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训练(十五) 有机合成
[对应素能提升训练第37页]
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
解析 ①中反应使碳碳双键断裂,碳链缩短;②中反应生成苯甲酸,碳链缩短;③中反应使碳碳键断裂,碳链缩短;④中反应生成乙酸钠和甲醇,碳链缩短;⑤中反应生成溴代烃,碳链长度不变。
答案 D
2.(汕头高二期中)以2溴丙烷为原料制取1,2丙二醇,需要经过的反应是( )
A.加成—消去—取代
B.消去—加成—取代
C.消去—取代—加成
D.取代—消去—加成
解析 以2溴丙烷为原料制取1,2丙二醇,步骤为:①2溴丙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯;②丙烯与溴单质发生加成反应生成1,2二溴丙烷;③1,2二溴丙烷在NaOH水溶液条件下水解(取代反应)生成1,2丙二醇。
答案 B
3.醛、酮分子中含有不饱和碳原子,能与很多试剂发生加成反应,下列试剂与醛、酮发生加成反应后不能增长碳链的是( )
A.氨 B.甲醇
C.氢氰酸 D.甲醛
解析 甲醇、氢氰酸、甲醛中均含有碳原子,与醛、酮发生加成反应后碳原子数增加,能增长碳链。氨不含碳,醛、酮与氨发生加成反应后碳原子数不变,不能增长碳链。
答案 A
4.(哈尔滨高二期末)已知卤代烃能发生反应2CH3CH2Br+2Na—→CH3CH2CH2CH3+2NaBr。下列有机物可以合成环丙烷的是 ( )
A.CH3CH2CH2Br
B.CH3CHBrCH2Br
C.CH2BrCH2CH2Br
D.CH3CHBrCH2CH2Br
解析 根据题给信息可知,与Na发生反应可生成。
答案 C
5.(鹤岗高二月考)格利雅试剂简称“格氏试剂”,它是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的,它可与羰基发生加成反应,如:RX+MgRMgX,+RMgX―→。今欲通过上述反应合成2丙醇,选用的有机原料正确的一组是( )
A.氯乙烷和甲醛 B.氯乙烷和丙醛
C.一氯甲烷和丙酮 D.一氯甲烷和乙醛
解析 由题目信息可知,此反应原理为断开C===O双键,烃基加在碳原子上,—MgX加在O原子上,产物水解得到醇,即发生取代反应,即氢原子(—H)取代—MgX。现要制取(CH3)2CH—OH,即若合成2丙醇,则反应物中碳原子数之和为3。氯乙烷和甲醛反应生成产物经水解得到CH2(OH)CH2CH3,A错误;氯乙烷和丙醛反应生成产物经水解得到3戊醇[CH3CH2CH(OH)CH2CH3],不是丙醇,B错误;一氯甲烷和丙酮反应生成产物经水解得到2甲基2丙醇,不是2丙醇,C错误;一氯甲烷和乙醛反应生成产物为2丙醇,D正确。
答案 D
6.(连云港高二期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( )
A.
B.CH3CH2BrCH2CH2CH2—CH2
C.CH3CHOCH3COOHCH3CO18OC2H5
D.CH2CH2CH3CH2OHCH3COOH
解析 苯在铁作催化剂的条件下,与液溴发生取代反应,故A不符;溴乙烷在NaOH的醇溶液中加热发生消去反应,故B不符;乙醛与新制氢氧化铜、加热、酸化后生成乙酸,乙酸和C2OH在浓硫酸作用下,酸脱羟基,醇脱氢,生成CH3CO18OC2H5,故C符合;CH3CH2OHCH3CHO,故D不符。
答案 C
7.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( )
答案 B
8.(江苏盐城六校高二期末联考)某药物中间体合成路线如下(部分产物已略去),已知A能发生银镜反应,下列说法正确的是( )
A.A的结构简式为
B.B中还含有羟基
C.步骤⑤的反应类型是取代反应
D.E发生消去反应的条件是NaOH醇溶液、加热
解析 由逆合成分析法分析步骤⑤条件可知,E发生分子内酯化反应生成,可知E为HOCH2CH2C(CH3)2COOH,D为HOCH2CH2C(CH3)2COONa;A与乙酸反应生成B,B发生催化氧化反应生成C,C发生水解反应得到D,结合A的化学式及A→B→C的反应条件,则C为CH3COOCH2CH2C(CH3)2COOH,B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,A为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,以此来解答。根据上述分析可知,A的结构简式为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,故A错误;B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,分子中含酯基、醛基,不含羟基,故B错误;步骤⑤是E发生的分子内酯化反应,属于取代反应,故C正确;E含—OH,且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上含有氢原子,故在浓硫酸、加热条件下可发生消去反应,故D错误。
答案 C
9.(宜春丰城高二期末)是一种有机烯醚,可以用烃A通过下列路线制得:浓H2SO4/△
NaOH水溶液/△
Br2/CCl4
———→————————→——————→③
①i5
②
则下列说法正确的是( )
A.的分子式为C4H4O
B.A的结构简式是CH2===CHCH2CH3
C.A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.①②③的反应类型分别为取代反应、水解反应、消去反应
解析 由框图可知,A为CH2===CH—CH===CH2,与Br2发生1,4加成可生成B(BrCH2CH===CHCH2Br),B在NaOH水溶液中发生水解反应生成C(HOCH2CH===CHCH2OH),C在浓硫酸作用下脱水生成。由的结构可知其分子式为C4H6O,A错误;A为CH2===CH—CH===CH2,B错误;A中含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;反应①②③分别为加成反应、水解反应、取代反应,D错误。
答案 C
10.叶酸是维生素B族物质之一,可以由下列甲、乙、丙三种物质合成:
(1)甲中显酸性的官能团是 (填名称)。
(2)下列关于乙的说法正确的是 (填标号)。
A.分子中碳原子与氮原子的个数比是7∶5
B.既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应
C.属于苯酚的同系物
(3)丁是丙的同分异构体,且满足下列两个条件,丁的结构简式为 。
a.含有
b.在稀硫酸中水解有乙酸生成
(4)甲可以通过如图所示路线合成(分离方法和其他产物已经略去):
①步骤Ⅰ的反应类型是 。
②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是 。
③步骤Ⅳ中反应的化学方程式为 。
解析 (1)羧基显酸性,氨基显碱性。(2)乙分子中含有7个碳原子、5个氮原子,A项正确;乙分子中含有—NH2、—Cl,—NH2可以与盐酸反应,—Cl可以与NaOH溶液反应,B项正确;乙分子中没有苯环,不属于苯酚的同系物,C项错误。(3)有机物丁的分子式是C5H9NO4,在稀硫酸中水解生成乙酸,故丁一定为乙酸某酯,又含有基团,故其结构简式为。(4)①根据反应前后物质的结构简式可知,步骤Ⅰ发生了取代反应。②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是把—NH2暂时保护起来,防止在步骤Ⅱ中反应;步骤Ⅳ是酰胺发生水解反应,重新生成—NH2。
答案 (1)羧基 (2)AB
(3)
(4)①取代反应 ②保护氨基
③+H2O+CH3COOH
11.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:①CH3CH2ClCH3CH2MgCl
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)。
解析 根据F的结构可知A中应含有苯环,A的分子式为C7H8,则符合条件的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的分子中含有两个甲基,则E为;E与氢气加成生成F,F与发生加成反应生成G,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)根据观察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。
答案 (1)甲苯 加成反应 碳碳双键、酯基
(2)
(3)+H2O+CH3OH
(4)
(5)
12.(河北模拟)有机化合物J是一种提高血液中白细胞含量的缓释药的成分,一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。A→B的反应类型为________。
(2)C的结构简式为________________。D中的官能团名称为________。
(3)写出反应I→J的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)I的同分异构体有多种,满足下列条件的同分异构体有________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有4组峰的结构为____________________(任写一种)。
①与I具有相同的官能团;②苯环上有两个取代基。
(5)参照上述路线,设计以CH2===C(CH3)2为原料合成的路线(其他试剂任选)。
解析 (1)A是CH2===CHCH3,化学名称为丙烯。A→B是丙烯分子中甲基上的1个H原子被Cl原子取代生成CH2===CHCH2Cl,反应类型为取代反应。
(2)根据E的结构简式、C→D→E的反应条件、C的分子式,可知D为HOCH2CH2CH2OH、C为ClCH2CH2CH2Cl。D中的官能团名称为羟基。
(3)I与甲醇发生酯化反应生成J,I为,反应I→J的化学方程式为+CH3OH+H2OCl。
(4)与I具有相同的官能团,即有碳碳双键、羧基、氯原子,苯环上有两个取代基,可以为—Cl和—CCl===CHCOOH、—Cl和—CH===CClCOOH、—Cl和、—COOH和—CCl===CHCl、—COOH和—CH===CCl2,共5种情况,两个不同取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系,共有15种满足条件的同分异构体。核磁共振氢谱有4组峰,则有4种不同化学环境的H原子,符合条件的同分异构体为等(合理即可)。
(5)CH2===C(CH3)2与氯气发生取代反应生成水解为,为保护碳碳双键不被氧化,在过氧化物作用下与HCl发生加成反应生成氧化为在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成。
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