内容正文:
专题11 有机合成的方法与途径
一、有机合成的主要任务
1.构建碳骨架
构建碳骨架包括碳链的增长、缩短与成环等
(1)碳链的增长:在有机化学反应中,通过引入新的碳原子或碳链,使原有化合物的碳骨架变长的过程。
①烯或炔与HCN的加成: 。
②醛或酮与HCN的加成:。
③羟醛缩合反应:含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β-羟基醛,进而发生消去反应。
+H2O。
(2)碳链的缩短:通过化学反应将有机分子中的碳链长度减少的过程。
①烯烃的氧化:+ 。
②炔烃的氧化: 。
③芳香烃的氧化:。
(3)碳链成环:共轭二烯烃(含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开的烯烃,如1,3-丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder reaction),得到环加成产物,构建了环状碳骨架。
+。
2. 官能团的引入、转化、保护和消除
(1)官能团的引入:引入官能团的反应类型常见的有取代、加成、消去、氧化、还原等。
①羟基的引入:引入-OH生成醇的反应有烯与H2O加成, ,酯水解,
等。
ⅰ.烯烃与水加成:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH。
ⅱ.醛、酮与H2加成:CH3CHO+H2 CH3CH2OH。
ⅲ.醛、酮与HCN加成:+HCN。
ⅳ.羟醛缩合:+H-CH2CHO
ⅴ.卤代烃的水解:+NaOH+NaBr 。
ⅵ.酯的水解:+H2OCH3COOH+C2H5OH
ⅶ.酚钠与酸反应:+H2O+CO2+NaHCO3。
②碳碳双键的引入:引入的反应有醇与卤代烃的 反应等。
ⅰ.醇的消去:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O。
ⅱ.卤代烃的消去:CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O 。
ⅲ.邻二卤代烃的消去:+Zn CH2=CH2↑+ZnCl2。
ⅳ.炔烃与H2的加成:CH≡CH+H2 CH2=CH2。
③卤素原子的引入:通过加成、取代引入卤原子
ⅰ.与HX的加成:CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
CH≡CH+HBrCH2=CHBr。
ⅱ.与X2的加成:CH2=CH2+X2、CH≡CH+X2。
ⅲ.烷烃、芳香烃的取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、+Br2。
ⅳ.烯烃、羧酸的α-H取代
CH3-CH=CH2+Cl2+HCl。
RCH2COOH+Cl2+HCl。
ⅴ.醇与卤代烃的取代:CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O。
④羧基的引入:通过烯或醛的氧化,腈的水解引入羧基
ⅰ.烯的氧化:RCH2CH=CH2RCH2COOH+CO2↑。
ⅱ.腈的水解:CH3CH2CN CH3CH2COOH。
ⅲ.醛的氧化:2RCHO+O22RCOOH。
⑤羰基的引入:通过烯的氧化和叔醇的催化氧化引入羰基
ⅰ.烯的氧化:CO2↑+。
ⅱ.叔醇的催化氧化:+O22+2H2O
(2)官能团的转化:官能团的转化在有机合成中极为常见,可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应来实现。常用方法有以下三种:
①官能团的种类转化:利用官能团的衍生关系进行转化。
②官能团的数目转化:通过某种化学途径增加官能团的个数。
如:CH3CH2OHCH2CH2Cl-CH2-CH2-ClHOCH2-CH2OH。
③官能团的位置转化:通过不同的反应,改变官能团的位置。
如:CH3CH2CH2ClCH3CHCH2。
(3)官能团的保护:含有多个官能团的有机化合物在进行反应时,非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来,先将其转化为不受该反应影响的其他官能团,反应后再转化复原。
①醇羟基的保护:有机合成时,有时在引入某一个官能团时容易对醇羟基造成破坏,导致不能实现目标化合物的合成。因此,在制备过程中要把分子中的醇羟基通过恰当的方法保护起来,从而达到有机合成的目的。
如-OH保护过程:
②酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前,可以先使其与NaOH反应,把-OH转变为-ONa保护起来,待氧化其他基团后再酸化将其还原为-OH。
③碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与卤素单质、卤化氢等的加成反应将其保护起来,待氧化其他基团后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
例如,已知烯烃中在某些强氧化剂的作用下易发生断裂,因而在有机合成中有时需要对其进行保护和恢复;过程可简单表示如下:
+Br2+Zn+ZnBr2
④醛基的保护:醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,对其保护和恢复过程为
ⅰ.醛基的转化:R-CH2-OH;
ⅱ.醛基的复原:R-CH2-OHR-CHO。
⑤氨基(-NH2)的保护:氨基可被强氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,有机合成过程中需要对其进行保护。
例如,在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把-CH3氧化成-COOH,再把-NO2还原为-NH2。防止当KMnO4氧化-CH3时,-NH2(具有还原性)也被氧化。
(3)官能团的消除:官能团消除是指在有机化学反应中,通过特定方法将分子中的官能团(如羟基、双键、醛基等)去除的过程。
①碳碳双键或碳碳三键的消除:通过加成反应可以消除或。
如:CH2CH2+H2CH3CH3。
②羟基的消除:通过消去反应或氧化反应或酯化反应可消除-OH。
如:CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O;
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。
③醛基的消除:通过氧化反应或加成反应可消除-CHO。
如:2CH3CHO+O22CH3COOH;
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
④卤原子的消除:通过消去反应或水解反应可消除卤素原子。
如:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O;
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
⑤酯基的消除:通过水解反应消除酯基。
如:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。
二、有机合成路线的设计与实施
1.有机合成路线的设计方法
(1)正合成分析法:从原料出发设计合成路线的方法步骤。
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 ;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 ……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。
示例:乙烯合成乙酸的合成路线为 。
(2)逆合成分析法:从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路。
基本思路是在目标化合物的适当位置断开相应的 ,目的是使得到的较小片段所对应的 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 ,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。
示例:乙烯合成乙二酸二乙酯的合成路线逆向合成图(用“”表示逆推过程)
可以得出正向合成路线图:
2.常见的有机合成路线模型
(1)一元合成路线。
R-CH=CH2R-CH2-CH2XR-CH2-CH2OHR-CH2-CHO R-CH2-COOH酯
(2)二元合成路线。
CH2=CH2CH2X-CH2XHOH2C-CH2OHOHC-CHOHOOC—COOH链酯、环酯、聚酯
(3)芳香族化合物合成路线。
①
②
芳香酯
3.设计合成路线的基本原则
(1)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。
(4)污染排放少。
(5)在进行有机合成时,要贯彻“绿色化学”理念等。
【例1】(23-24高二下·浙江湖州·期中)已知:,如果要合成所用的原始原料可以是
A.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 B.2-甲基-1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔 D.1,3-戊二烯和2-丁炔
【例2】(23-24高二下·山西·期中)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是
A.甲苯在光照条件下与氯气反应
B.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
C.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【例3】(2025·全国·模拟预测)化合物I是一种重要的谷物田除草剂,其两条合成路线如下。
已知:I.RNO2RNH2 (R表示烃基);
II.。
回答下列问题:
(1)A→B的反应试剂和条件是 ;C的结构简式是 。
(2)D→F的反应类型为 。
(3)F在“①条件甲”时反应的化学方程式为 。
(4)“试剂X”中官能团的名称是 。
(5)E的同分异构体中,含六元碳环,核磁共振氢谱中有5组峰,峰面积之比为的有机物的结构简式是 。
(6)H的一种合成路线设计如下: 的结构简式分别是 、 。
【例4】(24-25高三上·四川攀枝花·阶段练习)化合物E是香料、染料的中间体,一种合成路线如下。
回答下列问题。
(1)A中官能团名称为 ,②的反应类型是 。1molA与NaOH热溶液充分反应,消耗NaOH的物质的量为 mol。
(2)反应④的化学方程式 。D与乙二醇反应产生聚酯的方程式 。
(3)写出与D互为同分异构体的含酯基的化合物的结构简式(2个) 。
(4)写出以乙烯为原料(其他原料任选)制取丁二酸(HOOC-CH2-CH2-COOH)的合成路线。合成路线常用的表示方式为: 。
1.下列反应中碳链缩短的是
A.乙醛自身的羟醛缩合反应 B.无水醋酸钠与碱石灰的反应
C.乙醛和银氨溶液的反应 D.溴乙烷和氰化钠的反应
2.已知,如果要合成所用的原料是
A.2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B.1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙烯
3.是合成高分子材料中的软化剂和增塑剂,其合成路线如下(部分反应条件省略):
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中与过程Ⅲ中存在相同类型的反应
B.过程Ⅰ中的中间产物为
C.过程Ⅱ可产生与Z互为同分异构体的副产物
D.可以使用酸性KMnO4检验Z是否完全转化为W
4.卤代烃能够发生下列反应:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是
A.BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B.
C. D.CH3CH2CH2CH2Br
5.功能高分子P的合成路线如下。
已知:RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
下列说法正确的是
A.H中含有碳碳双键
B.F的结构简式为CH3CH=CHCHO
C.C→D为消去反应
D.仅用蒸馏水不能区分A和E
6.在有机合成中官能团的引入或改变是极为重要的,下列说法正确的是
A.甲苯在光照条件下与Cl2反应,主反应为苯环上引入氯原子
B.引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C.将CH2=CH-CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2=CH-COOH
D.将转化为的合理方法是与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
7.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架,下列反应不能引入-OH的是
A.醛还原反应 B.酯类水解反应
C.烯烃加成反应 D.烷烃取代反应
8.环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的黏结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂中间产物的合成路线:
其中A能使溴水褪色,则下列说法不正确的是
A.反应①是取代反应
B.A使溴水褪色是因为发生了加成反应
C.B的结构简式为CH3-CH=CHCl
D.C可以发生酯化反应
9.某功能高分子材料Z的合成路线如图所示:
下列说法错误的是
A.试剂X的名称为丙酸 B.试剂M的结构简式为HOCH2CH2OH
C.Y中含有三种官能团 D.Y转化为Z的反应是加聚反应
10.化合物Ⅰ是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:ⅰ)
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H₂O、ROH、RNH₂、RC≡CH等。
参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线 (其他试剂任选)。
11.有机化合物F是一种重要的有机合成中间体,其合成路线如图所示:
已知:①R-CH=CH2R-CH2CH2OH
②通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1)A→B的反应条件为 ,B的名称为 (系统命名法)。
(2)C→D的化学方程式为 。
(3)X→Y的化学方程式为 ,反应类型为 。
(4)Z的结构简式为 。
(5)化合物W的相对分子质量比X大14,其同分异构体中满足以下条件的共有 种。
①结构中含有苯环 ②遇FeCl3溶液不发生显色反应 ③能与钠反应放出氢气
12. “绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求,理想原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物,不产生副产物,实现零排放。下列反应类型一定符合这一要求的是
①取代反应 ②加成反应 ③酯化反应 ④加聚反应
A.② B.①③ C.③④ D.②④
13.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体,早在几十年前就成功合成,现在又有新的合成方法。
旧的合成方法是:
新的合成方法是:
两种方法相比,新方法的优点是
A.原料无爆炸危险 B.没有副产物,原料利用率高
C.原料都是无毒物质 D.生产过程中对设备没有任何腐蚀性
14.合成腈纶的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:
方法一:CaCO3→CaOCaC2CHCHCH2=CH-CN
方法二:CH2=CH-CH3+NH3+3/2O2 CH2=CH-CN+3H2O
对以上两种途径有如下分析:①方法二比方法一能源消耗低,成本低;②方法二比方法一工艺简单;③方法二比方法一降低了使用有气体的毒性,减少了污染;④方法二原子利用率为100%
其中正确的分析有几个
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
15.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率,从根本上解决环境污染问题。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是
A.CH2=CH2+ (过氧乙酸)→ +CH3COOH
B.CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2→ +CaCl2+H2O
C.2CH2=CH2+O22
D.3 +HOCH2CH2-O-CH2CH2OH+2H2O
16.下列有机合成所涉及的反应类型有误的是
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.由制:第一步取代,第二步取代,第三步取代
D.由制:第一步加成,第二步消去,第三步加成,第四步取代
17.在有机合成中,常需将官能团消除或增加,下列合成路线不简洁的是
A.
B.溴乙烷乙醇:
C.1-溴丁烷-丁炔:
D.
18.对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,通常以甲苯为原料进行合成。如图为对氨基苯甲酸的一种合成路线。(已知:烷基为苯环上邻、对位定位基,羧基为苯环上间位定位基)。下列说法不正确的是
A.反应①的条件可为:浓HNO3/浓H2SO4/△
B.反应③的反应类型为氧化反应
C.产物中可能含有副产物
D.若反应①、②顺序互换,则最终得到的产物主要是
19.对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基:,苯胺还原性强,易被氧化,则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是
A.甲苯XY对氨基苯甲酸
B.甲苯XY对氨基苯甲酸
C.甲苯XY对氨基苯甲酸
D.甲苯XY对氨基苯甲酸
20.某有机物G的合成路线如下,下列说法不正确的是
A.有机物B中有4种等效氢原子
B.反应A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化
C.反应A→B和B→D发生的都是取代反应
D.G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同
21.阿斯巴甜是市场上主流甜味剂之一,以下是以天门冬氨酸为原料合成阿斯巴甜的路线。
下列说法不正确的是
A.天门冬氨酸难溶于乙醇、乙醚
B.①④的目的是为了保护氨基
C.反应过程中包含了取代反应、消去反应
D.相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应,消耗HCl与NaOH的物质的量之比为2︰3
22.已知:
(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个H2O分子。下列说法不正确的是
A.与在一定条件下可生成
B.欲使正反应完全,需不断将水从反应体系中蒸出
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,催化效果越好
D.以HCHO和NH3为原料可合成乌洛托品()
23.已知卤代烃可以和钠反应,例如溴乙烷与钠发生反应:2CH3CH2Br+2Na→ CH3CH2CH2CH3+2NaBr应用这一反应,下列所给化合物中可以与钠合成环戊烷的是
A.CH3Br B.CH3CH2CH2CH2Br
C.CH2BrCH2CH2CH2CH2Br D.CH2BrCH2CH2CH2Br
24.狄尔斯-阿德耳反应,又称为双烯合成,如: +。将原料X和Y两种有机物进行双烯合成后可得: 。则合成该物质的原料X和Y不可能的是
A. 和 B. 和 C.和 D.和
25.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R-X+2Na+R'XRR'+2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其与金属钠反应,不可能生成的烃是
A.己烷 B.正丁烷 C.2,3-二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷
26.Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R-C≡C-HR-C≡C-C≡C-R+H2 下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
请回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。
(2)写出步骤②反应的化学方程式: 。
(3)E的结构简式为 。1 mol E理论上最大消耗氢气 mol。
(4)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有2种不同化学环境的氢原子,数目比为3∶1,符合条件的F有 种。
27. “鲁米诺”又名发光氨,是一种化学发光试剂,它在一定条件下被氧化后能发出蓝光,可用于鉴定血液,在刑侦中扮演了重要的角色,如图所示为鲁米诺的一种合成原理,下列叙述正确的是
A.鲁米诺的分子式为C8H6N3O2
B.①、②两步的反应类型分别为加成反应和还原反应
C.X可以和乙二醇发生酯化反应生成含有两个六元环的物质
D.若使用“84消毒液”对环境消毒,可能会干扰用鲁米诺在该环境下鉴定血液
28.丙酮与柠檬醛在一定条件下反应可以合成有工业价值的α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮,转化过程如图所示:
下列说法正确的是
A.丙酮与氢气可发生加成反应生成3-丙醇
B.假紫罗兰酮、α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮不互为同分异构体
C.α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分别与足量Br2发生加成反应的产物分子中都含有4个手性碳原子
D.可用银氨溶液鉴别合成的假紫罗兰酮中是否含有柠檬醛
29.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是
A.该有机物有5种官能团
B.分枝酸一定条件下可以发生取代反应、加成反应,氧化反应和聚合反应
C.分枝酸能和Na、NaOH分别发生反应,最多消耗这两种物质的物质的量之比是3︰2
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同
30.某聚酯纤维结构如图所示,下列说法正确的是
A.由单体合成该聚酯纤维的反应属于加聚反应
B.该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇
C.该聚酯纤维不能水解
D.该聚酯纤维含有亲水基羟基,在水中溶解度较大
31.高分子M广泛用于纺织、涂料等产品,合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.A是CH3COOCH3的同系物
B.A→N为加成聚合反应
C.生成1mol高分子M的同时生成n1mol乙酸甲酯
D.M、N均可水解得到
32.某高分子化合物R的结构简式如下:
下列有关R的说法正确的是( )
A.R的一种单体的分子式可能为C9H10O2
B.R完全水解后的生成物均为小分子有机物
C.可以通过加聚反应和缩聚反应合成R
D.碱性条件下,1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为2mol
33.阿司匹林广泛用于发热、疼痛等,其中长效缓释阿司匹林合成路线如图:
回答下列问题:
(1)I的名称为 ;C中含有的官能团的名称为 。
(2)由上述反应过程可推断A→B的目的是 。
(3)G→H的化学方程式为 。
(4)高聚物J的结构简式为 。
(5)符合以下条件的E的同分异构体有 种。
a.遇到溶液显紫色 b.可与溶液反应
c.能发生银镜反应 d.苯环上有3个取代基
(6)长效缓释阿司匹林最多消耗 。
34.聚乙烯醇滴眼液可治疗眼部干涩等,主要成分是,某同学设计其合成路线如下:
已知:R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(1)①的化学方程式是 。
(2)试剂a是 。
(3)②的反应类型是 。
(4)乙酸乙烯酯(结构简式见框图,分子式C4H6O2)有多种同分异构体,其中含有羧基的有: 、 、 、 、 (填结构简式)。
(5)③的化学方程式是 。
(6)工业上利用反应:CH≡CH+CH3COOH制备中间产物乙酸乙烯酯,其优点是 (答一条即可)。
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专题11 有机合成的方法与途径
一、有机合成的主要任务
1.构建碳骨架
构建碳骨架包括碳链的增长、缩短与成环等
(1)碳链的增长:在有机化学反应中,通过引入新的碳原子或碳链,使原有化合物的碳骨架变长的过程。
①烯或炔与HCN的加成:CH2=CH-CNCH2=CH-COOH。
②醛或酮与HCN的加成:。
③羟醛缩合反应:含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β-羟基醛,进而发生消去反应。
+H2O。
(2)碳链的缩短:通过化学反应将有机分子中的碳链长度减少的过程。
①烯烃的氧化:+RCOOH。
②炔烃的氧化:RCOOH。
③芳香烃的氧化:。
(3)碳链成环:共轭二烯烃(含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开的烯烃,如1,3-丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder reaction),得到环加成产物,构建了环状碳骨架。
+。
2. 官能团的引入、转化、保护和消除
(1)官能团的引入:引入官能团的反应类型常见的有取代、加成、消去、氧化、还原等。
①羟基的引入:引入-OH生成醇的反应有烯与H2O加成,卤代烃水解,酯水解,酮、醛与H2加成等。
ⅰ.烯烃与水加成:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH。
ⅱ.醛、酮与H2加成:CH3CHO+H2 CH3CH2OH。
ⅲ.醛、酮与HCN加成:+HCN。
ⅳ.羟醛缩合:+H-CH2CHO
ⅴ.卤代烃的水解:+NaOH+NaBr 。
ⅵ.酯的水解:+H2OCH3COOH+C2H5OH
ⅶ.酚钠与酸反应:+H2O+CO2+NaHCO3。
②碳碳双键的引入:引入的反应有醇与卤代烃的消去反应等。
ⅰ.醇的消去:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O。
ⅱ.卤代烃的消去:CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O 。
ⅲ.邻二卤代烃的消去:+Zn CH2=CH2↑+ZnCl2。
ⅳ.炔烃与H2的加成:CH≡CH+H2 CH2=CH2。
③卤素原子的引入:通过加成、取代引入卤原子
ⅰ.与HX的加成:CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
CH≡CH+HBrCH2=CHBr。
ⅱ.与X2的加成:CH2=CH2+X2、CH≡CH+X2。
ⅲ.烷烃、芳香烃的取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、+Br2。
ⅳ.烯烃、羧酸的α-H取代
CH3-CH=CH2+Cl2+HCl。
RCH2COOH+Cl2+HCl。
ⅴ.醇与卤代烃的取代:CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O。
④羧基的引入:通过烯或醛的氧化,腈的水解引入羧基
ⅰ.烯的氧化:RCH2CH=CH2RCH2COOH+CO2↑。
ⅱ.腈的水解:CH3CH2CN CH3CH2COOH。
ⅲ.醛的氧化:2RCHO+O22RCOOH。
⑤羰基的引入:通过烯的氧化和叔醇的催化氧化引入羰基
ⅰ.烯的氧化:CO2↑+。
ⅱ.叔醇的催化氧化:+O22+2H2O
(2)官能团的转化:官能团的转化在有机合成中极为常见,可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应来实现。常用方法有以下三种:
①官能团的种类转化:利用官能团的衍生关系进行转化。
②官能团的数目转化:通过某种化学途径增加官能团的个数。
如:CH3CH2OHCH2CH2Cl-CH2-CH2-ClHOCH2-CH2OH。
③官能团的位置转化:通过不同的反应,改变官能团的位置。
如:CH3CH2CH2ClCH3CHCH2。
(3)官能团的保护:含有多个官能团的有机化合物在进行反应时,非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来,先将其转化为不受该反应影响的其他官能团,反应后再转化复原。
①醇羟基的保护:有机合成时,有时在引入某一个官能团时容易对醇羟基造成破坏,导致不能实现目标化合物的合成。因此,在制备过程中要把分子中的醇羟基通过恰当的方法保护起来,从而达到有机合成的目的。
如-OH保护过程:
②酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前,可以先使其与NaOH反应,把-OH转变为-ONa保护起来,待氧化其他基团后再酸化将其还原为-OH。
③碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与卤素单质、卤化氢等的加成反应将其保护起来,待氧化其他基团后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
例如,已知烯烃中在某些强氧化剂的作用下易发生断裂,因而在有机合成中有时需要对其进行保护和恢复;过程可简单表示如下:
+Br2+Zn+ZnBr2
④醛基的保护:醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,对其保护和恢复过程为
ⅰ.醛基的转化:R-CH2-OH;
ⅱ.醛基的复原:R-CH2-OHR-CHO。
⑤氨基(-NH2)的保护:氨基可被强氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,有机合成过程中需要对其进行保护。
例如,在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把-CH3氧化成-COOH,再把-NO2还原为-NH2。防止当KMnO4氧化-CH3时,-NH2(具有还原性)也被氧化。
(3)官能团的消除:官能团消除是指在有机化学反应中,通过特定方法将分子中的官能团(如羟基、双键、醛基等)去除的过程。
①碳碳双键或碳碳三键的消除:通过加成反应可以消除或。
如:CH2CH2+H2CH3CH3。
②羟基的消除:通过消去反应或氧化反应或酯化反应可消除-OH。
如:CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O;
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。
③醛基的消除:通过氧化反应或加成反应可消除-CHO。
如:2CH3CHO+O22CH3COOH;
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
④卤原子的消除:通过消去反应或水解反应可消除卤素原子。
如:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O;CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
⑤酯基的消除:通过水解反应消除酯基。
如:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。
二、有机合成路线的设计与实施
1.有机合成路线的设计方法
(1)正合成分析法:从原料出发设计合成路线的方法步骤。
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。
示例:乙烯合成乙酸的合成路线为乙烯乙醇乙醛乙酸(或乙烯乙醇乙酸)。
(2)逆合成分析法:从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路。
基本思路是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。
示例:乙烯合成乙二酸二乙酯的合成路线逆向合成图(用“”表示逆推过程)
可以得出正向合成路线图:。
2.常见的有机合成路线模型
(1)一元合成路线。
R-CH=CH2R-CH2-CH2XR-CH2-CH2OHR-CH2-CHO R-CH2-COOH酯
(2)二元合成路线。
CH2=CH2CH2X-CH2XHOH2C-CH2OHOHC-CHOHOOC—COOH链酯、环酯、聚酯
(3)芳香族化合物合成路线。
①
②
芳香酯
3.设计合成路线的基本原则
(1)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。
(4)污染排放少。
(5)在进行有机合成时,要贯彻“绿色化学”理念等。
【例1】(23-24高二下·浙江湖州·期中)已知:,如果要合成所用的原始原料可以是
A.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 B.2-甲基-1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔 D.1,3-戊二烯和2-丁炔
【答案】C
【详解】由逆向合成分析法可知,合成的方法有:①,两种原料分别是2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔;②,两种原料分别为2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔,C正确;
故答案选C。
【例2】(23-24高二下·山西·期中)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是
A.甲苯在光照条件下与氯气反应
B.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
C.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【答案】B
【详解】A.甲苯在光照条件下与氯气反应引入碳氯键,A项不符合题意;
B.醛在催化剂并加热条件下与氢气反应引入羟基,B项符合题意;
C.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应引入碳碳双键,C项不符合题意;
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下发生酯化反应引入酯基,D项不符合题意;
故答案选B。
【例3】(2025·全国·模拟预测)化合物I是一种重要的谷物田除草剂,其两条合成路线如下。
已知:I.RNO2RNH2 (R表示烃基) ;
II.。
回答下列问题:
(1)A→B的反应试剂和条件是 ;C的结构简式是 。
(2)D→F的反应类型为 。
(3)F在“①条件甲”时反应的化学方程式为 。
(4)“试剂X”中官能团的名称是 。
(5)E的同分异构体中,含六元碳环,核磁共振氢谱中有5组峰,峰面积之比为的有机物的结构简式是 。
(6)H的一种合成路线设计如下:
的结构简式分别是 、 。
【答案】(1) 浓HNO3、浓H2SO4、加热
(2)取代反应
(3)+NaOH+
(4)氨基
(5)
(6)
【分析】由A(C7H4F)、B(C7H3NO2F)化学式间的差异可知A→B是硝化反应,结合F的化学式可知A为,B为,B→C是硝基还原为氨基的过程,C为。由已知II提示知D为,D→F发生取代反应,结合D、F的结构简式和E的分子式,可知E为;结合F、G的结构简式可知F→G是酯基在碱性条件下水解,再酸化得到羧基;结合G、I的结构简式和G→I的反应条件,可知试剂X为苯甲胺(V)。
【详解】(1)由A(C7H4F)、B(C7H3NO2F)化学式间的差异可知A→B是硝化反应,反应试剂和条件是浓HNO3、浓H2SO4、加热。结合已知I知B→C是硝基还原为氨基的过程,故C的结构简式是。
(2)由D()、F()化学式并结合E可知D→F是中羟基H原子被代替,发生取代反应。
(3)F在“①条件甲”时酯基在碱性条件下发生水解,化学方程式为+NaOH+。
(4)“试剂X”为,官能团名称是氨基。
(5)E的不饱和度为1,其同分异构体中除六元碳环外,还有2个O原子、1个Br原子,核磁共振氢谱中有5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶4的有机物的结构简式是。
(6)H为(),J→K过程硝基还原为氨基,K→H发生类似D→F的取代反应,由H逆推可知J为,K为。
【例4】(24-25高三上·四川攀枝花·阶段练习)化合物E是香料、染料的中间体,一种合成路线如下。
回答下列问题。
(1)A中官能团名称为 ,②的反应类型是 。1molA与NaOH热溶液充分反应,消耗NaOH的物质的量为 mol。
(2)反应④的化学方程式 。D与乙二醇反应产生聚酯的方程式 。
(3)写出与D互为同分异构体的含酯基的化合物的结构简式(2个) 。
(4)写出以乙烯为原料(其他原料任选)制取丁二酸(HOOC-CH2-CH2-COOH)的合成路线。合成路线常用的表示方式为: 。
【答案】(1)羧基、碳氯键 取代反应 2
(2) HOOCCH2COOH+2C2H5OH H5C2OOCCH2COOC2H5+2H2O
(3)HOOC-COOCH3、HOOC-CH2OOCH
(4)
【分析】氯乙酸和碳酸钠反应生成氯乙酸钠,氯乙酸钠和NaCN发生取代反应生成NCCH2COONa,ClCH2COONa在酸性条件下水解生成丙二酸,丙二酸和乙醇发生酯化反应生成H5C2OOCCH2COOC2H5
【详解】(1)根据A的结构简式,A中官能团名称为羧基、碳氯键;反应②是ClCH2COONa中的Cl原子被-CN代替,反应类型是取代反应。1molA与NaOH热溶液充分反应生成1molHOCH2COONa和1molNaCl,消耗NaOH的物质的量为2mol。
(2)反应④是HOOCCH2COOH和乙醇发生酯化反应生成H5C2OOCCH2COOC2H5和水,反应的化学方程式为HOOCCH2COOH+2C2H5OH H5C2OOCCH2COOC2H5+2H2O。HOOCCH2COOH与乙二醇反应产生聚酯的方程式
(3)HOOCCH2COOH的含酯基的同分异构体的结构简式HOOC-COOCH3、HOOC-CH2OOCH。
(4)乙烯和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷与NaCN发生取代反应生成NC-CH2CH2-CN,NC-CH2CH2-CN在酸性条件下水解生成HOOC-CH2-CH2-COOH,合成路线为。
1.下列反应中碳链缩短的是
A.乙醛自身的羟醛缩合反应 B.无水醋酸钠与碱石灰的反应
C.乙醛和银氨溶液的反应 D.溴乙烷和氰化钠的反应
【答案】B
【详解】A.乙醛自身发生羟醛缩合反应生成3-羟基丁醛,使碳链增长,故A不选;
B.无水醋酸钠与碱石灰反应生成甲烷,使碳链缩短,故B选;
C.乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵,碳原子数不变,碳链不变,故C不选;
D.溴乙烷和氟化钠发生取代反应生成CH3CH2CN,使碳链增长,故D不选;
故答案选B。
2.已知,如果要合成所用的原料是
A.2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B.1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙烯
【答案】D
【详解】根据逆向合成分析法,,故原料分别是丙烯和2,3-二甲基-1,3-丁二烯,D项正确。
故答案选D
3.是合成高分子材料中的软化剂和增塑剂,其合成路线如下(部分反应条件省略):
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中与过程Ⅲ中存在相同类型的反应
B.过程Ⅰ中的中间产物为
C.过程Ⅱ可产生与Z互为同分异构体的副产物
D.可以使用酸性KMnO4检验是否完全转化为W
【答案】D
【分析】X中含有碳氧双键,则过程Ⅰ中X发生碳氧双键的加成反应生成Y;Y中含有羟基,则过程Ⅱ在浓硫酸、加热条件下,Y发生消去反应生成Z;Z中含有碳碳双键,则过程Ⅲ中Z与水发生加成反应生成W。
【详解】A.根据分析,过程Ⅰ中与过程Ⅲ中均为加成反应,A正确;
B.X中含有碳氧双键,氧原子电负性大,带部分负电荷,当与极性试剂发生加成反应时,带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,即-MgI基团与氧原子相连,因此过程Ⅰ中的中间产物为,B正确;
C.根据分析,过程Ⅱ在浓硫酸、加热条件下Y发生消去反应,因此可生成副产物,与Z互为同分异构体,C正确;
D.Z中含有碳碳双键,W中含有羟基,均可以被酸性KMnO4溶液氧化使其褪色,则无法使用酸性KMnO4检验Z是否完全转化为W,D错误;
故答案选D。
4.卤代烃能够发生下列反应:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是
A.BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B.
C. D.CH3CH2CH2CH2Br
【答案】A
【分析】根据题目信息:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,可知反应的原理为:碳溴键发生断裂,溴原子与钠形成溴化钠,与溴原子相连的碳相连形成新的碳碳键,若形成环状结构,分子中一定含有两个溴原子,据此完成解答。
【详解】A.CH2BrCH2CH2CH2CH2Br分子中含有两个溴原子,与钠发生反应可以生成环戊烷和NaBr,A符合题意;
B.和钠以1:2反应生成1,4-二乙基环丁烷,B不符合题意;
C.分子中含有3个溴原子,不能和钠反应生成环丁烷,C不符合题意;
D.CH3CH2CH2CH2Br与金属钠反应后生成的是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3,D不符合题意;
故合理选项是A。
5.功能高分子P的合成路线如下。
已知:RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
下列说法正确的是
A.H中含有碳碳双键
B.F的结构简式为CH3CH=CHCHO
C.C→D为消去反应
D.仅用蒸馏水不能区分A和E
【答案】B
【分析】由高分子P的结构简式可知,D和H两物质分别为、,由反推可知C为,则C→D的反应为卤代烃的水解反应,反推可知B为,则A为;由H的结构简式及F→G的条件可知G为CH3CH=CHCOOH,则F为CH3CH=CHCHO,由已知的反应可知E为乙醛,据此解答。
【详解】A.由分析可知,H中没有碳碳双键,故A错误;
B.由分析可知,F的结构简式为CH3CH=CHCHO,故B正确;
C.C→D的反应为卤代烃的水解反应,也是取代反应,故C错误;
D.A为甲苯,不溶于水,E为乙醛,能跟水以任意比互溶,可以用蒸馏水区分A和E,故D错误;
故答案选B。
6.在有机合成中官能团的引入或改变是极为重要的,下列说法正确的是
A.甲苯在光照条件下与Cl2反应,主反应为苯环上引入氯原子
B.引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原
C.将CH2=CH-CH2OH与酸性KMnO4溶液反应即可得到CH2=CH-COOH
D.将转化为的合理方法是与足量的NaOH溶液共热后,再加入足量稀H2SO4
【答案】B
【详解】A.甲苯在光照条件下与Cl2反应,主反应为甲基上引入氯原子,故A错误;
B.卤代烃水解为醇,酯水解为酸和醇,烯烃与水发生加成反应生成醇,醛与氢气发生还原反应生成醇,故B正确;
C.碳碳双键、羟基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能得到CH2=CH—COOH,故C错误;
D.原料与足量NaOH溶液反应后,加入足量稀硫酸生成邻羟基苯甲酸,得不到目标产物,故D错误;
答案选B。
7.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架,下列反应不能引入-OH的是
A.醛还原反应 B.酯类水解反应
C.烯烃加成反应 D.烷烃取代反应
【答案】D
【详解】A.醛(R-CHO)与氢气发生加成反应能够生成R-CH2OH,该反应也属于还原反应,故A不符合题意;
B.酯类(R1-COO-R2)水解能够生成R1-COOH和HO-R2,故B不符合题意;
C.烯烃和水发生加成反应可以引入-OH,故C不符合题意;
D.烷烃取代反应生成卤代烃,不能反应引入-OH,故D符合题意;
故选D。
8.环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的黏结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂中间产物的合成路线:
其中A能使溴水褪色,则下列说法不正确的是
A.反应①是取代反应
B.A使溴水褪色是因为发生了加成反应
C.B的结构简式为CH3-CH=CHCl
D.C可以发生酯化反应
【答案】C
【详解】A. C3H6与氯气在光照下,生成C3H6Cl,为取代反应,A项正确;
B. 根据C可知,A中存在双键,故A使溴水褪色是因为发生了加成反应,B项正确;
C. C3H6与氯气在光照下,生成Cl-CH2- CH=CH2,C项错误;
D. C中有羟基,可以发生酯化反应,D项正确;
故答案选C。
9.某功能高分子材料Z的合成路线如图所示:
下列说法错误的是
A.试剂X的名称为丙酸 B.试剂M的结构简式为HOCH2CH2OH
C.Y中含有三种官能团 D.Y转化为Z的反应是加聚反应
【答案】A
【分析】由Z的结构可推出Y为CH2=CH-COOCH2CH2OH,再结合X的结构和反应条件,可知X与M发生酯化反应生成Y,推出M为HOCH2CH2OH,据此作答。
【详解】A.X中含有碳碳双键和羧基,其名称为丙烯酸,故A错误;
B.根据分析可知,M为HOCH2CH2OH,故B正确;
C.Y中含有碳碳双键、酯基、羟基三种官能团,故C正确;
D.Y含有碳碳双键,发生加聚反应生成高分子Z,故D正确;
故答案选A。
10.化合物Ⅰ是一种药物中间体,可由下列路线合成(Ph代表苯基,部分反应条件略去):
已知:ⅰ)
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应:
HY代表H₂O、ROH、RNH₂、RC≡CH等。
参照上述合成路线,设计以和不超过3个碳的有机物为原料,制备一种光刻胶单体的合成路线 (其他试剂任选)。
【答案】
【详解】根据题目给出的流程,先将原料中的羰基还原为羟基,后利用浓硫酸脱水生成双键,随后将物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物,后再与CF3COCF3在无水醚中反应再水解生成目标化合物,具体的流程如下:
。
11.有机化合物F是一种重要的有机合成中间体,其合成路线如图所示:
已知:①R-CH=CH2R-CH2CH2OH
②通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1)A→B的反应条件为 ,B的名称为 (系统命名法)。
(2)C→D的化学方程式为 。
(3)X→Y的化学方程式为 ,反应类型为 。
(4)Z的结构简式为 。
(5)化合物W的相对分子质量比X大14,其同分异构体中满足以下条件的共有 种。
①结构中含有苯环 ②遇FeCl3溶液不发生显色反应 ③能与钠反应放出氢气
【答案】(1) 浓硫酸、加热 2-甲基丙烯(或者2-甲基-1-丙烯)
(2)2(CH3)2CHCH2OH+O22(CH3)2CHCHO+2H2O
(3) +2Cl22HCl+ 取代反应
(4)
(5)5
【分析】根据正逆推结合的方式分析合成路线:由已知①可知,由此可知B中含有碳碳双键,结合C的结构简式,可知B的结构简式为:(CH3)2C=CH2。对比A和B的分子式,可知A→B的反应类型为醇的消去反应。由C→D的反应条件及分子式的变化,可知C→D为醇被氧化为醛的过程。D的结构简式为:(CH3)2CHCHO;D→E为醛被氧化为羧酸的过程。根据E和F的结构简式,可知E和Z发生酯化反应,Z的结构简式为,由Y的分子式及Y→Z的反应条件,结合已知②,可知Y发生卤代烃的消去反应生成Z,Y的结构简式为,则X→Y为苯环侧链上的取代反应,X的结构简式为:。
【详解】(1)由分析可知,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,B的结构简式为:(CH3)2C=CH2,根据系统命名法,可命名为2-甲基-1-丙烯或2-甲基丙烯。答案为:浓硫酸、加热;2-甲基丙烯(或者2-甲基-1-丙烯);
(2)C→D为醇在Cu、加热条件下被O2氧化为醛的过程,反应的化学方程式为:2(CH3)2CHCH2OH+O22(CH3)2CHCHO+2H2O;
答案为:2(CH3)2CHCH2OH+O22(CH3)2CHCHO+2H2O;
(3)根据分析,可知X→Y是苯环侧链烷基与Cl2发生取代反应,反应方程式为:+2Cl22HCl+。答案为:+2Cl22HCl+;取代反应;
(4)由分析可知,Z的结构简式为:;答案为:;
(5)根据化合物W的相对分子质量比X大14,可知化合物W的分子式为C8H10O。根据条件②可知,W中不含酚羟基,根据条件③可知,W中含有醇羟基。故化合物W中含有1个苯环、1个醇羟基、2个饱和碳原子,则满足条件的化合物W的同分异构体有:、、、、,共5种结构;答案为:5。
12. “绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求,理想原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物,不产生副产物,实现零排放。下列反应类型一定符合这一要求的是
①取代反应 ②加成反应 ③酯化反应 ④加聚反应
A.② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】D
【详解】取代反应的特点是有上有下,取而代之,即除了需要的有机产物,必定会产生其他分子作为副产物,不可能实现零排放。酯化反应的本质是取代反应。加成反应和加聚反应的特点是只上不下,产物只有一种,可实现零排放,达到原子利用率为100%。因此,本题选D选项。
13.甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体,早在几十年前就成功合成,现在又有新的合成方法。
旧的合成方法是:
新的合成方法是:
两种方法相比,新方法的优点是
A.原料无爆炸危险 B.没有副产物,原料利用率高
C.原料都是无毒物质 D.生产过程中对设备没有任何腐蚀性
【答案】B
【详解】A.有气体原料,会有爆炸危险,A不符合题意;
B.反应物全部转化成产物,没有副产物,原料利用率高,是优点,B符合题意;
C.CO和CH3OH是我们熟知的有毒物质,在生产过程中要注意防护,故原料都是无毒物质是错误的,C不符合题意;
D.生产过程中原料对设备的腐蚀性,只有大小之分,不可能没有任何腐蚀性,D不符合题意;
故答案选B。
14.合成腈纶的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:
方法一:CaCO3→CaOCaC2CHCHCH2=CH-CN
方法二:CH2=CH-CH3+NH3+3/2O2 CH2=CH-CN+3H2O
对以上两种途径有如下分析:①方法二比方法一能源消耗低,成本低;②方法二比方法一工艺简单;③方法二比方法一降低了使用有气体的毒性,减少了污染;④方法二原子利用率为100%
其中正确的分析有几个
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】①根据反应原理可知,方法2比方法1反应步骤少,能源消耗低,成本低,故①正确;
②根据反应原理可知,方法2比方法1原料比较丰富,且生成工艺简单,故②正确;
③方法①中使用了有毒的HCN,而方法2比方法1降低了有毒气体的使用,减少了污染,故③正确;
④方法②中,原子利用率小于100%,④错误;
综上所述,答案为C。
15.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率,从根本上解决环境污染问题。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是
A.CH2=CH2+ (过氧乙酸)→ +CH3COOH
B.CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2→ +CaCl2+H2O
C.2CH2=CH2+O22
D.3 +HOCH2CH2-O-CH2CH2OH+2H2O
【答案】C
【详解】A.生成物还有乙酸生成,原子利用率不是100%,A不符合;
B.生成物还有氯化钙和水生成,原子利用率不是100%,B不符合;
C.生成物只有环氧乙烷,原子利用率最高,C符合;
D.生成物有三种,不全是环氧乙烷,原子利用率不是100%,D不符合;
故答案选C。
16.下列有机合成所涉及的反应类型有误的是
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.由制:第一步取代,第二步取代,第三步取代
D.由制:第一步加成,第二步消去,第三步加成,第四步取代
【答案】B
【详解】A.由丙醛制1,2-丙二醇的合成步骤为催化剂作用下丙醛与氢气发生加成反应生成1-丙醇,1-丙醇发生消去反应生成丙烯,丙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴丙烷,1,2-二溴丙烷在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成1,2-丙二醇,则有机合成所涉及的反应类型正确,故A正确;
B.由1-溴丁烷制1,3-丁二烯的合成步骤为1-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成1-丁烯,1-丁烯与与溴化氢发生加成反应生成2-溴丁烷,2-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成2-丁烯,2-丁烯与溴水发生加成反应生成2,3-二溴丁烷,2,3-二溴丁烷在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成1,3-丁二烯,则有机合成所涉及的反应类型有误,故B错误;
C.由制的合成步骤为光照条件下甲苯与氯气发生取代反应得到,在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成苯甲醇,浓硫酸作用下苯甲醇与乙酸共热发生酯化反应生成,则有机合成所涉及的反应类型正确,故C正确;
D.由制的合成步骤为催化剂作用下与氢气在一定条件下发生加成反应生成,在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,则有机合成所涉及的反应类型正确,故D正确;
故答案选B。
17.在有机合成中,常需将官能团消除或增加,下列合成路线不简洁的是
A.
B.溴乙烷乙醇:
C.1-溴丁烷-丁炔:
D.
【答案】B
【详解】A.乙烯先加成后水解,路线设计合理简洁,A项不符合题意;
B.溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热水解即可生成乙醇,合成路线不简洁,B项符合题意;
C.1-溴丁烷先发生消去反应后再发生加成反应,存在2个卤素原子后发生消去反应可生成炔,路线设计合理简洁,C项不符合题意;
D.乙烯先发生加成反应,存在2个卤素原子后发生消去反应可生成炔,路线设计合理简洁,D项不符合题意;
故答案选B。
18.对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,通常以甲苯为原料进行合成。如图为对氨基苯甲酸的一种合成路线。(已知:烷基为苯环上邻、对位定位基,羧基为苯环上间位定位基)。下列说法不正确的是
A.反应①的条件可为:浓HNO3/浓H2SO4/△
B.反应③的反应类型为氧化反应
C.产物中可能含有副产物
D.若反应①、②顺序互换,则最终得到的产物主要是
【答案】B
【详解】A.反应①为甲苯的硝化反应,则反应条件为:浓HNO3/浓H2SO4/△ ,A正确;
B.反应③硝基被还原为氨基,反应类型为还原反应,B错误;
C.由于烷基为邻对位定位基,所以最后含有副产品,C正确;
D.若反应①、②顺序互换,由于-COOH为间位定位基,所以会将硝基引入羧基间位,还原后氨基与羧基位于间位,D正确;
故答案选B。
19.对氨基苯甲酸可以甲苯为原料合成。已知苯环上的硝基可被还原为氨基:,苯胺还原性强,易被氧化,则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是
A.甲苯XY对氨基苯甲酸
B.甲苯XY对氨基苯甲酸
C.甲苯XY对氨基苯甲酸
D.甲苯XY对氨基苯甲酸
【答案】A
【详解】A.由甲苯制取对氨基苯甲酸时,需发生硝化反应引入硝基,由于氨基易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基被还原之前,否则生成的氨基也被氧化,故先将甲基氧化为羧基,再将硝基还原为氨基,A正确;
B.甲基氧化为-COOH,羧基是间位定位取代基,不能得到对氨基苯甲酸,B错误;
C.甲苯还原得到环烷烃,最后硝化不能得到氨基,C错误;
D.还原硝基得到氨基,氨基具有还原性,再氧化甲基时容易被氧化,得不到对氨基苯甲酸,D错误;
故答案选A。
20.某有机物G的合成路线如下,下列说法不正确的是
A.有机物B中有4种等效氢原子
B.反应A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化
C.反应A→B和B→D发生的都是取代反应
D.G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同
【答案】C
【详解】A.有机物中有4种等效氢原子,故A正确;
B.由整个流程可知, A中酚羟基和(CH3)2SO4发生取代反应生成B,B发生氧化反应生成C,C和被KI在酸性条件下反应又得到酚羟基,可知A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化,故B正确;
C.反应A→B发生的是取代反应,B→D发生的是氧化反应,故C错误;
D.G在酸性条件下水解生成对羟基苯甲酸和乙醇,碱性条件下水解生成对羟基苯甲酸盐和乙醇,G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同,故D正确;
故答案选C。
21.阿斯巴甜是市场上主流甜味剂之一,以下是以天门冬氨酸为原料合成阿斯巴甜的路线。
下列说法不正确的是
A.天门冬氨酸难溶于乙醇、乙醚
B.①④的目的是为了保护氨基
C.反应过程中包含了取代反应、消去反应
D.相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应,消耗HCl与NaOH的物质的量之比为2︰3
【答案】C
【分析】根据图知,反应①为取代反应,反应②为羧基间的脱水反应,也属于取代反应,根据反应③前后物质的结构简式结合分子式知,C10H13NO2的结构简式为,反应④为取代反应。
【详解】A.常温下,天门冬氨酸微溶于水,难溶于乙醇、乙醚,溶于沸水,故A正确;
B.①将氨基转化为酰胺基,④将酰胺基转化为氨基,则①④的目的是为了保护氨基,故B正确;
C.都是取代反应,没有消去反应,故C错误;
D.相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应,氨基、酰胺基水解生成的氨基都能与HCl以1︰1反应,羧基、酰胺基水解生成的羧基、酯基水解生成的羧基都能与NaOH以1︰1反应,所以消耗HCl与NaOH的物质的量之比为2︰3,故D正确;
故答案选C。
22.已知:
(1)
(2)同一个C原子连接着一个-OH和的物质不稳定,会失去一个H2O分子。下列说法不正确的是
A.与在一定条件下可生成
B.欲使正反应完全,需不断将水从反应体系中蒸出
C.是该反应的催化剂,溶液酸性越强,催化效果越好
D.以HCHO和NH3为原料可合成乌洛托品()
【答案】C
【详解】A. 根据题中信息可知最终转化为,与在一定条件下可生成,A正确;
B.在平衡体系中不断将水从反应体系中蒸出,使反应正向进行,B正确;
C.H+开始参与反应,最后生成H+,H+是该反应的催化剂,溶液酸性越强,不利于最后一步产物的生成,催化效果不一定好,C错误;
D.以HCHO和NH3为原料反应发生6HCHO+4NH3→6H2O+,可以合成乌洛托品(),D正确;
故答案为:C。
23.已知卤代烃可以和钠反应,例如溴乙烷与钠发生反应:2CH3CH2Br+2Na→ CH3CH2CH2CH3+2NaBr应用这一反应,下列所给化合物中可以与钠合成环戊烷的是
A.CH3Br B.CH3CH2CH2CH2Br
C.CH2BrCH2CH2CH2CH2Br D.CH2BrCH2CH2CH2Br
【答案】C
【详解】A.CH3Br与Na反应产生CH3CH3和NaBr,不能反应产生环戊烷,A不符合题意;
B.CH3CH2CH2CH2Br与Na反应产生CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3和NaBr,不能反应产生环戊烷,B不符合题意;
C.CH2BrCH2CH2CH2CH2Br与Na反应产生环戊烷和NaBr,C符合题意;
D.CH2BrCH2CH2CH2Br与Na反应产生环丁烷和NaBr,D不符合题意;
故合理选项是C。
24.狄尔斯-阿德耳反应,又称为双烯合成,如: +。将原料X和Y两种有机物进行双烯合成后可得: 。则合成该物质的原料X和Y不可能的是
A. 和 B. 和 C.和 D.和
【答案】B
【分析】由题干信息可知,此类反应的原理为共轭二烯烃与烯烃发生1,4-加成。
【详解】
A.和可以发生双烯合成生成,A不符合题意;
B.该组合中没有共轭二烯烃,无法发生双烯合成,B符合题意;
C.和可以发生双烯合成,生成,C不符合题意;
D.和可以发生双烯合成,生成,D不符合题意;
答案选B。
25.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R-X+2Na+R'XRR'+2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其与金属钠反应,不可能生成的烃是
A.己烷 B.正丁烷 C.2,3-二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷
【答案】A
【详解】CH3CH2Br与金属钠以物质的量之比1:1发生反应能够生成正丁烷和溴化钠;CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比1:1发生反应能够生成2,3-二甲基丁烷和溴化钠;CH3CH2Br、CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比1:1:2反应能够生成2-甲基丁烷和溴化钠。综上所述,本题选A。
26.Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R-C≡C-HR-C≡C-C≡C-R+H2 下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
请回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。
(2)写出步骤②反应的化学方程式: 。
(3)E的结构简式为 。1 mol E理论上最大消耗氢气 mol。
(4)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有2种不同化学环境的氢原子,数目比为3∶1,符合条件的F有 种。
【答案】(1) 苯乙炔
(2)+2Cl2+2HCl
(3) 10
(4)5
【分析】由B的分子式C8H10、C的结构简式,可知B和氯气发生取代反应,生成C,则B为;A与氯乙烷发生取代反应生成B,则A为;对比C、D的结构可知,C脱去2分子HCl,同时形成碳碳三键得到D,该反应属于消去反应;D发生信息中的偶联反应生成E为,据此分析作答;
【详解】(1)由分析可知,B的结构简式为;根据D的结构简式可知,其化学名称为苯乙炔;
(2)和氯气发生取代反应,生成和氯化氢,化学方程式为:+2Cl2 +2HCl;
(3)根据分析可知,E的结构简式为;要使碳碳三键发生加成反应,变为单键,苯环加成生成环己烷,1 mol E理论上最大消耗氢气10mol;
(4)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种氢原子,数目比为3∶1,符合条件的F有5种,分别为、、、、。
27. “鲁米诺”又名发光氨,是一种化学发光试剂,它在一定条件下被氧化后能发出蓝光,可用于鉴定血液,在刑侦中扮演了重要的角色,如图所示为鲁米诺的一种合成原理,下列叙述正确的是
A.鲁米诺的分子式为C8H6N3O2
B.①、②两步的反应类型分别为加成反应和还原反应
C.X可以和乙二醇发生酯化反应生成含有两个六元环的物质
D.若使用“84消毒液”对环境消毒,可能会干扰用鲁米诺在该环境下鉴定血液
【答案】D
【详解】A.根据鲁米诺分子结构简式,结合C原子价电子数目是4个,可知其分子式为C8H7N3O2,A错误;
B.根据X、Y及鲁米诺分子结构简式可知反应①为取代反应,反应②为还原反应,B错误;
C.X和乙二醇发生酯化反应生成的物质的结构为:,C错误;
D.“84消毒液”具有强氧化性,鲁米诺分子中含有氨基,具有还原性,二者会发生氧化还原反应,因此可能会干扰用鲁米渃在该环境下鉴定血液,D正确;
故答案选D。
28.丙酮与柠檬醛在一定条件下反应可以合成有工业价值的α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮,转化过程如图所示:
下列说法正确的是
A.丙酮与氢气可发生加成反应生成3-丙醇
B.假紫罗兰酮、α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮不互为同分异构体
C.α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分别与足量Br2发生加成反应的产物分子中都含有4个手性碳原子
D.可用银氨溶液鉴别合成的假紫罗兰酮中是否含有柠檬醛
【答案】D
【详解】A.丙酮中含有羰基,可与氢气发生加成反应生成2-丙醇,A错误;
B.由结构简式可知,假紫罗兰酮、α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分子式都为C13H20O,但结构不同,所以三者互为同分异构体,B错误;
C.α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮分别与足量Br2发生加成反应的产物为、,分别含有5个、4个手性碳原子,C错误;
D.柠檬醛含有醛基,假紫罗兰酮不含醛基,可用检验醛基的方法检验假紫罗兰酮中是否含有柠檬醛,D正确;
故答案选D。
29.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述错误的是
A.该有机物有5种官能团
B.分枝酸一定条件下可以发生取代反应、加成反应,氧化反应和聚合反应
C.分枝酸能和Na、NaOH分别发生反应,最多消耗这两种物质的物质的量之比是3︰2
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同
【答案】A
【详解】A.根据结构简式可知,该有机物分子中含羧基、碳碳双键、羟基和醚键,共4种官能团,A错误;
B.分枝酸含有碳碳双键,可以发生加成反应,另外分枝酸还含有羧基和羟基,一定条件下可以发生取代反应、氧化反应和加聚反应,B正确;
C.分枝酸含有2个羧基和1个羟基,1mol分枝酸可以和3molNa反应,该有机物含有2个羧基,1mol分枝酸可以和2molNaOH反应,则1mol分枝酸分别和钠、氢氧化钠发生反应,最多消耗这两种物质的量之比是3︰2,C正确;
D.分枝酸含有碳碳双键,与溴可发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,而分枝酸分子中含的碳碳双键和羟基可被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,褪色原理不同,D正确;
故答案选A。
30.某聚酯纤维结构如图所示,下列说法正确的是
A.由单体合成该聚酯纤维的反应属于加聚反应
B.该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇
C.该聚酯纤维不能水解
D.该聚酯纤维含有亲水基羟基,在水中溶解度较大
【答案】B
【详解】A. 由单体合成该聚酯纤维的反应属于缩聚反应,故A错误;
B. 根据该聚酯纤维的结构得到该高聚物的单体为对苯二甲酸和乙二醇,故B正确;
C. 该聚酯纤维含有酯基,能发生水解,故C错误;
D. 该聚酯纤维虽然含有亲水基羟基,但由于含有较多的碳原子,因此在水中溶解度较小,故D错误。
综上所述,答案为B。
31.高分子M广泛用于纺织、涂料等产品,合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.A是CH3COOCH3的同系物
B.A→N为加成聚合反应
C.生成1mol高分子M的同时生成n1mol乙酸甲酯
D.M、N均可水解得到
【答案】A
【分析】CH3COOH与C2H2加成得到A,A为CH3COOCH=CH2,A聚合得到N,N为,N与CH3OH发生信息所给的反应,得到CH3COOCH3和高分子M;
【详解】A.根据分析可知A为CH3COOCH=CH2,与CH3COOCH3的结构不相似,不是同系物,故A错误;
B.A→N是CH3COOCH=CH2加成聚合生成高分子,属于加成聚合反应,故B正确;
C.根据流程可知生成1mol高分子M ,有n1个链节发生酯交换,生成n1mol乙酸甲酯,故C正确;
D.N为,M为,酯基水解均可水解得到,故D正确;
故答案选A。
32.某高分子化合物R的结构简式如下:
下列有关R的说法正确的是( )
A.R的一种单体的分子式可能为C9H10O2
B. R完全水解后的生成物均为小分子有机物
C.可以通过加聚反应和缩聚反应合成R
D.碱性条件下,1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为2mol
【答案】C
【分析】根据高分子化合物R的结构简式,找出链节,根据链节的特点确定其单体。
【详解】A.由该高分子化合物的结构简式可知,其单体为CH2=C(CH3)COOH、HOCH2CH2OH、HOOCCH(OH)CH2C6H5,R的单体之一的分子式为C9H10O3,A说法错误;
B.R完全水解有高分子化合物生成,B说法错误;
C.单体中存在碳碳双键、羟基、羧基,可通过加聚反应和缩聚反应生成R,C说法正确;
D.1molR中含n(m+1)mol-COOC-,碱性条件下,1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为n(m+1)mol,D说法错误;
故答案选C。
33.阿司匹林广泛用于发热、疼痛等,其中长效缓释阿司匹林合成路线如图:
回答下列问题:
(1)I的名称为 ;C中含有的官能团的名称为 。
(2)由上述反应过程可推断A→B的目的是 。
(3)G→H的化学方程式为 。
(4)高聚物J的结构简式为 。
(5)符合以下条件的E的同分异构体有 种。
a.遇到溶液显紫色 b.可与溶液反应
c.能发生银镜反应 d.苯环上有3个取代基
(6)长效缓释阿司匹林最多消耗 。
【答案】(1) 2-甲基丙烯酸或甲基丙烯酸或2-甲基-2-丙烯酸 羧基、醚键
(2)保护酚羟基
(3)BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr
(4)
(5)20
(6)4n
【分析】根据流程知,A为,C为,E为,G为,H为,J为,据此回答。
【详解】(1)①I的名称为2-甲基丙烯酸或甲基丙烯酸或2-甲基-2-丙烯酸;
②根据分析可知C中含有的官能团的名称为羧基、醚键;
(2)由上述反应过程可推断A→B的目的是保护酚羟基不被酸性高锰酸钾氧化;
(3)G→H的化学方程式为:BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr;
(4)根据分析可知,高聚物J的结构简式为;
(5)根据题意,能使氯化铁显色说明含有酚羟基,能与碳酸氢钠反应含有羧基,能发生银镜反应,含有醛基,苯环上3个取代基可以为-OH、-CHO、-CH2COOH或-OH、-COOH、-CH2CHO,三个取代基不同,先固定两个取代基有邻、间、对三种位置,再用第三个取代基取代,依次有4、4、2种,故符合题意的同分异构体共2×(4+4+2)=20种。
(6)长效缓释阿司匹林的链节中含2个普通酯基和1个酚酯基,故1mol长效缓释阿司匹林最多消耗4nmolNaOH。
34.聚乙烯醇滴眼液可治疗眼部干涩等,主要成分是,某同学设计其合成路线如下:
已知:R1COOR2+R3OH R1COOR3+R2OH
(1)①的化学方程式是 。
(2)试剂a是 。
(3)②的反应类型是 。
(4)乙酸乙烯酯(结构简式见框图,分子式C4H6O2)有多种同分异构体,其中含有羧基的有: 、 、 、 、 (填结构简式)。
(5)③的化学方程式是 。
(6)工业上利用反应:CH≡CH+CH3COOH制备中间产物乙酸乙烯酯,其优点是 (答一条即可)。
【答案】(1)CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(2)NaOH水溶液
(3)加聚反应
(4) CH2=CHCH2COOH CH2=C(CH3)COOH
(5)
(6)步骤少、原子利用率高等
【分析】反应①为CH2=CH2与Br2/CCl4发生加成反应生成A,A的结构简式为BrCH2CH2Br,A与试剂a加热反应生成HOCH2CH2OH,试剂a为NaOH水溶液,HOCH2CH2OH与B在浓硫酸、加热条件下反应生成HOCH2CH2OOCCH3,则B的结构简式为CH3COOH,HOCH2CH2OOCCH3在浓硫酸、加热时发生消去反应生成乙酸乙烯酯,乙酸乙烯酯发生加聚反应生成,与CH3OH在催化剂、加热条件下反应生成。
【详解】(1)①为CH2=CH2与Br2/CCl4发生的加成反应,化学方程式为CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br,故答案为:CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br;
(2)A与试剂a加热时发生水解反应生成HOCH2CH2OH,则试剂a为NaOH水溶液,故答案为:NaOH水溶液;
(3)反应②为乙酸乙烯酯中的碳碳双键发生加聚反应生成,即②的反应类型为加聚反应,故答案为:加聚反应;
(4)①乙酸乙烯酯的分子式为C4H6O2,其同分异构体能与NaHCO3溶液反应放出气体,说明其同分异构体中含羧基,符合题意的同分异构体的结构简式为:CH2=CHCH2COOH、CH2=C(CH3)COOH、、、,故答案为:CH2=CHCH2COOH;
②由①可知,其同分异构体为:CH2=C(CH3)COOH,故答案为:CH2=C(CH3)COOH;
③由①可知,其同分异构体为:,故答案为:;
④由①可知,其同分异构体为:,故答案为:;
⑤由①可知,其同分异构体为:,故答案为:;
(5)根据题干信息,反应③为与CH3OH在催化剂、加热时发生取代反应生成和CH3COOCH3,反应的化学方程式为:,故答案为:;
(6)由反应可知,该反应操作流程简单,副产物少,原料利用率高,故答案为:步骤少、原子利用率高等。
试卷第20页,共36页
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