第五节 有机合成（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修3

第十节 有机合成 题型01 构建碳骨架 题型02 官能团的引入 题型03 官能团的保护 题型04 有机合成路线的设计 题型05 有机综合推断 题型06 限定条件下同分异构体的书写 题型01 构建碳骨架 1．碳链增长的反应： 当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时，可以通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长。如： (1)CH≡CHCH2==CHCN（丙烯腈）CH2==CHCOOH（丙烯酸） 　　 (2) (3)羟醛缩合反应生成烯醛 2．碳链减短的反应：氧化反应等则可以使烃分子链缩短。 如： (1) (2)RC≡CHRCOOH (3) 3．成环反应 共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物反应，得到环加成产物。 【典例1】（24-25高二下·广东茂名·期中）已知；以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程如下，丙烯2-甲基-1-丙醇。下列说法错误的是 A．丙烯→I的反应可生成两种产物 B．II的结构简式为 C．试剂a可用作食品添加剂 D．IV能使溴水褪色 【答案】C 【分析】丙烯和HCl发生加成反应生成CH3CH2CH2Cl，CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成，发生催化氧化反应生成CH3CH2CHO，CH3CH2CHO和HCHO发生已知信息的反应生成HOCH2CH(CH3)CHO，HOCH2CH(CH3)CHO发生消去反应得到CH2=C(CH3)CHO，CH2=C(CH3)CHO再和H2发生加成反应得到2-甲基-1-丙醇，以此解答。 【详解】A．CH3CH=CH2和HCl发生加成反应可以生成两种产物：CH3CHClCH3、CH3CH2CH2Cl，故A正确； B．由分析可知，CH3CH2CH2Cl在碱性条件下发生水解生成，II的结构简式为，故B正确； C．由分析可知，a为HCHO，HCHO是一种有毒物质，不可用作食品添加剂，故C错误； D．由分析可知，IV为CH2=C(CH3)CHO，含有碳碳双键，能使溴水褪色，故D正确； 故选C。 【变式1-1】有下列几种反应类型：①消去②取代③水解④加成⑤还原⑥氧化，用丙醛制取1，2-丙二醇，按正确的合成路线发生的反应所属类型不可能是 A．⑤①④③ B．⑤⑥③① C．⑤①④② D．④①④③ 【答案】B 【详解】用丙醛制取1，2-丙二醇，其合成路线为：先用丙醛与氢气加成生成丙醇，该反应为④加成反应，也属于⑤还原反应，再由丙醇发生消去反应生成丙烯，为①消去反应，然后丙烯与溴水加成生成1，2-二溴丙烷，为④加成反应，最后1，2-二溴丙烷水解生成1，2-丙二醇，为③水解反应，也属于②取代反应，则合成中涉及的反应为⑤①④③或⑤①④②或④①④②，该合成路线中没有涉及氧化反应，不可能为⑤⑥③①，故答案选B。 【变式1-2】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1-3】下列反应能使前者碳链缩短的是 A．乙醛发生自身羟醛缩合反应 B．乙苯和酸性KMnO4溶液反应 C．乙醛和银氨溶液反应 D．乙烯和HCN发生加成反应 【答案】B 【详解】A．乙醛发生自身羟醛缩合反应最终生成CH3-CH=CHCHO，碳链增长，A不符合题意； B．乙苯被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸，碳链缩短，B符合题意； C．乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵，碳原子数不变，碳链长度不变，C不符合题意； D．乙烯和HCN发生加成反应生成CH3CH2CN，碳链增长，D不符合题意； 综上所述，B项正确。 题型02 官能团的引入 有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。 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低聚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 【典例2】在有机合成中，常需要引入官能团或将官能团消除，下列过程中反应类型及产物不合理的是 A．乙烯→乙二醇：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH B．溴乙烷→乙醇： C．1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2CH3CH2CHBrCH2BrCH3CH2C≡CH D．乙烯→乙炔：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH≡CH 【答案】B 【详解】A．乙烯与溴水加成得到1，2-二溴乙烷，再水解可得到乙二醇，路线合理，A正确； B．由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下加热水解即可，路线不合理，且由溴乙烷→乙烯为消去反应，B错误； C．1-溴丁烷发生消去反应得到1-丁烯，与溴水加成得到的1，2-二溴丁烷，再发生消去反应可得到→1-丁炔，路线合理，C正确； D．乙烯与溴水加成后得到1，2-二溴乙烷，再发生消去反应可得到乙炔，路线合理，D正确； 故选B。 【变式2-1】工业上利用甲苯制备一种重要芳香六元环酯(己)的方法如下： 回答下列问题 (1)物质丁的分子式为 ，1mol丁完全燃烧需要的氧气物质的量为 mol． (2)写出反应(1)的化学方程式 。 (3)写出反应(2)的化学方程式 。 (4)物质丁的同分异构体较多，具有下列性质的芳香族化合物的同分异构体数目是 。 ①在碱性条件下和新制氢氧化铜共热产生砖红色沉淀， ②苯环上只有两个对位取代基 其中核磁共振氢谱呈现五组吸收峰，面积之比为6：2：2：1：1，请任写一种 。 (5)依据上述有机合成设计，用丙烯 CH3CH=CH2合成2-羟基丙酸()，题设中合成路线中的试剂可用、其它无机试剂自选，开头已经写出： 。(合成路线流程图请参考如下形式：) 【答案】 C10H12O 12.5 ++NaCl。 +2NaOH+2NaBr。 5 【分析】甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成甲，甲的结构简式为，与Na反应生成丙炔钠，丙炔钠的结构简式为，与发生取代反应生成和氯化钠，与氢气发生加成反应生成丙，丙的结构简式为，丙与RCOOOH反应生成丁，丁的结构简式为，丙与溴的四氯化碳溶液反应再水解生成戊，戊的结构简式为，戊在一定条件下与乙二酸发生反应生成已，己的结构简式为，据此分析解答。 【详解】（1）由丁的结构简式可知，物质丁的分子式为C10H12O，1mol丁完全燃烧需要的氧气物质的量为n(O2)=10+-=12.5mol；答案为C10H12O，12.5。 （2）反应(1)是与发生取代反应生成和氯化钠，反应的化学方程式为++NaCl；答案为++NaCl。 （3）反应(2)是在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成戊()和溴化钠，反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr；答案为+2NaOH+2NaBr。 （4）丁的结构简式为，其分子式为C10H12O，属于芳香族化合物的同分异构体，①在碱性条件下和新制氢氧化铜共热产生砖红色沉淀，则含有醛基；②苯环上只有两个对位取代基，符合条件的同分异构体有，，，，，共5种，其中核磁共振氢谱呈现五组吸收峰，面积之比为6：2：2：1：1的结构简式为；答案为5，。 （5）；答案为。 【变式2-2】工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯： ，下列反应①—⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明)。 回答下列问题： (1)反应①的化学方程式为 。 (2)反应③的反应类型是 ，实验室中实现反应④，“试剂X”可选用 ，B中含有官能团有 (写名称)。 (3)B的同分异构体有多种，其中满足下列条件的B的同分异构体有 、 。(写结构简式，任写两种) ①含有苯环，且苯环上只有两个取代基②含有的官能团与B相同 (4)对苯二酚( )与BrCH2CH2CH2Br一定条件下也能发生③的反应，生成新的环状化合物，则该产物的结构简式为 。 (5)某学生将以上合成路线简化为： 你认为是否合理？ (填“是”或“否”)，请说明理由 (若填“是”，此处不用作答)。 【答案】(1) +Cl2 +HCl (2) 取代反应 酸性KMnO4溶液 酯基、醚键 (3) (4) 或 (5) 否 酚羟基会被酸性KMnO4溶液氧化 【分析】反应①是甲苯与Cl2在铁粉作催化剂的条件下发生苯环上的取代反应，从反应②的产物可知反应②是一个氯代烃的水解反应，可推出①发生对位取代，有机物A为 ，反应③是将酚羟基中氢被甲基取代，反应⑤是羧基与乙醇发生酯化反应生成B为 ，反应⑥将甲氧基又变为酚羟基，反应④是将甲基氧化成羧基的反应，所以试剂X为酸性高锰酸钾溶液，④是氧化反应，反应③和⑥的目的是保护酚羟基，防止被氧化； 【详解】（1）反应①是甲苯与Cl2在铁粉作催化剂的条件下发生苯环上的取代反应，反应的化学方程式为+Cl2 +HCl； （2）反应③是将酚羟基中氢被甲基取代，反应类型是取代反应；反应④是将甲基氧化成羧基的反应，所以试剂X为酸性KMnO4溶液，B为，B中含有官能团有酯基、醚键； （3）满足条件：①含有苯环，且苯环上只有两个取代基②含有的官能团与B相同，同分异构体结构为、； （4）反应③是将酚羟基中氢被甲基取代，对苯二酚()中O-H键断裂，与BrCH2CH2CH2Br中C-Br断裂，一定条件下发生③的反应，生成新的环状化合物，则该产物的结构简式为或； （5）反应③和⑥的目的是保护酚羟基，防止被氧化；某学生的合成路线不合理，因为酚羟基会被酸性KMnO4溶液氧化。 【变式2-3】卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下： 已知：(ⅰ) (ⅱ) 回答下列问题： (1)A的化学名称是 。 (2)写出反应③的化学方程式 。 (3)D具有的官能团名称是 。(不考虑苯环) (4)反应④中，Y的结构简式为 。 (5)反应⑤的反应类型是 。 (6)C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有 种。 (7)写出W的结构简式 。 【答案】 2－氟甲苯（或邻氟甲苯） 或或 氨基、羰基、卤素原子(溴原子、氟原子) 取代反应 10 【分析】A（）在酸性高锰酸钾的氧化下生成B（），与SOCl2反应生成C（），与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，与Y（）发生取代反应生成，与发生取代反应生成F（），F与乙酸、乙醇反应生成W（），据此分析解答。 【详解】(1)由A（）的结构可知，名称为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯），故答案为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯）； (2)反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，故答案为：； (3)含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基，故答案为：氨基、羰基、卤素原子（溴原子、氟原子）； (4) D为，E为，根据结构特点，及反应特征，可推出Y为，故答案为：； (5) E为，F为，根据结构特点，可知与发生取代反应生成F，故答案为：取代反应； (6) C为，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有、、、、、、、、、，故其同分异构体为10种，故答案为：10； (7)根据已知及分析可知，与乙酸、乙醇反应生成，故答案为：； 题型03 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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—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】某实验小组用甲苯等为原料合成邻硝基甲苯的过程如图，下列说法错误的是 A．反应3为消去反应 B．反应1和反应3的目的是保护对位氢原子不被硝基取代 C．化学名称为对甲基苯磺酸 D．向中加入溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，混合液呈现红棕色 【答案】A 【详解】A．反应3为磺酸基-HSO3被H取代，属于取代反应，A项错误； B．对比反应1的反应物和反应3的产物可知，甲基对位的氢原子没有变化，故目的是在甲基邻位引入硝基并保护对位氢原子不被硝基取代，B项正确； C．化学名称为对甲基苯磺酸，C项正确； D．向中加入溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，其中会被硝基()氧化为，混合液呈现红棕色，可根据此实验现象检验硝基()的存在，D项正确； 答案选A。 【变式3-1】H是合成某药物的中间体，一种合成H的路线如下(部分条件和产物省略)： 已知：①R1CHO ②A能发生银镜反应，遇溶液发生显色反应。 请回答下列问题： (1)A分子中官能团的结构简式为 。1个H分子含 个手性碳原子。 (2)D→E的反应类型为 。R的结构简式是 。 (3)写出E→F的化学方程式： 。 (4)设计A→B、E→F步骤的目的是 。 (5)满足下列条件的B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)， ①能与NaOH溶液反应；  ②分子中含有苯环；  ③遇溶液不发生显色反应 其中，1mol该物质能消耗2molNaOH的结构简式可能为 (写出两种即可)。 (6)参照上述流程，下图是以乙醇为原料合成2－丁烯(无机试剂任选)的路线，补充完整合成路线中的有机物①②。① ；② 【答案】(1) -OH、 1 (2) 氧化反应 (3)+ HI +CH3I (4)保护酚羟基 (5) 10 、、、(写出两种即可) (6) 【分析】已知，A能发生银镜反应，遇溶液发生显色反应，则含有酚羟基；A生成B，结合A化学式可知，A结构为；B发生已知①反应生成C，C和水反应生成D，D氧化为E，E和HI生成F；F和氢氧化钠生成G，G最终生成H； 【详解】（1）已知，A能发生银镜反应，遇溶液发生显色反应，则含有酚羟基；A生成B，结合A化学式可知，A结构为，A分子中官能团为酚羟基、醛基，结构简式为-OH、。由H结构可知，，1个H分子含1个手性碳原子； （2）D→E为羟基转化为羰基的反应，为氧化反应；由流程可知，B和R发生已知①原理的反应生成C，结合C结构可知，R结构简式为； （3）E和HI生成F，F和氢氧化钠生成G，分析可知，E→F为E中右侧苯环上-OCH3转化为酚羟基的反应，化学方程式为：+ HI +CH3I； （4）A→B酚羟基反应生成-OCH3、E→F中-OCH3又生成酚羟基，目的是保护结构中酚羟基，防止其在转化过程中被反应； （5）满足下列条件的B的同分异构体：①能与NaOH溶液反应，含有酚羟基或羧基或酯基；②分子中含有苯环；③遇溶液不发生显色反应，则不含酚羟基； 若含有1个取代基，为：-OOCCH3、-CH2OOCH、-COOCH3、-CH2COOH，共4种情况； 若含有2个取代基，为：-CH3、-OOCH，-CH3、-COOH；计2种情况，每种情况存在邻间对3种情况，共6种情况；合计有10种情况； 其中，1mol该物质能消耗2molNaOH，则含有酯基且水解后能生成酚羟基，结构简式可能为、、、； （6）乙醇发生取代反应生成一氯乙烷，和乙醛发生已知①类型反应生成，发生C生成D的反应类型得到，发生消去反应生成2－丁烯；故选①为；②为。 【变式3-2】由芳香烃A(分子式为C7H8)制备香料甲和重要的医药中间体乙，其合成路线如下： (1)A的名称是 ，其核磁共振氢谱峰面积为 。 (2)①、④的反应类型依次是 、 。 (3)写出下列化学方程式(注明反应条件) 反应③ 。 反应⑤ 。 反应⑦ 。 (4)反应⑥中－SO3H取代苯环上的H，反应⑧中H取代苯环上的－SO3H ，原因是 。 (5)医药中间体乙含有的含氧官能闭名称为 。已知－NH2可被氧化，从E到医药中间体乙需经过一系列反应，先发生 (填“氧化反应或“还原反应”)。 【答案】 甲苯 3：2：2：1 取代反应 加成反应 2+O22+2H2O +CH3COOH→+H2O +HNO3→+H2O 定位，使⑦反应－NO2 取代反应只取代苯环甲基邻位的氢 羧基 氧化反应 【分析】A的分子式为C7H8，是芳香烃说明含有苯环，则还有甲基，A为甲苯，结构简式为，反应①是甲基上的H原子被Cl原子取代，则B为，反应②是NaOH溶液加热下发生水解反应生成C为，反应③是醇催化氧化为醛，反应④是苯甲醛和HCCl3发生加成反应，反应⑤是羟基和乙酸发生酯化反应，则试剂a是CH3CHOOH；甲苯和浓硫酸在加热下发生取代反应生成D为，反应⑦为硝基取代甲苯邻位的H原子； 【详解】(1)A的名称是甲苯，结构简式为：，核磁共振氢谱峰面积为3：2：2：1； (2)①是甲基上的H原子被Cl原子取代，反应类型是：取代反应，④是苯甲醛和HCCl3发生加成反应，反应类型是加成反应； (3) 反应③是醇催化氧化为醛，化学方程式：2+O22+2H2O； 反应⑤是羟基和乙酸发生酯化反应，化学方程式：+CH3COOH→+H2O； 反应⑦为硝基取代甲苯邻位的H原子，化学方程式：+HNO3→+H2O； (4)反应⑥中－SO3H取代苯环上的H，反应⑧中H取代苯环上的－SO3H ，原因是定位，使⑦反应－NO2 取代反应只取代苯环甲基邻位的氢； (5)医药中间体乙含有的含氧官能闭名称为羧基；由于－NH2可被氧化，则应先将苯上的甲基经酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，即先发生氧化反应。 【变式3-3】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯：，下列反应①~⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明）。 回答下列问题： （1）有机物A的结构简式为 。 （2）反应②的化学方程式是： 。 （3）试剂x是 ，反应⑥的反应类型是 反应。 （4）反应⑤的化学方程式是： 。 （5）合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是 。 【答案】 酸性KMnO4溶液 酯化 保护酚羟基，使之不被氧化 【详解】试题分析：反应①是甲苯与Cl2的取代反应，可知A是卤代烃，从反应②的产物可知反应②是一个卤代烃的水解反应，可推出有机物A为．反应⑥是与C2H5OH的反应生成对羟基苯甲酸乙酯（），说明反应⑥是酯化反应；那么反应④是引入-COOH的反应，则试剂X是高锰酸钾溶液，从④是氧化反应知，反应③和⑤的目的是保护酚羟基，防止被氧化。 解析：（1）反应①是甲苯与Cl2的取代反应，可知A是卤代烃，从反应②的产物可知反应②是一个卤代烃的水解反应，可推出有机物A为； （2）水解为的反应方程式为 （3）④甲基氧化为羧基，所以反应④为氧化反应，X是酸性KMnO4溶液； 反应⑥是与C2H5OH的反应生成对羟基苯甲酸乙酯（），说明反应⑥是酯化反应； （4）反应⑤是与HI反应生成与CH3I，反应方程式为：+HI→+CH3I （5）由于甲基要氧化为羧基，而酚羟基也比较容易被氧化，反应③和⑤的目的是：保护酚羟基，防止被氧化。 题型04 有机合成路线的设计 1.有机合成的基本思路 2.有机合成路线的分析方法 方法 流程 逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料 正合成分析法 原料→中间产物→目标产物 综合比较法 原料→中间产物←目标产物 3.常见的合成路线 （1）一元合成路线 R—CH===CH2R—CH2—CH2X R—CH2—CH2OH R—CH2—CHOR—CH2—COOH―→酯 （2）二元合成路线 CH2===CH2CH2X—CH2X HOH2C—CH2OHOHC—CHO HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯 （3）芳香族化合物合成路线 【典例4】（24-25高二下·广东梅州·期末）克立硼罗是一种用于治疗特异性皮炎的药物，它的一种合成路线如下图所示： (1)化合物A中的含氧官能团名称为 ，化合物B的分子式为 。 (2)反应④的化学反应类型为 。 (3)写出反应⑤的化学方程式 。 (4)同时满足下列条件的化合物B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)，写出其中核磁共振氢谱中峰面积比为3∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式 。 ⅰ．能与溶液发生显色反应；ⅱ．能与反应；ⅲ．苯环上有两个取代基 (5)关于上述路线中的相关物质及转化。下列说法正确的有___________(填字母)。 A．反应①的原子利用率为100％ B．反应②过程中加入适量可以提高转化率 C．反应③过程中存在碳原子杂化方式的改变 D．化合物E能与水分子形成分子间氢键，故化合物E极易溶于水 (6)以乙烯为唯一有机原料，参考上述信息，合成。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 。 (b)相关步骤涉及到卤代烃制醇反应，其化学方程式为 。 【答案】(1) 羟基、醛基 或 (2)还原反应 (3)+ClCH2OCH3+HCl (4) 12 (5)BC (6) 、OHC—CHO 【分析】 化合物A与乙二醇反应生成B；物质B与发生取代反应得到C；C再HCl条件下生成醛基；物质D中醛基在NaBH4还原下生成羟基；E与ClCH2OCH3发生取代反应生成F；F经过一系列反应得到G，据此回答问题； 【详解】（1） 化合物A的结构简式为，其中含氧官能团名称为羟基、醛基；化合物B的结构为，其分子式为或。 （2）反应④中，物质D的醛基在NaBH4还原下生成羟基，因此化学反应类型为还原反应。 （3） 反应⑤中，与ClCH2OCH3发生取代反应生成和HCl，化学方程式为+ClCH2OCH3+HCl。 （4） 化合物B为，它的同分异构体要符合以下条件：ⅰ．能与溶液发生显色反应，则含有酚羟基，ⅱ．能与反应，则含羧基；ⅲ．苯环上有两个取代基，两个取代基可为-OH与、-OH与、-OH与、-OH与，每种组合又可分别位于苯环的邻、间、对3个位置，因此符合条件的同分异构体有12种；写出其中核磁共振氢谱中峰面积比为3∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。 （5） A．反应①中，与乙二醇反应生成和水，因此原子利用率不为100％，A错误； B．反应②过程中生成HF，能与HF反应，使得HF浓度减小，平衡正向移动，转化率提高，B正确； C．反应③过程中生成醛基，碳原子杂化方式由sp3转化为sp2，C正确； D．化合物E含有羟基，能与水分子形成分子间氢键，但化合物E含有2个苯环，苯环是憎水基团，憎水基团所占空间较大，因此化合物E不易溶于水，D错误； （6） 参考上述信息，使用逆合成分析法，与HOCH2CH2OH反应合成，HOCH2CH2OH与氧气在催化剂作用下生成， CH2BrCH2Br与NaOH溶液加热可得HOCH2CH2OH，CH2=CH2与Br2发生加成反应可得CH2BrCH2Br， (a)根据分析，最后一步反应中，与OHC—CHO反应生成。 (b) CH2BrCH2Br与NaOH溶液加热可得HOCH2CH2OH，其化学方程式为。 【变式4-1】（24-25高二下·广东深圳·期末）G是一种四环素类药物合成中间体，其合成路线如下： (1)A分子中官能团的名称为 ；其中1号碳上C－H的极性 2号碳C－H的极性（填“＞”“＜”“=”或“无法判断”）。 (2)的反应类型属于 。 (3)写出B的同分异构体中，满足下列条件的结构简式： 。 ①与反应呈紫色； ②核磁共振氢谱上出现4组吸收峰。 (4)下列说法正确的是 （填字母）。 a.的手性碳原子的数目相同 b.属于取代反应 c.的含碳产物中，除之外，极性分子和非极性分子的物质的量比为 d.由会产生与互为同分异构体且含五元环的副产物 (5)以和为原料制备需经历5步反应，无机试剂和两碳以下的有机试剂任用。 ①的系统命名为 。②引入溴原子的反应方程式为 。（注明条件） ③最后一步得到高分子化合物的反应方程式为 。（无需注明条件） 【答案】(1) 酯基 ＞ (2)取代反应 (3) (4)acd (5) 丙二酸二甲酯 +HBr+H2O n+n→+(2n-1)H2O 【分析】 A 与B在甲醇钠和甲醇的作用下，发生取代反应脱去溴化氢生成C，C水解并脱去羧基生成D，D与五氧化二磷反应成环，生成E，E先经过酯化，在和乙二醇反应生成F，F被四氢铝锂还原生成G，详细流程为：。 【详解】（1）由框图中A的结构可知A的官能团为酯基；1号碳与两个酯基相连，2号碳只与一个酯基相连，酯基具有吸电子效应，使与其相连的碳原子上的电子云密度降低，从而增强了C—H键的极性，因此1号碳的C-H键极性相对较大； （2）根据分析A+B→C的反应为取代反应； （3） B的同分异构体中，与FeCl3反应呈紫色说明含有酚羟基，核磁共振氢谱上出现4组吸收峰说明对称性较好，结构为； （4） a．D（）、E（）、F（）均含1个手性碳原子，a正确； b．根据分析，F→G属于还原反应，b错误； ．C→D的反应含碳产物还有非极性分子CO2和极性分子CH3OH，其比例为1：3，c正确； d．D中含有2个羧基，，箭头所示的羧基与苯环H发生反应时可以 含五元环的副产物，该副产物为，d正确； 故选acd。 （5） 根据目标产物逆向分析，目标产物为聚酯，其单体为和，其中可由先水解再酸化获得，而含有2个，流程中物质G含有结构，该结构是由被还原而来，则可由被还原而来，而可视为的亚甲基上的H原子被环己基取代，这一步骤与题给流程中A+B→C的反应类似，因此可由与在和作用下反应生成，可由与HBr反应制得。具体合成路线为：。 ①由1个丙二酸和2个甲醇酯化生成，名称为丙二酸二甲酯； ②根据上述分析，引入溴原子的反应方程式为+HBr+H2O； ③根据分析，和发生缩聚反应的方程式为n+n→+(2n-1)H2O。 【变式4-2】（24-25高二下·广东汕尾·期末）有机物Ⅶ是合成甲流特效药奥司他韦的重要中间体，其中一种合成路线如图所示。 (1)化合物Ⅰ的分子式为 ，化合物Ⅱ官能团的名称为 。 (2)化合物X为Ⅳ的同分异构体，且X只有两种化学环境的氢，则X的结构简式为 ，名称为 。 (3)根据化合物Ⅲ的结构特征，分析并预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂及其条件 反应形成的新结构 反应类型 a 消去反应 b (4)关于反应Ⅲ→Ⅳ的说法正确的有_____(填字母)。 A．反应过程中有π键生成 B．该反应为氧化反应 C．化合物Ⅲ有1个手性碳原子 D．化合物Ⅳ所有碳原子一定处于同一平面上 (5)以2-丁烯和为原料制备。 ①最后一步反应中参与反应的有机物的结构简式为 。 ②2-丁烯在合成路线中第一步反应的化学方程式为 。 【答案】(1) 碳碳双键、羰基 (2) 2，2-二甲基丙醛 (3) 浓硫酸、加热(170℃) HBr、加热 取代反应 (4)AB (5) 、 【分析】化合物Ⅰ和HCHO先发生加成反应、再发生消去反应生成化合物Ⅱ，化合物Ⅱ和氢气发生加成反应(或还原反应)生成化合物Ⅲ，化合物Ⅲ发生催化氧化反应生成化合物Ⅳ，化合物Ⅴ发生酯化反应生成化合物Ⅵ，化合物Ⅳ和Ⅵ发生反应生成化合物Ⅶ和水。 【详解】（1）由化合物Ⅰ的结构简式可知，Ⅰ的分子式是。由化合物Ⅱ的结构简式可知，Ⅱ中官能团的名称是羰基、碳碳双键。 （2）化合物X为Ⅳ的同分异构体，且X中只有两种化学环境的氢，则X的结构简式为，X的名称为2，2-二甲基丙醛。 （3）化合物Ⅲ在浓硫酸、加热条件下可发生醇的消去反应生成，化合物Ⅲ和氢溴酸在加热条件下可发生取代反应生成和H2O。 （4）A．Ⅲ→Ⅳ过程中，碳氧单键变为碳氧双键，有π键生成，A正确； B．该反应是在Cu催化下，将醇氧化成酮，属于氧化反应，B正确； C．连有4个各不相同的原子或基团的碳原子为手性碳原子，化合物Ⅲ没有手性碳原子，C错误； D．化合物Ⅳ，羰基中的C原子为杂化，羰基中的C原子和与羰基直接相连的两个C原子处于同一平面，但与两个甲基中的C原子(饱和碳原子形成四面体结构)不一定处于同一平面上，D错误； 故选AB。 （5） ①以2-丁烯和为原料制备，根据逆推法知，要制备，需先得到和(仿照题干合成路线图的最后一步)，所以最后一步反应中，参与反应的有机物的结构简式是和。 ②需要由2-丁烯经两步反应转化得到，第一步为和溴发生加成反应生成，第二步为在氧化钠水溶液、加热的条件下发生卤代烃的水解反应生成。故填“”。 【变式4-3】（24-25高二上·广东惠州·阶段练习）聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA，结构简式为)可用于制作超薄镜片，其合成路线如下(加料顺序、反应条件略) 已知：反应⑤⑦均为加聚反应。 (1)A的名称为 。 (2)下列反应的反应类型：① ，④ 。 (3)C在Cu催化、加热条件被氧化为D，写出该反应的化学方程式： 。 (4)E的分子式为 ，F中官能团的名称为 。 (5)反应⑥的化学方程式为 。 (6)佩戴隐形眼镜最好常滴“人工眼泪”以滋润眼球，有一种“人工眼泪”的成分是聚乙烯醇()。 (ⅰ)根据用途推测聚乙烯醇可能具有的物理性质： (写出一条即可)。 (ⅱ)已知乙烯醇()不稳定，以乙炔()为原料(其他无机原料任选)，利用反应②的原理合成聚乙烯醇。基于你设计的合成路线，最后一步反应中，有机反应物的结构简式为 。 【答案】(1)丙烷 (2) 取代反应 加成反应 (3)2+O2+2H2O (4) C4H7NO 碳碳双键、羧基 (5)+HOCH2CH2OH+H2O (6) 易溶于水 【分析】 由C的结构简式，结合A、B的分子式，逆推可知B为CH3CHClCH3、A为CH3CH2CH3，C发生氧化反应生成D，D与HCN发生加成反应生成E，已知：反应⑤⑦均为加聚反应，则F中含碳碳双键，F结构简式为，HEMA结构简式为，F与乙二醇发生酯化反应生成H为，H发生加聚反应生成HEMA。 【详解】（1）A为CH3CH2CH3，A的名称为丙烷； （2）B为CH3CHClCH3、A为CH3CH2CH3，A中氢发生取代反应引入氯原子，①为取代反应；D与HCN发生加成反应生成E，④的反应类型是加成反应； （3） C中羟基催化氧化生成羰基得到D：2+O2+2H2O； （4） 由图，E的分子式为C4H7NO，F结构简式为，F中官能团的名称为碳碳双键、羧基； （5） 由分析，F与乙二醇发生酯化反应生成H为，反应为：+HOCH2CH2OH+H2O； （6）(i)根据聚乙烯醇能滋润眼球，推测聚乙烯醇可能具有的物理性质是：易溶于水； (ii)以乙炔(HC≡CH)制取聚乙烯醇，乙炔和HCl发生加成反应生成氯乙烯，氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯，聚氯乙烯发生水解反应生成聚乙烯醇，其合成路线为，最后一步反应中，有机反应物的结构简式为。 题型05 有机综合推断 1.根据反应条件推断反应物或生成物 (1)“光照”为烷烃的卤代反应。 (2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。 (3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。 (4)“HNO3(浓H2SO4)、加热”为苯环上的硝化反应。 (5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。 (6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。 2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团 (1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。 (2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子)。 (3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。 (4)加入新制Cu(OH)2并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),表示该物质中含有—CHO。 (5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。 3.以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置 (1)醇的氧化产物与结构的关系 (2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 (3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。 (4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。 (5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。 4.根据关键数据推断官能团的数目 (1)—CHO; (2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2; (3)2—COOHCO2,—COOHCO2; (4)—C≡C—; (5)。 【典例5】软性隐形眼镜可由聚甲基丙烯酸羟乙酯(H)制成超薄镜片，其合成路线可以是： 已知： 试回答下列问题： (1)反应①和③的反应类型分别为 、 。 (2)A→B所指的“一定条件”是 。 (3)反应②的化学方程式为 ；含相同官能团的C的同分异构体能够发生类似②的反应，检验该反应的有机产物需要的试剂是 ，现象是 。 (4)E的结构简式为 。 (5)F与B按物质的量之比为反应得到G写出G→H的化学方程式 。 【答案】(1) 加成反应 消去反应 (2)NaOH水溶液，加热 (3) 2CH3CH(OH)CH3+O2+2H2O 新制Cu(OH)2悬浊液或者银氨溶液 产生砖红色沉淀或者形成光亮的银镜 (4) (5)n 【分析】由合成流程图可知，CH2=CH2和Cl2发生加成反应生成ClCH2CH2Cl，由G的分子式，结合F的结构简式以及B和F转化为G的反应条件可知，B的结构简式为：HOCH2CH2OH，由C的分子式结合已知信息和F的结构简式可推知，C的结构简式为：CH3CH(OH)CH3，D的结构简式为：，E的结构简式为：，结合G的分子式可知，G的结构简式为：，H为高聚物，则H的结构简式为：，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，反应①是乙烯和氯气发生加成反应，而反应③是由E转化为F即CH2=C(CH3)COOH，故反应类型为消去反应，故答案为：加成反应；消去反应； （2）由分析可知，A→B是由ClCH2CH2Cl 转化为HOCH2CH2OH的过程，即氯代烃发生水解反应，故所指的“一定条件”是NaOH水溶液，加热，故答案为：NaOH水溶液，加热； （3）由分析可知，反应②即由CH3CH(OH)CH3催化氧化为，故该反应的化学方程式为2CH3CH(OH)CH3+O2+2H2O；含相同官能团的C的同分异构体即1-丙醇CH3CH2CH2OH能够发生类似②的反应，1-丙醇催化氧化生成丙醛，检验该反应的有机产物即检验醛基，故需要的试剂是新制Cu(OH)2悬浊液或者银氨溶液，现象分别是产生砖红色沉淀或者形成光亮的银镜，故答案为：2CH3CH(OH)CH3+O2+2H2O；新制Cu(OH)2悬浊液或者银氨溶液；产生砖红色沉淀或者形成光亮的银镜； （4）由分析可知，E的结构简式为，故答案为：； （5）由分析可知，F与B按物质的量之比为反应得到G，G的结构简式为：，则G→H的化学方程式为n，故答案为：n。 【变式5-1】有机玻璃()因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃，请回答下列问题： (1)E的官能团名称为 ； (2)B→C的反应条件为 ；D→E的反应类型为 ； (3)两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为 ； (4)写出下列化学方程式： G→H： ； F→有机玻璃： 。 【答案】 碳碳双键、羧基 NaOH溶液，加热 消去反应 +HCN n 【分析】由A、C结构简式对比可知，A发生加成反应生成B，B结构简式为，G和HCN发生加成反应生成H，H发生水解反应生成D，D发生消去反应生成E，根据E的结构简式知，D结构简式为；E和甲醇发生酯化反应生成F为    ，F发生加聚反应生成有机玻璃为，以此来解答。 【详解】(1)E的官能团名称为碳碳双键、羧基； (2）B→C发生氯代烃的水解反应，反应条件为：NaOH水溶液、加热；D的结构简式为，D中醇羟基发生消去反应生成E； (3)两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为 ； (4)G和HCN发生加成反应生成H，反应方程式为+HCN，F→有机玻璃的反应为n。 【变式5-2】有机玻璃()因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃，请回答下列问题： (1)A的名称为 ；A生成B的反应方程式： ； (2)B→C的反应条件为 ；D→E的反应类型为 ； (3)两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为 ； (4)写出下列化学方程式： ①E→F： ； ②F→有机玻璃： 。 【答案】 2-甲基丙烯 +Cl2→ NaOH溶液，加热 消去反应 +CH3OH+H2O n 【分析】烃，和Cl2发生加成反应生成B，B的结构简式为，B为卤代烃，发生水解生成C，C为醇，中间碳原子上没有H，不能被氧化，所以经两次氧化后，-CH2OH被氧化为-COOH，所以D为，在浓硫酸作用下发生消去反应生成E，E再和甲醇发生酯化反应生成F，F的结构简式为，F再聚合生成有机玻璃。G和HCN发生加成反应生成H，H再水解也生成D。 【详解】(1)根据系统命名法，A的名称为2－甲基－1－丙烯或2-甲基丙烯； (2)B→C为卤代烃水解生成醇，反应条件为NaOH溶液、加热；D→E是醇在浓硫酸作用下的消去反应； (3)D为，两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为； (4) E→F为与甲醇发生酯化反应，化学方程式为：+CH3OH+H2O；F→有机玻璃是发生聚合反应生成有机玻璃，化学方程式为：n。 【变式5-3】功能高分子W的合成路线如图： （1）A的化学名称为： 。 （2）试剂a是浓硝酸和浓硫酸，B的结构简式是： 。 （3）反应③的化学方程式： 。 （4）F中含有的官能团名称为： 。 （5）反应⑤的反应类型是： 。 （6）E与氢气发生加成反应可以生成化合物H，写出2种符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式： 。 ①与化合物H具有相同官能团②核磁共振氢谱为两组峰，峰面积之比为1：3 （7）已知①，②易被氧化，③氨基酸在一定条件下可发生缩聚反应.结合题目信息，设计以甲苯为起始原料制备的合成路线 （其他无机试剂任选）。 【答案】 甲苯 +NaOH+NaCl 酯基 水解反应/取代反应 、 【分析】A的分子式是C7H8，其结构简式是，结合P的结构简式，可知A与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成B为，B与氯气在光照条件下发生取代反应生成C为，C在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成D为，可知G的结构简式为，则F，E的分子式是C6H10O2，则E为CH3CH=CHCOOCH2CH3， 【详解】（1）A的结构简式：，化学名称为：甲苯，故答案为：甲苯； （2）试剂a是浓硝酸和浓硫酸，B的结构简式是：A与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成B为，故答案为：； （3）C为，反应③是C在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成D为，化学方程式：+NaOH+NaCl； （4）F 是，其中含有的官能团名称为：酯基，故答案为：酯基； （5）反应⑤是高聚物中酯的水解，反应类型是水解反应或取代反应，故答案为：水解反应/取代反应； （6）E与氢气发生加成反应可以生成化合物H，H为CH3CH2CH2COOCH2CH3，①与化合物H具有相同官能团，即酯基，②核磁共振氢谱为两组峰，峰面积之比为1：3，则可能的同分异构体有：、； （7）先用甲苯发生对位硝基取代，为保护氨基，先用酸性高锰酸钾把苯的甲基取代基发生氧化反应得到羧基，再利用已知条件①把硝基变为氨基，最后发生自身缩聚反应得到目标产物，合成路线为：。 题型06 限定条件下同分异构体的书写 以合成路线图中的某一有机物的分子式或结构简式为依据提供条件，如核磁共振氢谱中峰的组数及面积比、使FeCl3溶液显色、1 mol有机物与Na或NaHCO3反应生成气体的物质的量等来书写符合条件的该有机物的同分异构体的结构简式或数目判断是历届各地高考的必考点。解答是必须认真审题，依据题目提供的条件，采用等效氢法、烃基取代法、定一移一法或定二移一法进行书写。 1．等效氢法 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。判断“等效氢”的三原则是： （1）同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。 （2）同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的，如 C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效。 （3）处于对称位置上的氢原子是等效的，如CH3CH3中的6个氢原子等效，乙烯分子中的4个氢原子等效，苯分子中的6个氢原子等效，CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等效。 2．烃基取代法 （1）记住常见烃基的结构：丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。 （2）将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，如C4H10O属于醇的可改写为C4H9—OH，共有4种结构，C5H10O属于醛的可改写为C4H9—CHO，共有4种结构。 3．定一移一法或定二移一法 对于二元代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个氯原子，有2种：（1），（2）。第2步固定第2个氯原子：（1）有3种，（2）有2种，其中（1）b和（2）d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。对于三元代物的同分异构体的判断，可固定两个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如苯环上有三个取代基，则分别固定两个取代基的位置（邻、间、对），再移动另一个取代基。 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期末）傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。有机物a(—R为烃基)和苯通过傅克反应合成b的过程如下(无机小分子产物略去)： 下列说法错误的是 A．一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺[2.3]己烷()互为同分异构体 B．b苯环上的二氯代物超过三种 C．R为C5H11时，a的结构有九种 D．R为C4H9时，1molb加成生成C10H20至少需要3molH2 【答案】C 【详解】 A．环己烯与螺[2.3]己烷的分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，故A正确； B．b的苯环上含3种H原子，固定1个Cl在R的邻位，移动另一个Cl有4种，再固定1个Cl在R的间位，移动另一个Cl有2种，共6种，故B正确； C．CH3CH2CH2CH2CH3、、中含H原子数分别为3、4、1，则R为C5H11时，a的结构有8种，故C错误； D．R为C4H9时，为饱和烃基，b中只有苯环与氢气发生加成反应，则1molb加成生成C10H20至少需要3molH2，故D正确； 故选：C。 【变式6-1】分子式为C9H12的所有带苯环结构的异构体中，苯环上的取代基全部为甲基，这样的异构体有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】C 【分析】C9H12的所有带苯环结构的异构体中，苯环上的取代基全部为甲基，则苯环上有三个取代基，同分异构体有1，2，3-三甲基苯，1，2，4-三甲基苯，1，3，5-三甲基苯。 【详解】据分析可知，C9H12的所有带苯环结构的异构体中，苯环上的取代基全部为甲基，同分异构体共有3种； 故答案选C。 【变式6-2】具有相同官能团的B()的芳香同分异构体还有________种(不考虑立体异构，填标号)。 a．10 b．12 c．14 d．16 其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为____________。 【答案】　d　 　 【详解】分子式为C7H6ClNO2的芳香同分异构体且含有—Cl、—NO2两种官能团。有以下几种情况：①若只有1个取代基，则为—CHClNO2，有1种；②若有2个取代基，则为—CH2NO2、—Cl或—CH2Cl、—NO2，2个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种，共6种；③若有3个取代基，则为—Cl、—NO2、—CH3，则有10种。除有机物B外，其同分异构体有16种。其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。 【变式6-3】在D()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种； ①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为________。 【答案】　13 　 【详解】能发生银镜反应说明该结构中含有醛基，遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基，若有3个取代基，则为—OH、—CHO、—CH3，固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上，变换甲基的位置，这种情况下有4种可能；固定醛基、酚羟基的位置处在间位上，变换甲基的位置，这种情况下有4种可能；固定醛基、酚羟基的位置处在对位上，变换甲基的位置，这种情况下有2种可能；若有2个取代基，则为—OH、—CH2CHO，这种情况下有邻、间、对3种可能，因此满足题述条件的同分异构体有4＋4＋2＋3＝13种。其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十节 有机合成 题型01 构建碳骨架 题型02 官能团的引入 题型03 官能团的保护 题型04 有机合成路线的设计 题型05 有机综合推断 题型06 限定条件下同分异构体的书写 题型01 构建碳骨架 1．碳链增长的反应： 当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时，可以通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长。如： (1)CH≡CHCH2==CHCN（丙烯腈）CH2==CHCOOH（丙烯酸） 　　 (2) (3)羟醛缩合反应生成烯醛 2．碳链减短的反应：氧化反应等则可以使烃分子链缩短。 如： (1) (2)RC≡CHRCOOH (3) 3．成环反应 共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物反应，得到环加成产物。 【典例1】（24-25高二下·广东茂名·期中）已知；以丙烯为原料合成2-甲基-1-丙醇的过程如下，丙烯2-甲基-1-丙醇。下列说法错误的是 A．丙烯→I的反应可生成两种产物 B．II的结构简式为 C．试剂a可用作食品添加剂 D．IV能使溴水褪色 【变式1-1】有下列几种反应类型：①消去②取代③水解④加成⑤还原⑥氧化，用丙醛制取1，2-丙二醇，按正确的合成路线发生的反应所属类型不可能是 A．⑤①④③ B．⑤⑥③① C．⑤①④② D．④①④③ 【变式1-2】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1-3】下列反应能使前者碳链缩短的是 A．乙醛发生自身羟醛缩合反应 B．乙苯和酸性KMnO4溶液反应 C．乙醛和银氨溶液反应 D．乙烯和HCN发生加成反应 题型02 官能团的引入 有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。 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低聚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 【典例2】在有机合成中，常需要引入官能团或将官能团消除，下列过程中反应类型及产物不合理的是 A．乙烯→乙二醇：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH B．溴乙烷→乙醇： C．1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2CH3CH2CHBrCH2BrCH3CH2C≡CH D．乙烯→乙炔：CH2=CH2CH2BrCH2BrCH≡CH 【变式2-1】工业上利用甲苯制备一种重要芳香六元环酯(己)的方法如下： 回答下列问题 (1)物质丁的分子式为 ，1mol丁完全燃烧需要的氧气物质的量为 mol． (2)写出反应(1)的化学方程式 。 (3)写出反应(2)的化学方程式 。 (4)物质丁的同分异构体较多，具有下列性质的芳香族化合物的同分异构体数目是 。 ①在碱性条件下和新制氢氧化铜共热产生砖红色沉淀， ②苯环上只有两个对位取代基 其中核磁共振氢谱呈现五组吸收峰，面积之比为6：2：2：1：1，请任写一种 。 (5)依据上述有机合成设计，用丙烯 CH3CH=CH2合成2-羟基丙酸()，题设中合成路线中的试剂可用、其它无机试剂自选，开头已经写出： 。(合成路线流程图请参考如下形式：) 【变式2-2】工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯： ，下列反应①—⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明)。 回答下列问题： (1)反应①的化学方程式为 。 (2)反应③的反应类型是 ，实验室中实现反应④，“试剂X”可选用 ，B中含有官能团有 (写名称)。 (3)B的同分异构体有多种，其中满足下列条件的B的同分异构体有 、 。(写结构简式，任写两种) ①含有苯环，且苯环上只有两个取代基②含有的官能团与B相同 (4)对苯二酚( )与BrCH2CH2CH2Br一定条件下也能发生③的反应，生成新的环状化合物，则该产物的结构简式为 。 (5)某学生将以上合成路线简化为： 你认为是否合理？ (填“是”或“否”)，请说明理由 (若填“是”，此处不用作答)。 【变式2-3】卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下： 已知：(ⅰ) (ⅱ) 回答下列问题： (1)A的化学名称是 。 (2)写出反应③的化学方程式 。 (3)D具有的官能团名称是 。(不考虑苯环) (4)反应④中，Y的结构简式为 。 (5)反应⑤的反应类型是 。 (6)C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有 种。 (7)写出W的结构简式 。 题型03 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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—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】某实验小组用甲苯等为原料合成邻硝基甲苯的过程如图，下列说法错误的是 A．反应3为消去反应 B．反应1和反应3的目的是保护对位氢原子不被硝基取代 C．化学名称为对甲基苯磺酸 D．向中加入溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，混合液呈现红棕色 【变式3-1】H是合成某药物的中间体，一种合成H的路线如下(部分条件和产物省略)： 已知：①R1CHO ②A能发生银镜反应，遇溶液发生显色反应。 请回答下列问题： (1)A分子中官能团的结构简式为 。1个H分子含 个手性碳原子。 (2)D→E的反应类型为 。R的结构简式是 。 (3)写出E→F的化学方程式： 。 (4)设计A→B、E→F步骤的目的是 。 (5)满足下列条件的B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)， ①能与NaOH溶液反应；  ②分子中含有苯环；  ③遇溶液不发生显色反应 其中，1mol该物质能消耗2molNaOH的结构简式可能为 (写出两种即可)。 (6)参照上述流程，下图是以乙醇为原料合成2－丁烯(无机试剂任选)的路线，补充完整合成路线中的有机物①②。① ；② 【变式3-2】由芳香烃A(分子式为C7H8)制备香料甲和重要的医药中间体乙，其合成路线如下： (1)A的名称是 ，其核磁共振氢谱峰面积为 。 (2)①、④的反应类型依次是 、 。 (3)写出下列化学方程式(注明反应条件) 反应③ 。 反应⑤ 。 反应⑦ 。 (4)反应⑥中－SO3H取代苯环上的H，反应⑧中H取代苯环上的－SO3H ，原因是 。 (5)医药中间体乙含有的含氧官能闭名称为 。已知－NH2可被氧化，从E到医药中间体乙需经过一系列反应，先发生 (填“氧化反应或“还原反应”)。 【变式3-3】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯：，下列反应①~⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明）。 回答下列问题： （1）有机物A的结构简式为 。 （2）反应②的化学方程式是： 。 （3）试剂x是 ，反应⑥的反应类型是 反应。 （4）反应⑤的化学方程式是： 。 （5）合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是 。 题型04 有机合成路线的设计 1.有机合成的基本思路 2.有机合成路线的分析方法 方法 流程 逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料 正合成分析法 原料→中间产物→目标产物 综合比较法 原料→中间产物←目标产物 3.常见的合成路线 （1）一元合成路线 R—CH===CH2R—CH2—CH2X R—CH2—CH2OH R—CH2—CHOR—CH2—COOH―→酯 （2）二元合成路线 CH2===CH2CH2X—CH2X HOH2C—CH2OHOHC—CHO HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯 （3）芳香族化合物合成路线 【典例4】（24-25高二下·广东梅州·期末）克立硼罗是一种用于治疗特异性皮炎的药物，它的一种合成路线如下图所示： (1)化合物A中的含氧官能团名称为 ，化合物B的分子式为 。 (2)反应④的化学反应类型为 。 (3)写出反应⑤的化学方程式 。 (4)同时满足下列条件的化合物B的同分异构体有 种(不考虑立体异构)，写出其中核磁共振氢谱中峰面积比为3∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式 。 ⅰ．能与溶液发生显色反应；ⅱ．能与反应；ⅲ．苯环上有两个取代基 (5)关于上述路线中的相关物质及转化。下列说法正确的有___________(填字母)。 A．反应①的原子利用率为100％ B．反应②过程中加入适量可以提高转化率 C．反应③过程中存在碳原子杂化方式的改变 D．化合物E能与水分子形成分子间氢键，故化合物E极易溶于水 (6)以乙烯为唯一有机原料，参考上述信息，合成。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 。 (b)相关步骤涉及到卤代烃制醇反应，其化学方程式为 。 【变式4-1】（24-25高二下·广东深圳·期末）G是一种四环素类药物合成中间体，其合成路线如下： (1)A分子中官能团的名称为 ；其中1号碳上C－H的极性 2号碳C－H的极性（填“＞”“＜”“=”或“无法判断”）。 (2)的反应类型属于 。 (3)写出B的同分异构体中，满足下列条件的结构简式： 。 ①与反应呈紫色； ②核磁共振氢谱上出现4组吸收峰。 (4)下列说法正确的是 （填字母）。 a.的手性碳原子的数目相同 b.属于取代反应 c.的含碳产物中，除之外，极性分子和非极性分子的物质的量比为 d.由会产生与互为同分异构体且含五元环的副产物 (5)以和为原料制备需经历5步反应，无机试剂和两碳以下的有机试剂任用。 ①的系统命名为 。②引入溴原子的反应方程式为 。（注明条件） ③最后一步得到高分子化合物的反应方程式为 。（无需注明条件） 【变式4-2】（24-25高二下·广东汕尾·期末）有机物Ⅶ是合成甲流特效药奥司他韦的重要中间体，其中一种合成路线如图所示。 (1)化合物Ⅰ的分子式为 ，化合物Ⅱ官能团的名称为 。 (2)化合物X为Ⅳ的同分异构体，且X只有两种化学环境的氢，则X的结构简式为 ，名称为 。 (3)根据化合物Ⅲ的结构特征，分析并预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂及其条件 反应形成的新结构 反应类型 a 消去反应 b (4)关于反应Ⅲ→Ⅳ的说法正确的有_____(填字母)。 A．反应过程中有π键生成 B．该反应为氧化反应 C．化合物Ⅲ有1个手性碳原子 D．化合物Ⅳ所有碳原子一定处于同一平面上 (5)以2-丁烯和为原料制备。 ①最后一步反应中参与反应的有机物的结构简式为 。 ②2-丁烯在合成路线中第一步反应的化学方程式为 。 【变式4-3】（24-25高二上·广东惠州·阶段练习）聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA，结构简式为)可用于制作超薄镜片，其合成路线如下(加料顺序、反应条件略) 已知：反应⑤⑦均为加聚反应。 (1)A的名称为 。 (2)下列反应的反应类型：① ，④ 。 (3)C在Cu催化、加热条件被氧化为D，写出该反应的化学方程式： 。 (4)E的分子式为 ，F中官能团的名称为 。 (5)反应⑥的化学方程式为 。 (6)佩戴隐形眼镜最好常滴“人工眼泪”以滋润眼球，有一种“人工眼泪”的成分是聚乙烯醇()。 (ⅰ)根据用途推测聚乙烯醇可能具有的物理性质： (写出一条即可)。 (ⅱ)已知乙烯醇()不稳定，以乙炔()为原料(其他无机原料任选)，利用反应②的原理合成聚乙烯醇。基于你设计的合成路线，最后一步反应中，有机反应物的结构简式为 。 题型05 有机综合推断 1.根据反应条件推断反应物或生成物 (1)“光照”为烷烃的卤代反应。 (2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。 (3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。 (4)“HNO3(浓H2SO4)、加热”为苯环上的硝化反应。 (5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。 (6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。 2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团 (1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。 (2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子)。 (3)遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。 (4)加入新制Cu(OH)2并加热,有砖红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),表示该物质中含有—CHO。 (5)加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。 (6)加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。 3.以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置 (1)醇的氧化产物与结构的关系 (2)由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。 (3)由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。 (4)由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。 (5)由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。 4.根据关键数据推断官能团的数目 (1)—CHO; (2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2; (3)2—COOHCO2,—COOHCO2; (4)—C≡C—; (5)。 【典例5】软性隐形眼镜可由聚甲基丙烯酸羟乙酯(H)制成超薄镜片，其合成路线可以是： 已知： 试回答下列问题： (1)反应①和③的反应类型分别为 、 。 (2)A→B所指的“一定条件”是 。 (3)反应②的化学方程式为 ；含相同官能团的C的同分异构体能够发生类似②的反应，检验该反应的有机产物需要的试剂是 ，现象是 。 (4)E的结构简式为 。 (5)F与B按物质的量之比为反应得到G写出G→H的化学方程式 。 【变式5-1】有机玻璃()因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃，请回答下列问题： (1)E的官能团名称为 ； (2)B→C的反应条件为 ；D→E的反应类型为 ； (3)两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为 ； (4)写出下列化学方程式： G→H： ； F→有机玻璃： 。 【变式5-2】有机玻璃()因具有良好的性能而广泛应用于生产生活中。下图所示流程可用于合成有机玻璃，请回答下列问题： (1)A的名称为 ；A生成B的反应方程式： ； (2)B→C的反应条件为 ；D→E的反应类型为 ； (3)两个D分子间脱水生成六元环酯，该酯的结构简式为 ； (4)写出下列化学方程式： ①E→F： ； ②F→有机玻璃： 。 【变式5-3】功能高分子W的合成路线如图： （1）A的化学名称为： 。 （2）试剂a是浓硝酸和浓硫酸，B的结构简式是： 。 （3）反应③的化学方程式： 。 （4）F中含有的官能团名称为： 。 （5）反应⑤的反应类型是： 。 （6）E与氢气发生加成反应可以生成化合物H，写出2种符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式： 。 ①与化合物H具有相同官能团②核磁共振氢谱为两组峰，峰面积之比为1：3 （7）已知①，②易被氧化，③氨基酸在一定条件下可发生缩聚反应.结合题目信息，设计以甲苯为起始原料制备的合成路线 （其他无机试剂任选）。 题型06 限定条件下同分异构体的书写 以合成路线图中的某一有机物的分子式或结构简式为依据提供条件，如核磁共振氢谱中峰的组数及面积比、使FeCl3溶液显色、1 mol有机物与Na或NaHCO3反应生成气体的物质的量等来书写符合条件的该有机物的同分异构体的结构简式或数目判断是历届各地高考的必考点。解答是必须认真审题，依据题目提供的条件，采用等效氢法、烃基取代法、定一移一法或定二移一法进行书写。 1．等效氢法 单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。判断“等效氢”的三原则是： （1）同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。 （2）同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的，如 C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效。 （3）处于对称位置上的氢原子是等效的，如CH3CH3中的6个氢原子等效，乙烯分子中的4个氢原子等效，苯分子中的6个氢原子等效，CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等效。 2．烃基取代法 （1）记住常见烃基的结构：丙基有2种结构，丁基有4种结构，戊基有8种结构。 （2）将有机物分子拆分为烃基和官能团两部分，根据烃基同分异构体的数目，确定目标分子的数目，如C4H10O属于醇的可改写为C4H9—OH，共有4种结构，C5H10O属于醛的可改写为C4H9—CHO，共有4种结构。 3．定一移一法或定二移一法 对于二元代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如CH3CH2CH3的二氯代物数目：第1步固定1个氯原子，有2种：（1），（2）。第2步固定第2个氯原子：（1）有3种，（2）有2种，其中（1）b和（2）d重复，故CH3CH2CH3的二氯代物有4种。对于三元代物的同分异构体的判断，可固定两个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。如苯环上有三个取代基，则分别固定两个取代基的位置（邻、间、对），再移动另一个取代基。 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期末）傅克反应是合成芳香族化合物的一种重要方法。有机物a(—R为烃基)和苯通过傅克反应合成b的过程如下(无机小分子产物略去)： 下列说法错误的是 A．一定条件下苯与氢气反应的产物之一环己烯与螺[2.3]己烷()互为同分异构体 B．b苯环上的二氯代物超过三种 C．R为C5H11时，a的结构有九种 D．R为C4H9时，1molb加成生成C10H20至少需要3molH2 【变式6-1】分子式为C9H12的所有带苯环结构的异构体中，苯环上的取代基全部为甲基，这样的异构体有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【变式6-2】具有相同官能团的B()的芳香同分异构体还有________种(不考虑立体异构，填标号)。 a．10 b．12 c．14 d．16 其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为____________。 【变式6-3】在D()的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种； ①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。 其中，核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $