高中化学课时跟踪检测十三有机合成路线的设计有机合成的应用鲁科版选修5 10页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 课时跟踪检测（十三） 有机合成路线的设计 有机合成的应用 1．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是 反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为 100%。在用 CH3CCH 合成 CH2===C(CH3)COOCH3 的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的其他反应物有( ) A．CO 和 CH3OH B．CO2 和 H2O C．H2 和 CO2 D．CH3OH 和 H2 解析：选 A 题述合成反应中，每分子反应时增加了 2 个 C、2 个 O、4 个 H，故 A 项符 合要求。 2．用乙醇作原料，下列物质不能一步制得的是( ) A．CH3CH2Cl B．CH2===CH2 C．CH2BrCH2Br D．CH3COOCH2CH3 解析：选 C A 项，CH3CH2OH＋HCl――→△ CH3CH2Cl＋H2O；B 项，CH3CH2OH――――→浓 H2SO4 170 ℃ CH2===CH2↑ ＋ H2O ； C 项 ， CH3CH2OH ――→消去 CH2===CH2 ――→Br2 加成 CH2Br—CH2Br ； D 项 ， CH3COOH ＋ HOC2H5―――→浓 H2SO4 △ CH3COOC2H5＋H2O。 3．有下述有机反应类型：①消去反应；②水解反应；③加聚反应；④加成反应；⑤还 原反应；⑥氧化反应。已知 CH2Cl—CH2Cl＋2NaOH――→水 △ CH2OH—CH2OH＋2NaCl，以丙醛为原料 制取 1,2 丙二醇，所需进行的反应类型依次是( ) A．⑥④②① B．⑤①④② C．①③②⑤ D．⑤②④① 解析：选 B 用逆推法分析 ，然后从原料到产品依次发生还 原反应(或加成反应)、消去反应、加成反应、水解反应。 4．由 CH3CH2CH2OH 制备 ，所发生的化学反应至少有①取 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 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．①④ B．②③ C．②③⑤ D．②④ 解析：选 B 制备过程为 CH3CH2CH2OH――→消去 5．下图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑦的说法不正确的是( ) A．反应①是加成反应 B．只有反应②是加聚反应 C．只有反应⑦是取代反应 D．反应④⑤⑥是取代反应 解析：选 C 乙酸乙酯的水解及乙醇与乙酸发生酯化反应均为取代反应。 6．在有机合成中，常需要将官能团消除或增加，下列变化过程中的反应类型及相关产 物不合理的是( ) ①乙烯→乙二醇： CH2===CH2――→加成 CH2Br―→CH2Br――→取代 HOCH2—CH2OH ②溴乙烷→乙醇： CH3CH2Br――→消去 CH2===CH2――→加成 CH3CH2OH ③1溴丁烷→1,3丁二烯： CH3CH2CH2CH2Br――→消去 CH3CH2CH===CH2――→加成 CH3CH2CHBr—CH2Br――→消去 CH2===CH—CH===CH2 ④乙烯→乙炔： CH2===CH2――→加成 CH2Br—CH2Br――→消去 CH≡CH A．①② B．②③ C．②④ D．①④ 解析：选 B ②项由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理； ③项合成过程中 CH3CH2CHBr—CH2Br 发生消去反应所得产物为 CH3CH2C≡CH(CH3CH===C===CH2 不稳定)，合成路线及相关产物不合理。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 7．由环己醇制取己二酸己二酯，最简单的流程顺序正确的是( ) 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 解析：选 B 由环己醇制取己二酸己二酯，需要制得己二醇和己二酸，因此环己醇需要 开环，即先要在环上引入双键，可利用醇的消去反应，再氧化双键开环。 8．分析下列合成路线： 则 B 物质应为下列物质中的( ) 解析：选 D 结合产物特点分析：A 为 1,4加成产物 CH2BrCHCHCH2Br，经过三步反应生 成 ，—COOH 由—CH2OH 氧化而来，为防止双键被 氧化，需保护双键，先加成再氧化，因此 B 为 HO—CH2—CH===CH—CH2OH，C 为 ，最后消去 HCl 得到碳碳双键。 9．乙酸苯甲酯可提高花或果的芳香气味，常用于化妆品工业和食品工业。下图是乙酸 苯甲酯的一种合成路线(部分反应物、产物和反应条件略去)。 请回答： (1)运用逆合成分析法推断，C 的结构简式为________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 (2) 的化学方程式为_________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 (3)与 互为同分异构体的芳香化合物有________种，其中一种同分异构 体 的 核 磁 共 振 氢 谱 有 三 种 类 型 氢 原 子 的 吸 收 峰 ， 该 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式 为 ______________。 解析：D 和 发生酯化反应生成 ，则 D 为 CH3COOH，由 A―→B――→[O] C――→[O] D(CH3COOH)，逆推知 C 为醛，B 为乙醇，与 互 为 同 分 异 构 体 的 芳 香 化 合 物 的 结 构 有 ，其中核磁共振氢谱上有 3 种类型氢原子的是 。 答案：(1)CH3CHO 10．工业上以丙酮为原料制取有机玻璃的合成路线如图所示。 (1)写出 A、B 的结构简式 A____________________，B____________________。 (2)写出 B→C、C→D 的化学方程式： B→C_____________________________________________________________________； C→D_____________________________________________________________________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 1．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( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 解析：选 A 因为有机物甲既可被氧化，又可水解，所以 B、D 选项不正确，C 选项中 水解后只含一个羟基，只能与一个羧基发生酯化反应，无法形成含碳原 子数为 6 的物质。 2．甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过 100 万吨的高分子单体，旧法合成的反应是 (CH3)2C===O＋HCN―→(CH3)2C(OH)CN，(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4―→CH2===C(CH3)COOCH3＋ NH4HSO4。20 世纪 90 年代新法合成的反应是 CH3CCH＋CO＋CH3OH――→Pb CH2===C(CH3)COOCH3，与 旧法比较，新法的优点是( ) A．原料无爆炸危险 B．原料都是无毒物质 C．没有副产物，原料利用率高 D．条件较简单 解析：选 C 新法有 CO 参与，CO 有毒且可燃，有爆炸危险，所以 A、B 两项错误；新法 需要催化剂而旧法不用，所以 D 项错误；比较两种合成方法，新法的优点是没有副产物，原 料利用率高，所以 C 项正确。 3．下列有机合成路线设计经济效益最好的是( ) A．CH2===CH2―→CH3CH2Cl B．CH3CH3―→CH3CH2Cl C．CH3CH2OH―→CH3CH2Cl D．CH2ClCH2Cl―→CH3CH2Cl 解析：选 A A 项利用 CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl，反应产物单一，反应程度较为完全， 原子利用率高，是理想的合成路线；B 项利用 CH3CH3 与 Cl2 发生取代反应生成 CH3CH2Cl，反应 副产物多，难以分离，原子利用率也低；C 项利用 CH3CH2OH 与 HCl 发生取代反应生成 CH3CH2Cl， 反应难以进行到底，原子利用率低；D 项应经过 CH2ClCH2Cl―→CH2===CHCl―→CH3CH2Cl，反 应难以控制，转化率低，故不是理想合成路线。 4．已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃： R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX 现有碘乙烷和碘丙烷的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是( ) A．戊烷 B．丁烷 C．2甲基己烷 D．己烷 解析：选 C 两分子碘乙烷之间可反应生成丁烷，两分子碘丙烷之间可反应生成己烷， 一分子碘乙烷和一分子碘丙烷反应可生成戊烷，不可能生成的是 2甲基己烷。 5．化合物 A( )可由环戊烷经三步反应合成： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 ――→反应 1X――→反应 2Y――→反应 3 则下列说法错误的是( ) A．反应 1 可用试剂是氯气 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：选 C 实现此过程，反应 1 为与卤素单质取代，反应 2 为卤代环戊烷与 NaOH 的 水溶液取代生成醇，反应 3 为醇的催化氧化；故 A、B 正确，C 错误；酮可催化加氢变成相 应的醇，故 D 正确。 6．某研究小组利用“钯催化交叉偶联反应”合成了有机物丙，合成路线如下： 下列分析判断正确的是( ) A．分离提纯有机物丙宜在 NaOH 热溶液中进行 B．利用 NaOH 溶液、AgNO3 溶液即可确定有机物甲中含有溴元素 C．可用酸性 KMnO4 溶液检验有机物丙中是否含有机物乙 D．PbCl2 的作用是提高反应物的活性，加快反应速率 解析：选 D 丙分子中含有酯结构，在碱性条件下能水解，A 错；有机物甲在 NaOH 溶液 中能水解，但在检验水解生成的溴离子时，应先用硝酸将混合液中和，再加入硝酸银溶液， B 错；丙分子中含有碳碳双键，能被高锰酸钾氧化，C 错；PbCl2 在该反应中作催化剂，D 正 确。 7．药用有机化合物 A(C8H8O2)为一种无色液体。从 A 出发可发生如图所示的一系列反应： 具有香味的液体 则下列说法正确的是( ) A．根据 D 和浓溴水反应生成白色沉淀可推知 D 为三溴苯酚 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 B．G 的同分异构体中属于酯且能发生银镜反应的只有一种 C．上述各物质中能发生水解反应的有 A、B、D、G D．A 的结构简式为 解析：选 D 从反应条件和现象易推知 D 为苯酚，F 为三溴苯酚，故 A 项错误；G 的同 分异构体中属于酯且能发生银镜反应的有：HCOOCH2CH2CH3 和 HCOOCH(CH3)2 两种，故 B 项错误； D 是苯酚，不能发生水解反应，故 C 项错误；综合推知 A 的结构简式为 ， 故 D 项正确。 8．肉桂醛( )在自然界中存在于桂油中，是一种常用的植物调 味油。工业上主要以 CH2===CH2 和甲苯为主要原料进行合成： 请回答： (1)E 中含氧官能团的名称是________。 (2)反应①～④中属于加成反应的是________。 (3)反应②的化学方程式是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用流程图表示出 制备 的方案，例如： 解析：(1)由框图可知 A 是乙醇，B 是乙醛；在碱性条件下两个醛分子间可以发生反应， 生成羟基醛，故 E 中的含氧官能团有羟基和醛基； (2)从给出的反应原理来看，两个醛分子间的反应实质是加成反应，同时乙烯和水的反 应也是加成反应； (4)在设计流程时一定要标明反应的条件。 答案：(1)羟基、醛基 (2)①③ (3)2CH3CH2OH＋O2――→Cu △ 2CH3CHO＋2H2O 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 9．H 是一种香料，可用下图的设计方案合成。 已知：①在一定条件下，有机物有下列转化关系： ②烃 A 和等物质的量的 HCl 在不同的条件下发生加成反应，既可以生成只含有一个甲基 的 B，也可以生成含有两个甲基的 F。 (1)D 的结构简式为__________________________。 (2)烃 A→B 的化学反应方程式是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)F→G 的化学反应类型为________。 (4)E＋G→H 的化学反应方程式______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)H 有 多 种 同 分 异 构 体 ， 其 中 含 有 一 个 羧 基 ， 且 其 一 氯 代 物 有 两 种 的 是 ________________。(用结构简式表示) 解析：由图示的转化关系和题中信息可知 A 应为 CH3CH===CH2，由 C→D→E 可知 C 应为 CH3CH2CH2OH，则 B 为 CH3CH2CH2Cl，F 为 ，则 D、E、G 的结构简式可分别推出。 (1)D 应为丙醛 CH3CH2CHO。 (2)A→B 的反应是在 H2O2 条件下发生加成反应。 (3)F→G 的反应是卤代烃的水解反应，属于取代反应。 (4)E 为丙酸，G 为 2丙醇，生成 H 的反应为酯化反应。 (5)H 属于酯类，与 6 个碳原子的饱和一元羧酸为同分异构体，因烃基上的氢原子只有 两 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 种不同的化学环境，故其结构简式为 答案：(1)CH3CH2CHO (2)CH3CH===CH2＋HCl――→H2O2 CH3CH2CH2Cl (3)取代反应(或水解反应) (4)CH3CH2COOH＋CH3CH(OH)CH3 浓硫酸 △ CH3CH2COOCH(CH3)2＋H2O