1、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第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入课时演练促提升A组1.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.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热D.CH3CH2CH3和Br2(g)光照解析:A项,反应产物是CH3CH2CH2CH2CN,碳链增长;B项,反应产物是CH3CH2CHCH2,碳链没有增长;C项,反应产物是CH
2、3CH2OH,碳链没有增长;D项,反应产物是溴代丙烷,碳链没有增长。答案:A2.从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是()A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2BrB.CH3CH2BrCH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2BrCH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br解析:选择的合成路线应简捷,产率高,并且产物易于分离。A项方案步骤多;B项方案取代反应副产品较多,所得产品不唯一,且不易分离;C项方案步骤多,产品不唯一;D项方案较好。答案:D3.称为环氧乙烷,它在一定条件下,能与氢化物发生加成反应,氢
3、原子加到氧原子上,其他部分加到碳原子上。下列对环氧乙烷的衍生物的叙述中,不正确的是()A.在一定条件下能与水反应生成B.在一定条件下能反应生成C.在一定条件下可以合成甘油D.加入AgNO3溶液能生成难溶于硝酸的白色沉淀解析:与H2O加成可生成;也可在碱性条件下水解生成;若既水解,又与H2O加成,可生成(甘油)。在该物质中直接加入AgNO3,不会生成AgCl沉淀,只有水解后生成Cl-才会生成AgCl。答案:D4.1,4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得:烃类ABC其中的C可能是()A.乙烯B.乙醇C.乙二醇D.乙醛解析:合成原料为烃,A与Br2反应,生成卤代烃B,再水解生成醇
4、C,分子间脱水得产物。1,4-二氧六环是环醚,应是由乙二醇通过分子间脱水反应的方式合成的,C为乙二醇。答案:C5.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(结构简式如图所示)的正确的顺序是()A.B.C.D.解析:乙醇消去得乙烯,乙烯与Cl2加成得1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷水解得乙二醇,乙二醇氧化得乙二酸,乙二酸和乙二醇酯化得产物。答案:C6.写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(无机试剂自选):(1);(2);(3);(4)。解析:对比给出的原料与目标产物可知:原料为卤代醇,产品为同碳原子数的环内酯,因此,可
5、应用醇羟基氧化成羧基,卤素原子再水解成OH,最后酯化。答案:(1)2CH2ClCH2CH2CH2OH+O22CH2ClCH2CH2CHO+2H2O(2)2CH2ClCH2CH2CHO+O22CH2ClCH2CH2COOH(3)+H2O+HCl(4)+H2O7.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯:,下列反应是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。A回答下列问题:(1)有机物A的结构简式为。(2)反应的化学方程式是。(3)试剂X是,反应的反应类型是反应。(4)反应的化学方程式为。(5)合成路线中设计、两步反应的目的是。解析:根据反应后产物的结构简式可知,A为,反应发生卤代烃水解的反
6、应;由于反应中将CH3氧化为COOH,所以试剂X为酸性KMnO4溶液,反应为保护OH,反应为重新生成OH;反应为酯化反应。答案:(1)(2)+H2O+HCl(3)酸性KMnO4溶液酯化(4)+HI+CH3I(5)保护酚羟基,使之不被氧化B组1.有一种脂肪醇,通过一系列反应可变为丙三醇,这种醇通过消去、氧化、酯化、加聚反应等变化后可转化为一种高聚物。这种醇的结构简式为()A.CH2CHCH2OHB.CH3CH(OH)CH2OHC.CH3CH2OHD.CH2ClCHClCH2OH解析:由题知该脂肪醇含3个碳原子,C项错误;A中的物质通过氧化、酯化和加聚反应三步变化后即可转化为题中的高聚物,显然A项
7、不正确;CH3CH(OH)CH2OH经消去反应可得CH2CHCH2OH,再经氧化、酯化和加聚反应可转化为题中的高聚物,B项正确;D中的物质除含羟基外还含有Cl,不属于脂肪醇,D项错误。答案:B2.由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH,需要经历的反应类型有()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.水解氧化氧化取代解析:由逆推法可得:HOCH2COOHClCH2COOHCH3COOHCH3CHOCH2CH2。CH2CH2在催化剂存在下可被O2氧化为CH3CHO,CH3CHO再经氧化得CH3COOH,CH3COOH在光照条件下与Cl2发生取代反应生成ClCH2COOH,
8、ClCH2COOH在碱性条件下水解可得HOCH2COOH。答案:A3.已知:|+,如果要合成,所用的原始原料可以是()A.2-甲基-1,3-丁二烯和1-丁炔B.1,3-戊二烯和2-丁炔C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔解析:断处两个碳碳键可得CH3CCH(丙炔)和(2,3-二甲基-1,3-丁二烯);断处两个碳碳键可得CH3CCCH3(2-丁炔)和(2-甲基-1,3-丁二烯)。答案:D4.已知乙烯醇(CH2CHOH)不稳定,可自动转化为乙醛。乙二醇在一定条件下发生脱水反应,也有类似现象发生,所得产物的结构简式有人写出下列几种,其中不可能的是()CH2
9、CH2CH3CHOCH2CH2OA.B.C.D.解析:乙二醇发生消去反应脱去一分子水生成乙烯醇,乙烯醇转化为CH3CHO,脱去两分子水生成CHCH,两个OH之间脱去一个水分子生成,两分子乙二醇之间脱去两分子水生成,若干个乙二醇聚合在一起生成CH2CH2O。答案:A5.香叶醇、橙花醇和乙酸橙花酯在工业上用作香料,它们可由月桂烯合成下列有关说法中不正确的是()A.反应均为取代反应B.月桂烯分子中所有碳原子一定全部处在同一平面上C.香叶醇和橙花醇具有相同的分子式D.乙酸橙花酯可以发生取代、加成、氧化和聚合反应解析:依据反应特点知均为取代反应,A项正确;月桂烯分子中含有饱和碳原子,故所有碳原子不可能全
10、部共平面,B项错误;据香叶醇和橙花醇的结构简式可看出二者互为同分异构体,C项正确;乙酸橙花酯中有酯基能发生水解反应(属于取代反应),有碳碳双键能发生加成反应、氧化反应和聚合反应,D项正确。答案:B6.透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列四种物质:(丁)填写下列空白:(1)甲中不含氧原子的官能团是;下列试剂能与甲反应而退色的是(填标号)。a.Br2/CCl4溶液b.石蕊溶液c.酸性KMnO4溶液(2)甲的同分异构体有多种,写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式:。(3)淀粉通过下列转化可以得到乙(其中AD均为有机物):淀粉A乙醇乙烯B乙A的分子式是,
11、试剂X可以是。(4)+RCl+HCl(R为烃基)已知:+H2利用上述信息,以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙,其中属于取代反应的化学方程式是。(5)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为。解析:(1)甲中的官能团为碳碳双键和酯基,其中不含有氧原子的官能团为碳碳双键;甲中含有的碳碳双键可以使溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液退色,甲不能使石蕊溶液退色。(2)由于不能含有甲基,所以碳碳双键只能在末端,故符合要求的结构简式是CH2CHCH2CH2COOH。(3)由已知信息和框图转化关系可知
12、,A为葡萄糖。乙烯与溴加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解可得乙二醇。A(葡萄糖)的分子式是C6H12O6,试剂X可以是溴水或溴的四氯化碳溶液。(4)根据已知信息,利用逆推法:+CH3CH2Cl;CH3CH2ClCH2CH2+HCl。(5)丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,说明丁中含有酚羟基,苯酚的相对分子质量为94,110-94=16,因此丁分子中还含有一个氧原子,故丁是二元酚,又因为丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种,所以只能是对苯二酚,结构简式是。答案:(1)碳碳双键(或)ac(2)CH2CHCH2CH2COOH(3)C6H12O6Br2/CCl4(或其他合理答案)(4)+C
13、H3CH2Cl+HCl(5)7.环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:+丁二烯乙烯环己烯(也可表示为:+|)实验证明,反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化:现以1,3-丁二烯为唯一有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:1,3-丁二烯ABCD(C7H14O)甲基环己烷请按要求填空:(1)A的结构简式是,B的结构简式是。(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型:反应,反应类型;反应,反应类型。解析:1,3-丁二烯为合成甲基环己烷的唯一有机原料,结合目标分子甲基环己烷中有一个六元环,可知反应必然利用了双烯发生环化反应,A为。从A到目标产物必须缩短碳链,结合题给信息和C的分子式C7H14O,推出C可能为,则B为,所以反应属于氧化反应,反应属于加成反应。从C到目标产物需要消除羟基,所以采取消去反应生成碳碳双键,然后与氢气加成消除碳碳双键,所以D为。所以反应属于消去反应,反应属于加成反应。答案:(1)(或)(或)(2)+H2O(或+H2O)消去反应+H2(或+H2)加成反应