课时梯级训练(15) 有机合成路线的设计（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

课时梯级训练(15)　有机合成路线的设计 1．有机物M()是一种合成镇痛药的主要成分。某小组的同学设计如图的合成路线： 已知：①RCNR—COOH (1)B的化学名称为________；A→B的原子利用率为________；M中含氧官能团的名称为________。 (2)D的结构简式为________。 (3)F→M反应的化学方程式为____________________________________________。 (4) 的同分异构体有多种，其中同时含有苯环结构和碳碳三键的结构有________种，写出其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式：________。(写出一种即可) (5)参照上述合成路线，设计以、CH3—CN、CH3CH2NH2为原料制备的合成路线：(无机试剂任选)___________________________ _______________________________________________________________________。 答案：(1)环氧乙烷　100%　酯基 (2) (3) (5) 解析：由题干合成流程图可知，由C和E的结构简式结合D的分子式、C到D、D到E的转化条件可推知，D的结构简式为，由E和M的结构简式结合E到F、F到M的转化条件可推知，F的结构简式为。 (1)由题干流程图可知，B的结构简式为，则B的化学名称为环氧乙烷；A→B的反应的化学方程式为2CH2===CH2＋O22，则其原子利用率为100%；由M的结构简式可知M中含氧官能团的名称为酯基。 (2)由分析可知，D的结构简式为。 (3)由分析可知，F的结构简式为，则F→M的反应的化学方程式为＋C2H5OH＋H2O。 (4) 的同分异构体有多种，其中同时含有苯环和碳碳三键，若只含一个取代基有：—C≡C—NH2、—NH—C≡C—H两种，若有两个取代基即—C≡CH、—NH2，则有邻、间、对三种，故共有5种，其同分异构体中满足核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶2的结构简式为 (5)本题采用逆向合成法，根据题干流程图中D到E的信息可知，可由和CH3CN2转化而来，由C到D的转化信息可知，可由和SOCl2转化而来，由B到C的转化信息可知，可由和CH3CH2NH2转化而来，故确定合成路线如下： 。 2．PLLA塑料不仅具有良好的机械性能，还具有良好的可降解性。它可由石油裂解气之一丙烯为原料合成。下列框图是以石油裂解气为原料来合成PLLA塑料的流程图(图中有部分产物及反应条件未列出)。 请回答下列问题： (1)属于加成反应的有________(填标号)，F的结构简式为________________。 (2)写出下列反应的化学方程式： 反应③：________________________________________________________； 反应⑤：_________________________________________________________。 (3)已知E(C3H6O3)存在三种常见不同类别物质的同分异构体，请各举一例(E除外)并写出其结构简式：____________、______________、________________。 (4)制取丙烯腈的方法常有如下两种： 方法1：CH≡CH＋HCNCH2===CH—CN 方法2：CH2===CH—CH3＋NH3＋O2CH2===CH—CN＋3H2O 相比较而言，方法2的优点是________________。 (5)已知：2CH2===CH2，炔烃也有类似的性质，设计由丙烯合成的合成路线： ___________________________________________________________(表示方法为AB……目标产物) 答案：(1)②⑥　 (2) (4)生产成本低(原料易得、节能)，无毒性 (5) 解析：根据PLLA的结构简式可知，E的结构简式为两分子通过反应⑧酯化反应生成F；D与氢气通过反应⑥生成E，则D的结构简式为CH3COCOOH；C通过反应＋2Cu(OH)2CH3COCOOH＋Cu2O↓＋2H2O生成D，则C为B通过反应④加热氧化生成C，则B为A通过反应＋2NaBr生成B，丙烯通过与溴发生加成反应生成A，则A为；反应①为丁烷分解生成甲烷和丙烯，据此进行解答。 (1)由分析可知，反应①为分解反应，反应②为加成反应，反应③为取代反应，反应④⑤为氧化反应，反应⑥为加成反应，反应⑦为缩聚反应，反应⑧为酯化反应，也属于取代反应，属于加成反应的有②⑥；F的结构简式为。 (2)反应③为卤代烃发生水解反应，反应的化学方程式为＋2NaBr； 反应⑤为醛基的氧化反应，反应的化学方程式为＋2Cu(OH)2CH3COCOOH＋Cu2O↓＋2H2O。 (3)E的结构简式为可能的官能团有羰基、醛基、酯基，则E存在的三种常见不同类别物质的同分异构体有： CH3COOCH2OH。 (4)HCN为有毒物质，相比较而言，方法2的优点是生产成本低、原料易得、节能，无毒性。 (5)根据逆合成法可知，可以通过CH≡C—CH3通过信息反应合成，丙炔可以用丙烯分别通过加成反应、消去反应获得，所以合成路线为 3．有机物F是一种可使杂草选择性地发生枯死的药剂，常用以抑制植物生长。有机物F的一种合成路线如下： 回答下列问题： (1)A的名称是________________。 (2)A→B的反应类型为________________。 (3)F中官能团的名称为________________。 (4)E的结构简式为________________。 (5)B与足量碳酸钠溶液反应的化学方程式为________________________________。 (6)D的芳香同分异构体中符合下列条件的有________种。 ①能与NaHCO3溶液反应放出CO2；②能与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生加聚反应。 其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式可能为________。(写一种即可) (7)根据所学知识，设计以为起始原料制备有机物的合成路线，无机试剂任选： ___________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 答案：(1)邻苯二酚或1，2­苯二酚 (2)加成反应 (3)醚键、酯基 (4) (5) ＋3Na2CO3―→＋3NaHCO3 (6)16　 (7) 解析：由题干合成流程图可知，由A的结构简式和C的结构简式，结合B的分子式和A转化为B的反应条件可推知，B的结构简式为由C的结构简式和B到C的转化条件可推知，C2H4Cl2的结构简式为ClCH2CH2Cl，由D和F的结构简式，以及D到E、E到F的转化条件推知，E的结构简式为。 (1)由题干中A的结构简式可知，A的名称是邻苯二酚或1，2­苯二酚。 (2)由分析可知，A转化为B即和OHCCOOH转化为也即A(C6H6O2)＋OHC—COOH―→B(C8H8O5)，根据原子守恒，可推出反应类型为加成反应。 (3)由题干合成流程图中F的结构简式可知，F中含有官能团的名称为醚键、酯基。 (4)由分析可知，由D的结构式及E的分子式，可推出E的结构简式为。 (5)由分析可知，B的结构简式为则B与足量碳酸钠溶液反应，2 mol酚羟基和1 mol羧基发生反应，由于碳酸钠足量，所以不生成CO2，而生成碳酸氢钠，化学方程式为＋3Na2CO3―→＋3NaHCO3。 (6)D的芳香同分异构体，①能与NaHCO3溶液反应放出CO2，说明含有—COOH；②能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有苯酚结构；③能发生加聚反应，说明含有碳碳双键结构，所以将左边环打开，其中一个氧和原来的—CHO组成—COOH，另一个氧形成苯酚结构，再加一个碳碳双键即可。三个取代基—OH、—CH===CH2、—COOH共有10种；两个取代基：—OH、有3种；两个取代基：—OH、—CH===CH—COOH，有3种，总共16种。其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为 (7)本题可以采用直推法，即将中的碳碳双键加成为卤代烃，再水解为醇，最后氧化成酮与醛就得到产物。 4．H是一种重要的有机合成中间体，常用于制备抗病毒的核苷类药物，它的一种合成路线如下： 已知：① ； ② ③＋CO2↑(R′和R″代表烷基)。 请回答下列问题： (1)A的化学名称为____________，A→B的反应类型为____________。 (2)C的结构简式为________________。 (3)D中官能团的名称为________。 (4)G→H的第①步反应的化学方程式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用*标出H中的手性碳原子：____________。 (6)I是F的同分异构体，符合下列条件的I有______种(不考虑立体异构)。 ①分子中有一个六元环； ②能发生银镜反应。 (7)参照题给合成路线，请以丙酮和乙烯为原料，其他无机试剂任选，写出合成的路线：________________________________________________。 答案：(1)1，3­丁二烯　加成反应 (2)HOOCCH2COOH (3)酯基 (4) (5) (6)3 (7) 解析：由图可知A、B、C、D分别为CH2===CH—CH===CH2、、HOOCCH2COOH、C2H5OOCCH2COOC2H5。 (1)A的名称为1，3­丁二烯，A→B的反应类型为加成反应。 (2)C的结构简式为HOOCCH2COOH。 (3)D中所含官能团为酯基。 (4)G→H的第①步反应的化学方程式为＋2NaOH＋2CH3CH2OH。 (5)H中的手性碳原子为。 (6)I分子中有一个六元环，能发生银镜反应，则六元环上有一个取代基—CHO，有如图3个位置，共3种同分异构体。 (7)以丙酮和乙烯为原料，其他无机试剂任选，合成的路线如下： 5．心脏病治疗药左西孟坦中间体属于哒嗪酮类化合物，其合成路线如图： 回答下列问题： (1)K中含氧官能团的名称是________________。 (2)C的名称为____________，D→E的反应类型是________。 (3)条件1是____________________，I的结构简式为__________(用“*”标注手性碳原子)。 (4)写出K→L反应的化学方程式：________________________。 (5)化合物K的同分异构体中，满足下列条件的同分异构体有________种。 ①能发生水解反应； ②属于芳香族化合物。 (6)设计由丙酮()和OHC—CHO为原料，结合本题合成路线中的无机试剂设计制备的合成路线：________________________________________________________ ____________________________________________________________(合成需要三步)。 答案：(1)(酚)羟基、(酮)羰基 (2)苯酚　加成反应 (3)NaOH水溶液，加热　 (4) ＋HOOC—CHO＋H2O (5)6 (6) 解析：苯与Cl2在Fe或FeCl3作用下反应产生的B是氯苯，结构简式是再与NaOH溶液作用然后酸化得到的C是苯酚：C与浓硫酸混合加热发生取代反应产生D，D与CH2===CH2在AlCl3作用下发生苯环上羟基邻位的加成反应产生E，E与H3O＋作用，脱去磺酸基反应产生F，F与NaH、CH3I发生取代反应产生G，G与NBS在CCl4及加热条件下发生乙基的亚甲基上的取代反应产生H，H与NaOH的水溶液共热，发生取代反应产生I：，I然后发生催化氧化反应产生J，J与HI作用产生K，K与HOOCCHO在KOH作用然后酸化条件下反应得到L，L与H2N—NH2作用得到M：。 (1)根据图示可知化合物K中含氧官能团的名称是(酚)羟基、(酮)羰基。 (2)根据上述分析可知化合物C的结构简式是名称为苯酚；根据D、E结构的不同可知D与CH2===CH2在AlCl3作用下发生苯环上羟基邻位的加成反应产生E，故D→E的反应类型是加成反应。 (3)化合物H是，其中含有Br原子，与NaOH的水溶液共热，Br原子被—OH取代，发生取代反应产生I：，所以条件1是NaOH水溶液，加热；手性碳原子是连接4个不同的原子或基团的C原子，在I中手性C原子用“*”标注为。 (4)化合物K是，K与HOOC—CHO先在KOH作用下反应，然后酸化得到L，同时产生H2O，该反应的化学方程式为＋＋H2O。 (5)化合物K是，其同分异构体满足条件：①能发生水解反应，说明含有酯基；②属于芳香化合物，说明其中含有苯环，其可能的结构简式是共6种不同结构。 (6)丙酮()与OHC—CHO在KOH作用反应产生，与H2在催化剂存在条件下加热，发生加成反应产生环戊醇，然后与浓硫酸共热，发生消去反应产生环戊烯，故以丙酮与乙二醛为原料制取环戊烯的流程图为。 学科网（北京）股份有限公司 $$