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选择性必修3第三章烃的衍生物第五节有机合成_新人教版高二化学选修一、二、三_新人教版高中化学选择性必修第三册_高二化学(选择性必修第三册)学案练习

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docx
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4.969 MB
文档页数
29 页
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文档内容

解密有机合成的过程 重难点 题型 分值 1. 通过碳骨架的构建、官能团的转化,体会 有机合成基本任务,掌握有机化合物分子骨 架的构建,官能团引入、转化或消除的方 重点 法。 2. 通过有机合成中原料的选择,知道“绿色 选择题、填空题 6-10分 合成”思想是优选合成路线的重要原则。 掌握有机化合物分子骨架的构建,官能团引 难点 入、转化或消除的方法。 一、有机合成 1. 有机合成的概念 有机合成指利用相对简单、易得的原料,通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能 团,由此合成出具有特定结构和性质的目标分子的过程方法。 2. 有机合成的任务和过程 第1页3. 有机合成的原则 (1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。 (2)尽量选择步骤最少的合成路线,使得反应过程中副反应少、产率高。 (3)符合“绿色化学”的要求,操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率 高、污染少,尽量实现零排放。 (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。 二、有机合成中的碳骨架的构建和官能团的引入 1. 构建碳骨架 (1)增长碳链 ①卤代烃与NaCN的反应 CHCHCl+NaCN→CHCH CN (丙腈)+ NaCl ;(取代反应) 3 2 3 2 CHCHCN ⃗ H 2 O、H+ CHCHCOOH。 3 2 3 2 ② 醛、酮与HCN的加成反应 CHCHO+HCN→ ;(加成反应) 3 ⃗ H O、H+ 2 。 ③ 卤代烃与炔钠的反应 ⃗ 液氨 2CHC≡CH+2Na 2CH C≡CNa + H ;(取代反应) 3 3 2 CHC≡CNa+CHCHCl→CHC≡CCH CH + NaC l。 3 3 2 3 2 3 ④ 羟醛缩合反应 ⃗OH− CHCHO+ 。 3 比如乙醛的羟醛缩合反应: CHCHO + CH CHO CHCH CHCHO + H O。 3 3 3 2 (2)缩短碳链 ① 脱羧反应 第2页R—COONa+NaOH R—H + Na CO。 2 3 ② 氧化反应 ; R—CH==CH RCOOH + CO ↑。 2 2 比如:2-甲基-2-丁烯与酸性高锰酸钾溶液反应: CHCOOH + 。 3 ③ 水解反应:主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 ④ 烃的裂化或裂解反应 ⃗ 高温 ⃗ 高温 C H C H + C H ;C H C H + C H。 16 34 8 18 8 16 8 18 4 10 4 8 (3)碳链成环 ① 二烯烃成环反应(第尔斯-阿尔德反应) 1,3-丁二烯与乙烯反应: 1,3-丁二烯与丙烯酸反应: + 。 ② 形成环酯 + +2HO。 2 ③ 形成环醚 (4)碳链开环 ① 环酯水解开环 ② 环烯烃氧化开环 第3页【即时练】1 (双选)碳链增长在有机合成中具有重要意义,它是实现由小分子有机 化合物向较大分子有机化合物转化的主要途径。某同学设计了如下 4个反应,其中可以实 现碳链增长的是( ) A. CH CHCHCHBr和NaCN共热 3 2 2 2 B. CHCHCHCHBr和NaOH的乙醇溶液共热 3 2 2 2 C. CHCHBr和NaOH的水溶液共热 3 2 D. 乙烯的加聚反应 【答案】AD 【解析】A中反应为CH(CH)Br + NaCN CH(CH)CN + NaBr,分子中可 3 2 3 3 2 3 增加一个碳原子;B、C项中可实现官能团的转化,但碳链长度不变;D项中发生加聚反应 由小分子生成高分子,实现碳链增长。 2. 常见官能团引入或转化的方法 (1)碳碳双键 ① 醇的消去反应 CHCHOH CH==CH ↑+HO。 3 2 2 2 2 ② 卤代烃的消去反应 CH—CH—Br+NaOH CH==CH↑+NaBr+HO。 3 2 2 2 2 ③ 炔烃的不完全加成反应 CH≡CH+HCl CH==CHCl。 2 (2)卤素原子 ① 烃与卤素单质的取代反应 +Br +HBr; 2 +Cl ⃗光照 +HCl。 2 ② 不饱和烃的加成反应 +Br ―→ ; 2 CH==CHCH +HBr CHCHBrCH ; 2 3 3 3 CH≡CH+HCl CH==CHCl。 2 ③ 醇的取代反应 CH—CH—OH+HBr ⃗Δ CH—CH —Br + H O。 3 2 3 2 2 (3)羟基 第4页① 烯烃与水的加成反应 CH==CH +HO CHCHOH。 2 2 2 3 2 ② 卤代烃的水解反应 CH—CH—Br+NaOH CHCH —OH + NaBr 。 3 2 3 2 ③ 醛或酮的还原反应 CHCHO+H CHCHOH; 3 2 3 2 +H 。 2 ④ 酯的水解反应 CHCOOCH CH+HO CH COOH + CH CHOH; 3 2 3 2 3 3 2 CHCOOCH CH+NaOH ⃗Δ CH COONa + CH CHOH。 3 2 3 3 3 2 【即时练】2 下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是( ) A. 苯和溴水共热 B. 甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合 C. 溴乙烷与NaOH的水溶液共热 D. 溴乙烷与NaOH的醇溶液共热 【答案】B 【解析】苯和溴水共热不反应,A项错;甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合发生甲 基上的取代反应,引入碳溴键,B项正确;C、D项分别为溴原子的取代和消去,C、D项 均错。 (4)官能团的转化 熟悉烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础。 第5页【问题探究】有机合成中官能团的引入、转化和消除 1. 将 直接氧化能得到 吗?若不能,如何得到? 【提示】不能。应设计流程如下: 。 2. 由 怎样转变为 ? 【提示】由 转化成 的流程为 【易错辨析】 (1)消去反应可以引入碳碳双键,加成反应也可以引入碳碳双键。 ( ) 【提示】√。如乙醇发生消去反应生成乙烯,乙炔与氢气加成生成乙烯。 (2)一定条件下,可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。( ) 【提示】√。溴乙烷可以与氢氧化钠水溶液发生取代反应生成乙醇。 (3)丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。( ) 【提示】√。丙烯与溴化氢发生加成反应引入碳卤键,丙烯与水发生加成反应引入羟 第6页基。 (4)加聚反应可以使有机化合物碳链增长。( ) 【提示】√。比如n个乙烯加聚生成聚乙烯,加聚后的聚乙烯碳数增多。 (5)消去反应、氧化反应、还原反应、酯化反应等都可以消除羟基。 ( ) 【提示】×。还原反应不能消除羟基而能生成羟基,如醛、酮与H 的加成反应。 2 例题1 下列说法不正确的是( ) A. 可发生消去反应引入碳碳双键 B. 可发生催化氧化引入羧基 C. CHCHBr可发生取代反应引入羟基 3 2 D. 与CH CH 可发生加成反应引入碳环 2 2 【答案】B 【解析】 中羰基碳原子上无氢原子,故不能发生催化氧化生成羧酸,B 项不正确。 例题2 由石油裂解产物乙烯制取HOCH COOH,需要经历的反应类型有( ) 2 A. 氧化——氧化——取代——水解 B. 加成——水解——氧化——氧化 C. 氧化——取代——氧化——水解 D. 水解——氧化——氧化——取代 【答案】A 【解析】由乙烯CH==CH 合成HOCH COOH的步骤: 2 2 2 2CH==CH +O 2CHCHO,2CHCHO+O 2CHCOOH,CHCOOH+ 2 2 2 3 3 2 3 3 Cl ⃗光照 Cl—CH COOH+HCl,Cl—CH COOH+2NaOH HOCH COONa+NaCl+ 2 2 2 2 HO,HOCH COONa+HCl==HOCH COOH+NaCl,故反应类型:氧化——氧化——取代 2 2 2 ——水解。 第7页例题3 由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的示意图如图所示: 请回答下列问题: (1)写出以下物质的结构简式:A________,F________,C________。 (2)写出以下反应的反应类型:X________,Y________。 (3)写出以下反应的化学方程式:A→B:________________________;G→H: _____________。 ( 4 ) 若 环 状 酯 E 与 NaOH 水 溶 液 共 热 , 则 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________。 【答案】 (1)CHBrCHBr HC≡CH OHCCHO 2 2 (2)酯化反应 加聚反应 ⃗一定条件 (3)CHBrCHBr+2NaOH HOCH CHOH+2NaBr nCH==CHCl 2 2 2 2 2 (4) +2NaOH ⃗Δ NaOOCCOONa+HOCH CHOH 2 2 【解析】乙烯和溴发生加成反应生成A,A的结构简式为CHBrCHBr,A和氢氧化钠 2 2 的水溶液发生取代反应生成B,B的结构简式为HOCH CHOH,B被氧气氧化生成C,C 2 2 的结构简式为OHCCHO,C被氧气氧化生成D,D的结构简式为HOOCCOOH,B和D发 生酯化反应生成E,E是环状酯,则E为乙二酸乙二酯;A和氢氧化钠的醇溶液发生消去反 应生成F,F的结构简式为HC≡CH,F和氯化氢发生加成反应生成G氯乙烯,氯乙烯发生 加聚反应生成H聚氯乙烯。 (1)通过以上分析知,A、F、C 的结构简式分别是 CHBrCHBr、HC≡CH、 2 2 OHCCHO。 (2)乙二酸和乙二醇发生酯化反应生成乙二酸乙二酯,氯乙烯发生加聚反应生成聚氯 乙烯。 (3)A和氢氧化钠水溶液发生取代反应生成B,反应方程式为CHBrCHBr+2NaOH 2 2 第8页HOCH CHOH+2NaBr,一定条件下,氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,反应方 2 2 ⃗一定条件 程式为nCH==CHCl 。 2 (4)环状酯E与NaOH水溶液共热,发生水解反应生成羧酸钠和乙二醇,反应方程式 为 +2NaOH ⃗Δ NaOOCCOONa+HOCH CHOH。 2 2 第9页(答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 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. 甲苯在光照下与Cl 反应,主反应为苯环上引入氯原子 2 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CH==CH—CH OH与酸性KMnO 溶液反应即可得到CH==CH—COOH 2 2 4 2 D. HC≡CH、(CN) 、CHCOOH三种单体在一定条件下发生加成、酯化反应即可得 2 3 到 2. 下列制备设计错误的是( ) A. 以苯为原料制水杨酸(邻羟基苯甲酸),应向苯环上先引入酚羟基 B. 制备表面活性剂对十二烷基苯磺酸钠,可向苯环上先引入磺酸基(—SO H) 3 C. 制备十二烷基苯可以采用1-十二烯在一定条件下与苯加成 D. 采用对MgCl ·6H O在氯化氢气流中加热脱水制无水MgCl 2 2 2 3. E是一种食品添加剂中的防腐剂,可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。 第10页下列说法不正确的是( ) A. A是苯酚的一种同系物,且溶解度小于苯酚 B. 经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化 C. 与B属于同类有机物的同分异构体有3种(不包含B) D. 1 mol D可以消耗1 mol NaHCO 3 4. 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 5. 有下列几种反应类型:①消去 ②加聚 ③水解 ④加成 ⑤酯化 ⑥氧化。用乙醇 为原料(无机原料任选)制取 ,按正确的合成路线依次发生的反应所属类型应 是( ) A. ①④③⑥⑤ B. ①⑥④③⑤ C. ①②③⑥⑤ D. ⑥①④③⑤ 二、非选择题 6. 已知 ⃗HCN ⃗ H 2 O、H+ ,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________________。 第11页(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:________________________________________________________________。 7. 丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒的新药。合成丁苯酞(J)的 一种路线如图所示: 已知: (1)B的化学名称是____________,F中含氧官能团名称是________。 (2)由E→F和H→J的反应类型分别是________、________。 (3)试剂a是________。 (4)J是一种环酯,则J的结构简式为________________。H在一定条件下还能生成 高分子化合物 K,H生成K的化学方程式为___________________________________。 (5)M的组成比F多1个CH 基团,M的同分异构体①能发生银镜反应;②含有苯环; 2 ③不含甲基。满足上述条件的M的同分异构体共有________种。 (6)利用题中信息写出以乙醛和苯为原料,合成 的流程图(其他试 剂自选):_____________________________________________。 第12页1.【答案】B 【解析】甲苯在光照下与Cl 反应,主反应为甲基上引入氯原子,故A错误;卤代烃 2 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;碳碳双键、羟基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,CH==CH—CHOH与酸 2 2 性 KMnO 溶液反应不能得到 CH==CH—COOH,故 C 错误;HC≡CH、(CN) 、 4 2 2 CHCOOH 三 种 单 体 在 一 定 条 件 下 发 生 加 成 、 加 聚 反 应 可 得 到 3 ,故D错误。 2.【答案】B 【解析】以苯为原料制水杨酸(邻羟基苯甲酸),应向苯环上先引入酚羟基,这样才 利于在酚羟基的邻位上引入甲基,故A正确;制备表面活性剂对十二烷基苯磺酸钠,应向 苯环上先引入十二烷基,再利用磺化反应在对位引入磺酸基(—SO H),故B错误;利用 3 1-十二烯在一定条件下与苯发生加成反应可制备十二烷基苯,故 C正确;氯化镁晶体脱水 过程中镁离子易水解生成氢氧化镁沉淀,在氯化氢气体中脱水可以抑制镁离子水解,即 MgCl ·6H O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl ,故D正确。 2 2 2 3.【答案】C 【解析】A与苯酚结构相似,官能团相同,且相差1个CH ,是苯酚的一种同系物, 2 甲基是憎水基,A中含有的憎水基比苯酚多,溶解度小于苯酚,选项 A正确;酚羟基容易 被氧化,经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化,而将苯环上的甲基 氧化为羧基,选项 B 正确;与 B 属于同类有机物的同分异构体有 、 、 、 共4种,选项C不正确;D中含有一个羧基和 一个羟基,只有羧基能与NaHCO 反应,则1 mol D可以消耗1 mol NaHCO,选项D正确。 3 3 4.【答案】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 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水溶液中发生水解(或取代)反应生成1,2-丙二醇,故答案为 A。 5.【答案】A 第13页【解析】 为乙二酸与乙醇发生酯化反应制得,因此需要先利用乙醇制备乙 二酸,可将乙醇发生消去反应制备乙烯,乙烯再与Br 发生加成反应生成1,2-二溴乙烷, 2 1,2-二溴乙烷在NaOH溶液中发生水解反应生成乙二醇,乙二醇再发生氧化反应生成乙二 酸,乙二醇与乙二酸再发生酯化反应生成 ,依次发生的反应所属类型为 ①④③⑥⑤ 6.【答案】(1) (2)消去反应 加聚反应 ( 3 ) + +HO 2 ⃗催化剂 【解析】有机物A(C HO)应属于醛或酮,因无银镜反应,只能是酮,可推知A为 3 6 丙酮( ),其他根据流程图路线,结合题给信息分析。 7.【答案】(1)2甲基2溴丙烷 醛基 (2)氧化反应 酯化反应(或取代反应) (3)Br /FeBr 2 3 ⃗一定条件 (4) n + (n-1)HO 2 (5)7 (6) 【解析】根据G的结构简式可知,A的结构简式为CH==C(CH),A发生加成反应 2 3 2 第14页生成的B为(CH ) CBr,B发生信息中的反应生成的C为(CH ) CMgBr,D为 , 3 3 3 3 D和液溴发生苯环上的取代反应生成的 E为 ,E发生氧化反应生成的F为 ;根据信息中第一步以及第二步中与二氧化碳的反应,由 G可推知H为 ,结合J的分子式,可知H脱去1分子水形成J,而J是一种环酯,则J 为 。 (1)根据G的结构简式可知,A的结构简式为CH==C(CH ) ,A发生加成反应生 2 3 2 成的B为(CH)CBr,B的名称为2甲基2溴丙烷,由以上分析可知F为 ,其 3 3 中含氧官能团名称为醛基。 (2)E中甲基转化为醛基生成F,属于氧化反应,H中羧基和羟基转化为酯基生成 J,属于酯化反应或取代反应。 (3)由D到E发生苯环上的一溴取代反应,试剂a为Br /FeBr 。 2 3 (4)J 是一种环酯,根据H的结构简式 及J的化学式C H O 可知 12 14 2 H 发 生 分 子 内 酯 化 反 应 脱 去 1 分 子 水 生 成 J , J 为 , H ( ) 在 一 定 条 件 下 还 能 生 成 高 分 子 化 合 物 K , K 为 第15页⃗一定条件 , 化 学 方 程 式 为 +(n-1)HO。 2 (5)M组成比F( )多1个CH 基团,M 的分子式为 C HBrO,M 2 8 7 的同分异构体满足条件:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②含有苯环;③不含甲基, 可以有 1 个取代基为—CHBrCHO,可以有两个取代基为—CHBr、—CHO,或者— 2 CHCHO、—Br,均有邻、间、对3种,故满足上述条件的M的同分异构体共有1+2×3= 2 7种。 (6) 由 与乙醛反应得到,苯与溴发生取代反应 得到溴苯,溴苯再与Mg/乙醚作用得到 ,合成路线流程图为 。 答案为A。 第16页有机合成路线的设计与实施 重难点 题型 分值 1. 掌握常见有机物的转化关系 2. 常见有机合成路线 重点 3. 有机合成中常见官能团的保护 4. 有机化合物合成路线的分析,形成逆向合成 法的思维模型,并能在有机合成中进行应用。 填空题 10-12分 1. 掌握常见有机物的转化关系 2. 常见有机合成路线 难点 3. 有机合成中常见官能团的保护 4. 逆向合成法 有机合成路线的确定,需要在掌握碳骨架构建和官能团转化基本方法的基础上,进行 合理的设计与选择,以较低的成本和较高的产率,通过简便而对环境友好的操作得到目标 产物。 一、有机合成路线的设计 1. 常见有机物的转化关系 第17页若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOC-COOH),则依次发生反应的类型是消去反应、 加成反应、水解反应(或取代)反应、氧化反应、氧化反应。 2. 常见有机物合成路线 脂肪烃为基础原料到酯的合成路线。 (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 。 3. 常见有机物官能团的保护 含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,此时先将 第18页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 合成反应 R—OH R—O—R'→…→R″—O—R' R″—OH (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溶液反应,把—OH 变为—ONa(或使其与ICH 反应,把—OH变为—OCH )将其保护起来,待氧化后再酸化 3 3 将其转变为—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 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。 CH CHR CHCl—CH R 2 2 2 CHCl—CH R' CH CHR' 2 2 2 (4)醛基的保护。 先让醛与醇反应生成缩醛: R—CHO+2R'OH +H O 2 生成的缩醛比较稳定,与稀碱溶液和氧化剂均难反应,但在稀酸溶液中微热会水解为 原来的醛。 (5)氨基(—NH )的保护 2 ⃗合成 如在对硝基甲苯 对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 氧化成 — COOH 之后, 3 再把—NO 还原为 — NH 。防止当KMnO 氧化—CH 时, — NH (具有还原性)也被氧化。 2 2 4 3 2 【微思考】写出由CH CHCH OH制备 CH CHCOOH的合成路线。 2 2 2 【提示】如需氧化含碳碳双键的分子中的羟基时,先让碳碳双键与HX发生加成反应, 氧化后再发生消去反应生成碳碳双键,如: CH=CHCH OH CHCl—CH CHOH CHCl—CH COOH CH 2 2 2 2 2 2 2 2 CHCOOH。 二、逆合成分析法 1. 逆合成分析法基本思路 第19页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)实例分析 —— 乙二酸二乙酯的合成 ① 分析过程: a. 分析乙二酸二乙酯,官能团有酯基; b. 反推:酯是由酸和醇合成的,则合成乙二酸二乙酯的反应物为 和乙醇; c. 反推:羧酸可以由醇氧化得到,则乙二酸(草酸)前一步的中间体是乙二醇,结构 简式为 ; d. 反推:乙二醇与乙醇的不同之处在于含有两个羟基。乙二醇可通过卤代烃 水解得到,而后者则可通过乙烯与Cl 的加成反应得到; 2 e. 反推:乙醇可通过乙烯与水加成得到。 以上分析过程可表示为: ② 合成步骤(用化学方程式表示): a. CH CH+H O CHCHOH。 2 2 2 3 2 b. CH CH+Cl 。 2 2 2 c. + 2NaOH + 2NaCl。 d. +2O +2H O。 2 2 e. +2CH CHOH +2H O。 3 2 2 第20页归纳总结: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,对不同的合成路线进行优选。 【问题探究】有机合成方案的设计 1. 下图是制取乙酸苯甲酯的一种合成路线(部分反应物、产物和反应条件略去)。 运用逆合成分析法推断C的结构简式。 【提示】利用逆合成分析法的原理可得解答该题的思维过程如下: ⇒ 故C为CHCHO。 3 2. 实际工业生产中常采用以下路线合成乙二醇: CH CH , 2 2 与前面合成乙二酸二乙酯路线中合成乙二醇的方法比较分析,选择该方案的原因是什 么? 【提示】未使用有毒的氯气,无污染,原子利用率100%,符合绿色化学。 3. 乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。 工业上大量使用的醋酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合 成乙酸。 【 提 示 】 合 成 路 线 为 CH CH CHCHOH CHCHO 2 2 3 2 3 CHCOOH。 3 第21页例题1 已知:含 的物质(烯烃)在一定条件下能与水发生加成反应,生成 醇,有机化合物A~D间存在图示转化关系: 下列说法不正确的是( ) A. D的结构简式为CHCOOCH CH 3 2 3 B. A能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C. B与乙酸发生了取代反应 D. 可用B萃取碘水中的碘单质 【答案】D 【解析】C被氧化生成乙酸,则C为CHCHO,B在加热条件下和氧化铜发生氧化反 3 应生成C,则B为CHCHOH,A和水发生加成反应生成B,则A为CH CH ,乙酸和乙 3 2 2 2 醇发生酯化反应生成D,D为CHCOOCH CH。 3 2 3 例题2 化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下: 回答下列问题: (1)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构,只需写出3个)。 (2)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CHCOCH COOC H)制备 3 2 2 5 的合成路线: (无机试剂任选)。 第22页【 答 案 】 ( 1 ) 、 、 、 、 (任写3个) (2) ,CHCOCH COOC H 3 2 2 5 【解析】(1)具有六元环结构、并能发生银镜反应的 B的同分异构体中含有醛基, 则可能的结构为 、 、 、 、 。 (2)由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CHCOCH COOC H)制备 ,可以 3 2 2 5 先由甲苯合成 ,再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯和 合成 ,最后根据题中反应⑥的信息由 合成产品 。 具体的合成路线图为 ,CHCOCH COOC H 3 2 2 5 。 例题3 化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成: 第23页C H O 14 14 2 B (1)化合物A中的含氧官能团为 和 (填官能团名称)。 (2)化合物B的结构简式为 ;由C→D的反应类型是 。 (3)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: 。 Ⅰ. 分子中含有2个苯环; Ⅱ. 分子中含有3种处于不同化学环境的氢原子。 (4)已知:RCHCN RCHCHNH ,请写出以 为原料制备 2 2 2 2 化合物X( )的合成路线流程图(无机试剂可任选)。流程图示例如下: CHCHO CHCOOH CHCOOCH CH。 3 3 3 2 3 【答案】(1)醚键 醛基 (2) 取代反应 (3) (或 ) ( 4 ) ( 或 ) 【解析】(1)由化合物A的结构简式知,其含氧官能团有醚键和醛基。 (2)由结构简式可知化合物A的分子式为C H O ,结合B的分子式C H O 可知, 14 12 2 14 14 2 B是A中醛基还原为羟基的反应产物,故B的结构简式为 。 第24页观察C、D的结构简式,可看出D是C中—Cl被—CN取代的产物,故C→D的反应类型为 取代反应。 (3)满足条件的E的同分异构体分子中含有2个苯环,这一结构特点与E相同;由于 E的分子中碳原子数较多,要求其同分异构体中含有3种处于不同化学环境的氢原子,则 结构必须高度对称。据此,满足条件的E的同分异构体的结构简式为 或 。 (4)可用逆推法分析。根据信息“RCHCN RCHCHNH ”可逆推: 2 2 2 2 , 结 合 题 干 信 息 可 进 一 步 逆 推 : 。因此,以 为原料制备X的合成路线流程图如下: 。 另一合成路线流程图为 。 第25页(答题时间:40分钟) 一、选择题 1. 有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是( ) A. 消去反应 B. 酯化反应 C. 水解反应 D. 取代反应 2. 下列反应可以使碳链缩短的是( ) A. 乙酸与丙醇的酯化反应 B. 用裂化石油为原料制取汽油 C. 乙烯的聚合反应 D. 苯甲醇氧化为苯甲酸 3. 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) 悬浊液共热后酸化 2 A. ①③④②⑥ B. ①③④②⑤ C. ②④①⑤⑥ D. ②④①⑥⑤ 4. 已知 R—CHO。 ⃗自动脱水 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C HO 。 4 8 3 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 二、非选择题 第26页5. 1,4二氧杂环己烷(又称1,4二氧六环或1,4二口恶烷, )是一种常用的溶剂, 在医药、化妆品、香料等精细化学品的生产中有广泛应用。请以乙烯为基础原料,设计它 的合成路线。(注明试剂和条件) 6. 华法林(Warfarin)又名杀鼠灵,为心血管疾病的临床药物。其合成路线(部分反应 条件略去)如下所示: 回答下列问题: (1)A的名称为________,E中官能团名称为________。 (2)B的结构简式为________。 ( 3 ) 由 C 生 成 D 的 化 学 方 程 式 为 _______________________________________________。 (4)⑤的反应类型为________,⑧的反应类型为______。 (5)F的同分异构体中,同时符合下列条件的同分异构体共有________种。 a. 能与 FeCl 溶液发生显色反应 3 b. 含有—CHO 其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_________________。 第27页1.【答案】D 【解析】消去反应主要是消去原子或原子团,形成双键或三键,A项错误;酯化反应 是羧酸与醇生成酯和水的反应,不可能引入卤素原子,B项错误;水解反应是与水反应, 不可能引入卤素原子,C项错误;烷烃或芳香烃的取代反应均可引入卤素原子,D项正确。 2.【答案】B 3.【答案】C 【解析】采用逆向分析法可知: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。 4.【答案】D 【解析】由 B 与新制 Cu(OH) 反应生成 C,再结合 A 的分子式可推知 B 为 2 CHCHO、C为CHCOONa、D为CHCOOH、E为CHCHOH;由B的结构简式、题给已 3 3 3 3 2 知反应,结合A的分子式C HO ,可知A为 。有机物A只有 4 8 3 一种结构,A错误;反应①为醛的还原反应,B错误;CHCHO和CHCOOH的最简式不 3 3 同,C错误;检测酒驾就是检测CHCHOH的含量,D正确。 3 2 5.【答案】 【解析】可利用逆合成分析法: 6.【答案】(1)甲苯 酯基 (2) (3) +O――→ +2HO 2 2 (4)取代反应 加成反应 (5)13 第28页【解析】(1)A为 ,名称为甲苯,E为 ,官能团名称为酯基。 (2)由题图分析知,B 的结构简式为 。 (3)C( )催化氧化生成 D( ),化学方程式为 +O +2HO。 2 2 (4)⑤为 与(CHCO) O 在浓硫酸的催化作用下反应生成 和 3 2 CHCOOH,则反应类型为取代反应, ⑧为 与 反应生成 3 ,反应类型为加成反应。 (5)F 的同分异构体中,同时符合:a. 能与 FeCl 溶液发生显色反应,b. 含有— 3 CHO条件的同分异构体共有13种。它们为苯环上有—OH(酚)、—CHCHO两个取代基 2 的同分异构体3种,苯环上有—OH(酚)、—CHO、—CH 三个取代基的同分异构体10 3 种。其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为 。 第29页