高中化学 第三章 第1节 有机化合物的合成练习 鲁科版选修5.doc

第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成1理解卤代烃在不同的反应条件下可以发生取代反应和消去反应。2认识卤代烃的应用对环境产生的影响以及给人类生产、生活带来的利与弊。3掌握碳链的增长和引入碳碳双键、碳碳叁键、卤素原子、醇羟基、酚羟基、醛基及羧基等官能团的化学反应，对有机化合物官能团之间的转化形成较全面的认识。4知道有机合成路线设计的一般程序和方法，能对给出的有机合成路线进行简单地分析和评论，了解原子经济等绿色合成思想的重要性。一、有机合成的关键1碳骨架的构建。(1)碳链的增长。卤代烃的取代。ach3ch2brnacn_，ch3ch2cn_；b2ch3cch2na_，ch3ch2brch3ccna_。醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有h)。(2)碳链的减短。烯烃、炔烃的氧化反应。ach3chchch3_。bhcchco2。苯的同系物的氧化反应。ch2ch3_。羧酸及其盐的脱羧反应。如：无水ch3coona晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热的化学方程式为：_。(3)成环。二元醇成环，如：2hoch2ch2oh_。羟基酸分子内脱水酯化，如：_。二元羧酸分子内脱水，如：_。氨基酸成环，如：_。(4)开环。环酯的水解，如：h2o_。环状肽键的水解，如：h2o_。2官能团的引入与转化。(1)在碳链上引入碳碳双键的途径。卤代烃的_。ch3ch2brnaoh_。醇的_。ch3ch2oh_。炔烃的_。hcchhcl_。(2)在碳链上引入卤素原子(x)的途径。烷烃或苯及其同系物的_。ch4cl2_；br2 _。不饱和烃与hx、x2的_。ch2ch2hbr_；hcch2br2_。醇与氢卤酸的_。ch3ch2ohhbr_。(3)在碳链上引入羟基(oh)的途径。烯烃与水的加成，如：ch2ch2h2o_。卤代烃的水解，如：ch3ch2clh2o_。醛酮与h2的加成，如： (h)h2_。酯的水解，如：_。(4)在碳链上引入羧基(cooh)的途径。醛的氧化：2rchoo2_。烯烃的氧化： _。酯的水解：_。氰基化合物的水解： _。肽的水解：h2o_。苯的同系物的氧化：ch3 cooh。答案：1(1)a.ch3ch2cnnabrch3ch2coohb2ch3ccnah2ch3ch2ccch3nabr(2)a.2ch3coohcoohch3coonanaohch4na2co3(3)2h2och2ch2h2oh2oh2o(4)hooc(ch2)3ohh2n(ch2)3cooh2(1)消去反应ch2ch2nabrh2o消去反应ch2ch2h2o不完全加成反应ch2chcl(2)卤代(取代)反应ch3clhclbrhbr加成反应ch3ch2brchbr2chbr2取代反应ch3ch2brh2o(3)ch3ch2ohch3ch2ohhcl(4)2rcoohrcoohrcoohrcoohrohrcooh2h2nch2cooh 二、有机合成路线的设计1有机合成路线的设计。(1)正推法。从确定的某种_开始，逐步经过_和_来完成。首先要比较原料分子和目标分子在_上的异同，包括_和_两个方面的异同，然后设计由_转向_的合成路线。(2)逆推法。采取从_逆推_，设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的_，直至选出合适的_。(3)优选合成路线依据。合成路线是否符合_；合成操作是否_；绿色合成。绿色合成主要考虑：有机合成中的_，原料的_，试剂与催化剂的_。2利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线。(1)苯甲酸苯甲酯。结构简式：。苯甲酸苯甲酯的生成。_。优选合成路线。答案：1(1)原料分子碳链的连接官能团的安装结构官能团碳骨架原料分子目标化合物分子(2)产物原料中间有机化合物起始原料(3)化学原理安全可靠原子经济性绿色化无公害性2 1在有机物分子中，不能引入羟基的反应是()a还原反应 b水解反应c消去反应 d加成反应解析：cho的加氢(或还原)、rx的水解都是能引入oh，而消去反应可在有机物中引入不饱和键，但不会引入oh。答案：c2从溴乙烷制取1，2二溴乙烷，下列转化方案中最好的是()ach3ch2brch3ch2ohch2=ch2ch2brch2brbch3ch2brch2brch2brcch3ch2brch2=ch2ch3ch2brch2brch2brdch3ch2brch2=ch2ch2brch2br解析：选择的合成路线应简捷，产率高，并且产物易于分离。a项方案不简便，b、c两项的方案取代反应制1，2二溴乙烷的产物不唯一。答案：d3(双选)下列反应可以使碳链减短的是()a持续加热乙酸与碱石灰的混合物b裂化石油制取汽油c乙烯的聚合反应d环氧乙烷开环聚合解析：a选项中乙酸和碱石灰反应的产物在持续加热的条件下会发生脱羧反应产生ch4，符合题意；b选项中石油的裂化也是缩短碳链，符合题意；c选项是增长碳链；d选项中碳链长度不变。答案：ab4已知醛和酮可与格氏试剂(rmgx)发生加成反应，所以产物经水解后可得醇：，若要用此种方法制取hoc(ch3)2ch2ch3，可选用的醛或酮与格氏试剂是()解析：此题可根据信息采用逆推的方法：和ch3ch2mgx或cch3ch2och3和ch3mgx，因此可知答案选d项。答案：d5乙烯是有机化工生产中最重要的基础原料。请以乙烯和天然气为有机原料，任意选择无机材料，合成1，3丙二醇(1，3丙二醇的结构简式为hoch2ch2ch2oh)，写出有关反应的化学方程式。解析：目标产物分子中有一个三碳原子链，而原料乙烯分子中只有2个碳原子，要增加一个碳原子，方法有很多：乙醛与hcn加成、氯乙烷与nacn反应、乙醛与甲醛发生羟醛缩合等。由于前二者涉及到后续反应中氰基转化的问题，比较麻烦，而目标产物多元醇跟羟醛缩合产物比较接近，可以尝试羟醛缩合途径。答案：2ch2ch2o22ch3choch4cl2ch3clhclch3clh2och3ohhcl2ch3oho22hcho2h2oh2cohch2chohoch2ch2chohoch2ch2choh2hoch2ch2ch2oh6若rchch2rch2ch2br，请设计合理方案从合成 (用反应流程图表示，并注明反应条件。例如：。解析：可采用倒推法答案：1下列反应中，可能在有机化合物分子中引入羟基“oh”的是()a羧酸与醇的酯化反应b醛类与新制cu(oh)2悬浊液反应c乙炔与水的加成反应d烯烃的水化反应解析：酯化反应引入“”；与新制cu(oh)2悬浊液反应可使生成羧基；乙炔与水加成生成乙醛；烯烃水化可生成醇，从而引入“oh”。答案：d2绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是()解析：a项存在副产物ch3cooh，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低，故a错误；b项存在副产物cacl2和h2o，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低，故b错误；c项反应物全部转化为目标产物，原子的利用率为100%，原子利用率最高，故c正确；d项存在副产物hoch2ch2och2ch2oh和2h2o，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低，故d错误。答案：c31，4二氧六环是一种常见的溶剂，它可通过下列反应制得：烃abc，则烃a可能是()a1丁烯b1，3丁二烯c乙炔 d乙烯解析：此题采用逆向思维，根据烃及其衍生物的相互转化关系即可推断。最终产物分子结构中含有“ror”键，应该是浓h2so4作用下，醇分子之间脱水形成的产物。而最终产物分子结构中含有两个“ror”键，且呈环状结构分子，所以化合物c应是含有两个碳原子的二元醇，由此确定c是，逆推c是b的水解产物，b中应含两个可水解的原子，b又是烃a跟br2反应的产物，可见b分子中有两个溴原子，所以烃a只能是ch2=ch2。答案：d4食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：下列叙述错误的是()a步骤产物中残留的苯酚可用fecl3溶液检验b步骤产物中残留的ch2=chch2oh可用溴水检验c苯酚和菠萝酯均可与酸性kmno4溶液发生反应d苯氧乙酸和菠萝酯均可与h2在一定条件下发生反应解析：步骤产物菠萝酯和残留的ch2=chch2oh分子结构中都含有碳碳双键，故都可以溴水退色，故b项错；苯酚容易被氧化，能与酸性kmno4溶液发生反应，菠萝酯分子结构中含有碳碳双键，也能与酸性kmno4溶液发生反应，c项正确；苯氧乙酸分子结构中含有苯环，故能与h2在一定条件下发生加成反应，菠萝酯分子结构中含有苯环、碳碳双键，故能与h2在一定条件下发生加成反应，d项正确。答案：b5(双选)下列反应，可以使碳链增长的是()a酯化反应b乙醛与hcn加成c乙醇与浓硫酸共热到140 d1溴丙烷与nacn作用解析：题目要求“碳链增长”，像由ch3ch2oh不属于碳链增长，酯化反应引入“coo”，也不属于碳链增长。答案：bd6已知rx2narxrr2nax，若用ch3ch2br和ch3ch2ch2br与金属钠反应，生成的烷烃不可能是()ach3ch2ch2ch3bch3ch2ch2ch2ch3cdch3ch2ch2ch2ch2ch3解析：a项可发生2ch3ch2br2nach3ch2ch2ch32nabr，故a不选；b项可发生ch3ch2brch3ch2ch2br2nach3ch2ch2ch2ch32nabr，故b不选；c项由题意可知，不可能反应生成ch3ch2ch(ch3)2，故选c；d项可发生2ch3ch2ch2br2nach3ch2ch2 ch2ch2ch32nabr，故d不选。答案：c7下列合成路线经济效益最好的可能是()ach2=ch2ch3ch2clbch3ch3ch3ch2clcch3ch2ohch3ch2cldch2clch2clch3ch2cl解析：本题是从设计合成路线的反应产物、反应程度、原子利用率等方面对教材习题4进行了拓展变式。a项利用ch2=ch2与hcl发生加成反应生成ch3ch2cl，反应产物单一，反应程度较为完全，原子利用率高，是理想的合成路线；b项利用ch3ch3与cl2发生取代反应生成ch3ch2cl，反应产物复杂、难以分离，原子利用率也低；c项利用ch3ch2oh与hcl发生取代反应生成ch3ch2cl，反应难以进行到底、原子利用率低；d项利用ch2clch2cl制取ch3ch2cl需经过多步反应(如ch2clch2clch2=chclch3ch2cl)，反应难以控制，转化率低，原子利用率也低。答案：a8下列说法正确的是()a在有机合成中，卤代烃与naoh的水溶液共热，可发生消去反应引入碳碳双键b在溴乙烷中加入过量的naoh溶液，充分振荡后再滴入几滴agno3溶液，出现浅黄色沉淀c消去反应是引入碳碳双键的唯一途径d在溴乙烷与ch3ccna的反应中，其中的有机基团取代溴乙烷中的溴原子解析：卤代烃水解引入羟基，故a项错误；溴乙烷水解后溶液呈碱性，要酸化后再加入硝酸银溶液，故b项错误；碳碳叁键的部分加氢也可以引入碳碳双键，故c项错误；根据取代反应的规律，有机部分带负电，应该取代带负电的溴原子，故d项正确。答案：d9卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应可得格林尼亚试剂rmgx，它可与醛、酮等羰基化合物加成：ormgxomgx，所得产物经水解可以得到醇。这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲合成(ch3)3coh，下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是()a乙醛和氯乙烷 b甲醛和1溴丙烷c甲醛和2溴丙烷 d丙酮和一氯甲烷解析：依据信息采用逆推法：(ch3)3coh(ch3)3comgxch3coch3ch3mgx，故选d项。答案：d10以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：氧化；消去；加成；酯化；水解；加聚，来合成乙二酸乙二酯的正确顺序是()a bc d解析：乙醇发生消去反应生成乙烯，乙烯与卤素单质加成得到1，2二卤乙烷，1，2二卤乙烷发生水解反应得到乙二醇，乙二醇经过氧化得到乙二酸，乙二醇与乙二酸发生酯化反应得到乙二酸乙二酯。答案：c11工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂，结构式为，其生产过程如下图所示(反应条件未全部注明)：(1)写出有机化合物a的结构简式_。(2)写出反应的化学方程式(注明反应条件，有机化合物写结构简式)：_。(3)填写反应类型(选填字母序号)：反应_，反应_。a取代反应b加成反应c消去反应d酯化反应e氧化反应(4)写出反应的化学方程式(可不写条件)：_。(5)在合成路线中，设计、两步反应的目的是_。解析：关键在于判断出a、b的结构简式，并熟悉有关的转化的反应。在有机合成中，常常采取一些措施保护分子中的有关基团。答案：12(2015届河北正定中学高三月考)有机物丙(c13h18o2)是一种香料，其合成路线如图所示。其中a的相对分子质量通过质谱法测得为56，它的核磁共振氢谱显示只有两组峰；d可以发生银镜反应，在催化剂存在条件下1 mol d与2 mol h2反应可以生成乙；丙中含有两个ch3。 (1)a的结构简式为_；乙的分子式为_。(2)c与新制cu(oh)2悬浊液反应的化学方程式：_。(3)d所含官能团的名称是_；d有多种同分异构体，其中与其所含官能团相同的同分异构体有_种(不考虑立体异构)。(4)甲与乙反应的化学方程式为_。(5)写出满足下列条件的有机物的结构简式：_。与乙互为同分异构体；遇fecl3溶液显紫色；苯环上有两个支链且苯环上的一溴代物只有两种。解析：(1)根据已知信息，a是烯烃，再根据其相对分子质量是56，可知a的分子式为c4h8，分子中有2种等效氢，则a是2甲基丙烯，结构简式为(ch3)2c=ch2；则甲是2甲基丙酸，所以乙属于醇类，根据丙的分子式，可知乙的分子式丙h2o甲c9h12o；(2)c是2甲基丙醛，与新制cu(oh)2悬浊液在加热条件下发生氧化反应，化学方程式为(ch3)2chcho2cu(oh)2naoh(ch3)2chcoonacu2o3h2o；(3)d在催化剂存在条件下1 mol d与2 mol h2反应可以生成乙，d能发生银镜反应，所以d分子中含有碳碳双键和醛基；丙中含有两个ch3，而甲中已有2个甲基，所以乙中不含甲基，所以d可推知d为ch=chcho，乙为ch2ch2ch2oh，其中与其所含官能团相同的同分异构体(不考虑立体异构)，侧链可以为c(cho)=ch2，也可以为cho、ch=ch2，有邻、间、对三种位置关系，故符合条件的同分异构体共有4种；(4)甲与乙反应的化学方程式为：(ch3)2chcoohch2ch2ch2oh(ch3)2chcooch2ch2ch2 h2o。(5)乙为ch2ch2ch2oh，其同分异构体符合条件：遇fecl3溶液显紫色，含有酚羟基；其苯环上的一溴代物只有两种，则只能有2个侧链，另外侧链为ch2ch2ch3或ch(ch3)2，且处于对位，故该有机物的结构简式为。答案：(1)(ch3)2c=ch2c9h12o(2)(ch3)2chcho2cu(oh)2naoh(ch3)2chcoonacu2o3h2o(3)碳碳双键、醛基413过渡金属催化的新型碳碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：化合物可由化合物合成(1)化合物i中官能团名称为 _。(2)化合物与br2加成产物结构简式为 _。(3)化合物结构简式为 _。(4)在浓硫酸存在和加热条件下，化合物易发生消去生成不含甲基产物，该方程式为 _(注明条件)。在碱性条件下，由与ch3cooh合成，其类型为 _，一种同分异构体能发生银镜，与也可发生类似，生成化合物结构简式可能为 _(写出其中一种)。解析：(1)化合物i中的官能团名称为溴原子、醛基。(2)化合物含有，可与溴发生加成反应，产物为：。(3)化合物发生取代反应生成化合物，可根据化合物可知为：。(4)化