第三章 第五节 第2课时 有机合成线路的设计与实施(讲义)-2024-2025学年高二化学下学期人教版2019选择性必修3

2025-04-13
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选修三.有机化学基础(周星星·化学) 第2课时 有机合成线路的设计与实施 一、有机合成的设计方法 1.从原料出发正向合成分析法的基本思路 基础原料通过有机反应形成一段碳链或连上一个官能团,合成第一个中间体;在此基础上,利用中间体的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成出第二个中间体……经过多步反应,最后得到具有特定结构和功能的目标化合物 2.从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路 (1)基本思路 在目标化合物的适当位置断开相应的化学键,目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物;接下来继续断开中间体适当位置的化学键,使其可以从更上一步的中间体反应得来;依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和合成路线。可以用符号“”表示逆推过程,用箭头“→”表示每一步转化反应 (2)逆合成分析法设计有机合成路线的思维程序 ①观察目标分子结构,即目标分子的碳架特征,以及官能团的种类和位置 ②由目标分子逆推原料分子,并设计合成路线,即目标分子碳架的构建,以及官能团引入和转化 ③依据绿色合成的思想,对不同的合成路径进行优选 (3)逆向合成分析法应用例析:利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程 ①逆合成分析思路 ②具体拆分步骤如下 ③写出正向合成路线图 3.选择合成路线的考虑因素 在进行有机合成时,要贯彻“绿色化学”理念,选择最佳合成路线,以较低的经济成本和环境代价得到目标产物。 ①合成步骤较少,副反应少,反应产率高; ②原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒; ③反应条件温和,操作简便,产物易于分离提纯;污染排放少。 【对点训练1】 1.由溴乙烷制,下列流程合理的是(  ) ①加成反应 ②取代反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤还原反应 A.②③①⑤② B.③①②④② C.③①②④⑤ D.②④⑤②② 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的乙醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催化剂存在的情况下与氯气反应 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 ⑦用稀H2SO4酸化 A.①③④②⑥⑦ B.①③④②⑤ C.②④①⑤⑥⑦ D.②④①⑥⑤ 3.由1,3-丁二烯为主要原料制取2-氯-1,3-丁二烯时,需要经过的反应类型为(  ) A.加成反应取代反应加成反应消去反应 B.加成反应加成反应消去反应 C.取代反应加成反应加成反应消去反应 D.取代反应消去反应加成反应 4.由CH3CH==CH2合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2(OOCCH3)时,需要经过的反应是(  ) A.加成取代取代取代 B.取代加成取代取代 C.取代取代加成取代 D.取代取代取代加成 5.用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯()的过程中发生的反应类型依次为(  ) ①取代 ②消去 ③加聚 ④酯化 ⑤氧化 ⑥还原 A.①④⑥ B.⑤②③ C.⑥②③ D.②④⑤ 6.以和为原料合成请用合成反应的流程图表示出最合理的合成方案(注明必要的反应条件) 提示:① ②RCH2CH==CH2+Cl2RCHClCH==CH2+HCl ③合成反应流程图示例如下(无机试剂可任选):ABC……―→H 7.已知: 请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步主要反应的化学方程式(不必写出反应条件) 8.以苯酚为原料的合成路线如图所示,请按要求作答: (1)写出A物质的名称: ;步骤①至⑦中属于加成反应的是 。 (2)写出反应②④的化学反应方程式: ② 。 ④ 。 (3)反应⑤可以制得E,同时得到多种副产物,其中有一种副产物G的结构中只有3种不同的氢原子,写出G结构简式为: (4)1,3-丁二烯是应用广泛的有机化工原料,它还可以用来合成氯丁橡胶。结合以上信息写出以1,3-丁二烯为原料制备氯丁橡胶的单体的合成路线 (必要的无机试剂可任选)。(示例:CH3CH2OH CH2=CH2BrCH2CH2Br)。 二、有机合成路线的设计及有机合成的发展史 1.常见有机物的转化 2.有机合成路线设计思路 3.常见的有机合成路线 (1)一元化合物合成路线 CH2==CH2CH3CH2XCH3CH2OHCH3CHOCH3COOH酯 (2)二元化合物合成路线 CH2==CH2CH2XCH2XHOH2CCH2OHOHCCHOHOOCCOOH 链酯、环酯、聚酯 (3)芳香化合物合成路线 ① ② 4.解决有机合成题的基本步骤 第一步:要正确判断合成的有机物属于何种有机物,它带有什么官能团,它和哪些知识、信息有关,它所在的位置的特点等 第二步:根据现有原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片段(小分子化合物)拼接衍变,尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。 第三步:将正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合,选择出最佳合成方案 【对点训练2】 1.已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH==CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCHClCH2COOH,发生反应的类型依次是(  ) A.水解反应、加成反应、氧化反应 B.加成反应、水解反应、氧化反应 C.水解反应、氧化反应、加成反应 D.加成反应、氧化反应、水解反应 2.已知卤代烃在一定条件下既可发生水解反应,又可发生消去反应,现以2-溴丙烷为主要原料制取1,2-丙二醇时,需要经过的反应是(  ) A.消去—加成—取代 B.加成—消去—取代 C.取代—消去—加成 D.取代—加成—消去 3.关于工业转化图(见图),下列说法不正确的是(  ) A.该过程是一种“对环境友好型”工业生产硫酸的方法 B.从以上物质的转化过程可看出硫酸可作乙烯水化法制乙醇的催化剂 C.该过程中①②是加成反应 D.该过程中③④是取代反应 4.工业生产中有实用价值的反应往往产物较纯净且容易分离,据此判断下列有机反应在工业上没有实用价值的是(  ) A. B. C.CH3CH2CH3+Cl2CH3CH2CH2Cl+HCl D. 5.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中,原子利用率最高的是(  ) A. B. C. D. 1.已知醇在一定条件下经分子间脱水可以生成醚,以乙醇、浓硫酸、溴水、氢氧化钠的水溶液为主要原料合成。最佳合成路线中依次涉及的反应类型是(  ) ①氧化 ②还原 ③取代 ④加成 ⑤消去 ⑥中和 ⑦水解 ⑧酯化 ⑨加聚 A.⑤④⑥⑧ B.⑤④⑦③ C.②⑤④⑧ D.②④⑥⑧ 2.在一次有机化学课堂小组讨论中,某同学设计了下列合成路线,你认为最不可行的是(  ) A.用氯苯合成环己烯: B.用甲苯合成苯甲醇: C.用乙烯合成乙酸:CH2==CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH D.用乙烯合成乙二醇:CH2==CH2CH3CH3CH2ClCH2ClHOCH2CH2OH 3.由CH3CH2CH2OH制备,所发生的化学反应至少有①取代反应;②消去反应;③加聚反应;④酯化反应;⑤还原反应;⑥水解反应等当中的(  ) A.①④ B.②③ C.②③⑤ D.②④ 4.以1-丙醇制取,最简便的流程需要下列反应的顺序是(  ) a.氧化 b.还原 c.取代 d.加成 e.消去 f.中和 g.加聚 h.酯化 A.b、d、f、g、h B.e、d、c、a、h C.a、e、d、c、h D.b、a、e、c、f 5.是一种有机烯醚,可以用烃A通过下列路线制得,则下列说法正确的是(  ) A.A的名称是2-丁烯 B.B分子中不含不饱和键 C.C是一种二元醇,易溶于水 D.③的反应类型为消去反应 6.A、B、C都是有机化合物,且有如下转化关系:,A的相对分子质量比B大2,C的相对分子质量比B大16,C能与A发生酯化反应生成M(C6H12O2),以下说法正确的是(  ) A.A是丙炔,B是丙烯 B.A是丙烯,B是丙烷 C.A是丙醇,B是丙醛 D.A是环己烷,B是苯 7.合成某医药的中间路线如图,下列说法不正确的是(  ) A.R的官能团是-OH B.R的沸点高于P的沸点 C.由P生成M发生消去反应 D.P的核磁共振氢谱图只有一组峰 8.由乙烯到丙醛的反应为:CH2==CH2+CO+H2CH3CH2CHO。关于该反应下列说法正确的是(  ) A.该反应从反应类型上看是一个取代反应 B.该反应的过程是一个碳链增长的化学反应过程 C.该生成物要转化成丙酮需要经过的反应过程至少有还原、消去、氧化 D.丙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物与该反应的产物相同 9.β-苯基丙烯醛(如构简式如丁所示)可用于水果保鲜或食用香料,合成路线如图。下列说法正确的是(  ) A.甲与乙互为同系物 B.反应①为加成反应,反应②为消去反应 C.1 mol丙与足量金属钠反应放出2 g H2 D.1 mol丁可被1 mol新制Cu(OH)2完全氧化 10.下述转化关系可用于合成解痉药奥昔布宁的前体(化合物丙),下列说法不正确的是(  ) A.化合物甲中的含氧官能团有酮羰基和酯基 B.化合物乙分子中含有1个手性碳原子 C.化合物乙能发生消去反应,且生成的有机物能和溴发生加成反应 D.化合物丙能和氯化铁溶液发生显色反应 11.已知:,由乙醇合成CH3CH==CHCH3(2-丁烯)的流程如下: 下列说法错误的是(  ) A.③发生氧化反应,⑥发生消去反应 B.M的结构简式为CH3CH2X C.P的分子式为C4H10O D.2-丁烯与Br2以1∶1加成可得三种不同产物 12.已知。现有A、B、C、D、E、F六种有机物有如下转化关系,其中A的分子式为C4H8O3。下列判断正确的是(  ) A.有机物A结构可能有四种 B.反应①属于氧化反应 C.有机物B、D的最简式相同 D.有机物E是交警检测酒驾的重要物证 13.阿魏酸在食品、医药等方面有着广泛用途。一种合成阿魏酸的反应可表示为 下列说法不正确的是(  ) A.丙二酸与乙二酸(HOOC-COOH)互为同系物 B.阿魏酸的分子式为C10H12O4 C.香兰素、阿魏酸都是芳香族化合物 D.阿魏酸分子中最多有10个碳原子共平面 14.α-呋喃丙烯醛(丙)为常用的优良溶剂,也是有机合成的重要原料,其合成路线如下(部分反应试剂与条件已略去)。下列说法正确的是(  ) A.甲中只含有两种官能团 B.乙的分子式为C7H10O3 C.丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有5种(不考虑立体异构) D.①、②两步的反应类型分别为取代反应和消去反应 15.我国自主研发的对二甲苯的绿色合成路线取得新进展,其合成示意图如下,下列说法错误的是(  ) A.过程i发生了加成反应 B.利用相同的原理以及相同的原料,也能合成间二甲苯 C.中间产物M的结构简式为 D.该合成路线理论上碳原子的利用率为100%,且最终得到的有机产物只能用蒸馏的方法进行分离 16.食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下,下列叙述错误的是(  ) A.步骤(1)产物中残留的苯酚可用FeCl3溶液检验 B.苯酚和菠萝酯均可与酸性KMnO4溶液发生反应 C.苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应 D.步骤(2)产物中残留的烯丙醇可用溴水检验 17.我国自主研发“对二甲苯的绿色合成路线”取得新进展,其合成示意图如下,下列说法不正确的是(  ) A.过程i发生了加成反应 B.对二甲苯的一溴代物只有一种 C.M所含官能团既可与H2反应,也可与溴水反应 D.该合成路线理论上碳原子利用率为100%,且产物易分离 18.己烷雌酚的一种合成路线如下,下列叙述不正确的是(  ) A.用FeCl3溶液可以鉴别化合物X和Y B.Y的苯环上的二氯取代物有7种同分异构体 C.在氢氧化钠水溶液中加热,化合物X可发生消去反应 D.X转化为Y的反应类型为取代反应 19.,下列有关该合成路线的说法正确的是(  ) A.反应①的反应条件为NaOH的水溶液、加热 B.A分子中所有碳原子不可能共平面 C.B和C分子中均含有1个手性碳原子 D.反应③为加成反应 20.以愈创木酚作原料合成一种食品添加剂香草醛,路线如图所示。下列说法不正确的是(  ) A.12、23的转化分别为取代反应和氧化反应 B.最多共面的原子数,香草醛比愈创木酚多2个 C.若制得的香草醛中混有化合物3,可用NaHCO3溶液检验 D.等物质的量的此四种化合物分别与足量NaOH溶液反应,依次消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶2∶1 21.已知,产物分子比原化合物分子多出一个碳原子,增长了碳链。分析下图变化,并回答有关问题: (1)写出下列物质的结构简式A:__________________;C:___________________ (2)指出下列反应类型:C→D:________________;F→G:________________ (3)写出下列反应的化学方程式: D+E→F:_____________________________________________________________________ F→G:________________________________________________________________________ 22.“清肺排毒汤”对新冠肺炎病毒感染具有良好的效果,其中一味中药黄芩的一种活性中间体的结构简式为,现在可人工合成,路线如图所示: (1)A生成B的反应条件是___________________,B生成C的反应条件为______________________ (2)合成过程中,属于取代反应的是________(填序号) (3)F的结构简式为________ (4)D在一定条件下能生成高分子,请写出该反应的化学方程式:__________________________________________,同时符合下列三个条件的D的同分异构体共有______种 a.能发生银镜反应;b.苯环上有3个取代基;c.能与FeCl3溶液发生显色反应 (5)依据以上合成信息,写出以乙烯和氯苯为原料合成的路线,无机试剂自选 23.以芳香烃A为原料合成有机化合物F和I的合成路线如下: 已知: (1)A的名称为 ,B中的官能团名称为 。 (2)D分子中最多有___________个原子共平面。 (3)E生成F的反应类型为 ,G的结构简式为 。 (4)由H生成I的化学方程式为 。 (5)符合下列条件的B的同分异构体有多种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为6:2:1:1的是(写出其中一种的结构简式) _。 ①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应。 (6)已知 ,参照上述合成路线,以苯和丙酸为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线 。 24.化合物I是一种用于制备抗高血压药物阿替洛尔的中间体。其合成路线流程图如下: (1)I中含氧官能团名称是 和 。 (2)B→C的反应类型是 。 (3)已知B的分子式为C9H10O2,写出B的结构简式: 。 (4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式: 。 ①含有二个苯环; ②能与NaHCO3反应生成CO2; ③分子中有5种不同化学环境的氢。 (5)以流程图中化合物A为原料可通过四步转化制备化合物。请用课本上学过的知识在横线上补充①~④的反应试剂和反应条件(样式:) 。 (6)请写出以C2H5OH和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干) 。 答案及解析 【对点训练1】 1.B。解析:CH3CH2BrCH2==CH2。 2.C。解析:采取逆合成分析法可知,乙二酸乙二醛乙二醇1,2-二氯乙烷乙烯氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件,可知C项设计合理。 3.A。解析:1,3-丁二烯与Cl2发生1,4-加成反应生成1,4-二氯-2-丁烯;1,4-二氯-2-丁烯在碱性条件下发生取代反应生成HOCH2CH===CHCH2OH,HOCH2CH===CHCH2OH与HCl发生加成反应生成HOCH2CHClCH2CH2OH,HOCH2CHClCH2CH2OH在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成2-氯-1,3-丁二烯。合成路线为: , 需要经过的反应类型为加成反应取代反应加成反应消去反应,故选:A。 4.B。解析:考查有机物的合成,一般采用逆推法。根据有机物的结构简式可知,化合物是由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成的;要生成丙三醇,需要利用1,2,3­三氯丙烷通过水解反应生成;生成1,2,3­三氯丙烷需要利用CH2ClCH==CH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应即生成CH2ClCH==CH2,所以答案选B。 5.C。解析:由目标产物可知,需要的单体为CH2===CH—CH3,而CH2===CH—CH3可通过CH3CH2CH2OH发生消去反应而制得,CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO通过加成(还原)反应得到,故选C。 6. 解析:本题可用逆合成法解答,其思维过程为: →……→→……→ 其逆合成分析思路为: 由此确定可按以上6步合成 7.(1)CH2==CH2+H2O―→CH3CH2OH (2)2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O (3)2CH3CHO (4)CH3CH==CHCHO+H2O (5)CH3CH==CHCHO+2H2CH3CH2CH2CH2OH 解析:由题给信息知:两个醛分子在一定条件下通过自身加成反应,得到的不饱和醛分子中的碳原子数是原参加反应的两个醛分子的碳原子数之和。根据最终产物正丁醇中有4个碳原子,原料乙烯分子中只有2个碳原子,运用题给信息,将乙烯氧化为乙醛,两个乙醛分子再进行自身加成变成丁烯醛,最后用H2与丁烯醛中的碳碳双键和醛基进行加成反应,便可得到正丁醇。本题基本采用正向思维方法。 乙烯乙醛丁烯醛正丁醇。 本题中乙烯合成乙醛的方法有两种: 其一:乙烯乙醇乙醛; 其二:乙烯乙醛。 8.环己醇 ①③⑤⑥ 【分析】 苯酚和氢气发生加成反应生成羟基环己烷,在浓硫酸条件下发生消去反应生成环己烯,和溴发生加成反应生成1,2-二溴环己烷,在氢氧化钠乙醇溶液加热条件下反应生成环己二烯,和溴发生加成反应生成,然后和氢气加成,生成,再水解得。 【详解】 (1) A物质的名称环己醇;步骤①至⑦中属于加成反应的是①③⑤⑥。 (2)②化学反应方程式。 ④化学反应方程式。 (3)D为,与溴发生1,2加成或1,4加成,或全部发生加成反应生成四溴产物,对应的副产物为,,其中有一种副产物G的结构中只有3种不同的氢原子, G结构简式为: (4)以1,3-丁二烯为原料制备氯丁橡胶的单体,1,3-丁二烯与溴发生1,4—加成生成BrCH2CH=CHCH2Br,然后发生水解反应生成HOCH2CH=CHCH2OH,再与氯化氢发生加成反应产生HOCH2CH2CHClCH2OH,最后发生醇的消去反应生成CH2=CHCCl=CH2,合成路线为。 【对点训练2】 1.A。解析:由于-Cl能发生水解反应,能发生氧化反应,所以BrCH2CH==CHCH2Br经三步制HOOCCHClCH2COOH,应先水解制得:HOCH2CH==CHCH2OH,再与HCl加成制得:HOCH2CHClCH2CH2OH,最后氧化得到最终产物。 2.A。解析:以2-溴丙烷为主要原料,制取1,2-丙二醇时,步骤为①2-溴丙烷在NaOH的乙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的水溶液中发生水解(或取代)反应生成1,2-丙二醇,故选A。 3.A。解析:由流程可知,反应物为乙烯、硫酸,反应产物为乙醇和硫酸,硫酸可循环利用,则该过程为工业上乙烯制取乙醇的方法,故A错误;由A可知,硫酸为乙烯水化法制乙醇的催化剂,故B正确;①为乙烯与硫酸发生加成反应,②为①中的产物与乙烯的加成反应,①②是加成反应,故C正确;③④为酯类的水解反应,是取代反应,故D正确。 4.C。解析:丙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应,产物种类很多,且不易分离。 5.C。解析:A中存在副产品CH3COOH,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;B中存在副产品CaCl2和H2O,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;C中反应物全部转化为目标产物,原子利用率为100%,原子利用率最高;D中存在副产品HOCH2CH2—O—CH2CH2OH和H2O,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低。 1.B。解析:合成的最佳路线为: CH3CH2OHCH2===CH2 2.D。解析:氯苯与H2发生加成反应生成一氯环己烷,一氯环己烷在NaOH的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成环己烯,可以实现,A项不符合题意;甲苯与Cl2在光照条件下发生甲基上的取代反应生成,在NaOH水溶液、加热条件下发生取代反应生成,可以实现,B项不符合题意;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,乙醛可以进一步被氧化生成乙酸,可以实现,C项不符合题意;乙烯与H2发生加成反应生成乙烷,但乙烷在光照条件下与Cl2发生取代反应,其产物有多种,无法控制反应只生成CH2ClCH2Cl,不可以实现,D项符合题意。 3.B。解析:制备过程为CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2 。 4.B。解析:CH3CH2CH2OHCH3CH==CH2CH3CHBrCH2BrCH3CHOHCH2OH 。 5.C。解析:通过分析可知,A的名称为1,3-丁二烯,A项错误;通过分析可知,B的结构简式为BrCH2CH===CHCH2Br,含有碳碳双键,B项错误;通过分析可知,C的结构简式为HOCH2CH===CHCH2OH,分子内含有两个羟基,碳原子个数仅为4,因此该物质易溶于水,C项正确;通过分析可知,由HOCH2CH===CHCH2OH生成,发生的是取代反应,D项错误。 6.C。解析:由,可推知A为醇,B为醛,C为酸,且三者碳原子数相同,再结合C能与A反应生成酯M(C6H12O2),可知A为丙醇,B为丙醛,C为丙酸。 7.C。解析:通过以上合成路线图知,R的结构简式为CH3CH(OH)CH3,则R的官能团是—OH,故A正确;P的结构简式为CH3COCH3,R的结构简式为CH3CH(OH)CH3,R能形成分子间氢键但P不能形成分子间氢键,含有分子间氢键的物质熔、沸点较高,所以R的沸点高于P的沸点,故B正确;P中碳氧双键被取代生成M,属于取代反应,故C错误;P的结构简式为CH3COCH3,P含有一种化学环境的氢原子,所以其核磁共振氢谱图只有一组峰,故D正确。 8.B。解析:A项,该反应不属于取代反应;B项,由CH2==CH2含2个碳原子的分子转化为CH3CH2CHO含3个碳原子的分子,是碳链增长的化学反应过程;C项,该生成物还原、消去后生成CH3CH==CH2再氧化又可生成丙醛;D项,丙烯被酸性KMnO4溶液氧化可生成乙酸和CO2。 9.B。解析:A.甲与乙结构不相似,不是互为同系物,故A错误;B.反应①苯甲醛中的醛基发生加成反应,反应②中羟基与邻碳上氢发生消去反应,故B正确;C.1 mol丙与足量金属钠反应放出1 g H2,故C错误;D.1 mol丁含1 mol醛基,可被2 mol新制Cu(OH)2完全氧化,故D错误;故选B。 10.D。解析:化合物中的含氧官能团有酮羰基和酯基,故A正确;化合物分子中含有1个手性碳原子(圆圈标出),故B正确;化合物能发生消去反应生成,生成的有机物含有碳碳双键,能和溴发生加成反应,故C正确;化合物不含酚羟基,不能与氯化铁发生显色反应,故D错误。 11.D 12.D。解析:由B与新制Cu(OH)2反应生成C,再结合A的分子式可推知B为CH3CHO、C为CH3COONa、D为CH3COOH、E为CH3CH2OH;由B的结构简式、题给已知反应,结合A的分子式C4H8O3,可知A为。有机物A只有一种结构,A错误;反应①为醛的还原反应,B错误;CH3CHO和CH3COOH的最简式不同,C错误;检测酒驾就是检测CH3CH2OH的含量,D正确。 13.B。解析:丙二酸与乙二酸官能团个数相同,且相差1个CH2原子团,互为同系物,故A正确;根据结构简式可知阿魏酸的分子式为C10H10O4,故B错误;香兰素、阿魏酸都含有苯环结构,是芳香族化合物,故C正确;苯环上的所有原子共平面,乙烯上的所有原子共平面,单键可以旋转,当苯和乙烯共平面,同时H3CO—中的C也和苯共平面,这时有10个碳原子共平面,故D正确。 14.C。解析:甲中含有碳碳双键、醚键、醛基三种官能团,A项错误;根据乙的结构可知,乙的分子式为C7H8O3,B项错误;丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有,共5种,C项正确;反应①是加成反应,D项错误。 15.D。解析:过程i是异戊二烯和丙醛发生加成反应生成中间产物M,故A正确;异戊二烯和丙醛发生加成反应有2种加成方式,可以合成对二甲苯和间二甲苯,但是不能合成邻二甲苯,故B正确;由M的球棍模型可知,甲基的邻位有一个双键,所以中间产物M的结构简式为:,故C正确;根据合成示意图可知:该合成路线分2步,第一步为加成反应,第二步为脱水反应,两步的碳原子利用率均为100%,最终得到的产物为对二甲苯和水,用分液的方法可将二者分离,不需要蒸馏,故D错误。 16.D。解析:A项中利用的显色反应可进行检验,正确;B项中和菠萝酯中的均可以被酸性KMnO4氧化,正确;C项中苯氧乙酸中的羧基、菠萝酯中的酯基都可与NaOH溶液反应,正确;D项中步骤(2)产物也含,能使溴水褪色,故错误。 17.B。解析:过程i是异戊二烯和丙烯醛共同发生加成反应,生成具有对位取代基的六元中间体——4-甲基-3-环己烯甲醛,选项A正确;对二甲苯()高度对称,分子中有2种不同化学环境的氢原子,其一溴代物有2种,选项B不正确;该合成路线理论上碳原子利用率为100%,且产物对二甲苯与水互不相溶易分离,选项D正确。 18.C。解析:X不含酚羟基,Y含有酚羟基,所以可以用氯化铁溶液鉴别X和Y,选项A正确;由图可以看出,苯环上的二氯代物有1、2;1、6;1、5;2、6;1、3;1、4;2、3,共7种同分异构体,选项B正确;在氢氧化钠溶液中发生水解反应,应在氢氧化钠乙醇溶液中发生消去反应,选项C不正确;由官能团的变化可知,X发生取代反应生成Y,选项D正确。 19.C。解析:由原料到目标产物,去掉溴原子、引入羟基和醛基,由逆合成分析法可知,C为,羟基可通过卤代烃的水解引入,则B为,与溴水发生加成反应可得到B,则A为。由上述分析可知,反应①为卤代烃的消去反应,反应条件为NaOH的乙醇溶液、加热,A项错误;苯分子是平面形结构,碳碳双键也是平面形结构,则通过碳碳单键的旋转,A()分子中所有碳原子可能共平面,B项错误;手性碳原子为连有4个不同原子或原子团的碳原子,B和C分子中均含有1个手性碳原子,C项正确;反应③为卤代烃的水解反应,D项错误。 20.A。解析:12属于加成反应,2→3属于氧化反应,故A错误;比较二者的结构简式可知,香草醛的结构比愈创木酚的结构苯环上多连了一个醛基,则共面的原子数多2个,故B正确;化合物3中含有羧基,与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,故C正确;1 mol化合物1含有1 mol酚羟基,1 mol化合物2含有1 mol酚羟基、1 mol羧基,1 mol化合物3含有1 mol酚羟基、1 mol羧基,1 mol化合物4含有1 mol酚羟基,故等物质的量的此四种化合物分别与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1 mol∶2 mol∶2 mol∶1 mol=1∶2∶2∶1,故D正确。 21.(1)   (2)消去反应 加聚反应 (3)+ 解析:有机物A(C3H6O)应属于醛或酮,因无银镜反应,只能是酮,可推知A为丙酮(),其他根据流程图路线,结合题给信息分析。 22.(1)氢氧化钠的水溶液,加热 铜或银作催化剂,加热 (2)①④⑤⑦ (3) (4) 10 (5) 解析:(2)反应①是氯原子被羟基取代;反应④是羟基被氯原子取代;反应⑤是取代反应;反应⑦是甲基被氢原子取代,所以属于取代反应的是①④⑤⑦。 (3)和F反应生成,由G逆推可知F的结构简式是。 (4)D分子中含有碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应生成高分子,反应的化学方程式是。a.能发生银镜反应,说明含有醛基;b.苯环上有3个取代基;c.与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,则3个取代基是—OH、—CHO、—CH==CH2,3个不同的取代基在苯环上有10种结构,所以符合条件的D的同分异构体有10种。 23.【答案】(1)     甲苯     羰基 (2)17 (3)     消去反应     (4)n++nH2O (5)或 (6)CH3CH2COOH 【解析】 (1)由以上分析可知A为,G中含有的官能团为碳碳双键、酯基,故答案为,碳碳双键、酯基; (2)为醛基催化氧化生成羧基的反应,检验M已完全转化为N的方法是取少量反应后的液体于试管中,滴加稀NaOH溶液至溶液呈碱性,再加新制的、加热,若没有砖红色沉淀产生,说明M已完全转化为N,故答案为:取少量反应后的液体于试管中,滴加稀NaOH溶液至溶液呈碱性,再加新制的、加热,若没有砖红色沉淀产生,说明M已完全转化为N(其他合理方法均可); (3)为醛基催化氧化,如果用高锰酸钾,则醛基和碳碳双键都被氧化,故不合理。答案为:酸性溶液在氧化醛基的同时,还可以氧化碳碳双键; (4)发生的是信息中的加成反应,故答案为:,加成反应; (5)M为,F是M的同系物,分子式比M多一个原子团。①能发生银镜反应,说明含有醛基;②能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,说明含有碳碳双键;③苯环上有2个对位取代基,符合上述条件的同分异构体有、、、、、,共6种。故答案为:6; (6)结合已知中②的反应,以丙烯和NBS为原料制备甘油(丙三醇)的合成路线为:。 24.【答案】     醚键     羧基     取代反应                    【解析】 (1)I为,含氧官能团名称是醚键和羧基; (2)与乙酸在催化剂作用下发生酯化反应生成B,B为,在紫外线作用下与氯气发生反应生成和氯化氢,故B→C的反应类型是取代反应; (3)B的结构简式为:; (4)E为,同时满足下列条件的E的一种同分异构体:①含有二个苯环;②能与NaHCO3反应生成CO2,则含有羧基;③分子中有5种不同化学环境的氢则高度对称,符合条件的同分异构体的结构简式有; (5)A为在Ni的催化下加热与氢气反应生成,在浓硫酸中加热发生消去反应生成,与溴的四氯化碳发生加成反应生成,在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应生成,补充①~④的反应试剂和反应条件分别为; (6)与NaBH4反应生成,与溴化氢发生取代反应生成,与氰化钠反应生成,在氢氧化钠水溶液中发生水解反应后酸化得到,与乙醇发生酯化反应生成,合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程如下图 2 1 学科网(北京)股份有限公司 $$

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第三章 第五节 第2课时 有机合成线路的设计与实施(讲义)-2024-2025学年高二化学下学期人教版2019选择性必修3
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