高中化学人教版 (2019)选择性必修3第五节 有机合成课时练习

第三章 烃的衍生物

第五节  有机合成

第2课时  有机合成路线的设计与实施

一、单选题

1. “海南沉香，一片万钱，冠绝天下。”在本草纲目中，明代名医李时珍曾这样盛赞海南沉香。香料的使用，在我国具有悠久的历史，如下是一种香料分子式为的合成流程，请回答下列问题：

已知：

中官能团名称是________，的反应类型是________。

的化学方程式为________。

的名称是________，G的结构简式为________。

与足量NaOH溶液共热的化学方程式为________。

有机物X为E的同分异构体，满足下列条件的X结构简式为________。

能与溶液发生显色反应  能发生银镜反应  苯环上只有一种化学环境的氢原子
请设计合理路线，以乙醇和苯为有机原料合成，其他无机试剂任选。

【答案】羧基；取代反应

邻甲基苯酚；

或

【解析】

B与乙醇发生酯化反应生成C，则B为，A为；C、G发生信息的反应，C为，则G为，根据信息知，E为，据此分析解答。
为，则A中官能团名称是羧基 ，发生信息的反应，反应类型是取代反应；

发生酯化反应生成C，的化学方程式为；

的名称是邻甲基苯酚，G的结构简式为；

与足量NaOH溶液共热发生水解反应，化学方程式为；

有机物X为E的同分异构体，

能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基  能发生银镜反应说明含有醛基 苯环上只有一种化学环境的氢原子，满足条件的X结构简式为或；
乙醇发生催化氧化生成乙醛；乙醇与氯气发生类似题干A到B的反应生成，与乙醛发生信息的反应即可，合成路线：

。

2. 具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如图所示：
   
   已知：
    
   ii．
   iii．
   以上R、、代表氢、烷基或芳基等
   属于芳香烃，其名称是______。
   的结构简式是______。
   由F生成G的反应类型是______。
   由E与在一定条件下反应生成F的化学方程式是______；此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体，此有机副产物的结构简式是______。
   下列说法正确的是______选填字母序号。
   A.G存在顺反异构体
   B.由G生成H的反应是加成反应
   C.1mol G最多可以与1mol 发生加成反应
   D.1mol F或1mol H与足量NaOH溶液反应，均消耗
   以乙烯为起始原料，结合已知信息选用必要的无机试剂合成，写出合成路线用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件。______。

【答案】邻二甲苯；
；
消去反应；
；；
；
 

【解析】

是，其名称是：邻二甲苯，故答案为：邻二甲苯；
由分析可知，D的结构简式是：，故答案为：；
为，F发生消去反应生成，故答案为：消去反应；
与在一定条件下反应生成F的化学方程式是：，可能的副产物为，
故答案为：；；
为，不存在顺反异构体，故A错误；
B.G含有碳碳双键，由信息iii可知，由G生成H的反应是加成反应，故B正确；
C.G为，苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应，1mol G最多可以与4mol 发生加成反应，故C错误；
D.F为，含有酯基和I原子，水解生成的羧基和HI可与NaOH溶液反应，H含有2个酯基，可水解生成2个羧基，则1mol F或1mol H与足量NaOH溶液反应，均消耗，故D正确；
故答案为：BD；
由反应得到，可由和生成。乙烯与水发生加成反应生成，发生催化氧化得到，乙醇与HBr发生加成反应得到，合成路线流程图为，
故答案为：。

3. 氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：
   
   回答下列问题：
   的结构简式为______。C的化学名称是______。
   的反应试剂和反应条件分别是______，该反应的类型是______。
   的反应方程式为______。吡啶是一种有机碱，其作用是______。
   的分子式为______。
   是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有______种。
   甲氧基乙酰苯胺是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚制备甲氧基乙酰苯胺的合成路线______其他试剂任选。

【答案】；三氟甲苯；
浓浓，加热；取代反应；
；吸收反应产生的氯化氢，提高反应转化率；
；
；
 

【解析】

由B的分子式及反应的条件知A为甲苯，结构简式为，C的化学名称是三氟甲苯，故答案为：；三氟甲苯；
为三氟甲苯的硝化反应，是在浓硫酸作用下加热与浓硝酸发生取代反应，
故答案为：浓浓，加热；取代反应；
的反应方程式为，吡啶是一种有机碱，反应中吡啶的作用是吸收反应产生的氯化氢，提高反应转化率，
故答案为：；吸收反应产生的氯化氢，提高反应转化率；
由结构简式可知G的分子式为，故答案为：；
是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则苯环上有3个不同的取代基，共有10种位置关系，则H可能的结构还有9种，
故答案为：9；
由苯甲醚制备甲氧基乙酰苯胺，可先与浓硝酸发生取代反应生成，发生还原反应生成，最后与发生取代反应可生成，则合成流程为，
故答案为：。

4. 某药物H的一种合成路线如下：

回答下列问题：

的名称是______________。

的反应类型为______________。的试剂和条件是_____________。

有多种同分异构体，在下列哪种仪器中可以显示物质中化学键和官能团类型______填字母。

A.质谱仪    元素分析仪   红外光谱仪    核磁共振氢谱仪

写出的化学方程式                       。

在E的同分异构体中，同时满足下列条件的结构有                   种；其中核磁共振氢谱有六组峰，且峰面积之比为的是                      。     

既能发生银镜反应，又能发生水解反应；属于芳香族化合物；苯环上只有2个取代基。

参照上述流程，以D和乙醛为原料合成其他无机试剂自选，设计合成路线：                                                           。

【答案】苯甲醇  
加成反应； NaOH水溶液、加热  

 
  15；
 

【解析】

根据D结构简式及A分子式知，A为，A发生取代反应生成B为，B发生水解反应生成C为，C发生催化氧化生成D；D发生加成反应生成E，根据F分子式知，E发生消去反应生成；F和G发生加成反应生成H；

为，C的名称是苯甲醇；
的反应类型为加成反应，为卤代烃的水解反应，该反应的试剂和条件是NaOH水溶液、加热；
质谱仪测定其相对分子质量，故错误；
B.元素分析仪测定元素，故错误；
C.红外光谱仪测定化学键和官能团，故正确；
D.核磁共振氢谱仪测定H原子种类及各类氢原子个数之比，不能显示物质中化学键和官能团，故错误；
的化学方程式；
的同分异构体符合下列条件：
既能发生银镜反应，又能发生水解反应，说明含有；
属于芳香族化合物，说明含有苯环；
苯环上只有2个取代基，
如果取代基为、，有邻间对3种；
如果取代基为、，有邻间对3种；
如果取代基为、，有邻间对3种；
如果取代基为、，有邻间对3种；
如果取代基为，，有邻间对3种，
符合条件的有15种；
其中核磁共振氢谱有六组峰，且峰面积之比为3：3：2：2：1：1的是
以D和乙醛为原料合成其他无机试剂自选，苯甲醛和乙醛发生加成反应，然后发生消去反应、最后发生加成反应得到目标产物，其合成路线为，

5. 华法林又名杀鼠灵，想美国食品药品监督管理局批准为心血管疾病的临床药物。其合成路线部分反应条件略去如下所示：

回答下列问题：

的名称为___________________，E中官能团名称为______________________。

的结构简式为___________________________。

由C生成D的化学方程式为____________________________________________________

的反应类型为____________，的反应类型为_______________。

的同分异构体中，同时符合下列条件的同分异构体共有__________种。

能与溶液发生显色反应   能发生银镜反应

其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_______________________________________。

参照上述合成路线，设计一条由苯酚、乙酸酐和苯甲醛为原料，制备的合成路线其他无机试剂任选。________________

【答案】甲苯；    酯基  
     
    
取代反应    加成反应  
       
 

【解析】

由合成流程可知，A为，A发生取代反应生成B为，B水解生成C为，C催化氧化生成D为，D与丙酮反应生成；为苯酚的取代反应生成E，为E中苯环上H发生取代反应生成F为，为F与乙酸酐发生取代反应，为中双键的加成反应；
根据A分子式，推出A为甲苯，其结构简式为，根据E的结构简式，推出E中含有的官能团是酯基；
根据反应的条件，发生取代反应，氯原子取代甲基上的氢原子，即B的结构简式为；
反应发生水解反应，即C的结构简式为，根据反应的条件，发生的是醇的催化氧化，即反应方程式为；
对比反应前后的结构简式，反应发生的是取代反应；对比反应的前后有机物的结构简式，推出反应为加成反应；
能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，能发生银镜反应，说明含有醛基，符合条件的结构有邻间对三种、醛基在苯环上有4种位置、醛基在苯环上有4种位置、醛基在苯环上有2种位置，共有13种；核磁共振氢谱有5组峰，说明有5种不同的氢原子，因此符合条件的结构简式为；
根据合成华法林中苯酚参与的路线，即本题的合成路线为。

6. 化合物F是合成吲哚酮类药物的一种中间体，其合成路线如图：
   
   已知：Ⅰ．
   Ⅱ
   Ⅲ
   Ar为芳基；，Br；Z或，CONHR，COOR等。
   回答下列问题：
   实验室制备A的化学方程式为______，提高A产率的方法是______； A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为______。
   的反应类型为______； E中含氧官能团的名称为______。
   的结构简式为______，F的结构简式为______。
   和的反应与和苯酚的反应类似，以和为原料合成，写出能获得更多目标产物的较优合成路线其它试剂任选。

【答案】；及时蒸出产物或增大乙酸或乙醇的用量； ；
取代反应；羰基、酰胺基；
；；
 

【解析】

根据B的结构和已知条件Ⅰ可知、，故A为乙酸乙酯，有机物B经过碱性条件下水解再酸化形成有机物C，有机物C与作用通过已知条件Ⅱ生成有机物D，有机物D与邻氯苯胺反应生成有机物E，有机物E经已知条件Ⅲ发生成环反应生成有机物F，据此分析。
根据分析，有机物A为乙酸乙酯，在实验室中用乙醇和乙酸在浓硫酸的催化下制备，反应方程式为；该反应为可逆反应，若想提高乙酸乙酯的产率需要及时的将生成物蒸出或增大反应物的用量；A的某种同分异构体只有1种化学环境的C原子，说明该同分异构体是一个对称结构，则该有机物的结构为，
根据分析，为  和的反应，反应类型为取代反应；E的结构，其结构中含氧官能团为羰基、酰胺基，
根据分析，C的结构简式为；F的结构简式，
以苯胺和为原料制得目标产物，可将苯胺与溴反应生成2，4，三溴苯胺，再将2，4，三溴苯胺与反应发生已知条件Ⅱ的取代反应，再发生已知条件Ⅲ的成环反应即可得到目标产物，反应的流程
为。

7. 化合物H是一种医药中间体，其合成路线如图：
   
   已知：
   
   ii．
   中所含官能团的名称是______，H的最简单同系物名称为______。
   的反应类型是______。
   的结构简式为______。
   的化学方程式为______。
   芳香族化合物X是H的同分异构体，X能发生银镜反应，其核磁共振氢谱显示有5组峰，且峰面积比为12：2：2：1：1，符合要求的X的结构简式为______。
   已知，写出以苯和丙烯酸为原料制备的合成路线无机试剂任选：______。

【答案】羰基；苯甲酸
还原反应
 

、、、 
 

【解析】

根据信息i知，A发生取代反应生成B为，B发生信息ii的反应生成C为，C发生取代反应生成D为，D发生还原反应生成E，E发生消去反应生成F为，F发生加成反应生成G，G水解生成H；
为，B中所含官能团的名称是羰基，H的最简单同系物名称为苯甲酸，
故答案为：羰基；苯甲酸；
为，C为，B发生还原反应生成C，的反应类型是还原反应，
故答案为：还原反应；
的结构简式为，
故答案为：；
为，C发生取代反应生成D为，的化学方程式为，
故答案为：；
芳香族化合物X是H的同分异构体，X中含有苯环，X能发生银镜反应，说明含有醛基，其核磁共振氢谱显示有5组峰，且峰面积比为12：2：2：1：1，符合要求的X的结构简式为、、、，
故答案为：、、、；
以苯和丙烯酸 为原料制备，丙烯酸发生取代反应生成，和苯发生取代反应生成，发生信息ii的反应生成，和溴发生加成反应生成，其合成路线为，
故答案为：。

8. 化合物G是重要的药物中间体，合成路线如下：
   

回答下列问题：

的分子式为________。

中含氧官能团的名称为________。

的反应类型为________。

已知B与的反应比例为，的反应方程式为________。

路线中的目的是________。

满足下列条件的B的同分异构体有________种不考虑立体异构。

苯环上只有2个取代基

能与溶液发生显色反应且能发生银镜反应

写出其中核磁共振氢谱为五组峰的物质的结构简式为________。

参考上述合成线路，写出以溴丁烷、丙二酸二乙酯、尿素为起始原料制备的合成线路其它试剂任选。

【答案】；

羰基、羟基；

取代反应或水解反应；

；

保护酚羟基；

；；

。

【解析】

已知A的结构简式为，其分子式为；
故答案为：；
的结构简式为，其含氧官能团为羰基、羟基；
故答案为：羰基、羟基；
过程中，酯基在酸性条件下水解，生成乙酸酸和含羟基的D，其反应类型为取代反应或水解反应；
故答案为：取代反应或水解反应；
由题得知，反应物B与的物质的量之比为1：2，它们反应生成C，其反应方程式为；
故答案为：；
已知路线当中酚羟基变成酯基，当中的一个酯基水解变回酚羟基，由此得知的目的是保护酚羟基；
故答案为：保护酚羟基；
已知B结构简式为，其同分异构体中，能与溶液发生显色反应且能发生银镜反应，说明含有酚羟基和醛基，且苯环上只有2个取代基，分别是邻位、间位、对位3钟取代方式，而除开酚羟基之外，另一种取代基有四种情况，所以该同分异构体有12种，其中核磁共振氢谱为五组峰的物质的结构简式为；
故答案为：12；；
写出以溴丁烷、丙二酸二乙酯、尿素为起始原料合成，首先用溴丁烷在NaOH的乙醇溶液中进行消去，之后与HBr加成，使得在2号碳位上，之后再与丙二酸二乙酯取代，最后再与尿素反应得到，其合成路线如下

；
故答案为：

。

9. 化合物J是一种重要的医药中间体，其合成路线如下：
    

回答下列问题：

中官能团的名称是____________；的反应类型是________________________。

通过反应和反应推知引入的作用是____________________________。

碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出F与足量氢气反应生成产物的结构简式，并用星号标出其中的手性碳_______________________。

写出的反应方程式_______________________________。

写出D的苯环上有三个不相同且互不相邻的取代基的同分异构体结构简式_____________。

写出以对硝基甲苯为主要原料无机试剂任选，经最少步骤制备含肽键聚合物的合成路线________________。

【答案】羧基、肽键或酰胺键；取代反应
定位   


或
 

【解析】

A与浓硫酸加热反应生成B，则B为，和的反应条件相同，则发生的反应相同，则可知，I为。

由G的结构简式可知，G中的官能团是羧基和肽键或酰胺键，由C和D的结构简式可知，反应是水解反应，磺酸基被氢原子取代，故反应类型是取代反应，故答案为：羧基、肽键或酰胺键；取代反应；
通过反应和反应推知引入的作用为定位，故答案为：定位；
是邻氨基苯甲酸，与足量氢气发生加成反应生成，与羧基、氨基连接的碳原子是手性碳原子，故答案为：；
的反应方程式为，
故答案为：；
为，D的同分异构体的苯环上有三个不相同且互不相邻的取代基，则3个取代基分别是氨基、羟基、醛基或为甲基、羟基、，则结构简式为或，故答案为：或；
先用酸性高锰酸钾溶液将甲基氧化为羧基，然后用“”将硝基还原为氨基，得到对氨基苯甲酸，然后在催化剂作用下，发生缩聚反应生成含肽键的聚合物，合成路线如下：，
故答案为：。

10. 维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中生育酚化合物含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。
    
    已知以下信息：
    
    
    
    回答下列问题：
    的化学名称为______。
    的结构简式为______。
    反应物C含有三个甲基，其结构简式为______。
    反应的反应类型为______。
    反应的化学方程式为______。
    化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有______个 不考虑立体异构体，填标号。
    含有两个甲基；含有酮羰基但不含； 不含有环状结构。
    
    其中，含有手性碳注：连有四个不同的原子或基团的碳的化合物的结构简式为______。

【答案】甲基苯酚或间甲基苯酚
  
 
加成反应
  
  或

【解析】

A为，根据“已知信息a：”及B的分子式，可推知B为；
根据“已知信息b：”及C的分子式，可推知C为为；
根据“已知信息c：”及D的分子式，可推知D为，据此来解答。
为，羟基所连的碳为“1”号碳，甲基连在苯环的“3”号碳上，所以化学名称甲基苯酚或间甲基苯酚，
故答案为：甲基苯酚或间甲基苯酚；
由分析可知，B的结构简式为：，
故答案为：；
由分析可知，C的结构简式为，
故答案为：；
与，反应，的三键碳上的H加在羰基的O上，乙炔基加在羰基的C上，生成，发生了加成反应，
故答案为：加成反应；
反应为中的碳碳三键和按1：1加成，反应的化学方程式为：，
故答案为：；
为，有2个不饱和度，含羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个羰基，和2个甲基，符合条件的有8种：、、、、、、、，其中，含有手性碳的为，
故答案为：c；或。

11. 化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：
     

已知以下信息：

的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为。

的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；可与或反应。

回答下列问题：

的结构简式为________________。

的化学名称为________________。

与D反应生成E的化学方程式为______________________________________________________。

由E生成F的反应类型为________________。

的分子式为__________________。

是D的同分异构体，可与溶液发生显色反应，的L可与的反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为的结构简式为_______________、______________。

【答案】；
丙醇；
；
取代反应；
；
；；

【解析】

A的化学式为，其核磁共振氢谱为单峰，则A为；B的化学式为，核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6：1：1，则B的结构简式为；D的化学式为，其苯环上仅有两种不同化学环境的氢，可与或反应，则苯环上有酚羟基和，且为对位结构，则D的结构简式为，E应为，结合对应有机物的结构和官能团的性质可解答；是D的同分异构体，可与溶液发生显色反应，1mol的L可与2mol的反应，说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，只满足条件的L共有6种，以此解答该题。
由以上分析可知A的结构简式为，
故答案为：；
的结构简式为，其化学名称为丙醇，
故答案为：丙醇；
为，对比E的分子式可知，C和D发生取代反应生成E，发生反应生成E的化学方程式为，
故答案为：；
对比E和F的分子式可知由E生成F的反应类型为取代反应，生成F的同时生成HCl，
故答案为：取代反应；
由结构简式可知有机物G的分子式为，
故答案为：；
是D的同分异构体，可与溶液发生显色反应，1mol的L可与2mol的反应，说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，只满足条件的L共有6种，其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3：2：2：1的结构简式为、，
故答案为：6；；。