2024高考一輪復(fù)習(xí) 第九章 有機化學(xué)基礎(chǔ) 第六節(jié)　有機合成（122張PPT）

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第六節(jié)有機合成

1.能基于官能團、價鍵類型、特點及反應(yīng)規(guī)律分析和推斷含有典型官能團的有機化合物的化學(xué)性質(zhì)，能根據(jù)有關(guān)信息書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。

2.能綜合應(yīng)用有關(guān)知識完成有機化合物推斷、官能團檢驗、有機合成路線設(shè)計等任務(wù)。

3.能參與環(huán)境保護等與有機化合物性質(zhì)應(yīng)用相關(guān)的社會性議題的討論，并做出有科學(xué)依據(jù)的判斷、評價和決策。

目錄

CONTENTS

1.夯實·必備知識

2.突破·關(guān)鍵能力

3.形成·學(xué)科素養(yǎng)

4.體現(xiàn)·核心價值

5.評價·核心素養(yǎng)

01

夯實·必備知識

考點一有機合成的主要任務(wù)

1.有機合成中碳骨架的構(gòu)建

（1）碳鏈增長的反應(yīng)：加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng)等。

（2）碳鏈減短的反應(yīng)：烷烴的裂化反應(yīng)；酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng)等。

（3）常見由鏈成環(huán)的方法

①二元醇成環(huán)，如HOCH2CH2OH＋H2O。

③氨基酸成環(huán)，如H2NCH2CH2COOH＋H2O。

④二元羧酸成環(huán)，如HOOCCH2CH2COOH＋H2O。

⑤利用題目所給信息成環(huán)，如常給信息二烯烴與單烯烴的聚合成環(huán)：＋

。

②羥基酸酯化成環(huán)，如

2.有機合成中官能團的轉(zhuǎn)化

（1）官能團的引入

官能團引入方法

碳鹵鍵①烴、酚的取代；②不飽和烴與HX、X2的加成；

③醇與氫鹵酸（HX）的取代

羥基①烯烴與水加成；②醛、酮與氫氣加成；

③鹵代烴在堿性條件下的水解；④酯的水解；

⑤葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乙醇

碳碳雙鍵①某些醇或鹵代烴的消去；②炔烴的不完全加成；

③烷烴的裂化

官能團引入方法

碳氧雙鍵①醇的催化氧化；

②連在同一個碳上的兩個羥基脫水；

③低聚糖和多糖水解可引入醛基；④含碳碳三鍵的物質(zhì)與水加成

羧基①醛基氧化；②酯、多肽、蛋白質(zhì)、羧酸鹽的水解

苯環(huán)上引入不同的官能團①鹵代：X2和Fe（或X2和FeX3）；

②硝化：濃硝酸和濃硫酸共熱；

③烴基氧化；

④先鹵代后水解

（2）官能團的消除

①通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵（雙鍵、三鍵、苯環(huán)）。

②通過消去、氧化、酯化反應(yīng)消除羥基。

③通過加成或氧化反應(yīng)消除醛基。

④通過水解反應(yīng)消除酯基、酰胺基、碳鹵鍵。

（3）官能團的改變

①利用官能團的衍生關(guān)系進行衍變，如

R—CH2OHR—CHOR—COOH。

②通過某種化學(xué)途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€，如

CH3CH2OHCH2CH2

ClCH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH。

③通過某種手段改變官能團的位置，如

。

（4）官能團的保護

如：

①酚羥基的保護：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH變?yōu)椤狾Na將其保護起來，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H。

②碳碳雙鍵的保護：碳碳雙鍵容易被氧化，在氧化其他基團前，可以利用其與HCl的加成反應(yīng)將其保護起來，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。

③氨基（—NH2）的保護：如在對硝基甲苯→對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2，防止當(dāng)KMnO4氧化—CH3時，—NH2（具有還原性）也被氧化。

1.正誤判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。

（1）消去反應(yīng)可以引入雙鍵，加成反應(yīng)也可以引入雙鍵。（）

答案：√

（2）一定條件下，可以通過取代反應(yīng)由溴乙烷制備乙醇。（）

答案：√

（3）丙烯中既可以引入碳鹵鍵也可以引入羥基。（）

答案：√

（4）加聚反應(yīng)可以使有機物碳鏈增長，取代反應(yīng)不能。（）

答案：×

（5）制取氯乙烷時，可以用乙烷和氯氣在光照時反應(yīng)，也可以利用乙烯和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)。（）

答案：×

2.在有機合成中，常會將官能團消除或增加，下列相關(guān)過程中反應(yīng)類型及相關(guān)產(chǎn)物不合理的是（）

A.乙烯→乙二醇：CH2CH2

B.溴乙烷→乙醇：CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2OH

C.1－溴丁烷→1－丁炔：CH3（CH2）2CH2Br

CH3CH2CHCH2CH3CH2C≡CH

D.乙烯→乙炔：CH2CH2CH≡CH

解析：BB項，由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在堿性條件下水解即可，路線不合理，且由溴乙烷→乙烯為消去反應(yīng)。

3.以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路線如圖，則下列說法正確的是（）

A.A的結(jié)構(gòu)簡式是

B.①②的反應(yīng)類型分別是取代反應(yīng)、消去反應(yīng)

D.酸性KMnO4溶液褪色可證明已完全轉(zhuǎn)化為

C.反應(yīng)②③的條件分別是濃硫酸加熱、光照

解析：B以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路線為

。

A項，由上述分析可知，A為氯代環(huán)戊烷；B項，反應(yīng)①為光照條件下的取代反應(yīng)，反應(yīng)②為在氫氧化鈉醇溶液中加熱條件下的消去反應(yīng)；C項，反應(yīng)②的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件為氫氧化鈉醇溶液、加熱，反應(yīng)③的條件為常溫；D項，B為環(huán)戊烯，含碳碳雙鍵，環(huán)戊二烯也含碳碳雙鍵，二者均能使KMnO4溶液褪色，則酸性KMnO4溶液褪色，不能證明環(huán)戊烷已完全轉(zhuǎn)化成環(huán)戊二烯。

4.4－溴甲基－1－環(huán)己烯的一種合成路線如下：

WX

YZ

下列說法正確的是（）

A.化合物W、X、Y、Z中均有一個手性碳原子

B.①、②、③的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)、還原反應(yīng)和取代反應(yīng)

C.由化合物Z一步制備化合物Y的轉(zhuǎn)化條件是NaOH醇溶液，加熱

D.化合物Y先經(jīng)酸性高錳酸鉀溶液氧化，再與乙醇在濃硫酸催化下酯化可制得化合物X

解析：BA項，X、Y、Z連接支鏈的碳原子連接4個不同的原子或原子團，為手性碳原子，W中沒有手性碳原子，錯誤；B項，由官能團的轉(zhuǎn)化可知1，3－丁二烯與丙烯酸乙酯發(fā)生加成反應(yīng)生成X，X發(fā)生還原反應(yīng)生成Y，Y發(fā)生取代反應(yīng)生成Z，正確；C項，由化合物Z一步制備化合物Y，應(yīng)發(fā)生水解反應(yīng)，應(yīng)在氫氧化鈉的水溶液中進行，錯誤；D項，Y含有碳碳雙鍵，可被酸性高錳酸鉀溶液氧化，錯誤。

考點二有機合成路線的設(shè)計與實施

1.逆合成分析法分析合成路線

（1）基本思路

逆推法示意圖：

在逆推過程中，需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕朔肿拥闹虚g有機化合物，直至選出合適的起始原料。當(dāng)?shù)玫綆讞l不同的合成路線時，就需要通過優(yōu)選確定最佳合成路線。

（2）一般程序

2.有機合成路線的設(shè)計與選擇

（1）合成步驟較少，副反應(yīng)少，反應(yīng)產(chǎn)率高。

（2）原料、溶劑和催化劑盡可能價廉易得、低毒。

（3）反應(yīng)條件溫和，操作簡便，產(chǎn)物易于分離提純。

（4）污染排放少等。

1.乙酸是醋的主要成分，而醋幾乎貫穿了整個人類文明史。

（1）工業(yè)上大量使用的乙酸是通過石油化學(xué)工業(yè)人工合成的。請以乙烯為原料設(shè)計路線合成乙酸。

答案：合成路線如下：

CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。

（2）目前出現(xiàn)了乙烯直接氧化得到乙酸的方法：由乙烯在催化劑（如氯化鈀PdCl）存在的條件下，與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成。假定有機合成路線中每一步反應(yīng)的產(chǎn)率為70%，試比較上述兩種合成路線的總產(chǎn)率。哪種合成路線最優(yōu)？

答案：（1）中合成路線的產(chǎn)率為70%×70%×70%＝34.3%，小于（2）中合成路線的70%，故（2）中合成路線最優(yōu)。

2.請設(shè)計以CH2CHCH3為主要原料（無機試劑任選）制備CH3CH（OH）COOH的合成路線流程圖（須注明反應(yīng)條件）。

答案：CH2CHCH3

。

3.苯乙酸乙酯是一種常見的合成香料。請設(shè)計合理方案，以苯甲醛和乙醇為主要原料（無機試劑任選），合成苯乙酸乙酯（）。

已知：①R—Br＋NaCNR—CN＋NaBr；

②R—CNR—COOH。

答案：

4.請設(shè)計合理方案用合成（無機試劑任選，用反應(yīng)流程圖表示，并注明反應(yīng)條件）。

已知：R—CHCH2R—CH2—CH2—Br。

答案：

。

02

突破·關(guān)鍵能力

有機合成與推斷

1.用N－雜環(huán)卡賓堿（NHCbase）作為催化劑，可合成多環(huán)化合物。右面是一種多環(huán)化合物H的合成路線（無需考慮部分中間體的立體化學(xué)）。

回答下列問題：

（1）A的化學(xué)名稱為。

解析：結(jié)合A→B的反應(yīng)條件、A的分子式及B的結(jié)構(gòu)簡式可知，A的結(jié)構(gòu)簡式為，其化學(xué)名稱為苯甲醇。

（2）反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng)，已知第一步反應(yīng)類型為加成反應(yīng)，第二步的反應(yīng)類型為。

解析：反應(yīng)②為苯甲醛與乙醛發(fā)生的羥醛縮合反應(yīng)，該反應(yīng)分兩步進行，第一步通過加成反應(yīng)生成，第二步發(fā)生消去反應(yīng)得到

。

答案：苯甲醇

答案：消去反應(yīng)

（3）寫出C與Br2/CCl4反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

解析：由C的結(jié)構(gòu)簡式可知，C分子中存在碳碳雙鍵，其與Br2/CCl4發(fā)生加成反應(yīng)生成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為。

（4）E的結(jié)構(gòu)簡式為。

解析：結(jié)合B、F的結(jié)構(gòu)簡式及E的分子式可知，E的結(jié)構(gòu)簡式為，苯甲醛先與E在強堿作用下反應(yīng)得到，接著被還原為。

答案：

答案：

（6）化合物X是C的同分異構(gòu)體，可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可以得到對苯二甲酸，寫出X的結(jié)構(gòu)簡式。

解析：X是C的同分異構(gòu)體，可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明X中含有醛基。結(jié)合苯甲醛、苯乙烯遇到酸性高錳酸鉀均會轉(zhuǎn)化為苯甲酸，化合物X與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可得到對苯二甲酸，可知化合物X為芳香化合物，且有兩個取代基，并處于對位，故滿足條件的X的結(jié)構(gòu)簡式為。

（5）H中含氧官能團的名稱是。

解析：由H的結(jié)構(gòu)簡式可知，H中含氧官能團的名稱為硝基、酯基、（酮）羰基。

答案：硝基、酯基、（酮）羰基

答案：

（7）如果要合成H的類似物H’（），參照上述合成路線，寫出相應(yīng)的D'和G'的結(jié)構(gòu)簡式、

。H'分子中有個手性碳（碳原子上連有4個不同的原子或基團時，該碳稱為手性碳）。

解析：對比H的結(jié)構(gòu)簡式與H'的結(jié)構(gòu)簡式可知，將D中的苯環(huán)替換為可得D'的結(jié)構(gòu)簡式為；同理將G中的苯環(huán)替換為氫原子可得G'的結(jié)構(gòu)簡式為。根據(jù)手性碳的定義可知，手性碳原子必須是飽和碳原子，則滿足條件的手性碳用“*”表示如圖。

答案：

5

2.支氣管擴張藥物特布他林（H）的一種合成路線如下：

AB（C9H10O4）

E（C22H20O3）F（C22H19BrO3）

G（C33H35NO3）

Ⅰ.PhOH＋PhCH2ClPhOCH2PhPhOH（Ph—＝苯基）

Ⅱ.PhCOOC2H5＋

已知：

Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Ph

R1，R2＝烷基

回答下列問題：

（1）A→B反應(yīng)條件為；B中含氧官能團有種。

（2）B→C反應(yīng)類型為，該反應(yīng)的目的是。

（3）D的結(jié)構(gòu)簡式為；E→F的化學(xué)方程式為。

（4）H的同分異構(gòu)體中，僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有種。

（5）根據(jù)上述信息，寫出以4－羥基鄰苯二甲酸二乙酯為主要原料制備合成

的路線。

答案：（1）濃硫酸，加熱2（2）取代反應(yīng)保護酚羥基

（3）CH3COOC2H5＋Br2

＋HBr

（4）6

（5）

1.根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷有機物的類別

有機綜合推斷題常以框圖或變相框圖的形式呈現(xiàn)一系列物質(zhì)的衍變關(guān)系，經(jīng)常是在一系列衍變關(guān)系中有部分產(chǎn)物已知或衍變條件已知，因而解答此類問題的關(guān)鍵是熟悉烴及各種衍生物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及轉(zhuǎn)化條件。

如圖中，A能連續(xù)氧化生成C，且A、C在濃硫酸存在下加熱生成D，則：

①A為醇，B為醛，C為羧酸，D為酯。

②A、B、C三種物質(zhì)中碳原子數(shù)相同，碳骨架結(jié)構(gòu)相同。

③A分子中含—CH2OH結(jié)構(gòu)。

醇、醛、羧酸、酯之間的相互衍變關(guān)系是有機結(jié)構(gòu)推斷的重要突破口，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：

2.根據(jù)特征現(xiàn)象推知官能團種類

反應(yīng)現(xiàn)象思考方向

溴水褪色可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或酚羥基、醛基等

酸性高錳酸鉀溶液褪色可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、酚羥基或有機物為苯的同系物等

遇氯化鐵溶液顯紫色含有酚羥基

生成銀鏡或磚紅色沉淀含有醛基或甲酸酯基

與鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2可能含有羥基或羧基

加入碳酸氫鈉溶液產(chǎn)生CO2含有羧基

加入濃溴水產(chǎn)生白色沉淀含有酚羥基

3.根據(jù)反應(yīng)條件推斷有機反應(yīng)類型

反應(yīng)條件思考方向

氯氣、光照烷烴取代、苯的同系物側(cè)鏈上的取代

液溴、催化劑苯及其同系物發(fā)生苯環(huán)上的取代

濃溴水碳碳雙鍵和碳碳三鍵的加成、酚的取代、醛的氧化

氫氣、催化劑、加熱苯、醛、酮的加成

氧氣、催化劑、加熱某些醇的氧化、醛的氧化

酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液烯、炔、苯的同系物、醛、醇等的氧化

反應(yīng)條件思考方向

銀氨溶液或新制的氫氧化銅醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等的氧化

氫氧化鈉溶液、加熱鹵代烴水解、酯的水解等

氫氧化鈉的醇溶液、加熱鹵代烴的消去

濃硫酸，加熱醇的消去、醇和羧酸的酯化

濃硝酸、濃硫酸，加熱苯環(huán)上的取代

稀硫酸，加熱酯的水解、二糖和多糖等的水解

氫鹵酸（HX），加熱醇的取代

4.根據(jù)有機反應(yīng)中定量關(guān)系推斷

（1）烴和鹵素單質(zhì)的取代：取代1mol氫原子，消耗1mol鹵素單質(zhì)（X2）。

（2）的加成：與H2、Br2、HCl、H2O等加成時按物質(zhì)的量之比為1∶1反應(yīng)。

（3）含—OH的有機物與Na反應(yīng)時：2mol—OH生成1molH2。

（4）1mol—CHO對應(yīng)2molAg；或1mol—CHO對應(yīng)1molCu2O（注意：HCHO中相當(dāng)于有2個—CHO）。

②RCH2OHCH3COOCH2R

MM＋42

③RCOOHRCOOCH2CH3

MM＋28

（關(guān)系式中M代表第一種有機物的相對分子質(zhì)量）

（5）物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中相對分子質(zhì)量的變化：

①RCH2OHRCHORCOOH

MM－2M＋14

5.根據(jù)官能團的衍變推斷反應(yīng)類型

1.苯酚是一種重要的工業(yè)原料，其合成有機物G的路線如圖：

已知：①

②＋

（2）Ⅰ中K2CO3的作用為。

（3）Ⅲ中反應(yīng)ⅱ的化學(xué)方程式為。

（4）已知Ⅳ中反應(yīng)ⅰ為還原反應(yīng)，則反應(yīng)ⅱ的反應(yīng)類型為。

（5）F的結(jié)構(gòu)簡式為。

（1）G中官能團的名稱為。

（6）H是C的同分異構(gòu)體，且符合下列條件的同分異構(gòu)體有種（不考慮立體異構(gòu)）。

①苯環(huán)有兩個取代基②1molH可與2molNaHCO3反應(yīng)

解析：根據(jù)題干流程圖中E的結(jié)構(gòu)簡式和E到F的轉(zhuǎn)化條件并結(jié)合已知信息②可知，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為；根據(jù)已知信息①可知，反應(yīng)Ⅲ中ⅰ生成的產(chǎn)物為；已知Ⅳ中反應(yīng)ⅰ為還原反應(yīng)即為酮羰基轉(zhuǎn)化為醇羥基即生成。

（6）由題干流程圖可知，C的分子式為C11H12O4，H是C的同分異構(gòu)體，且符合下列條件①苯環(huán)有兩個取代基，②1molH可與2molNaHCO3反應(yīng)即含有2個—COOH，則兩個取代基可能為—CH3和

—CH2CH（COOH）2、—CH3和—CH（COOH）CH2COOH、—CH3和—C（COOH）2CH3、—CH2CH3和—CH（COOH）2、—CH2COOH和

—CH2CH2COOH、—CH2COOH和—CH（CH3）COOH、—COOH和—CH2CH2CH2COOH、—COOH和—CH2CH（CH3）COOH、—COOH和—CH（COOH）CH2CH3、—COOH和—CH（CH3）CH2COOH、—COOH和

—C（CH3）2COOH共11種組合，每一種組合又有鄰、間、對三種位置關(guān)系，故符合條件的同分異構(gòu)體有11×3＝33種。

答案：（1）醚鍵、酯基（2）消耗生成的HI，提高產(chǎn)率

（3）＋

（4）消去反應(yīng)

（5）（6）33

2.8－羥基喹啉可用作醫(yī)藥中間體，其合成路線如圖?；卮鹣铝袉栴}：

②＋＋H2O

回答下列問題：

（1）A→B的反應(yīng)類型為，B的名稱是，G的結(jié)構(gòu)簡式為。

（2）J→K的化學(xué)方程式為。

（3）化合物J的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的有種。

①苯環(huán)上有兩個取代基②含有—NH2

已知：①D分子結(jié)構(gòu)中含有醛基

③能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

（4）合成8－羥基喹啉時，F(xiàn)發(fā)生（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)，同時生成水。當(dāng)有1molH2O生成時，產(chǎn)物中8－羥基喹啉的物質(zhì)的量為mol。

（5）綜合上述信息，寫出由和（Ar為芳基）制備

的合成路線（其他試劑任選）。

解析：A的分子式為C3H6，A的不飽和度為1，A與Cl2高溫反應(yīng)生成B，B與Br2的CCl4發(fā)生加成反應(yīng)生成C，C發(fā)生水解反應(yīng)生成甘油，甘油的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH（OH）CH2OH，則C的結(jié)構(gòu)簡式為CH2ClCHBrCH2Br，B的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CHCH2Cl，A→B為取代反應(yīng)，則A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CHCH2；甘油在濃硫酸、加熱時消去2個“H2O”生成D，D含有醛基，根據(jù)E→F→G和D＋G→J，結(jié)合E、F、G的分子式以及J的結(jié)構(gòu)簡式，D＋G→J為加成反應(yīng)，則D的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CHCHO，E的結(jié)構(gòu)簡式為、F的結(jié)構(gòu)簡式為、G的結(jié)構(gòu)簡

式為；J的分子式為C9H11NO2，K的分子式為C9H9NO，J→K的過程中脫去1個“H2O”，結(jié)合J→K的反應(yīng)條件和題給已知①，J→K先發(fā)生加成反應(yīng)、后發(fā)生消去反應(yīng)，則K的結(jié)構(gòu)簡式為。

（3）J的分子式為C9H11NO2，其同分異構(gòu)體中，能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則含有酚羥基和醛基，同時含有—NH2，又苯環(huán)上有兩個取代基，則除酚羥基外，另一個基團為

—CH（CHO）CH2NH2、—CH（NH2）CH2CHO、—CH2CH（NH2）CHO、

共4種，4種基團分別與酚羥基有鄰、間、對3種結(jié)構(gòu)，滿足條件的同分異構(gòu)體數(shù)目為4×3＝12種。

（4）合成8－羥基喹啉時，F(xiàn)的—NO2發(fā)生還原反應(yīng)，

同時生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3＋3＋

，因此當(dāng)有1molH2O生成時，產(chǎn)物中8－羥基喹啉的物質(zhì)的量為1.5mol。

（2）＋H2O

（3）12（4）還原1.5

（5）

。

答案：（1）取代反應(yīng)3－氯－1－丙烯

03

形成·學(xué)科素養(yǎng)

1.庚酸酮類藥物可用于治療再生障礙性貧血、骨質(zhì)疏松癥等消耗性疾病。庚

（）是合成該類藥物的重要中間體。

以溴代甲基環(huán)己烷為原料合成有機物庚的合成路線如下：

回答下列問題：

（1）寫出甲轉(zhuǎn)化為乙的化學(xué)方程式，其反應(yīng)類型是什么？

（2）寫出丙轉(zhuǎn)化成丁的化學(xué)方程式，丙可以發(fā)生催化氧化反應(yīng)嗎？丙可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)嗎？

（3）戊分子中含有的官能團名稱是什么？戊生成庚的反應(yīng)類型是什么？

（4）在催化劑條件下，1mol庚與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，最多能消耗氫氣的物質(zhì)的量是多少？生成物發(fā)生酯化反應(yīng)的條件是什么？

（5）結(jié)合以上合成路線，設(shè)計以丙炔和1，3－丁二烯為基本原料合成2－羥基丁酸（）的路線，補出合成步驟。

H3CC≡CH……

解析：根據(jù)甲的結(jié)構(gòu)簡式、乙的分子式可推知甲（）在氫氧化鈉的乙醇溶液中受熱發(fā)生消去反應(yīng)得到乙（），根據(jù)丁的結(jié)構(gòu)推測，和水發(fā)生加成反應(yīng)得到丙（），而丙在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)得到丁。

（2）＋H2O；不能，因為丙中羥基所連碳原子上沒有氫原子，不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)；不能，因為醇羥基不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。

（3）羰基和醛基；氧化反應(yīng)。

（4）1mol；濃硫酸、加熱。

（5）

答案：（1）＋NaOH＋NaBr＋H2O；消去反應(yīng)。

2.乙丙橡膠（英文簡稱EPR）是以乙烯、丙烯為主要單體的合成橡膠，廣泛應(yīng)用于汽車部件、建筑用防水材料、電線電纜護套、耐熱膠管、膠帶、潤滑油添加劑及其他制品。聚碳酸酯（英文簡稱PC）是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。

EPR橡膠（）和PC塑料

（）的合成路線如圖：

回答下列問題：

（1）A的名稱是。

（2）C的結(jié)構(gòu)簡式是。

（3）下列說法正確的是（填字母）。

A.反應(yīng)Ⅲ的原子利用率為100%

B.CH3OH在合成PC塑料的過程中可以循環(huán)利用

C.1molE與足量金屬Na反應(yīng)，最多可生成22.4LH2

D.反應(yīng)Ⅱ為取代反應(yīng)

（4）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是。

（5）已知：，以D和乙酸為起始原料合成

，無機試劑任選，寫出合成路線（用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明反應(yīng)試劑和條件）。

解析：EPR橡膠（）的單體為CH2CH2和CH2CHCH3，EPR由A、B反應(yīng)得到，B發(fā)生氧化反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷，則B為CH2CH2、A為CH2CHCH3；結(jié)合PC和碳酸二甲酯的結(jié)構(gòu)，可知C15H16O2的結(jié)構(gòu)簡式為

，D與丙酮反應(yīng)得到C15H16O2，結(jié)合D的分子式，可推知D為，結(jié)合C的分子式，可知A和苯發(fā)生加成反應(yīng)生成C，再結(jié)合C的氧化產(chǎn)物，可推知C為；與甲醇反應(yīng)生成E與碳酸二甲酯的反應(yīng)為取代反應(yīng)，可推知E為HOCH2CH2OH。

（2）根據(jù)分析可知，C為。

（3）反應(yīng)Ⅲ為加成反應(yīng)，產(chǎn)物只有一種，原子利用率為100%，A正確；生成PC的同時生成甲醇，生成碳酸二甲酯和E時需要甲醇，所以CH3OH在合成PC塑料的過程中可以循環(huán)利用，B正確；E為HOCH2CH2OH，1molE與足量金屬Na反應(yīng)，最多可以生成1mol氫氣，氣體的體積與溫度和壓強有關(guān)，題中未告知所處狀態(tài)，無法計算生成氫氣的體積，C錯誤；根據(jù)分析可知，反應(yīng)Ⅱ為加成反應(yīng)，D錯誤。

（1）根據(jù)上述分析可知，A為CH2CHCH3，名稱為丙烯。

（4）反應(yīng)Ⅰ為D與丙酮反應(yīng)得到C15H16O2，化學(xué)方程式為2＋

＋H2O。

（5）和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，發(fā)生消去反應(yīng)生成，發(fā)生信息中的氧化反應(yīng)生成OHCCH2CH2CH2CH2CHO，OHCCH2CH2CH2CH2CHO發(fā)生加成反應(yīng)生成HOCH2CH2CH2CH2CH2CH2OH，

HOCH2CH2CH2CH2CH2CH2OH和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成，

因此合成路線為

。

（4）2＋＋H2O

（5）

答案：（1）丙烯（2）（3）AB

04

體現(xiàn)·核心價值

1.（2023·湖南高考）己二酸是一種重要的化工原料，科學(xué)家在現(xiàn)有工業(yè)路線基礎(chǔ)上，提出了一條“綠色”合成路線：

下列說法正確的是（）

A.苯與溴水混合，充分振蕩后靜置，下層溶液呈橙紅色

B.環(huán)己醇與乙醇互為同系物

C.己二酸與NaHCO3溶液反應(yīng)有CO2生成

D.環(huán)己烷分子中所有碳原子共平面

解析：C苯與溴水混合后，由于Br2易溶于苯且苯的密度小于水，振蕩后靜置，上層溶液呈橙紅色，A錯誤；環(huán)己醇為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，乙醇為鏈狀結(jié)構(gòu)，二者結(jié)構(gòu)不相似，不屬于同系物，B錯誤；己二酸中含有羧基，與碳酸氫鈉反應(yīng)有CO2生成，C正確；環(huán)己烷分子中的碳原子均為飽和碳原子，所有碳原子不可能共平面，D錯誤。

2.（2022·廣東高考）基于生物質(zhì)資源開發(fā)常見的化工原料，是綠色化學(xué)的重要研究方向。以化合物Ⅰ為原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工產(chǎn)品，進而可制備聚丙烯酸丙酯類高分子材料。

（1）化合物Ⅰ的分子式為，其環(huán)上的取代基是（寫名稱）。

解析：化合物Ⅰ的分子式為C5H4O2，其環(huán)上的取代基是醛基。

答案：C5H4O2醛基

（2）已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ'的形式存在。根據(jù)Ⅱ'的結(jié)構(gòu)特征，分析預(yù)測其可能的化學(xué)性質(zhì)，參考①的示例，完成下表。

結(jié)構(gòu)特征可反應(yīng)的試劑反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)反應(yīng)類型

①H2—CH2—CH2—加成反應(yīng)

②氧化反應(yīng)

③

解析：中含有醛基、羧基、碳碳雙鍵三種官能團，根據(jù)官能團的性質(zhì)可完成表格。

結(jié)構(gòu)特征可反應(yīng)的試劑反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)反應(yīng)類型

②Cu（OH）2、NaOH

③C2H5OH、濃H2SO4酯化反應(yīng)

（取代反應(yīng)）

答案：

（其他合理答案也可）

（4）化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng)，且1molⅣ與1mol化合物a反應(yīng)得到2molⅤ，則化合物a為。

解析：化合物Ⅳ的分子式為C4H4O4，化合物Ⅴ的分子式為C3H4O2，由題意知，Ⅳ→Ⅴ的反應(yīng)是原子利用率100%的反應(yīng)且1molⅣ與1mol化合物a反應(yīng)得到2molⅤ，根據(jù)原子守恒，可得化合物a為C2H4。

（3）化合物Ⅳ能溶于水，其原因是。

解析：化合物Ⅳ中含有兩個羥基，可以與水形成分子間氫鍵，所以化合物Ⅳ易溶于水。

答案：化合物Ⅳ中含有兩個羥基，可以與水形成分子間氫鍵

答案：C2H4

（5）化合物Ⅵ有多種同分異構(gòu)體，其中含結(jié)構(gòu)的有種，核磁共振氫譜圖上只有一組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。

解析：化合物Ⅵ的分子式為C3H6O，不飽和度為1，其中含有結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體有、CH3CH2CHO2種，核磁共振氫譜圖上只有一組峰的結(jié)構(gòu)簡式為。

答案：2

（6）選用含二個羧基的化合物作為唯一的含氧有機原料，參考上述信息，制備高分子化合物Ⅷ的單體。

寫出Ⅷ的單體的合成路線（不用注明反應(yīng)條件）。

解析：

3.（2022·海南高考）黃酮哌酯是一種解痙藥，可通過如下路線合成：

回答問題：

（1）A→B的反應(yīng)類型為。

解析：由分析可知，A（）在濃硫酸加熱的條件下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)生成B（），即反應(yīng)類型為取代反應(yīng)（或磺化反應(yīng)）。

（2）已知B為一元強酸，室溫下B與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

解析：B為一元強酸，室溫下B與NaOH溶液反應(yīng)生成和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為＋NaOH＋H2O。

答案：取代反應(yīng)（或磺化反應(yīng)）

＋NaOH＋H2O

答案：

（3）C的化學(xué)名稱為，D的結(jié)構(gòu)簡式為。

解析：C的結(jié)構(gòu)簡式為，則化學(xué)名稱為苯酚，根據(jù)分析可知，D的結(jié)構(gòu)簡式為。

（4）E和F可用（寫出試劑）鑒別。

解析：由E、F的結(jié)構(gòu)簡式可知，F(xiàn)含有酚羥基，而E沒有，因此可用FeCl3溶液鑒別二者，前者溶液變成紫色，后者無明顯現(xiàn)象。

答案：苯酚

答案：FeCl3溶液（或其他合理答案）

（5）X是F的同分異構(gòu)體，符合下列條件。X可能的結(jié)構(gòu)簡式為（任寫一種）。

①含有酯基②含有苯環(huán)③核磁共振氫譜有兩組峰

解析：F的分子式為C10H10O4，X是F的同分異構(gòu)體，X含有苯環(huán)和酯基，其核磁共振氫譜有兩組峰，說明X只有2種不同環(huán)境的H原子，則滿足條件的X的結(jié)構(gòu)簡式為或。

或

答案：

（6）已知酸酐能與羥基化合物反應(yīng)生成酯。寫出下列F→G反應(yīng)方程式中M和N的結(jié)構(gòu)簡式、

。

解析：酸酐能與羥基化合物反應(yīng)生成酯，

則F與苯甲酸酐反應(yīng)可生成G、苯甲酸和

水，故M和N的結(jié)構(gòu)簡式為和H2O。

H2O

答案：

（7）設(shè)計以為原料合成的路線（其他試劑任選）。

已知：＋CO2

解析：已知＋CO2，則以為原料合成

時，可先將與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成

，再依次與NaOH熔融條件下、HCl反應(yīng)生成

，再與CH3COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成，

氧化可得到，再與AlCl3反應(yīng)可得到，則合成路線為

。

答案：

05

評價·核心素養(yǎng)

一、選擇題：本題包括10個小題，每小題僅有1個選項符合題意。

1.下列說法不正確的是（）

A.有機合成的思路就是通過有機反應(yīng)構(gòu)建目標化合物的分子構(gòu)架，并引入或轉(zhuǎn)化成所需的官能團

B.有機合成過程可以簡單表示為基礎(chǔ)原料→中間體→目標化合物

C.逆合成分析法可以簡單表示為目標化合物→中間體→基礎(chǔ)原料

D.為減少污染，有機合成不能使用輔助原料，不能有副產(chǎn)物

解析：D有機合成中可以使用輔助原料，也可以產(chǎn)生副產(chǎn)物，D項錯誤。

2.下列說法不正確的是（）

A.可發(fā)生消去反應(yīng)引入碳碳雙鍵

B.可發(fā)生催化氧化反應(yīng)引入羧基

C.CH3CH2Br可發(fā)生取代反應(yīng)引入羥基

解析：B中上無氫原子，故不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成羧酸，B不正確。

D.與CH2CH2可發(fā)生加成反應(yīng)引入環(huán)

3.鹵代烴與金屬鎂在無水乙醚中反應(yīng)，可制得格林試劑RMgX，它可與醛、酮等羰基化合物加成：

＋R—MgX

所得產(chǎn)物經(jīng)水解可以得到醇，這是某些復(fù)雜醇的合成方法之一?，F(xiàn)欲合成（CH3）3C—OH，下列所選用的鹵代烴和羰基化合物的組合正確的是（）

A.乙醛和氯乙烷B.甲醛和1－溴丙烷

C.甲醛和2－溴丙烷D.丙酮和一氯甲烷

解析：D由題給信息可知產(chǎn)物中與—OH相連的碳原子是羰基碳原子，要合成

，需要丙酮和一氯甲烷。

4.某石油化工產(chǎn)品X的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列判斷錯誤的是（）

A.X→Y是加成反應(yīng)

B.乙酸→W是酯化反應(yīng)，也是取代反應(yīng)

C.Y能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

D.W能與NaOH溶液反應(yīng)，但不能與稀硫酸反應(yīng)

解析：DX為石油化工產(chǎn)品，并結(jié)合圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可推知X為CH2CH2，Y為C2H5OH，Z為CH3CHO，W為乙酸乙酯。乙酸乙酯與NaOH溶液和稀硫酸均能發(fā)生水解反應(yīng)，D項不正確。

5.“綠色化學(xué)”提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率最高的是（）

A.CH2CH2＋＋CH3COOH

B.CH2CH2＋Cl2＋Ca（OH）2＋CaCl2＋H2O

C.2CH2CH2＋O2

D.＋HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋2H2O

解析：C根據(jù)原子利用率的定義知，產(chǎn)物中副產(chǎn)物越少，原子利用率越高。分析4個反應(yīng)可以看出，C項中無副產(chǎn)物，原子利用率為100%。

6.對氨基苯甲酸可以甲苯為原料合成，已知苯環(huán)上的硝基可被還原為氨基：

，產(chǎn)物苯胺還原性強，易被氧化，則由甲苯合成對氨基苯甲酸的步驟合理的是（）

A.甲苯XY對氨基苯甲酸

B.甲苯XY對氨基苯甲酸

C.甲苯XY對氨基苯甲酸

D.甲苯XY對氨基苯甲酸

解析：A由甲苯制取產(chǎn)物時，需發(fā)生硝化反應(yīng)引入硝基；將硝基還原得到氨基，將甲基氧化得到羧基，但氨基易被氧化，故甲基氧化為羧基應(yīng)在硝基還原之前，否則生成的氨基也會被氧化，故先進行硝化反應(yīng)，再將甲基氧化為羧基，最后將硝基還原為氨基。另外還要注意—CH3為鄰、對位取代定位基，而—COOH為間位取代定位基，B、C、D均錯。

7.某有機化合物D的結(jié)構(gòu)為，是一種常見的有機溶劑，它可以通過下列三步反應(yīng)制得：烴ABCD。下列相關(guān)說法中不正確的是（）

A.烴A為乙烯

B.反應(yīng)①、②、③的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)

C.反應(yīng)③為了加快反應(yīng)速率可以快速升溫至170℃

D.化合物D屬于醚

解析：C根據(jù)D的結(jié)構(gòu)簡式可知C是乙二醇，所以B是1，2－二溴乙烷，則A是乙烯，A正確；反應(yīng)①、②、③的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、取代反應(yīng)，B正確；反應(yīng)③如果快速升溫至170℃會發(fā)生分子內(nèi)脫水反應(yīng)，C錯誤；D分子中含有醚鍵，屬于醚，D正確。

8.某同學(xué)設(shè)計了由乙醇合成乙二醇的路線，如圖所示。下列說法正確的是（）

乙醇XY乙二醇

A.X易發(fā)生取代反應(yīng)

B.等物質(zhì)的量的乙醇、X完全燃燒，消耗氧氣的量相同

C.步驟②需要在氫氧化鈉的醇溶液中反應(yīng)

D.步驟①的反應(yīng)類型是水解反應(yīng)

解析：B乙醇在步驟①發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，乙烯與溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2－二溴乙烷，1，2－二溴乙烷在步驟②發(fā)生水解反應(yīng)生成乙二醇。X為乙烯，含有碳碳雙鍵，易發(fā)生加成反應(yīng)，A錯誤；乙醇燃燒耗氧部分為C2H4，因此等物質(zhì)的量的乙醇、乙烯完全燃燒，消耗氧氣的量相同，B正確；步驟②為1，2－二溴乙烷水解生成乙二醇，反應(yīng)條件為氫氧化鈉水溶液、加熱，C錯誤；步驟①為乙醇發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，D錯誤。

9.某物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.化合物A中一定含有的官能團是醛基、

羧基和碳碳雙鍵

B.由A生成E發(fā)生還原反應(yīng)

C.F的結(jié)構(gòu)簡式可表示為

D.由B生成D發(fā)生加成反應(yīng)

解析：A根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知A能與NaHCO3反應(yīng)，則A中一定含有—COOH；A與銀氨溶液反應(yīng)生成B，則A中一定含有—CHO或HCOO—；B能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，則B中可能含有或—C≡C—；A與H2加成生成E，E在H＋、加熱條件下生成的F是環(huán)狀化合物，E應(yīng)該是發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)；推斷A可能是OHC—CHCH—COOH或OHC—C≡C—COOH，A項不正確。

10.某藥物中間體合成路線如圖（部分產(chǎn)物已略去），已知A能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，下列說法正確的是（）

A.A的結(jié)構(gòu)簡式為

B.B中含有羥基

D.E發(fā)生消去反應(yīng)的條件是濃硫酸、加熱

C.步驟⑤的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)

解析：D由逆合成分析法可知，E發(fā)生分子內(nèi)酯化反應(yīng)生成，可知E為HOCH2CH2C（CH3）2COOH，D為HOCH2CH2C（CH3）2COONa，A與乙酸反應(yīng)生成B，B發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成C，C發(fā)生水解反應(yīng)得到D，則C為CH3COOCH2CH2C（CH3）2COOH，B為CH3COOCH2CH2C（CH3）2CHO，則A為HOCH2CH2C（CH3）2CHO，以此來解答。根據(jù)上述分析，A的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2C（CH3）2CHO，A錯誤；B為CH3COOCH2CH2C（CH3）2CHO，分子中含酯基、醛基，不含羥基，B錯誤；步驟⑤是E發(fā)生的分子內(nèi)酯化反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)，C錯誤；E含—OH，且與羥基相連碳原子的鄰位碳原子含有氫原子，故在濃硫酸、加熱條件下可發(fā)生消去反應(yīng)，D正確。

11.香豆素類化合物在藥物中應(yīng)用廣泛。香豆素類化合物W的合成路線如圖。

二、非選擇題：本題包括3個小題。

已知：ⅰ.＋H2O

ⅱ.—CHO＋＋H2O

ⅲ.R1—CHCH—R2R1COOH＋R2COOH

（1）A→B的化學(xué)方程式是。

（2）D的分子式是。

（3）條件①是。

（4）F的結(jié)構(gòu)簡式是。

（5）1molJ可以生成2molK，J的結(jié)構(gòu)簡式是。

（6）下列說法不正確的是（填字母）。

a.可以用酸性KMnO4溶液鑒別E和G

b.G可以發(fā)生加聚反應(yīng)、還原反應(yīng)和取代反應(yīng)

c.1molP最多可以和5molH2反應(yīng)

（7）M為線型不穩(wěn)定分子，M→P經(jīng)過兩步反應(yīng)，R苯環(huán)上的一氯代物有3種。

①R的結(jié)構(gòu)簡式是。

②R→P的化學(xué)反應(yīng)類型是。

解析：（6）E為，G為，E含有醛基，G含有碳碳雙鍵，都能被酸性KMnO4溶液氧化，不能鑒別二者，a錯誤；G為，含有碳碳雙鍵，可以發(fā)生加聚反應(yīng)，苯環(huán)與碳碳雙鍵能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，屬于還原反應(yīng)，含有的酰胺基、苯環(huán)等可以發(fā)生取代反應(yīng)，b正確；P分子含有的1個苯環(huán)、1個羰基能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，1molP最多可以和4molH2反應(yīng)，c錯誤。

（7）M為線型不穩(wěn)定分子，M的結(jié)構(gòu)簡式為

OCCCO，M→P經(jīng)過兩步反應(yīng)，均發(fā)生加成反應(yīng)，而R苯環(huán)上的一氯代物有3種，則酚羥基先與M發(fā)生加成反應(yīng)，故R的結(jié)構(gòu)簡式為

。

答案：（1）＋HNO3＋H2O

（2）C7H5Br2O2N（3）氫氧化鈉水溶液、加熱（4）

（5）（6）ac（7）①②加成反應(yīng)

12.化合物G可用于藥用多肽的結(jié)構(gòu)修飾，其人工合成路線如下：

（1）A分子中碳原子的雜化軌道類型為。

（2）B→C的反應(yīng)類型為。

（3）D的一種同分異構(gòu)體同時滿足下列條件，寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：。

①分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；②堿性條件水解，酸化后得2種產(chǎn)物，其中一種含苯環(huán)且有2種含氧官能團，2種產(chǎn)物均能被銀氨溶液氧化。

（4）F的分子式為C12H17NO2，其結(jié)構(gòu)簡式為。