11.7 第55讲 合成高分子 有机合成路线设计(课件PPT)-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习(广东专版)
2025-12-11
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“合成高分子”与“有机合成路线设计”核心考点,依据高考评价体系梳理高分子组成结构、加聚缩聚反应、官能团转化与保护等考查要求,通过近五年真题分析明确加聚缩聚反应占选择填空30%、合成路线设计占主观题25%的高频考点分布,归纳单体推断、方程式书写、路线设计等常考题型。
课件亮点在于“真题精讲+技巧建模+素养培养”,如以2024山东卷聚四氟乙烯制备题为例,运用“双键四碳法”突破单体推断,结合逆合成分析法拆解路线设计,培养科学思维与科学探究素养。设易错判断(如高分子纯净物误区)和缩聚小分子计算专题,帮助学生掌握得分技巧,教师可据此精准定位学情,提升复习效率。
内容正文:
第55讲 合成高分子 有机合成路线设计
第十一章 有机化学基础
高三一轮复习讲义 广东专版
1.了解高分子的组成与结构特点,能依据简单高分子的结构分析其
链节和单体。
2.了解加聚反应和缩聚反应的含义。
3.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生
活质量方面的贡献。
4.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。
复习目标
考点一 合成高分子
考点二 有机合成路线的设计
内容索引
重点强化
课时测评
考点一
合成高分子
返回
1.基本概念
(1)单体:能够进行____________________的低分子化合物。
(2)链节:高分子中化学组成______、可重复的______单元。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的______。
必备知识 整合
聚合反应形成高分子
单体
链节
聚合度
相同
最小
数目
1
现有高聚物
其链节是_______________,单体是______________________。
2.高分子的分类及性质特点
塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。
3.合成高分子的两个基本反应
加聚反应 缩聚反应
概念 由不饱和单体__________生成________的反应 单体分子间通过__________生成高分子的反应,生成缩聚物的同时,还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成
单体特点 含有____________的不饱和有机物 含有______________的反应基团(如—OH、
—COOH、—NH2、—X等)
产物特征 高聚物与单体具有相同的组成,生成物一般为线型结构 生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同的组成
加成聚合
高分子
缩合反应
双键或三键
两个或两个以上
2
按要求完成方程式
(1)加聚反应:氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为____________
____________________________。
(2)缩聚反应:己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为:
________________________________________________________
_________________________________________________。
nCH2
CHCl
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH
+(2n-1)H2O
1.天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色 ( )
2.有机高分子化合物都是纯净物 ( )
3.单体与由该单体形成的高聚物具有相同的性质 ( )
4.相对分子质量为105 000的聚丙烯其聚合度为2 500 ( )
5.由1,3-丁二烯合成顺丁橡胶发生加聚反应 ( )
6.盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞 ( )
7. 的单体是CH2===CH2和 ( )
正误判断
×
×
×
√
√
√
×
8.聚乙烯塑料可包装食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品 ( )
9.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料 ( )
10.酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料 ( )
11.聚四氟乙烯可作为不粘锅的内衬,其链节是—CF2— ( )
√
×
×
×
考向1 有机高分子材料的概述
1.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品,PVC保鲜膜则不能直接接触食品,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是
A.PE、PVC都属于链状高分子,受热易熔化
B.PE、PVC的单体都是不饱和烃,能使溴水褪色
C.焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体,如HCl
D.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染
关键能力 提升
√
2.四氯乙烯( )是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯( )
是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是
A.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
B.它们的分子中都不含氢原子
C.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
D.它们都能发生加成反应,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
√
两种物质均无法由乙烯发生加成反应制得,故A错误;二者都只含C和卤素原子,故B正确;聚四氟乙烯中不含碳碳不饱和键,性质较稳定,故C错误;聚四氟乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误。
考向2 聚合方程式的书写
3.按要求完成下列加聚反应方程式。
(1)nCH2===CH—CH3________________。
(2)nCH2===CH—CH===CH2____________________________。
(3)nCH2===CH2+ __________________________。
CH2—CH===CH—CH2
4.按要求完成下列缩聚反应方程式。
(1)nHOCH2—CH2OH+nHOOC—COOH ____________________
________________。
(2)nHOCH2—CH2—COOH _________________________________
________________。
(3)nH2N—CH2COOH_____________________________________。
+(2n-1)H2O
+(n-1)H2O
+(n-1)H2O
(4)nH2NCH2COOH+ ____________________________________
________________。
(5)nHCHO+n ___________________________________。
+(2n-1)H2O
+(n-1)H2O
1.加聚反应的书写方法
(1)单烯烃型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”。
(2)二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”。
(3)含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,右下写n”。
2.缩聚反应的书写方法
与加成聚合物结构简式写法有点不同,缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。
练后归纳
考向3 单体的判断
5.下列说法不正确的是
A.酚醛树脂属于热塑性塑料
B.结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子,其单体是乙炔
C.有机硅聚醚( )可由单体 和
缩聚而成
D.某塑料为 ,它的单体有3种
√
酚醛树脂属于热固性塑料,A项错误;高分子…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的结构简式可以表示为 CH===CH ,其单体为CH≡CH,B项正确。塑料的单体为CH2===CH2、 、
三种,D项正确。
高聚物单体的推断方法
1.加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半键闭合、单双键互换。如
的单体为CH2===CH2和CH2===CHCN,
的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。
练后归纳
2.缩聚产物的链节中不全为碳原子,一般有“ ”“ ”
等结构,在 或 画线处断键,碳原子上连—OH,氧原子或氮原子上连—H,即得单体。
练后归纳
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考点二
有机合成路线的设计
返回
1.有机合成的基本思路
必备知识 整合
2.有机合成路线的分析方法
方法 流程
逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料
正合成分析法 原料→中间产物→目标产物
综合比较法 原料→中间产物←目标产物
3.正确解答有机合成的关键
(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有机合成反应顺序的选择,官能团的转化和保护。
4.官能团的保护与恢复
(1)碳碳双键:在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
HOCH2CH===CHCH2OH
HOOC—CH===CH—COOH
(2)酚羟基:在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。
HOCH2CH2CHClCH2OH
(3)醛基(或酮羰基):在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
① 。
②
。
C2H5OH
H2O
HO—CH2CH2—OH
H2O
(4)氨基:在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺,然后再水解转化为氨基。
。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
关键能力 提升
考向1 根据已知信息和官能团的转化设计合成路线
1.请设计合理方案,以苯甲醇( )为主要原料合成
(无机试剂及有机溶剂任用)。
已知:① ;
②R—CNR—COOH。
答案:
H3O
将目标分子拆解成两个 ,结合已知信息,苯甲醇催化氧化为苯甲醛,苯甲醛先与HCN加成,再在酸性条件下水解,即可得到 。
2.以CH2===CHCH2OH为主要原料(其他无机试剂任选)设计CH2===CHCOOH的合成路线流程图(已知CH2===CH2可被氧气催化氧化为 ),并通过此题的解答,总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条)。
答案:CH2===CHCH2OH CH3CHClCH2OHCH3CH
ClCOOHCH2===CHCOONa CH2===CHCOOH;选择合适的反应条件、要注意官能团的保护
以CH2===CHCH2OH为主要原料合成CH2===CHCOOH,CH2===CHCH2OH可先和HCl发生加成反应,保护碳碳双键,再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基,最后结合卤代烃的消去引入碳碳双键;在选择合成路线时,需要选择合适的反应条件,同时注意官能团的保护,上述流程中用强氧化剂氧化羟基生成羧基时需要防止碳碳双键被氧化,故需要先保护碳碳双键。
考向2 从有机合成路线图中提取信息设计合成路线
3.沙罗特美是一种长效平喘药,其合成的部分路线如图:
请写出以 、(CH3)2C(OCH3)2、CH3NO2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:
根据已知的流程图可推知,若要制备 ,则需将
与(CH3)2C(OCH3)2发生取代反应得到 ,再与CH3NO2反应得
到 ,再利用羟基的消去反应引入碳碳双键,将碳碳双键与硝基通过加氢最终生成目标产物,合成路线见答案。
1.(2024·山东卷)下列高分子材料制备方法正确的是
A.聚乳酸( )由乳酸经加聚反应制备
\
B.聚四氟乙烯( CF2—CF2 )由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙-66( )由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )经消去反应制备
高考真题 感悟
√
聚乳酸( )由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚
而得,A错误;聚四氟乙烯( CF2—CF2 )由四氟乙烯(CF2===CF2)经加聚反应制备,B正确;尼龙-66( )由己二胺和己二酸经过缩聚反应制备,C错误;聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )发生水解反应制备,D错误。
2.(2024·新课标卷)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B. 催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
√
同系物之间的官能团的种类与数目均相同,双酚A有2个羟基,故其不是苯酚的同系物,A不正确;题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成W,根据题干中的反应机理可知, 也可以通过缩聚反应生成W,B正确;生成W的反应③为缩聚反应,同时生成(CH3)3SiF,C不正确;W为聚硫酸酯,酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应,因此,在碱性条件下,W比聚苯乙烯易降解,D不正确。
3.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解 B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇 D.该聚合反应为缩聚反应
√
该高分子材料中含有酯基,可以降解,A正确;异山梨醇中
四处的碳原子为手性碳原子,故异山梨醇分子中有4个手性碳,B错误;由制备反应方程式可知,反应式中生成的X为甲醇,C正确;该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成,属于缩聚反应,D正确。
4.(2024·安徽卷节选)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:RMgX+HYRH+ ,
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:
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碳碳双键,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,具体的流程见答案。
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重点强化20
常见有机物反应类型
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3
重点精讲
反应类型 官能团、有机物(或类别) 试剂、反应条件
加成反应 碳碳双键或碳碳三键 X2(X=Cl、Br,后同),H2,HX,H2O(后三种需要催化剂)
取代反应 饱和烃 X2(光照)
苯 X2(FeX3作催化剂);浓硝酸(浓硫酸作催化剂)
酯 H2O(稀硫酸作催化剂,加热);NaOH溶液(加热)
—OH 羧酸(浓硫酸作催化剂,加热)
反应类型 官能团、有机物(或类别) 试剂、反应条件
氧化反应 C2H5OH O2(Cu或Ag作催化剂,加热)
CH2 === CH2 或C2H5OH 酸性KMnO4溶液
消去反应 醇羟基(有β-H) 浓硫酸作催化剂,加热
—X(有β-H) NaOH醇溶液,加热
加聚反应 碳碳双键、碳碳三键 催化剂
缩聚反应 含有两个或两个以上能发生缩聚反应的官能团 催化剂
1.4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下:
下列说法正确的是
A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B.①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和消去反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH的水溶液,加热
D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化,再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
√
强化训练
化合物X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子,化合物W中没有手性碳原子,A错误;1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯加成生成X,X发生还原反应生成Y,Y发生取代反应生成Z,B错误;由化合物Z一步制化合物Y,应在NaOH的水溶液中进行,发生水解反应,C正确;Y中含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,D错误。
2.甲基丁香酚G( )可用作食用香精,某小组设计的制备甲基丁香酚的流程如下:
已知:Ⅰ.A的分子式为C3H4O,A可与溴
水发生加成反应,也能发生银镜反应;
Ⅱ.R—COOH ;
Ⅲ.R—CH===CH2 R—CH2—CH2Br;
Ⅳ. R—CH2—R',碳碳双键在此条件下也可被还原。
回答下列问题:
(1)K中所含官能团的名称是______。
醚键
(2)B→C、E→F、H→K的反应类型分别是________、_________、________。
取代反应
还原反应
取代反应
3)完成下列各步的化学方程式并指明反应类型。
①(ⅰ)__________________________________________________________
_________________;反应类型______________。
③_______________________________________________;
反应类型______________。
\
CH2===CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH CH2===CHCOONH4+2Ag↓
+3NH3+H2O
氧化反应
+CH2=== +HCl
取代反应
④________________________________________;
反应类型__________。
⑥___________________________________________;
反应类型___________。
+HBr
加成反应
+NaO +NaBr+H2O
消去反应
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H2O2
课 时 测 评
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1.化学是材料科学的基础。下列说法错误的是
A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
√
氮化铝是一种新型陶瓷,属于新型无机非金属材料,A正确;天然橡胶的单体为异戊二烯,合成橡胶的单体如1,3-丁二烯中含有碳碳双键,通过加聚反应合成橡胶,B错误;芳纶为合成纤维,属于有机高分子材料,C正确;可降解聚乳酸塑料的推广应用,可以减少难以降解塑料的使用,从而减少“白色污染”,D正确。
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2.下列关于合成材料的说法不正确的是
A.结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子的单体是乙炔
B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2===CHCl
C.合成酚醛树脂( )的单体是苯酚和甲醇
D.合成顺丁橡胶 的单体是CH2===CH—CH===CH2
√
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A项,根据加聚产物的单体推断方法,凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将两半键闭合即可知其单体为CH≡CH;B项,聚氯乙烯的单体是CH2===CHCl;C项,合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛。
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3.高分子M广泛用于牙膏、牙科黏合剂等口腔护理产品,合成路线如图:
√
下列说法错误的是
A.试剂a是甲醇,B分子中可能共平面的原子最多有8个
B.化合物B不存在顺反异构体
C.化合物C的核磁共振氢谱有一组峰
D.合成M的聚合反应是缩聚反应
根据题意推知B为CH2===CHOCH3,C为 ,B与C发生加聚反应合成M,故D错误。
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4.可降解塑料PCL的合成路线如下:
下列说法错误的是
A.B的分子式为C6H12O
B.C→D发生的是氧化反应
C.D→PCL发生的是缩聚反应
D.D与PCL的水解产物相同
√
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A与氢气发生加成反应生成B为 ,B发生醇的催化氧化生成C,C与过氧乙酸反应生成D,D一定条件下反应生成PCL,根据PCL的结构简式和D的分子式可知,D为 。根据分析可知,B的分子式为C6H12O,A正确;C到D的过程为加氧的过程,发生氧化反应,B正确;D一定条件下发生开环聚合反应生成PCL并未脱水缩合,发生的不是缩聚反应,C错误;D与PCL都可在NaOH溶液中水解,得到的产物均为HOCH2CH2CH2CH2CH2COONa,D正确。
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5.塑料垃圾PE在空气、水和阳光的存在下,五氧化二铌(Nb2O5)作催化剂时只需要40 h就能100%转化为CO2,随后这些CO2在光的诱导下转化为有价值的“C2燃料”,转化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.工业生产PE的加聚反应为nCH2===CH2 CH2—CH2
B.该转化的总反应为 CH2—CH2 +nO2 nCH3COOH
C.“C2燃料”可以分别与H2、C2H5OH发生加成反应、酯化反应
D.“C2燃料”与甲酸甲酯、羟基乙醛互为同分异构体
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由题中“C2燃料”的球棍模型知,“C2燃料”为乙酸,由题图可知该转化的反应物有聚乙烯、氧气,在阳光、水和催化剂作用下,反应生成乙酸,总反应的化学方程式为 CH2—CH2 +No2
nCH3COOH,B项正确;CH3COOH不能与H2发生加成反应,C项错误;CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO的分子式均为C2H4O2,三者互为同分异构体,D项正确。
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6.(2023·广州实验预测)某化妆品的组分Z具有美白功效,原来从杨树中提取,现可用如下反应制备。下列有关叙述不正确的是
A.Y的苯环上二氯代物共有6种
B.X、Y和Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.X、Y和Z分子中所有原子都可能处于同一平面
D.X、Y都可作为单体发生聚合反应生成高分子
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根据Y结构的对称性,苯环上二氯代物共有6种,选项A正确;X和Z中含有酚羟基,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,Y中含有碳碳双键也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项B正确;X为间苯二酚,Y为苯乙烯,所有原子都可能共面,Z中存在甲基,因此Z的所有原子不可能处在同一个平面内,选项C错误;X、Y都可作为单体分别发生缩合聚合反应和加成聚合反应生成高分子,选项D正确;答案选C。
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7.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是
A.分子式为C8H14O6N
B.能发生缩聚反应
C.与葡萄糖互为同系物
D.分子中含有σ键,不含π键
√
由该物质的结构可知,其分子式为C8H15O6N,故A错误;该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚反应,故B正确;
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结构相似,组成相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物,葡萄糖分子式为C6H12O6,该物质分子式为C8H15O6N,不互为同系物,故C错误;单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,该物质结构中含有C===O键,即分子中σ键和π键均有,故D错误。
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8.我国科学家实现了无催化剂熔融缩聚合成聚酯,其反应历程如图:
下列说法错误的是
A.合成聚酯的反应属于缩聚反应
B. 是生成物之一
C.上述转化中有双键的断裂,没有
双键的形成
D.合成上述聚酯的单体是二元醇和二元羧酸
√
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合成聚酯的反应中除了生成聚酯外,还生成了小分子水,所以该反应属于缩聚反应,A正确;由题图可知 是其中一种生成物,B正确;上述转化中断裂了碳氧双键,又形成了碳氧双键,C错误;由题图可知, 中含有2个羧基, 中含有两个羟基,所以合成题述聚酯的单体是二元醇和二元羧酸,D正确。
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9.(5分)W( )是一种姜黄素类似物,以香兰素
( )和环己烯( )为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
已知: +
答案:
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根据题给信息,目标物质W可由2个 与1个 合成,合成路线见答案。
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10.(5分)已知:①
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根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成 的路线。
答案:
YCH2OH
HOCH2CH2CI
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11.(5分)有机物G( )是一种调香香精,也可用作抗氧化剂,工业合成路线之一如下:
C D E F G
已知:ⅰ.RCOOR1 ⅱ.
HBr/H2O
C2H2OH,
HH2O
C2H5OH
CH5OMgBr
HH2O
HH2O
HH2O
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已知A转化为B的原理与F转化为G的原理相似,请写出由A制备
的路线(其他试剂任选)。
答案:
HH2O
C2H5MgBr
HH2O
NaOHC2H5OH,
HH2O
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12.(5分)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
参照上述合成路线,以 和 为原料,设计合成 的路线(无机试剂任选)。
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结合G→I的转化过程可知,可先将 转化为 ,再使
和 反应生成 ,并最终转化为 。
答案:
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合成高分子 有机合成路线设计
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