第1节 有机化合物的合成
第2课时
[基础过关] 一、逆推法的应用
1.以乙醇为原料,用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为正确的顺序是( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚 A.①⑤②③④ B.①②③④⑤ C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥ 答案 C 解析 逆推法:
),
再从乙醇开始正向分析反应过程,反应类型依次为消去反应→加成反应→水解反应→氧化反应→酯化反应。
2.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)2悬浊液共热 A.①③④②⑥ B.①③④②⑤ C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤ 答案 C
解析 采取逆向分析可知,乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二卤乙烷→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。 3.根据下面合成路线判断烃A为( ) A.1-丁烯 C.乙炔 答案 D
B.1,3-丁二烯 D.乙烯
解析 由生成物的结构推知C为,B为
,A为CH2===CH2。
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二、有机合成路线的选择
4.请设计合理方案:以为原料,合成。
5.已知:中的醇羟基不能被氧化。
以
为原料,并以Br2等其他试剂制取
,请写出合成路线。
解析 利用逆推法合成有机物,从产物入手,根据官能团的转化,推出原料即可。本题可设计为产物→醛→醇→卤代烃。
对照起始反应物与目标产物,需要在原料分子中引入—COOH,而碳骨架没有
变化,可逆推需要先制得醛,依次需要:醇、卤代烃。在原料分子中引入卤原子可以利用加成反应来完成。
6.以乙醇为起始原料可经过不同的途径得到1,2-二溴乙烷,以下三个制备方案,哪一个为最佳方案?
答案 方案(1)为最佳方案
解析 烷烃与溴蒸气发生取代反应时会生成一溴代物和多溴代物,产品的纯度低,故方案(2)(3)不是最佳方案。
7.请认真阅读下列3个反应:
(1)前两步合成路线顺序不能颠倒,你认为可能的原因是什么?
(2)后续合成路线还有两种可能的设计,请你对它们进行简要的评价,从中选出合理的合成路线。
答案 (1)前两步的顺序不能颠倒,若颠倒即先生成时不会得到所需产品。
,再与HNO3作用
(2)后续的两种合成路线为①
由于苯胺易被氧化且NaClO有强氧化性,而双键加成与—NO2被还原条件不同,故以第②种方案最合理。 三、有机合成推断
8.某有机化合物X,经过下列变化后可在一定条件下得到乙酸乙酯,则有机物X是( )
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A.C2H5OH C.CH3CHO 答案 C
B.C2H4 D.CH3COOH
解析 由转化关系图可知X加氢后生成Y,X被氧化后生成Z,Y与Z反应生成酯CH3COOCH2CH3,不难推出X为CH3CHO。
9.《茉莉花》是一首脍炙人口的中国民歌。茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯
()是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以乙烯和甲苯为原料进行人
工合成。其中一种合成路线如下: 回答下列问题:
(1)A、B的结构简式为____________,____________;
(2)写出反应②、⑥的化学方程式________________,________________________; (3)上述反应中属取代反应的有________(填写序号);
(4)反应__________(填序号)原子的理论利用率为100%,符合绿色化学的要求。 答案 (1)CH3CHO
解析 (1)A物质应该是乙醇在CuO的作用下被催化氧化成的乙醛,B物质是与
卤素单质光照条件下发生取代反应生成的卤代烃,由在⑤的条件下卤代烃发生的水解反应生成苯甲醇知,B中只有一个卤素原子即
;(2)②是乙醇的催化氧化,⑥是乙酸与苯甲
醇发生的酯化反应;(3)①是加成反应,②③均是氧化反应,④是与卤素发生的取代反应,⑤是卤代烃发生的水解反应,也属于取代反应,⑥是酯化反应属于取代反应。 [能力提升]
10.由丙烯合成“硝化甘油”(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应: 丙烯――→――→1,2,3-三氯丙烷(ClCH2CHClCH2Cl)――→甘油 已知:CH2===CHCH3+Cl2――→ClCH2CHClCH3; CH2===CHCH3+Cl2――→CH2===CHCH2Cl+HCl
(1)写出①②③各步反应的化学方程式,并分别注明其反应类型:
①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________。
500 ℃
CCl4
①
②
③
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(2)请写出用1-丙醇作原料,制丙烯的反应的化学方程式并注明反应类型:_____________。 (3)如果所用丙醇中混有异丙醇[CH3CH(OH)CH3],对所制丙烯的纯度是否有影响?简要说明理由。
答案 (1)①CH3CH===CH2+Cl2――→CH2ClCH===CH2+HCl,取代反应 ②CH2ClCH===CH2+Cl2――→CH2ClCHClCH2Cl,加成反应 ③CH2ClCHClCH2Cl+3NaOH――→
HOCH2CH(OH)CH2OH+3NaCl,水解(或取代)反应
(2)CH3CH2CH2OH――→CH3CH===CH2↑+H2O,消去反应 (3)无影响。异丙醇在此反应条件170 ℃下也得到丙烯,因此不会影响产物的纯度。
解析 此题需在丙烯的三个碳原子上各引入一个氯原子,生成1,2,3-三氯丙烷,才能水解生成甘油。怎样才能在三个碳原子上各引入一个氯原子呢?根据题中所给信息,应该是先由丙烯与氯气发生取代反应,再加成,才能生成1,2,3-三氯丙烷。
浓H2SO4
H2O
CCl4
500 ℃
11.已知一个碳原子上连有两个羟基时,易发生下列转化:请根据下图回答问题:
(1)E中含有的官能团的名称是__________;
反应③的化学方程式为____________________________。
。
(2)已知B的相对分子质量为162,其完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶1,则B的分子式为____________。
(3)F是高分子光阻剂生产中的主要原料,F具有如下特点:①能跟FeCl3溶液发生显色反应;②能发生加聚反应;③苯环上的一氯代物只有两种,则F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为____________________________。
(4)化合物G是F的同分异构体,属于芳香化合物,能发生银镜反应。G有多种结构,写出其中两种苯环上取代基个数不同的同分异构体的结构简式:____________________、 ________________________。
答案 (1)羧基 CH3CHO+2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O (2)C10H10O2
解析 本题的难点是A―→C+D的转化。A的分子中既有酯基,又有溴原子,所以A在碱性条件下水解时,除得到醋酸钠外,另一产物因同一个碳原子上连有两个羟基,不稳定,由已知信息可知得到乙醛(CH3CHO)。由B的相对分子质量为162,结合燃烧产物的量的关系可设其分子式为CnHnO2,知:13n+32=162,得n=10,即B的分子式为C10H10O2。由反应④:
△
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C10H10O2+H2O―→CH3COOH+F(C8H8O),结合F特点知其分子结构中含有羟基(酚类)和碳碳双键。因其一氯代物只有两种,所以F为苯环上的对位二取代物,故F的结构简式为
。因其同分异构体能够发生银镜反应,故分子内存在醛基
(—CHO),即可写出相应的同分异构体的结构简式。
12.利用从冬青中提取的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品,合成路线如下: 根据上述信息回答:
(1)D不与NaHCO3溶液反应,D中官能团的名称是________,B→C的反应类型是________。 (2)写出A生成B和E的化学反应方程式________。
(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体,在浓硫酸的作用下,I和J分别生成
和,鉴别I和J的试剂为________。
答案 (1)醛基 取代反应 (3)浓溴水或FeCl3溶液
解析 (1)B――→CH3OCH3,可知B为甲醇,CH3OH与O2反应生成D,D不与NaHCO3溶液△反应,D一定不是HCOOH,则D应为HCHO。
浓H2SO4
(2)逆推法知H的结构简式为,相继得E、F、G的结构简式为
(3)A的同分异构体I和J的结构简式分别为会产生白色沉淀;加FeCl3溶液,I显紫色。 [拓展探究]
,加浓溴水,I
13.美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2024年诺贝尔化学奖。 经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下: 回答下列问题:
(1)M可发生的反应类型是________。 a.取代反应 b.酯化反应 c.缩聚反应 d.加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,F的结构简式是________。D在一定条件下反应生成高分子化合物G,G的结构简式是________。
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