2018-2019版高中化學(xué) 第三章 有機(jī)合成及其應(yīng)用 合成高分子化合物第1節(jié) 有機(jī)化合物的合成 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修5.doc
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第2課時(shí) 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.初步學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)逆推法設(shè)計(jì)合成路線的思想。2.熟知有機(jī)合成遵循的基本規(guī)律,學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)、優(yōu)選合理的有機(jī)合成路線。3.了解原子經(jīng)濟(jì)和綠色化學(xué)的思想。 一、有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 1.正向合成分析法 從確定的某種原料分子開(kāi)始,逐步經(jīng)過(guò)碳鏈的連接和官能團(tuán)的安裝來(lái)完成。在這樣的有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)中,首先要比較原料分子和目標(biāo)化合物分子在結(jié)構(gòu)上的異同,包括官能團(tuán)和碳骨架兩個(gè)方面的異同;然后,設(shè)計(jì)由原料分子轉(zhuǎn)向產(chǎn)物的合成路線。 2.逆向合成分析法 采取從產(chǎn)物逆推出原料,設(shè)計(jì)合理的合成路線的方法。在逆推過(guò)程中,需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕?biāo)化合物的中間有機(jī)化合物,直至選出合適的起始原料。 3.優(yōu)選合成路線依據(jù) (1)合成路線是否符合化學(xué)原理。 (2)合成操作是否安全可靠。 (3)綠色合成:主要考慮有機(jī)合成中的原子經(jīng)濟(jì)性;原料的綠色化;試劑與催化劑的無(wú)公害性。 1.有機(jī)合成的常用方法 (1)正向合成法:思維程序是原料→中間產(chǎn)物→產(chǎn)品。 (2)逆向合成法:思維程序是產(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料。 2.有機(jī)合成路線的基本要求 (1)起始原料要廉價(jià)、易得、低毒性、低污染。 (2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線,步驟越少,最后產(chǎn)率越高。 (3)合成路線要符合“綠色環(huán)?!钡囊?。 (4)有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡(jiǎn)單、條件溫和、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)。 (5)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)。 例1 以溴乙烷為原料制備乙二醇,下列方案最合理的是( ) A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2===CH2CH2BrCH2Br乙二醇 B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇 C.CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇 D.CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br乙二醇 答案 D 解析 題干中強(qiáng)調(diào)的是最合理的方案,A項(xiàng)與D項(xiàng)相比,步驟多一步,且在乙醇發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),容易發(fā)生分子間脫水、氧化反應(yīng)等副反應(yīng);B項(xiàng)步驟最少,但取代反應(yīng)不會(huì)停留在“CH2BrCH2Br”階段,副產(chǎn)物多,分離困難,原料浪費(fèi);C項(xiàng)比D項(xiàng)多一步取代反應(yīng),顯然不合理;D項(xiàng)相對(duì)步驟少,操作簡(jiǎn)單,副產(chǎn)物少,較合理。所以選D。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的選擇和優(yōu)化 例2 現(xiàn)有以下一系列反應(yīng),最終產(chǎn)物為草酸(乙二酸)。 ABCDEF 試回答下列問(wèn)題: (1)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。B→C的反應(yīng)類型是________,E→F的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 (2)E與乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀化合物的化學(xué)方程式是__________________ ______________________________________________________。 (3)由B發(fā)生水解反應(yīng)或C與H2O發(fā)生加成反應(yīng)均生成化合物G,在乙二酸、水、苯酚、G四種分子中,羥基上氫原子的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是_____________________________ ___________________________________________。 答案 (1)CH2===CH2 消去反應(yīng) HOCH2—CH2OH+O2+2H2O (2) +2H2O (3)乙二酸>苯酚>水>G(乙醇) 解析 采用“逆推法”。由“EF”可聯(lián)想到“醇―→醛―→羧酸”的轉(zhuǎn)化關(guān)系推知:F為,E為。依次推知D為,C為CH2===CH2,B為CH3CH2Br,A為CH3CH3。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 方法規(guī)律 常見(jiàn)的有機(jī)合成路線 (1)一元合成路線:R—CH===CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯 (2)二元合成路線:CH2===CH2CH2X—CH2XCH2OH—CH2OHHOOC—COOH―→鏈酯、環(huán)酯、聚酯 (3)芳香化合物合成路線 ① ②芳香酯 ③ ④ ⑤ 例3 丁烯二酸(HOOCCH===CHCOOH)可用于制造不飽和聚酯樹(shù)脂,也可作食品的酸性調(diào)味劑。某同學(xué)以ClCH2CH===CHCH2Cl為原料,設(shè)計(jì)了下列合成路線: HOOCCH===CHCOOH。 你認(rèn)為上述設(shè)計(jì)存在什么缺陷?請(qǐng)你提出具體改進(jìn)措施? 答案 在第二步的氧化過(guò)程中,鍵也會(huì)被氧化,使產(chǎn)率降低,對(duì)上述設(shè)計(jì)可做如下改進(jìn): NaOOCCH===CHCOONaHOOCCH===CHCOOH。 易錯(cuò)警示 在有機(jī)合成中,有時(shí)候加入試劑能引起多種官能團(tuán)同時(shí)反應(yīng),這樣就存在保護(hù)某種官能團(tuán)而讓其他官能團(tuán)反應(yīng)的問(wèn)題。常見(jiàn)的官能團(tuán)保護(hù)情形有:(1)酚羥基的保護(hù):由于酚羥基極易被氧化,在有機(jī)合成中如果需要用到氧化劑進(jìn)行氧化時(shí),經(jīng)常先將酚羥基轉(zhuǎn)化為酯或醚的結(jié)構(gòu),待氧化過(guò)程完成后,再通過(guò)水解或其他反應(yīng),將酚羥基恢復(fù)。(2)碳碳雙鍵的保護(hù):可以先用HX加成,待其他反應(yīng)完成后,再消去HX,恢復(fù)碳碳雙鍵。(3)氨基的保護(hù):如在合成的過(guò)程中,應(yīng)該先把—CH3氧化為—COOH,再把—NO2還原為—NH2(氨基具有還原性,易被氧化)。不先把—NO2還原為—NH2是為了防止KMnO4氧化—CH3時(shí),—NH2也被氧化。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成中官能團(tuán)的保護(hù) 二、利用逆推法設(shè)計(jì)苯甲酸苯甲酯的合成路線 1.觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu) 2.逆推原料分子 3.設(shè)計(jì)合成路線(設(shè)計(jì)四種不同的合成路線) ② (4)評(píng)價(jià)優(yōu)選合成路線 路線①由甲苯分別制備苯甲醇和苯甲酸較合理。路線②④制備苯甲酸的步驟多、成本較高,且使用較多的Cl2,不利于環(huán)境保護(hù)。路線③的步驟雖然少,但使用了價(jià)格昂貴的還原劑LiAlH4和要求無(wú)水操作,成本較高。 1.逆推法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般程序 — ↓ — ↓ — 2.有機(jī)合成遵循的原則 (1)符合有機(jī)合成中原子經(jīng)濟(jì)性的要求。所選擇的每個(gè)反應(yīng)的副產(chǎn)物應(yīng)盡可能少,所要得到的主產(chǎn)物的產(chǎn)率盡可能高且易于分離,避免采用副產(chǎn)物多的反應(yīng)。 (2)發(fā)生反應(yīng)的條件要適宜,反應(yīng)的安全系數(shù)要高,反應(yīng)步驟盡可能少而簡(jiǎn)單。 (3)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán),必要時(shí)應(yīng)采取一定的措施保護(hù)已引入的官能團(tuán)。 (4)所選用的合成原料要綠色化且易得、經(jīng)濟(jì);所選用的試劑與催化劑無(wú)公害性。 例4 寫(xiě)出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備的各步反應(yīng)方程式(必要的無(wú)機(jī)試劑自選)。 答案?、?CH2ClCH2CH2CH2OH+O22CH2ClCH2CH2CHO+2H2O ②2CH2ClCH2CH2CHO+O22CH2ClCH2CH2COOH ③CH2ClCH2CH2COOH+NaOHHOCH2CH2CH2COOH+NaCl ④+H2O 解析 采用“逆合成分析法”,最終產(chǎn)物是一種環(huán)酯,應(yīng)通過(guò)酯化反應(yīng)生成,故其上一步中間產(chǎn)物是HO—CH2—CH2—CH2—COOH。分析比較給出的原料與所要制備的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知:原料為鹵代醇,產(chǎn)品為同碳原子數(shù)的環(huán)內(nèi)酯,因此可以用醇羥基氧化成羧基,鹵原子再水解成為—OH,最后再酯化。但氧化和水解順序不能顛倒,因?yàn)橄人夂鬅o(wú)法控制只氧化一個(gè)—OH。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 易錯(cuò)警示 有機(jī)合成中引入多種官能團(tuán)時(shí),要考慮引入的先后順序。例如,由制備有兩種途徑:一是先將醛基催化氧化為羧基,然后再進(jìn)行醇羥基的消去反應(yīng);二是先進(jìn)行醇羥基的消去反應(yīng),后進(jìn)行醛基的催化氧化反應(yīng)。如果先進(jìn)行醇羥基的消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵,在醛氧化過(guò)程中碳碳雙鍵也會(huì)被氧化,因此途徑二不合適。 例5 已知CH2===CH—CH===CH2+,試以CH2===CH—CH===CH2和為原料合成 答案 CH2===CH—CH===CH2+ +O2 解析 對(duì)比目標(biāo)產(chǎn)物和給出的原料,借助題目給出的信息,可采用逆推的方法找出合成路線: 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 方法規(guī)律 逆推法的“四個(gè)”基本步驟 (1)觀察目標(biāo)化合物分子的結(jié)構(gòu)。 (2)由目標(biāo)化合物分子逆推原料分子。 (3)設(shè)計(jì)合成路線。 (4)對(duì)不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選。 例6 (2017北京昌平區(qū)高二期末)《茉莉花》是一首膾炙人口的中國(guó)民歌。茉莉花香氣的成分有多種,乙酸苯甲酯()是其中的一種,它可以從茉莉花中提取,也可以以乙烯和甲苯為原料進(jìn)行人工合成。其中一種合成路線如下: 回答下列問(wèn)題: (1)A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為_(kāi)____________________________________________, ________________________________________________________________________。 (2)寫(xiě)出反應(yīng)②、⑥的化學(xué)方程式____________________________________________ ________________________________________________________________________, ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)上述反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的有________(填序號(hào))。 (4)反應(yīng)__________(填序號(hào))原子的理論利用率為100%,符合綠色化學(xué)的要求。 答案 (1)CH3CHO (2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH++H2O (3)④⑤⑥ (4)①③ 解析 (1)A物質(zhì)應(yīng)該是乙醇在Cu的作用下被催化氧化成的乙醛,B物質(zhì)是與鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成的鹵代烴,由在⑤的條件下鹵代烴發(fā)生的水解反應(yīng)生成苯甲醇知,B中只有一個(gè)鹵素原子即B為。(2)②是乙醇的催化氧化,⑥是乙酸與苯甲醇發(fā)生的酯化反應(yīng)。(3)①是加成反應(yīng),②③均是氧化反應(yīng),④是與鹵素發(fā)生的取代反應(yīng),⑤是鹵代烴發(fā)生的水解反應(yīng),也屬于取代反應(yīng),⑥是酯化反應(yīng),屬于取代反應(yīng)。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 正合成分析法 方法思路 利用有機(jī)合成中官能團(tuán)的衍變關(guān)系設(shè)計(jì)合成路線 1.下面是有機(jī)合成的三個(gè)步驟:①對(duì)不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選;②由目標(biāo)分子逆推原料分子并設(shè)計(jì)合成路線;③觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)。逆推法正確的順序?yàn)? ) A.①②③ B.③②① C.②③① D.②①③ 答案 B 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)思路 2.有機(jī)物可經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?,其各步反?yīng)的反應(yīng)類型是( ) A.加成→消去→取代 B.消去→加成→消去 C.加成→消去→加成 D.取代→消去→加成 答案 B 解析 設(shè)計(jì)路線如下: 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 正合成分析法 3.下列是以乙烯為原料合成丙酸(CH3CH2COOH)的途徑,不可能達(dá)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 答案 A 解析 A的設(shè)計(jì)中化合物X為甲醛與乙醛在堿性環(huán)境下反應(yīng)生成的HO—CH2—CH2—CHO,然后發(fā)生催化氧化時(shí)不能生成丙酸,故不合理。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的選擇和優(yōu)化 4.肉桂醛()在自然界中存在于桂油中,是一種常用的植物調(diào)味油。工業(yè)上主要以CH2===CH2和甲苯為主要原料進(jìn)行合成: 請(qǐng)回答: (1)E中含氧官能團(tuán)的名稱是__________________。 (2)反應(yīng)①~④中屬于加成反應(yīng)的是__________。 (3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是_____________________________________________。 (4)用流程圖表示出制備的方案,例如: 答案 (1)羥基、醛基 (2)①③ (3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4) 解析 (1)由框圖可知A是乙醇,B是乙醛;在堿性條件下兩個(gè)醛分子間可以發(fā)生反應(yīng),生成羥基醛,故E中的含氧官能團(tuán)有羥基和醛基。 (2)從給出的反應(yīng)原理來(lái)看,兩個(gè)醛分子間的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是加成反應(yīng),同時(shí)乙烯和水的反應(yīng)也是加成反應(yīng)。 (3)在設(shè)計(jì)流程時(shí)一定要標(biāo)明反應(yīng)的條件。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 正合成分析法 5.工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲酸乙酯(一種常用的化妝品防霉劑),其生產(chǎn)過(guò)程如圖(反應(yīng)條件沒(méi)有全部注明): A 回答下列有關(guān)問(wèn)題: (1)寫(xiě)出有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:___________________________________________。 (2)寫(xiě)出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式:___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)反應(yīng)②的反應(yīng)類型為_(kāi)_______(填編號(hào)),反應(yīng)④的反應(yīng)類型為_(kāi)_______(填編號(hào))。 a.取代反應(yīng) b.加成反應(yīng) c.消去反應(yīng) d.酯化反應(yīng) e.氧化反應(yīng) (4)寫(xiě)出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)在合成路線中,設(shè)計(jì)第③和第⑥這兩步反應(yīng)的目的是 ____________________________________________________________________。 答案 (1) (2)+C2H5OHH2O+ (3)a e (4)+CH3I+HI (5)防止酚羥基在第④步反應(yīng)時(shí)被氧化 解析 比較反應(yīng)路線中各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式得出:①為在催化劑存在下的氯代反應(yīng),②為鹵代烴的水解反應(yīng)(或取代反應(yīng)),③為—CH3取代—OH上H原子的反應(yīng),④為苯環(huán)上的—CH3被氧化的反應(yīng),⑤為酯化反應(yīng),⑥為H原子取代—OCH3上—CH3的反應(yīng)。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成中官能團(tuán)的保護(hù) [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1 有機(jī)合成路線的選擇和優(yōu)化 1.以下反應(yīng)均可在一定條件下進(jìn)行,其符合綠色化學(xué)原理的是( ) ①2CH2===CH2+O2 ②乙烷與氯氣制備氯乙烷 ③乙醇與濃硫酸共熱制取乙烯 ④乙烯在一定條件下制備聚乙烯 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案 D 解析 以“原料分子中原子全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗璁a(chǎn)物”為依據(jù)進(jìn)行分析,乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),生成產(chǎn)物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等和氯化氫,原子不能全部轉(zhuǎn)化為一種產(chǎn)物,不符合題意;乙醇在濃硫酸作用下生成乙烯、水及其他副產(chǎn)物,也不符合;而①④中反應(yīng)物的原子可以完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,符合要求。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 綠色化學(xué)反應(yīng)原理 2.在有機(jī)合成中,常需要將官能團(tuán)消除或增加,下列變化過(guò)程中的反應(yīng)類型及相關(guān)產(chǎn)物不合理的是( ) ①乙烯―→乙二醇:CH2===CH2CH2Br—CH2BrHOCH2—CH2OH ②溴乙烷―→乙醇:CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2OH ③1-溴丁烷―→1,3-丁二烯:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH===CH2 CH3CH2CHBr—CH2BrCH2===CH—CH===CH2 ④乙烯―→乙炔:CH2===CH2CH2Br—CH2BrCH≡CH A.①② B.②③ C.②④ D.①④ 答案 B 解析?、陧?xiàng)由溴乙烷―→乙醇,只需溴乙烷在堿性條件下水解即可,路線不合理;③項(xiàng)合成過(guò)程中CH3CH2CHBr—CH2Br發(fā)生消去反應(yīng)所得產(chǎn)物為CH3CH2C≡CH(CH3CH===C===CH2不穩(wěn)定),合成路線及相關(guān)產(chǎn)物不合理。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的優(yōu)化和選擇 題組2 合成方法的應(yīng)用 3.以氯乙烷為原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的過(guò)程中,要依次經(jīng)過(guò)下列步驟中的( ) ①與NaOH的水溶液共熱 ②與NaOH的醇溶液共熱 ③與濃硫酸共熱到170 ℃?、茉诖呋瘎┐嬖谇闆r下與氯氣反應(yīng)?、菰贑u或Ag存在的情況下與氧氣共熱?、夼c新制的Cu(OH)2懸濁液共熱 A.①③④②⑥ B.①③④②⑤ C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤ 【考點(diǎn)】逆合成分析法 【題點(diǎn)】逆合成分析法 答案 C 解析 采取逆向分析可知,乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二氯乙烷→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反應(yīng)發(fā)生的條件,可知C項(xiàng)設(shè)計(jì)合理。 4.用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯CH2CH(CH3)的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)類型為( ) ①取代?、谙ァ、奂泳邸、芩狻、菅趸、捱€原 A.①④⑥ B.⑤②③ C.⑥②③ D.②④⑤ 答案 C 解析 CH3CH2CHO先與H2加成生成CH3CH2CH2OH,再發(fā)生消去反應(yīng)生成CH3CH===CH2,最后發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚丙烯。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 5.有下述有機(jī)反應(yīng)類型:①消去反應(yīng),②水解反應(yīng),③加聚反應(yīng),④加成反應(yīng),⑤還原反應(yīng),⑥氧化反應(yīng)。以丙醛為原料制取1,2-丙二醇,所需進(jìn)行的反應(yīng)類型依次是( ) A.⑥④②① B.⑤①④② C.①③②⑤ D.⑤②④① 答案 B 解析 合成過(guò)程為CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH===CH2 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 6.由環(huán)己醇制取己二酸己二酯,最簡(jiǎn)單的流程順序正確的是( ) ①取代反應(yīng)?、诩映煞磻?yīng)?、垩趸磻?yīng) ④還原反應(yīng) ⑤消去反應(yīng)?、搋セ磻?yīng)?、咧泻头磻?yīng) ⑧縮聚反應(yīng) A.③②⑤⑥ B.⑤③④⑥ C.⑤②③⑥ D.⑤③④⑦ 答案 B 解析 由環(huán)己醇制取己二酸己二酯,需要制得己二醇和己二酸,因此環(huán)己醇需要開(kāi)環(huán),即先要在環(huán)上引入雙鍵,可利用醇的消去反應(yīng),再氧化雙鍵開(kāi)環(huán)。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆向合成分析法 7.由CH3CH2CH2OH制備,所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)至少有①取代反應(yīng);②消去反應(yīng);③加聚反應(yīng);④酯化反應(yīng);⑤還原反應(yīng);⑥水解反應(yīng)等當(dāng)中的( ) A.①④ B.②③ C.②③⑤ D.②④ 答案 B 解析 制備過(guò)程為CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 8.化合物A()可由環(huán)戊烷經(jīng)三步反應(yīng)合成:XY,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.反應(yīng)1可用的試劑是氯氣 B.反應(yīng)3可用的試劑是氧氣和銅 C.反應(yīng)1為取代反應(yīng),反應(yīng)2為消去反應(yīng) D.A可發(fā)生加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Y 答案 C 解析 由合成流程可知,制取,可以先將與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),生成一氯環(huán)戊烷,再將一氯環(huán)戊烷在堿性條件下水解得環(huán)戊醇,環(huán)戊醇再氧化可得。反應(yīng)1可用的試劑是氯氣,A項(xiàng)正確;反應(yīng)3是將羥基氧化成羰基,可用的試劑是氧氣和銅,B項(xiàng)正確;反應(yīng)1為烷烴的取代反應(yīng),反應(yīng)2為鹵代烴的水解反應(yīng),屬于取代反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;A為,Y為,則羰基與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,故D項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 9.已知:。如果要合成所用的原始原料可以是( ) ①2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔?、?,3-戊二烯和2-丁炔 ③2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 ④2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 答案 A 解析 如果在虛線處斷鍵可得起始原料;如果在虛線處斷鍵可得起始原料,A選項(xiàng)符合題意。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 逆合成分析法 [綜合強(qiáng)化] 10.3-對(duì)甲苯丙烯酸甲酯(E)是一種用于合成抗血栓藥的中間體,其合成路線如下: +COB E 已知:HCHO+CH3CHOCH2===CHCHO+H2O (1)遇FeCl3溶液顯紫色且苯環(huán)上有兩個(gè)取代基的A的同分異構(gòu)體有________種。B中含氧官能團(tuán)的名稱為_(kāi)_______。 (2)試劑C可選用下列中的________(填字母)。 a.溴水 b.銀氨溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.新制Cu(OH)2懸濁液 (3) 是E的一種同分異構(gòu)體,該物質(zhì)與足量NaOH溶液共熱的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)E在一定條件下可以生成高聚物F,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________________。 答案 (1)3 醛基 (2)bd (3) +2NaOH+CH3CH===CHCOONa+H2O(配平不作要求) (4) 解析 已知發(fā)生的反應(yīng)是甲醛斷開(kāi)碳氧雙鍵,乙醛斷開(kāi)α碳?xì)滏I先發(fā)生加成反應(yīng),后再發(fā)生消去反應(yīng)。由此可知B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,B中所含官能團(tuán)為醛基和碳碳雙鍵;B→D是—CHO被氧化為—COOH,D→E過(guò)程發(fā)生了酯化反應(yīng)。 (1)“遇FeCl3溶液顯紫色”說(shuō)明含有酚羥基,分子中所含的另一取代基為—CH===CH2,在苯環(huán)上有鄰、間、對(duì)3種同分異構(gòu)體。 (2)將—CHO氧化成—COOH的試劑可以是銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液,但不能用酸性KMnO4溶液,它能將碳碳雙鍵氧化,也不能用溴水,它能與碳碳雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)。 (3)水解時(shí)消耗 1 mol H2O,生成的酚和羧酸消耗2 mol NaOH的同時(shí)生成2 mol H2O,故反應(yīng)方程式為 +2NaOH+CH3CH===CHCOONa+H2O。 (4)E中含有碳碳雙鍵,能夠發(fā)生加聚反應(yīng)生成 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成推斷 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成推斷的綜合 11.有機(jī)物G是某種新型藥物的中間體,其合成路線如下: 已知: RMgX 回答下列問(wèn)題: (1)寫(xiě)出反應(yīng)③所需要的試劑:__________;反應(yīng)①的反應(yīng)類型是________。 (2)有機(jī)物B中所含官能團(tuán)的名稱是________。 (3)寫(xiě)出有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________。 (4)由E到F的化學(xué)方程式:__________________________________________________。 (5)同時(shí)符合下列條件的D的同分異構(gòu)體有________種,寫(xiě)出滿足下列條件的其中任一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:____________________________________________________。 ①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng)。 (6)以1-丙醇為原料可合成丙三醇,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合成路線(無(wú)機(jī)試劑及溶劑任選)。 答案 (1)NaOH的醇溶液 取代反應(yīng) (2)碳碳雙鍵、氯原子 (3)HOCH2CHO (4)CH2BrCHBrCH2CH(OH)CH2OH+HBr[或 CH2BrCHBrCH2CH(OH)CH2OH+KOH+KBr+H2O] (5)4 HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3(任寫(xiě)一種) (6)CH3CH2CH2OHCH2===CHCH3CH2===CHCH2Cl 解析 A與氯氣在500 ℃下反應(yīng)生成B(CH2===CHCH2Cl),該反應(yīng)為取代反應(yīng),則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2===CHCH3;B與Mg在無(wú)水乙醚條件下反應(yīng)生成C(CH2===CHCH2MgCl),D與Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成E[CH2BrCHBrCH2CH(OH)CH2OH],則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2===CHCH2CH(OH)CH2OH,結(jié)合題干反應(yīng)原理可知,有機(jī)物X為HOCH2CHO;有機(jī)物E發(fā)生反應(yīng)生成F,根據(jù)F、G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,F(xiàn)發(fā)生消去反應(yīng)生成G。 (1)根據(jù)上述分析可知,反應(yīng)③為鹵代物的消去反應(yīng),所以反應(yīng)所需試劑為氫氧化鈉的醇溶液;反應(yīng)①為取代反應(yīng)。 (2)根據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2===CHCH2Cl可知,含有的官能團(tuán)為碳碳雙鍵和氯原子。 (3)由上述分析可知,有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CHO。 (5)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2===CHCH2CH(OH)CH2OH,①能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說(shuō)明分子中含有醛基;②能發(fā)生水解反應(yīng),說(shuō)明分子中含有酯基,則滿足以上條件的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式有HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3。 (6)以1-丙醇為原料合成丙三醇,應(yīng)該先使丙醇發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯,然后丙烯與氯氣在500 ℃條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH2===CHCH2Cl,CH2===CHCH2Cl與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)生成CH2ClCHClCH2Cl,CH2ClCHClCH2Cl在氫氧化鈉水溶液中加熱發(fā)生取代反應(yīng)生成丙三醇。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成推斷 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成推斷的綜合 12.(2017廣東七校聯(lián)合體調(diào)研)聚酯增塑劑廣泛應(yīng)用于耐油電纜、煤氣管、防水卷材、電氣膠帶、耐油耐汽油的特殊制品等。聚酯增塑劑G及某醫(yī)藥中間體H的一種合成路線如下(部分反應(yīng)條件略去): 已知: +R2OH (1)B的名稱(系統(tǒng)命名)為_(kāi)_______。 (2)若反應(yīng)①的反應(yīng)條件為光照,最先得到的氯代有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________________ ______________________________________________________。 (3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型: 反應(yīng)②是________,反應(yīng)④是________。 (4)寫(xiě)出B與D反應(yīng)生成G的化學(xué)方程式:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)甲苯的二氯代物的同分異構(gòu)體有________種。 (6)利用以上合成路線的信息,以甲苯和乙醇為原料合成 (無(wú)機(jī)試劑任選)。 請(qǐng)寫(xiě)出合成路線:_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)1,2-丙二醇 (2)CH2ClCH===CH2 (3)取代反應(yīng) 氧化反應(yīng) (4)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH(CH3)CH2OH +2nH2O (5)10 (6) 解析 丙烯與氯氣加成生成A(CH3CHClCH2Cl),A通過(guò)水解反應(yīng)生成B(CH3CHOHCH2OH);苯與氫氣加成,利用逆推法,可知C是環(huán)己烷;G是聚酯增塑劑,可知B、D發(fā)生縮聚反應(yīng)生成G;根據(jù)+ +R2OH,可知F是酯類物質(zhì),則F為 CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3。 (1)B的名稱為1,2-丙二醇。 (2)若反應(yīng)①的反應(yīng)條件為光照,丙烯與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),最先得到的氯代有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH2ClCH===CH2。 (3)根據(jù)流程圖,反應(yīng)②是水解反應(yīng)(取代反應(yīng)),反應(yīng)④是氧化反應(yīng)。 (5)甲苯的二氯代物的同分異構(gòu)體有10種,分別是兩個(gè)氯原子都在甲基上(1種);一個(gè)氯原子在甲基上,一個(gè)在苯環(huán)上(鄰、間、對(duì)3種情況);2個(gè)氯原子都在苯環(huán)上(2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,6-二氯甲苯、3,4-二氯甲苯、3,5-二氯甲苯,共6種)。 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成與推斷 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成推斷的綜合 13.?dāng)巢莅肥且环N除草劑。它的合成路線如下: 回答下列問(wèn)題: (1) 在空氣中久置,A由無(wú)色轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣?,其原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)C分子中有2個(gè)含氧官能團(tuán),分別為_(kāi)_____和______(填官能團(tuán)名稱)。 (3)寫(xiě)出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_________________。 ①能與金屬鈉反應(yīng)放出H2;②是萘()的衍生物,且取代基都在同一個(gè)苯環(huán)上;③可發(fā)生水解反應(yīng),其中一種水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng),另一種水解產(chǎn)物分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫。 (4)若C不經(jīng)提純,產(chǎn)物敵草胺中將混有少量副產(chǎn)物E(分子式為C23H18O3),E是一種酯。E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________。 (5)已知:RCH2COOH,寫(xiě)出以苯酚和乙醇為原料制備的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用)。合成路線流程圖示例如下: H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH 答案 (1)A被空氣中的O2氧化 (2)羧基 醚鍵 (3) (或) (4) (5)CH3CH2OHCH3CHO CH3COOHClCH2COOH 解析 (1)酚類物質(zhì)易被空氣中的氧氣氧化,生成棕色物質(zhì)。 (2)C分子內(nèi)的含氧官能團(tuán)為羧基和醚鍵。 (3)C的該種同分異構(gòu)體應(yīng)含有、甲酸酯基、羥基,水解產(chǎn)物有對(duì)稱結(jié)構(gòu): (或)。 (4) 與反應(yīng)生成副產(chǎn)物E: (5)觀察目標(biāo)產(chǎn)物:,可知合成的關(guān)鍵是用苯酚制備出,然后再與乙醇反應(yīng)。由信息:RCH2COOH,可利用乙酸來(lái)制取ClCH2COOH,再將苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)生成苯酚鈉,苯酚鈉與ClCH2COOH反應(yīng)生成,然后再與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)可得 【考點(diǎn)】 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì) 【題點(diǎn)】 有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的綜合- 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- 2018-2019版高中化學(xué) 第三章 有機(jī)合成及其應(yīng)用 合成高分子化合物第1節(jié) 有機(jī)化合物的合成 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修5 2018 2019 高中化學(xué) 第三 有機(jī)合成 及其 應(yīng)用 合成 高分子化合物
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