化学选择性必修3第三单元 有机合成设计精品同步训练题

第三单元 有机合成设计

第1课时 有机合成设计

1．熟悉常见官能团的结构和特征反应，说明有机物中基团之间的相互影响；

2．认识有机物之间的相互转化关系；

3．了解设计有机合成路线的一般方法。

知识点01  有机物基团间的相互影响

1．苯环与侧链的相互影响

(1)苯环与甲基的相互影响

①甲基对苯环的影响：甲基使苯环上侧链邻、对位上的H原子变得________。

②苯环对甲基的影响：苯环使甲基性质活泼而被________。

(2)苯环与羟基的相互影响

①苯酚中苯基对羟基的影响

在苯酚分子中，苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子，促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易________。

②苯酚中羟基对苯基的影响(苯和苯酚溴代反应的比较)

2．基团之间的相互影响

(1)有机化合物分子中基团之间是相互________和相互________的。基团之间的相互作用会影响物质的________，以及有机反应的________。

(2)有机反应所用的溶剂及其他反应条件会影响反应的________和反应________。

知识点02  重要有机物之间的相互转化

知识点03  有机合成的一般过程

1．有机合成定义

有机合成就是利用________、________的原料，通过一系列有机化学反应生成具有________结构和________的有机化合物的过程。

2．有机合成的任务和过程

(1)有机合成的任务包括目标化合物分子________的构建和________的转化。

(2)基本过程为利用简单的试剂作为________材料，通过有机反应连上一个________或一段________，得到一个中间产物；在此基础上利用中间体上的________，进行第二步反应，以此类推，经过多步反应，合成目标化合物。

3．逆合成分析法

(1)逆合成分析法是将目标化合物________一步，寻找________反应的中间原料，即前体，依次倒推，最后确定最适宜的_____________和最终的合成路线。

(2)基本思路：将目标分子中的________切断或转换________，推出拟合成目标分子的前体，再根据前体推出最初的原料。即：

目标化合物→前体1→前体2→……→起始原料

(3)逆合成分析法基本思路示例

例如：由乙烯合成草酸二乙酯，其思维过程可概括如下：

具体路线：

写出合成步骤中相应化学方程式：

①________________________________________________________

②________________________________________________________

③________________________________________________________

④________________________________________________________

⑤________________________________________________________

4．合成路线选择的基本原则

(1)合成路线的各步反应的条件必须比较________，且具有较高的________。

(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低________、低________、________和________的。

【即学即练1】有机物分子中的原子(团)之间会相互影响，导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是              (　　)

A．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．乙烯能与溴水发生加成反应，而乙烷不能与溴水发生加成反应

C．苯酚可以与NaOH反应，而乙醇不能与NaOH反应

D．苯酚与溴水可直接反应，而苯与液溴反应需要FeBr3作催化剂

【即学即练2】石油化工产品X的转化关系如图所示，下列判断错误的是 (　　)

A．X→Y是加成反应

B．乙酸→W是酯化反应，也是取代反应

C．Y能与钠反应产生氢气

D．W能与NaOH溶液反应，但不能与稀硫酸反应

【即学即练3】官能团的转化在有机合成中极为常见，能够在碳链上引入羟基的反应是 (　　)

①取代反应　②加成反应　③消去反应　④水解反应

⑤还原反应　⑥氧化反应　⑦酯化反应　⑧硝化反应

A．①②⑥⑦　　　 B．①②④⑤   C．③⑥⑦⑧   D．②③⑤⑥

【即学即练4】以环己醇为原料有如下合成路线：

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

【即学即练5】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E的流程如下：

(1)请在方框内填入合适的化合物的结构简式。

(2)写出A水解的化学方程式：_________________________________________。 

(3)从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的任务是______________。 

考法01  有机合成中的碳链变化和官能团衍变

1．有机合成中常见的碳链变化

2．常见官能团引入或转化的方法

3．有机物分子中官能团的消除

(1)消除不饱和双键或三键，可通过加成反应。

(2)经过酯化、氧化、与氢卤酸取代、消去等反应，都可以消除—OH。

(3)通过加成、氧化反应可消除—CHO。

(4)通过水解反应可消除酯基。

【典例1】由环己醇制取环己二酸己二酯，最简单的流程途径顺序正确的是(　　)

已知：RCH=CHR'RCHO+RCHO

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．③②⑤⑥　　　 B．⑤③④⑥   C．⑤②③⑥　　  D．⑤③④⑦

考法02  常见的有机物转化路线

1．烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系

2．一元合成路线

3．二元合成路线

4．芳香化合物合成路线

(1)

(2)

【典例2】写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应的方程式。

考法03  有机物分子结构推断的方法

1．根据有机物的性质推断官能团或物质类别

有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质，这些都是有机物分子结构推断的突破口。

(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“—C≡C—”、“—CHO”和酚类物质(产生白色沉淀)。

(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有“”、“—C≡C—”、“—CHO”或酚类、苯的同系物等。

(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成红色沉淀的物质一定含有—CHO。

(4)能与钠反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等。

(5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊溶液变红的有机物中含有—COOH。

(6)能水解的有机物中可能含有酯基或是卤代烃。

(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。

2．根据性质和有关数据推知官能团的数目

(1)—CHO

(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2

(3)2—COOHCO2，—COOHCO2

(4)，

(5)

如某醇与足量CH3COOH发生酯化反应后所得产物的相对分子质量比醇多84，则说明该醇为二元醇。

3．根据某些产物推知官能团的位置

(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，—OH一定在链端(即含—CH2OH)；由醇氧化成酮，—OH一定在链中(即含)；若该醇不能被催化氧化，则与—OH相连的碳原子上无氢原子。

(2)由消去反应的产物可基本确定“—OH”或“—X”的位置。

(3)由取代反应的产物的种数可确定碳链结构。

(4)由加氢后碳架结构确定或—C≡C—的位置。

4．根据反应中的特殊条件推断反应的类型

(1)NaOH水溶液，加热——卤代烃，酯类的水解反应。

(2)NaOH醇溶液，加热——卤代烃的消去反应。

(3)浓H2SO4，加热——醇消去、酯化、苯环的硝化等。

(4)溴水或溴的CCl4溶液——烯烃、炔烃的加成反应，浓溴水——酚类的取代反应。

(5)O2/Cu——醇的氧化反应。

(6)新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液——醛氧化成羧酸。

(7)稀H2SO4——酯的水解、淀粉的水解等。

(8)H2、催化剂——烯烃(炔烃)的加成反应，芳香烃的加成反应，醛的加成反应等。

【典例3】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其生产过程如下：

回答：

(1)有机物A的结构简式为_____________。 

(2)反应⑤的化学方程式(要注明反应条件)：_____________________________________。 

(3)反应②的反应类型是________，反应④的反应类型属于________。 

A．取代反应   B．加成反应   C．氧化反应   D．酯化反应

(4)反应③的化学方程式(不用写反应条件，但要配平)： ___________________________________。 

(5)在合成线路中，设计第③和⑥这两步反应的目的是___________________________________。 

题组A  基础过关练

1．有机合成的关键是构建官能团和碳骨架，下列反应不能引入—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

2．高聚物()可由下列有机物经过氧化、酯化、加聚三种反应制得的是(　　)

A．CH3CH2CH2OH   B．ClCH2CH(Cl)CH2OH

C．H2C==CHCH2OH  D．CH3CH(OH)CH2OH

3．根据下列合成路线判断反应类型正确的是 (　　)

A．A→B的反应属于加成反应

B．B→C的反应属于酯化反应

C．C→D的反应属于消去反应

D．D→E的反应属于加成反应

4．由苯酚制取时，最简便的流程需要下列哪些反应，其正确的顺序是(　　)

①取代；②加成；③氧化；④消去；⑤还原

A．①⑤④①   B．②④②①  C．⑤③②①④  D．①⑤④②

5．重氮甲烷(CH2N2)能与酸性物质反应：R—COOH+CH2N2—→R—COOCH3+N2。下列物质中能与重氮甲烷反应但产物不是酯的是(　　)

A．H—CHO  B．C6H5OH  C．C6H5CH2OH  D．C6H5COOH

6．是一种有机烯醚，可以用烃A通过下列路线制得：

ABC

则下列说法不正确的是 (　　)

A．的分子式为C4H6O

B．A的结构简式是CH2=CHCH=CH2

C．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色

D．①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去

7．某物质转化关系如图所示，有关说法不正确的是 (　　)

A．化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键

B．由A生成E发生还原反应

C．F的结构简式可表示为

D．由B生成D发生加成反应

8．实验室合成乙酰苯胺的路线如下(反应条件略去)：

下列说法错误的是(　　)

A．反应①完成后，碱洗和水洗可除去混合酸

B．若反应②中加入过量酸，则苯胺产率降低

C．乙酰苯胺在强酸或强碱条件下长时间加热可发生水解反应

D．上述合成路线中的反应均为取代反应

9．由环己烷可制备1，4-环己醇的二乙酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)。

(1)属于取代反应的是　　　　(填序号，下同)，属于加成反应的是　　　　。 

(2)写出下列物质的结构简式：

A　　        　　，B　　       　　，C　　　        　，D　　　       　。 

(1)①⑥⑦　③⑤⑧

10．已知：①乙烯在催化剂和加热条件下能被氧气氧化为乙醛，这是乙醛的一种重要的工业制法；②两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成一种羟基醛，产物不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛：

(1)若两种不同的醛，例如乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成的羟基醛有________。 

A．1种　　　B．2种　　　C．3种　　　D．4种

(2)设计一个以乙烯为原料合成1-丁醇的合理步骤，写出各步反应的化学方程式并注明反应类型。

题组B  能力提升练

1．苯在催化剂存在下与液溴反应，而苯酚与溴水反应不用加热也不需催化剂，原因是(　　)

A．苯环与羟基相互影响，使苯环上氢原子活泼

B．苯环与羟基相互影响，使羟基上氢原子变活泼

C．羟基影响了苯环，使苯环上的氢原子变活泼

D．苯环影响羟基，使羟基上的氢原子变活泼

2．在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是(　　)

A．乙烯→乙二醇：

B．溴乙烷→乙醇：

C．1-溴丁烷→1-丁炔：

D．乙烯→乙炔：

3．已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH=CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH，发生反应的类型依次是              (　　)

A．水解、加成、氧化　　　 B．加成、水解、氧化

C．水解、氧化、加成   D．加成、氧化、水解

4．下列是以乙烯为原料合成丙酸(CH3CH2COOH)的途径，不可能达到目的的是(　　)

A．乙烯乙醛化合物X丙酸

B．乙烯溴乙烷化合物Y丙酸

C．乙烯化合物Z丙酸

D．乙烯丙醛丙酸

5．华法林(Warfarin)又名杀鼠灵，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：

(1)A的名称为_____________，E中官能团名称为____________。 

(2)B的结构简式为_____________。 

(3)由C生成D的化学方程式为___________________________________________。 

(4)⑤的反应类型为_____________，⑧的反应类型为____________。 

(5)F的同分异构体中，同时符合下列条件的同分异构体共有________种。 

a．能与FeCl3溶液发生显色反应

b．含有—CHO

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

题组C  培优拔尖练

1．1，4-二氧六环是一种常见的溶剂，它可以通过下列合成路线制得：

其中的化合物C可能是(　　)

A．乙烯   B．乙醇   C．乙二醇  D．乙醚

2．某有机物甲经氧化后得乙(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．　  B．

C．   D．HOCH2CH2OH

3．VCB是锂离子电池的一种添加剂，以环氧乙烷(EO)为原料制备VCB的一种合成路线如下，下列说法错误的是(　　)

A．反应①的原子利用率为100%

B．反应②的条件可以改用铁粉

C．EO、EC的一氯代物种数相同

D．ClEC分子中所有原子不可能处于同一平面

4．已知：①环己烯可以通过1，3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：

（也可以表示为）

②实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：

现仅以1，3-丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：

请按要求填空：

(1)A的结构简式为____________； B的结构简式为_______________。 

(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。

反应④： ____________________________________________， 反应类型为_______________； 

反应⑤： ____________________________________________， 反应类型为_______________。 

5．“清肺排毒汤”对新冠肺炎病毒感染具有良好的效果，其中一味中药黄芩的一种活性中间体的结构简式为，现在可人工合成，路线如图所示：

(1)A生成B的反应条件是______________， B生成C的反应条件为_______________。 

(2)合成过程中，属于取代反应的是____________。 

(3)F的结构简式为________________。 

(4)D在一定条件下能生成高分子化合物，请写出该反应的化学方程式：

_________________________________________________。 

同时符合下列三个条件的D的同分异构体共有　　　　种。 

a．能发生银镜反应

b．苯环上有3个取代基

c．与FeCl3溶液发生显色反应

(5)依据以上合成信息，写出以乙烯和氯苯为原料合成的路线，无机试剂自选。