化学选择性必修3第五节 有机合成第2课时综合训练题

第2课时　有机合成路线的设计与实施

课后训练巩固提升

基础巩固

1.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

答案:A

解析:由乙烯CH2CH2合成HOCH2COOH的步骤:2CH2CH2+O22CH3CHO,2CH3CHO+O22CH3COOH,CH3COOH+Cl2

Cl—CH2COOH+HCl,Cl—CH2COOH+H2OHOCH2COOH+HCl,故反应类型为氧化——氧化——取代——水解。

2.以溴乙烷为原料制备乙二醇,下列方案最合理的是(　　)。

A.CH3CH2BrCH3CH2OH

CH2CH2CH2BrCH2Br乙二醇

B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇

C.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇

D.CH3CH2BrCH2CH2

CH2BrCH2Br乙二醇

答案:D

解析:题干中强调的是最合理的方案,A项与D项相比,步骤多一步,且在乙醇发生消去反应时,容易发生分子间脱水、氧化反应等副反应;B项步骤最少,但取代反应不会停留在“CH2BrCH2Br”阶段,副产物多,分离困难,浪费原料;C项比D项多一步取代反应,显然不合理;D项相对步骤少,操作简单,副产物少,较合理。

3.以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中,要依次经过下列步骤中的(　　)。

①与NaOH的水溶液共热　②与NaOH的醇溶液共热

③与浓硫酸170 ℃共热　④在催化剂存在的情况下与氯气反应　⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热　⑥与新制的Cu(OH)2共热

A.①③④②⑥ B.①③④②⑤

C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤

答案:C

解析:采取逆向分析可知,乙二酸⇒乙二醛⇒乙二醇⇒1,2-二氯乙烷⇒乙烯⇒氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件,可知C项设计合理。

4.用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯的过程中发生的反应类型依次为(　　)。

①取代　②消去　③加聚　④酯化　⑤氧化　⑥还原

A.①④⑥ B.⑤②③

C.⑥②③ D.②④⑤

答案:C

解析:由目标产物可知,需要的单体为CH2CH—CH3,而CH2CH—CH3可通过CH3CH2CH2OH发生消去反应制得,CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO通过加成(还原)反应得到,故选C。

5.以乙醇为原料,用下述6种类型的反应:

①氧化　②消去　③加成　④酯化　⑤水解　⑥加聚,来合成乙二酸乙二酯()的正确顺序是 (　　)。

A.①⑤②③④ B.①②③④⑤

C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥

答案:C

解析:首先乙醇通过消去反应生成乙烯,然后乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解得到乙二醇,乙二醇进一步氧化成乙二酸,最后乙二酸和前面制得的乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯。

6.某有机化合物甲经多步氧化得乙(分子式为C2H3O2Cl),而甲经水解可得丙,1 mol丙和2 mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推断甲的结构简式为(　　)。

A.ClCH2CH2OH

B.HCOOCH2Cl

C.ClCH2CHO

D.HOCH2CH2OH

答案:A

解析:运用逆向分析法:由1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)可知,丙为二元醇,乙为一元酸。丙由甲水解而来,则甲本身含有一个羟基,也与甲经氧化得乙相吻合;又因乙中含有两个碳原子,故甲为ClCH2CH2OH。

7.以环己醇为原料有如下合成路线:BC,则下列说法正确的是(　　)。

A.反应①的反应条件是:NaOH溶液、加热

B.反应②的反应类型是取代反应

C.环己醇属于芳香醇

D.反应②中需加入溴水

答案:D

解析:由产物的结构和反应③的条件知C应为二元卤代烃;则反应①应该是醇的消去反应,反应条件为浓硫酸、加热;反应②应该是烯烃的加成反应;环己醇中不含苯环,不属于芳香醇。

8.邻羟基桂皮酸(Ⅳ)是合成香精的重要原料,下列为合成邻羟基桂皮酸(Ⅳ)的路线之一:

试回答:

(1)Ⅰ中含氧官能团的名称是　　　　　和　　　　　。 

(2)ⅡⅢ的反应类型是　。 

(3)①Ⅳ与乙醇和浓硫酸混合加热的化学方程式为                                    　。 

②Ⅳ与过量NaOH溶液反应的化学方程式为                        　。 

(4)有机化合物X与Ⅳ互为同分异构体,且X有如下特点:

①是苯的对位取代物;

②能与NaHCO3反应放出气体;

③能发生银镜反应。

请写出X的一种结构简式:　。 

(5)下列说法正确的是　　　　(填字母)。 

A.Ⅰ的分子式为C7H8O2

B.Ⅰ遇氯化铁溶液呈紫色

C.Ⅱ能与NaHCO3溶液反应

D.1 mol有机化合物Ⅳ最多能与4 mol H2加成

答案:(1)羟基　醛基

(2)消去反应

(3)①+CH3CH2OH+H2O

②+2NaOH+2H2O

(4)(或)

(5)BD

解析:(1)由结构简式可知,Ⅰ中含氧官能团的名称为羟基、醛基。(2)ⅡⅢ的反应类型为消去反应。(3)Ⅳ含有羧基、酚羟基,因此可以发生酯化反应、酸碱中和反应。(4)Ⅳ的分子式为C9H8O3,由已知条件可知其同分异构体由、—COOH(或—CH2COOH)、

—CH2CHO(或—CHO)构成,且—COOH(或

—CH2COOH)、—CH2CHO(或—CHO)位于苯环上的相对位置。(5)由结构简式可知,Ⅰ的分子式为C7H6O2,故A错;酚遇氯化铁溶液呈紫色,故B正确;Ⅱ不能与NaHCO3溶液反应,故C错;1mol苯环最多与3molH2加成,1mol键最多与1molH2加成,故D正确。

能力提升

1.(双选)绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的“原子经济性”反应是原料分子中的原子全部转变为所需产物,不产生副产物,实现零排放。以下反应均可在一定条件下进行,其符合这一概念的是(　　)。

A.乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷:

2CH2CH2+O2

B.乙烷与氯气制备氯乙烷

C.乙醇与浓硫酸共热制取乙烯

D.乙烯在一定条件下制备聚乙烯

答案:AD

解析:以“原料分子中的原子全部转变为所需产物”为解题依据进行分析,乙烷与氯气发生取代反应,生成产物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等和氯化氢,原子不能全部转化为一种产物,不符合题意要求;乙醇在浓硫酸作用下生成乙烯、水及其他副产物,也不符合要求;而A、D中反应物的原子可以完全转化为产物,符合要求。

2.有如下合成路线,甲经两步转化为丙,下列叙述不正确的是(　　)。

乙

A.丙中可能含有未反应的甲,可用溴水检验是否含甲

B.反应(1)的无机试剂是液溴,铁作催化剂

C.甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应

D.反应(2)属于取代反应

答案:B

解析:甲与溴水发生加成反应,两个不饱和的碳原子上均增加一个溴原子,形成乙,乙发生水解反应,两个Br原子被—OH取代形成丙。A项,丙中可能含有未反应的甲,由于甲中含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应使溴水褪色,因此可用溴水检验是否含甲,正确;B项,反应(1)的无机试剂是溴水,若是液溴,铁作催化剂,则发生的是苯环上的取代反应,错误;C项,甲含有碳碳双键,丙含有醇羟基,两者均可与酸性KMnO4溶液发生反应,正确;D项,反应(2)是卤代烃的水解反应,水解反应属于取代反应,正确。

3.(双选)由E()转化为对甲基苯乙炔()的一条合成路线如下:

EFGH

(G为相对分子质量为118的烃)

下列说法不正确的是(　　)。

A.G的结构简式:

B.第④步的反应条件是NaOH的水溶液,加热

C.第②步的反应类型是取代反应

D.E能发生银镜反应

答案:BC

解析:根据E和对甲基苯乙炔的结构简式可知,由E合成对甲基苯乙炔的过程实际上就是由—CH2CHO转化成—CHCH2,最终转化成—C≡CH的过程。

具体合成路线为

第④步的反应条件应是NaOH的醇溶液,加热,B项错误;第②步的反应类型是消去反应,C项错误;E结构中含有醛基,能发生银镜反应,D项正确。

4.乙基香草醛()是食品添加剂的增香原料,其香味比香草醛更加浓郁。

(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称　　　　　　、　　　　。 

(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸,A可发生如图所示变化。

A(C9H10O3)C(C9H9O2Br)

　　　　　　B(C9H8O3)能发生银镜反应

提示:a.RCH2OHRCHO;

b.与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时,该有机化合物才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧酸。

①AC的反应属于　　　　　　(填反应类型)。 

②写出A的结构简式　。 

(3)乙基香草醛的另一种同分异构体

D()是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛()合成D(其他原料自选,用反应流程图表示,并注明必要的反应条件)。

例如:

答案:(1)醛基、酚羟基、醚键(任填两种)

 (2)①取代反应　②

(3)

解析:(1)由题给乙基香草醛的结构简式可知,其分子中含氧官能团有醛基、酚羟基、醚键。(2)由题意知,A是一种有机酸,所以A分子中含有一个羧基,关键是判断另外一个含氧官能团。由题给提示b,再结合题给转化关系可知,A中苯环中只有一个侧链;由提示a和转化关系AB可得出,A分子中含有一个醇羟基,再结合醇被氧化的规律,要想得到醛,羟基必须在端点碳原子上,可知A分子中含有—CH2OH,结合其分子式可以确定,A的结构简式是。由转化关系AC和A、C分子式的差别可知,A生成C的过程中,碳碳键没有变化,只是—OH被—Br取代,则AC的反应类型是取代反应。(3)解答有机合成题时,一般是先观察原料分子与目标分子的官能团差别,再考虑需要利用哪些反应引入官能团。比较茴香醛()和D()的结构差别可知,茴香醛中的醛基(—CHO)经过一系列反应后转化生成了—COOCH3。茴香醛中的—CHO可以被酸性KMnO4溶液氧化成—COOH,与CH3OH发生酯化反应即可得到D()。