第2課時(shí)有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[目標(biāo)導(dǎo)航]1.了解設(shè)計(jì)合成路線的一般程序。2.使學(xué)生通過(guò)苯甲酸苯甲酯的合成路線的分析提煉出有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的一般程序——逆推法。3.了解原子經(jīng)濟(jì)性等綠色合成思想的重要性。4.在分析苯甲酸苯甲酯的合成路線的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力和處理信息的能力。一、有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)1．正推法從確定的某種原料分子開(kāi)始，逐步經(jīng)過(guò)碳鏈的連接和官能團(tuán)的安裝來(lái)完成。首先要比較原料分子和目標(biāo)化合物分子在結(jié)構(gòu)上的異同，包括官能團(tuán)和碳骨架兩個(gè)方面的異同，然后，設(shè)計(jì)由原料分子轉(zhuǎn)向目標(biāo)化合物分子的合成路線。2．逆推法采取從產(chǎn)物逆推出原料，設(shè)計(jì)合理的合成路線的方法。在逆推過(guò)程中，需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕?biāo)化合物的中間有機(jī)化合物，直至選出合適的起始原料。3．優(yōu)選合成路線依據(jù)(1)合成路線是否符合化學(xué)原理。(2)合成操作是否安全可靠。(3)綠色合成：綠色合成主要考慮有機(jī)合成中的原子經(jīng)濟(jì)性，原料的綠色化，試劑與催化劑的無(wú)公害性。4．逆推法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般程序議一議1．有機(jī)合成的目標(biāo)和任務(wù)是什么？答案包括目標(biāo)化合物分子碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。其合成過(guò)程示意圖如圖所示。2．綠色化學(xué)在有機(jī)合成中體現(xiàn)在哪些方面？答案(1)原子經(jīng)濟(jì)性；(2)原材料無(wú)毒害；(3)產(chǎn)品無(wú)污染；(4)最大限度節(jié)約能源。二、合成路線選擇1．合成路線的設(shè)計(jì)2．合成方法的設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)四種不同的合成方法)(1)(2)(3)3．合成方法的優(yōu)選(1)路線由甲苯制取苯甲酸和苯甲醇，較合理。(2)(4)路線中制備苯甲酸步驟多、價(jià)格高，且Cl2的使用不利于環(huán)境保護(hù)。(3)的步驟雖然少，但使用了價(jià)格昂貴的還原劑LiAlH4和要求無(wú)水操作，成本高。議一議1.有機(jī)合成遵循的原則是什么？答案(1)起始原料要廉價(jià)、易得、低毒性、低污染。通常采用四個(gè)碳以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線。為減少合成步驟，應(yīng)盡量選擇與目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相似的原料。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。(3)合成路線要符合“綠色、環(huán)保”的要求。高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子中的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)化合物中，達(dá)到零排放。(4)有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡(jiǎn)單、條件溫和、反應(yīng)的安全系數(shù)高、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)。(5)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)，不能臆造不存在的反應(yīng)事實(shí)。綜合運(yùn)用有機(jī)反應(yīng)中官能團(tuán)的衍變規(guī)律及有關(guān)的提示信息，掌握正確的思維方法。2．有機(jī)合成、推斷的方法和步驟是什么？答案(1)根據(jù)官能團(tuán)特征反應(yīng)作出推理。如某有機(jī)物的“水溶液顯酸性，能跟碳酸鈉溶液反應(yīng)”，可推斷它含有羧基(—COOH)；若它“能使溴水退色”，說(shuō)明含不飽和鍵。(2)根據(jù)現(xiàn)有的原料、信息和有關(guān)反應(yīng)規(guī)律，盡可能合理地把目標(biāo)化合物分成若干片段，或?qū)ふ夜倌軋F(tuán)的引入、消除、轉(zhuǎn)化、保護(hù)方法，或設(shè)法將各片段拼接衍變，盡快找出合成目標(biāo)化合物的關(guān)鍵。(3)根據(jù)框圖已知信息利用將正向推導(dǎo)和逆向推導(dǎo)相結(jié)合的方法進(jìn)行推斷，一定要將題目中的信息理清，尋找突破口，同時(shí)結(jié)合性質(zhì)，按邏輯推理順序解題。一、有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)1．有機(jī)合成的三種常見(jiàn)方法(1)正向合成法，此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向合成目標(biāo)有機(jī)物，其思維程序是原料→中間產(chǎn)物→產(chǎn)品。(2)逆向合成法：簡(jiǎn)稱逆推法，此法采用逆向思維方法，從合成目標(biāo)有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手，找出合成所需的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向已知原料，其思維程序是產(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料。(3)類比分析法：此法要點(diǎn)是采用綜合思維的方法，其思維程序?yàn)椤氨容^題目所給知識(shí)原型→找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系→確定中間產(chǎn)物→產(chǎn)品”。2．有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的五個(gè)原則(1)符合綠色化學(xué)思想。(2)符合原子經(jīng)濟(jì)性的要求。(3)原料價(jià)廉，原理正確。(4)路線簡(jiǎn)捷，便于操作，條件適宜。(5)易于分離，產(chǎn)率高。3．有機(jī)合成常見(jiàn)的四條合成路線(1)一元合成路線：R—CH=CH2→鹵代烴→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路線：(3)芳香化合物合成路線：(4)改變官能團(tuán)的位置：CH3CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5(－HBr))CH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5(＋HBr))4．有機(jī)合成中常見(jiàn)官能團(tuán)的保護(hù)(1)酚羥基的保護(hù)：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH變?yōu)椤狾Na(或—OCH3)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H。(2)碳碳雙鍵的保護(hù)：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來(lái)，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(hù)：如對(duì)硝基甲苯合成對(duì)氨基苯甲酸的過(guò)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(shí)，—NH2(具有還原性)也被氧化。例1已知：請(qǐng)運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)和上述給出的信息寫(xiě)出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)的化學(xué)方程式(不必寫(xiě)出反應(yīng)條件)。解析由題給信息知：兩個(gè)醛分子在一定條件下通過(guò)自身加成后脫水反應(yīng)，得到的不飽和醛分子中的碳原子數(shù)是原參加反應(yīng)的兩個(gè)醛分子的碳原子數(shù)之和。根據(jù)最終產(chǎn)物正丁醇中有4個(gè)碳原子，原料乙烯分子中只有2個(gè)碳原子，運(yùn)用題給信息，將乙烯氧化為乙醛，兩個(gè)乙醛分子再進(jìn)行自身加成變成丁烯醛，最后用H2與丁烯醛中的碳碳雙鍵和醛基進(jìn)行加成反應(yīng)，便可得到正丁醇。本題基本采用正向思維方法。乙烯eq\o(→,\s\up7([O]))乙醛eq\o(→,\s\up7(自身加成))2-羥基丁醛eq\o(→,\s\up7(脫水))丁烯醛eq\o(→,\s\up7(H2))正丁醇。本題中乙烯合成乙醛的方法有兩種：其一：乙烯eq\o(→,\s\up7(H2O))乙醇eq\o(→,\s\up7([O]))乙醛，其二：乙烯eq\o(→,\s\up7(O2催化劑))乙醛。答案(1)CH2=CH2＋H2OCH3CH2OH(2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O(4)→CH3CH=CHCHO＋H2O(5)CH3CH=CHCHO＋2H2CH3CH2CH2CH2OH解題反思(1)有機(jī)合成的正向合成分析法(即順推法)設(shè)計(jì)思路：基礎(chǔ)原料→中間體→中間體→目標(biāo)有機(jī)物。采用正向思維方法，從已知原料分子開(kāi)始，找出可直接合成所需的中間產(chǎn)物，并同樣找出它的下一步產(chǎn)物，依次類推，逐步推向合成目標(biāo)產(chǎn)物。(2)有機(jī)合成的逆向合成分析法(即逆推法)設(shè)計(jì)思路：目標(biāo)有機(jī)物→中間體→中間體→基礎(chǔ)原料。采用逆向思維方法，先找出合成目標(biāo)有機(jī)物的前一步原料(中間體)，依次類推，直至選出合適的起始原料為止。(3)有機(jī)合成的綜合分析法采用綜合思維的方法，將正向和逆向推導(dǎo)的幾條不同的合成路線進(jìn)行比較，得出最佳合成路線。變式訓(xùn)練1寫(xiě)出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備的各步反應(yīng)方程式(必要的無(wú)機(jī)試劑自選)。答案①2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O②2CH2ClCH2CH2CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH2ClCH2CH2COOH③CH2ClCH2CH2COOH＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))HOCH2CH2CH2COOH＋NaCl④CH2CH2CH2COOHOHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋H2O解析本題考查“逆合成分析法”，突破口在于最終產(chǎn)物是一種環(huán)酯，應(yīng)通過(guò)酯化反應(yīng)生成，故其上一步中間產(chǎn)物是HO—CH2—CH2—CH2—COOH。分析比較給出的原料與所要制備的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知：原料為鹵代醇，產(chǎn)品為同碳原子數(shù)的環(huán)內(nèi)酯，因此可以用醇羥基氧化成羧基，鹵原子再水解成為—OH，最后再酯化。但氧化和水解順序不能顛倒，因?yàn)橄人夂鬅o(wú)法控制只氧化一個(gè)—OH。二、綠色合成思想1．綠色化學(xué)(1)綠色化學(xué)的目標(biāo)研究和尋找能充分利用的無(wú)毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)凈化和無(wú)污染的反應(yīng)途徑。(2)綠色化學(xué)的特點(diǎn)在始端應(yīng)采用預(yù)防實(shí)際污染的科學(xué)手段，其過(guò)程和終端均為零排放和零污染。(3)綠色化學(xué)的研究意義綠色化學(xué)是人類和自然界的生物和諧相處的化學(xué)，是對(duì)環(huán)境更友善的化學(xué)。這種綠色意識(shí)是人類追求自然完善的一種高級(jí)表現(xiàn)，它不把人看成自然界的主宰者，而是看做自然界中普通的一員，追求的是人對(duì)自然的尊重以及人與自然和諧的關(guān)系。2．綠色合成的具體要求(1)原料要廉價(jià)、易得、低毒性、低污染，選擇與目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相似的四個(gè)碳以下的單官能團(tuán)化合物或單取代苯。(2)零排放，零污染。(3)減少步驟，合成反應(yīng)操作要簡(jiǎn)單，條件要溫和，耗能低，易于實(shí)現(xiàn)。(4)按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)，不能臆造不存在的反應(yīng)。例2綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。下列生產(chǎn)乙苯()的方法中，原子經(jīng)濟(jì)性最好的是(反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行)()解析符合“原子節(jié)約性”即只有乙苯這一種產(chǎn)物，沒(méi)有其他的副產(chǎn)物。這道題目，只要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)題干信息，便很容易解決。答案C變式訓(xùn)練2下列合成路線原子經(jīng)濟(jì)性最好的可能是()A．CH2=CH2→CH3CH2ClB．CH3CH3→CH3CH2ClC．CH3CH2OH→CH3CH2ClD．CH2ClCH2Cl→CH3CH2Cl答案A解析經(jīng)濟(jì)性最好的路線應(yīng)是原料分子中的原子全部進(jìn)入目標(biāo)產(chǎn)物中，分析4個(gè)選項(xiàng)，可看出僅有A(為加成反應(yīng))符合題意。1．用苯做原料，經(jīng)過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)不能制得的是()A．硝基苯B．環(huán)己烷C．苯酚D．溴苯答案C2．乙烯酮(CH2=C=O)在一定條件下能跟含活潑氫原子的化合物發(fā)生加成反應(yīng)，反應(yīng)的通式可表示為CH2=C=O＋HA→(極不穩(wěn)定)→，試指出下列反應(yīng)不合理的是()A．CH2=C=O＋HCleq\o(→,\s\up7(一定條件))CH3COClB．CH2=C=O＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定條件))CH3COOHC．CH2=C=O＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(一定條件))CH3COCH2CH2OHD．CH2=C=O＋CH3COOHeq\o(→,\s\up7(一定條件))(CH3CO)2O答案C解析由所給方程式可以看出乙烯酮與含活潑氫原子的化合物發(fā)生加成反應(yīng)，是加成，而不是加成；活潑的氫原子加在CH2上，活潑氫化合物中其余部分與羰基碳相連。故C項(xiàng)不正確。3．近年來(lái)，食品安全事故頻繁發(fā)生，人們對(duì)食品添加劑的認(rèn)識(shí)逐漸加深。ButylatedHydroxyToluene(簡(jiǎn)稱BHT)是一種常用的食品抗氧化劑，合成方法有如下兩種：下列說(shuō)法正確的是()A．能與Na2CO3溶液反應(yīng)生成CO2B．與BHT互為同系物C．BHT久置于空氣中不會(huì)被氧化D．兩種方法的反應(yīng)類型都是加成反應(yīng)答案B解析酚羥基不能和Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；BHT是一種常用的食品抗氧化劑，故它可以被空氣中的氧氣氧化，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；方法一是加成反應(yīng)，方法二是取代反應(yīng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4．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．CCH2=CH2＋(過(guò)氧乙酸)→＋CH3COOHB．CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→＋CaCl2＋H2OC．2CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑))D．eq\o(→,\s\up7(催化劑))HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋＋2H2O答案C解析根據(jù)原子利用率內(nèi)涵，副產(chǎn)物越少原子利用率越高。C項(xiàng)沒(méi)有副產(chǎn)物，則原子利用率為100%，答案為C。5．氯乙烯是合成高聚物聚氯乙烯塑料的單體，工業(yè)上制氯乙烯需要以下反應(yīng)：①乙炔與氯化氫制氯乙烯；②高溫煅燒石灰石；③電解飽和食鹽水(2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑)；④制乙炔；⑤制乙烯；⑥合成氯化氫；⑦制水煤氣；⑧制鹽酸；⑨制電石。則制氯乙烯的正確操作順序是()答案C解析制取氯乙烯最好的途徑是由乙炔和HCl發(fā)生加成反應(yīng)。因此需要制取乙炔和HCl，而制取HCl又需制取Cl2和H2，需要應(yīng)用反應(yīng)③；制乙炔需制CaC2，可利用生石灰和C(碳)反應(yīng)制取CaC2。因此可知正確的操作為C項(xiàng)。[經(jīng)典基礎(chǔ)題]題組1有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)和選擇1．有機(jī)合成的三個(gè)步驟的正確的順序?yàn)?)①對(duì)不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選②由目標(biāo)分子逆推原料分子并設(shè)計(jì)合成路線③觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)A．①②③ B．③②①C．②③① D．②①③答案B解析進(jìn)行有機(jī)合成時(shí)，先確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)，再設(shè)計(jì)出不同的合成路線，最后對(duì)不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選。2．以氯乙烷為原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的過(guò)程中，要依次經(jīng)過(guò)下列步驟中的()①與NaOH的水溶液共熱②與NaOH的醇溶液共熱③與濃硫酸共熱到170℃④在催化劑存在情況下與氯氣加成⑤在Cu或Ag存在的情況下與氧氣共熱⑥與新制的Cu(OH)2懸濁液共熱A．①③④②⑥ B．①③④②⑤C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤答案C解析采取逆向分析可知，乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二鹵代烴→乙烯→氯乙烷。然后再逐一分析反應(yīng)發(fā)生的條件，可知C項(xiàng)設(shè)計(jì)合理。3．下圖中a、b、c、d、e、f是6種有機(jī)物，其中a是烴類，其余是烴的衍生物，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．若a的相對(duì)分子質(zhì)量是42，則d是乙醛B．若d的相對(duì)分子質(zhì)量是44，則a是乙炔C．若a為苯乙烯(C6H5—CH=CH2)，則f的分子式是C16H32O2D．若a為單烯烴，則d與f的實(shí)驗(yàn)式一定相同答案D解析a為烴，能與HBr在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)，則b為溴代烴，溴代烴在NaOH溶液中水解，可得醇，醇經(jīng)催化氧化得醛或者酮，即d為醛或者酮，又由d能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，故d為醛，e為羧酸，f為酯。設(shè)a的分子式為CnHm，若a的相對(duì)分子質(zhì)量是42，則a為丙烯，d為丙醛；若醛d的相對(duì)分子質(zhì)量是44，則d應(yīng)為乙醛C2H4O，a必為乙烯；若a為苯乙烯(C6H5—CH=CH2)，此時(shí)b只能為C6H5—CH2—CH2Br(因?yàn)閎水解后可氧化為醛)，故f為苯乙酸與苯乙醇形成的酯，其分子式應(yīng)為C16H16O2；a為單烯烴，d為同碳原子數(shù)的醛，f是e與c形成的酯，且c、d、e含有相同的碳原子數(shù)，故d、f二者實(shí)驗(yàn)式均為CnH2nO。4．分析下列合成路線：則B物質(zhì)應(yīng)為下列物質(zhì)中的()答案D解析結(jié)合產(chǎn)物特點(diǎn)分析：A為1,4-加成產(chǎn)物經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)生成—COOH由—CH2OH氧化而來(lái)，為防止雙鍵被氧化，需保護(hù)雙鍵，先加成再氧化，因此B為HOCH2—CH=CH—CH2OH，C為最后消去HCl得到碳碳雙鍵。5．把有機(jī)物氧化為所用氧化劑最合理的是()A．氧氣 B．酸性高錳酸鉀C．銀氨溶液 D．溴水答案C解析銀氨溶液是弱氧化劑，不會(huì)破壞碳碳雙鍵。6．已知實(shí)驗(yàn)室以乙醇為原料來(lái)制備乙酸乙酯時(shí)，經(jīng)歷了下面三步反應(yīng)，已知反應(yīng)①、反應(yīng)②、反應(yīng)③的轉(zhuǎn)化率分別為a、b、c。則由乙醇制乙酸乙酯時(shí)總的轉(zhuǎn)化率為()A.eq\f(abc,1＋ab) B．a(chǎn)bcC.eq\f(2abc,1＋ab) D．2abc答案C解析設(shè)有xmol乙醇，則可生成xamol乙醛，進(jìn)而產(chǎn)生xabmol乙酸，另取xabmol乙醇與xabmol乙酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酯。同時(shí)xabmol乙酸中有xabcmol乙醇轉(zhuǎn)化。故當(dāng)有(x＋xab)mol乙醇的經(jīng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯時(shí)，共有2xabcmol乙醇發(fā)生了轉(zhuǎn)化，所以乙醇轉(zhuǎn)化率為：eq\f(2xabc,x＋xab)＝eq\f(2abc,1＋ab)。7．以溴乙烷為原料制取1,2-二溴乙烷，下列轉(zhuǎn)化方案中最合理的是()A．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5())CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸、170℃),\s\do5())CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5())CH2BrCH2BrB．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5())CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\do5(△))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr),\s\do5())CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5())CH2BrCH2BrD．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\do5(△))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5())CH2BrCH2Br答案D解析在有機(jī)物的制備反應(yīng)中，應(yīng)盡量選擇步驟少、產(chǎn)率高、副反應(yīng)少的合成路線。對(duì)此題而言，選擇加成反應(yīng)比取代反應(yīng)要好得多，而使用加成反應(yīng)，必須先發(fā)生消去反應(yīng)生成不飽和烴，顯然D的步驟較少，最后產(chǎn)率也較高。題組2有機(jī)合成中的綠色化學(xué)思想8．綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗璁a(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。以下反應(yīng)均可在一定條件下進(jìn)行，其符合綠色化學(xué)原理的是()①乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷()：2CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up7(Ag))②乙烷與氯氣制備氯乙烷③乙醇與濃硫酸共熱制取乙烯④乙烯在一定條件下制備聚乙烯A．①②B．②③C．③④D．①④答案D解析以“原料分子中原子全部轉(zhuǎn)變?yōu)樗璁a(chǎn)物”為解題依據(jù)進(jìn)行分析，乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，生成產(chǎn)物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等和氯化氫，原子不能全部轉(zhuǎn)化為一種產(chǎn)物，不符合題意要求；乙醇在濃硫酸作用下生成乙烯、水及其他副產(chǎn)物，也不符合要求；而①、④中反應(yīng)物的原子可以完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，符合要求。9．在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀況是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%，在用1-丙炔(CH3C≡CH)合成CH2=C(CH3)COOCH3的過(guò)程中，欲使原子利用率達(dá)到最高，還需要的其他反應(yīng)物有()A．CO和CH3OH B．CO2和H2OC．CO2和H2 D．CH3OH和H2答案A解析將目標(biāo)產(chǎn)物可以分解為三部分，即“—OCH3”，將三部分與提供的原料相對(duì)照，顯然除1-丙炔外，還需要CO和CH3OH。[能力提升題]10．乙酰水楊酸，又名鄰乙酰氧基苯甲酸，是阿司匹林的主要成分，為白色晶體或粉末，略有酸味，易溶于乙醇等有機(jī)溶劑，微溶于水，是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥。下面是某化學(xué)小組利用逆推法設(shè)計(jì)乙酰水楊酸合成路線的過(guò)程。(1)查閱資料：通過(guò)查閱資料得知，以水楊酸為原料合成乙酰水楊酸的反應(yīng)為：由苯酚制備水楊酸的途徑：(2)實(shí)際合成路線的設(shè)計(jì)：①觀察目標(biāo)分子——乙酰水楊酸的結(jié)構(gòu)乙酰水楊酸分子中有2種典型的官能團(tuán)，即________、________(填名稱)。②由目標(biāo)分子逆推原料分子并設(shè)計(jì)合成路線首先，考慮酯基的引入：由水楊酸與乙酸酐反應(yīng)引入酯基，然后分別考慮水楊酸和乙酸酐的合成路線。其中，乙酸酐的合成路線為_(kāi)_______。根據(jù)題給信息和以前所學(xué)知識(shí)，水楊酸可以有以下幾種不同的合成路線：(3)優(yōu)選水楊酸的合成路線：以上兩種合成路線中較合理的是________，理由是________________________________________________________________________。答案(2)①羧基酯基②CH2=CH2→CH3CHO→CH3COOH→(3)途徑1因?yàn)橥緩?原料易得，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而途徑2過(guò)程復(fù)雜解析通過(guò)觀察，乙酰水楊酸分子中有2個(gè)典型的官能團(tuán)，即羧基、酯基。根據(jù)所學(xué)知識(shí)逆推，乙酸酐可由乙酸合成，乙酸可由乙醛氧化得到，乙醛可由乙烯氧化得到，而乙烯是一種基本的原料。因此乙酸酐的合成路線為：CH2=CH2→CH3CHO→CH3COOH→。水楊酸的2種合成路線中：鄰甲基苯酚上的甲基氧化為羧基時(shí)，所用的氧化劑(如酸性高錳酸鉀溶液)還會(huì)將酚羥基氧化。需要在氧化甲基前將酚羥基轉(zhuǎn)化為不能被氧化劑氧化的基團(tuán)，在氧化甲基后再把酚羥基還原出來(lái)。由于此過(guò)程較為復(fù)雜，因此一般不采用此合成路線合成水楊酸。在工業(yè)上常由苯酚出發(fā)，采用由干燥苯酚鈉與二氧化碳在加溫、加壓下生成鄰羥基苯甲酸鈉，鄰羥基苯甲酸鈉酸化得到水楊酸，進(jìn)而合成乙酰水楊酸的合成方法。這種合成水楊酸的方法原料易得，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。11．苯乙酸乙酯是一種常見(jiàn)的合成香料。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的方案以苯甲醛和乙醇為原料合成苯乙酸乙酯(用合成路線流程圖表示，并注明反應(yīng)條件)。苯乙酸乙酯提示：①R—Br＋NaCN→R—CN＋NaBr；②合成過(guò)程中無(wú)機(jī)試劑任選；③合成路線流程圖示例如下：12．以石油裂解氣為原料，通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)可得到一種重要的化工產(chǎn)品增塑劑G，如圖。請(qǐng)完成下列各題：(1)寫(xiě)出反應(yīng)類型：反應(yīng)①________________，反應(yīng)④________________。(2)寫(xiě)出反應(yīng)條件：反應(yīng)③________________，反應(yīng)⑥________________。(3)反應(yīng)②③的目的是________________。(4)寫(xiě)出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：_________