29 第一篇 专题七 热点题空突破3 有机合成路线的设计（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

热点题空突破3　有机合成路线的设计 (1)根据题中信息或条件，给定试剂原料和目标产物，设计合成路线。　(2)根据题中给定的合成路线，确定物质或反应方程式书写等。 消除盲点　弥补知识短板 1．常见官能团的引入(或转化)方法 官能团 引入(或转化)的常用方法 —OH 烯烃与水加成反应、卤代烃水解反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合反应、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下发生水解反应等 烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质在光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等 醇类或卤代烃的消去反应、炔烃不完全加成 —COOH 醛类的氧化、被酸性KMnO4溶液氧化成、酯类的水解、醛(酮)与HCN加成后在酸性条件下水解生成α-羟基酸等 —CHO RCH2OH(伯醇)氧化、羟醛缩合、烯烃臭氧氧化等 —NO2 硝化反应 —NH2 —NO2的还原(Fe/HCl) 2．常见官能团的保护方法 (1)酚羟基(—OH) ① ② (2)氨基(—NH2) (3)醛基(—CHO) 3．常见衍变关系 4．有机合成路线设计的思路 发散思维　拓展答题视野 考点一　根据题中信息设计合成路线 1．(2025·陕晋青宁卷，T18节选)我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H)，合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。 已知： 回答下列问题： (1)A中官能团的名称是________、________。 (2)B的结构简式为________。 (3)由C转变为D的反应类型是________。 (4)结合合成H的相关信息，以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料，设计化合物的合成路线。 [解析]　(1)A中“—NO2”为硝基，“—OH”为(酚)羟基。(2)对比A、C的结构，从中虚线处断开，左侧为A的部分，则右侧为B的部分，断开处连接Br原子，故B的结构简式为。(3)C中硝基转化为D中氨基，为“去氧加氢”的还原反应。(4)目标产物的结构中含有“O==S==O”，类比流程中D→E，可将原料转化为；目标产物中含有 ，类比流程中G→H，醛基可转化为，即可转化为，与发生类似E→G的反应生成。 [答案]　(1)硝基　(酚)羟基　(2)　(3)还原反应 (4) 2．(2024·安徽卷，T18节选)化合物I是一种药物中间体，可由下列路线合成(Ph代表苯基，部分反应条件略去)： 已知： ⅰ)RXRMgX ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应： RMgX＋HY―→RH＋ HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。 参照上述合成路线，设计以和不超过3个碳的有机物为原料，制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。 [解析]　根据题目给出的路线，先将原料中的羰基还原为羟基，后利用浓硫酸脱水生成碳碳双键，随后将该物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物，最后与CF3COCF3在无水醚中反应，再经H3O+作用生成目标化合物，具体的路线如下： 。 [答案]　 1．(2025·滁州一模，节选)白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化和消炎等功效。以下是某课题组合成化合物I的路线。 (1)I的同分异构体中，同时满足下列条件的共有________种(不考虑立体异构)。 ①含有两个苯环；②含有手性碳原子；③能使FeCl3溶液显紫色；④能和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳。 写出其中一种同分异构体的结构简式：________________________。 (2)参照上述合成路线，设计以甲苯和苯甲醛为原料(其他试剂任选)，制备的合成路线。 [答案]　(1) 3　、、(任写一种即可)　 (2) 2．(2025·重庆二模，节选)氯雷他定(G)常用于治疗过敏性疾病。其一种合成路线如图所示： 已知： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ．Et代表CH3CH2— 回答下列问题： (1)合成路线中设计反应①、③的目的是________。 (2)以、ClCOOEt、中间体三环酮()为原料也可制得氯雷他定，设计其合成路线(其他试剂任选)。 [解析]　A→B发生加成反应，同时发生已知Ⅰ的互变异构，B→C发生取代反应，同时有HCl生成，C→D又生成—CN，A→B和C→D的目的是保护—CN(氰基)，D与反应生成E，E在酸性条件下发生先加成后消去的反应得到F，F再发生取代反应得到G。 (2)根据题干信息，先与反应再酸化生成，在浓硫酸条件下发生消去反应生成，与ClCOOEt发生取代反应生成。 [答案]　(1)保护氰基(—CN)　 (2) 考点二　根据设定的合成路线进行物质推断 1．(2025·甘肃卷，T18节选)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物，可按下图路线合成(部分试剂省略)： (1)化合物B的结构简式为________。 (2)C→D涉及的反应类型有________，________。 (3)毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性，可由多取代苯甲醛J出发，经多步合成得到(如下图)。已知J的1HNMR谱图显示四组峰，峰面积比为1∶1∶2∶6。J和I的结构简式为________，________。 [解析]　(1)结合B的分子式以及A、C的结构简式可推知B为。(2)C→D为，该过程中涉及醛基与B的亲核加成反应以及还原反应，故涉及的反应类型有加成反应和还原反应。(3)结合题干合成路线中的物质变化及反应条件，由多取代苯甲醛J的分子式及核磁共振氢谱特点，结合逆推可知J为。I为 的同分异构体，由的结构并结合题干中G→H→毛兰菲的转化可推知I为。 [答案]　(1)　(2)加成反应　还原反应　(3)　 2．(2024·黑吉辽卷，T19节选)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物，其合成路线如下： 已知： Ⅰ．Bn为，咪唑为； Ⅱ．和不稳定，能分别快速异构化为和。 请回答： (1)E→F转化可能分三步： ①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X； ②X快速异构化为Y； ③Y与(CH3CO)2O反应生成F。 第③步化学方程式为______________________________________________。 (2)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化，设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为________和________。 M―→N [解析]　(1)根据已知条件和题目中的三步反应，第3步反应为酚羟基与乙酸酐的反应，生成有机物F。则有机物Y为，根据异构化原理，有机物X的结构简式为。第③步化学方程式为＋(CH3CO)2O―→＋CH3COOH。(2)根据逆合成分析法，有机物N为，合成路线中有机物M由前面原料氧化得到，有机物M发生类似E→X的转化，生成有机物N，则有机物M的结构简式为。 [答案]　(1)＋(CH3CO)2O―→＋CH3COOH (2)　 1．(2025·长沙雅礼中学二模，节选)脱落酸是一种抑制植物生长的激素，其衍生物I的合成路线如下图所示。 已知：ⅰ．＋＋H2O； ⅱ．。 请回答： (1)A能发生银镜反应，B中含有碳碳三键，A→B的化学方程式是________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)D的结构简式是___________________________________________________， 根据后续转化推测C→D的目的是_____________________________________。 (3)依据上述合成路线的原理，利用其中原料，设计如下路线，合成有机化合物N，其结构简式为 ①试剂和条件：a是________。 ②L的结构简式是________。 [解析]　C2H2为乙炔(CH≡CH)，B中含有碳碳三键，根据A和B的分子式可知，A→B的反应为加成反应，可知在醛中的碳氧双键处发生加成，则A为乙醛，B的结构简式为。根据已知ⅰ和I的结构简式，可知C→D的目的是利用已知ⅰ的可逆反应保护C中酮羰基(左下角的)，则D的结构简式为。根据B、D、E的分子式，可知B和D发生了加成反应，结合I的结构，可知D中的碳氧双键处发生了变化，则E的结构简式为。F和G发生已知ⅱ中的反应，可知F中含有碳氧双键，再结合I的结构，可知E中的羟基(，与碳原子相连的羟基)被氧化成了酮羰基，F的结构简式为。结合已知ⅱ，可知H的结构简式为。 (3)分析N的结构，与I的结构类似，因此需要模仿A到I的合成路径，N的结构左右对称，可知CH≡CH与2倍的C2H4O发生了加成，得到的产物K的结构简式为，K中的羟基被氧化成酮羰基，L的结构简式为，则条件a为CrO3、吡啶，L再发生已知ⅱ的反应得到M，M再发生还原反应转化为N，则条件c为Cr2+、H+。 [答案]　(1)CH≡CH＋CH3CHO (2)　利用已知ⅰ的可逆反应保护C中酮羰基　(3)①CrO3、吡啶　② 2．(2025·丹东一模，节选)磷酸氯喹常用于疟疾的治疗，可由氯喹和磷酸在一定条件下制得。氯喹J的合成路线如图所示。 已知：①当苯环上原有基团为RCOO—、烃基、—X(X表示卤素原子)时，后进入取代基主要进入到原取代基的邻、对位；原有基团为—COOH、—NO2时，后进入取代基主要进入原取代基的间位。 ②苯胺()易被氧化，苯胺()和吡啶()都具有芳香性。 请回答： (1)M是D的一种芳香同分异构体，满足下列条件的M有________种(不考虑立体异构)。 ①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基； ②红外光谱测得分子结构中含有碳氯键。 其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为1∶1∶1的物质的结构简式为________。 (2)以甲苯为原料可经三步合成2，4，6-三氨基苯甲酸，合成路线如图所示。 中间体A的结构简式为________，反应③的条件为________。 [解析]　(1)依题可知六元环可为或，当六元环为时，取代基可为—Cl和—NH2，取代基相对位置有邻、间(D)、对，除去D之后有2种； 当六元环为时，取代基可为和—CH3，采用“定一移一”法可知有10种同分异构体，具体如下：、、；综上，满足条件的同分异构体有12种；其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为1∶1∶1的物质的结构简式为。 (2)根据2，4，6-三氨基苯甲酸的结构简式，并结合已知条件①可知，反应①是甲苯发生了在甲基的邻位和对位上的硝基取代反应，故中间体A的结构简式为；氨基容易被氧化，故应先将苯环上的甲基氧化为羧基，最后再将苯环上的硝基还原为氨基，故反应③的条件为Fe/NH4Cl。 [答案]　(1)12　 (2)　Fe/NH4Cl 专题数智作业(三十三) 热点题空专练 有机合成中同分异构体的书写与有机合成路线的设计 (分值：40分) 1．(8分)(2025·南充二模，节选)制备除草剂异噻唑草酮的合成中间体G的合成路线如下图所示。 回答下列问题： (1)F的结构简式为________。(2分) (2)满足下列条件的H的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。(2分) ①含有—SCH3和—CF3　②含有苯环且苯环上只有2个取代基　③含有1个手性碳原子　④能与碳酸氢钠反应 (3)完成F到H的两步转化路线：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ (须表示出G的结构简式和必要的反应物及条件)。(4分) [解析]　A和I2发生取代反应生成B，B与FSO2CF2COOH反应生成C，C发生硝化反应生成D，则C为，D和CuCN发生取代反应生成E，E和CH3SNa发生取代反应生成F，结合H的结构简式可以推知F为，在酸性条件下水解得到G为，和CH3OH发生酯化反应生成H。 (2)H的同分异构体满足条件：①含有—SCH3和—CF3；②含有苯环且苯环上只有2个取代基；③含有1个手性碳原子；④能与碳酸氢钠反应，说明其中含有—COOH；则苯环上取代基的组合为—CF3、—CH(SCH3)COOH或—SCH3、—CH(CF3)COOH或—COOH、—CH(CF3)SCH3，每组组合都有邻、间、对三种位置关系，则满足条件的同分异构体共有9种。 (3)由分析可知，F到H的两步转化路线为FH。 [答案]　(1)　(2)9　(3)FH 2．(10分)(2025·广州一模，节选)应用光化学催化和烯还原酶的光生物催化一体化技术，可实现化合物Ⅳ的合成，示意图如图所示(部分反应条件略)。 (1)化合物Ⅴ为Ⅲ的同分异构体，能够发生银镜反应，在核磁共振氢谱图上只有3组峰，峰面积之比为2∶2∶1，Ⅴ的结构简式为__________，其名称为________。(4分) (2)以化合物Ⅱ为唯一有机原料，合成化合物。 基于你设计的合成路线，回答下列问题： ①最后一步的化学方程式为____________________________________________ ___________________________________________________(注明反应条件)。 ②相关步骤涉及氧化反应，其有机反应物为____________________(写结构简式)。 ③若相关步骤涉及卤代烃制醇反应，其化学方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________(注明反应条件)。(6分) [解析]　(2)以CH3COCH3为唯一有机原料合成化合物，可由CH3COOH和HOCH2CH(CH3)OH发生酯化反应得到，HOCH2CH(CH3)OH可由BrCH2CHBrCH3发生水解反应得到，BrCH2CHBrCH3可由CH2==CHCH3和溴发生加成反应得到，CH2==CHCH3可由CH3CH(OH)CH3发生消去反应得到，丙酮和氢气发生加成反应生成CH3CH(OH)CH3，CH2==CHCH3被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2和CH3COOH。 [答案]　(1)BrCH2CH2CHO　3-溴丙醛　 (2)①HOCH2CH(CH3)OH＋2CH3COOH＋2H2O　 ②CH2==CHCH3　③BrCH2CHBrCH3＋2NaOHHOCH2CH(OH)CH3＋2NaBr 3．(11分)(2025·信阳二模，节选)某新型药物P的合成路线如下图所示。 (1)下列说法正确的是________(填标号)。(2分) a．E→F在Na2CO3/DMF条件下进行，推测Na2CO3能吸收HBr，提高F的产率 b．F→G过程中，Sn2+转化为Sn4+，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶3 c．K→L的反应类型是取代反应 (2)已知：M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变，生成1 mol P的同时还生成3 mol甲醇。P分子中含两个六元环和一个五元环，P的结构简式是__________。(3分) (3)已知：，由I经过三步反应合成J，路线如下图所示。 其中第一步NH2OH只断裂O—H，写出中间产物Q、R的结构简式：__________________、________________________。(6分) [解析]　由分子式可以推知，A和Cl2发生取代反应生成B，B和CH3CH2OCOOH发生酯化反应生成C，C发生硝化反应生成D，结合D的结构简式可知，A为，B为，C为，D在酸性条件下发生水解反应生成的E为， E和C3H7Br发生取代反应生成F，结合M的结构简式可知，F发生还原反应生成的G为，J发生水解反应生成的K为，K和SOCl2发生取代反应生成的L为，L和G发生取代反应生成M。 (1)a．E和C3H7Br发生取代反应生成F，同时生成了HBr，该反应在Na2CO3/DMF条件下进行，推测Na2CO3能吸收HBr，提高F的产率，正确；b．F发生还原反应生成G，硝基转化为氨基，N元素化合价下降了6，若Sn2+转化为Sn4+，Sn元素化合价上升2，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶3，正确；c．K和SOCl2发生取代反应生成L，正确。 (2)M→P过程中M分子中的一个氮原子杂化类型发生了改变，生成1 mol P的同时还生成3 mol甲醇，结合H和CH3C(OCH3)3反应生成I的反应原理，可知CH3C(OCH3)3提供的三个—OCH3基团在成环时逐一被替换生成CH3OH，最终P分子含有两个六元环和一个五元环，则P分子的结构简式为。 (3)I与NH2OH加成时只断裂NH2OH中的O—H，先得到加成产物Q，随后Q脱去CH3OH生成中间体R，最后发生异构化得到J。Q、R的结构式分别是对I分子上“C≡N”部位被“—NHOH”加成并经进一步移除甲醇后所形成的相应含N、O五元杂环前体，则Q为，R为。 [答案]　(1)abc　(2)　 (3)　 4．(11分)(2025·甘肃名校二模，节选)化合物G是一种新型治疗肿瘤的药物，合成路线如下图所示。 回答下列问题： (1)E→F反应的化学方程式为___________________________________________ __________________________________________________________。(2分) (2)化合物A的同分异构体中，能使FeCl3溶液显紫色的还有________种，其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体可能的结构简式为________。(4分) (3)参照上述合成路线，以、和C2H5Br为原料，设计合成的路线(可用NBS和AIBN，其他无机试剂任选)。(5分) [解析]　与乙酸酐反应生成B，根据B的分子式可知，反应为取代反应，同时生成乙酸，则B为，D在氢氧化钠溶液中水解后经盐酸酸化得到E为。 (2)化合物A的结构简式为，其同分异构体中能使FeCl3溶液显紫色的还有：、、、、、(邻、间、对)，共8种；峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体可能的结构简式为。(3)溴乙烷与反应生成，在一定条件下转化为，与反应得到。 [答案]　(1)＋＋HBr (2)8　 (3) 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $