2026届高考化学一轮复习讲义 - 有机合成与综合推断

该高中化学高考复习讲义聚焦有机合成与综合推断专题，覆盖碳骨架构建、官能团转化与保护、未知物结构推断等高考核心考点，按课前课标解读与必备知识梳理、课堂核心考点分层突破、课后提升训练的逻辑架构组织内容，通过考点系统梳理、方法技巧指导、高考真题实战演练等环节，帮助学生构建有机化学知识网络，突破合成路线设计与结构推断难点。 讲义突出化学观念与科学思维融合，如通过碳骨架增长与缩短、官能团衍生关系梳理物质转化规律，结合2024广东卷合成路线设计真题引导学生类比迁移，培养证据推理与模型建构能力。设置进阶1（迁移模拟）、进阶2（对标真题）分层练习，配合答案解析中的思路点拨，确保高效突破重点，为教师精准把控复习进度、提升学生有机综合题解题能力提供有力支持。

有机合成与综合推断 课前学习任务 一、课标解读 1.掌握有机化合物合成中碳骨架的构建、官能团的转化、官能团的保护等方法。2.根据题给信息设计合成路线,或类比转化关系图,提取关键信息,设计指定有机化合物的合成路线。3.分析合成路线图中有机化合物的转化条件及部分有机化合物的分子结构,推断未知有机化合物的结构简式,掌握推断未知有机化合物分子结构的技巧。 二、必备知识 考点一 有机合成及合成路线的设计 1.有机合成 有机合成使用相对简单易得的原料,通过有机化学反应来构建　　　　　和引入　　　　,由此合成出具有特定　　　和　　　　的目标分子。  2.有机合成中碳骨架的构建 碳骨架是有机化合物分子的结构基础,进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成,包括碳链的增长和　　　　、　　　　等过程。  (1)碳链增长 当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时,可通过引入含碳原子的　　　　　　等方式使碳链增长。  ①卤代烃与氰化钠(NaCN)反应 CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH(生成羧酸) CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2CH2NH2(生成胺) ②炔烃与HCN的加成反应 CH≡CH (2)碳链缩短 氧化反应等则可以使烃分子链缩短,如　　　、　　　　及芳香烃的侧链被酸性KMnO4溶液氧化,生成碳链缩短的羧酸或酮。  (3)成环反应 ①羟基酸酯化成环,如　;  ②氨基酸成环,如H2NCH2CH2COOH　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  ③二元羧酸成环,如 HOOCCH2CH2COOH　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  ④利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环: 3.有机合成中官能团的转化 (1)官能团的引入 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代; ②不饱和烃与HX、X2的加成; ③醇与氢卤酸(HX)反应 羟基 ①烯烃与水加成; ②醛、酮与氢气加成; ③卤代烃在碱性条件下水解; ④酯的水解 碳碳 双键 ①某些醇或卤代烃的消去; ②炔烃不完全加成; ③烷烃裂化 羧基 ①醛基氧化; ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 (2)官能团的消除 ①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键、苯环); ②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基; ③通过加成或氧化反应等消除醛基; ④通过水解反应消除酯基、肽键、碳卤键。 (3)官能团的改变 ①利用官能团的衍生关系进行衍变,如RCH2OHRCHORCOOH; ②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如CH3CH2OHCH2CH2 ClCH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH; ③通过某种手段改变官能团的位置,如 4.有机合成中官能团的保护 官能团 保护方法 碳碳双键 在氧化其他基团前可以利用碳碳双键与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化反应完成后再利用消去反应转变为碳碳双键 酚羟基 (—OH) 酚羟基易被氧化,在氧化其他基团前,先与CH3I反应,—OH转化为—OCH3,待氧化后再与HI反应转化为—OH 醛基 (—CHO) 醛基可被弱氧化剂氧化,为防止被氧化,可与乙二醇反应生成缩醛,待氧化反应结束后,再水解转化为—CHO 氨基 在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺,待氧化后再水解转化为氨基 考点二 有机综合推断 1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类或预测有机化合物的性质 (1)使溴水褪色该有机化合物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构。 (2)使KMnO4(H+)溶液褪色该有机化合物中可能含有、—C≡C—、—CHO等结构或为苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢原子)。 (3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀该有机化合物中含有酚羟基。 (4)加入新制Cu(OH)2,加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液水浴加热有银镜生成该有机化合物含有—CHO或—OOCH(甲酸酯类)。 (5)加入Na放出H2该有机化合物含有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液产生气体该有机化合物含有—COOH。 2.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目 (1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol氢原子,消耗1 mol卤素单质(X2)。 (2)碳碳双键的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。 (3)含—OH的有机化合物与Na反应时:2 mol —OH生成1 mol H2。 (4)1 mol —CHO对应2 mol Ag;或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O(注意:HCHO中相当于有2个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化: ① ② ③ (关系式中M代表第一种有机化合物的相对分子质量) 3.依据题目提供的新信息推断未知有机化合物的结构 (1)卤代烃跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸 例如,CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH;卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,这是增加一个碳原子的常用方法。 (2)烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮 例如,CH3CH2CHO+;RCHCHR'(R、R'代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,发生双键断裂生成羧酸,通过该反应可推断碳碳双键的位置。 (3)双烯合成(成环反应) 例如,1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯:+||,这是著名的双烯合成,也是合成六元环的首选方法。 (4)羟醛缩合反应 分子内含有α-H的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能与另一分子醛相互作用,生成β-羟基醛,加热后生成烯醛,称为羟醛缩合反应。 课堂核心考点 考点一 有机合成及合成路线的设计 考向1有机化合物的制备或合成路线的分析 1.(2024·广东卷节选)(1)在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备HOCH。该反应中: ①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 　(写结构简式)。  ②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为　(写结构简式)。  (2)以2-溴丙烷为唯一有机原料,合成CH3COOCH(CH3)2。基于你设计的合成路线,回答下列问题: ①最后一步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(注明反应条件)。  ②第一步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写一个即可,注明反应条件)。  2.(2024·广东佛山质检二)左旋甲基多巴可用于治疗高血压、帕金森等疾病,合成左旋甲基多巴(ⅷ)的一种路线如图所示。 以、SO4为原料合成化合物(无机试剂任选),基于你设计的合成路线,回答下列问题: ①第一步为取代反应,其有机产物的结构简式为　　　　　　　　　　。  ②相关步骤涉及消去反应,其化学方程式为    (注明反应条件)。 考向2类比原合成路线中转化关系设计合成路线 3.(2022·广东卷节选)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。 已知:a是乙烯。 选用含2个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。 写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。 考点二 有机综合推断 考向1以表格形式由有机化合物的结构简式推测其可能发生的反应所需的试剂和条件、产物的结构(或片段)及反应类型等信息 1.2024·广东卷节选)对化合物Ⅲ(),分析预测其可能的化学性质,完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型 ① 　　　  　　  ② 　　　  　　  取代反应 考向2物质转化过程中物质结构的变化分析 2.(2024·广东卷节选)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。 关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有　　　　　　　。  A.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有π键的断裂与形成 B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原 C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键 D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成 课后提升训练 进阶1　迁移·模拟演练 1.(2024·广东二模)利用生物基原料合成高分子化合物具有广阔的发展前景。一种利用生物基原料ⅳ合成高分子化合物ⅷ的路线如图所示: (1)化合物ⅱ的分子式为　　　　　,化合物ⅳ的名称:　　　　　。  (2)芳香族化合物W是化合物ⅱ的同分异构体。W能与碳酸氢钠反应,其核磁共振氢谱显示有四种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为3∶2∶2∶1,写出一种符合条件的W的结构简式:　　　　　　　　　　。  (3)反应④可表示为ⅴ+M+Nⅵ,其中M、N为两种常见的气体,则M、N的化学式分别为　　　　　　　　　　　　　　。  (4)根据化合物ⅵ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型 a 　　　　  　　　　  取代反应 b 银氨溶液,加热 　　　　  　　　  (5)下列关于反应⑥的说法中不正确的有　　　(填字母)。  A.另外一种产物分子的空间结构为V形 B.反应过程中,有CO双键和C—O单键的形成 C.化合物ⅲ中碳原子均为sp2杂化,化合物ⅶ中碳原子均为sp3杂化 D.化合物ⅷ中存在手性碳原子 (6)以乙烯为有机含碳原料,利用上述流程中反应④的原理,合成化合物。基于你设计的合成路线,回答下列问题: (a)利用反应④的原理得到的产物的结构简式为　　　　　。  (b)相关步骤涉及卤代烃的水解反应,其化学方程式为  　(注明反应的条件)。  进阶2　对标·高考真题 2.(2023·广东卷)室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略)。 (1)化合物ⅰ的分子式为　　　　。化合物x为ⅰ的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为　　　　　　　　　　(写一种),其名称为　　　　　　　　　　。  (2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%。y为　　　　。  (3)根据化合物ⅴ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型 a 　　　  　　　  消去反应 b 　　　  　　　  氧化反应(生成有机产物) (4)关于反应⑤的说法中,不正确的有　　　　。  A.反应过程中,有C—I和H—O断裂 B.反应过程中,有CO双键和C—O单键形成 C.反应物ⅰ中,氧原子采取sp3杂化,并且存在手性碳原子 D.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键 (5)以苯、乙烯和CO为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。 ⅷ 基于你设计的合成路线,回答下列问题。 (a)最后一步反应中,有机反应物为　　　　　　　　　　　　　　(写结构简式)。  (b)相关步骤涉及烯烃制醇反应,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (c)从苯出发,第一步的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(注明反应条件)。  答案解析 考点一　有机合成及合成路线的设计 必备知识·梳理 1.碳骨架　官能团　结构　性质 2.缩短　成环　(1)官能团 (2)烯烃　炔烃 (3)①+H2O　②+H2O ③+H2O 关键能力·提升 典题1 答案 (1)①　②CH3CHCH2 (2)①+CH3COOH CH3COOCH(CH3)2+H2O　②+NaOHNaBr+(或+NaOHNaBr+H2O+CH3CHCH2↑) 解析 (1)以原子利用率100%的反应制备HOCH(CH3)2,反应类型应为加成反应。 ①若反应物之一为非极性分子,该物质为H2,即该反应为与H2加成;②若反应物之一为V形结构分子,该物质为H2O,即该反应为CH3CHCH2与H2O加成。 (2)与NaOH水溶液在加热条件下反应得到,与NaOH的乙醇溶液在加热条件下反应得到CH3CHCH2,CH3CHCH2被酸性高锰酸钾溶液氧化为CH3COOH,和CH3COOH在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成CH3COOCH(CH3)2,具体合成路线: 。 典题2 答案 ①　②+NaOH+NaCl+H2O 解析 结合ⅰ和ⅲ结构以及对比ⅰ和ⅱ分子式可知,ⅰ发生取代反应生成ⅱ(),在KOH作用下ⅱ反应生成ⅲ,ⅲ发生成环反应生成ⅳ,ⅳ在酸性条件下开环生成ⅴ,ⅴ被氧化生成ⅵ,ⅵ发生加成反应生成ⅶ,ⅶ发生水解反应生成ⅷ。 典题3 答案 考点二　有机综合推断 关键能力·提升 典题1 答案 ①H2、催化剂、加热　加成反应　②HBr、浓硫酸、加热　(合理即可) 解析 ①由Ⅲ()的结构可知,Ⅲ中的苯环与H2加成可得新结构,反应试剂、条件:H2、催化剂、加热,反应类型为加成反应。 ②Ⅲ可发生多种取代反应,如Ⅲ与HBr在浓硫酸、加热的条件下羟基被Br取代,反应试剂、条件:HBr、浓硫酸、加热,反应形成新结构(其他合理答案也可)。 典题2 答案 ACD 解析 由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,Ⅰ中的碳碳双键先与水加成得到,上的羟基催化氧化得到Ⅱ,有π键的断裂与形成,A正确;葡萄糖被氧化为葡萄糖酸 HOCH2—(CHOH)4COOH,葡萄糖酸中的羧基和羟基发生酯化反应生成葡萄糖酸内酯,由该过程可知,葡萄糖被氧化,B错误;葡萄糖分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,C正确;化合物Ⅱ中所示C为sp2杂化,转化为Ⅲ中所示C为sp3杂化,C原子杂化方式改变,且该C为手性碳原子,O的杂化方式由sp2转化为sp3,D正确。 课后提升训练 1.答案 (1)C8H8O3　1,3-丙二醇 (2)或 (3)CO、H2 (4)a.HBr、浓硫酸,△(或CH3COOH、浓硫酸,△)　(或) b.　氧化反应 (5)BD (6)(a)　(b)BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr 解析 (2)W能与碳酸氢钠反应,则含有羧基,其核磁共振氢谱显示有四种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为3∶2∶2∶1,则说明是对称结构,符合条件的W的结构简式为或。 (3)反应④可表示为ⅴ+M+Nⅵ,其中ⅴ分子式为C3H6O,ⅵ分子式为C4H8O2,二者分子式相差一个碳原子、一个氧原子、两个氢原子,M、N为两种常见的气体,则M、N的化学式分别为CO、H2。 (4)因为ⅵ含有醇羟基,所以可以与HBr在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成,或者与CH3COOH、浓硫酸在加热条件下发生取代反应生成;又因为ⅵ含有醛基,所以可以与银氨溶液在加热条件下发生氧化反应生成。 (5)反应⑥另外一种产物是水,分子的空间结构为V形,A正确;反应过程中,没有CO双键的形成,有C—O单键的形成,B错误;化合物ⅲ中每个碳原子的杂化轨道数都是3,碳原子均为sp2杂化,化合物ⅶ中每个碳原子杂化轨道数都为4,均为sp3杂化,C正确;手性碳原子是指连有四个不同原子或者基团的碳原子,化合物ⅷ中不存在手性碳原子,D错误。 (6)(a)利用反应④的原理,乙烯与CO、H2合成;(b)合成化合物,根据逆推法,需要合成乙二醇和丙酸,乙烯与CO、H2合成,再氧化为丙酸,乙烯与溴加成后再水解可以得到乙二醇。所以涉及卤代烃的水解反应的化学方程式为BrCH2CH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr。 2.答案 (1)C5H10O　(或或) 3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷) (2)O2(或氧气) (3)a.硫酸,加热　　b.O2、Cu,加热(或酸性KMnO4溶液)　(或) (4)CD (5)(a)和CH3CH2OH　(b)CH2CH2+H2OCH3CH2OH　(c)+Br2+HBr↑ 学科网（北京）股份有限公司 $