内容正文:
2026高考三轮冲刺新题刷分42 有机合成路线的设计与评价
一.刷题秘诀
1. 有机合成路线的设计流程
表达方式
ABC……―→D
总体思路
根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化
设计关键
信息及框图流程的运用
常用方法
正向合
成法
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……
逆向合
成法
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……
正逆双向合成法
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……
2.有机合成中取代基的占位与脱除
在芳香族化合物的合成中,为实现目标官能团的定位引入,且避免进入其他活性位置,以减少副产物,可先引入一个基团占据该活性位置,反应完成后再将这个基团除去。如:
该合成的目的是在甲基邻位上引入硝基,通过①引入磺酸基占据对位的活性位置,待引入硝基后,再通过③消除临时引入的占位磺酸基。
二.新题快练
题组一 真题导向练
1. (2025·陕晋青宁卷,18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),合成路线如图所示(部分试剂、反应条件省略)。
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:
。
2. (2025·北京卷,17节选)一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。
已知:①RCOOHRCOCl;
②试剂a是。
(1)以G和M为原料合成P分为三步反应。
已知:
①M含有1个sp杂化的碳原子。M的结构简式为 。
②Y的结构简式为 。
(2)P的合成路线中,有两处氨基的保护,分别是
①A→B引入保护基,D→E脱除保护基;
② 。
3.(2025·广东卷节选)我国科学家最近在光−酶催化合成中获得重大突破,光−酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略:Ph—代表苯基C6H5—)。
(1)已知:羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α−H取代反应。根据上述信息,分三步合成化合物Ⅱ。
①第一步,引入溴:其反应的化学方程式为_______。
②第二步,进行__________(填具体反应类型):其反应的化学方程式为
_______ (注明反应条件)。
③第三步,合成Ⅱ:②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。
(2)参考上述三组分反应,直接合成化合物Ⅲ,需要以1a、____________(填结构简式)和3a为反应物。
题组二 新题提升练
1.(2026·江西赣州·一模)苯环上原有取代基对新引入取代基的位置具有显著的导向作用,称为定位效应。如、、、(推电子基团)、(、Cl、Br、I,吸电子基团)等使新取代基优先进入其邻位或对位,而、(吸电子基团)等使新取代基优先进入其间位。某研究小组按照以下合成路线合成一种消炎药的中间体Ⅰ(部分反应条件已省略)。
已知:
请回答:
(7)设计以和乙醛为原料合成的路线______(用流程图表示,无机试剂任选)。
2.(2026·重庆·模拟预测)某药物中间体的合成路线如下:
(5)已知:;参照上述合成路线,设计以、、为原料制备的合成路线流程图为:“……”分为三步完成,请补充完整______。
3.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)喹啉酮及其衍生物是一类重要的杂环化合物,因其具有多样的生物活性被广泛应用于医药和农药。一种喹啉酮衍生物H的合成路线如下:
已知:狄克曼酯缩合反应为。
回答下列问题:
(5)参考上述路线,设计如下转化:
Y的结构简式为______,的反应中会生成与Z互为同分异构体的副产物,其结构简式为______。
4.(2026·陕西·模拟预测)类黄酮是一种重要的天然化合物,具有抗氧化性,可增强人体的抵抗力,具有抗癌作用。某有机化学研究所发现了一种可以人工合成类黄酮方法,其合成路线如下:
回答下列问题:
(7)结合题中信息,设计由对二甲苯和苯酚为原料,合成对苯二甲酸二苯酚酯()的合成路线_______(无机试剂任选)。已知:苯酚与羧酸很难直接发生酯化反应,乙酸()与三氯化磷()反应可以生成乙酰氯()。
5.(2026·辽宁辽阳·一模)黄酮类物质X具有抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等活性,一种合成路线如下。
已知:。
(6)F和L生成X经历如下多步反应:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.。
①M的结构简式是_________。
②第三步反应中,除生成产物X外还生成的有机产物有_________。
6.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)抗肿瘤药物普拉替尼(pralsetinib)的两条合成路线如图所示。
已知:Ⅰ.(其中X为F、Cl、Br、I等原子);
Ⅱ.;
Ⅲ.化合物Ⅰ中的含氧官能团是酯基和醚键。
回答下列问题:
(6)以和为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线__________(无机试剂任选)。
7.(25-26高三下·江苏扬州·开学考试)化合物F是制备汉防己甲素的重要中间体,一种合成路线如下:
(5)已知:(R、R1代表烃基或H,R2代表烃基)。
写出以、CH3NO2和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)_______。
参考答案与解析
题组一 真题导向练
1.【答案】
【解析】 目标产物的结构简式与G类似,可由和发生取代反应合成,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,由此可设计出合成路线(具体路线见答案)。
2.【答案】 (1)①
②
(2)E→F引入保护基,Y→P脱除保护基
【解析】 (1)①根据M的分子式和M含有1个sp杂化的碳原子的信息,得出M的结构简式为。
②M()中NC与G先发生加成反应得到X,X的结构简式为
,X在碱性条件下脱除CH3OH得到Y,Y的结构简式为
,最后发生已知的反应得到P,Y的结构简式为
。
(2)根据P的合成路线分析可知,另一处保护氨基的反应为E→F引入保护基,Y→P脱除保护基。
3.答案:(1)①CH3COOH+Br2→CH2BrCOOH+HBr ②酯化反应
CH2BrCOOH+CH3OHCH2BrCOOCH3+H2O
(2)
【解析】根据题干信息,1a和2a先发生碳碳双键的加成反应,生成 ,再和3a发生取代反应得到主产物,两分子1a发生醛基的加成反应得到副产物5a,据此解答。
(1)比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知,主要在右侧含氧官能团不同,化合物Ⅱ含有酯基,故推测合成Ⅱ发生的反应有酯化反应;
①已知羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α−H取代反应,则第一步反应为羧酸中α−H的取代反应引入溴,化学方程式为CH3COOH+Br2→CH2BrCOOH+HBr;
②第二步CH2BrCOOH与甲醇发生酯化反应,化学方程式为CH2BrCOOH+CH3OHCH2BrCOOCH3+H2O;
③第三步1a、2a发生碳碳双键的加成反应,生成,再与CH2BrCOOCH3发生取代反应得到。
(2)结合化合物Ⅲ的结构简式,将其断键,左侧表示1a基团,右侧是3a基团,则需要合成Ⅲ还差,即合成流程是1a与先发生1,4−加成反应,生成,再与3a发生取代反应得到目标产物。
题组二 新题提升练
1.【答案】
(7)
【详解】
(7)
分析原料和产品可知,需增长乙醛碳链;乙醛先与HCN发生加成反应生成,催化氧化生成,中的氰基水解为羧基生成,与以2:1的比例发生已知信息第1步反应生成目标产物;具体流程如下:。
2.【答案】
(5)
【详解】
(5)
结合题目信息,先将苯乙烯氧化为苯甲醛,苯甲醛与乙醛发生羟醛缩合反应生成,再与丙酮发生已知信息反应合成,最后氧化醛基生成羧基,制得目标产物;答案为:。
3.【答案】
(5)
【详解】
(5)
由已知信息推测合成路线为
所以Y的结构简式为 ;Y→Z的反应中会生成与Z互为同分异构体的副产物为 。
4.【答案】
(7)
【详解】
(7)
逆推法得到该物质需要和苯酚一定条件下反应得到,由对苯二甲酸与SOCl2反应得到,对二甲苯经酸性高锰酸钾氧化可得到对苯二甲酸。合成路线为。
5.【答案】
(6) HCHO,CH3OH
【详解】
(6)
①根据F和L的结构简式对比X的结构简式,结合(6)中已知I可知M的结构简式为;
②根据X结构简式逆推分析可知N的结构简式为,发生第三Y步反应时N中这个原子团发生已知反应Ⅱ,类比可得,除生成产物X外还生成的有机产物有和。
6.【答案】
(6)
【详解】
(6)
根据已知合成路线可知:。
7.【答案】
(5)或
【详解】
(5)
醛基与CH3NO2发生加成反应后经消去生成含硝基的烯烃(-CH=CH-NO2),进而利用图中所给流程的第二步转化为氨基得到中间产物①,所给原料与氯气发生1,4加成,再与氢气发生加成可生成②,①与②在(5)所给条件下可以发生取代并成环,得到产物,故流程为或;
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