新教材同步系列2024春高中化学第三章烃的衍生物第五节有机合成课后提能训练新人教版选择性必修3

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第三章　第五节A组·基础达标1．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水解反应中的(　　)A．①④ B．②③C．②③⑤ D．②④2．由乙炔为原料制取CHClBr—CH2Br，下列方法中最可行的是(　　)A．先与HBr加成后再与HCl加成B．先与H2完全加成后再与Cl2、Br2取代C．先与HCl加成后再与Br2加成D．先与Cl2加成后再与HBr加成3．已知 ，如果要合成，所用的起始原料可以是(　　)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4．由氯乙烷为基本原料制取乙二醇，其最佳转化过程为(　　)A．CH3CH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\do5(△))CH2==CH2 eq \o(―――→,\s\up7(H2O),\s\do5(适当条件))乙二醇B．CH3CH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\do5(△))CH2==CH2 eq \o(―――→,\s\up7(Cl2))CH2Cl—CH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\do5(△))乙二醇C．CH3CH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\do5(△))CH3CH2OH eq \o(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(加热))CH2==CH2 eq \o(―――→,\s\up7(Cl2))CH2ClCH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\do5(△))乙二醇D．CH3CH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(Cl2),\s\do5(光))CH2ClCH2Cl eq \o(―――→,\s\up7(NaOH，H2O),\s\do5(△))乙二醇5．已知CH2==CHCH==CH2＋CH2==CH2 eq \o(―――→,\s\up7(一定条件))，以CH2==CHCH==CH2与HOCH2CH2CHO为原料合成，下列有关说法中正确的是(　　)A．先使HOCH2CH2CHO与Cl2发生取代反应B．先使HOCH2CH2CHO发生消去反应C．制备过程中CH2==CH—CH==CH2发生1，4-加成反应D．该合成反应的原子利用率可达到100%6．(2021·湖南卷)己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：下列说法正确的是(　　)A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色B．环己醇与乙醇互为同系物C．己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D．环己烷分子中所有碳原子共平面7．(2023·安徽六安模拟改编)化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：回答下列问题：(1)E中的官能团名称是_________________________________。(2)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D的结构简式，用星号(*)标出D中的手性碳_________________________________________。(3)写出具有六元环结构并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式_________________________。(不考虑立体异构，只需写出3个)。(4)写出F到G的反应方程式_____________________________。(5)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。8．β－内酰胺类药物是一类用途广泛的抗生素药物，其中一种药物Ⅶ的合成路线及其开环反应如下(一些反应条件未标出)：已知：与化学性质相似。(1)由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为____________，Ⅱ的名称为__________，其含氧官能团的名称为_______________________________。(2)Ⅲ与NaOH溶液反应的化学方程式：_______________________________________。(3)Ⅲ的同分异构体中含有苯环结构的有__________种(不计Ⅲ)，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为___________________________________。(4)已知Ⅴ和Ⅵ合成Ⅶ的原子利用率为100%，则Ⅴ的结构简式为_____________ ________________________。(5)等物质的量CH3OH和Ⅶ开环反应的产物Ⅷ(含酯基)的结构简式为_________________________________。(6)利用由Ⅴ到Ⅶ的四元环成环方式，写出以Ⅳ的同系物和苯甲醇为原料合成的反应路线。9．(2023·广东江门一模)维生素是维持人体正常生理功能的一类有机物。以下是合成某维生素的部分路线：已知：(1)化合物Ⅶ的分子式为__________，该分子中处在同一平面的碳原子数为_______________________________。(2)分析一元醛A的结构特征，预测其可能的化学性质，完成下表。(3)写出由化合物Ⅲ和Ⅳ反应生成化合物V的方程式：___________________________。(4)化合物Ⅱ的同分异构体中能发生银镜反应但不能发生水解反应的共__________种。其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的同分异构体的结构简式为_________________________________。(5)聚苯乙烯树脂是一种良好的保温材料，请以苯甲醛为原料，设计路线合成其单体苯乙烯，其他试剂任选。B组·能力提升10．1，4－二氧六环()可通过下列方法制取：烃A eq \o(―――→,\s\up7(Br2))B eq \o(―――→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\do5(△))C eq \o(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(－2H2O))1，4－二氧六环。则烃A为(　　)A．乙炔 B．1－丁烯C．1，3－丁二烯 D．乙烯11．乙基香草醛()是一种增香食品添加剂，其香味比香草醛更加浓郁。(1)任写两种乙基香草醛分子中含氧官能团的名称_______________、_____________________________________。(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。 eq \o(―――→,\s\up7(KMnO4/H＋)) eq \x(A(C9H10O3)) eq \o(―――→,\s\up7(HBr)) eq \x(C(C9H9O2Br))　　　 ↓CrO3/H2SO4 eq \x(B(C9H8O3)能发生银镜反应)提示：a．RCH2OH eq \o(―――――→,\s\up7(CrO3/H2SO4))RCHO；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溶液氧化为羧基。①A→C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)，写出相应的合成路线图。12．(2023·广东深圳中学等五校联考)物质G是升高白细胞的常见药物，一种合成G的路线如图：已知：＋ R″—CHO eq \o(―――→,\s\up7(NaOH溶液)) (R、R′、R″代表烃基或氢原子)回答下列问题：(1)A的化学名称为____________，D中含氧官能团的名称为_______________________。(2)反应①的化学反应方程式为_________________________。(3)试剂X的结构简式为___________________________________。(4)反应④⑤的反应类型分别是________、_________________________________。(5)在G的同分异构体中，能满足下列条件的有________种(不考虑立体异构)。①含苯环；②含有2个醛基；③2个氯原子连在同一个碳原子上。(6)参照上述的合成路线，写出以CH3CH(OH)CH3和OHC－CH2－CHO为原料合成的路线。13．(2021·全国甲卷)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称为_____________________________________。(2)1 mol D反应生成E至少需要________mol 氢气。(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称_______________________________。(4)由E生成F的化学方程式为_________________________。(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)的反应类型为_______________________________。(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有__________(填字母)。a．含苯环的醛、酮b．不含过氧键(－O－O－)c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1A．2个 B．3个C．4个 D．5个(7)根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物，写出合成路线。答案1【答案】B【解析】 可采用逆合成分析法→CH2==CHCH3→CH3CH2CH2OH，故应先消去后加聚。2【答案】C【解析】由CH≡CH和CHClBr—CH2Br比较可知，后者多出2个溴原子、1个氢原子和1个氯原子。即CH≡CH应和Br2、HCl发生加成反应；CH≡CH和H2完全加成后生成CH3—CH3，CH3—CH3和Cl2、Br2发生取代反应时副产物较多，难以控制生成CHClBr—CH2Br。3【答案】D【解析】由题目给出的信息知，合成的方法有两种：，也可以是由，对照所给名称知D正确。4【答案】B5【答案】C【解析】正确的制备过程是先将HOCH2CH2CHO中的—CHO氧化成—COOH，然后再消去—OH，第三步是CH2==CHCOOH与CH2==CH—CH==CH2发生加成反应，A、B均错误，C正确；制备过程中发生了消去反应，故原子利用率不可能达到100%，D错误。6【答案】C【解析】环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构，因此所有碳原子不可能共平面，D错误。7【答案】(1)酯基、酮羰基　(2)(3)、、、、 (任意写3个即可)(4)＋NaOH eq \o(―――→,\s\up7(△))＋C2H5OH；＋HCl―→＋NaCl(5)① eq \o(―――→,\s\up7(Br2),\s\do5(光照))②CH3COCH2COOC2H5【解析】有机化合物A被酸性高锰酸钾溶液氧化，使羟基转化为酮羰基，B与甲醛发生加成反应生成C，C中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，则D的结构简式为。D与乙醇发生酯化反应生成E，E中与酯基相连的碳原子上的氢原子被正丙基取代生成F，则F的结构简式为，F先发生碱性水解反应，再酸化得到G。8【答案】(1)取代反应　氯乙酸　羧基(2)＋NaOH―→＋H2O(3)4　(4)　(5)(6)【解析】(1)CH3COOH中甲基上的一个氢原子被氯原子取代生成ClCH2COOH，所以由Ⅰ→Ⅱ的反应类型为取代反应；ClCH2COOH主链为乙酸，2号碳上有一个Cl原子，所以名称为氯乙酸，其含氧官能团为羧基。(2)与化学性质相似，所以与NaOH溶液反应的化学方程式为＋NaOH―→＋H2O。(3)Ⅲ的同分异构体中若有一个支链，则支链可以是—SCH3或—CH2SH，有2种，若有两个支链，则只有邻间对3种，Ⅲ为对位，所以还有2种同分异构体，共有4种，其中核磁共振氢谱的峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。(4)根据分析可知Ⅴ为。(5)根据分析可知Ⅷ为。9【答案】(1)C6H8O　6(2)—COONH4　氧化反应　　H2　加成反应(或其他合理答案)(3)＋CH≡CMgCl―→CH≡(4)8　(5) eq \o(―――→,\s\up7(CH3MgCl)) eq \o(―――→,\s\up7(H2O)) eq \o(―――→,\s\up7(浓H2SO4))【解析】(3)由流程图可知，Ⅱ发生醇的消去反应脱去一分子水生成Ⅲ，则Ⅲ为；根据信息反应可知，Ⅲ和Ⅳ发生加成反应生成Ⅴ，则Ⅴ为CH≡；Ⅴ经水解生成Ⅵ，则Ⅵ为；结合Ⅶ和Ⅷ的结构可知，一元醇B为，一元醛A和H2发生加成反应生成一元醇B，则A可能为。(4)化合物Ⅱ的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，但不能发生水解反应，说明不含有酯基，若含1个醛基和1个羟基(羟基位于编号位置)，则有，，共5种；若含1个醛基(醛基位于编号位置)和1个醚键，则有，共3种；因此满足条件的共有5＋3＝8种；其中核磁共振氢谱有3组峰，说明有3种等效氢，且峰面积比为6∶1∶1，说明含有2个甲基，由此可推知其同分异构体的结构简式为。10【答案】D【解析】产物分子含有4个碳原子，是环状醚，故A应是乙烯，D正确。11【答案】(1)醛基、酚羟基、醚键(任写两种)(2)①取代反应　②(3) eq \o(―――→,\s\up7(KMnO4/H＋)) eq \o(―――→,\s\up7(CH3OH),\s\do5(浓硫酸，△))【解析】(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A→B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A→C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A→C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，与甲醇发生酯化反应即可得到。12【答案】(1)1，3－二氯丙烷　羟基、醛基(2)ClCH2CH2CH2Cl＋2NaOH eq \o(―――→,\s\up7(水),\s\do5(△))HOCH2CH2CH2OH＋2NaCl(3)(4)消去反应　氧化反应(5)9(6)CH3CH(OH)CH3 eq \o(―――→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂，△)) eq \o(―――→,\s\up7(OHCCH2CHO),\s\do5(NaOH溶液)) eq \o(―――→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))【解析】(5)由题合成流程图信息可知，G的分子式为C9H6Cl2O2，则同时满足①含苯环；②含有2个醛基；③2个氯原子连在同一个碳原子上的G的同分异构体有：①侧链为—CHO、—CCl2CHO，②—CHO、—CHO和—CHCl2等两组，第一组有邻间对3种位置异构，后一组先考虑两个醛基有邻间对三种位置关系，然后再考虑—CHCl2，又分别有2种、3种和1种位置关系，故共有3＋2＋3＋1＝9种。13【答案】(1)间苯二酚(或1，3－苯二酚)　(2)2(3)酯基、醚键、羟基(任写两种)(4) eq \o(―――→,\s\up7(TsOH),\s\do5(PhMe))＋H2O(5)取代反应　(6)C(7) eq \o(―――→,\s\up7(m－CPBA),\s\do5(CH2Cl2)) eq \o(―――→,\s\up7(浓H2SO4/THF),\s\do5(H2O)) eq \o(―――→,\s\up7((CH3CO)2O),\s\do5(Py))【解析】(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)是将酯基水解生成羟基，反应类型为取代反应。(6)根据已知条件说明为醛或酮，而且含有甲基，根据要求可以写出：、、、，故有4种。(7)可以将丙烯在m－CPBA的作用下生成环氧化合物，环氧化合物经G→H的第一步反应，然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可。序号结构特征反应的试剂反应形成的新结构反应类型①—CHOAg(NH3)2OH__________________②__________________________________