内容正文:
第三单元 有机合成设计
[素养目标] 1.了解逆合成分析法的原理、步骤及分析过程的正确表示方法。2.掌握官能团的引入和转化的一些技巧。3.理解逆向合成法在有机合成中的应用,尤其在制药行业中的重要作用,知道“绿色合成”原则。
知识点一 有机物基团间的相互影响
1.甲基能跟KMnO4酸性溶液发生反应而苯不能,甲苯能发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯的原因是甲基受苯环影响更容易被氧化,苯环受甲基影响更易被取代。
2.苯酚中苯基对羟基的影响
在苯酚分子中,苯基影响了与其相连的羧基上的氢原子,促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易电离。
3.苯酚中羟基对苯基的影响
(1)在苯酚分子中,羟基反过来影响了与其相连的苯基上的氢原子,使其邻、对位上的氢原子更活泼,更容易被其他原子或原子团取代。
(2)苯和苯酚溴代反应的比较
苯
苯酚
反应物
液溴、苯
浓溴水、苯酚
反应条件
催化剂
不需催化剂
被取代的氢原子个数
1
3
反应速率
慢
快
【思考探究】
1840年(道光二十年)英国政府以虎门销烟为借口,发动鸦片战争严重危害中国主权。揭开了中国人民反抗外来侵略的新篇章。鸦片的主要成分——吗啡,其结构简式如图所示。则:
1.吗啡中含有两个羟基,连接的位置不同,性质是否相同?
提示 不同。与苯环相连的属于酚羟基,受苯环的影响具有弱酸性,与苯酚性质相似;另一个为醇羟基,与乙醇的性质相似。
2.用生石灰销毁鸦片时吗啡表现什么性质?
提示 表现弱酸性与CaO反应。
3.吗啡能与浓溴水反应吗?若能,1 mol吗啡与足量浓溴水反应,消耗Br2的物质的量最多是多少?
提示 能;1 mol。因为羟基对苯环的影响,使羟基邻、对位氢原子易被取代,吗啡分子中酚羟基邻、对位只有一个氢原子,故可与1 mol Br2发生取代反应。
4.还有哪些因基团间相互影响而产生反应的案例?
提示 如①CH3CH3中CH3—上的H难以去掉,而CH3CH2OH中CH3—上的H可以消去,—OH对烃基的影响。
②同理CH3CH2Br中甲基氢也能消去,—Br对烃基的影响。
有机物分子内原子或原子团之间的相互影响
(1)链烃基对其他官能团的影响
甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而同样的条件下苯的硝化只能生成一硝基苯。
(2)苯基对其他基团的影响
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:
R—OH<H—OH<C6H5—OH
②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶解褪色。
(3)羟基对其他官能团的影响
①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H更不稳定。
②羟基对苯环的影响:使苯基上位于羟基邻、对位上的氢原子更易被取代。
1.事物是相互影响、相互制约的。在有机化合物分子中,这种相互影响、相互制约同样存在。例如:
①+Br2+HBr
②+3Br2―→+3HBr
③
下列性质不能说明基团之间相互影响的是( )
A.②用浓溴水而①用液溴;①需用催化剂而②不需用
B.②生成三溴取代产物而①只生成一溴取代产物
C.CH3CH2OH无明显酸性,而显弱酸性
D.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯酚不能
解析 苯酚中由于受到羟基的影响,苯环上羟基邻位和对位上的氢原子更容易被卤素原子取代,故A和B都能说明基团之间相互影响;由于苯环对羟基的影响,使酚羟基上的氢原子比醇羟基上的氢原子活泼,能电离出氢离子,故C能说明基团之间相互影响;乙醇和苯酚都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D不能说明基团之间相互影响。
答案 D
2.有机物分子中的原子(团)之间会相互影响,导致相同的原子(团)表现出不同的性质。下列现象不能说明上述观点的是( )
A.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲基环己烷不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.乙烯能与溴水发生加成反应,而乙烷不能与溴水发生加成反应
C.苯酚可以与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应
D.苯酚与溴水可以直接反应,而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂
解析 甲苯中苯环对—CH3产生影响,使—CH3可被酸性KMnO4溶液氧化为—COOH,使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯能与溴水发生加成反应是因为乙烯分子中含有碳碳双键;苯酚中,苯环对羟基产生影响,使酚羟基中的氢原子更易电离,表现出弱酸性;苯酚中,羟基对苯环产生影响,使苯酚分子中酚羟基邻、对位上的氢原子更活泼,更易被取代。
答案 B
知识点二 重要有机物之间的相互转化
1.典型有机物间的衍变关系
有关化学方程式为
①CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBr;
②CH2===CH2+HBr―→CH3CH2Br;
③CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O;
④CH2===CH2+H2CH3CH3;
⑤CH2===CH2+H2OCH3CH2OH;
⑥CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O;
⑦2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
⑧CH3CHO+H2CH3CH2OH;
⑨2CH3CHO+O22CH3COOH;
⑩CH≡CH+H2CH2===CH2;
⑪CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+C2H5OH;
⑫CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O。
2.有机反应的基本类型小结
(1)有机反应类型
①取代反应
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
②加成反应
有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团结合生成新物质的反应,叫做加成反应。
③加聚反应
具有不饱和键的有机化合物通过加聚反应得到高分子化合物的反应。
④缩聚反应
通过缩合反应生成高分子化合物,同时还生成小分子(如H2O、NH3等)的反应。
⑤消去反应
从一个有机物分子内脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应。
⑥水解反应
有水参加反应,有机物分解成较小的分子,常为可逆反应。
⑦氧化还原反应
a.氧化反应:有机物分子中加入O原子或脱去H原子的反应。
b.还原反应:有机物分子中加入H原子或脱去O原子的反应。
(2)从键型变化的角度来判断有机反应的基本类型
键型变化
有机反应类型
单键变单键
取代反应
双键(或三键、苯环)变单键
加成反应
单键变双键(或三键)
消去反应
双键变单键成高分子化合物
加聚反应
单键变单键成高分子化合物
缩聚反应
1.如图是一些常见有机物的转化关系,关于反应①~⑦的说法不正确的是 ( )
A.反应①是加成反应
B.只有反应②是加聚反应
C.只有反应⑦是取代反应
D.反应④⑤⑥⑦是取代反应
解析 乙酸乙酯的水解及乙醇与乙酸发生酯化反应均为取代反应。
答案 C
2.是一种有机烯醚,可以用烃A通过下列路线制得:
ABC
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
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,1,3-丁二烯与Br2发生加成反应生成B,则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。
答案 C
知识点三 有机官能团引入的常用方法
完成下列问题:
工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯,如图,反应①~⑥是其合成过程,其中部分反应条件及反应物或生成物未注明。
1.有机物A的结构简式及名称分别是什么?
提示 A的结构简式为,名称为对氯甲苯。
2.分析反应①、②,在烃分子中引入羟基,可采用的一种方法是什么?
提示 在一定条件下烃与X2发生取代反应生成卤代烃,卤代烃在碱性条件下发生水解反应即可引入羟基。
3.合成路线中设计③和⑤两步反应的目的是什么?
提示 反应③是将酚羟基转化为甲氧基,反应⑤是将甲氧基又变为酚羟基,因反应④是将甲基氧化为羧基,需要强氧化剂酸性KMnO4,而酚羟基易被氧化,故设计③和⑤两步反应的目的是保护酚羟基,防止其被氧化。
4.写出反应⑥的化学方程式。
提示 +C2H5OH+H2O。
官能团引入的常用方法
1.卤原子的引入方法
(1)烃与卤素单质的取代反应。例如:
CH3CH3+Cl2HCl+CH3CH2Cl(还有其他的氯代烃);
+Br2+HBr;
+Cl2HCl+(还有其他的卤代苯甲烷);
CH2===CH—CH3+Cl2CH2===CH—CH2Cl+HCl。
(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如:
+Br2―→;
CH2===CHCH3+Br2―→CH2Br—CHBrCH3;
CH2===CHCH3+HBr―→CH3—CHBrCH3;
CH≡CH+HClCH2===CHCl。
(3)醇与氢卤酸的取代反应。例如:
R—OH+HXR—X+H2O。
2.羟基的引入方法
(1)醇羟基的引入方法
①烯烃水化生成醇。例如:
CH2===CH2+H2OCH3CH2—OH;
②卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。例如:
CH3CH2—Br+NaOHCH3CH2—OH+NaBr;
③醛或酮与氢气加成生成醇。例如:
CH3CHO+H2CH3CH2—OH;
CH3COCH3+H2;
④酯水解生成醇。例如:
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH。
(2)酚羟基的引入方法
①酚钠盐溶液中通入CO2生成苯酚。例如:
+CO2+H2O―→+NaHCO3;
②苯的卤代物水解生成苯酚。例如:
+2NaOH+NaCl+H2O。
3.双键的引入方法
(1) 的引入方法
①醇的消去反应引入。例如:
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O;
②卤代烃的消去反应引入。例如:
CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O;
③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到。例如:
CH≡CH+HClCH2===CHCl。
(2) 的引入方法
醇的催化氧化。例如:
2RCH2OH+O22RCHO+2H2O;
2R2CHOHR1+O2+2H2O。
4.羧基的引入方法
(1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如:
CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O。
(2)醛被氧气氧化成酸。例如:
2CH3CHO+O22CH3COOH。
(3)酯在酸性条件下水解。例如:
CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH。
(4)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如:
。
1.在有机合成中,常需要引入官能团或将官能团消去,下列过程中反应类型及产物不合理的是( )
A.乙烯→乙二醇:CH2===CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH===CH2CH3CH2CHBrCH2BrCH3CH2C≡CH
D.乙烯→乙炔:CH2===CH2CH2BrCH2BrCH≡CH
解析 乙烯与溴水加成得到1,2-二溴乙烷,再水解可得到乙二醇,路线合理,A正确;由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下加热水解即可,路线不合理,且溴乙烷→乙烯发生消去反应,B错误;1-溴丁烷发生消去反应得到1-丁烯,与溴水加成得到的1,2-二溴丁烷,再发生消去反应可得到1-丁炔,路线合理,C正确;乙烯与溴水加成后得到1,2-二溴乙烷,再发生消去反应可得到乙炔,路线合理,D正确。
答案 B
2.化合物Ⅶ是制备抗菌药的中间体,实验室以芳香化合物Ⅰ为原料制备Ⅶ的一种合成路线如图。
已知:
R1CH2BrR1CH===CHR2。
回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的名称为________;化合物Ⅳ含有的官能团的名称是________。
(2)化合物Ⅴ的结构简式为______________;化合物Ⅵ→化合物Ⅶ的反应类型为______________。
(3)化合物Ⅱ→化合物Ⅲ的化学方程式为________________________。
(4)芳香化合物X是化合物Ⅳ的同分异构体,同时满足如下条件的化合物X的结构有________种(不考虑立体异构);其中,核磁共振氢谱有四组峰的结构简式是________(任写一种)。
①含有的官能团的种类和数目与化合物Ⅳ的相同;
②苯环上有两个取代基。
(5)根据上述信息,写出以溴乙烷为原料制备聚-2-丁烯的合成路线(无机试剂任选,需注明反应条件)。
解析 根据Ⅰ的分子式及Ⅱ的结构简式知,Ⅰ和CO发生加成反应生成Ⅱ,Ⅰ为;Ⅱ发生氧化反应生成Ⅲ,Ⅲ发生取代反应生成Ⅳ,根据Ⅴ的分子式及已知信息知,Ⅳ和HCHO发生取代反应生成的Ⅴ为,Ⅴ发生已知信息中第二步的反应生成Ⅵ,Ⅵ为,Ⅵ发生消去反应生成Ⅶ。
(1)化合物Ⅰ为,名称为甲苯;化合物Ⅳ含有的官能团名称是羧基、碳溴键。
(2)化合物Ⅴ的结构简式为;化合物Ⅵ→化合物Ⅶ的反应类型为消去反应。
(3)化合物Ⅱ→化合物Ⅲ的化学方程式为
2+O22。
(4)芳香化合物X是化合物Ⅳ的同分异构体,同时满足题给条件的化合物X中含有—Br和—COOH,结合化合物Ⅳ的结构知,化合物X中应还含有—CH2—,则苯环上的两个取代基可能为—Br、—CH2COOH,两个取代基有邻位、间位、对位3种位置异构;也可能为—CH2Br、—COOH,除Ⅳ中的位置关系外,两个取代基还有间位、对位2种位置异构,所以符合条件的同分异构体有5种;其中,核磁共振氢谱有四组峰的结构简式有、。(5)溴乙烷发生水解反应生成乙醇,乙醇发生氧化反应生成乙醛,乙醛和溴乙烷发生已知中的反应生成CH3CH===CHCH3,2-丁烯发生加聚反应生成聚-2-丁烯,合成路线见答案。
答案 (1)甲苯 羧基、碳溴键
(2)CH===CH2COOH 消去反应
(3)2+O22
(4)5 或
(5)
通过有机物分子碳架结构的改变以及分子中官能团的衍变,进一步体会有机物分子中化学键、官能团与有机物化学性质之间的关系,促进“微观探析与宏观辨析”化学学科素养的发展。
知识点四 有机合成的一般过程
1.有机合成过程示意图
2.常见的有机合成路线
(1)一元化合物合成路线
(2)二元化合物合成路线
(3)芳香族化合物合成路线
①
②
芳香酯
3.有机合成中常见官能团的保护
(1)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溶液反应,把—OH变为—ONa(或使其与ICH3反应,把—OH变为—OCH3)将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH。
(2)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。
(3)氨基(—NH2)的保护:如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后,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。
4.有机合成的常用方法——逆合成分析法
(1)逆向合成分析法
从目标化合物的组成、结构、性质入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向已知原料,其合成示意图为
(2)逆向合成分析法应用例析
由“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯
①具体步骤如下:
根据以上逆合成分析,可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2===CH2),通过五步反应进行合成,写出反应的化学方程式:
(Ⅰ) ,
(Ⅱ) ,
(Ⅲ) ,
(Ⅳ)CH2===CH2+H2OCH3CH2OH,
(Ⅴ) +2CH3CH2OH
+2H2O。
②根据以上逆合成分析,合成步骤如下:
1.合成路线要符合“绿色、环保”的要求,其主要考虑的因素有哪些?
提示 ①有机合成反应中原子经济性;
②原料是否绿色化;
③试剂与催化剂的无公害性。
2.以煤的干馏产品(甲苯)为原料合成苯甲酸苯甲酯,逆合成法合成路线如图:
依据该合成路线,你能设计出几种不同的合成方法?
提示 ①
②
③
有机合成方案的设计
1.有机合成途径和路线选择的基本要求
(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。
(2)合成路线最简捷,易于分离,产率较高。
(3)符合“绿色化学”的要求,操作简单、条件温和、能耗低、易实现。
(4)按照一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中,要注意先后顺序,以及对先引入的官能团的保护。
2.有机合成题的解题思路和途径
首先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。
其次根据现有原料、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。
最后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。
有机合成路线设计
当可能有几种不同的合成路线时,必须考虑合成路线是否符合化学原理,产率是否高,副反应是否少,成本是否低,原料是否容易得到,合成操作是否安全可靠等方面的内容。
1.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反应的化学方程式(不必写出反应条件)。
①_____________________________________________________________,
②_____________________________________________________________,
③_____________________________________________________________,
④_____________________________________________________________,
⑤_____________________________________________________________。
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,后再变成丁烯醛,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。
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。
则涉及的方程式为CH2===CH2+H2O―→CH3CH2OH、
2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O、
2CH3CHO―→、
―→CH3CH===CHCHO+H2O、
CH3CH===CHCHO+2H2―→CH3CH2CH2CH2OH。
答案 ①CH2===CH2+H2O―→CH3CH2OH
②2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O
③2CH3CHO―→
④―→CH3CH===CHCHO+H2O
⑤CH3CH===CHCHO+2H2―→CH3CH2CH2CH2OH
2.(2025·河北卷)依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物,其“一锅法”合成路线如下:
回答下列问题:
(1)Q中含氧官能团的名称:________、________、________。
(2)A→B的反应类型:________。
(3)C的名称:________。
(4)C→D反应中,在加热条件下滴加溴时,滴液漏斗末端位于液面以下的目的:___________________________________________________________。
(5)“一锅法”合成中,在NaOH作用下,B与D反应生成中间体E,该中间体的结构简式:____________________。
(6)合成过程中,D也可与NaOH发生副反应生成M,图甲、图乙分别为D和M的核磁共振氢谱,推断M的结构,写出该反应的化学方程式:___________ __________________________________________________________________。
(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式:______________。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含C===O键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
解析 A含酚羟基,和氢氧化钠反应生成B为,羧基和氢氧化钠能发生中和反应,D含羧基和碳溴键,则B与D反应生成溴化钠和E,E为,E和F发生羟醛缩合反应生成G为,—COONa经酸化可转化为羧基,则G在氢氧化钠、加热下脱去溶剂THF、再酸化转化为Q。
(1)据分析,Q中含氧官能团的名称为羰基、醚键和羧基。
(2)A→B的反应中,酚羟基转化为—ONa,则反应类型为取代反应。
(3)根据C的结构简式,C的名称为异丁酸或2-甲基丙酸。
(4)C→D反应中需加热,而溴为易挥发液体,为抑制其挥发,减少损失,提高利用率,将滴液漏斗末端伸入反应液面以下。
(5)B与D反应生成E,一方面是羧基和氢氧化钠发生了中和、—COOH转化为—COONa,另一方面,酚钠(ONa)和碳溴键发生了取代反应,则E为。
(6)D也可与NaOH发生副反应生成M,D分子内有2种氢,一种是羧基上的氢原子,另一种为2个甲基上的6个氢原子,则甲为D,乙为M,据图,M分子内有2种氢,数目分别有2个、3个,则M为碳溴键在氢氧化钠醇溶液中发生消去、羧基发生中和生成,M为,则该反应的化学方程式:+2NaOHNaBr+2H2O+。
(7)A的芳香族同分异构体满足下列条件:(a)不与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;(b)红外光谱表明分子中不含C===O键;(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3,则分子内有3种氢原子,由于A分子式为C9H10O2,则A中这2种氢原子的数目为2、2、6个;(d)芳香环的一取代物有两种,则苯环上有2种氢;结合分子内有5个不饱和度,可知满足条件的同分异构体为。
答案 (1)羰基 醚键 羧基
(2)取代反应
(3)异丁酸或2-甲基丙酸
(4)溴易挥发,减少损失,提高利用率
(5)
(6)+2NaOH
NaBr+2H2O+
(7)
1.能在有机物分子中引入羟基的反应类型有:①酯化;②取代;③消去;④加成;⑤水解;⑥还原,其中正确的组合为( )
A.①②③⑥ B.②④⑤
C.②④⑤⑥ D.②④⑥
解析 卤代烃可以发生水解反应引入羟基,同时也是取代反应;醛或酮可与氢气发生加成反应引入羟基,同时该反应也是还原反应。
答案 C
2.下列表格中对应的关系错误的是( )
选项
反应物
反应试剂及反应条件
反应类型
主要生成物
A
CH3CHBrCH3
KOH的乙醇溶液,加热
消去反应
丙烯
B
CH2ClCH2Cl
KOH的水溶液,加热
取代反应
乙二醇
C
CH3CH(OH)CH3
浓硫酸、加热
消去反应
丙烯
D
CH3CH===C(CH3)2
HCl,催化剂,加热
取代反应
CH3CH2CCl(CH3)2
解析 CH3CHBrCH3与KOH的乙醇溶液共热,发生消去反应生成丙烯,故A正确;CH2ClCH2Cl与KOH的水溶液共热,发生取代反应生成乙二醇,故B正确;CH3CH(OH)CH3在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成丙烯,故C正确;CH3CH===C(CH3)2和HCl在催化剂、加热条件下发生加成反应可生成CH3CH2CCl(CH3)2,故D错误。
答案 D
3.根据下列合成路线判断反应类型正确的是( )
A.A→B的反应属于加成反应
B.B→C的反应属于酯化反应
C.C→D的反应属于消去反应
D.D→E的反应属于加成反应
解析 A中含有碳碳双键,与氢气发生加成反应生成B,A项正确;有机物B是环醚,与氯化氢发生加成反应生成C,B项错误;C中含有羟基,与氯化氢发生取代反应生成D,C项错误;D中的氯原子被—CN取代生成E,发生取代反应,D项错误。
答案 A
4.已知酸性>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将转变为的最佳方法是( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量NaOH溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量Na2CO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再加入适量稀H2SO4
D.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量CO2
解析 原料先在氢氧化钠溶液中水解,转化为,因为酸性:>H2CO3>,故再通入足量CO2可转变为。
答案 D
5.(2025·安徽卷)有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去):
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________;B→C的反应类型为________。
(2)已知A→B反应中还生成(NH4)2SO4和MnSO4,写出A→B的化学方程式:_________________________________________________________________。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体,分子中含有羟甲基(—CH2OH),核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______________________。
(4)下列说法错误的是________(填标号)。
a.A能与乙酸反应生成酰胺
b.B存在2种位置异构体
c.D→E反应中,CCl4是反应试剂
d.E→F反应涉及取代过程
(5)4,4′-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚,得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮(PESEK)。写出PESEK的结构简式:___________________ ___________________________________________________________________。
PESEK
(6)制备PESEK反应中,单体之一选用芳香族氟化物F,而未选用对应的氯化物,可能的原因是_________________________________________。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸,MCPBA)氧化为酯:
参照题干合成路线,写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯甲酯的合成路线:_____________________________________________________(其他试剂任选)。
解析 (1)由B的结构简式可知,其含氧官能团名称为酮羰基;B的不饱和度为5,C的不饱和度为4,属于加氢的反应,为还原反应;
(2)A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰,根据原子守恒,配平反应为
2+5H2SO4+4MnO2―→
2+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O;
(3)G是C的同分异构体,G的不饱和度为4,碳原子数为6,含有—CH2OH,则其不可能含有苯环,核磁共振氢谱只有两组峰,满足条件的结构简式为HOCH2—C≡C—C≡C—CH2OH;
(4)A中含有氨基,能和乙酸发生取代反应生成酰胺基,a正确;B的位置异构体只有1种,如图:,b错误;D→E的反应中,氟苯取代了CCl4中的两个氯原子,CCl4是反应物,c正确;E→F的反应中,涉及卤代烃的水解(取代)反应,d正确;故选b;
(5)H的结构简式为,与F发生缩聚反应时,H中羟基的O—H键断裂,F中的C—F键断裂,缩聚产物结构简式为;
(6)电负性:F>Cl,C—F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应,所以不选择对应的氯化物;
(7)根据已知的反应可知,得到苯甲酸苯甲酯,需要合成,模仿D→F的合成路线,苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成,再发生E→F的反应得到,具体合成路线为
。
答案 (1)酮羰基 还原反应
(2)2+5H2SO4+4MnO2―→
2+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O
(3)HOCH2—C≡C—C≡C—CH2OH
(4)b
(5)
(6)电负性:F>Cl,C—F键极性更大,易断裂,容易与H发生缩聚反应
(7)
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