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第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成
第1课时 有机合成的主要任务
一、单选题
1. 金刚胺脘是最早用于抑制流感病毒的抗病毒药,气合成路线如图所示。下列说法不正确的是
A. 金刚烷的分子式是
B. X的一种同分异构体是芳香族化合物
C. 上述反应都属于取代反应
D. 金刚烷胺的一溴代物有四种
【答案】B
【解析】
A. 由结构简式可以知道金刚烷的分子式,故 A项正确;
B. 的分子式为 ,若可以形成芳香族化合物,则应写成 ,很显然,这
种组成不可能,故B错误;
C. 分别为H、Br原子被替代,为取代反应,故C项正确;
D. 金刚烷胺有4种H原子 氨基除外 ,则金刚烷胺的一溴代物有三种,故D项正确;
故选B。
2. 有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式为 ,下列检验A中官能团的试
剂和顺序正确的是
A. 先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C. 先加新制氢氧化铜悬浊液,微热,再加入溴水D. 先加入银氨溶液,微热,酸化后再加溴水
【答案】D
【解析】
先加酸性高锰酸钾溶液,碳碳双键、 均被氧化,不能检验,A项错误;
B.先加溴水,双键发生加成反应, 被氧化,不能检验,B项错误;
C.先加新制氢氧化铜悬浊液,加热,可检验 ,但没有酸化,加溴水可能与碱反应,C项错
误;
D.先加入银氨溶液,微热,可检验 ,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,D项正确。
3. 有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是
在空气中燃烧 取代反应 加成反应 加聚反应
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
燃烧生成二氧化碳和水等物质,不能引入卤素原子,故错误;
卤素原子取代有机物中的氢原子等,生成卤代烃,能引进卤素原子,如苯与液溴反应等,故正
确;
烯烃、炔烃的加成反应可引入卤素原子生成卤代烃,故正确;
碳碳双键等不饱和键发生加聚反应生成高分子化合物,未引入卤素原子,故错误。
故选C。
4. 转变成 需经过下列哪种合成途径
A. 消去 加成 消去 B. 加成 消去 脱水
C. 加成 消去 加成 D. 取代 消去 加成
【答案】A
【解析】
先发生消去反应,生成 甲基丙烯醛,然后与氢气加成生成 甲基 丙醇,在
浓硫酸催化作用下醇消去羟基生成烯烃 ,则反应过程为:消去反应、加成反应、消
去反应。故选A。
5. 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 的是
A. 醛还原反应 B. 酯类水解反应 C. 卤代烃水解 D. 烷烃取代反应
【答案】D
【解析】
A.醛被氢气还原生成醇,含有 ,故A不符合题意;
B.酯类水解生成醇和羧酸,能引入 ,故B不符合题意;
C.卤代烃水解生成醇,能引入 ,故C不符合题意;
D.烷烃发生取代反应不能引入 ,故D符合题意。
故选D。
6. 有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是
在空气中燃烧 取代反应 加成反应 加聚反应
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
燃烧生成二氧化碳和水等物质,不能引入卤素原子,故错误;
卤素原子取代有机物中的氢原子或 ,生成卤代烃,能引进卤素原子,如苯与液溴反应、乙
醇与浓HBr反应等,故正确;
烯烃的加成反应可引入卤素原子生成卤代烃,故正确;
碳碳双键等不饱和键发生加聚反应生成高分子化合物,未引入卤素原子,故错误。
故选C。
7. 如下流程中a、b、c、d、e、f是六种有机物,其中a是烃类,其余是烃的衍生物,下列有关说
法正确的是
A. 若a的相对分子质量是42,则d是乙醛
B. 若d的相对分子质量是44,则a是乙炔
C. 若a为苯乙烯 ,则f的分子式是
D. 若a为单烯烃,则d与f的最简式一定相同
【答案】D【解析】
A.a为烃,a能和溴化氢发生加成反应,则a中含有碳碳双键或三键,若a的相对分子质量为42,设
a的分子式为 ,且x和y都是正整数,则a是丙烯,丙烯和溴化氢反应生成溴代烃b,b发生
水解反应生成醇c,c被氧化生成醛d,根据碳原子守恒知,d是丙醛,故A错误;
B.d中含有醛基,若d的相对分子质量是44,则d是乙醛,则c是乙醇,b是溴乙烷,则a是乙烯,
故B错误;
C.若a为苯乙烯 ,则e是苯乙酸,c是苯乙醇,f是苯乙酸苯乙酯,其分子式
为: ,故C错误;
D.若a为单烯烃,则d是一元醛,f是一元羧酸酯,设一元醛d结构简式为RCHO,则一元醇c是
,f的结构简式为: ,根据d和f的结构简式知,d与f的实验式一定相同,
故D正确。
故选D。
8. 下列反应过程中不能引入醇羟基的是
A. 醛的氧化反应 B. 卤代烃的取代反应
C. 烯烃的加成反应 D. 酯的水解反应
【答案】A
【解析】
醛发生氧化反应生成羧酸 或二氧化碳和水 ,不会引进醇羟基,故A选;
B.卤代烃发生水解反应生成醇,引进醇羟基,故B不选;
D.烯烃和水发生加成反应生成醇,引进醇羟基,故C不选;
D.酯水解生成醇和羧酸或羧酸盐,引进醇羟基,故D不选;
故选:A。
9. 有机物甲的结构简式为: ,它可以通过下列路线合成 分离方法和其他产
物已经略去 :下列说法不正确的是A. 甲可以发生取代反应、加成反应和缩聚反应
B. 步骤I的反应方程式是:
C. 步骤 IV的反应类型是取代反应
D. 步骤 I和 IV在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化
【答案】B
【解析】
甲中含有氨基、羧基和苯环,具有氨、羧酸和苯的性质,甲中氨基、羧基能方式取代反应,苯
环能发生加成反应,故A正确;
B.I 为 氨 基 中 H 原 子 被 取 代 , 同 时 生 成 HCl , 反 应 方 程 式 为
,故B错误;
C.反应III中 被氧化、然后酸化得到戊为 ,戊发生水解反应得到甲,步骤 IV
的反应类型是取代反应,故C正确;
D. 易被氧化,I中氨基反应生成肽键,IV中水解生成氨基,所以步骤I和IV在合成甲过程中
的目的是保护氨基不被氧化,故D正确,10. 能在有机物的分子中引入羟基官能团的反应类型有:a、酯化反应,b、取代反应,c、消去反
应,d、加成反应,e、水解反应.其中正确的组合有
A. a、b、c B. d、e C. b、d、e D. b、c、d、e
【答案】C
【解析】
酯化反应是消除羟基;消去反应是消除羟基;取代反应可以引入羟基,例如卤代烃的水解反应、酯
的水解反应;加成反应可以引入羟基,例如乙烯水化制乙醇,
故选:C。
11. 以环己醇为原料有如下合成路线: ,则下列说法正确的是
A. 反应 的反应条件是:NaOH溶液、加热
B. 反应 的反应类型是取代反应
C. 环己醇属于芳香醇
D. 反应 中需加入溴水
【答案】D
【解析】
A.由产物的结构和反应 的条件知C应为二元卤代烃,则反应 应该是醇的消去反应,反应条件
为浓硫酸、加热,故A错误;
反应 应该是烯烃的加成反应,故B错误、D正确;
C.环己醇中不含苯环,不属于芳香醇,故C错误。
12. 在有机合成中,常会将官能团转化,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是
A. 乙烯 乙二醇:
B. 溴乙烷 乙醇:
C. 溴 丁 烷 丁 炔 :D. 乙烯 乙炔:
【答案】B
【解析】
A. 可实现乙烯合成乙二醇,故A正确
B. 不能实现,应为 ,故B错误;
C.
可实现 溴丁烷 丁炔,故C正确;
D. 可实现乙烯转化为乙炔,故D正确;
13. 对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成。已知 苯环上的硝基可被还原为氨基:
,产物苯胺还原性强,易被氧化;
为邻、对位取代定位基,而 为间位取代定位基。则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤
合理的是
A. 甲苯 对氨基苯甲酸
B. 甲苯 对氨基苯甲酸
C. 甲苯 对氨基苯甲酸D. 甲苯 对氨基苯甲酸
【答案】A
【解析】
由甲苯制取产物时,需发生硝化反应引入硝基,再还原得到氨基,将甲基氧化才得到羧基;但氨基
易被氧化,故甲基氧化为羧基应在硝基还原前,否则生成的氨基也被氧化,故先进行硝化反应,再
将甲基氧化为羧基,最后将硝基还原为氨基.另外还要注意 为邻、对位取代定位基;而
为间位取代定位基.步骤为甲苯 对氨基苯甲酸。
故选A。
14. 下图是一些常见有机物的转化关系,关于反应 的说法正确的是
A. 反应 是加成反应,产物的结构简式
B. 反应 是氧化反应,其中 是去氢氧化
C. 反应 是取代反应,其中 是酯化反应反应
D. 是消去反应,反应的副产物中有 气体
【答案】D
【解析】
A.反应 是加成反应,产物的结构简式 ,故A错误;
B.反应 不是氧化反应,属于乙烯与水的加成反应, 是去氢氧化, 为加氧的氧化反应,故B
错误;
C.反应 为乙酸的还原反应不是取代反应,故C错误;
D.反应 为乙醇在浓硫酸作用下生成乙烯,为消去反应,浓硫酸与乙醇发生副反应生成二氧化硫,
故D正确。15. 佩戴口罩对预防新冠疫情有非常重要的作用,口罩中间层为聚丙烯熔喷布,用丙醛
制取聚丙烯的过程中发生的反应类型为
取代 消去 加聚 缩聚 氧化 还原
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
要 制 取 , 可 逆 推 反 应 流 程 :
,则从后往前推断可发生
加成 还原 反应、消去反应、加聚反应。
故选C。
二、填空题
16. 从樟科植物枝叶提取的精油中含有甲、乙两种成分:
含氧官能团的名称,甲:_______;乙__________。
由甲转化为乙的过程为 已略去无关产物反应II的反应类型为 ____________,Y的结构简式___________________。
设计步骤I的目的是___________________________________________________________。
按顺序写出检验X中卤素原子所需的试剂________________________________。
【答案】 醇 羟基;醛基
消去反应;
保护碳碳双键
溶液、稀 、 溶液
【解析】
由结构简式可知甲中含氧官能团为 醇 羟基,乙中含氧官能团为醛基;
由反应I产物的结构,可知反应I是甲与HCl发生加成反应生成 ,由反
应条件可知X发生催化氧化生成Y为 ,结合乙的结构简式,可知反应II是Y在氢
氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成 。
反应II的反应类型为消去反应,Y的结构简式为: ;
步骤I消除碳碳双键,X发生氧化反应生成Y,步骤II中在相同的位置又引入碳碳双键,设计步
骤I的目的是:保护碳碳双键,防止被氧化;
检验X中卤素原子,先发生氯代烃在碱性条件下的水解反应,使氯原子转化为氯离子的形成进
入溶液,再用硝酸中和并酸化,滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,需的试剂为:NaOH溶液、稀
、 溶液。17. 有机物 是一种治疗肺结核药物的有效成分,有机物G是一种食用香料,以甲苯为原
料合成这两种物质的路线如图所示:
已知:
为 或
回答下列问题:
生成A的反应类型是______。
中含氧官能团的名称是______,试剂a的结构简式为______。
写出由A生成B的化学方程式______。 肉桂酸的官能团______
当试剂d过量时,可以选用的试剂d是______ 填字母序号 。
肉桂酸有多种同分异构体,符合下列条件的有______种。苯环上有三个取代基;
能发生银镜反应,且1mol该有机物最多生成4mol Ag。
由上述符合条件的同分异构体中,写出苯环上有两种不同化学环境氢原子的有机物的结构简式
______ 任写一种即可
【答案】 取代反应;
醛基; ;
;
;
;
;
; 或 。
【解析】由反应的流程可看出:根据信息 在 条件下氧化为F ,
和 反应得 , 和丙烯醇
酯化得 G; 和浓硝酸发生硝化反应生成 A,结构简式为 ,
和 卤化在甲基邻位引入Br得B,B被酸性高锰酸钾氧化,将甲基氧化为羧
基得C,C碱性条件下水解后,再酸化得D,D中硝基被还原为氨基得E,E和碳酸氢钠反应得
,
根据以上分析,甲苯生成A的反应是取代反应,故答案为:取代反应;
由新信息及流程推断,F为 ,其中一定含有醛基,F生成肉桂醛根据信息 ,则试
剂a是乙酸酐,结构简式为 ,故答案为:醛基; ;
和 取代发生生成B的方程式是: ,
故答案为: ;
由试剂b质谱图显示试剂b的相对分子质量为58,分子中不含甲基,且为链状结构可推知,是
丙 烯 醇 , 即 , 则 方 程 式 为 :,
故答案为: ;
试剂d可以将羧基转化为其钠盐,而不能和酚羟基反应,一定是 ,故选:a;
根据以上分析,C 中含有羧基和溴原子,所以和氢氧化钠溶液水解、中和的方程式为:
,
故答案为: ;
肉桂酸的同分异构体,能发生银镜反应,且1mol该有机物最多生成4mol Ag,说明含有2个醛
基,又苯环上有三个取代基,所以连有两个醛基和一个甲基,由三个基团的相对位置不同,这样的
同分异构体应有6种;
苯环上有两种等效氢的有两种,即 或 ,故答案为:6; 或 。
三、流程题
18. 化合物H是治疗失眠症药物雷美替胺的中间体,其合成路线如下:
完成下列填空:
物质G的分子式为______________。
反应 类型为_________________。
若没有设计反应 ,则化合物H中可能混有杂质,该杂质同样含有一个六元环和两个五元
环,写出生成该杂质反应的化学方程式_______________。
写 出 同 时 满 足 下 列 条 件 的 物 质 H 的 所 有 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式
_________________________________。属于芳香族化合物;
能发生银镜反应和水解反应;
谱表明分子中有5种氢原子,IR谱显示存在碳碳双键。
已知: ,写出以 、
为原料制备 的合成路线流程图 无机试剂任选 。 合成路线常用
的表示疗法为 目标产物 。
【答案】
取代反应
、
【解析】略19. 屈昔多巴 可治疗直立性低血压所致的头昏、头晕和乏力,帕金森病
患者的步态僵直等。以下是屈昔多巴的一种合成路线 通常 简写为BnCl,
简写为
回答下列问题:
反应 的反应类型为_____,其作用为_____。
屈昔多巴中所含的非含氧官能团名称为____,屈昔多巴分子中有________个手性碳原子。
反应 为加成反应,有机物X的名称为_______________________________。
显________ 填“酸”、“中”或“碱” 性,
写出其与盐酸反应的化学方程式____________________________________________。的同分异构体中,能与 溶液反应生成 的二取代芳香化合
物有_______种,其中核磁共振氢谱为四组峰的结构简式为_______ 任写一种 。
参照上述合成路线,以对羟基苯甲醛为原料 无机试剂任选 ,设计制备对羟基苯甲酸的合
成路线____________________________。
【答案】 取代反应;保护羟基;
氨基;2;
氨基乙酸 或甘氨酸 ;
碱; ;
; 或 ;
。
【解析】
反应 的反应类型为取代反应,作用为保护羟基,故答案为:取代反应;保护羟基;
非氧官能团是氨基,分子中含有2个手性碳原子,故答案为:氨基;2;
反应 为加成反应,结合流程图可推出X为 ,名称为氨基乙酸,故答案为:氨基乙酸;
中有氨基,显碱性,能与盐酸发生反应: ,
故答案为:碱; ;
能与 溶液反应放出 气体,说明含有羧基,又苯环上连有两个取代基,则两个取
代基可以为 和 , 和 ,两组取代基在苯环上均有邻、间、
对三种位置关系,故共有6种符合条件的化合物 其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为 、
,故答案为:6; 或 ;
为了保护酚羟基,首先进行取代反应,将对羟基苯甲醛转化为 ,再将醛基氧化为羧基,
最后将羟基还原出来,故答案为: 。