专题08 有机化合物的合成（八大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（鲁科版2019选择性必修3）

专题08 有机化合物的合成 题型01 碳骨架的构建 题型02 官能团的引入与转化 题型03 官能团的保护 题型04 合成路线的设计 题型05 有机合成的应用 题型06 常见碳骨架的成环反应 题型07 常见碳骨架的开环反应 题型08 有机推断 题型01 碳骨架的构建 知识积累 1．碳链的增长 （1）卤代烃的取代反应 ①溴乙烷与氰化钠的反应：CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。 ②溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 （2）醛、酮的加成反应 ①丙酮与HCN的反应：＋HCN。 ②乙醛与HCN的反应：CH3CHO＋HCN。 ③羟醛缩合(以乙醛为例)：CH3CHO＋CH3CHO。 2．碳链的缩短 （1）与酸性KMnO4溶液的氧化反应 ①烯烃、炔烃的反应 如CH3COOH＋。 ②苯的同系物的反应 如。 （2）脱羧反应 无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。 【典例1】卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是 A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B． C． D．CH3CH2CH2CH2Br 【变式1-1】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： 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羟基醛有(    ) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【变式1-2】已知。下列物质中，在O3和Zn/H2O的作用下能生成的是（    ） A．CH3—CH2—CH=CH—CH3 B．CH2=CH2 C． D． 【变式1-3】共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1，3-丁二烯)与含碳碳双键或碳碳三键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德反应，得到环加成产物，构建了环状碳骨架，例如：+，下列说法不正确的是 A．与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物为 B．与发生第尔斯-阿尔德反应的产物只有一种 C．合成的原料可能为和 D．环己烷不可能由第尔斯-阿尔德反应一步合成 题型02 官能团的引入与转化 知识积累 1．各类官能团的引入方法 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成； ③醇与氢卤酸(HX)的取代 羟基 ①烯烃与水的加成； ②醛、酮与氢气的加成； ③卤代烃在碱性条件下的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃不完全加成； ③烷烃的裂化 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX3； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 2．官能团的消除 （1）通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)。 （2）通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。 （3）通过加成或氧化反应消除醛基。 （4）通过水解反应消除酯基、肽键、碳卤键。 【典例2】某有机物G的合成路线如下，下列说法不正确的是 A．有机物B中有4种等效氢原子 B．反应A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化 C．反应A→B和B→D发生的都是取代反应 D．G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同 【变式2-1】生活因有机而多姿多彩，化合物M是合成镇静类药物氯硝西泮(N)的关键前体，制取N的部分流程如下。 下列说法错误的是 A．从M到Q的反应为取代反应 B．P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”的目的是防止氨基被氧化 C．Q分子中所有原子可能在同一平面 D．1molN最多可与3molNaOH反应 【变式2-2】药物e具有抗癌抑菌功效，其合成路线如下。 下列说法不正确的是 A．NaBH4具有还原性是因为H为-1价 B．有机物b分子中含有5个手性碳原子 C．反应①和③是为了保护醛基 D．药物e分子中含有4个六元环 【变式2-3】由苯合成N的路线如图所示： 已知：①—R(烷基)为邻位、对位定位基，-NO2为间位定位基，在苯环上引入相应基团所需试剂和条件如下表所示： 序号 所需试剂 条件 引入的基团 Ⅰ CH3Cl AlCl3、加热 -CH3 Ⅱ 浓HNO3 浓H2SO4、加热 -NO2 ②易被氧化。下列有关说法错误的是 A．M→N的反应类型为还原反应 B．最后两步反应顺序不能互换 C．试剂1为CH3Cl，条件1是AlCl3、加热 D．若第一步和第二步互调，则最终产物可能含有 题型03 官能团的保护 知识积累 官能团的保护 （1）碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CH==CH—COOH。 （2）酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 。 （3）醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ①。 ②。 （4）氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 。 （5）醇羟基、羧基可以成酯保护。 【典例3】对于如图所示有机物，要引入羟基(－OH)，可能的方法有哪些（      ） ①加成      ②溴原子的水解       ③还原       ④酯基的水解 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③④ 【变式3-1】是一种有机烯醚，可由链烃A(分子式为C4H6)通过如图路线制得，则下列说法正确的是 A．A的结构简式是CH2=CHCH2CH3 B．B中含有的官能团只有溴原子 C．C在Cu或Ag做催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛 D．①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应 【变式3-2】由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次发生的反应类型和反应条件都正确的是 选项 反应类型 反应条件 A 加成、取代、消去 KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温 B 消去、加成、取代 NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热 C 氧化、取代、消去 加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热 D 消去、加成、取代 NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】是合成高分子材料中的软化剂和增塑剂，其合成路线如下(部分反应条件省略)： 下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中与过程Ⅲ中存在相同类型的反应 B．过程Ⅰ中的中间产物为 C．过程Ⅱ可产生与互为同分异构体的副产物 D．可以使用酸性检验是否完全转化为 题型04 合成路线的设计 知识积累 1．基本流程 2．合成路线的核心 构建目标化合物的碳骨架和引入必需的官能团。 3．合成路线的推断方法 （1）正推法 ①路线：某种原料分子目标分子。 ②过程：首先比较原料分子和目标化合物分子结构上的异同，包括官能团和碳骨架两个方面；然后，设计由原料分子转向目标化合物分子的合成路线。 （2）逆推法 ①路线：目标分子原料分子。 ②过程：在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。 【典例4】用于制造隐形眼镜的功能高分子材料F的合成路线如下： 下列说法错误的是 A．A、D均可以发生加成、氧化、还原、聚合等反应 B．聚合物F属于可降解高分子材料，且具有良好的亲水性 C．B发生消去反应的某种有机产物可作为制备导电高分子材料的单体 D．以A为原料制备C的另一条途径也分两步，且每一步的原料利用率均可达100% 【变式4-1】化合物C是合成治疗迟发性运动障碍药物的中间体，其合成路线如下，下列说法正确的是 A．A是苯酚的同系物 B．1mol C最多与2mol NaOH反应 C．B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有2个手性碳原子 D．B→C“经两步”反应分别是还原反应和取代反应 【变式4-2】制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．试剂a为NaOH水溶液 B．Y易溶于水 C．Z的结构简式可能为 D．M分子中有2种官能团 【变式4-3】在一次有机化学课堂小组讨论中，某同学设计了下列合成路线，你认为不可行的是 A．用氯苯合成环己烯： B．用甲苯合成苯甲醇： C．用乙烯合成乙酸： D．用乙烯合成乙二醇：CH3CH3ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH 题型05 有机合成的应用 知识积累 1．有机合成用于制造药物、合成材料（如塑料、纤维、橡胶）、农药、染料等，在医药、农业、材料科学和日常生活中有广泛应用。 2．有机合成是化学的重要分支，通过设计合成新物质或改进现有物质。 （1）生活方面，合成药物如抗生素治病救人；合成纤维（如尼龙、涤纶）用于服装；塑料制品广泛应用于日常用品。 （2）生产方面，农药提高农业产量，合成橡胶用于制造轮胎等工业产品，染料用于纺织业。此外，如液晶材料、新型电池组件等高科技产品也依赖于有机合成技术，因此其在现代社会的多个领域发挥核心作用。 【典例5】以丙烯腈为原料合成高分子树脂X的合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A．丙烯腈分子存在顺反异构 B．甲分子中的碳原子均为杂化 C．反应①属于加成反应 D．高分子X水解可得到乙 【变式5-1】阿斯巴甜是市场上主流甜味剂之一，以下是以天门冬氨酸为原料合成阿斯巴甜的路线。 下列说法不正确的是 A．天门冬氨酸难溶于乙醇、乙醚 B．①④的目的是为了保护氨基 C．反应过程中包含了取代反应、消去反应 D．相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应，消耗与的物质的量之比为 【变式5-2】高分子材料亚克力(PMMA)的合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．丙酮分子中最多6个原子共平面 B．X的结构简式为 C．试剂a为NaOH乙醇溶液 D．1 mol PMMA与足量NaOH溶液反应，最多可消耗n mol NaOH 【变式5-3】医用胶(α-氰基丙烯酸甲酯)可在外科手术中代替缝合线，可以和人体蛋白质快速结合。医用胶固化的机理如下： 链引发： 链增长： 链终止： 下列说法错误的是 A．水作医用胶固化的引发剂 B．医用胶分子内的碳碳双键在氰基、酯基影响下出现极性变化 C．医用胶固化过程有水分子生成，属于缩聚反应 D．人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合 题型06 常见碳骨架的成环反应 知识积累 成环反应 （1）二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。 （2）羟基酸酯化成环，如：＋H2O。 （3）氨基酸成环，如：H2NCH2CH2COOH―→＋H2O。 （4）二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O。 （5）二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋。 【典例6】抗肿瘤药物盐酸苯达莫司汀的合成工艺中截取其中一部分如图所示，已知该转化过程中化合物a需经过两步反应才可成环。下列叙述错误的是 A．化合物a的分子式为 B．化合物a中的含氧官能团有硝基、酮羰基、羧基 C．化合物a生成化合物b发生的两步反应为加成反应和消去反应 D．化合物b与足量加成后的产物中含有4个手性碳原子 【变式6-1】已知，一定条件下有机物可以发生类似  的成环反应：我国自主研发了对二甲苯绿色合成项目，合成过程如图。所示下列说法错误的是 A．异戊二烯最多有11个原子共平面 B．可用溴水鉴别M和对二甲苯 C．该反应的副产物可能有间二甲苯 D．对二甲苯有3种一氯代物 【变式6-2】抗生素克拉维酸具有抗菌消炎的功效，其结构简式如下。下列关于克拉维酸的说法不正确的是 A．存在顺反异构 B．最多能与2mol NaOH反应 C．克拉维酸可以脱水成环 D．一定条件下克拉维酸能被氧化生成醛类化合物 【变式6-3】大环配体在生物医学领域有广泛应用。金属离子可将一组配体组装在一起，配体之间接着发生反应形成“大环配体”，大环配体是含有多个电子给予体原子的环状分子，合成环状分子的过程称之为模块效应。模块效应可以用来制备众多不同孔径的大环配体，若没有金属离子，产物将会是难以明确表示的混合物。大环配体形成原理如下图所示，下列说法错误的是 A．在反应中有控制成环大小的作用 B．上述反应的原子利用率为100% C．模块效应主要发生了加成反应和消去反应 D．大环配体可根据金属离子的半径大小对金属离子进行有效分离 题型07 常见碳骨架的开环反应 知识积累 1．环烯烃的氧化反应 环烯烃可被酸性KMnO4或臭氧氧化而开环，主要有以下两种情况： 2．环氧烷烃的加成反应 在一定条件下，环氧乙烷可与H2、H2O、HBr等小分子发生类似加成的开环反应。 3．环烷烃的开环反应 小环烷烃在催化剂的作用和加热条件下与H2、X2、HX等小分子发生类似加成的开环反应。 【典例7】氧杂环丁基叠氮聚合物制备反应原理如图： 下列说法错误的是 A．反应①属于开环聚合反应 B．反应①的催化剂中含有配位键 C．可用红外光谱仪检测叠氮聚合物的生成 D．生成1mol叠氮聚合物需要消耗2molNaN3 【变式7-1】环丙烷、环丁烷在催化剂的作用和加热条件下都能与氢气发生开环反应，如：。下列说法正确的是 A．甲基环丙烷()与发生开环反应，可能生成的产物有3种 B．A是的同系物且相对分子质量比环丁烷多的同分异构体有5种(不考虑立体异构) C．1mol完全开环至少需要 D．标况下，22.4L所含有σ键的数目为3NA 【变式7-2】我国最新合成出一种聚醚酯(PM)新型材料，可实现“单体-聚合物-单体”的闭合循环，推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下： 下列说法错误的是 A．M分子中含有2个手性碳原子 B．M在酸性条件下水解开环得到 C．PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团 D．合成1mol PM，理论上需要n mol M和n mol苯甲醇 【变式7-3】欲用下图所示反应实现固定及再利用，下列叙述正确的是 A．M与甲醚互为同分异构体 B．M可以发生开环加成反应 C．N分子中含有醛基和酯基 D．N可以发生开环聚合反应 题型08 有机推断 知识积累 根据转化关系进行有机推断： 【典例8】盐酸普拉克索是多巴胺D2/D3受体完全激动剂。对多巴胺神经有较好的保护作用，是治疗早期帕金森症的最佳选择，其关键中间体的合成路线如下： 已知：①++R3OH ②+ 回答下列问题： (1)A可以和NaHCO3溶液反应，核磁共振氢谱显示两组峰，且峰面积比为1：2，A的名称为 ，A→B的反应类型为 。 (2)C中含有六元环，B→C反应的化学方程式为 。 (3)D中官能团的名称为 。 (4)试剂a的结构简式为 ，作用为 。 (5)由E→F经加成反应、消去反应两步完成，则试剂b的结构简式为 。 (6)满足下列条件的D的同分异构体有 种(考虑立体异构)。 i．可以发生银镜反应 ii．核磁共振氢谱显示两组峰，峰面积比为1：3 【变式8-1】利用丝氨酸合成天冬氨酸酶转移抑制剂（K）的合成路线如下。（不考虑立体异构） 已知：i．Boc为保护基团，结构简式为﹔Et为乙基；Ph为苯基。 ⅱ．。 回答下列问题： (1)B中的含氧官能团名称为 。 (2)从结构角度分析，碱性比更强的原因是 ；结合平衡移动原理分析，B→C加入的作用为 。 (3)C→D的化学方程式为 。 (4)D→E的反应类型为 。 (5)H的结构简式为 。 (6)H→I经历脱HBr、加成反应和消去反应三步，则加成反应时中与羰基氧结合的原子是 。 (7)K的一种同分异构体符合以下条件，其结构简式为 。 ①含有一个六元环 ②无法与Na反应产生 ③能与羧酸反应生成酰胺 ④核磁共振氢谱峰面积之比为3：2：1 【变式8-2】Tepotinib是一种治疗肺癌的药物，其合成路线如下： 已知：。 (1)A中官能团名称是 ，F→G的反应类型是 。 (2)E的分子式为，其结构简式为 。 (3)Ⅰ的结构简式为 。 (4)B在硫酸溶液中加热反应的化学方程式为 。 (5)W是A的同分异构体，符合下列条件的W的结构有 种(不考虑立体异构)。 ①苯环与—CN相连；②能发生银镜反应。 (6)J可通过如下路线合成，K→L的化学方程式为 ，N的结构简式为 。 【变式8-3】心血管药物沙库巴曲(Sacubitril)的某种合成路线如下： 已知：①—Boc代表叔丁氧羰基[]；②；③。 请回答： (1)B的化学名称是 。 (2)C的结构简式是 。 (3)D中官能团的名称为 。 (4)反应⑤中，理论上消耗物质与的物质的量之比为，且产物能发生银镜反应，请写出该反应的化学方程式： 。 (5)C的同分异构体中，满足下列条件的有 种。 A．含有结构，但没有醚键 B．含有6种不同化学环境的氢原子 (6)反应⑥中，合成沙库巴曲的最后一步如下： 已知该反应的原子利用率为分子的核磁共振氢谱图中只有一组峰，则的结构简式为 。 (7)沙库巴曲常温下为油状物，将其制成钙盐便于贮存和运输，从物质结构角度分析原因是 。 (8)写出以苯和环氧乙烷为原料合成苯乙醛的路线图 (无机试剂任选，合成路线流程示意见题干)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 有机化合物的合成 题型01 碳骨架的构建 题型02 官能团的引入与转化 题型03 官能团的保护 题型04 合成路线的设计 题型05 有机合成的应用 题型06 常见碳骨架的成环反应 题型07 常见碳骨架的开环反应 题型08 有机推断 题型01 碳骨架的构建 知识积累 1．碳链的增长 （1）卤代烃的取代反应 ①溴乙烷与氰化钠的反应：CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。 ②溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 （2）醛、酮的加成反应 ①丙酮与HCN的反应：＋HCN。 ②乙醛与HCN的反应：CH3CHO＋HCN。 ③羟醛缩合(以乙醛为例)：CH3CHO＋CH3CHO。 2．碳链的缩短 （1）与酸性KMnO4溶液的氧化反应 ①烯烃、炔烃的反应 如CH3COOH＋。 ②苯的同系物的反应 如。 （2）脱羧反应 无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。 【典例1】卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是 A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B． C． D．CH3CH2CH2CH2Br 【答案】A 【分析】根据题目信息：2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr，可知反应的原理为：碳溴键发生断裂，溴原子与钠形成溴化钠，与溴原子相连的碳相连形成新的碳碳键，若形成环状结构，分子中一定含有两个溴原子，据此完成解答。 【详解】A．CH2BrCH2CH2CH2CH2Br分子中含有两个溴原子，与钠发生反应可以生成环戊烷和NaBr，A符合题意； B．和钠以1：2反应生成1，4-二乙基环丁烷，B不符合题意； C．分子中含有3个溴原子，不能和钠反应生成环丁烷，C不符合题意； D．CH3CH2CH2CH2Br与金属钠反应后生成的是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3，D不符合题意； 故合理选项是A。 【变式1-1】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： 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羟基醛有(    ) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】C 【详解】由信息可知，醛基的邻位氢能与另一醛上的醛基发生加成反应，发生加成反应的醛可以是同种醛、也可以是不同种醛，则乙醛与丙醛在NaOH溶液中可以发生同种醛的加成(乙醛与乙醛、丙醛与丙醛)有2种；也可以发生不同种醛的加成，其一是乙醛的醛基与丙醛醛基的邻位氢发生的加成，其一是丙醛的醛基与乙醛醛基的邻位氢发生的加成；综上所述，共4种，C项正确； 答案选C。 【变式1-2】已知。下列物质中，在O3和Zn/H2O的作用下能生成的是（    ） A．CH3—CH2—CH=CH—CH3 B．CH2=CH2 C． D． 【答案】A 【分析】由已知反应可知，在O3和Zn/H2O的作用下，碳碳双键断开，端碳生成醛基，中间的碳生成羰基。 【详解】A. CH3—CH2—CH=CH—CH3，在O3和Zn/H2O的作用下，碳碳双键断开，生成乙醛和丙醛，能生成，A符合题意； B. CH2=CH2，在O3和Zn/H2O的作用下，碳碳双键断开，生成两分子的甲醛，不能生成乙醛，B不符合题意； C. ，在O3和Zn/H2O的作用下，碳碳双键断开，生成甲醛和，不能生成乙醛，C不符合题意； D. ，在O3和Zn/H2O的作用下，碳碳双键断开，生成和，不能生成乙醛，D不符合题意； 答案为A。 【变式1-3】共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1，3-丁二烯)与含碳碳双键或碳碳三键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德反应，得到环加成产物，构建了环状碳骨架，例如：+，下列说法不正确的是 A．与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物为 B．与发生第尔斯-阿尔德反应的产物只有一种 C．合成的原料可能为和 D．环己烷不可能由第尔斯-阿尔德反应一步合成 【答案】B 【详解】 A．根据题干所给信息，+，则与乙烯发生第尔斯-阿尔德反应的产物为，A正确； B．和均为不对称分子，二者发生第尔斯-阿尔德反应应有和两种产物，B错误； C．和发生第尔斯-阿尔德反应可以得到，C正确； D．由题干所给信息，共轭二烯烃发生第尔斯-阿尔德反应有新的双键生成，环己烷中无碳碳双键，环己烷不可能由第尔斯-阿尔德反应一步合成，D正确； 故选B。 题型02 官能团的引入与转化 知识积累 1．各类官能团的引入方法 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成； ③醇与氢卤酸(HX)的取代 羟基 ①烯烃与水的加成； ②醛、酮与氢气的加成； ③卤代烃在碱性条件下的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃不完全加成； ③烷烃的裂化 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX3； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 2．官能团的消除 （1）通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)。 （2）通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。 （3）通过加成或氧化反应消除醛基。 （4）通过水解反应消除酯基、肽键、碳卤键。 【典例2】某有机物G的合成路线如下，下列说法不正确的是 A．有机物B中有4种等效氢原子 B．反应A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化 C．反应A→B和B→D发生的都是取代反应 D．G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同 【答案】C 【详解】 A．有机物中有4种等效氢原子，故A正确； B．由整个流程可知， A中酚羟基和(CH3)2SO4发生取代反应生成B，B发生氧化反应生成C，C和被KI在酸性条件下反应又得到酚羟基，可知A→B和D→E的目的是保护酚羟基不被氧化，故B正确； C．反应A→B发生的是取代反应，B→D发生的是氧化反应，故C错误； D．G在酸性条件下水解生成对羟基苯甲酸和乙醇，碱性条件下水解生成对羟基苯甲酸盐和乙醇，G在酸性或碱性条件下易水解且产物不相同，故D正确； 选C。 【变式2-1】生活因有机而多姿多彩，化合物M是合成镇静类药物氯硝西泮(N)的关键前体，制取N的部分流程如下。 下列说法错误的是 A．从M到Q的反应为取代反应 B．P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”的目的是防止氨基被氧化 C．Q分子中所有原子可能在同一平面 D．1molN最多可与3molNaOH反应 【答案】C 【详解】 A．由图可知，M到Q发生的反应为与发生取代反应生成和氯化氢，故A正确； B．P分子中的氨基具有还原性，与浓硝酸和浓硫酸的混酸发生硝化反应时易被氧化，所以P→M引入硝基时需要“一系列反应Ⅰ”防止氨基被氧化，故B正确； C．由结构简式可知，Q分子中氨基氮原子的杂化方式为sp3杂化，—NH2和与该氮直接相连的碳原子的空间构型为三角锥形，则Q分子中所有原子不可能在同一平面，故C错误； D．由结构简式可知，N分子中含有的酰胺基和碳氯键能与氢氧化钠溶液反应，其中1mol碳氯键消耗2mol氢氧化钠，所以1molN最多可与3mol氢氧化钠反应，故D正确； 故选C。 【变式2-2】药物e具有抗癌抑菌功效，其合成路线如下。 下列说法不正确的是 A．NaBH4具有还原性是因为H为-1价 B．有机物b分子中含有5个手性碳原子 C．反应①和③是为了保护醛基 D．药物e分子中含有4个六元环 【答案】B 【分析】 a与乙二醇发生加成后再脱水生成b，b中氰基NaBH4还原为氨基生成c，d脱水后生成e，e为。 【详解】A．NaBH4中H为-1价，因此具有强还原性，A正确； B．连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子，用“*”标记处手性碳原子，有，有机物b分子中含有4个手性碳原子，B错误； C．a到b反应过程中是为了保护醛基不被NaBH4还原，则反应①的目的是保护醛基不被还原，而反应③是为了脱去对醛基的保护，C正确； D．e为，含有4个六元环，D正确； 故选B。 【变式2-3】由苯合成N的路线如图所示： 已知：①—R(烷基)为邻位、对位定位基，-NO2为间位定位基，在苯环上引入相应基团所需试剂和条件如下表所示： 序号 所需试剂 条件 引入的基团 Ⅰ CH3Cl AlCl3、加热 -CH3 Ⅱ 浓HNO3 浓H2SO4、加热 -NO2 ②易被氧化。下列有关说法错误的是 A．M→N的反应类型为还原反应 B．最后两步反应顺序不能互换 C．试剂1为CH3Cl，条件1是AlCl3、加热 D．若第一步和第二步互调，则最终产物可能含有 【答案】C 【详解】A．由题干转化关系信息可知，M→N即硝基转化为氨基，故该反应的反应类型为还原反应，A正确； B．由题干信息②可知，易被氧化，故最后两步反应顺序不能互换，B正确； C．由已知信息①—R(烷基)为邻位、对位定位基，-NO2为间位定位基，则合成过程中应该先引入硝基，然后再硝基的间位上引入两个-CH3，故试剂1为浓HNO3，条件1是浓H2SO4、加热，C错误； D．由题干转化信息可知，若第一步和第二步互调，即先在苯环上引入甲基，甲苯与浓硝酸、浓硫酸加热反应时将得到2，4，6-三硝基甲苯，则最终产物可能含有，D正确； 故答案为：C。 题型03 官能团的保护 知识积累 官能团的保护 （1）碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CH==CH—COOH。 （2）酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 。 （3）醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ①。 ②。 （4）氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 。 （5）醇羟基、羧基可以成酯保护。 【典例3】对于如图所示有机物，要引入羟基(－OH)，可能的方法有哪些（      ） ①加成      ②溴原子的水解       ③还原       ④酯基的水解 A．①② B．②③ C．①③ D．①②③④ 【答案】D 【详解】①所给有机物分子中含有碳碳双键，可以和水发生加成反应引入羟基，故①正确； ②所给有机物分子中含有溴原子，可以发生水解反应引入羟基，故②正确； ③所给有机物分子中含有醛基，可被氢气还原引入羟基，故③正确； ④所给有机物分子中含有酯基，可发生水解反应引入羟基，故④正确； 故选D。 【变式3-1】是一种有机烯醚，可由链烃A(分子式为C4H6)通过如图路线制得，则下列说法正确的是 A．A的结构简式是CH2=CHCH2CH3 B．B中含有的官能团只有溴原子 C．C在Cu或Ag做催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛 D．①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应 【答案】C 【分析】C发生取代反应生成，则C为HOCH2CH＝CHCH2OH；B发生水解反应生成C，则B为BrCH2CH＝CHCH2Br，A和溴发生加成反应生成B，则 A为CH2＝CHCH＝CH2，据此回答。 【详解】A．据分析，A的结构简式为CH2＝CHCH＝CH2，故A错误； B．B结构简式为BrCH2CH＝CHCH2Br，B中含有的官能团是碳碳双键和溴原子，故B错误； C．C为HOCH2CH＝CHCH2OH，连接醇羟基的碳原子上含有2个H原子，所以C能被催化氧化生成醛，故C正确； D．二烯烃和溴发生1,4加成反应、卤代烃发生水解反应或取代反应，醇生成醚的反应为取代反应，所以①②③分别是加成反应、取代反应或水解反应、取代反应，故D错误； 答案选C。 【变式3-2】由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次发生的反应类型和反应条件都正确的是 选项 反应类型 反应条件 A 加成、取代、消去 KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温 B 消去、加成、取代 NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热 C 氧化、取代、消去 加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热 D 消去、加成、取代 NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】逆合成分析：CH3CH(OH)CH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CH2CH2Br，则CH3CH2CH2Br应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2，需要的条件是NaOH的醇溶液、加热，CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br，常温下即可发生反应，CH3CHBrCH2Br发生水解反应(取代反应)可生成CH3CH(OH)CH2OH，需要条件是碱的水溶液、加热。 本题答案B。 【变式3-3】是合成高分子材料中的软化剂和增塑剂，其合成路线如下(部分反应条件省略)： 下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中与过程Ⅲ中存在相同类型的反应 B．过程Ⅰ中的中间产物为 C．过程Ⅱ可产生与互为同分异构体的副产物 D．可以使用酸性检验是否完全转化为 【答案】D 【分析】X中含有碳氧双键，则过程Ⅰ中X发生碳氧双键的加成反应生成Y；Y中含有羟基，则过程Ⅱ在浓硫酸、加热条件下，Y发生消去反应生成Z；Z中含有碳碳双键，则过程Ⅲ中Z与水发生加成反应生成W。 【详解】A．根据分析，过程Ⅰ中与过程Ⅲ中均为加成反应，A正确； B．X中含有碳氧双键，氧原子电负性大，带部分负电荷，当与极性试剂发生加成反应时，带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上，即基团与氧原子相连，因此过程Ⅰ中的中间产物为，B正确； C．根据分析，过程Ⅱ在浓硫酸、加热条件下Y发生消去反应，因此可生成副产物，与互为同分异构体，C正确； D．Z中含有碳碳双键，W中含有羟基，均可以被酸性溶液氧化使其褪色，则无法使用酸性检验是否完全转化为W，D错误； 答案选D。 题型04 合成路线的设计 知识积累 1．基本流程 2．合成路线的核心 构建目标化合物的碳骨架和引入必需的官能团。 3．合成路线的推断方法 （1）正推法 ①路线：某种原料分子目标分子。 ②过程：首先比较原料分子和目标化合物分子结构上的异同，包括官能团和碳骨架两个方面；然后，设计由原料分子转向目标化合物分子的合成路线。 （2）逆推法 ①路线：目标分子原料分子。 ②过程：在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。 【典例4】用于制造隐形眼镜的功能高分子材料F的合成路线如下： 下列说法错误的是 A．A、D均可以发生加成、氧化、还原、聚合等反应 B．聚合物F属于可降解高分子材料，且具有良好的亲水性 C．B发生消去反应的某种有机产物可作为制备导电高分子材料的单体 D．以A为原料制备C的另一条途径也分两步，且每一步的原料利用率均可达100% 【答案】B 【分析】乙烯与氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷（CH2ClCH2Cl），1,2-二氯乙烷发生水解反应生成乙二醇（CH2OHCH2OH），乙二醇与发生酯化反应生成E（），E发生加聚反应生成F，据此分析答题。 【详解】A．A、D中均含有碳碳双键，可以和氢气加成(还原反应)，可以被酸性高锰酸钾氧化，可以发生加聚反应，故A、D均可以发生加成、氧化、还原、聚合等反应，A正确； B．由结构简式可知，聚合物F中虽然酯基可以水解，但是水解后得到的物质依然是高分子化合物，不能变成小分子，F属于不可降解高分子材料，B错误； C．由分析可知，B为1,2-二氯乙烷，其可以发生消去反应生成乙炔，可以制备具有导电性的聚乙炔，C正确； D．另一种制备方法为：乙烯催化氧化生成环氧乙烷（银催化剂），CH2=CH2+O2→环氧乙烷，环氧乙烷与水直接水合生成乙二醇，环氧乙烷+H2O→HOCH2CH2OH，每一步的原料利用率均可达100%，D正确； 故选B。 【变式4-1】化合物C是合成治疗迟发性运动障碍药物的中间体，其合成路线如下，下列说法正确的是 A．A是苯酚的同系物 B．1mol C最多与2mol NaOH反应 C．B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有2个手性碳原子 D．B→C“经两步”反应分别是还原反应和取代反应 【答案】D 【详解】A．A中含有羟基、醛基，A不是苯酚的同系物，故A错误； B．酚羟基、肽键都能与氢氧化钠反应，1mol C最多与3mol NaOH反应，故B错误； C．B与足量氢气发生反应后生成的物质中含有3个手性碳原子(*标出)，故C错误； D．B→C“经两步”，反应分别是还原反应和取代反应，故D正确； 选D。 【变式4-2】制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．试剂a为NaOH水溶液 B．Y易溶于水 C．Z的结构简式可能为 D．M分子中有2种官能团 【答案】D 【分析】X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2，可知X为乙烯；C2H4Br2发生水解反应生成Y为HOCH2CH2OH，在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M，结合Q可反推知单体M为，则Z为。 【详解】A．根据分析可知，1,2-二溴乙烷发生水解反应，反应所需试剂为NaOH水溶液，A正确； B．Y为HOCH2CH2OH，含羟基，可与水分子间形成氢键，增大在水中溶解度，易溶于水，B正确； C．根据分析，Z的结构简式可能为，C正确； D．根据分析M为，含有酯基、碳碳双键、羟基3种官能团，D错误； 故选D。 【变式4-3】在一次有机化学课堂小组讨论中，某同学设计了下列合成路线，你认为不可行的是 A．用氯苯合成环己烯： B．用甲苯合成苯甲醇： C．用乙烯合成乙酸： D．用乙烯合成乙二醇：CH3CH3ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH 【答案】D 【详解】A．用氯苯合成环己烯的合成路线为催化剂作用下氯苯能与氢气发生加成反应生成一氯环己烷，一氯环己烷在氢氧化钠的醇溶液中共热发生消去反应生成环己烯，则该同学设计的合成路线可以实现，故A不符合题意； B．用甲苯合成苯甲醇的合成路线为光照条件下甲苯与氯气发生取代反应生成，在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成，则该同学设计的合成路线可以实现，故B不符合题意； C．用乙烯合成乙酸的合成路线为催化剂作用下乙烯与水加热、加压条件下发生加成反应生成乙醇，铜做催化剂作用下乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛，催化剂作用下乙醛氧气共热发生催化氧化反应生成乙酸，则该同学设计的合成路线可以实现，故C不符合题意； D．催化剂作用下乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷，但乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应所得产物有多种，无法控制反应只生成1，2—二氯乙烷，则该同学设计的合成路线不能实现，故D符合题意； 故选D。 题型05 有机合成的应用 知识积累 1．有机合成用于制造药物、合成材料（如塑料、纤维、橡胶）、农药、染料等，在医药、农业、材料科学和日常生活中有广泛应用。 2．有机合成是化学的重要分支，通过设计合成新物质或改进现有物质。 （1）生活方面，合成药物如抗生素治病救人；合成纤维（如尼龙、涤纶）用于服装；塑料制品广泛应用于日常用品。 （2）生产方面，农药提高农业产量，合成橡胶用于制造轮胎等工业产品，染料用于纺织业。此外，如液晶材料、新型电池组件等高科技产品也依赖于有机合成技术，因此其在现代社会的多个领域发挥核心作用。 【典例5】以丙烯腈为原料合成高分子树脂X的合成路线如图所示。 下列说法正确的是 A．丙烯腈分子存在顺反异构 B．甲分子中的碳原子均为杂化 C．反应①属于加成反应 D．高分子X水解可得到乙 【答案】B 【分析】与H2O、H+在加热条件下反应生成的甲为CH2=CHCOOH，由乙的分子式和可知，反应①为2个与HCHO反应生成，CH2=CHCOOH与发生加聚反应生成高分子X。 【详解】 A．丙烯腈分子中有一个双键碳原子连了两个氢原子，不存在顺反异构，故A错误；     B．甲为CH2=CHCOOH，分子中的碳原子均形成双键，均为杂化，故B正确； C．反应①为2个与HCHO反应生成，据反应前后原子守恒可知，还有水生成，不属于加成反应，故C错误；     D．CH2=CHCOOH与发生加聚反应生成高分子X，不是由缩聚反应生成的高分子X，所以X水解不能得到乙，故D错误； 故答案为：B。 【变式5-1】阿斯巴甜是市场上主流甜味剂之一，以下是以天门冬氨酸为原料合成阿斯巴甜的路线。 下列说法不正确的是 A．天门冬氨酸难溶于乙醇、乙醚 B．①④的目的是为了保护氨基 C．反应过程中包含了取代反应、消去反应 D．相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应，消耗与的物质的量之比为 【答案】C 【分析】 根据图知，反应①为取代反应，反应②为羧基间的脱水反应，也属于取代反应，根据反应③前后物质的结构简式结合分子式知，的结构简式为，反应④为取代反应。 【详解】A．常温下，天门冬氨酸微溶于水，难溶于乙醇、乙醚，溶于沸水，故A正确； B．①将氨基转化为酰胺基，④将酰胺基转化为氨基，则①④的目的是为了保护氨基，故B正确； C．都是取代反应，没有消去反应，故C错误； D．相同物质的量的阿斯巴甜分别与盐酸和氢氧化钠充分反应，氨基、酰胺基水解生成的氨基都能与以反应，羧基、酰胺基水解生成的羧基、酯基水解生成的羧基都能与以1：1反应，所以消耗与的物质的量之比为，故D正确； 故选C。 【变式5-2】高分子材料亚克力(PMMA)的合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．丙酮分子中最多6个原子共平面 B．X的结构简式为 C．试剂a为NaOH乙醇溶液 D．1 mol PMMA与足量NaOH溶液反应，最多可消耗n mol NaOH 【答案】C 【分析】 由流程可知，丙酮中羰基经过2步反应转化为X，先与HCN发加成反应生成，再酸化生成X为：，X在试剂a条件下加热转化为Y：CH2=C(CH3)COOH，则X发生的是消去反应，试剂a是浓硫酸，Y与甲醇发生酯化反应生成，碳碳双键发生加聚反应生成PMMA：； 【详解】A．丙酮分子中与羰基直接相连的原子共面，甲基中单键可以旋转，则丙酮分子中最多6个原子共平面，A正确； B．由分析，X的结构简式为，B正确； C．NaOH乙醇溶液是卤代烃消去反应的试剂，故试剂a不为NaOH乙醇溶液，由分析可知，试剂a是浓硫酸，C错误；   D．1 mol PMMA中含有nmol酯基，其与足量NaOH溶液反应，最多可消耗n mol NaOH，D正确； 故选C。 【变式5-3】医用胶(α-氰基丙烯酸甲酯)可在外科手术中代替缝合线，可以和人体蛋白质快速结合。医用胶固化的机理如下： 链引发： 链增长： 链终止： 下列说法错误的是 A．水作医用胶固化的引发剂 B．医用胶分子内的碳碳双键在氰基、酯基影响下出现极性变化 C．医用胶固化过程有水分子生成，属于缩聚反应 D．人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合 【答案】C 【详解】A．从链引发的反应式可以看出，反应是由水分子引发的，所以水作医用胶固化的引发剂，A正确； B．由于氰基和酯基的存在，会对医用胶分子内的碳碳双键的电子云分布产生影响，从而使其出现极性变化，B正确； C．在链的引发时，有2个水分子参与反应，而在链终止时，生成1个水分子，则实际上有1个水分子参与链的引发与终止，不符合缩聚反应中生成高分子的同时有小分子生成的特征，所以反应不属于缩聚反应，C错误； D．医用胶与人体蛋白质快速结合，由于蛋白质分子中含有-NH2、-OH等基团，人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合是合理的，D正确； 故选C。 题型06 常见碳骨架的成环反应 知识积累 成环反应 （1）二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。 （2）羟基酸酯化成环，如：＋H2O。 （3）氨基酸成环，如：H2NCH2CH2COOH―→＋H2O。 （4）二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O。 （5）二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋。 【典例6】抗肿瘤药物盐酸苯达莫司汀的合成工艺中截取其中一部分如图所示，已知该转化过程中化合物a需经过两步反应才可成环。下列叙述错误的是 A．化合物a的分子式为 B．化合物a中的含氧官能团有硝基、酮羰基、羧基 C．化合物a生成化合物b发生的两步反应为加成反应和消去反应 D．化合物b与足量加成后的产物中含有4个手性碳原子 【答案】B 【详解】A．由a的结构简式可知，其分子式为，A正确； B．由a的结构简式可知，化合物a中的含氧官能团有硝基、酰胺基、羧基，B错误； C．由a、b的结构简式可知，a中的酰胺基先和下方N原子上的H原子发生加成反应得到羟基，羟基再发生消去反应生成碳碳双键，则a生成b的过程中发生的两步反应为加成反应和消去反应，C正确； D．化合物b与足量加成后的产物为，手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，中含有4个手性碳原子，位置为，D正确； 故选B。 【变式6-1】已知，一定条件下有机物可以发生类似  的成环反应：我国自主研发了对二甲苯绿色合成项目，合成过程如图。所示下列说法错误的是 A．异戊二烯最多有11个原子共平面 B．可用溴水鉴别M和对二甲苯 C．该反应的副产物可能有间二甲苯 D．对二甲苯有3种一氯代物 【答案】D 【详解】A．与碳碳双键直接相连的原子共平面，由于单键可旋转，甲基上C和一个H共面，因此异戊二烯最多有11个原子共平面，A正确； B．M含有醛基，因发生氧化反应能使溴水褪色，对二甲苯与溴水不反应，能鉴别，B正确； C．丙烯醛的碳碳双键与异戊二烯中含甲基支链的碳碳双键发生加成反应得到，在催化剂作用下生成间二甲苯，C正确； D．对二甲苯有2种氢，其一氯代物有2种，D错误； 故选：D。 【变式6-2】抗生素克拉维酸具有抗菌消炎的功效，其结构简式如下。下列关于克拉维酸的说法不正确的是 A．存在顺反异构 B．最多能与2mol NaOH反应 C．克拉维酸可以脱水成环 D．一定条件下克拉维酸能被氧化生成醛类化合物 【答案】B 【详解】A．分子中碳碳双键两端的碳原子连接两个不同的原子或原子团，所以其存在顺反异构，故A正确；     B．羧基、酰胺基均能与NaOH按物质的量1：1反应，所以1mol该物质最多能与2mol NaOH反应，但题中没有交代克拉维酸具体的物质的量，故B错误； C．克拉维酸中既有羟基又有羧基，可以脱水成环，故C正确； D．克拉维酸中存在-CH2OH，能被催化氧化生成醛基，所以一定条件下克拉维酸能被氧化生成醛类化合物，故D正确； 故答案为：B。 【变式6-3】大环配体在生物医学领域有广泛应用。金属离子可将一组配体组装在一起，配体之间接着发生反应形成“大环配体”，大环配体是含有多个电子给予体原子的环状分子，合成环状分子的过程称之为模块效应。模块效应可以用来制备众多不同孔径的大环配体，若没有金属离子，产物将会是难以明确表示的混合物。大环配体形成原理如下图所示，下列说法错误的是 A．在反应中有控制成环大小的作用 B．上述反应的原子利用率为100% C．模块效应主要发生了加成反应和消去反应 D．大环配体可根据金属离子的半径大小对金属离子进行有效分离 【答案】B 【详解】A．根据题意，可与N形成“大环配体”， 具有模块效应可以用来制备众多不同孔径的大环配体，能控制成环大小，故A正确； B．由原子守恒，生成物中没有O元素，说明上述反应还有其他生成物，则原子利用率不是100%，故B错误； C．模块效应主要发生了氨基与醛基的加成反应得到醇羟基，再发生醇的消去反应得到碳碳双键，故C正确； D．大环配体具有不同孔径，可根据金属离子的半径大小对金属离子进行有效分离，故D正确； 故选B。 题型07 常见碳骨架的开环反应 知识积累 1．环烯烃的氧化反应 环烯烃可被酸性KMnO4或臭氧氧化而开环，主要有以下两种情况： 2．环氧烷烃的加成反应 在一定条件下，环氧乙烷可与H2、H2O、HBr等小分子发生类似加成的开环反应。 3．环烷烃的开环反应 小环烷烃在催化剂的作用和加热条件下与H2、X2、HX等小分子发生类似加成的开环反应。 【典例7】氧杂环丁基叠氮聚合物制备反应原理如图： 下列说法错误的是 A．反应①属于开环聚合反应 B．反应①的催化剂中含有配位键 C．可用红外光谱仪检测叠氮聚合物的生成 D．生成1mol叠氮聚合物需要消耗2molNaN3 【答案】D 【详解】A．根据反应①前后结构简式得到反应①属于开环且生成了高聚物，因此反应属于开环聚合反应，故A正确； B．反应①的催化剂中氧有孤对电子，B提供空轨道，因此催化剂中含有配位键，故B正确； C．可用红外光谱仪检测的大奥分子含有的化学键或官能团信息，因此可用红外光谱仪检测叠氮聚合物的生成，故C正确； D．生成1mol叠氮聚合物需要消耗2n mol NaN3，故D错误。 综上所述，答案为D。 【变式7-1】环丙烷、环丁烷在催化剂的作用和加热条件下都能与氢气发生开环反应，如：。下列说法正确的是 A．甲基环丙烷()与发生开环反应，可能生成的产物有3种 B．A是的同系物且相对分子质量比环丁烷多的同分异构体有5种(不考虑立体异构) C．1mol完全开环至少需要 D．标况下，22.4L所含有σ键的数目为3NA 【答案】C 【详解】 A．甲基环丙烷()与发生开环反应，可能生成的产物有CH2ClCH2CHClCH3、CH2ClCH（CH3）CH2Cl，共2种，A错误； B．A是的同系物且相对分子质量比环丁烷多28，的分子式为C6H12，其同分异构体有1-己烯、2-己烯、3-己烯、2-甲基-1-戊烯、2-甲基-2-戊烯、4-甲基-2-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3-甲基-2-戊烯、2-乙基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2,3-二甲基-2-丁烯等，远超5种，B错误； C． 分子式C4H4，结合烷烃通式，1mol 完全开环生成C4H10，完全开环至少需要，C正确； D．分子式C4H10，标况下，22.4L为1mol，所含有σ键的数目为13NA，D错误； 故选C。 【变式7-2】我国最新合成出一种聚醚酯(PM)新型材料，可实现“单体-聚合物-单体”的闭合循环，推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下： 下列说法错误的是 A．M分子中含有2个手性碳原子 B．M在酸性条件下水解开环得到 C．PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团 D．合成1mol PM，理论上需要n mol M和n mol苯甲醇 【答案】D 【详解】 A．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，M分子中含有2个手性碳原子，位置为，A正确； B．M中含有酯基，在酸性条件下水解开环得到，B正确； C．PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团，C正确； D．由PM的结构简式可知，理论上，合成1mol PM需要消耗n mol M和1mol苯甲醇，D错误； 故选D。 【变式7-3】欲用下图所示反应实现固定及再利用，下列叙述正确的是 A．M与甲醚互为同分异构体 B．M可以发生开环加成反应 C．N分子中含有醛基和酯基 D．N可以发生开环聚合反应 【答案】D 【详解】A．M的分子式为C2H4O，甲醚的结构简式为CH3OCH3，分子式为C2H6O，分子式不同，结构也不同，M与甲醚不互为同分异构体，A错误； B．M分子不含不饱和键，不可以发生开环加成，B错误； C．N分子只含有酯基，不含醛基，C错误； D．N可以发生开环聚合形成高分子化合物，D正确； 故选D。 题型08 有机推断 知识积累 根据转化关系进行有机推断： 【典例8】盐酸普拉克索是多巴胺D2/D3受体完全激动剂。对多巴胺神经有较好的保护作用，是治疗早期帕金森症的最佳选择，其关键中间体的合成路线如下： 已知：①++R3OH ②+ 回答下列问题： (1)A可以和NaHCO3溶液反应，核磁共振氢谱显示两组峰，且峰面积比为1：2，A的名称为 ，A→B的反应类型为 。 (2)C中含有六元环，B→C反应的化学方程式为 。 (3)D中官能团的名称为 。 (4)试剂a的结构简式为 ，作用为 。 (5)由E→F经加成反应、消去反应两步完成，则试剂b的结构简式为 。 (6)满足下列条件的D的同分异构体有 种(考虑立体异构)。 i．可以发生银镜反应 ii．核磁共振氢谱显示两组峰，峰面积比为1：3 【答案】(1) 丁二酸 酯化反应或取代反应 (2)2+2C2H5OH或2+2C2H5OH (3)酮羰基 (4)HOCH2CH2OH 保护酮羰基 (5)CH3CH2CH2NH2 (6)3 【分析】分子式为C4H6O4的A能与碳酸氢钠反应，说明A中含有羧基，核磁共振氢谱显示两组峰，且峰面积比为1：2，则A的结构简式为HOOCCH2CH2COOH；由有机物的转化关系可知，浓硫酸作用下HOOCCH2CH2COOH与乙醇共热发生酯化反应生成，则B为；发生信息①反应生成或，则C为或；或在氢氧化钠溶液中先发生水解反应、后发生脱羧反应生成，则D为；与HOCH2CH2OH发生信息②反应生成，则a为HOCH2CH2OH；与CH3CH2CH2NH2先发生加成反应、后发生消去反应生成，则b为CH3CH2CH2NH2；一定条件下发生还原反应生成，则G为；酸性条件下转化为，一定条件下与反应转化为。 【详解】（1）由分析可知，A的结构简式为HOOCCH2CH2COOH，名称为丁二酸，A→B的反应为浓硫酸作用下HOOCCH2CH2COOH与乙醇共热发生酯化反应生成和水，故答案为：丁二酸；酯化反应或取代反应； （2）由分析可知，B→C反应为发生信息①反应生成或和乙醇，反应的化学方程式为2+2C2H5OH或2+2C2H5OH； （3）由分析可知，D的结构简式为，官能团为酮羰基，故答案为：酮羰基； （4）由分析可知，a的结构简式为HOCH2CH2OH，由D和H中都含有酮羰基可知，试剂a的作用是保护酮羰基，故答案为：HOCH2CH2OH；保护酮羰基； （5）由分析可知，b的结构简式为CH3CH2CH2NH2，故答案为：CH3CH2CH2NH2； （6）D的同分异构体可以发生银镜反应说明同分异构体分子中含有醛基或甲酸酯基，则核磁共振氢谱显示两组峰，峰面积比为1：3的结构简式为（存在顺反异构）、，共有3种，故答案为：3。 【变式8-1】利用丝氨酸合成天冬氨酸酶转移抑制剂（K）的合成路线如下。（不考虑立体异构） 已知：i．Boc为保护基团，结构简式为﹔Et为乙基；Ph为苯基。 ⅱ．。 回答下列问题： (1)B中的含氧官能团名称为 。 (2)从结构角度分析，碱性比更强的原因是 ；结合平衡移动原理分析，B→C加入的作用为 。 (3)C→D的化学方程式为 。 (4)D→E的反应类型为 。 (5)H的结构简式为 。 (6)H→I经历脱HBr、加成反应和消去反应三步，则加成反应时中与羰基氧结合的原子是 。 (7)K的一种同分异构体符合以下条件，其结构简式为 。 ①含有一个六元环 ②无法与Na反应产生 ③能与羧酸反应生成酰胺 ④核磁共振氢谱峰面积之比为3：2：1 【答案】(1)羟基、酯基 (2)乙基为推电子基，可增大N上的电子云密度，使其更容易与形成配位键 具有碱性，能与取代反应生成的酸结合，使平衡正向移动 (3) (4)还原反应 (5) (6)P (7)或 【分析】 A和甲醇发生取代反应生成B，B和(Boc)2O发生取代反应生成C，C和发生取代反应生成D，同时还有CH3OH生成，则D为，D和NaBH4发生还原反应生成E，E发生氧化反应生成F，F和CH3CH2MgBr发生加成反应后水解得到G，G发生氧化反应生成H，其中羟基转发为羰基，H为，H→I经历脱HBr、加成反应和消去反应三步，以此解答。 【详解】（1）由B的结构简式可知，B中的含氧官能团名称为羟基、酯基。 （2）N原子上电子云密度越大，其碱性越强，从结构角度分析，碱性比更强的原因是乙基为推电子基，可增大N上的电子云密度，使其更容易与形成配位键；结合平衡移动原理分析，B→C加入的作用为：具有碱性，能与取代反应生成的酸结合，使平衡正向移动。 （3）由分析可知，C和发生取代反应生成D，同时还有CH3OH生成，化学方程式为：。 （4）由分析可知，D为，D和NaBH4发生还原反应生成E。 （5）由分析可知，H的结构简式为。 （6）中与P原子相连的Br原子电负性较大，导致P原子具有电正性，H中羰基O原子具有电负性，则中P原子与羰基发生加成反应。 （7）K的一种同分异构体符合以下条件：①含有一个六元环，可能为环己烷或杂环；②无法与Na反应产生，说明其中不含羟基、羧基；③能与羧酸反应生成酰胺，说明其中含有-NH2；④核磁共振氢谱峰面积之比为3：2：1，说明其是对称的结构，含有对称的甲基；满足条件的同分异构体为：或。 【变式8-2】Tepotinib是一种治疗肺癌的药物，其合成路线如下： 已知：。 (1)A中官能团名称是 ，F→G的反应类型是 。 (2)E的分子式为，其结构简式为 。 (3)Ⅰ的结构简式为 。 (4)B在硫酸溶液中加热反应的化学方程式为 。 (5)W是A的同分异构体，符合下列条件的W的结构有 种(不考虑立体异构)。 ①苯环与—CN相连；②能发生银镜反应。 (6)J可通过如下路线合成，K→L的化学方程式为 ，N的结构简式为 。 【答案】(1)羧基、氰基 取代反应 (2)OHCCHClCHO (3) (4)2＋6H2O＋H2SO42＋(NH4)2SO4＋2CH3OH (5)13 (6)2＋O22＋2H2O 【分析】 根据C及B的化学式可知B为：，则A为，A与甲醇酯化生成B，D与E（）生成F，根据已知可知E为：，F发生取代反应生成G，G发生还原反应，失去-CH3OH生成H，结合H的化学式可知H为，H与SOCl2发生取代反应生成I，则I为，I与J发生取代反应生成特泊替尼。 【详解】（1）由分析可知A为，官能团为：羧基、氰基。F到G的反应类型为取代反应。故答案为：羧基、氰基；取代反应； （2）E的分子式为，其结构简式为：OHCCHClCHO，故答案为：OHCCHClCHO； （3）根据分析可知I的结构简式为：，故答案为：； （4）根据分析可知B为，硫酸溶液中加热，两个支链都被转化为羧基，化学方程式为：2＋6H2O＋H2SO42++；故答案为：2＋6H2O＋H2SO42++； （5） 已知A为，W是A的同分异构体，满足①苯环与-CN相连；②能发生银镜反应，说明含有-CHO或甲酸酯，（箭头为-OH取代位置），（箭头为-OH取代位置），（箭头为-OH取代位置），（箭头为-CN取代位置），共13种。故答案为：13； （6）K被氧化生成L，则L为，L与发生加成反应生成M，则M为，M发生消去反应生成N，则N为，故答案为：2＋O22＋2H2O；。 【变式8-3】心血管药物沙库巴曲(Sacubitril)的某种合成路线如下： 已知：①—Boc代表叔丁氧羰基[]；②；③。 请回答： (1)B的化学名称是 。 (2)C的结构简式是 。 (3)D中官能团的名称为 。 (4)反应⑤中，理论上消耗物质与的物质的量之比为，且产物能发生银镜反应，请写出该反应的化学方程式： 。 (5)C的同分异构体中，满足下列条件的有 种。 A．含有结构，但没有醚键 B．含有6种不同化学环境的氢原子 (6)反应⑥中，合成沙库巴曲的最后一步如下： 已知该反应的原子利用率为分子的核磁共振氢谱图中只有一组峰，则的结构简式为 。 (7)沙库巴曲常温下为油状物，将其制成钙盐便于贮存和运输，从物质结构角度分析原因是 。 (8)写出以苯和环氧乙烷为原料合成苯乙醛的路线图 (无机试剂任选，合成路线流程示意见题干)。 【答案】(1)对溴联苯 (2) (3)酰胺基、碳氯键 (4) (5)10 (6) (7)沙库巴曲是分子晶体，其钙盐属于离子晶体，熔点更高，便于贮存和运输 (8) 【分析】 和Br2发生取代反应生成B（），B发生反应②、③生成了C（），C与反应生成D，D与、HCl作用下生成E，E与NaClO反应被氧化生成F（），F经一系列反应得到沙库巴曲，据此分析； 【详解】（1）B为，化学名称是对溴联苯； （2）根据分析可知，C的结构简式是； （3）D（）中官能团的名称为酰胺基、碳氯键； （4）反应⑤中，理论上消耗物质与的物质的量之比为，且产物能发生银镜反应则说明生成醛基，可推知羟基被氧化成醛基，反应的化学方程式：； （5）C（）的同分异构体中，满足A．含有结构，但没有醚键，B．含有6种不同化学环境的氢原子，说明高度对称，则可有、、、、、、、、、，共10种； （6）已知该反应的原子利用率为分子的核磁共振氢谱图中只有一组峰，说明发生了加成反应，且G结构高度对称，故则的结构简式为； （7）沙库巴曲是分子晶体，其钙盐属于离子晶体，熔点更高更稳定，便于贮存和运输； （8）由题中A→C的转化，E→F的转化可知，苯与溴发生取代反应生成，与Mg和乙醚转化成，再转化为，经NaClO氧化生成，故合成路线为：。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$