選擇性化學(xué)講義3.5有機(jī)合成

3.5有機(jī)合成（精講）考點(diǎn)一官能團(tuán)的引入【例1】（2022春·北京西城·高二北師大實(shí)驗(yàn)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）下列反應(yīng)中，不能在有機(jī)化合物碳鏈上引入羥基的是A．烯烴與水發(fā)生加成反應(yīng)B．乙炔與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)C．鹵代烴在氫氧化鈉的水溶液中加熱反應(yīng)D．醛在有催化劑并加熱的條件下與氫氣反應(yīng)【答案】B【解析】A．烯烴和水發(fā)生加成反應(yīng)生成醇，官能團(tuán)由C=C轉(zhuǎn)化為OH，可以引進(jìn)羥基，故A不選；B．乙炔與溴的四氯化碳發(fā)生加成反應(yīng)引入的是溴原子，不能引進(jìn)羥基，故B選；C．鹵代烴在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成醇和鹵化鈉，可以引入羥基，故C不選；D．醛在催化劑并加熱的條件下與氫氣發(fā)生催化加氫，醛基和氫氣加成后生成羥基，可以引入羥基，故D不選；故選B。【一隅三反】1（2022春·天津東麗·高二統(tǒng)考期末）有機(jī)合成的主要任務(wù)之一是引入目標(biāo)官能團(tuán)。下列反應(yīng)中，能夠在有機(jī)化合物碳鏈上引入羥基官能團(tuán)的是A．烷烴在光照條件下與氯氣反應(yīng)B．鹵代烴在氫氧化鈉的乙醇溶液中加熱反應(yīng)C．醛在有催化劑并加熱的條件下與氫氣反應(yīng)D．羧酸和醇在有濃硫酸并加熱的條件下反應(yīng)【答案】C【解析】A．烷烴在光照條件下生成鹵代烴，過(guò)程中并不能引入羥基官能團(tuán)，A不符合題意；B．鹵代烴在氫氧化鈉醇溶液中發(fā)生反應(yīng)生成不飽和烴，過(guò)程中并不能引入羥基官能團(tuán)，B不符合題意；C．醛在催化劑并加熱的條件下與氫氣反應(yīng)生成醇，過(guò)程中可以引入羥基官能團(tuán)，C符合題意；D．羧酸和醇在濃硫酸的催化下發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯，過(guò)程中并不能引入羥基官能團(tuán)，D不符合題意；故答案選C。2．（2022春·河南洛陽(yáng)·高二欒川縣第一高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）若在有機(jī)物中引入羥基，下列反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)的是A．加成反應(yīng) B．取代反應(yīng) C．消去反應(yīng) D．還原反應(yīng)【答案】C【解析】A．加成反應(yīng)可引入－OH，如乙烯與水反應(yīng)生成乙醇，故A不選；B．取代反應(yīng)可引入－OH，如－Cl水解生成醇，故B不選；C．消去反應(yīng)使化合物脫去小分子，可失去－OH，不會(huì)引入－OH，故C選；D．還原反應(yīng)可引入－OH，如－CHO與氫氣反應(yīng)生成醇，故D不選；故選C。3．（2022·吉林白山·撫松縣第一中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）由苯酚制取時(shí)，最簡(jiǎn)便的流程需要下列哪些反應(yīng)，其正確的順序是①取代；②加成；③氧化；④消去；⑤還原A．①⑤④① B．②④②① C．⑤③②①④ D．①⑤④②【答案】B【解析】用逆合成分析法，可以推知，要得到，可通過(guò)在氫氧化鈉溶液中水解，要得到，可通過(guò)與溴水反應(yīng)，把苯酚與氫氣在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng)得到環(huán)己醇，環(huán)己醇在濃硫酸、加熱下發(fā)生消去反應(yīng)即可得到，故由苯酚制取最簡(jiǎn)便的流程為：苯酚→環(huán)己醇→環(huán)己烯→→，其正確的順序是②加成；④消去；②加成；①取代；B正確；答案選B?？键c(diǎn)二有機(jī)物的合成路線【例21】（2023·山東）聚氯乙烯()塑料是一種重要的化工原料，工業(yè)上曾用煤為原料合成聚氯乙烯。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并完善以煤、生石灰、水、氯化氫為原料(反應(yīng)條件自選)合成聚氯乙烯的合成路線。(合成路線常用的反應(yīng)試劑表達(dá)方式為：AB目標(biāo)產(chǎn)物)___________?！敬鸢浮?。【解析】碳和氧化鈣生成碳化鈣，碳化鈣和水生成乙炔，乙炔和HCl加成生成，發(fā)生聚合反應(yīng)得到產(chǎn)物，故流程為：?！纠?2】（2023·全國(guó)·高三專題練習(xí)）已知：(R為烴基，X為鹵素原子)。氨基苯乙醚()可用作燃料、香料、醫(yī)藥中間體。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以苯酚和乙醇為起始原料制備氨基苯乙醚的合成路線_______(無(wú)機(jī)試劑任選)?！敬鸢浮俊窘馕觥坑煞治隹芍?，反應(yīng)流程為：?！疽挥缛础?．（2023·天津）已知：醛分子在稀堿溶液存在下，可發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，生成羥基醛，如：試寫出以乙烯為原料合成正丁醇的各步反應(yīng)的化學(xué)方程式_______?！敬鸢浮浚?）（2）（3）（4）（5）【解析】由逆向合成法分析：可由和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)得到，由發(fā)生消去反應(yīng)得到，由已知信息可知，可由CH3CHO和OH反應(yīng)得到，CH3CHO可由先和水發(fā)生加成反應(yīng)再催化氧化得到，各步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（1）、（2）、（3）、（4）、（5）。2．（2023·河南）已知鹵代烴可以和鈉發(fā)生反應(yīng)，例如溴乙烷與鈉發(fā)生反應(yīng)如下：。寫出兩種可以與鈉發(fā)生反應(yīng)，合成環(huán)丁烷的鹵代烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。_______【答案】、【解析】鹵代烴可以和鈉發(fā)生反應(yīng)，例如溴乙烷與鈉發(fā)生反應(yīng)如下：，可生成碳碳鍵，所以可以與鈉發(fā)生反應(yīng)，合成環(huán)丁烷的鹵代烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、；故答案為、。3．（2022·北京）化合物F是一種藥物合成的中間體，F(xiàn)的一種合成路線如圖：已知：I.+NaClII.+HCl回答下列問(wèn)題：依他尼酸鈉()是一種高效利尿藥物，參考以上合成路線中的相關(guān)信息，設(shè)計(jì)為原料(其他原料自選)合成依他尼酸鈉的合成路線_____?！敬鸢浮俊窘馕觥繛樵?，根據(jù)反應(yīng)Ⅰ的原理，將與ClCOOH反應(yīng)生成，由反應(yīng)Ⅱ可知與在AlCl3、CS2作用下反應(yīng)生成，亞甲基與甲醛發(fā)生加成反應(yīng)、消去反應(yīng)引入碳碳雙鍵，再與碳酸鈉反應(yīng)，最終生成，則反應(yīng)流程為。4．（2023·湖南）已知：，W()是一種姜黃素類似物，以香蘭素()和環(huán)己烯()為原料，設(shè)計(jì)合成W的路線_______(無(wú)機(jī)及兩個(gè)碳以下的有機(jī)試劑任選)?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)題給信息可知，目標(biāo)物資W可由2個(gè)與1個(gè)合成，故設(shè)計(jì)合成路線如下：?？键c(diǎn)三有機(jī)物的綜合運(yùn)用【例3】（2023上海）有機(jī)物A可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(部分反應(yīng)條件和試劑略)：已知：①(R、R′表示烴基或官能團(tuán))②2個(gè)G分子間可脫水形成六元環(huán)狀酯?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)A中所含官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______，D含有的官能團(tuán)名稱是_______。(2)由E生成F的反應(yīng)類型是_______，B生成C的反應(yīng)類型是_______。(3)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______(4)G形成六元環(huán)狀酯的化學(xué)方程式為_(kāi)______。(5)含有相同官能團(tuán)的H的同分異構(gòu)體有_______種，其含有四種不同氫原子，且個(gè)數(shù)比為3∶1∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(6)寫出用為原料(其他無(wú)機(jī)試劑任選)制備G的合成路線：_______。【答案】(1)

?C=C?、?COOC?

羧基(2)

取代反應(yīng)

氧化反應(yīng)(3)(4)2＋2H2O(5)

2

CH3CH=CHCOOH(6)【解析】（1）A為，則A中所含官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是?C=C?、?COOC?，D為CH3CH2COOH，則D含有的官能團(tuán)名稱是羧基；故答案為：?C=C?、?COOC?；羧基。（2）由E生成F是E發(fā)生水解反應(yīng)生成F()，其反應(yīng)類型是取代反應(yīng)，B生成C是B(CH3CH2CH2OH)在銀或銅催化作用下被氧化為C(CH3CH2CHO)，其反應(yīng)類型是氧化反應(yīng)；故答案為：取代反應(yīng)；氧化反應(yīng)。（3）根據(jù)前面分析得到A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；故答案為：。（4）G形成六元環(huán)狀酯的化學(xué)方程式為2＋2H2O；故答案為：2＋2H2O。（5）H為，含有相同官能團(tuán)的H的同分異構(gòu)體有CH3CH=CHCOOH、CH2=CHCH2COOH共2種，其含有四種不同氫原子，且個(gè)數(shù)比為3∶1∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH=CHCOOH；故答案為：2；CH3CH=CHCOOH。（6）在氫氧化鈉醇溶液中加熱反應(yīng)生成，在高錳酸鉀堿性條件下反應(yīng)，再酸化得到，和氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成，則為原料制備G的合成路線為；故答案為：?！疽挥缛础?．（2023·廣西）化合物G是一種藥物合成中間體，其合成路線如下：回答下列問(wèn)題：(1)C中官能團(tuán)名稱是_______。(2)①的反應(yīng)類型為_(kāi)______。(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(4)反應(yīng)④所需的條件為_(kāi)______。(5)寫出由B生成C反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(6)與B互為同分異構(gòu)體，且具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物有_______種(不考慮立體異構(gòu))，其中有6種不同化學(xué)環(huán)境氫原子的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(7)參照上述合成路線，設(shè)計(jì)用苯甲醛()和丙酮()合成重要的有機(jī)合成中間體的途徑如下：→中間體1→中間體2→。則中間體1和中間體2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為_(kāi)______、_______?！敬鸢浮?1)羰基、羥基(2)氧化反應(yīng)(3)(4)濃硫酸、加熱(5)(6)

5

、(7)

【解析】（1）由結(jié)構(gòu)可知，C中官能團(tuán)名稱是酮羰基、羥基；（2）①為羥基被高錳酸鉀氧化為羰基，屬于氧化反應(yīng)；（3）由分析可知，D結(jié)構(gòu)為；（4）反應(yīng)④發(fā)生酯化反應(yīng)，所需的條件為濃硫酸、加熱；（5）B和甲醛反應(yīng)引入CH2OH生成C反應(yīng)為，；（6）B除六元環(huán)外，還含有2個(gè)碳、1個(gè)氧、1個(gè)不飽和度；與B互為同分異構(gòu)體，且具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則含有醛基；若含有1個(gè)取代基CH2CHO，則有1種情況；若含有2個(gè)取代基CH3、CHO，首先在環(huán)上確定甲基位置，則此外環(huán)上還有4種取代位則醛基有4種情況；故共有5種；其中有6種不同化學(xué)環(huán)境氫原子的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、；（7）苯甲醛和丙酮發(fā)生B生成C的反應(yīng)原理生成羥基得到中間體1，則中間體1結(jié)構(gòu)為；中羥基發(fā)生消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵得到中間體2，則中間體2結(jié)構(gòu)為；和HCl加成得到產(chǎn)物。2．（2023河北）物質(zhì)Ⅰ具有菠夢(mèng)香味，是化妝品、飲料、糖果、食品工業(yè)常用的香料，一種合成方法如下：回答下列問(wèn)題：(1)的反應(yīng)類型為_(kāi)______，物質(zhì)B的名稱為_(kāi)______。(2)物質(zhì)X是_______。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______。(4)的化學(xué)方程式為_(kāi)______。(5)寫出同時(shí)滿足下列條件的H的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_______。①該化合物分別與足量的、溶液反應(yīng)，均產(chǎn)生氣體；②該化合物中不存在甲基，含有苯環(huán)；③該化合物核磁共振氫譜有5組峰。(6)以為原料制備的合成路線為_(kāi)______(無(wú)機(jī)試劑任選)?！敬鸢浮?1)

取代反應(yīng)

3氯1丙烯或3氯丙烯(2)溶液或溶液或(3)(4)(5)、(6)【解析】（1）丙烯上甲基的氫原子被氯原子取代，反應(yīng)類型取代反應(yīng)；B為，名稱為3氯1丙烯或3氯丙烯；故答案為：取代反應(yīng)；3氯1丙烯或3氯丙烯。（2）苯酚顯弱酸性，與氫氧化鈉、碳酸鈉或鈉反應(yīng)生成苯酚鈉，X試劑為NaOH溶液或Na2CO3溶液或Na；故答案為：NaOH溶液或Na2CO3溶液或Na。（3），E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為ClCH2COOH；故答案為：ClCH2COOH。（4）C+H→I的化學(xué)方程式為；故答案為：。（5）1mol該化合物分別與足量的Na、NaHCO3溶液反應(yīng)，均產(chǎn)生1mol氣體，說(shuō)明有羧基；該化合物中不存在甲基，含有苯環(huán)，則苯環(huán)上取代基為COOH、CH2OH或OH、CH2COOH；該化合物核磁共振氫譜有5組峰，說(shuō)明有5種氫原子，兩個(gè)取代基為對(duì)位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、；故答案為：、。（6）苯乙酸上亞甲基的氫原子被氯原子取代，與氫氧化鈉取代反應(yīng)，亞甲基上的氯原子被羥基取代，在硫酸催化下，兩個(gè)分子發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)狀化合物，方程式為：；故答案為：。3．（2022春·江蘇南京）已知：A是來(lái)自石油的重要有機(jī)化工原料，此物質(zhì)可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平。E是具有果香味的有機(jī)物，F(xiàn)是一種高聚物，可制成多種包裝材料。(1)A的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)______。C的名稱為_(kāi)_____。(2)B分子中的官能團(tuán)名稱是______。D分子中的官能團(tuán)名稱是______。(3)寫出符合下列條件的E的一種同分異構(gòu)體______。①能與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體②其一氯取代物只有2種結(jié)構(gòu)(4)已知：①CH2=CH2CH3CH2CN②R－CNR－COOH(R表示烴基)設(shè)計(jì)以A為原料制備丙酸乙酯(CH3CH2COOCH2CH3)的合成路線流程圖。(無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)溶劑任用，合成路線流程圖示例見(jiàn)本題題干)______?！敬鸢浮?1)

乙醛(2)

羥基

羧基(3)(CH3)2CHCOOH(4)CH2=CH2CH3CH2CNCH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH3【解析】（1）由分析可知，A為乙烯，其結(jié)構(gòu)式為，C為CH3CHO，名稱為乙醛。答案為：；乙醛；（2）由分析可知，B為CH3CH2OH，則B分子中的官能團(tuán)名稱是羥基。D為CH3COOH，則D分子中的官能團(tuán)名稱是羧基。答案為：羥基；羧基；（3）E為CH3COOCH2CH3，E的同分異構(gòu)體中，符合條件：“①能與NaHCO3溶液反應(yīng)