3.5.1 有机合成之引入官能团 学案 高中人教版（2019）选择性必修3高中化学

课题18：有机合成之引入官能团【学习目标】班级姓名1．掌握有机物官能团间的相互转化及各类有机物的性质、反应类型、反应条件、合成路线的选择或设计；2．能根据题目所给信息及要求，设计合理的合成方案，合成指定的产物，并能正确地表达出来。【学习过程】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（以乙醇为例）②卤代烃的消去反应（以溴乙烷为例为例）③炔烃的不完全加成反应(2)卤素原子①烃与卤素单质的取代反应苯的溴代反应甲苯的支链取代反应②不饱和烃的加成反应乙烯与溴加成环己烯与溴加成；。③醇的取代反应。(3)羟基①烯烃与水的加成反应。②卤代烃的水解反应。③醛或酮的还原反应；。④酯的水解反应；。(4)官能团的转化【课堂反馈】下列合成路线不合理的是A．用乙醇合成正丁醇：B．用二甲基二氯硅烷合成硅橡胶：硅橡胶C．用乙烯合成1，4-二氧杂环己烷()：D．用1，3-丁二烯合成2-氯-1，3-丁二烯：【课后限时训练】1．五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X。在一定条件下X可分别转化为Y、Z。下列说法正确的是A．Y分子中所有原子可能共平面B．不能用溶液检验Y中是否含有XC．1molZ最多能与7molNaOH发生反应D．X与足量氢气发生加成反应，所得产物中有2个手性碳原子2．1，4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过如图合成路线制得。其中的A可能是A．乙烯 B．乙醇 C．乙二醇 D．乙酸3．环氧树脂广泛应用于涂料和胶黏剂等领域，以下是一种新型环氧树脂前体(丁)的合成路线，下列有关说法正确的是A．乙按系统命名法的名称为1-氯丙烯 B．丙的结构简式一定为HOCH2CHClCH2ClC．合成路线的前两步不宜颠倒 D．丙到丁的反应中同时有NaClO生成4．以1—丙醇为原料制备，最简便的流程需要下列哪些反应，其正确的顺序是①取代反应

②加成反应

③氧化反应

④还原反应

⑤消去反应A．⑤②①③ B．①④②③ C．①⑤②③ D．③①⑤②5．高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如图：下列说法正确的是A．物质A是C2H4B．高分子M的两种单体是B和C．物质C与乙醇也可以发生缩聚反应D．合成M的整个过程均发生的是理想的原子经济性反应6．肉桂酸是一种香料，具有很好的保香作用。利用苯甲醛与乙酸酐发生普尔金反应可制备肉桂酸，方法如下：下列说法错误的是A．苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．肉桂酸的分子式为C9H8O2C．可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛D．该反应属于取代反应，碱性环境有利于反应的进行7．有机合成反应需要考虑“原子经济性”，也应尽可能选择反应条件温和、产率高的反应。用乙烯制备1，3－丁二醇时，按正确的合成路线依次发生反应的反应类型为已知RCHO+R′CH2CHO为加成反应A．加成→氧化→加成→消去 B．加成→氧化→加成→加成C．加成→氧化→消去→加成 D．加成→加成→氧化→加成8．1，4-环己二醇()是生产某些液晶材料和药物的原料，现以环己烷()为基础原料，使用逆合成分析法设计它的合成路线如下。下列说法正确的是A．有机物X、Y、M均为卤代烃B．有机物X和Y可能为同分异构体，也可能为同种物质C．反应①为取代反应，反应⑦为加成反应D．合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应9．有机反应类型：①消去反应，②水解反应，③加聚反应，④加成反应，⑤还原反应，⑥氧化反应。以1-丙醇为原料制取1，2−丙二醇，所需进行的反应类型依次是A．④②① B．①④② C．①②⑤ D．②④①10．已知苯与一卤代烷在催化剂作用下发生反应生成苯的同系物+CH3X

+HX。在催化剂存在的条件下，应选择苯和下列哪组物质为原料合成乙苯A．CH3—CH3和Cl2 B．CH2=CH2和Cl2C．CH2=CH2和HCl D．CH3—CH3和HCl11．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图，则下列说法正确的是ABCA．A的结构简式是B．①②的反应类型分别是取代反应、消去反应C．反应②的条件是浓硫酸加热D．加入酸性KMnO4溶液，若溶液褪色则可证明环戊烷已完全转化为答案1．五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X。在一定条件下X可分别转化为Y、Z。下列说法正确的是A．Y分子中所有原子可能共平面B．不能用溶液检验Y中是否含有XC．1molZ最多能与7molNaOH发生反应D．X与足量氢气发生加成反应，所得产物中有2个手性碳原子【答案】D【解析】A．由题干中Y的结构简式可知，Y分子中存在饱和碳原子，就含有sp3杂化的碳原子，故不可能所有原子共平面，A错误；B．由题干中X、Y的结构简式可知，X分子中含有酚羟基，Y分子中不含酚羟基，故能用溶液检验Y中是否含有X，B错误；C．由题干中Z的结构简式可知，1molZ中含有5mol酚羟基和1mol羧基，故能消耗6molNaOH，还有1mol酚酯基，能够消耗2molNaOH，故1molZ最多能与8molNaOH发生反应，C错误；D．X与足量氢气发生加成反应，所得产物中有2个手性碳原子如图所示：，D正确；故答案为：D。2．1，4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过如图合成路线制得。其中的A可能是A．乙烯 B．乙醇 C．乙二醇 D．乙酸【答案】A【解析】根据逆合成分析法可知，由于C是浓硫酸做催化剂、脱水生成了1，4-二氧六环这种醚类，即可知由C生成1，4-二氧六环发生的是醇分子间的脱水，因此C为HOCH2CH2OH，而C是B通过和氢氧化钠水溶液作用得到的，故可知B为卤代烃，即B到C发生的是卤代烃的水解，又结合B是烃A和溴反应得到的，故B为BrCH2CH2Br，而B是由烃A和溴加成反应生成的，所以A是乙烯；故选A。3．环氧树脂广泛应用于涂料和胶黏剂等领域，以下是一种新型环氧树脂前体(丁)的合成路线，下列有关说法正确的是A．乙按系统命名法的名称为1-氯丙烯 B．丙的结构简式一定为HOCH2CHClCH2ClC．合成路线的前两步不宜颠倒 D．丙到丁的反应中同时有NaClO生成【答案】C【分析】A的结构简式为，结合，与氯气在光照条件下发生取代反应生成为，与发生加成反应生成，反应可以是在碱性条件下发生卤代烃水解，然后羟基之间脱水生成。【解析】A．含有双键的物质，命名时从靠近官能团开始编号，所以乙按系统命名法的名称为3-氯丙烯，故A错误；B．丙存在同分异构体，结构简式可能为HOCH2CHClCH2Cl和ClCH2CH(OH)CH2Cl，故B错误；C．合成路线的前两步颠倒，与先发生加成反应生成，氯气在光照条件下发生取代反应有两种结构，所以前两步不宜颠倒，故C正确；D．丙到丁的反应碱性条件下发生卤代烃水解，有生成，故D错误；故答案选C。4．以1—丙醇为原料制备，最简便的流程需要下列哪些反应，其正确的顺序是①取代反应

②加成反应

③氧化反应

④还原反应

⑤消去反应A．⑤②①③ B．①④②③ C．①⑤②③ D．③①⑤②【答案】A【解析】1-丙醇先在浓硫酸加热下发生消去反应生成CH3-CH=CH2，再与Br2发生加成反应得到CH3-CHBr-CH2Br，再与NaOH水溶液发生取代反应得到CH3-CHOH-CH2OH，再发生催化氧化反应得到目标产物，流程为⑤②①③，故选：A。5．高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如图：

下列说法正确的是A．物质A是C2H4B．高分子M是B和两种单体加聚生成的C．物质C与乙醇也可以发生缩聚反应D．合成M的整个过程均发生的是理想的原子经济性反应【答案】B【分析】由图中转化关系可知，与B发生加聚反应生成M，则B的结构简式为CH2=CHOCH3，A与CH3OH反应生成CH2=CHOCH3，则A的结构简式为HC≡CH；C（丁烯二酸）脱水生成，则C的结构简式为HOOCCH=CHCOOH，以此来解答。【解析】A．根据分析可知，A为HC≡CH，其分子式为C2H2，故A错误；B．根据以上分析可知高分子M是B和两种单体加聚生成的，故B正确；C．C为HOOCCH=CHCOOH，乙醇分子式为CH3CH2OH，乙醇分子中只含有1个羟基，无法与HOOCCH=CHCOOH发生缩聚反应，故C错误；D．理想的原子经济性反应是原料中的原子全部转变成所需产物，不生成副产物，实现零排放，C→D的方程式为HOOCHC=CHCOOH+H2O，该反应中除了生成，还有H2O生成，不是理想的原子经济性反应，故D错误；故选B。6．肉桂酸是一种香料，具有很好的保香作用。利用苯甲醛与乙酸酐发生普尔金反应可制备肉桂酸，方法如下：下列说法错误的是A．苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．肉桂酸的分子式为C．可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛D．该反应属于取代反应，碱性环境有利于反应的进行【答案】D【解析】A．苯甲醛含醛基，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，肉桂酸含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；B．肉桂酸的分子式为，B正确；C．从题给反应来看，所涉及物质只有苯甲醛含醛基，因此可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛，C正确；D．苯甲醛与乙酸酐发生Perkin反应的机理可理解为和先发生加成反应生成，发生醇的消去生成，再水解得和CH3COOH，不是单纯的发生取代反应，D错误；答案选D。7．有机合成反应需要考虑“原子经济性”，也应尽可能选择反应条件温和、产率高的反应。用乙烯制备1，3－丁二醇时，按正确的合成路线依次发生反应的反应类型为已知RCHO+R′CH2CHO为加成反应A．加成→氧化→加成→消去 B．加成→氧化→加成→加成C．加成→氧化→消去→加成 D．加成→加成→氧化→加成【答案】B【分析】乙烯与水加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，2分子乙醛反应生成，最后再与氢气加成生成。【解析】乙烯与水加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，2分子乙醛反应生成，最后再与氢气加成生成，合成路线为，反应类型为加成→氧化→加成→加成，故选B。8．1，4-环己二醇()是生产某些液晶材料和药物的原料，现以环己烷()为基础原料，使用逆合成分析法设计它的合成路线如下。下列说法正确的是A．有机物X、Y、M均为卤代烃B．有机物X和Y可能为同分异构体，也可能为同种物质C．反应①为取代反应，反应⑦为加成反应D．合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应【答案】D【解析】根据逆推法可知，由环己烷与氯气发生取代反应生成，发生消去反应生成，与溴发生加成反应生成，再发生消去反应生成，与溴发生1,4-加成生成，与氢气发生加成反应生成，发生水解反应生成。A．有机物X为、Y为均为卤代烃，M为，为环烯烃，选项A错误；B．有机物X和Y分别为、，为同分异构体，不可能为同种物质，选项B错误；C．反应①为在氢氧化钠的水溶液中发生水解反应生成，也属于取代反应，反应⑦为在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成，选项C错误；D．综上分析，合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应，选项D正确；答案选D。9．有机反应类型：①消去反应，②水解反应，③加聚反应，④加成反应，⑤还原反应，⑥氧化反应。以1-丙醇为原料制取1，2−丙二醇，所需进行的反应类型依次是A．④②① B．①④② C．①②⑤ D．②④①【答案】B【解析】由逆合成法可知，二卤代烃水解生成2个-OH，烯烃加成得到二卤代烃，醇消去反应生成烯烃，则合成路线为CH3CH2CH2OH→CH3CH=CH2→CH3CHBrCH2Br→CH3CHOHCH2OH，发生的反应依次为消去反应、加成反应、水解反应；故答案选B。10．已知苯与一卤代烷在催化剂作用下发生反应生成苯的同系物+CH3X

+HX。在催化剂存在的条