大单元五 专题15 第70讲 有机合成与推断综合突破（课件PPT）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（苏教版 闽桂冀陕蒙）

第70讲 有机合成与推断综合突破 1.掌握烃及其衍生物的转化关系，基于官能团的变化认识其转化关系。 2.分析合成路线图中有机物的转化条件及部分有机物的分子结构，推断未知有机物的结构简式，掌握推断未知有机物分子结构的技巧。 复 习 目 标 1.掌握典型有机物的转化关系及反应类型 必备知识 整合 2.官能团、反应类型的推断(详见第67讲) 3.近年高考热点反应信息举例 (1)成环反应 形成环烃 　　　　　　　　　，取代反应 成环醚 　　　　　　　　　　， 反应 双烯合成六元环 　　　　　， 反应 取代 加成 必备知识 整合 (2)苯环上引入碳链 芳香烃的烷基化   芳香烃的酰基化   必备知识 整合 (3)还原反应 硝基还原为氨基   羰基还原成羟基   酯基还原成羟基 必备知识 整合 (4)醛、酮与胺制备亚胺 必备知识 整合 (5)胺生成酰胺的反应 取代 ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，取代反应 必备知识 整合 (6)卤代烃跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸 (7)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮 CH3CH2CHO＋ 必备知识 整合 (8)羟醛缩合 必备知识 整合 1.(2023·全国甲卷，36)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如右(部分试剂和条件略去)。 回答下列问题： (1)A的化学名称是__________________________。 邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯) 提升 关键能力 有机物A的结构简式为　　　　，该有机物的化学名称为 邻硝基甲苯或2-硝基甲苯。 提升 关键能力 (2)由A生成B的化学方程式为_______________________ __________________。 ＋HCl 提升 关键能力 (3)反应条件D应选择____(填标号)。 a.HNO3/H2SO4 b.Fe/HCl c.NaOH/C2H5OH d.AgNO3/NH3 b 有机物C到E的反应为还原反应，因此该反应的反应条件D应为b。 提升 关键能力 (4)F中含氧官能团的名称是________。 (5)H生成I的反应类型为____________。 羧基 消去反应 有机物H的酰胺处发生消去反应脱水得到氰基。 提升 关键能力 (6)化合物J的结构简式为__________。 (7)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的同分异构体结构简式为____________。 d 提升 关键能力 分子式为C7H6ClNO2且含有—Cl、—NO2两种官能团的芳 香同分异构体共有17种，分别为 　　　 (有机物B)、 　　　 　、 　　 、 　　　　　、 　　　　、　　　　 提升 关键能力 　　　　 、　 　　　、 　　　　、 　　　　、　　　 　　　　　 、　　　　 、　　　　　、 　　　　　 、 　　　　　 　、　　　　 、　　　　　、　　　　　 ， 除有机物B外，其同分异构体的个数为16个。 提升 关键能力 2.(2023·湖北，17)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发，针对二酮H设计了如右合成路线： 回答下列问题： (1)由A→B的反应中，乙烯的碳碳_____键断裂(填“π”或“σ”)。 π 提升 关键能力 (2)D的同分异构体中，与其具有相同官能团的有_____种(不考虑对映异构)，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为 ________________________。 7 提升 关键能力 D为( 　　　　　)，分子式为C5H12O，含有羟基的同分异构体分别为 　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　 、 　　　　　　 　 、 　 　　　 、 　　　　　 (D自身)、 　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　共8种，除去 D自身，还有7种同分异构体。 提升 关键能力 (3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为________、_______。 乙酸 丙酮 E为　 　　　，酸性高锰酸钾可以将双键 氧化断开，生成　 　　　 和　　 　　　。 提升 关键能力 (4)G的结构简式为_____________________。 提升 关键能力 H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环 结构，主要产物为I( 　　　　　)和另一种α， β-不饱和酮J，J的结构简式为_______________。 (5)已知： , 提升 关键能力 若经此路线由H合成I，存在的问题有______(填标号)。 a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻 d.严重污染环境 ab 提升 关键能力 根据已知反应特征可知，H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构，主要产物为 I(　　　　　 )和J( 　　　　　)。若经此路线 由H合成I，会同时产生两种不饱和酮，二者互溶，难以分离，导致原子利用率低。 提升 关键能力 3.(2022·全国乙卷，36)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，如右是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化，忽略立体化学)： 已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。 回答下列问题： (1)A的化学名称是__________。 3-氯丙烯 A属于氯代烯烃，其化学名称为3-氯丙烯。 提升 关键能力 (2)C的结构简式为__________________。 (3)写出由E生成F反应的化学方程式： _______________________________________。 ＋H2O 提升 关键能力 D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E，E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F，F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，F中不含羧基，F的分子式为C11H10O2，F在E的基础上脱去1个H2O分子，说明E发生分子内酯化反应生成F。 提升 关键能力 (4)E中含氧官能团的名称为____________。 (5)由G生成H的反应类型为__________。 羟基、羧基 取代反应 结合G、J的结构简式及H的分子式知，H的 结构简式为　 　　　 　，G与SOCl2发生取 代反应生成H。 提升 关键能力 (6)I是一种有机物形成的盐，结构简式为____________。 I的分子式为C8H4KNO2，I是一种有机物形成的盐， 再结合J的结构简式知，I的结构简式为 　　　。 提升 关键能力 (7)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为____种。 a.含有一个苯环和三个甲基； b.与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳； c.能发生银镜反应，不能发生水解反应。 上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式 为____________________________________________。 10 、 提升 关键能力 由E的结构简式知其分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基；能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置 为　　　时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为 　 　时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为　　 时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3＋6＋1＝10种。 提升 关键能力 4.(2022·山东，19)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如右： Ⅱ.PhCOOC2H5＋　　　　　　　 Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Ph　　　　　　　　　　　　　　　　　　　R1，R2＝烷基 提升 关键能力 回答下列问题： (1)A→B反应条件为______________；B中含氧官能团有____种。 (2)B→C反应类型为__________，该反应的目的是_____________。 浓硫酸，加热 2 取代反应 保护酚羟基 提升 关键能力 (3)D结构简式为_______________；E→F的化学方 程式为_____________________________________ _____________________________。 CH3COOC2H5 ＋HBr 提升 关键能力 (4)H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有_____种。 6 提升 关键能力 由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下， 　　 　　(A)与乙醇 共热发生酯化反应生成　　　 　　　(B)；在碳酸钾作用下B与PhCH2Cl发生取代 反应生成C，C与CH3COOC2H5(D)发生信息Ⅱ反应最终生成 　　 　　 　　(E)； 提升 关键能力 在乙酸作用下E与溴发生取代反应生成　　　　　　　　　　(F)；一定条件 下F与(CH3)3CNHCH2Ph发生取代反应生成 　　　　 　　　　　 (G)；G在 Pd-C作催化剂作用下与氢气反应生成H。 提升 关键能力 由H的同分异构体中仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构可知，同分异构体的 结构可以视作　　　　　　　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　分 子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得，所得结构分别有1、3、2种，共有6种。 提升 关键能力 (5)根据题述信息，写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙 酯为主要原料制备合成　 　　 　　　的路线。 答案　 提升 关键能力 由题给信息可知，以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备　　　　　　的合成步骤为在 碳酸钾作用下　 　　　　　　与PhCH2Cl发生取代反应生成 　　　　　　　， 　　　　　　　　　　 发生信息Ⅱ反应生成　　　　　　　，　　　　　　 在Pd-C作催化剂作用下与氢气反应生成　 　　　　，合成路线见答案。 提升 关键能力 根据转化关系进行有机推断思路 提升 关键能力 练后反思 课时精练 1.(2023·辽宁，19)加兰他敏是一种天然生物碱，可作为阿尔茨海默症的药物，其中间体的合成路线如右。 已知： 1 2 3 4 5 ①Bn为 ②　　　　＋R3NH2―→　　　　　　(R1为烃 基，R2、R3为烃基或H) 回答下列问题： (1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_____位(填“间”或“对”)。 (2)C发生酸性水解，新产生的官能团为羟基和_______(填名称)。 1 2 3 4 5 对 羧基 有机物C在酸性条件下发生水解，其含有的酯基发生水解生成羟基和羧基。 (3)用O2代替PCC完成D→E的转化，化学方程式 为_______________________________________ __________。 (4)F的同分异构体中，红外光谱显示有酚羟基、无N—H键的共有____种。 1 2 3 4 5 2 ＋O2 ＋2H2O 3 1 2 3 4 5 F的同分异构体中不含有N—H，说明结构 中含有　　　　结构，又因红外光谱中显 示有酚羟基，说明结构中含有苯环和羟基， 固定羟基的位置，　　　　有邻、间、对 三种情况，故有3种同分异构体。 (5)H→I的反应类型为___________。 (6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构简式分别为 ______________和______________。 1 2 3 4 5 取代反应 1 2 3 4 5 利用逆合成法分析，有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物，类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H，故有机 物N的结构简式为　　　　　 ，有机物M 可以发生已知条件②所给的反应生成有机物N，说明有机物M中含有C==O，结合反应原料中含有羟基，说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化，有 机物M的结构简式为 　　　　。 2.(2023·山东，19)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线，回答下列问题。 1 2 3 4 5 已知：Ⅰ. Ⅱ. G(　　　　　　　　　　　　　　　　) (1)A的化学名称为_______________(用系统命名法命名)；B→C的化学方程式为 ______________________________________________；D中含氧官能团的名称为 _________；E的结构简式为______________________。 1 2 3 4 5 2,6-二氯甲苯 ＋2KCl 酰胺基 1 2 3 4 5 A为　　　　　，系统命名为2,6-二氯甲苯；B与KF发生取代反应生成C，化学 方程式为 　　　 　＋2KF 　　　　　　　　 ＋2KCl；D为　 　　　　　， 含氧官能团为酰胺基。 (2)H中有____种化学环境的氢，①～④属于加成反应的是_______(填序号)；J中碳原子的轨道杂化方式有____种。 1 2 3 4 5 2 ②④ 3 1 2 3 4 5 H为　 　　　　　，由结构特征可知，含有2种不同化学环境的氢；I为 　 　 　　　，H→I为还原反应，F为　　　　　　　　　　，I→F为加成反 应，F→J发生类似路线一中D→E反应；J为　　　　　　 　　，J→G为 加成反应；J中C原子的杂化方式有sp、sp2、sp3三种。 3.(2023·湖南，18)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一种合成该类化合物的路线如右(部分反应条件已简化)： 回答下列问题： (1)B的结构简式为_______________________。 (2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是____________、__________。 1 2 3 4 5 消去反应 加成反应 (3)物质G所含官能团的名称为________、___________。 (4)依据题述流程提供的信息，下列反应产物J 的结构简式为____________________。 1 2 3 4 5 醚键 碳碳双键 1 2 3 4 5 根据上述反应流程分析， 与呋喃反应生成　 　 　　　， 继续与HCl反应生成有机 物J(　　　 　　　)。 (5)下列物质的酸性由大到小的顺序是_____________(写标号)。 1 2 3 4 5 ①　　　　　　　②　　　　　　 ③ ③>①>② —CH3是推电子基团，使磺酸基团酸性减弱，—CF3是吸电子基团，使磺酸基团酸性增强。 (6)　　(呋喃)是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中。除H2C==C==CH—CHO外，还有_____种。 1 2 3 4 5 4 呋喃是一种重要的化工原料，其同分异构体中可以发生银镜反应，说明其同分异构体中含有醛基，这样的同分异构体共有4种，分别为CH3－C≡C－CHO、CH≡C－CH2－CHO、 　 　　、 　　　。 (7)甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应，会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯，依据由C到D的反应信息，设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线(无机试剂任选)。 1 2 3 4 5 答案　 4.(2023·北京，17)化合物P是合成抗病毒药物普拉那韦的原料，其合成路线如右。 1 2 3 4 5 已知： (1)A中含有羧基，A→B的化学方程式是 ______________________________________ __________________________。 CH2BrCOOH＋CH3CH2OH CH2BrCOOCH2CH3＋H2O (2)D中含有的官能团是_______。 1 2 3 4 5 醛基 D的结构简式为　　　，含有的官能团为醛基。 (3)关于D→E的反应： ①　　　的羰基相邻碳原子上的C—H键极性 强，易断裂，原因是______________________ _______________________________________________________________________________。 ②该条件下还可能生成一种副产物，与E互为同分异构体。该副产物的结构简式是 ________________。 1 2 3 4 5 羰基为强吸电子基团，使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子，使得相邻碳原子上的C—H键极性增强 1 2 3 4 5 2-戊酮的羰基相邻的两个碳原子上均有C—H，均可以断裂与苯甲醛的醛基发生加成反应，如图所示　 　，1号碳原子上 的C—H断裂与苯甲醛的醛基加成得到E,3号碳原子上的C—H也可以断裂与苯甲醛 的醛基加成得到副产物　　　　　。 (4)下列说法正确的是_____(填序号)。 a.F存在顺反异构体 b.J和K互为同系物 c.在加热和Cu催化条件下，J不能被O2氧化 1 2 3 4 5 ac 1 2 3 4 5 F的结构简式为 　　　　　　，存在顺反 异构体，a项正确； J的结构简式为 　　　　　　　 ， K中含 有羰基，J中不含有羰基，二者不互为同系物，b项错误； J中与羟基直接相连的碳原子上无H原子， 在加热和Cu催化条件下，J不能被O2氧化，c项正确。 (5)L分子中含有两个六元环。L的结构简式是 _________________。 1 2 3 4 5 (6)已知：　　　　　　　　　　，依据D→E的原理，L和M反应得到了P。M的结构简式是 __________________。 5.(2023·河北模拟预测)有机物J是一种提高血液中白细胞含量的缓释药的成分，一种合成路线如图所示。 回答下列问题： (1)A的化学名称为________。A→B的反应类型为__________。 (2)C的结构简式为________________。D中官能团的名称为_______。 1 2 3 4 5 丙烯 取代反应 ClCH2CH2CH2Cl 羟基 1 2 3 4 5 根据E的结构简式、C→D→E的反应条件、C的分子式，可知D为HOCH2CH2CH2OH、C为ClCH2CH2CH2Cl。D中官能团的名称为羟基。 (3)写出反应I→J的化学方程式： ______________________________________ _______________________________________________。 1 2 3 4 5 ＋CH3OH ＋H2O (4)I的同分异构体有多种，满足下列条件的同分异构体有___种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有4 组峰的结构简式为____________________________ ____________________________________________ _________________________________________(任写一种)。 1 2 3 4 5 ①与I具有相同的官能团；②苯环上有两个取代基。 15 、 、 、 、 1 2 3 4 5 I的同分异构体与I具有相同的官能团，则有碳碳双键、羧基、碳氯键，苯环上有两个取代基，可以为—Cl和—CCl==CHCOOH、—Cl 和—CH==CClCOOH、—Cl和　 　 　　、 —COOH和—CCl==CHCl、—COOH和 —CH==CCl2，共5种情况，两个不同取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系，则共有15种满足条件的同分异构体。核磁共振氢谱有4组峰，则有4种不同化学环境的H原子， 1 2 3 4 5 符合条件的同分异构体为　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 、 　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 、 　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　 　　　　　　　　　 。 (5)参照题述路线，设计以CH2==C(CH3)2为原料合成　　 　　　的路线(其他试剂任选)。 1 2 3 4 5 答案　CH2==C(CH3)2 返回 CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH 已知：R—COOHR—COClR—CONH2 ＋Cl2 已知：Ⅰ.PhOH＋PhCH2ClPhOCH2Ph PhOH ＋Br2 路线一：A(C7H6Cl2)B(C7H3Cl2N)CD E(C8H3F2NO2) ＋2KF 路线二：H(C6H3Cl2NO3)IFJG $