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解析: M、N、W均含苯环,均可与氢气发生加成反应,在催
化剂条件下苯环上的H可发生取代反应,A正确;N属于羧酸,W
属于酯,为不同类别的有机化合物,结构不相似,不属于同系物,
B错误;W属于酯,酯在酸性条件下水解生成羧酸和醇,在碱性条
件下水解生成羧酸盐和醇,产物不同,C错误;N中只有苯环能够
与氢气发生加成反应,1 mol N中含有1 mol 苯环,最多能够与3
mol氢气发生加成反应,D错误。
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5. 有机化合物M的合成路线如图所示:
下列说法不正确的是( )
A. 反应①还可能生成
B. Y的分子式为C6H10Br2
C. 试剂1为NaOH醇溶液
D. 若用 18O标记Z中的O原子,则M中一定含有 18O
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解析: 与Br2发生加成反应生
成 , 与H2在催化剂条件下发生加成反应生
成 , 在NaOH水溶液中发生取代反应生
成 , 与CH3COOH发生酯化反应生
成 。反应①中 与Br2发生1,2-加成反
应可生成 ,A正确;Y的结构简式为 ,其分子
式为C6H10Br2,B正确;试剂1为NaOH水溶液,C错误;根据酯化
反应原理,酸脱羟基醇脱氢,故若用18O标记Z中的O原子,则M中
一定含有18O,D正确。
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6. 如图是合成高分子材料I和部分物质转化的过程示意。已知:G、H
和I均含有酯基,下列说法正确的是( )
B. G合成高分子材料I是缩聚反应
C. F是CH3CH2COOH
D. G发生氧化反应生成H
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解析: 乙炔、一氧化碳和水反应生成CH2 CHCOOH,CH2 CHCOOH和甲醇发生酯化反应生成G,G为CH2 CHCOOCH3,G与H2发生加成反应(也是还原反应)生成H,F与甲醇酯化生成H,则F为CH3CH2COOH,CH2 CHCOOH中碳碳双键左端碳上有2个氢原子,不存在顺反异构,A、D错误,C正确;G中含有碳碳双键,能发生加聚反应生成高分子材料I,B错误。
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7. 下列有机合成设计中,所涉及的反应类型有错误的是( )
A. 由丙醛制1,2-丙二醇:第一步还原,第二步消去,第三步加成,
第四步取代
B. 由1-溴丁烷制1,3-丁二烯:第一步消去,第二步加成,第三步消
去
C. 由乙醇合成乙炔:第一步消去,第二步加成,第三步消去
D. 由 制 :第一步加成,第二步消去,第三
步加成,第四步取代
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解析: 丙醛先与氢气发生加成反应生成CH3CH2CH2OH,加成
反应属于还原反应,再发生消去反应得到CH3CH CH2,然后与
溴单质发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,最后发生卤代烃的水解
(取代)反应得到CH3CH(OH)CH2OH,A项正确;
CH3CH2CH2CH2Br在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消去反
应生成CH3CH2CH CH2,再与HBr发生加成反应生成
CH3CH2CHBrCH3,再在氢氧化钠的乙醇溶液、加热条件下发生消
去反应生成
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CH3CH CHCH3,再与溴发生加成反应生成
CH3CHBrCHBrCH3,最后发生消去反应得到
CH2 CHCH CH2,B项错误;乙醇在浓硫酸加热条件下发
生消去反应生成乙烯,乙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙
烷,1,2-二溴乙烷在NaOH乙醇溶液并加热条件下发生消去反应生
成乙炔,C项正确; 与氢气发生加成反应得
到 ,再发生消去反应生成 ,然后与溴单质发
生加成反应生成 ,最后在氢氧化钠水溶液、加热条件
下发生水解(取代)反应得到 ,D项正确。
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8. 已知4-溴甲基-1-环己烯(Z)的一种合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A. 化合物X、Y、Z都含有发生消去反应的官能团
B. ①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C. 由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液,加热
D. 化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化,再与乙醇经催化酯化可制得
化合物X
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解析: X中无发生消去反应的官能团,A错误;由官能团的转
化可知,①反应中1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成
X,②反应中X发生还原反应生成Y,③反应中Y发生取代反应生成
Z,B正确;由化合物Z一步制备化合物Y,应发生水解反应,应在
氢氧化钠的水溶液中而不是在氢氧化钠的醇溶液中,C错误;Y含
有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D错误。
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9. 甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。旧法合成的反应是:
①(CH3)2C O+HCN (CH3)2C(OH)CN
②(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4
CH2 C(CH3)COOCH3+NH4HSO4
新法合成的反应是:③ +CO+CH3OH CH2 C
(CH3)COOCH3
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下列说法不正确的是( )
A. 甲基丙烯酸甲酯中有两种官能团
B. 反应③符合绿色化学思想
C. 反应②中CH3OH是CH2OHCH2OH(乙二醇)的同系物
D. 反应①是加成反应
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解析: 甲基丙烯酸甲酯的结构简式为
CH2 C(CH3)COOCH3,可看出该结构中有碳碳双键和酯基
两种官能团,A正确;反应③只生成目标产物甲基丙烯酸甲酯,原
子利用率为100%,所以符合绿色化学思想,B正确;甲醇分子中
含有1个—OH,乙二醇分子中含有2个—OH,二者结构不相似,所
以不属于同系物,C错误;反应①是加成反应,D正确。
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10. 已知
;以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程
如下,丙烯 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 2-
甲基-1-丙醇。下列说法错误的是( )
A. 丙烯→Ⅰ的反应可生成两种产物
B. Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH
C. 试剂a可用作食品添加剂
D. Ⅳ能使溴水褪色
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解析: 丙烯和HCl发生加成反应生成CH3CH2CH2Cl,CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH发生催化氧化反应生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO和HCHO发生已知信息的反应生成HOCH2CH(CH3)CHO,HOCH2CH(CH3)CHO发生消去反应得到CH2 C(CH3)CHO,CH2 C(CH3)CHO再和H2发生加成反应得到2-甲基-1-丙醇。CH3CH CH2和HCl发生加成反应可以生成两种产物:CH3CHClCH3、CH3CH2CH2Cl,A正确;CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成CH3CH2CH2OH,Ⅱ的结构简式为CH3CH2CH2OH,B正确;a为HCHO,HCHO是一种有毒物质,不可用作食品添加剂,C错误;Ⅳ为CH2 C(CH3)CHO,含有碳碳双键,能使溴水褪色,D正确。
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11. 有机化合物丙的一种合成路线如图所示:
甲 乙 丙
已知:①—R为烃基;
② +H2O +HCl。
下列说法错误的是( )
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A. 若—R为 ,则甲的化学名称为苯甲酸
B. 若—R为—CH3,则甲可与H2发生加成反应
C. 若—R为—CH2CH3,则丙的同分异构体中共有4种酯类物质(不考
虑立体异构)
D. 1 mol甲、乙、丙分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的
量之比为1∶2∶1
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解析: 若—R为 ,则甲为 ,其化学名称为
苯甲酸,A项正确;若—R为—CH3,则甲为CH3COOH,但
CH3COOH不能与H2发生加成反应,B项错误;若—R为—
CH2CH3,则属于酯类的丙的同分异构体有HCOOCH2CH2CH3、
HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、
CH3CH2COOCH3,共4种,C项正确;甲、丙均为一元羧酸,1
mol羧酸会消耗1 mol NaOH,乙发生反应 +H2O
+HCl,则1 mol乙消耗2 mol NaOH,D项正确。
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12. 《茉莉花》是我国的一首脍炙人口的民歌。茉莉花香气的成分有
多种,乙酸苯甲酯
( )是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,
也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。其中一种合成路线如下:
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回答下列问题:
(1)A、B的结构简式为 、 。
CH3CHO
解析: A物质是乙醇与O2在Cu的催化下反应生成的乙
醛;B物质是甲苯与Cl2在光照条件下发生取代反应生成的,
B与NaOH水溶液共热发生水解反应生成苯甲醇,B
为 。
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(2)写出反应②⑥的化学方程式:
;
。
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
CH3COOH
+ +H2O
解析:反应②是乙醇的催化氧化,反应⑥是乙酸与苯甲醇发生酯化反应。
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(3)上述反应中属取代反应的有 (填序号)。
④⑤⑥
解析:①是加成反应,②③均是氧化反应,④是甲苯与Cl2发生的取代反应,⑤是 的水解反应,也属于取代反应,⑥是酯化反应,也属于取代反应。
(4)反应 (填序号)原子的理论利用率为100%,符合
绿色化学的要求。
①③
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13. 已知:RCl RCN RCOOH。
苯乙酸苄酯( )是花香型香料,设计由苯
甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
答案:
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解析:逆推法。要合成苯乙酸苄酯,需要 ;要生
成 ,根据题给已知反应可知,需要 ;
要生成 ,需要 ;苯甲醇和HCl反应即可生
成 。
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14. 请用合成反应流程图表示出由 和其他无机物合
成 的最合理的方案(不超过4步)。
例: ……
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解析: 在催化剂条件下发生加成反应生
成 ,再在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应
生成 ,与氯气发生加成反应生成 ,最后在氢
氧化钠水溶液中发生水解反应生成 ,合成反应流程图
为
。
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15. 已知:RCHO RCH2NH2 RCH2NHCH2R'。
写出以 为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任
用)。
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答案: H2N—CH2CH2—
NH2
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解析:由已知信息知,醛基可以与NH3反应生成氨基,氨基与卤
代烃反应生成含氮化合物,所以合成中需要得到氨基化合物和含
卤化合物。乙二醇先与O2催化氧化生成乙二醛,在NH3作用下生
成H2NCH2CH2NH2。对比目标产物,六元环上有4个碳原子,所以
另一条线,乙二醇先发生分子间脱水生成含有4个碳原子的醚,再
与氯化氢加热生成Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl。在NaOH条件下,
H2NCH2CH2NH2和Cl—CH2CH2OCH2CH2—Cl反应,两个氯原子与
H2NCH2CH2NH2中一个氨基生成HCl,得产物 。
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16. 已知反应: +‖ ,请设计合成路线
以 和CH2 CH2为原料反应合成 (无机
试剂任选)。
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解析: 发生消去反应生
成 ,然后和乙烯加成生成 ,发生加成反
应转化为 ,发生取代反应引入羟基转化为 ,氧化羟基
为酮羰基得到产物。
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17. 完成下列有机合成路线。
写出以邻苯二胺( )和乙二醇为原料合成 的
合成路线(其他无机试剂任选)。
已知:R—NH2+R'—COOH
R—NH—COR'
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18. 已知:R—CH CH2 R—CH2—CH2Br,请设计合理方
案由 合成 (其他无机原料自选,用反
应流程图表示,并注明反应条件)。
示例:原料 …… 产物
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解析: 和氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生
成 ,再与氢溴酸发生加成反应生
成 ,
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和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成 ,酸化后在
浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成 。
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19. 已知信息:①RCOOR'+R″OH RCOOR″+R'OH(R、R'、
R″代表烃基);
②
(R、R'代表烃基)。
根据题中信息,用环己醇为主要原料合成 ,模仿
以上流程图设计合成路线,标明每一步的反应物及反应条件:
(有机物写结构简式,其他原料自选)。
示例:由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
CH3CH2OH CH2 CH2 CH2—CH2
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答案:
解析:用环己醇为主要原料合成 ,
可由 发生酯化反应得到, 可由
发生已知信息②的反应得到,环己醇发生催化氧化生成环己酮。
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20. 化合物F是一种有机材料中间体,一种以苯甲醛为原料的合成路
线如下:
(1)A、B、C三种物质中存在顺反异构的是 。
BC
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解析:化合物A为苯甲醛,苯甲醛与乙醛反应生成B,B发
生醛的氧化反应生成C,C与Br2发生加成反应生成D
为 ,D在氢氧化钠醇溶液条件下发生
卤代烃的消去反应并酸化生成E,E与 发生加成反应生成F。
(1)碳碳双键两端的碳原子连接不同的原子或原子团时,
该有机物存在顺反异构,A、B、C三种物质中存在顺反异
构的为BC。
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(2)D的分子式为 。
C9H8Br2O2
解析:根据分析可知,D为 ,分子式为
C9H8Br2O2。
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(3)A→B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子式为
C9H10O2,X→B的反应类型为 。
消去反应
解析: A到B的反应需经历A→X→B的过程,中间体X的分子
式为C9H10O2,则A与CH3CHO发生加成反应生成X
为 ,X发生醇的消去反应生成B,X到B的
反应类型为消去反应。
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(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体
的结构简式: 。
①能发生银镜反应,且1 mol该物质最多产生4 mol Ag;
②分子中含苯环,且含有4种不同化学环境的氢。
、
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解析: C的同分异构体能发生银镜反应,且1 mol该物质能产
生4 mol Ag,说明该同分异构体中存在两个醛基,分子中存
在苯环且含有4种不同化学环境的氢,则满足条件的同分异
构体为 、 。
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(5)写出以CH3OH和乙醛为原料合成 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)。
答案: CH3OH HCHO CH2
CHCHO
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解析: CH3OH发生醇的催化氧化生成HCHO,HCHO和乙醛
发生类似A到B的反应,生成CH2 CHCHO,CH2
CHCHO在催化剂、加热条件下发生加聚反应生
成 ,合成路线为CH3OH HCHO
CH2 CHCHO 。
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感谢欣赏
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