化学选择性必修3第五节 有机合成课时训练

第三章　 烃的衍生物

第五节   有机合成

【基础巩固】

1.下列说法中错误的是 (　)

A.有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子构架,并引入或转化成所需的官能团

B.有机合成过程可以简单表示为基础原料→中间体→目标化合物

C.逆合成分析法可以简单表示为目标化合物→中间体→基础原料

D.为减少污染,有机合成不能使用辅助原料,不能有副产物

解析:有机合成中可以使用辅助原料,也可以产生副产物,D项错误。

答案:D

2.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架,下列反应中无法引入—OH的是 (　)

A.醛还原反应 

B.酯类水解反应

C.卤代烃水解 

D.烷烃取代反应

解析:A项,醛(R—CHO)与氢气发生加成反应能够生成R—CH2OH,该反应也属于还原反应;B项,酯类(R1—COO—R2)水解能够生成R1—COOH和HO—R2;C项,卤代烃(R—Cl)水解生成R—OH;D项,烷烃取代反应生成卤代烃,不能引入—OH。

答案:D

3.在下列反应中,无法在有机化合物中引入羧基的是 (　)

A.卤代烃的水解

B.腈(R—CN)在酸性条件下水解

C.醛的氧化

D.烯烃的氧化

解析:A项卤代烃水解引入羟基,B、C、D项均可引入羧基。

答案:A

4.(2022·广东深圳)聚氯乙烯是制作装修材料的最常用原料。失火时,聚氯乙烯在不同的温度下发生一系列复杂的化学变化,产生大量有害物质,其过程如下:

……

下列说法错误的是 (　)

A.聚氯乙烯的单体可由乙烯与HCl加成而得

B.上述反应中①属于消去反应,④属于(脱氢)氧化反应

C.火灾中由聚氯乙烯产生的有害物质中含HCl、CO、等

D.在火灾现场,可以用湿毛巾捂住口鼻,并弯下腰尽快离开现场

解析:A项,氯乙烯是由乙炔与氯化氢加成得到的,错误;B项,反应①由有机化合物分子上脱去小分子HCl,属于消去反应,反应④中为加氧去氢的氧化反应,正确;C项,根据题目所给合成路线,有HCl、苯等生成,有机化合物不完全燃烧可以产生CO,正确;D项,消防安全知识描述正确。

答案:A

5.(2022·广东汕尾)有机化合物M是合成杀菌剂环酰菌胺的重要中间体,以下为合成M的化工流程,下列说法正确的是 (　)

++

　A　　　B　　　　　M　　　　　 N

A.物质B与乙醇互为同分异构体

B.物质A的一氯代物有5种

C.物质M不能与Na、NaOH溶液反应

D.物质N所有碳原子共平面

解析:A项,物质B的分子式是C3H8O,乙醇的分子式是C2H6O,分子式不同,不是同分异构体,错误;B项,物质A的一氯代物有这5种,正确;C项,物质M含有羧基,能与Na、NaOH溶液反应,错误;D项,与两个甲基相连的碳原子是饱和碳原子,与羧基碳原子一起构成四面体的中心和三个顶点(另一个顶点是氢原子),这四个碳原子不可能共平面,错误。

答案:B

6.下图表示4-溴-1-环己醇所发生的4个不同反应。生成物只含有一种官能团的反应是 (　)

A.②③ B.①④　　C.①②④ D.①②③④

解析:根据图示中的反应条件可知,反应①是卤代烃发生消去反应的条件,所以反应①的生成物中含有两种官能团:碳碳双键和羟基;反应②是卤代烃发生水解反应的条件,生成物中只含有一种官能团,即只有羟基;反应③是醇与溴化氢发生的取代反应,所以生成物中只含有一种官能团,即碳溴键;反应④发生的是醇的消去反应,生成物中含有两种官能团:碳碳双键和碳溴键。

答案:A

7.Grignard试剂(卤代烃基镁)可广泛运用于有机合成中。Grignard试剂的合成方法是RX+MgRMgX(Grignard试剂)。生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应,再水解就能合成各种指定结构的醇:

现以2-丁烯和必要的无机化合物为原料合成 3,4-二甲基-3-己醇,进而合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J,合成路线如下:(已知H的一氯代物只有3种)

请回答下列问题。

(1)F的结构简式是　       。 

(2)C+D→E的反应类型是　       ,F→G 的反应类型是　　　　　。 

(3)写出下列反应的化学方程式(有机化合物用结构简式表示)。

A→B:　                             ; 

I→J:　                              。 

答案:(1)

 (2)加成反应　消去反应

(3)+NaOH+NaBr

++2H2O

【拓展提高】

8.(2022·广东肇庆高二期末)由苯(W)合成苯乙烯(N)的转换关系如下图。下列说法错误的是 (　)

A.1 mol N最多能与4 mol H2发生加成反应

B.M制备N的反应属于消去反应

C.可用钠单质或酸性KMnO4溶液鉴别M和N

D.苯环上有三个取代基的M的同分异构体有6种

解析:A项,N分子中含有1个苯环和1个碳碳双键,1 mol N 最多能与4 mol H2发生加成反应,正确;B项,由醇制备烯烃的反应属于消去反应,正确;C项,M(含有醇羟基)和N(含有碳碳双键)均可使酸性KMnO4溶液褪色,无法鉴别二者,错误;D项,M的同分异构体中,苯环上有三个取代基,为2个甲基和1个酚羟基,有6种结构,正确。

答案:C

9.化合物A可由环戊烷经三步反应合成:XY,则下列说法中错误的是 (　)

A.反应1可用的试剂是氯气

B.反应3可用的试剂是氧气和铜

C.反应1为取代反应,反应2为消去反应

D.A可通过加成反应合成Y

解析:由制取,环戊烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成,与氢氧化钠的水溶液在加热条件下发生取代反应生成Y,Y为,在铜作催化剂并加热条件下发生催化氧化反应生成,所以反应1的试剂和条件为Cl2/光照,反应2的化学方程式为+NaOH+NaCl,反应3可用的试剂为O2/Cu。由上述分析可知,反应1可用的试剂是氯气,故A项正确;反应3是将羟基氧化成羰基,可用的试剂是氧气和铜,故B项正确;反应1为取代反应,反应2为卤代烃的水解反应,属于取代反应,故C项错误;A为,Y为,羰基与氢气发生加成反应可实现转化,故D项正确。

答案:C

10.(2022·广东广州)异黄酮类化合物是药用植物的有效成分之一。一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下图:

下列有关化合物X、Y、Z的说法正确的是 (　)

A.X与足量H2反应后,产物分子中有3个手性碳原子

B.1 mol Y最多能与3 mol NaOH溶液反应

C.1 mol Z中含有4 mol碳氧π键

D.用NaHCO3溶液可以鉴别Y和Z

解析:A项,X与足量H2反应后的产物为,有图中*号所示4个手性碳原子,错误;B项,酯基、酚羟基能与NaOH溶液反应,酯基水解后还能生成一个酚羟基,则1 mol Y最多能与4 mol NaOH溶液反应,错误;C项,每个碳氧双键中含有一个碳氧π键,Z中含有两个碳氧双键,有2个碳氧π键,错误;D项,Z中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应,而Y中的酯基及酚羟基均不与NaHCO3溶液反应,故能用NaHCO3溶液鉴别Y和Z,正确。

答案:D

11.已知:含的物质(烯烃)一定条件下能与水发生加成反应,生成醇;有机化合物A~D间存在图示的转化关系:

下列说法中不正确的是 (　)

A.D的结构简式为CH3COOCH2CH3

B.A能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C.B与乙酸发生取代反应

D.可用B萃取碘水中的碘单质

解析:C被氧化生成乙酸,则C为CH3CHO,B在加热条件下与氧化铜发生氧化反应生成C,则B为CH3CH2OH,A与水发生加成反应生成B,则A为,乙酸与乙醇发生酯化反应生成D,D为CH3COOCH2CH3。

答案:D

12.化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:

 (1)化合物A中的含氧官能团为　　　　和　　　　。(均填官能团名称) 

(2)化合物B的结构简式为　     , 由C→D的反应类型是　　　　　。 

(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:　         。 

Ⅰ.分子中含有2个苯环

Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢原子

(4)已知:RCH2CNRCH2CH2NH2,

请写出以为原料制备化合物X

的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成流程图示例如下:

CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3

解析: (1)由化合物A的结构简式知,其含氧官能团有醚键和醛基。

(2)由结构简式可推知化合物A的分子式为C14H12O2,结合B的分子式C14H14O2可知,B是A中醛基还原为羟基的反应产物,故B的结构简式为。观察C、D的结构简式,可看出D是C中—Cl被—CN 取代的产物,故C→D的反应类型为取代反应。

(3)E的同分异构体中含有2个苯环,这一结构特点与E相同;由于E的分子中碳原子数较多,要求其同分异构体中含有3种不同化学环境的氢,则结构必须高度对称。据此,满足条件的为或

。

(4)可用逆推法分析。根据信息“RCH2CN RCH2CH2NH2”可逆推:,结合题干信息可进一步逆推:。因此,以为原料制备X的合成路线流程图为:。另一合成路线流程图为。

答案: (1)醚键　醛基

(2)　取代反应

(3)

(或)

(4) : (或)

【挑战创新】

13.(2022·广东东莞)普罗帕酮为广谱高效膜抑制性抗心律失常药。化合物H是合成普罗帕酮的前驱体,其合成路线如图所示:

已知:CH3COCH3+CH3CHO

完成下列问题。

(1)H的分子式为　　　　;化合物E中含有的官能团名称是　　　　。 

(2)G生成H的反应类型是　      。 

(3)F的结构简式为　       。 

(4)B与银氨溶液反应的化学方程式为　　　　 　　　　　　　　　　。 

(5)芳香族化合物M与E互为同分异构体,M中除苯环外,不含其他环状结构,且 1 mol M 能与 2 mol NaOH溶液反应,则M的结构共有　　　种,其中能发生银镜反应且核磁共振氢谱上显示4组峰的M的结构简式为　         。 

(6)参照上述合成路线,以2-丙醇和苯甲醛为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。

解析:由A的分子式为C2H6O,且能在Cu作催化剂时被O2氧化,则A的结构简式为CH3CH2OH,B的结构简式为CH3CHO,B被银氨溶液氧化,酸化后得到C为CH3COOH,由题目中已知信息可得,E与反应生成F为,F与H2发生加成反应生成G,G的结构简式为,由G与C3H5ClO反应生成H可知,反应产物还有H2O分子,故该反应为取代反应。

(1)由流程图中H的结构简式可知,其分子式为C18H18O3,由E的结构简式可知,E中所含有的官能团有 (酚)羟基、羰基。

(2)由分析可知,G生成H的反应类型是取代反应。

(3)由分析可知,F的结构简式为。

(4)由分析可知,B的结构简式为CH3CHO ,与银氨溶液反应的化学方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。

(5)芳香族化合物M与E互为同分异构体,M中除苯环外,不含其他环状结构,且1 mol M能与2 mol NaOH溶液反应,则M中苯环上的取代基可能是2个酚羟基和1个乙烯基,由苯环上的邻、间、对位结构的不同,一共有6种;M还有可能是甲酸苯酚酯,苯环上另有一个甲基的结构,这样的结构有3种;M还有可能是乙酸苯酚酯,有1种;所以符合条件的M一共有10种;其中能发生银镜反应且核磁共振氢谱上显示4组峰的M的结构简式为。

(6)以2-丙醇和苯甲醛为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线为CH3CH(OH)CH3CH3COCH3。

答案: (1)C18H18O3　羟基、羰基

(2)取代反应

(3)

(4)CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O

(5)10　

(6)CH3CH(OH)CH3CH3COCH3