第五板块 专题微课(三) 有机合成路线的设计-【新高考方案】2026年高考化学二轮复习专题增分方略教师用书word（Ⅱ）

专题微课(三)　有机合成路线的设计 　　有机合成路线的设计是有机合成与推断大题中常考的一问,此问难度较大。试题要求以某种已知的简单有机物为原料,利用题给路线转化或结合题给信息来合成某种目标有机物,一般合成步骤为3~4步。要想突破此点,需从原料与产品的组成和结构的差异入手,运用试题给出的信息,采用正推和逆推相结合的方法进行解题。 高考领航 1.(2025·湖南卷·节选)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件): 已知: 回答下列问题: (1)C与生成E的同时,有少量产物I生成,此时中间体H的结构简式是　　　　　　　　　。  (2)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和H2C==CH—CN为原料合成的路线(无机试剂和溶剂任选)。 解析:结合B的分子式可知,A发生加成反应生成B,则B的结构简式为,B中溴原子发生消去反应生成C,C与发生加成反应生成中间体D,再发生取代反应生成E,E与氧气发生氧化反应生成F,据此解答。(1)根据已知信息,存在一系列的互变平衡,结合I的结构简式可知,可转换为与C发生加成反应后,得到的中间体H的结构简式为,再发生取代反应,即可得到I;(2)目标产物含有酯基,说明是发生了酯化反应,结合C→E的过程和已知信息,首先发生异构化反应转化为,再和H2C==CH—CN发生加成反应生成,再发生水解反应生成,再发生酯化反应得到目标产物。 答案:(1) (2) 2.(2025·陕晋宁青卷·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)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(要求配平)。  (2)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:A和B发生反应生成C,K2CO3的作用是与A和B反应生成的HBr反应,促进反应正向进行,结合B的分子式C4H9BrO以及C的结构简式,可知B的结构简式为,C中硝基还原为氨基生成D,D经历两步反应生成E,E发生取代反应生成G,据此解答。 (1)由D转变为E的第一步反应是已知条件的反应,化学方程式为+NaNO2+2HCl→+NaCl+2H2O。 (2)目标产物的结构简式与G类似,则其是由和发生取代反应而合成,而可由苯胺发生D→E的反应合成,可由苯甲醛发生G→H的反应合成。 答案:(1)+NaNO2+2HCl→+NaCl+2H2O (2) 重点破障 (一)有机合成路线的设计方法 1.正推法 即从某种原料分子开始,对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团),对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线,其思维程序为 如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯,可采用正推法: 2.逆推法 即从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设计,其思维程序为如采用逆推法,通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇,继续逆推可得出原料分子为甲苯,如图所示: 3.正逆双向结合法 采用正推和逆推相结合的方法,是解决合成路线题的最实用的方法,其思维程序为 (二)有机合成路线设计的思维模型 强训提能 1.天然产物Ⅴ具有抗疟活性,某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略,Ph表示—C6H5): 已知: 根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线(不需注明反应条件)。 解析:根据题给已知条件,对甲基苯酚与HOCH2CH2Cl反应能得到,之后发生水解反应得到,观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应④,所以合成的路线见答案。 答案: 2.某药物中间体J的合成路线如下(部分反应条件省略): 已知: ; 。 (1)F→G的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)参照上述合成路线,以苯胺()、溴乙烷为主要原料制备的合成路线(其他无机试剂任选)。 解析:A与(CH3)2SO4在氢氧化钠存在条件下反应生成B,B发生还原反应生成C,C与CH3COOH发生取代反应生成D(),D与C2H5Br发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,根据第一个已知信息,F与CH3COCl反应生成G();根据第二个已知信息,I()受热发生原子重排生成J();由流程可知,H与H2C==CHCH2Br反应生成I,最后推出H的结构简式为。 (2)依据C→D→E的合成路线进行设计,即CH3CH2Br发生水解反应得到CH3CH2OH,CH3CH2OH被酸性高锰酸钾溶液氧化得到乙酸,和乙酸发生取代反应生成,与CH3CH2Br反应生成。 答案:(1) (2) [专题质量评价] 1.(8分)(2025·淄博三模)治疗中枢系统障碍的丁苯那嗪类药物(F)合成路线如下: 已知: 回答下列问题: (1)A的结构简式为　　　　　　　　。  (2)化合物G→E的合成路线设计如下: 化合物G→M中有副产物(C10H21ON)生成,该副产物的结构简式为　　　　　　　　;N→E的反应类型为　　　　　　　　;N转化为E时,还生成了H2O和　　　　　　　　(填结构简式)。  解析:A与CH3COOCH2CH3发生取代反应生成B,B在POCl3下发生已知反应生成C,C与CH3OH发生取代反应生成D,D与E在K2CO3下发生已知反应生成F,由F的结构式和A的分子式可推知A为,B为,C为,D为,E为。(2)化合物G→M中有副产物(C10H21ON)生成,该副产物的结构简式为;N为,E为,对比二者结构可知,N→E的化学方程式为+N(CH3)3+H2O,过程中多了一个碳碳双键,故反应类型为消去反应;N转化为E时,还生成了H2O和N(CH3)3。 答案:(1) (2)　消去反应　N(CH3)3 2.(8分)(2025·石家庄二模)替米沙坦是一种新型的降血压药物,用于治疗原发性高血压。其合成路线如下图所示(部分条件省略,副产物均未标出): 回答下列问题: (1)E→F的转化中,反应⑤的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)研究表明,反应⑦的一种可能历程是经由两步完成的,如下图所示: 其中第一步为取代反应,第二步为成环反应且与D→E的成环方式相同,则M的结构简式为　　　　　　。  (3)已知苯胺结构容易被氧化,设计以有机物X()为原料,经三步合成A的路线(无机以及1个碳的有机试剂任选)。 ①X的化学名称为　　　　　　　　　　　　。  ②写出合成路线。 解析:根据A、C的结构简式及B的分子式和反应条件知A中氨基发生取代反应生成B为,B在浓硫酸催化下和浓硝酸发生取代反应生成C,C中硝基发生还原反应生成D,D发生反应生成E,E中酯基发生水解反应,然后酸化得到F,F和G发生反应生成H,H通过一系列转化得到产物,以此解题。 (1)E→F的转化中,首先是E酯基的水解,随后再酸化得到F,则反应⑤的化学方程式为 。(2)其中第一步为取代反应,第二步为成环反应且与D→E的成环方式相同,则M的结构简式为或。 (3)①X的名称为3⁃甲基苯甲酸或间甲基苯甲酸;②以有机物()为原料,经三步合成A的路线,—COOH和CH3OH发生酯化反应生成—COOCH3;苯环上甲基的邻位氢原子被硝基取代引入硝基,硝基发生还原反应生成氨基,因为氨基易被氧化,所以应该先羧基和醇发生酯化反应。 答案:(1) (2)或 (3)①3⁃甲基苯甲酸(或间甲基苯甲酸) ② 或 3.(4分)(2025·武汉二模)有机物H是一种抗癌药物的合成中间体,其合成路线如下图所示。 已知: 回答下列问题: (1)C→D的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)G→H的反应可分为三步,第一步为加成反应,第二步为消去反应,第三步为加成反应,则第二步反应有机产物的结构简式为　　　　　　　　。  解析:A被MnO2氧化,将甲基氧化为醛基生成B,B与CH3MgBr在H3O+条件下发生已知反应生成C,则C为,C与O2在Cu的催化下发生氧化反应,将羟基氧化为酮羰基,生成D,D与E发生取代反应生成F,F与H2在Ni的催化下发生还原反应,将氰基还原为氨基,生成G,G依次发生加成反应、消去反应、加成反应生成H,据此回答。 (1)C与O2在Cu的催化下发生氧化反应,将羟基氧化为酮羰基,生成D,化学方程式为;(2)由于G→H的反应可分为三步,第一步为加成反应,第二步为消去反应,第三步为加成反应,即→→(或)→,则第二步反应有机产物的结构简式为(或)。 答案:(1) (2)(或) 4.(5分)(2025·岳阳二模)乙肝新药的中间体化合物J的一种合成路线如图: 已知: ,回答下列问题: (1)写出反应③的化学方程式　　　　　　　　。  (2)以和为原料,参照上述合成路线,设计三步合成的路线(无机试剂任选)。 解析:A()在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应生成B,结合B的分子式及后边产物D的结构可推出B为,在浓硫酸催化下与甲醇发生酯化反应生成C为,与化合物M反应生成D,根据D的结构简式及C的分子式的差别推出M为,C和M发生取代反应生成D和溴化氢,H在Pd作催化剂与H2发生还原反应生成E,E在一定条件下反应生成F,根据F的分子式可推知E发生水解生成甲醇和F,F为,F在催化剂下脱水成环生成G,G与CH2N2发生反应生成H,H在30%的H2O2中发生氧化反应生成I,I在一定条件下发生水解反应生成J。 (1)反应③是在催化剂作用下发生分子内脱水成肽反应生成和水,反应的化学方程式为;(2)以发生硝化反应生成硝基苯,硝基苯还原得到苯胺,苯胺与反应生成。 答案:(1) (2) 5.(5分)(2025·庆阳第一中学二模)查阅“磷酸氯喹”合成的相关文献,得到磷酸氯喹中间体合成路线如下: 已知:①氯原子为苯环的邻对位定位基,它会使第二个取代基主要进入它的邻对位;硝基为苯环的间位定位基,它会使第二个取代基主要进入它的间位。 ②E为汽车防冻液的主要成分。 (1)写出 H生成 I的化学方程式　　　　　　　　。  (2)参照上述合成路线及信息,设计由硝基苯和为原料合成的路线(无机试剂任选)。 解析:A为C6H6,结合化合物C的结构可知,A为苯,其结构简式为,由已知信息①可知,A先与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应生成硝基苯,其结构简式为,B与Cl2在FeCl3作催化剂条件下,发生取代反应生成C,C与Fe、HCl发生还原反应生成D;由于F与新制氢氧化铜混合加热,然后酸化得到分子式为C2H2O4的G,说明F中含有醛基,G含有2个羧基,则G为乙二酸,逆推F为乙二醛,E为汽车防冻液的主要成分,则E为乙二醇,乙二酸与2分子的乙醇在酸性加热条件下发生酯化反应,生成分子式为C6H10O4的H,H的结构简式为C2H5OOC—COOC2H5,H与CH3COOC2H5在已知③条件下发生反应生成I:C2H5OOCCOCH2COOC2H5和C2H5OH,I与D反应生成J和水,J在一定条件下反应生成K,K发生酯的水解反应,然后酸化得到L,L发生脱酸反应生成M,M在一定条件下发生取代反应生成N。 答案:(1)+CH3COOC2H5C2H5OOCCOCH2COOC2H5+C2H5OH (2) 学科网（北京）股份有限公司 $