高中化学新练习：第三章烃的含氧衍生物第四节有机合成

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三章烃的含氧衍生物第四节有机合成知识归纳一、有机合成的过程1．有机合成的概念有机合成指利用__________的原料,通过有机反应生成具有特定结构和功能的有机化合物的过程。2．有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和__________的转化。3．官能团的引入和转化（1）引入碳碳双键的方法①__________；②__________；③__________.（2）引入卤素原子的方法①__________；②__________；③__________.（3）引入羟基的方法①__________；②__________；③酯的水解;④__________。4．有机合成的过程二、逆合成分析法1．基本思路可用示意图表示为:2．用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成：合成步骤（用化学方程式表示）：（1）_____________________________________；（2）_____________________________________；（3)_____________________________________;（4)（5)_____________________________________。【答案】一、1．简单、易得 2．官能团3．（1）①卤代烃的消去 ②醇的消去 ③炔烃的不完全加成（2)①醇（或酚）的取代 ②烯烃(或炔烃)的加成③烷烃（或苯及苯的同系物)的取代(3)①烯烃与水的加成 ②卤代烃的水解 ④醛的还原二、2．（1）CH2=CH2+H2OCH3CH2OH（2）(3）（5）重点一、官能团的引入和消去方法举例引入碳碳双键醇、卤代烃的消去反应CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2OCH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应+HClCH2=CHCl引入卤素原子炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应CH2=CH2+HClCH3CH2Cl+HClCH2CHCl烷烃、芳香烃的取代反应CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl+3Cl2+3HCl+Cl2+HCl醇与氢卤酸(HX）的取代反应R—OH+HXR—X+H2O引入羟基烯烃与水的加成反应CH2CH2+H2OCH3CH2OH醛、酮的还原反应RCHO+H2RCH2OH卤代烃、酯的水解C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr+H-OH羧酸在一定条件下被还原RCOOHRCH2OH引入羰基醇的催化氧化2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化2(CH3）2C=O引入羧基醛的氧化反应2CH3CHO+O22CH3COOH某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化CH3CHCHCH32CH3COOH酯的水解CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH4．官能团的消除(1）通过加成反应可以消除或。如:CH2=CH2+H2CH3CH3（2）通过消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O（3）通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH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【解析】消去反应主要是消去原子或原子团，形成双键，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.酯的水解反应能引入羟基和羧基，但不能引入卤素原子，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。【答案】D二、有机合成的分析方法1．设计有机合成路线的原则和方法（1）设计有机合成路线时应遵循的原则①符合有机合成中原子经济性的要求。所选择的每个反应的副产物尽可能少，得到的主产物的产率尽可能高且易于分离。②发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少且简单。③要按一定的反应顺序和规律引入官能团，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团.如保护碳碳双键一般采用先加成再消去的方法。④所选用的合成原料要无害、易得、廉价.（2）设计有机合成路线的常规方法正合成分析法设计有机合成路线时，从确定的某种原料分子入手，逐步经过碳链的连接和官能团的引入来完成，基本思维模式：原料中间体中间体目标产物逆合成分析法此法采用逆向思维方法，从目标化合物的组成、结构和性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物,逐步推向已知原料,其思维模式：目标产物中间体中间体原料综合推理法设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决2．设计有机合成路线的一般程序—-逆合成分析法（1）逆合成分析法的一般思路（2)逆合成分析法的应用举例——乙烯合成草酸二乙酯思维过程概括如下:具体合成路线：有下列一系列反应，最终产物为草酸(乙二酸）.ABCDE已知A为某一溴代物。请回答下列问题：（1）推测下列化合物的结构简式:B________________________，E________________________.（2）写出下列转化过程的化学方程式:A→B________________________;D→E________________________.(3）D与草酸在一定条件下生成的环状化合物的结构简式为________________________。（4）写出D与草酸在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式：________________________。【解析】根据草酸的结构简式可知，E在一定条件下被氧化得到乙二酸，故E是乙二醛，其结构简式为OHC—CHO。D在一定条件下被氧化得到乙二醛,故D是乙二醇，其结构简式为。C经水解反应得到乙二醇,故C是1，2—二溴乙烷，其结构简式为.B经加成反应得到1，2—二溴乙烷，则B是乙烯，其结构简式为CH2=CH2。A经消去反应得到CH2=CH2,且A为某一溴代物，则A是一溴乙烷，其结构简式为CH3CH2Br。乙二醇和乙二酸可以通过酯化反应生成环酯，也可以通过酯化反应生成高分子化合物。【答案】(1)CH2=CH2 OHC-CHO（2）CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O+O2OHC—CHO+2H2O（3）(4)nCH2OH-CH2OH+nHOOC—COOH+（2n−1）H2O好题1．下列物质不能经过一步反应生成氯乙烷的是A．乙醇 B．乙烯 C．氯乙烯 D．乙炔2．在有机物分子中，不能引入羟基的反应是A．氧化反应 B．水解反应 C．消去反应 D．加成反应3．卤代烃能够发生下列反应:2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr。下列有机物可合成环丙烷的是A．CH3CH2CH2Cl B．CH3CHBrCH2BrC．CH2BrCH2CH2Br D．CH3CHBrCH2CH2Br4．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HCl5．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.则由甲苯合成对氨基苯甲酸的合成路线合理的是A．甲苯XY对氨基苯甲酸B．甲苯XY对氨基苯甲酸C．甲苯XY对氨基苯甲酸D．甲苯XY对氨基苯甲酸6．已知RCH=CHR’RCHO+R’CHO。在此条件下，下列烯烃被氧化后，产物中可能有乙醛的是A．CH2=CH(CH2)2CH3 B．CH2=CH(CH2)3CH3C．CH3CH=CH—CHCHCH3 D．CH3CH2CH=CHCH2CH37．“智能型”高分子在生物工程中有广泛的应用前景.PMAA就是一种“智能型”高分子材料，可用于生物制药中大分子和小分子的分离。下面是以物质A为起始反应物合成PMAA的路线：请填写下列空白：(1）A的结构简式为__________________。（2）写出下列反应的化学方程式：E→F:_____________________________________。F→PMAA：____________________________________。(3）E在有浓硫酸并加热的条件下,除了生成F外,还可能生成一种分子内有一个六元环的有机物G，G的结构简式为______________________。8．某重要的香料F的合成路线有多条，其中一条合成路线如下：（1)在（a）~(e)的反应中,属于取代反应的是______（填编号）。(2）化合物C含有的官能团的名称为____________.(3)化合物F的结构简式是__________________。（4）在上述转化过程中，步骤(b）的目的是______。（5）写出步骤(b）的化学方程式__________________。（6）写出同时满足下列四个条件的D的两种同分异构体的结构简式：______________________。A．该物质属于芳香族化合物B．该分子中有4种处于不同化学环境的氢原子C．1mol该物质最多可消耗2molNaOHD．该物质能发生银镜反应真题9．氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为，从而具有胶黏性，某种氰基丙烯酸酯（G）的合成路线如下：已知：①A的相对分子量为58，氧元素质量分数为0。276，核磁共振氢谱显示为单峰②回答下列问题：（1）A的化学名称为_______。(2)B的结构简式为______,其核磁共振氢谱显示为______组峰,峰面积比为______。（3）由C生成D的反应类型为________。(4)由D生成E的化学方程式为___________。（5）G中的官能团有_____、_____、_____。（填官能团名称）（6）G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有_____种。（不含立体异构)10．端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。2R—C≡C—HR—C≡C—C≡C-R+H2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：回答下列问题：(1)B的结构简式为______，D的化学名称为______。（2)①和③的反应类型分别为______、______。（3）E的结构简式为______。用1molE合成1，4−二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气_______mol。(4)化合物（）也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为_____________________________________。（5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式_______________________________.（6）写出用2−苯基乙醇为原料（其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线___________。11．反-2-己烯醛（D)是一种重要的合成香料，下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题：已知:RCHO+R＇OH+R＂OH(1）A的名称是__________；B分子中共面原子数目最多为__________；C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有__________种。（2)D中含氧官能团的名称是__________,写出检验该官能团的化学反应方程式：__________。（3)E为有机物，能发生的反应有__________。a．聚合反应b．加成反应c．消去反应d．取代反应（4）B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F所有可能的结构：________.（5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物），在方框中将合成路线的后半部分补充完整。（6)问题（5)的合成路线中第一步反应的目的是__________。12．高血脂严重影响人体健康，化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下（部分反应条件和试剂略)：请回答下列问题：（1）试剂Ⅰ的名称是_____,试剂Ⅱ中官能团的名称是______,第②步的反应类型是_______。（2）第①步反应的化学方程式是_____________。（3）第⑥步反应的化学方程式是_____________。（4)第⑦步反应中,试剂Ⅲ为单碘代烷烃，其结构简式是_________。（5）C的同分异构体在酸性条件下水解，生成X、Y和CH3(CH2）4OH.若X含有羧基和苯环，且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰，则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是___________。参考答案1．D【解析】A项：C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O;B项：CH2=CH2+HClCH3CH2Cl;C项：CH2=CHCl+H2CH3CH2Cl。A、B、C项，均可一步得到氯乙烷,而D项乙炔则不能。2．C【解析】—CHO的加氢与氧化,R—X的水解都能引人—OH，而消去反应可在有机物中引入不饱和键，但绝不会引入-OH。3．C【解析】由信息2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr可知，该类反应的反应机理为：分子内碳溴键断裂后，两个断键重新结合为碳碳键，溴与钠结合为NaBr。A中两分子CH3CH2CH2Cl可合成CH3CH2CH2CH2CH2CH3;B中CH3CHBrCH2Br一个分子不能成环，两分子生成或；C中一分子CH2BrCH2CH2Br可合成；D中一分子CH3CHBrCH2CH2Br可合成。4．C【解析】根据题给信息，合成乙苯应该选择的原料是苯和氯乙烷。乙烷与氯气在光照下发生取代反应，生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代产物，既难得到纯净的乙苯，又浪费了原料，A项错误。乙烯与氯气反应生成1，2—二氯乙烷，与苯反应不能得到乙苯(产物比较复杂），B项错误.乙烯与氯化氢反应生成一氯乙烷，它与苯反应生成乙苯和氯化氢,合成过程中，氯化氢可以循环使用，C项正确。乙烷与氯化氢不反应，得不到氯乙烷，D项错误。5．A【解析】由甲苯制取对氨基苯甲酸时，需发生硝化反应引入硝基，再将硝基还原得到氨基,将甲基氧化得到羧基。由于氨基易被氧化，故在硝基被还原之前,应先将甲基氧化为羧基。因此,整个合成过程是先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基,最后将硝基还原为氨基。6．C【解析】根据信息分析知，当碳碳双键断开后存在“CH3CH=”结构的物质，被氧化后可生成CH3CHO。7．（1）（2）（3）【解析】本题主要考査烯烃、卤代烃、醇、醛、羧酸间的相互转化关系.由F的结构简式，结合各物质转化的条件可知:-COOH由-CH2OH氧化而来，双键由醇通过消去反应产生；而醇可由烯烃加成Cl2后再水解而生成，据此思路可顺利作答。8．（1）（b)和（d）（2)碳碳双键和酯基（3）（4)保护羟基，使之不被氧化（5）（6）和【解析】（1）通过判断知（a）~（e）的反应类型依次为:还原、取代（酯化)、氧化、取代(水解)、消去反应。（2）判断C所含的官能团为碳碳双键和酯基。(3）已知F的分子式，结合官能团的性质易知F的结构简式。（4）由合成路线可推知此步官能团的保护意义.（6)由D的分子式C15H22O3可知其不饱和度为5，一个苯环不饱和度为4，再加一个醛基不饱和度为1，则另外2个酚羟基与2个叔丁基连在苯环上,同时满足有4种处于不同化学环境的氢,故其有2种结构：和。9．（1）丙酮 （2）26∶1（3）取代反应(4）（5)碳碳双键酯基氰基(6）8【解析】(1）A的相对分子量为58，氧元素质量分数为0。276，则氧原子个数为58×0.276÷16=1，再根据商余法,42÷12=3…6，A分子的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示为单峰,则A为丙酮.（2）A为丙酮，根据已知②给的信息，B为，B分子中有2种氢原子，则其核磁共振氢谱显示为2组峰，峰面积比为6∶1.(3）光照条件下与氯气反应是取代反应的条件，则由C生成D的反应类型为取代反应。(4)根据题给信息，由D生成E的化学方程式为.(5）根据题给结构简式，氰基丙烯酸酯为CH2=C（CN)COOR，根据流程图提供的信息可知，G的结构简式为CH2=C（CN)COOCH3，则G中的官能团有碳碳双键、酯基、氰基。（6）G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的有机物为甲酸酯，将氰基看成氢原子，有三种结构:HCOOCH2CH=CH2、HCOOCH=CHCH3、HCOOC（CH3)=CH2，然后将氰基取代右面的碳原子上，共有8种。【名师点睛】本题考查有机物的推断,有机化学方程式的书写，官能团，同分异构体的判断等知识。本题涉及到的有机物的合成，思路及方法与往年并没有差异，合成路线不长,考点分布在官能团、反应类型、有机化学反应方程式和同分异构体等基本知识点上。对于有机物的推断关键是看懂信息,明确各类有机物的基本反应类型和相互转化关系，审题时要抓住基础知识，结合信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。10．（1） 苯乙炔（2）取代反应 消去反应 （3）4(4）（5）(任意三种）（6）【解析】（1)A与氯乙烷发生取代反应生成B，则根据B分子式可知A是苯，B是苯乙烷，则B的结构简式为；根据D的结构简式可知D的化学名称为苯乙炔。（2）①是苯环上氢原子被乙基取代，属于取代反应；③中产生碳碳三键,是卤代烃的消去反应。（3）D发生已知信息的反应，因此E的结构简式为。1个碳碳三键需要2分子氢气加成，则用1molE合成1，4−二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气4mol。(4）根据已知信息可知化合物()发生Glaser偶联反应生成聚合物的化学方程式为。(5）芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,结构简式为。（6）根据已知信息以及乙醇的性质可知用2−苯基乙醇为原料（其他无机试剂任选）制备化合物D的合成路线为.【名师点睛】本题考查有机物的推断和合成，涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写等知识.考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力；同时考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力.有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题，掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系，充分利用题目提供的信息进行分析、判断.本题难度适中。11．（1）正丁醛或丁醛98（2）醛基+2Ag（NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O(3）cd(4)CH2=CHCH2OCH3、、、（5）（6）保护醛基（或其他合理答案）【解析】（1)根据流程图，A为CH3CH2CH2CHO，是丁醛；B为CH2=CHOC2H5，分子中共面原子数目最多为9个（如图：)，C分子中与环相连的三个基团中，8个碳原子上的氢原子化学环境都不相同，共有8种，故答案为:丁醛；9；8；（2）D为,其中含氧官能团是醛基，检验醛基可以用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液,故答案为：醛基；+2Ag（NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH）2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;(3）根据流程图，结合信息,C在酸性条件下反应生成、CH3CH2CH2CHO和CH3CH2OH以及水，因此E为CH3CH2OH，属于醇，能发生的反应有消去反应和取代反应，故选cd；(4）B的同分异构体F与B有完全相同的官能团，F可能的结构有：CH2=CHCH2OCH3、、，故答案为：CH2=CHCH2OCH3、、；（5）D为，己醛的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO,根据信息和己醛的结构,首先需要将碳碳双键转化为单键，然后在酸性条件下反应即可，故答案为:；（6）醛基也能够与氢气加成，（5）中合成路线中第一步反应的目的是保护醛基，故答案为：保护醛基。【名师点晴】本题为信息推断题，解这类题目的关键是看懂信息，明确各类有机物的基本反应类型和相互转化关系.可以由原料结合反应条件正向推导产物,也可以从产物结合条件逆向推导原料,也可以从中间产物出发向两侧推导,审题时要抓住基础知识，结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系，不仅要注意物质官能团的衍变，还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变，这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口.本题的难点是同分异构体的书写，特别是有限制条件的同分异构体的书写，平时要多加训练.12．（1）甲醇溴原子取代反应(2）（3）(4）CH3I（5）【解析】（1）试剂Ⅰ的结构简式为CH3OH，名称为甲醇;试剂Ⅱ的结构简式为BrCH2CH2CH2Br，所含官能团的名称为溴原子；根据和的结构及试剂Ⅱ判断第②步的反应类型为取代反应。（2）根据题给转化关系知第①步反应为CH3CH（COOH)2和CH3OH在浓硫酸、加热的条件下