5.3 有机合成设计（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版选择性必修3

第三单元 有机合成设计 题型01 有机物基团间的相互影响 题型02 重要有机物之间的相互转化 题型03 有机合成路线的设计 题型04 有机合成中常见官能团的保护 题型05 逆合成分析法 题型01 有机物基团间的相互影响 1、苯环与烃基之间的相互影响 (1)取代基对苯环的影响 ①苯、甲苯的一取代产物(硝化反应) 项目 苯 甲苯 结构简式 反应条件 温度 60 ℃ 30 ℃ 分析 甲苯发生硝化反应时生成一取代物所需温度低于苯发生硝化反应时所需温度，说明甲苯比苯更易发生苯环上的取代反应 ②苯、甲苯的多取代产物(硝化反应) 项目 苯 甲苯 反应条件 温度 100 ℃ 反应产物 物质 间二硝基苯 2,4,6-三硝基甲苯 分析 苯和甲苯分别发生多取代的硝化反应时，相同温度下苯的苯环上有两个氢原子被取代，甲苯的苯环上有三个氢原子被取代，说明甲苯比苯更易发生苯环上的取代反应 ③原因：甲基对苯环的活性有影响，使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代。 (2)苯环对取代基的影响 项目 甲烷 甲苯 结构简式 CH4 性质 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 原因 苯环侧链烃基能被酸性高锰酸钾溶液氧化，说明甲基受到苯环的影响，容易被氧化剂氧化 (3)结论：因为甲基的影响，甲苯的化学性质不同于苯；因为苯环的影响，甲苯的化学性质不同于甲烷，由此可说明有机化合物基团之间可以相互影响和相互制约。 2、苯环与羟基之间的相互影响 (1)苯环对羟基的影响 实验操作 实验现象 开始时两试管中NaOH溶液的pH相同；加入乙醇的试管中pH不变，而加入苯酚的试管中pH减小 实验结论 乙醇分子中的羟基不能电离，乙醇呈中性，而苯酚分子中的羟基能电离，苯酚显酸性 原因解释 苯酚分子中的苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子，促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易电离 (2)羟基对苯环的影响 项目 苯 苯酚 反应物 液溴、苯 溴水、苯酚 反应条件 催化剂(FeBr3) 不需催化剂 被取代的氢原子数 1个 3个 原因解释 (1)相同点：两者都含有苯环 (2)不同点：苯酚中与羟基处于邻、对位上的氢原子更容易被取代 (3)结论：羟基对苯环有影响，使与其相连的苯基上的邻、对位的氢原子更活泼，更容易被其他原子或原子团取代 【典例1】（25-26高三上·江苏苏州·期中）室温下，根据下列实验过程及现象，能得到相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 向某黄色溶液中加入淀粉-KI溶液，溶液呈蓝色 溶液中一定含有 B 用试纸分别测定溶液和溶液的，溶液大 结合能力： C 向浓度为的溶液中滴加少量溶液，产生白色沉淀，继续滴加的KI溶液，振荡，产生黄色沉淀 溶度积常数： D 分别向甲苯和甲基环己烷中滴加酸性溶液，前者溶液颜色褪去 甲基使苯环上的氢更活泼 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．黄色溶液中加入淀粉-KI溶液变蓝，说明碘离子被氧化为碘单质，可能由Fe3+等氧化剂引起，无法确定Br2存在，A错误； B．比较CH3COONa和NaNO2的pH需采用浓度相同的两种溶液进行测量，未说明浓度，无法得出结合H+能力，B错误； C．AgCl沉淀后加入KI生成AgI，发生了沉淀转化，说明AgI的Ksp更小， C正确； D．甲苯被氧化是因为苯环使甲基活化了，反应涉及甲基C-H键，把甲苯转化为苯甲酸，D错误； 故选C。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏无锡·期中）下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向试管中滴入几滴1-溴丁烷，再加入2mL 5% NaOH溶液，振荡后加热，反应一段时间后停止加热，静置。取数滴水层溶液于试管中，加入几滴2% 溶液，观察现象 检验1-溴丁烷中的溴元素 B 向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，观察现象 探究有机物中基团间的相互作用 C 用分液漏斗向盛有固体的锥形瓶中滴加乙酸溶液，将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中，观察现象 探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱 D 向香茅醛()中加入酸性溶液，观察溶液颜色变化 验证香茅醛中是否含碳碳双键 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．溶液中的氢氧根离子也能与银离子反应生成氢氧化银沉淀，干扰溶液中溴离子检验，则未加入足量稀硝酸中和水层溶液中的氢氧化钠，直接向溶液中加入硝酸银溶液无法检验1-溴丁烷中的溴元素， A错误； B．向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，盛有甲苯的试管中溶液褪色，而盛有苯的试管中溶液不褪色，说明苯环能使甲基的活性增强，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，B正确； C．乙酸具有挥发性，挥发出的乙酸会与苯酚钠溶液反应，干扰二氧化碳与苯酚钠溶液的反应，则未除去混合气体中的乙酸，直接将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中无法比较碳酸和苯酚的酸性，C错误； D．香茅醛分子中的碳碳双键和醛基都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色，则向香茅醛溶液中加入酸性高锰酸钾溶液无法验证香茅醛中是否含碳碳双键，D错误； 故选B。 【变式1-2】（24-25高二下·江苏南通·期中）室温下，根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 铜丝在酒精灯外焰灼烧，再将赤热铜丝插入酒精灯内焰。观察到铜丝先由红色变为黑色，再由黑色变为红色 乙醇具有还原性 B 取少量疑是溴乙烷的液态有机物，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，充分振荡、静置。未观察到明显现象。 该液态有机物不是溴乙烷 C 用干燥洁净的玻璃棒分别蘸取少量醋酸钠、苯酚钠溶液点在pH试纸上，测得pH分别为8、9。 酸性：醋酸>苯酚 D 向苯和苯酚中分别加入等量饱和浓溴水，观察到前者分层，上层为橙红色；后者有白色沉淀产生。 苯环使羟基变活泼 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．Cu与氧气反应生成CuO，CuO氧化乙醇生成乙醛、Cu、水，则铜丝先由红色变为黑色，再由黑色变为红色，可知乙醇具有还原性，故A正确； B．卤代烃不能与硝酸酸化的硝酸银反应，由实验操作和现象，不能说明该液态有机物不是溴乙烷，故B错误； C．醋酸钠、苯酚钠溶液的浓度未知，由溶液的pH，不能比较酸性强弱，故C错误； D．只有苯酚与浓溴水反应生成2，4，6-三溴苯酚沉淀，可知羟基使苯环活化，故D错误； 故选：A。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏徐州·阶段练习）有机物结构理论中有一个重要的观点：有机物分子中原子间或原子团间可以产生相互影响，从而导致化学性质的不同。以下事实不能支持该观点的是 A．苯酚能与溴水反应而苯不能，是由于羟基使苯环上邻、对位上的氢原子更活泼 B．甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色，而甲苯能使酸性高锰酸钾褪色 C．乙炔在空气中燃烧产生黑烟而乙烷燃烧没有黑烟，是由于碳碳三键更易断裂 D．苯酚能与NaOH溶液反应，而乙醇与NaOH溶液难反应 【答案】C 【详解】A．苯酚能与溴水反应是因为苯酚上的羟基使苯环上的氢原子变得活泼，支持题干的观点，A不符合； B．甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色，甲苯中的苯环对甲基的影响使苯环上的甲基与酸性高锰酸钾反应，支持题干，B不符合； C．乙炔燃烧黑烟是因碳含量高和三键键能大导致碳不完全燃烧，属于物质自身结构特性，与原子间相互影响无关，故不支持题干观点，C符合； D．苯酚中苯环对羟基的影响使得苯酚具有酸性可以与氢氧化钠反应，而乙醇不能与氢氧化钠反应，支持题干的观点，D不符合； 故答案为C。 题型02 有机化合物之间的转化关系 一、有机化合物之间的转化关系 写出上述转化的化学方程式。 ①CH≡CH＋H2CH2==CH2； ②CH2==CH2＋H2CH3CH3； ③CH3CH3＋Br2CH3CH2Br＋HBr； ④CH2==CH2＋HBrCH3CH2Br； ⑤CH3CH2Br＋KOHCH2==CH2↑＋KBr＋H2O； ⑥CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH； ⑦CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O； ⑧2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O； ⑨CH3CHO＋H2CH3CH2OH； ⑩2CH3CHO＋O22CH3COOH； ⑪CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O； ⑫CH3COOCH2CH3＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH。 二、常见官能团引入或转化的方法 1、碳碳双键 (1)醇的消去反应：CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O。 (2)卤代烃的消去反应：CH3—CH2—Br＋NaOHCH2==CH2↑＋NaBr＋H2O 。 (3)炔烃的不完全加成反应：CH≡CH＋HClCH2==CHCl 。 2、卤素原子 (1)烃与卤素单质的取代反应 ＋Br2＋HBr； ＋Cl2＋HCl。 (2)不饱和烃的加成反应 ＋Br2―→； CH2==CHCH3＋HBrCH3CHBrCH3； CH≡CH＋HClCH2==CHCl。 (3)醇的取代反应：CH3—CH2—OH＋HBrCH3—CH2—Br＋H2O 。 3、羟基 (1)烯烃与水的加成反应：CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH 。 (2)卤代烃的水解反应：CH3—CH2—Br＋NaOH CH3CH2—OH＋NaBr 。 (3)醛或酮的还原反应：CH3CHO＋H2CH3CH2OH ；＋H2。 (4)酯的水解反应：CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH ； CH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH 。 三、构建碳骨架 1、增长碳链 (1)卤代烃与NaCN的反应：CH3CH2Cl＋NaCN―→ CH3CH2CN(丙腈)＋NaCl； (2)醛、酮与氢氰酸的加成反应：CH3CHO＋HCN―→； (3)卤代烃与炔钠的反应：2CH3C≡CH＋2Na 2CH3C≡CNa＋H2； (4)羟醛缩合反应：CH3CHO＋。 2、缩短碳链 (1)脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 (2)氧化反应：； R—CH==CH2RCOOH＋CO2↑。 (3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16 ；C8H18 C4H10＋C4H8 。 3、成环 (1)二烯烃成环反应(第尔斯－阿尔德反应)： (2)形成环酯：＋＋2H2O。 (3)形成环醚： 4、开环 (1)环酯水解开环： (2)环烯烃氧化开环： 【典例2】（25-26高二上·江苏泰州·期中）化合物G是制备青蒿素的中间体，其一种合成路线如下： (1)化合物与足量氢气加成后产物的名称为__________(填字母)。 A．3-羟基丁醇           B．1-甲基丙醇           C． 2-丁醇 (2)A→B的反应类型为__________。 (3)F(C15H26O)的结构简式为 __________。 (4)化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式__________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以，CH3MgI为原料制备的合成路线流程图__________。（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干） 【答案】(1)C (2)加成反应 (3)   (4)   (5) 【分析】 A和加成生成B，B在氢氧化钾作用下成环转化为C，C中酮羰基与CH3MgI加成后水解生成羟基得到D，D在Et2O、SnCl2、苯作用下生成新的环转化为E，E生成F，F氧化为G，结合F化学式、G结构可知，F为，G中碳碳双键被氧化为羰基得到H； 【详解】（1）碳碳双键和酮羰基都会和氢气加成，化合物与足量氢气加成后产物为：，名称为2-丁醇；故答案为C； （2）A→B，A中醛基的邻位C—H键断裂与的碳碳双键发生加成，为加成反应，故答案为：加成反应； （3）由分析知，F的结构简式为； （4）H有15个碳、4个氧、4个不饱和度；化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的分子式是C15H22O4，不饱和度为5，其一种同分异构体同时满足下列条件：①能与FeCl3发生显色反应，则含有苯环、酚羟基，除苯环外还含有9个碳、1个不饱和度；②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同环境的氢原子，则分子中含有1个酯基，且结构对称，符合条件的结构简式为 ； （5）发生消去反应生成，发生G→H的反应生成，发生B→C的原理成环得到，然后和CH3MgI发生C→D的反应生成，发生消去反应生成产物，故合成路线流程图为： 。 【变式2-1】（25-26高二上·江苏泰州·期中）化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，其合成路线如下： (1)A中的含氧官能团名称为羟基和__________。 (2)C→D反应不充分时可生成其他有机副产物，其结构简式为__________。（任写一种） (3)反应③和④的顺序不能对换的原因是__________。 (4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：__________。 ①既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能与银氨溶液发生银镜反应； ②核磁共振氢谱显示有5组峰，峰面积之比为1:1:2:2:2。 (5)已知：R-CNR-COOH 写出以和Cl2CHOCH3为原料制备的合成路线流程图__________ (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)醛基、醚键 (2)或 (3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化 (4) 或 (5) 【分析】A与氯化剂在加热条件下反应得到B，B在BBr3、0℃的条件下，甲基被H取代得到C，C在CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D，D被氧化剂氧化为E， E中存在酯基，先水解再酸化得到F，F在Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G，G与ClCH2COCH3经历取代、加成和消去三步反应得到H； 【详解】（1）由A的结构可知，A中的含氧官能团名称为羟基、醛基和醚键； （2）C→D反应不充分时可生成邻二酚和CH2BrCH2Br单取代的副产物，分别为、； （3）酚羟基也具有还原性，若不用反应③先将酚羟基保护起来，则加入氧化剂时，酚羟基将被氧化，无法得到E，先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化； （4）A的同分异构体，能与FeCl3溶液发生显色反应，则含有酚羟基；能与银氨溶液发生银镜反应，则含有醛基；核磁共振氢谱显示有5组峰，峰面积之比为1:1:2:2:2，则结构只有2种满足要求，分别为和； （5）聚合物可由单体通过缩聚反应得到，而该单体可由在酸性条件下水解得到，而可由苯甲醛与HCN加成得到，苯甲醛再通过苯与Cl2CHOCH3在TiCl4催化下制备，因此合成路线为。 【变式2-2】（25-26高二上·江苏泰州·月考）化合物G是抗肿瘤药卡马替尼的中间体，其合成路线如下： 已知：Ⅰ．（R和表示烃基或氢，表示烃基，X为卤素）； Ⅱ．（R表示羟基）。 (1)化合物A的酸性比苯甲酸的______（填“强”或“弱”或“无差别”）。 (2)B的分子式为，可以吸收B→C中生成的小分子，可用物质______（填序号）替代。 A． B．NaCl C． D． (3)B与反应也可生成D，若将路线改为，制备D时易生成分子式为的副产物，其结构简式为______。 (4)D→E的反应类型为______。 (5)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：______。 ①能与溶液发生显色反应； ②核磁共振氢谱图中有2个峰。 (6)写出以、和DMSO为原料，制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）______。 【答案】(1)强 (2)A (3) (4)氧化反应 (5)、、、 (6) 【分析】 A转化为B，B的分子式为C7H3OFClBr，结合C的结构可知B为，B中氯发生取代生成C，C引入甲基转化为D，D通过氧化反应生成醛基得到E，E醛基转化为醚键得到F，F转化为产品，据此分析回答； 【详解】（1）化合物A中氟、溴均为吸电子基团，使得A中羧基中羟基的极性更大，更容易电离出氢离子，故其酸性比苯甲酸的强； （2）由分析可知，可知B为，B中氯发生取代生成C，根据质量守恒，同时生成HCl，HCl能和碳酸钾反应促进反应的正向进行，故选A； （3）B与CH3MgCl反应生成D，D和CH3MgCl发生已知Ⅰ的反应，使得D中酮羰基转化为羟基生成分子式为C9H10OFBr的副产物，则其结构简式为：； （4）由分析可知，D通过氧化反应使得甲基转化为醛基得到E； （5）E为，E除苯环外含有2个碳、2个氧、1个溴、1个氟，除苯环外不饱和度为2，满足下列条件的E的同分异构体：①能与FeCl3溶液发生显色反应，含有酚羟基；②核磁共振氢谱图中有2组峰，则结构对称，则其同分异构体为：、、、； （6）氧化羟基为羰基，再发生信息反应Ⅰ生成，发生信息反应Ⅱ转化为，发生D生成E的反应转化为，醛基氧化为羧基得到产物，故流程为：。 【变式2-3】（25-26高三上·江苏盐城·月考）一种用于治疗高血脂的新药Ⅰ的合成路线如图： 已知：a. b. 回答下列问题： (1)B的结构简式为：_______。 (2)G中所含官能团的名称是_______。 (3)已知卤代烃与氢氧化钠反应过程中，影响反应进行的难易因素之一是碳卤键的键能，键能越小，越容易形成碳正离子而发生反应，则①、②、③、三种物质中最容易与氢氧化钠反应生成A的物质为_______(填序号)。该流程中转化为A的化学方程式为_______。 (4)化合物W的相对分子质量比化合物C大14，且满足下列条件的W的结构简式为_______。 ①遇溶液显紫色；②属于芳香族化合物；③能发生银镜反应； ④核磁共振氢谱图中有5组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1。 (5)设计用甲苯和乙醇为原料制备的合成路线_______。(其他无机试剂任选) 【答案】(1) (2)羟基和醛基 (3) ① (4) (5) 【分析】 甲苯经反应①得，水解得A：，又经催化氧化得B：，继续氧化生成C：；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH2Cl2，CH2Cl2继续发生水解反应得E甲醛HCHO，H：，E又与F：CH3(CH2)6CHO反应生成G：，则G中含羟基和醛基；G加氢还原得到H为三元醇，H与C发生酯化反应得到I。 【详解】（1）甲苯经反应①得，水解得A：，又经催化氧化得B：，故答案为：； （2）甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH2Cl2，CH2Cl2继续发生水解反应得E：HOCH2OH，E又与F：CH3(CH2)6CHO反应生成G：，则G中含羟基和醛基； （3）碳卤键键能越小越易反应，C-I键键能最小，则①最易反应，故答案为①；在氢氧化钠水溶液加热条件下水解生成A：和氯化钠，方程式为：； （4）C为，W 的相对分子质量比C大14，即多一个CH2。遇FeCl3溶液显紫色说明含酚羟基；属于芳香族化合物，说明含有苯环；能发生银镜反应说明含醛基；核磁共振氢谱图中有5组峰且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1，则结构简式为，故答案为； （5）由题干反应规律可得，故答案为：CH3CH2OHCH3CHO；； 题型03 有机合成路线的设计 一、常见有机物的转化关系 若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOC—COOH)，则依次发生反应的类型是消去反应、加成反应、水解(或取代)反应、氧化反应、氧化反应。 二、常见的有机合成路线 （1）一元化合物合成路线 （2）二元化合物合成路线 （3）芳香族化合物合成路线 ① ② 芳香酯 【典例3】（25-26高三上·江苏·月考）吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药，其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。 回答下列问题： (1)化合物C中含氧官能团的名称为___________，化合物C的结构简式为___________。 (2)B→C的反应类型为___________。 (3)F+G→H的化学方程式为___________。 (4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。 ①分子中有3种不同类型的氢原子；②分子中存在。 (5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。 【答案】(1) 羧基 (2)氧化反应 (3)+ +HBr (4)、、(任写一种) (5) 【分析】A发生取代反应生成B和HCl，B中甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基(-COOH)，结合C的分子式知，C的结构简式为，SOCl2是常见的有机氯化试剂，C和SOCl2发生取代反应生成 D，D和E在氢氧化钠作用下反应生成F，结合F的结构简式和E的分子式可知，E为 NH2CH2CH2Br，E和D发生取代反应生成F和HCl，F和G加热条件下反应生成H，结合H的结构简式和G的分子式可知，G为 ，G和F发生取代反应生成H和HBr。据此分析解答。 【详解】（1）根据C的结构 可知：C中含氧官能团的名称为：羧基 故答案为：羧基；； （2）由分析可知，B→C即 → ，该反应属于氧化反应；故答案为：氧化反应； （3）由分析可知，F+G→H的化学方程式为：++HBr； 故答案为：++HBr； （4）G的分子式为：，根据①分子中有3种不同类型的氢原子可知：该分子结构具有较高的对称性；根据②分子中存在，可以确定该物质可能为：、、（任写一种） 故答案为：、、（任写一种） （5）仿照题干流程中B→C→D→F的转化，把对二甲苯中甲基转化为羧基、羧基转化为-COCl，再和氨基发生取代反应得到目标产物，故合成路线为：。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏泰州·期中）有机物种类繁多，应用广泛。研究有机物的性质及合成机理具有重要意义。 (1)下列物质的酸性由强到弱的顺序是___________(填序号)。(已知：-SO3H结构为) ①   ②   ③ (2)已知：i. ； ii.苯环上原有取代基对新取代基的位置有影响：甲基一般使新取代基在其邻对位，硝基使新取代基在其间位。 依据题中信息及所学知识，以苯为原料制备的合成路线流程图见下图。(无机试剂和两碳以下的有机物任用) ①写出X的结构简式___________。 ②写出反应的化学方程式___________。 (3)为稀硫酸催化下的离子型反应，其反应机理经历3步转化，请将第2步转化补充完整。 第1步： 第2步：___________； 第3步： (4)的反应需经历A→XB的过程，中间体X分子式为C16H18ONCl，中间体X的结构简式为__________，X→B反应中使用K2CO3的作用为__________。(已知：“-Ph”为苯基的缩写) 【答案】(1)③①② (2) (3)+H2O (4) 吸收反应生成的HCl，提高B的产率 【分析】目标产物是 “甲苯的间位氨基取代物”，需先引入硝基，再引入甲基（注意：硝基使新取代基进入间位，因此先硝化、后甲基化，可让甲基处于硝基的间位）。以苯为原料，第一步反应是硝化：苯与浓硝酸、浓硫酸共热生成硝基苯，硝基苯发生已知反应 i，硝基使甲基取代在其间位，然后硝基被Fe/HCl还原为氨基。 【详解】（1）磺酸的酸性强弱由苯环上取代基的吸电子效应决定，三氟甲基是强吸电子基，能增强-SO3H的酸性；甲基是推电子基团，会减弱-SO3H的酸性；无取代基的苯磺酸酸性介于二者之间，因此酸性由强到弱顺序为③①②； （2）①由分析可知，X的结构简式为； ②硝基苯发生已知反应 i，硝基使甲基取代在其间位，化学方程式为； （3）该反应是烯烃与水的加成反应，根据总反应以及第1、3步反应，第 1 步： H+加成到双键，生成苯环稳定的碳正离子，第 2 步：碳正离子与H2O结合，反应为+H2O； （4）A与反应生成分子式为C16H18ONCl的中间体X，X与碳酸钾作用生成B，X的结构简式为；X→B 的反应中会生成HCl， K2CO3可与HCl反应，吸收生成的HCl，使平衡正向移动，提高 B 的产率。 【变式3-2】（25-26高二上·江苏盐城·阶段练习）由石油气裂解得到的烯烃合成丙烯醇和乙二酸二乙酯的流程如下： 已知：(R代表烃基) (1)A的名称为___________。 (2)C的结构简式为___________。 (3)的反应类型为___________。 (4)G中官能团的名称为___________、___________。 (5)反应④的化学方程式为___________。 (6)写出由A合成C的路线___________(试剂任选)。 合成路线示例： 【答案】(1)乙烯 (2)   (3)取代反应 (4) 碳碳双键 羟基 (5) (6)   【分析】石油裂解得到A和E，A与水发生加成反应转化为B（乙醇），则A为，乙醇与C发生酯化反应转化为，则C为，E与氯气发生取代反应转化为F（），F发生水解反应转化为G（），则E为，F为，据此回答。 【详解】（1）由分析知，A 为，名称为乙烯。 （2）由分析知，C为。 （3）由分析知，的反应为取代反应。 （4）G的结构简式为，含有的官能团为碳碳双键、羟基，故答案为碳碳双键；羟基。 （5）反应④为水解生成，化学方程式为。 （6）由分析知，A为乙烯，C为乙二酸（），从乙烯到乙二酸，需要引入两个羧基，先用乙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，然后1,2-二溴乙烷发生水解转化为乙二醇，最后乙二醇氧化为乙二酸，合成路线为。 【变式3-3】（25-26高三上·江苏南京·开学考试）某物质E可做香料，其结构简式为，工业合成路线如图： 已知：；（代表烃基)。 (1)A为芳香烃，相对分子质量为78.下列关于A的说法正确的是_______(填字母)。 a．密度比水大    b．所有原子均在同一平面上    c．一氯代物只有一种 (2)B的结构简式可能是_______、_______。 (3)步骤④的化学方程式是_______。 (4)E有多种同分异构体，写出符合以下条件的结构简式：_______(只写反式结构)。 ①具有顺反结构；②能与NaOH溶液反应；③分子中苯环上的一溴代物有两种。 (5)写出以为原料制备的合成路线流程图_______。 【答案】(1)bc (2)    (3)   (4)    (5)               【分析】 根据题干信息，A为芳香烃，相对分子质量为78，A与CH3CH=CH2在催化剂的条件下生成，则A为，与Cl2在光照条件下发生烷烃基的取代生成B，则B可能为或，B在发生消去反应生成，发生已知反应2生成C，则C为，C再发生水解生成D，D为，发生催化氧化生成E()，据此分析解答。 【详解】（1）根据上述分析可知，A为，则 a．苯的密度比水小，a错误； b．苯属于平面型结构，所有原子均在同一平面上，b正确； c．苯环上的6个氢原子等效，故苯的一氯代物只有一种，c正确； 答案选bc； （2）与Cl2在光照条件下发生烷烃基的取代生成B，则B可能为或； （3）步骤④为发生已知反应2生成，反应的化学方程式为； （4）E的同分异构体具有顺反结构，能与NaOH溶液反应，说明分子中含有羟基，且分子中苯环上的一溴代物有两种，则其反式结构为； （5）2-溴丁烷在NaOH醇溶液中消去生成2-丁烯，2-丁烯与Br2加成生成2，3-二溴丁烷，2，3-二溴丁烷在NaOH醇溶液中消去生成1，3-丁二烯，1，3-丁二烯与Br2发生加成1，4-加成生成1，4-二溴-2-丁烯，1，4-二溴-2-丁烯与氢气加成生成1，4-二溴丁烷，1，4-二溴丁烷在NaOH水溶液中发生取代反应生成1，4-丁二醇，即合成路线流程图为： 。 题型04 有机合成中常见官能团的保护 有机合成中常见官能团的保护 1、酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH溶液反应，把—OH变为—ONa(或使其与ICH3反应，把—OH变为—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 2、碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，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。 3、、氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯\s\up7(合成(合成)对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。 酰胺与酯类有机化合物一样，都是羧酸衍生物，两者的结构类似，具有相似的性质。在酸、碱作用下，它们都能发生水解反应，酰胺水解生成羧酸和氨（胺），酯水解生成羧酸和醇。 【典例4】（25-26高二上·江苏无锡·期中）奥达特罗适用于慢性阻塞性肺病患者，具体合成路线如下： 已知：Bn为，Et为CH3CH2-。 (1)G中的官能团有酰胺基、醚键、_______ 、_______。 (2)D→E的化学方程式为_______。 (3)A→B的目的是_______。 (4)A有多种同分异构体；写出两种满足下列条件A的同分异构体的结构简式______、______。 a．既能发生水解反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应 b．核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3：2：2：1 (5)参考上述合成路线，M、N的结构简式为_______、_______。 【答案】(1) 羟基 羰基(或酮羰基) (2) (3)保护(酮)羰基间位的(酚)羟基 (4) (5) 【分析】A发生取代反应生成B和溴化氢，B发生硝化反应生成C，C发生还原反应将硝基还原为氨基生成D，D发生取代反应生成E，E发生氧化反应生成F，F发生取代反应生成G，G先发生取代反应再发生还原反应得到奥达特罗 【详解】（1）G中的官能团有羟基、醚键、酰胺基、羰基(或酮羰基)，故答案为：羟基；羰基(或酮羰基)； （2）D生成E发生取代反应，方程式为； （3）由最后的奥达特罗含(酚)羟基可知，A→B的目的是保护(酮)羰基间位的(酚)羟基，故答案为：保护(酮)羰基间位的(酚)羟基； （4）结合元素及原子个数，由A的同分异构体既能发生水解反应，也能与溶液发生显色反应可知含有苯环、酯基和酚羟基；由核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3:2:2:1，可知含有一个甲基且结构对称，符合条件的结构简式为、，故答案为：；； （5）根据D到E，E生成F可知M为，N为，N再发生酯化反应可以得到，故答案为：；。 【变式4-1】（2026·江苏苏州·模拟预测）化合物G是某化工生产中的重要中间体，其合成路线如下： (1)有机物B中所含碳氧键的数目为______。 (2)设计步骤的目的是______。 (3)的反应类型为加成反应，则F的结构简式为______。 (4)G的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式：______。 ①能与溶液发生显色反应；    ②有5种不同化学环境的氢原子。 (5)已知。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)4 (2)保护B中羰基，防止羰基与后续EtMgBr反应 (3) (4) (5) 【分析】由有机物的转化关系可知，碳酸钾作用下A与CH2=CHCOOMe发生加成反应生成B，B在PPTS作用下与乙二醇发生加成反应生成C；C与EtMgBr发生取代反应生成D；D在PPTS、水、丙酮作用下转化为E；E在MeONa和MeOH作用下发生分子内加成反应生成F()；F在CH3SO2Cl和Et3N作用下发生消去反应生成G。 【详解】（1）B是，结构中有1个羰基、1个酯基，因此则1molB所含碳氧σ键的数目为4mol。 （2）是B中羰基发生反应，根据流程图，D→E又形成羰基，所以步骤的目的是保护B中羰基，防止羰基与后续EtMgBr反应。 （3）的反应类型为加成反应，F→G发生消去反应，由G逆推，可知F的结构简式是 。 （4）①能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；②有5种不同化学环境的氢原子，说明结构对称；符合条件的G的同分异构体的结构简式为， （5）发生消去反应生成，被酸性高锰酸钾氧化为，与甲醇发生酯化反应生成，与反应生成，在甲醇钠、甲醇作用下生成，合成路线为。 【变式4-2】（2026·江苏南通·一模）化合物G是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下： (1)A→B的反应类型为___________，C分子中官能团有___________(填名称)。 (2)若省去“D→E”，D会发生副反应生成。W的结构简式为___________。 (3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①分子中含有苯环，碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机物； ②X和Y均含有两种不同化学环境的氢原子。 (4)写出以、为原料制备的合成路线流程图___________[须用和DEAD，无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干]。 【答案】(1) 取代反应(水解反应) 羟基、酰胺基 (2) (3)或 (4) 【分析】A在酶的作用下发生酯基的水解反应生成B为，B中羧基与的氨基发生取代反应生成C，C发生还原反应生成D，D和发生取代反应生成E，E和发生取代反应生成F，F再发生取代反应将酰胺基转化为D中的亚氨基，由此可见，D和反应的目的是保护亚氨基，据此解答。 【详解】（1）A→B的反应是酯基的水解反应， 反应类型是取代反应(水解反应)；C分子中官能团有羟基、酰胺基； （2）若省去“D→E”，亚氨基失去保护，结合W的分子式可知，D中羟基和亚氨基的氢原子发生分子内脱水生成四元环，W的结构简式为； （3）A分子除了苯环外，还有7个碳原子，4个氧原子，2个不饱和度，其同分异构体满足分子中含有苯环，碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机物，说明含有酯基，X和Y均含有两种不同化学环境的氢原子，说明结构高度对称，满足条件的结构简式为或； （4）根据目标产物，需要将中甲基的碳链增长，运用B→C的反应原理，需要先将甲基氧化为羧基，但考虑到酚羟基也会被氧化，所以先将酚羟基转化为醚键，故合成思路是先还原为，再运用E→F的反应原理，得到，将苯环的甲基氧化为羧基得到，再运用B→C的反应原理增长碳链得到，再发生C→D的还原反应得到目标产物，故合成路线是。 【变式4-3】（25-26高三上·江苏苏州·开学考试）化合物H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(BnBr为)： (1)化合物B的结构简式为___________。 (2)A→B反应的作用是___________。 (3)化合物E中官能团名称为___________。 (4)F→G的反应类型是___________。 (5)①1molE与H2反应，最多消耗H2的物质的量为___________。 ②1molH与浓溴水反应，最多消耗Br2的物质的量为___________。 【答案】(1) (2)保护羟基 (3)醛基、醚键、碳溴键 (4)取代反应 (5) 7mol 2mol 【分析】 A与BnBr发生取代反应生成B，B还原为C，由A、C的结构简式，可知B为。 【详解】（1）A与BnBr发生取代反应生成B，由C逆推，可知化合物B的结构简式为； （2）A中羟基H与BnBr发生取代反应生成B，G→H又生成羟基，可知A→B反应的作用保护羟基； （3）根据E的结构简式，可知化合物E中官能团名称为醛基、醚键、碳溴键； （4）F→G是F分子中两个苯环各断裂1个碳氢键形成1个六元环，反应类型是取代反应； （5）①Bn中含有1个苯环，苯环、醛基能与氢气发生加成反应，1molE与H2反应，最多消耗H2的物质的量为7mol。 ②酚羟基的邻位、对位与溴水发生取代反应，1molH与浓溴水反应，最多消耗Br2的物质的量为2mol。 题型05 逆合成分析法 1、逆合成分析法 从目标化合物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的 中间体 ，逐步推向已知原料，其合成示意图为 。 2、逆合成分析法应用例析 由“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯。具体步骤如下： 根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2==CH2)，通过六步反应进行合成，写出反应的化学方程式： ①CH2==CH2＋Cl2 ②＋2NaOH＋2NaCl ③ ④ ⑤CH2==CH2＋H2O CH3CH2OH ⑥＋2CH3CH2OH＋2H2O 根据以上逆合成分析，合成步骤如下： 【典例5】（25-26高二上·江苏无锡·期中）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，与2号碳相比，1号碳上的H更容易被取代的原因是_______。 (2)C分子中官能团名称为_______。 (3)D→E会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物，其结构简式为_______。 (4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机产物，X含苯环且只有两种H。 (5)写出以和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】(1)1号碳的C-H键极性相对较大 (2)酯基、醚键、碳氯键 (3)或 (4) (5) 【分析】A 与B在甲醇钠和甲醇的作用下，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，据此分析解答。 【详解】（1）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，H更容易被取代，故答案为：1号碳的C-H键极性相对较大； （2）由C的结构式可知，C分子中含有的官能团为酯基、醚键、碳氯键，故答案为：酯基、醚键、碳氯键； （3）D→E的过程中，中的5号羧基上的碳与6号碳相连，发生取代反应，中的3号碳也是羧基上的碳，也可以与6号碳相连，发生类似D→E的反应生成副产物；另外2个羧基脱水生成的酸酐也是五元环：，也符合题意，故答案为：或； （4）G的分子式为，其不饱和度为6，G的同分异构体含有4种H原子，在碱性条件下水解，则说明含有酯基，水解产物带苯环的只有2种H原子，再结合不饱和度，因此符合条件的结构简式为：； （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：。 【变式5-1】（25-26高二上·江苏·期中）G是一种口服抗血小板聚集药物，其合成路线如下： (1)G分子中氮原子的轨道杂化方式有_______。 (2)C→D的转化中，除使用外，还可以使用下列物质中的_______(填字母)。 A．    B．    C． (3)E→F包括两步反应，第一步为取代反应，第二步为_______反应。 (4)F→G反应后生成两种产物，除G外，另一产物的结构简式为_______。 (5)D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①不能使溶液发生显色反应，水解后可生成三种有机产物、和； ②、均为α氨基酸； ③Z能使FeCl3溶液发生显色反应，含有2个Cl和3种化学环境不同的氢。 (6)已知：R-CN(R表示烃基)在浓硫酸或其他酸作用下会转化为R-COOH。 设计以、、为原料制取的合成路线流程图_______ (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【答案】(1)sp2、sp3 (2)C (3)加成反应 (4)CH3CH2OH (5)或或 (6)BrCH2COOH 【分析】由题干合成路线图可知，A和CuCN发生取代反应生成B，B与B2H6发生还原反应生成C，C和BrCH2COOCH2CH3在K2CO3作用下发生取代反应生成D，D在SnCl2发生还原反应生成E，E和Br-CN发生反应生成F，F和(C2H5)3N发生反应生成G，据此分析解题。 【详解】（1）由G的结构可知，其中氮原子存在于单键和双键中，故氮原子的杂化方式为sp3杂化和sp2杂化； （2）由题干流程图可知C→D的转化中，K2CO3的作用为吸收反应中生成的HBr，促使反应正向进行，CH3COOH、CH3OH均不能与HBr反应，而CH3CH2ONa可以和HBr反应转化为CH3CH2OH、NaBr，故答案为：C。 （3）E()与第一步发生取代反应生成，第二步发生加成反应生成F()，故第一步发生取代反应，第二步发生加成反应； （4）由题干合成路线图中比较F、G的结构简式可知，F→G反应后生成两种产物，除G外，另一产物的结构简式为CH3CH2OH； （5）由题干信息可知，D的分子式为：C11H12O4N2Cl2，不饱和度为：6，则D的一种同分异构体同时满足下列条件①不能使FeCl3溶液发生显色反应即不含酚羟基，水解后可生成三种有机产物X、Y和Z即含有两个酯基或者酰胺基；②X、Y均为α-氨基酸即RCH(NH2)COOH；③Z能使FeCl3溶液发生显色反应即含有酚羟基，含有2个Cl和3种化学环境不同的氢即分子高度对称，其结构简式有：或或； （6）BrCH2COOH与CH3CH2OH发生取代反应生成，与发生取代反应生成，与反应生成，与在碱性条件下生成，被还原为，故合成路线为：BrCH2COOH。 【变式5-2】（2026·江苏镇江·一模）G是合成氟唑菌酰胺的中间体，其合成路线如下： (1)B分子中含氧官能团名称_______。 (2)C分子的结构简式_______。 (3)的反应类型_______。 (4)D与水在铑催化作用下生成X()，写出同时满足下列条件的X的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①能发生银镜反应的芳香族化合物；②分子中碳原子杂化轨道类型有3种；③分子中含有3种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂、题干中的有机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】(1)醛基 (2) (3)加成反应 (4) (5) 【分析】A中溴原子转化为B中的醛基，B中醛基和在作用下先发生醛基的加成反应得到羟基，再发生羟基的消去反应得到碳碳双键，生成C为，C和1，3-丁二烯发生加成反应形成六元环得到化合物D，D发生取代反应生成E，E转化为F，F发生还原反应转化为G，据此解答。 【详解】（1）根据B分子的结构简式，含氧官能团名称是醛基； （2）由分析可知，C分子的结构简式为； （3）的反应是二烯烃的加成反应，成环的反应原理由类推，故反应类型是加成反应； （4）①能发生银镜反应的芳香族化合物，说明同时含有苯环和醛基，分子中碳原子杂化轨道类型有3种，苯环是杂化，说明还存在碳碳三键或碳氮三键以及饱和碳原子，③分子中含有3种不同化学环境的氢原子说明其结构高度对称，满足条件的结构简式为； （5）中无苯环，说明其必须发生类似E→F的反应，得到苯环后，将两侧的乙基用酸性高锰酸钾氧化为羧基，再将硝基还原为氨基即可得到目标产物，模仿D→E→F→G的反应，先发生消去反应生成，再发生D→E的反应引入溴原子生成，再发生E→F的反应生成苯环，产物为，再将乙基用酸性高锰酸钾氧化为羧基得到，再发生F→G的反应得到目标产物，合成路线：。 【变式5-3】（2026·江苏·一模）G是合成治疗肿瘤药物的中间体，其合成路线如下： (1)A分子中含有的官能团名称为醚键和___________。 (2)B→C中有副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 (3)C→D的反应类型为___________；C转化为D时还有一种产物为___________(填结构简式)。 (4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①在NaOH醇溶液中加热有碳碳双键生成 ②分子中不同化学环境的氢原子个数比为 ③只有一种含氧官能团且能与溶液发生显色反应 (5)已知：①羧基为间位定位基；②，写出以、和为原料制备的合成路线流程图____________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】(1)酯基、氨基 (2) (3) 取代反应 (4)或 (5) 【分析】 由B→C的过程，可知在的作用下，其中一个醚键上的C-O键断裂脱去一个甲基，在O上取代一个H原子变成-OH；C→D的过程中，在C与反应的原理是，断裂一个C-O键，C中的-OH断裂O-H键，得到D和CH3COOH；E→F发生取代反应，得到F和HCl；F→G在碱性条件下发生酯的水解，得到G和CH3COONH4。由此解题。 【详解】（1）由A的结构简式可知，A中含有的官能团名称有醚键和酯基、氨基。 （2）由B→C的过程，可知在的作用下，其中一个醚键上的C-O键断裂脱去一个甲基，在O上取代一个H原子变成-OH，则该反应过程会产生副产物，其中一个副产物的化学式为，则其结构简式为。 （3）C→D的过程中，在C与反应的原理是，断裂一个C-O键，C中的-OH断裂O-H键，得到D和CH3COOH，该反应类型为取代反应。 （4）E的同分异构体中满足①在NaOH醇溶液中加热有碳碳双键生成，该物质能发生消去反应，说明-Cl或-OH的邻位碳原子上有H原子；②分子中不同化学环境的氢原子个数比为，分子中共有9个H原子，说明有两个甲基化学环境完全相同，有1个H原子是一种，有2个H原子是一种，而且该物质也应为对称结构；③只有一种含氧官能团且能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，则满足以上条件的同分异构体有、。 （5）已知羧基为间位定位基，目标产物的两个侧链在苯环的邻位，则需在邻位占位后才能将-CH3氧化为-COOH；，则由、和为原料制备的合成路线流程可如下：。 1 / 48 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 有机合成设计 题型01 有机物基团间的相互影响 题型02 重要有机物之间的相互转化 题型03 有机合成路线的设计 题型04 有机合成中常见官能团的保护 题型05 逆合成分析法 题型01 有机物基团间的相互影响 1、苯环与烃基之间的相互影响 (1)取代基对苯环的影响 ①苯、甲苯的一取代产物(硝化反应) 项目 苯 甲苯 结构简式 反应条件 温度 60 ℃ 30 ℃ 分析 甲苯发生硝化反应时生成一取代物所需温度低于苯发生硝化反应时所需温度，说明甲苯比苯更易发生苯环上的取代反应 ②苯、甲苯的多取代产物(硝化反应) 项目 苯 甲苯 反应条件 温度 100 ℃ 反应产物 物质 间二硝基苯 2,4,6-三硝基甲苯 分析 苯和甲苯分别发生多取代的硝化反应时，相同温度下苯的苯环上有两个氢原子被取代，甲苯的苯环上有三个氢原子被取代，说明甲苯比苯更易发生苯环上的取代反应 ③原因：甲基对苯环的活性有影响，使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代。 (2)苯环对取代基的影响 项目 甲烷 甲苯 结构简式 CH4 性质 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 原因 苯环侧链烃基能被酸性高锰酸钾溶液氧化，说明甲基受到苯环的影响，容易被氧化剂氧化 (3)结论：因为甲基的影响，甲苯的化学性质不同于苯；因为苯环的影响，甲苯的化学性质不同于甲烷，由此可说明有机化合物基团之间可以相互影响和相互制约。 2、苯环与羟基之间的相互影响 (1)苯环对羟基的影响 实验操作 实验现象 开始时两试管中NaOH溶液的pH相同；加入乙醇的试管中pH不变，而加入苯酚的试管中pH减小 实验结论 乙醇分子中的羟基不能电离，乙醇呈中性，而苯酚分子中的羟基能电离，苯酚显酸性 原因解释 苯酚分子中的苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子，促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易电离 (2)羟基对苯环的影响 项目 苯 苯酚 反应物 液溴、苯 溴水、苯酚 反应条件 催化剂(FeBr3) 不需催化剂 被取代的氢原子数 1个 3个 原因解释 (1)相同点：两者都含有苯环 (2)不同点：苯酚中与羟基处于邻、对位上的氢原子更容易被取代 (3)结论：羟基对苯环有影响，使与其相连的苯基上的邻、对位的氢原子更活泼，更容易被其他原子或原子团取代 【典例1】（25-26高三上·江苏苏州·期中）室温下，根据下列实验过程及现象，能得到相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 向某黄色溶液中加入淀粉-KI溶液，溶液呈蓝色 溶液中一定含有 B 用试纸分别测定溶液和溶液的，溶液大 结合能力： C 向浓度为的溶液中滴加少量溶液，产生白色沉淀，继续滴加的KI溶液，振荡，产生黄色沉淀 溶度积常数： D 分别向甲苯和甲基环己烷中滴加酸性溶液，前者溶液颜色褪去 甲基使苯环上的氢更活泼 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】（25-26高二上·江苏无锡·期中）下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 向试管中滴入几滴1-溴丁烷，再加入2mL 5% NaOH溶液，振荡后加热，反应一段时间后停止加热，静置。取数滴水层溶液于试管中，加入几滴2% 溶液，观察现象 检验1-溴丁烷中的溴元素 B 向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液，用力振荡，观察现象 探究有机物中基团间的相互作用 C 用分液漏斗向盛有固体的锥形瓶中滴加乙酸溶液，将产生的气体通入盛有苯酚钠溶液的试管中，观察现象 探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱 D 向香茅醛()中加入酸性溶液，观察溶液颜色变化 验证香茅醛中是否含碳碳双键 A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】（24-25高二下·江苏南通·期中）室温下，根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 铜丝在酒精灯外焰灼烧，再将赤热铜丝插入酒精灯内焰。观察到铜丝先由红色变为黑色，再由黑色变为红色 乙醇具有还原性 B 取少量疑是溴乙烷的液态有机物，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，充分振荡、静置。未观察到明显现象。 该液态有机物不是溴乙烷 C 用干燥洁净的玻璃棒分别蘸取少量醋酸钠、苯酚钠溶液点在pH试纸上，测得pH分别为8、9。 酸性：醋酸>苯酚 D 向苯和苯酚中分别加入等量饱和浓溴水，观察到前者分层，上层为橙红色；后者有白色沉淀产生。 苯环使羟基变活泼 A．A B．B C．C D．D 【变式1-3】（25-26高二上·江苏徐州·阶段练习）有机物结构理论中有一个重要的观点：有机物分子中原子间或原子团间可以产生相互影响，从而导致化学性质的不同。以下事实不能支持该观点的是 A．苯酚能与溴水反应而苯不能，是由于羟基使苯环上邻、对位上的氢原子更活泼 B．甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色，而甲苯能使酸性高锰酸钾褪色 C．乙炔在空气中燃烧产生黑烟而乙烷燃烧没有黑烟，是由于碳碳三键更易断裂 D．苯酚能与NaOH溶液反应，而乙醇与NaOH溶液难反应 题型02 有机化合物之间的转化关系 一、有机化合物之间的转化关系 写出上述转化的化学方程式。 ①CH≡CH＋H2CH2==CH2； ②CH2==CH2＋H2CH3CH3； ③CH3CH3＋Br2CH3CH2Br＋HBr； ④CH2==CH2＋HBrCH3CH2Br； ⑤CH3CH2Br＋KOHCH2==CH2↑＋KBr＋H2O； ⑥CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH； ⑦CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O； ⑧2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O； ⑨CH3CHO＋H2CH3CH2OH； ⑩2CH3CHO＋O22CH3COOH； ⑪CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O； ⑫CH3COOCH2CH3＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH。 二、常见官能团引入或转化的方法 1、碳碳双键 (1)醇的消去反应：CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O。 (2)卤代烃的消去反应：CH3—CH2—Br＋NaOHCH2==CH2↑＋NaBr＋H2O 。 (3)炔烃的不完全加成反应：CH≡CH＋HClCH2==CHCl 。 2、卤素原子 (1)烃与卤素单质的取代反应 ＋Br2＋HBr； ＋Cl2＋HCl。 (2)不饱和烃的加成反应 ＋Br2―→； CH2==CHCH3＋HBrCH3CHBrCH3； CH≡CH＋HClCH2==CHCl。 (3)醇的取代反应：CH3—CH2—OH＋HBrCH3—CH2—Br＋H2O 。 3、羟基 (1)烯烃与水的加成反应：CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH 。 (2)卤代烃的水解反应：CH3—CH2—Br＋NaOH CH3CH2—OH＋NaBr 。 (3)醛或酮的还原反应：CH3CHO＋H2CH3CH2OH ；＋H2。 (4)酯的水解反应：CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH ； CH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH 。 三、构建碳骨架 1、增长碳链 (1)卤代烃与NaCN的反应：CH3CH2Cl＋NaCN―→ CH3CH2CN(丙腈)＋NaCl； (2)醛、酮与氢氰酸的加成反应：CH3CHO＋HCN―→； (3)卤代烃与炔钠的反应：2CH3C≡CH＋2Na 2CH3C≡CNa＋H2； (4)羟醛缩合反应：CH3CHO＋。 2、缩短碳链 (1)脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 (2)氧化反应：； R—CH==CH2RCOOH＋CO2↑。 (3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16 ；C8H18 C4H10＋C4H8 。 3、成环 (1)二烯烃成环反应(第尔斯－阿尔德反应)： (2)形成环酯：＋＋2H2O。 (3)形成环醚： 4、开环 (1)环酯水解开环： (2)环烯烃氧化开环： 【典例2】（25-26高二上·江苏泰州·期中）化合物G是制备青蒿素的中间体，其一种合成路线如下： (1)化合物与足量氢气加成后产物的名称为__________(填字母)。 A．3-羟基丁醇           B．1-甲基丙醇           C． 2-丁醇 (2)A→B的反应类型为__________。 (3)F(C15H26O)的结构简式为 __________。 (4)化合物M是化合物H脱去两个氢原子的产物，化合物M的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式__________。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应； ②酸性条件下水解得到两种有机产物，产物分别含有2种、3种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以，CH3MgI为原料制备的合成路线流程图__________。（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干） 【变式2-1】（25-26高二上·江苏泰州·期中）化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，其合成路线如下： (1)A中的含氧官能团名称为羟基和__________。 (2)C→D反应不充分时可生成其他有机副产物，其结构简式为__________。（任写一种） (3)反应③和④的顺序不能对换的原因是__________。 (4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：__________。 ①既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能与银氨溶液发生银镜反应； ②核磁共振氢谱显示有5组峰，峰面积之比为1:1:2:2:2。 (5)已知：R-CNR-COOH 写出以和Cl2CHOCH3为原料制备的合成路线流程图__________ (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【变式2-2】（25-26高二上·江苏泰州·月考）化合物G是抗肿瘤药卡马替尼的中间体，其合成路线如下： 已知：Ⅰ．（R和表示烃基或氢，表示烃基，X为卤素）； Ⅱ．（R表示羟基）。 (1)化合物A的酸性比苯甲酸的______（填“强”或“弱”或“无差别”）。 (2)B的分子式为，可以吸收B→C中生成的小分子，可用物质______（填序号）替代。 A． B．NaCl C． D． (3)B与反应也可生成D，若将路线改为，制备D时易生成分子式为的副产物，其结构简式为______。 (4)D→E的反应类型为______。 (5)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：______。 ①能与溶液发生显色反应； ②核磁共振氢谱图中有2个峰。 (6)写出以、和DMSO为原料，制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）______。 【变式2-3】（25-26高三上·江苏盐城·月考）一种用于治疗高血脂的新药Ⅰ的合成路线如图： 已知：a. b. 回答下列问题： (1)B的结构简式为：_______。 (2)G中所含官能团的名称是_______。 (3)已知卤代烃与氢氧化钠反应过程中，影响反应进行的难易因素之一是碳卤键的键能，键能越小，越容易形成碳正离子而发生反应，则①、②、③、三种物质中最容易与氢氧化钠反应生成A的物质为_______(填序号)。该流程中转化为A的化学方程式为_______。 (4)化合物W的相对分子质量比化合物C大14，且满足下列条件的W的结构简式为_______。 ①遇溶液显紫色；②属于芳香族化合物；③能发生银镜反应； ④核磁共振氢谱图中有5组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1∶1。 (5)设计用甲苯和乙醇为原料制备的合成路线_______。(其他无机试剂任选) 题型03 有机合成路线的设计 一、常见有机物的转化关系 若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOC—COOH)，则依次发生反应的类型是消去反应、加成反应、水解(或取代)反应、氧化反应、氧化反应。 二、常见的有机合成路线 （1）一元化合物合成路线 （2）二元化合物合成路线 （3）芳香族化合物合成路线 ① ② 芳香酯 【典例3】（25-26高三上·江苏·月考）吗氯贝胺(H)临床上为单胺氧化酶抑制剂类抗抑郁药，其中的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。 回答下列问题： (1)化合物C中含氧官能团的名称为___________，化合物C的结构简式为___________。 (2)B→C的反应类型为___________。 (3)F+G→H的化学方程式为___________。 (4)化合物G同时符合下列条件的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。 ①分子中有3种不同类型的氢原子；②分子中存在。 (5)设计由对二甲苯和CH3NH2制备的合成路线___________(无机试剂任选)。 【变式3-1】（25-26高二上·江苏泰州·期中）有机物种类繁多，应用广泛。研究有机物的性质及合成机理具有重要意义。 (1)下列物质的酸性由强到弱的顺序是___________(填序号)。(已知：-SO3H结构为) ①   ②   ③ (2)已知：i. ； ii.苯环上原有取代基对新取代基的位置有影响：甲基一般使新取代基在其邻对位，硝基使新取代基在其间位。 依据题中信息及所学知识，以苯为原料制备的合成路线流程图见下图。(无机试剂和两碳以下的有机物任用) ①写出X的结构简式___________。 ②写出反应的化学方程式___________。 (3)为稀硫酸催化下的离子型反应，其反应机理经历3步转化，请将第2步转化补充完整。 第1步： 第2步：___________； 第3步： (4)的反应需经历A→XB的过程，中间体X分子式为C16H18ONCl，中间体X的结构简式为__________，X→B反应中使用K2CO3的作用为__________。(已知：“-Ph”为苯基的缩写) 【变式3-2】（25-26高二上·江苏盐城·阶段练习）由石油气裂解得到的烯烃合成丙烯醇和乙二酸二乙酯的流程如下： 已知：(R代表烃基) (1)A的名称为___________。 (2)C的结构简式为___________。 (3)的反应类型为___________。 (4)G中官能团的名称为___________、___________。 (5)反应④的化学方程式为___________。 (6)写出由A合成C的路线___________(试剂任选)。 合成路线示例： 【变式3-3】（25-26高三上·江苏南京·开学考试）某物质E可做香料，其结构简式为，工业合成路线如图： 已知：；（代表烃基)。 (1)A为芳香烃，相对分子质量为78.下列关于A的说法正确的是_______(填字母)。 a．密度比水大    b．所有原子均在同一平面上    c．一氯代物只有一种 (2)B的结构简式可能是_______、_______。 (3)步骤④的化学方程式是_______。 (4)E有多种同分异构体，写出符合以下条件的结构简式：_______(只写反式结构)。 ①具有顺反结构；②能与NaOH溶液反应；③分子中苯环上的一溴代物有两种。 (5)写出以为原料制备的合成路线流程图_______。 题型04 有机合成中常见官能团的保护 有机合成中常见官能团的保护 1、酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH溶液反应，把—OH变为—ONa(或使其与ICH3反应，把—OH变为—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 2、碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，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。 3、、氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯\s\up7(合成(合成)对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。 酰胺与酯类有机化合物一样，都是羧酸衍生物，两者的结构类似，具有相似的性质。在酸、碱作用下，它们都能发生水解反应，酰胺水解生成羧酸和氨（胺），酯水解生成羧酸和醇。 【典例4】（25-26高二上·江苏无锡·期中）奥达特罗适用于慢性阻塞性肺病患者，具体合成路线如下： 已知：Bn为，Et为CH3CH2-。 (1)G中的官能团有酰胺基、醚键、_______ 、_______。 (2)D→E的化学方程式为_______。 (3)A→B的目的是_______。 (4)A有多种同分异构体；写出两种满足下列条件A的同分异构体的结构简式______、______。 a．既能发生水解反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应 b．核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3：2：2：1 (5)参考上述合成路线，M、N的结构简式为_______、_______。 【变式4-1】（2026·江苏苏州·模拟预测）化合物G是某化工生产中的重要中间体，其合成路线如下： (1)有机物B中所含碳氧键的数目为______。 (2)设计步骤的目的是______。 (3)的反应类型为加成反应，则F的结构简式为______。 (4)G的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式：______。 ①能与溶液发生显色反应；    ②有5种不同化学环境的氢原子。 (5)已知。写出以、和为原料制备的合成路线流程图______。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【变式4-2】（2026·江苏南通·一模）化合物G是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下： (1)A→B的反应类型为___________，C分子中官能团有___________(填名称)。 (2)若省去“D→E”，D会发生副反应生成。W的结构简式为___________。 (3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①分子中含有苯环，碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机物； ②X和Y均含有两种不同化学环境的氢原子。 (4)写出以、为原料制备的合成路线流程图___________[须用和DEAD，无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干]。 【变式4-3】（25-26高三上·江苏苏州·开学考试）化合物H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(BnBr为)： (1)化合物B的结构简式为___________。 (2)A→B反应的作用是___________。 (3)化合物E中官能团名称为___________。 (4)F→G的反应类型是___________。 (5)①1molE与H2反应，最多消耗H2的物质的量为___________。 ②1molH与浓溴水反应，最多消耗Br2的物质的量为___________。 题型05 逆合成分析法 1、逆合成分析法 从目标化合物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的 中间体 ，逐步推向已知原料，其合成示意图为 。 2、逆合成分析法应用例析 由“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯。具体步骤如下： 根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2==CH2)，通过六步反应进行合成，写出反应的化学方程式： ①CH2==CH2＋Cl2 ②＋2NaOH＋2NaCl ③ ④ ⑤CH2==CH2＋H2O CH3CH2OH ⑥＋2CH3CH2OH＋2H2O 根据以上逆合成分析，合成步骤如下： 【典例5】（25-26高二上·江苏无锡·期中）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，与2号碳相比，1号碳上的H更容易被取代的原因是_______。 (2)C分子中官能团名称为_______。 (3)D→E会产生与E互为同分异构体且含五元环的副产物，其结构简式为_______。 (4)写出同时满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件下水解后酸化，生成X和Y两种有机产物，X含苯环且只有两种H。 (5)写出以和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【变式5-1】（25-26高二上·江苏·期中）G是一种口服抗血小板聚集药物，其合成路线如下： (1)G分子中氮原子的轨道杂化方式有_______。 (2)C→D的转化中，除使用外，还可以使用下列物质中的_______(填字母)。 A．    B．    C． (3)E→F包括两步反应，第一步为取代反应，第二步为_______反应。 (4)F→G反应后生成两种产物，除G外，另一产物的结构简式为_______。 (5)D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①不能使溶液发生显色反应，水解后可生成三种有机产物、和； ②、均为α氨基酸； ③Z能使FeCl3溶液发生显色反应，含有2个Cl和3种化学环境不同的氢。 (6)已知：R-CN(R表示烃基)在浓硫酸或其他酸作用下会转化为R-COOH。 设计以、、为原料制取的合成路线流程图_______ (无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 【变式5-2】（2026·江苏镇江·一模）G是合成氟唑菌酰胺的中间体，其合成路线如下： (1)B分子中含氧官能团名称_______。 (2)C分子的结构简式_______。 (3)的反应类型_______。 (4)D与水在铑催化作用下生成X()，写出同时满足下列条件的X的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①能发生银镜反应的芳香族化合物；②分子中碳原子杂化轨道类型有3种；③分子中含有3种不同化学环境的氢原子。 (5)写出以为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂、题干中的有机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【变式5-3】（2026·江苏·一模）G是合成治疗肿瘤药物的中间体，其合成路线如下： (1)A分子中含有的官能团名称为醚键和___________。 (2)B→C中有副产物生成，该副产物的结构简式为___________。 (3)C→D的反应类型为___________；C转化为D时还有一种产物为___________(填结构简式)。 (4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：___________。 ①在NaOH醇溶液中加热有碳碳双键生成 ②分子中不同化学环境的氢原子个数比为 ③只有一种含氧官能团且能与溶液发生显色反应 (5)已知：①羧基为间位定位基；②，写出以、和为原料制备的合成路线流程图____________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 1 / 48 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $