人教版 (2019)选择性必修3第五节 有机合成优质学案设计
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知识精讲
知识点一:
一、有机合成的过程
1.有机合成指使用相对简单易得的原料,通过________来构建碳骨架和引入官能团,合成具有________和____的目标分子。
2.有机合成的任务包括目标化合物________的构建和______的引入与转化。
3.官能团的引入和转化:
(1)引入碳碳双键的方法。
A.______________;B.______________;
C.________________________________________________________________________。
(2)引入卤素原子的方法。
A.______________;B.______________;
C.________________________________________________________________________。
(3)引入羟基的方法。
A.__________________;B.________________;C.酯的水解;D.______________。
4.有机合成过程示意图
【答案】一、1.有机化学反应 特定结构 性质
2.碳骨架 官能团
3.(1)卤代烃的消去 醇的消去 炔烃的不完全加成 (2)醇(或酚)的取代 烯烃(或炔烃)的加成 烷烃(或苯及苯的同系物)的取代 (3)烯烃与水的加成 卤代烃的水解 醛的还原
4.基础原料 目标化合物
【即学即练1】
1.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。已知RCHO+R′CH2CHO为加成反应。用乙烯制备时,按正确的合成路线依次发生反应的反应类型为
A.加成→氧化→加成B.加成→氧化→取代
C.加成→氧化→消去D.加成→加成→氧化
【答案】A
【解析】由所给信息进行逆合成分析,若想要得到,需要得到CH3CHO,乙醛可通过乙醇氧化得到,乙醇可通过乙烯与水加成得到,所以由乙烯到,依次经过;
故选A。
2.由2-溴丙烷为原料制取2-羟基丙酸,合适的合成路线经过的反应为
A.取代——水解——氧化——还原
B.消去——加成——取代——氧化——取代
C.消去——加成——取代——氧化——还原
D.水解——消去——加成——取代——氧化——还原
【答案】C
【解析】2-羟基丙酸中含有羟基和羧基,羟基和羧基可以由溴原子经过一系列反应得到,但原料2-溴丙烷中只含有1个溴原子,因此应先再引入一个溴原子,即先加NaOH醇溶液消去得到丙烯,再加溴水加成得到1,2-二溴丙烷,加NaOH水溶液取代得到1,2-丙二醇,通足量氧气在催化剂条件下氧化得到丙酮酸,最后通入氢气在催化剂条件下还原得到目标产物,经过的反应为消去-加成-取代-氧化-还原,故选C;
答案选C。
3.有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【答案】C
【解析】A.烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;
B.卤代烃在氢氧化钠醇溶液中发生反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;
C.醛在催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;
D.羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意;
故答案选C。
知识点二:
二、逆合成分析法
1.将__________倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同________反应可以得到__________,而这个中间体,又可由上一步的中间体得到,依次倒推,最后确定最适宜的________和______________,称为逆合成分析法。
2.用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成
(1)草酸二乙酯分子中含有两个酯基,按酯化反应规律将酯基断开,得到____和__________,说明目标化合物可由________________________通过酯化反应得到:
(2)羧酸可由醇氧化得到,草酸前一步的中间体应该是乙二醇:
(3)乙二醇前一步的中间体是1,2二氯乙烷;1,2二氯乙烷可通过______的加成反应而得到:
______________⇒____________
(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。
根据以上分析,可得出合成草酸二乙酯的合理步骤如下:
a.________________________________________________________________________
b.________________________________________________________________________
c.________________________________________________________________________
e.________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.逆合成分析法的基本原则
(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和,并具有较高的______。
(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、______、易得和廉价的。
【答案】二、1.目标化合物 辅助原料 目标化合物 基础原料 合成路线
2.(1)草酸 乙醇 两分子乙醇和一分子草酸 (2)
(3)乙烯 (4)CH2===CH2+H2Oeq \(――→,\s\up15(催化剂),\s\d14(△,加压))CH3CH2OH
CH2===CH2+Cl2―→
3.(1)产率 (2)低污染
【即学即练2】
1.下面是逆合成分析法中的三个步骤:①对不同的合成路线进行优选;②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线:③观察目标分子的结构。正确的顺序为
A.①②③B.③②①
C.②③①D.②①③
【答案】B
【解析】进行有机合成时,先观察目标分子,确定有机物的分子结构中的官能团;再由目标分子逆推原料分子,设计出不同的合成路线;最后对不同的合成路线进行优选,据此分析解答。
逆合成分析法可表示为:目标化合物→中间→基础原料。故正确的顺序为③②①,答案选B。
2.1,4-二氧杂环己烷(又称1,4-二氧六环或1,4-二恶烷,)是一种常用的溶剂,在医药、化妆品、香料等精细化学品的生产中有广泛应用。请以乙烯为基础原料,使用逆合成分析法设计它的合成路线____________。(提示:参考乙醇分子间脱水生成乙醚的反应。)
【答案】CH2=CH2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH
【解析】以乙烯为原料制备1,4-二氧六环,可由乙二醇发生取代反应得到,乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,其合成路线为CH2=CH2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH。
易错精析
1.碳链构建的注意问题
(1)通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。
(2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法,这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。
2.下列反应中:A.酯化反应 B.乙醛与HCN加成 C.乙醇与浓硫酸共热到140 ℃ D.1-溴丙烷与NaCN作用 E.持续加热乙酸与过量碱石灰的混合物 F.重油裂化为汽油 G.乙烯的聚合反应 H.乙苯被酸性KMnO4溶液氧化。可使碳链增长的反应有哪些?可使碳链减短的反应有哪些?
【细剖精析】
B、D、G;E、F、H
3.如图是一些常见有机物的转化关系。
其中属于取代反应的有哪些?加成反应有哪些?
【细剖精析】
取代反应有⑦⑧⑨;加成反应有①②⑤。
4.醇中—OH的消去反应与卤代烃中—X的消去反应条件有何区别?二者有何相似之处?
【细剖精析】
①醇中—OH消去反应的条件为浓硫酸,加热,而卤代烃中—X的消去反应条件为碱的醇溶液,加热。
②二者发生消去反应时的结构特征都必须含有β-H。
5.怎样才能实现由溴乙烷到乙二醇的转化?请用流程图表示。
【细剖精析】
CH3CH2BrCH2CH2CH2Br—CH2BrHOCH2CH2OH
能力拓展
一、有机合成中官能团的转化
1.官能团引入:
2.官能团的转化:包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。
①官能团种类变化:利用官能团的衍生关系进行衍变,如卤代烃醇eq \(,\s\up15([O]),\s\d14(H2))醛eq \(――→,\s\up15([O]))羧酸
CH3CH2OHeq \(――→,\s\up15(氧化))CH3CHOeq \(――→,\s\up15(氧化))CH3COOH。
②官能团数目变化:通过不同的反应途径增加官能团的个数,如
③官能团位置变化:通过不同的反应,改变官能团的位置,如CH3CH2CH2OHeq \(――→,\s\up15(消去))CH3CH===CH2eq \(――→,\s\up15(HBr),\s\d14(一定条件))
3.从分子中消除官能团的方法:
①经加成反应消除不饱和键。
②经取代、消去、酯化、氧化等反应消除—OH。
③经加成或氧化反应消除—CHO。
④经水解反应消除酯基。
⑤通过消去或水解反应可消除卤原子。
二、在解答有机合成题目时,除了分析各物质组成和结构的差异外还要掌握反应的特征条件,而这些特征条件往往会成为解答有机合成类推断题的突破口。例如,
三、碳链的增长与变短
(1)增长:常见的方法有不饱和化合物间的聚合、羧酸或醇的酯化、有机物与HCN的反应等。
(2)变短:常见的方法有烃的裂化与裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化等。
四、有机合成方法选择
1.设计有机合成路线的常规方法
2.合成路线的选择
(1)一元合成路线:R—CH===CH2eq \(――→,\s\up15(HX))卤代烃eq \(――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\d14(△))一元醇eq \(――→,\s\up15([O]))一元醛eq \(――→,\s\up15([O]))一元羧酸―→酯
(2)二元合成路线:CH2===CH2eq \(――→,\s\up15(X2))CH2X—CH2Xeq \(――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\d14(△))CH2OH—CH2OHeq \(――→,\s\up15([O]))OHC—CHOeq \(――→,\s\up15([O]))HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯
(3)芳香族化合物合成路线
3.有机合成中官能团的保护方法
(1)有机合成中酚羟基的保护:
由于酚羟基极易被氧化,在有机合成中,如果遇到需要用氧化剂进行氧化时,经常先将酚羟基通过酯化反应转化为酯,保护起来,待氧化过程完成后,再通过水解反应,将酚羟基恢复。
(2)有机合成中醛基的保护:
醛与醇反应生成缩醛:R—CHO+2R′OH―→+H2O,生成的缩醛比较稳定,与稀碱和氧化剂均难反应,但在稀酸中微热,缩醛会水解为原来的醛。
五、有机合成遵循的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。
(2)尽量选择步骤最少的合成路线,为减少合成步骤,应尽量选择与目标化合物结构相似的原料,步骤越少,产物的产率越高越好。
(3)合成路线要满足“绿色化学”的要求。最大限度地利用原料中的每一个原子,达到零排放。
(4)有机合成反应要尽量操作简单、条件温和、能耗低、易实现。
(5)尊重客观事实,按一定顺序反应,不能臆造不存在的反应。要综合运用顺推或者逆推的方法导出最佳的合成路线。
原料eq \(,\s\up15(顺推),\s\d14(逆推))中间产物eq \(,\s\up15(顺推),\s\d14(逆推))产品
分层提分
题组A 基础过关练
1.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
A.环戊烷属于不饱和烃
B.A的结构简式是
C.反应②④的试剂可以都是强碱的醇溶液
D.加入溴水,若溶液褪色则可证明 已完全转化为
【答案】C
【解析】由合成路线可知,环戊烷转化为A的反应为环戊烷与氯气光照条件下的取代反应,反应②为氯代烃的消去反应,反应③为环戊烯与卤素单质的加成反应,反应④为卤代烃的消去反应,即A为,B为,C为。
A.环戊烷分子中全部是单键,属于饱和烃,故A错误;
B.由分析可知,A的结构简式是,故B错误;
C.反应②④均为卤代烃的消去反应,反应的试剂和条件都是强碱的醇溶液、加热,故C正确;
D.B为环戊烯,含有碳碳双键,也能使溴水褪色,不能证明已完全转化为,故D错误;
答案选C。
2.以乙炔为原料合成,可行的反应途径是
A.先加成,再加成
B.先加成,再加成HBr
C.先加成HCl,再加成HBr
D.先加成HCl,再加成
【答案】D
【解析】对比分析乙炔()和的分子结构可知,以为原料合成时,可先加成,再加成或先加成,再加成,答案选D。
5.已知:,如果要合成所用的原始原料可以是
A.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔B.2-甲基-1,3-戊二烯和2-丁炔
C.2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔D.1,3-戊二烯和2-丁炔
【答案】C
【解析】由逆向合成分析法可知,合成的方法有:①,两种原料分别是2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔;②,两种原料分别为2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔,C正确;
答案选C。
3.衣康酸是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料。由3-甲基-3-丁烯酸合成衣康酸的路线如下所示
关于反应正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】3−甲基−3−丁烯酸通过反应I、II后得到的产物中多了2个醇羟基,则反应I应该是和溴发生加成反应,生成物结构简式为CH2BrCBr(CH3)CH2COOH,反应II为卤代烃CH2BrCBr(CH3)CH2COOH的水解反应,其产物为HOCH2COH(CH3)CH2COOH,根据衣康酸结构简式知,反应III为氧化反应,产物为HOOCCOH(CH3)CH2COOH,然后醇羟基发生消去反应得到衣康酸,所以反应I为和溴的加成反应、反应II为卤代烃的水解反应、反应III为醇羟基的氧化反应、反应IV为醇羟基的消去反应;故答案选B。
4.由乙醇制乙二酸乙二酯,最简便的流程途径,经下列哪些反应,其顺序正确的
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 ⑥酯化反应 ⑦中和反应 ⑧缩聚反应
A.⑤②①③⑥B.①②③⑤⑦C.⑤②①④⑧D.①②⑤③⑥
【答案】A
【解析】发生反应如下:
C2H5OHCH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHOHC-CHOHOOC-COOH,则发生反应为⑤消去、②加成、①取代、③氧化和⑥酯化反应,
答案选A。
5.由溴乙烷制取乙二醇,依次发生反应的类型是
A.消去、加成、水解B.取代、加成、水解
C.水解、消去、加成D.消去、水解、取代
【答案】A
【解析】由溴乙烷制取乙二醇(HOCH2CH2OH)的转化过程为:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O属于消去反应,CH2=CH2+Br2=CH2BrCH2Br属于加成反应,CH2BrCH2Br+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaBr属于水解反应或者取代反应,故分别发生了消去反应、加成反应和水解反应(或取代反应);
故答案为:A。
6.若在有机物中引入羟基,下列反应不能实现的是
A.加成反应B.取代反应C.消去反应D.还原反应
【答案】C
【解析】A.加成反应可引入-OH,如乙烯与水反应生成乙醇,故A不选;
B.取代反应可引入-OH,如-Cl水解生成醇,故B不选;
C.消去反应使化合物脱去小分子,可失去-OH,不会引入-OH,故C选;
D.还原反应可引入-OH,如-CHO与氢气反应生成醇,故D不选;
故选C。
7.E是一种食品添加剂中的防腐剂,可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。
下列说法不正确的是
A.A是苯酚的一种同系物,既能发生氧化反应又能发生还原反应
B.经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化
C.与B属于同类有机物的同分异构体有3种(不包含B)
D.1mlD可以消耗1mlNaHCO3
【答案】C
【解析】A.A与苯酚结构相似,官能团相同,且相差1个CH2,是苯酚的一种同系物,分子中含有苯环,可以被氢气还原,也可以在空气燃烧被氧化,既能发生氧化反应又能发生还原反应,选项A正确;
B.酚羟基容易被氧化,经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化,而将苯环上的甲基氧化为羧基,选项B正确;
C.与B属于同类有机物的同分异构体有、、、共4种,选项C不正确;
D.D中含有一个羧基和一个羟基,只有羧基能与NaHCO3反应,则1mlD可以消耗1mlNaHCO3,选项D正确;
答案选C。
8.2-氯-1,3-丁二烯是制备氯丁橡胶的原料。它比1,3-丁二烯多了一个氯原子,但由于碳碳双键上的氢原子较难发生取代反应,不能通过1,3-丁二烯直接与氯气反应制得。2-氯-1,3-丁二烯的某种逆合成分析思路可表示为:
请你根据以上逆合成分析完成合成路线____________,并指出各步反应的类型____________。
【答案】 CH2=CH-CH=CH2CH2Cl-CHCl-CH=CH2CH2=CCl-CH=CH2 加成反应 消去反应
【解析】根据逆合成分析,1,3-丁二烯先和氯气发生1,2-加成反应,生成CH2Cl-CHCl-CH=CH2,然后CH2Cl-CHCl-CH=CH2再在NaOH醇溶液中发生消去反应生成2-氯-1,3-丁二烯,合成路线为:CH2=CH-CH=CH2CH2Cl-CHCl-CH=CH2CH2=CCl-CH=CH2。
题组B 能力提升练
1.由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要经过下列哪几步反应
A.消去→加成→取代B.加成→消去→取代
C.取代→消去→加成D.消去→加成→消去
【答案】A
【解析】由逆推法可知,CH3CH(OH)CH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CHClCH3,以此判断合成时所发生的反应类型。
由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇,可用逆推法判断:CH3CH(OH)CH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CHClCH3,则2-氯丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2,CH3CH=CH2与溴发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,CH3CHBrCH2Br发生水解反应可生成1,2-丙二醇,故选:A。
2.由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生的反应类型和反应条件都正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】逆合成分析:CH3CH(OH)CH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CH2CH2Br,则CH3CH2CH2Br应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2,需要的条件是NaOH的醇溶液、加热,CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,常温下即可发生反应,CH3CHBrCH2Br发生水解反应可生成1,2-丙二醇,需要条件是碱的水溶液、加热,故答案选D。
3.链状高分子化合物,可由有机化工原料R和其它无机试剂通过卤化、水解、氧化、缩聚反应得到,则R是
A.乙烯B.乙炔C.1,3—丁二烯D.2—丁醇
【答案】A
【解析】由链状高分子化合物的结构可知,该有机物由乙二酸和乙二醇经缩聚反应得到,而乙二酸可由乙二醛氧化得到,乙二醛又可由乙二醇氧化得到,乙二醇可由1,2-二溴乙烷水解得到,1,2-二溴乙烷可由乙烯与溴加成得到。由题意知,该高分子可由有机化工原料R和其它无机试剂通过卤化、水解、氧化、缩聚反应得到,因此,R是乙烯,答案为A。
4.由CH3CH2CH2OH制备,所发生的化学反应至少有①取代反应,②消去反应,③加聚反应,④酯化反应,⑤还原反应,⑥水解反应等当中的( )
A.①④B.②③C.②③⑤D.②④
【答案】B
【解析】
由CH3CH2CH2OH制备,我们可以采用逆推法进行,要想制得,必须先制得丙烯,而丙烯可以有CH3CH2CH2OH经过消去反应制得,故基本过程为:,故必须经过消去反应和加聚反应, B符合题意;
答案为B。
5.是一种有机烯醚,可以用烃A通过下列路线制得:A B C 。则下列说法正确的是( )
A.的分子式为C4H4O
B.A的结构简式是CH2=CHCH2CH3
C.A能使高锰酸钾酸性溶液褪色
D.①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去
【答案】C
【解析】由合成流程可知,A与溴发生加成反应得B,B在碱性条件下水解得C,C在浓硫酸作用下发生脱水成醚,结合的结构可逆推得到C为HOCH2CH=CHCH2OH,B为BrCH2CH=CHCH2Br,A为CH2=CHCH=CH2。
A.的分子式为C4H6O,故A错误;
B.由上述分析可知,A为CH2=CHCH=CH2,故B错误;
C.A中有碳碳双键,能使高锰酸钾酸性溶液褪色,故C正确;
D.由上述分析可知,①、②、③的反应类型分别为加成、水解、取代,故D错误;
故选C。
6.已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。经三步反应可制取,该过程中发生反应的类型依次是
A.水解反应、加成反应、氧化反应B.加成反应、水解反应、氧化反应
C.水解反应、氧化反应、加成反应D.加成反应、氧化反应、水解反应
【答案】A
【解析】先是水解,氯原子被-OH取代,得到含有醇羟基的,然后是和氯化氢加成得到,保护双键,最后用强氧化剂将羟基氧化为羧基即可,发生的反应类型依次为:水解反应、加成反应、氧化反应,故选A。
7.1,4-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。
8.药物合成是有机合成的重点发展领域之一。硝酸甘油(三硝酸甘油酯)是临床上常用的治疗心绞痛药物,其结构简式如图,该药可以以丙醇为原料合成,请写出以1—丙醇为原料,通过五步合成硝酸甘油的合成路线(无机试剂任选,流程图示例:CH4CH3Cl……)。
已知:CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl
【答案】CH3CH2CH2OHCH2=CHCH3CH2=CHCH2ClBrCH2CHBrCH2Cl
【解析】本题采用逆向合成法进行分析,即三硝酸甘油酯可以由硝酸和甘油在浓硫酸的催化下合成,甘油可由BrCH2CHBrCH2Cl通过水解反应来制得,根据题给信息可知BrCH2CHBrCH2Cl可以由CH2=CHCH2Cl通过与Br2加成制得,CH2=CHCH2Cl可由丙烯与Cl2在500℃下取代制得,1-丙醇通过消去反应可以制得丙烯,故确定该合成路线如下:CH3CH2CH2OHCH2=CHCH3CH2=CHCH2ClBrCH2CHBrCH2Cl,故答案为: CH3CH2CH2OHCH2=CHCH3CH2=CHCH2ClBrCH2CHBrCH2Cl。
9.逆合成分析法是有机合成中常用的思维方法。为了由某烯烃E合成目标产物乙二酸乙二酯(T),利用逆推法设计的合成路线如图:
。
请回答下列问题:
(1)T的结构简式为___。
(2)A与B反应生成T的化学方程式为___。
(3)C分子中的官能团名称为___,由D生成B的反应类型为__。
(4)有机原料E的结构式为__。
【答案】 +2H2O 醛基 水解反应(取代反应)
【解析】乙二酸乙二酯是由乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到的酯类化合物,所以A与B分别为乙二酸或乙二醇中的一种,再根据逆合成路线图推断出A为乙二酸,B为乙二醇,则C为乙二醛,D为(X为卤素原子),E为乙烯。
(1)T为乙二酸乙二酯,其结构简式为:,故答案为:。
(2)A为乙二酸,B为乙二醇,A与B反应生成乙二酸乙二酯,其化学方程式为:+2H2O,故答案为:+2H2O。
(3)C为乙二醛,含有官能团名称为醛基,,D为(X为卤素原子),B为乙二醇,卤代烃可在氢氧化钠水溶液加热条件下反应生成醇,所以反应类型为水解反应或取代反应,故答案为:醛基;水解反应(取代反应)。
(4)E为乙烯,其结构式为:,故答案为:。
引入方法及举例(化学方程式)
引入卤
素原子
①烷烃与X2的取代反应:CH4+Cl2eq \(――→,\s\up15(光照))CH3Cl+HCl;
②不饱和烃与HX或X2的加成反应:CH2===CH2+Br2
―→;
③醇与HX的取代反应:CH3CH2OH+HBreq \(――→,\s\up15(△))CH3CH2Br+H2O
引入
羟基
①烯烃与水的加成反应:CH2===CH2+H2Oeq \(――→,\s\up15(催化剂))CH3CH2OH;
②醛或酮与H2的加成反应:CH3CHO+H2eq \(――→,\s\up15(催化剂))CH3CH2OH;
③卤代烃的水解反应:CH3CH2Br+NaOHeq \(――→,\s\up15(H2O),\s\d14(△))CH3CH2OH+NaBr;
④酯的水解反应:CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up15(浓硫酸),\s\d14(△))CH3COOH+C2H5OH
引入
双键
①醇的消去反应:CH3CH2OHeq \(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\d14(170℃))CH2===CH2↑+H2O;
②卤代烃的消去反应:+NaOHeq \(――→,\s\up15(醇),\s\d14(△))
CH2===CH2↑+NaBr+H2O;
③炔烃的加成反应:CH≡CH+HCl―→CH2===CHCl;
④醇的催化氧化反应:2CH3CH2OH+O2eq \(――→,\s\up15(催化剂),\s\d14(△))
2CH3CHO+2H2O
引入
羧基
①醛的氧化反应:2CH3CHO+O2eq \(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\d14(△))2CH3COOH;
②酯的水解反应:CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up15(浓硫酸),\s\d14(△))
CH3COOH+C2H5OH;
特征反应
反应条件
卤代烃的水解
NaOH水溶液并加热
卤代烃的消去
NaOH的乙醇溶液并加热
烷烃(或烷烃基)的取代
Cl2、光照
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
反应l
反应ll
反应lll
反应lV
A
加成
取代
消去
氧化
B
加成
取代
氧化
消去
C
取代
加成
消去
氧化
D
取代
加成
氧化
消去
选项
反应类型
反应条件
A
消去、加成、水解
NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热
B
氧化、取代、消去
加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热
C
加成、取代、消去
KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温
D
消去、加成、取代
NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热
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