有机合成路线选择要求及核心知识梳理-《中学生数理化》高考理化2026年2月刊

中学生表理化驾如销宰气行展 有机侣成路线选择要成及核心知识流理 ■广西柳州市第二中学 黄颖（正高级教师） ■广西鹿寨县鹿寨中学 黎吉波 ■广西东兴市东兴中学 江志付 有机物的合成是通过化学反应使有机物 RCH COOH++ROH- 的碳链增长或缩短，或碳链和碳环的相互转 浓4S0 RCH.COOR' △ 变，或在碳链或碳环上引入或转换各种官能 +H,O 团，以制取不同类型、不同性质的有机物。有 (2)二元合成路线：一元烯烃→二卤代 机合成题能较全面地考查考生的有机化学基 烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯（链酯、 础知识和逻辑思维能力、创造思维能力等。 环酯、聚酯)(R代表烃基或H)。 有机合成路线的选择基本要求是：原料廉价 CH2=CH2→CH,XCH2X 易得，路线简捷，便于操作，反应条件适宜，产 HOCH2-CH2OH→OHC-CHO 品易于分离等。解答有机合成题目的关键在 HOOC-COOH-→ROOC-COOR 于：①选择出合理简单的合成路线；②熟练掌 有关反应的化学方程式依次为： 握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍 CH,-CH:+X,-CH,X-CH:X 生关系以及重要官能团的引进和消去等基础 水 知识。 CH,X-CH,X+ 2NaOH 「分子骨架的构建 实现目标化合物 HOCH2—CH2OH+2NaX 官能团的转化 HOCH,-CH,OH O2 Cu或Ag 1.两条经典合成路线。 4 (1)一元合成路线：一元烯烃→一卤代 OHC-CHO+2H,O 烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 催化剂 OHC-CHO+O,- HOOC-COOH RCH-CH,→RCH CH X→RCH,CH OH→ △ RCH CHO→RCH COOH→RCH,COOR 浓H,S) HOOC COOH+2ROH 有关反应的化学方程式依次为： RCH-CH,+HX化剂RCH,CH,X ROOC-COOR+2H,O △ 2.三种官能团的保护。 RCH,CH,X+NaOH水 RCH,CH,OH (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 +NaX (或CHI)反应，把OH变为一ONa(或 2RCH,CH,OH+O,Gu或Ag 2RCH,CHO OCH)将其保护起来，待氧化后再酸化将 △ +2H2O 其转变为一OH。 2RCH,CHOO, 催化剂 例如：用甲苯合成对羟基苯甲酸（羟基的 2RCH,COOH 保护) 12 高中理化领的军哲骨中学生教理化 知识篇知识结构与拓展 Cl/Fe H/H() CH CH, -CHO :同 3.有机合成中官能团的转化。 HO COOH 酸性KM i)NaOH/ (1)官能团的引入（见表1）。 表1 直接氧化 溶液 引入官能团 引入方法 O -CH; ①烃、酚的取代 CHI 引入卤素原子 ②不饱和烃与HX,X2的加成 保护羟基不被氧化 ③醇与氢卤酸(HX)反应 CH,O- COOH 氧化 CH.O CH ①烯烃与水加成 取代 ②醛酮与氢气加成 引入羟基 ③卤代烃在碱性条件下水解 HO -COOH ④酯的水解 (2)碳碳双键的保护。碳碳双键容易被 氧化，在氧化基团前可以利用其与HC1等的 ①某些醇或卤代烃的消去 加成反应将其保护起来，待其他基团氧化后 引入碳碳双键 ②炔烃不完全加成 再利用消去反应重新转变为碳碳双键。 ③烷烃裂化 例如：用丙烯醇合成丙烯酸（双键的保护）。 ①醇的催化氧化 强氧化剂 CH,=CH-COOH 引入碳氧双键 ②连在同一个碳上的两个羟基脱水 米 ③含碳碳三键的物质与水加成 CH,=CH-CH,OH :同时被氧化 HC ①醛基氧化 成 引入羧基 CH,一CH-CH,OH氧化cH ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 CH-COOH CI CI (2)官能团的消除。 ①通过加成反应可以消除不饱和键（双 CH,=CH-COOH 键、三键、苯环)。 ②通过消去、氧化或酯化反应等消除 (3)氨基（一NH2)的保护。如在对硝基 羟基。 甲苯合感对氨基苯甲酸的过程中应先把 ③通过加成或氧化反应等消除醛基。 CH?氧化成一COOH之后，再把一NO2还 ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素 原为一NH2。防止当KMnO,氧化一CH 原子。 时，一NH2(具有还原性)也被氧化。 (3)官能团的改变。 CH 先氧化 COOH COOH ①利用官能团的衍生关系进行衍变，如： KMnO,溶液 HCIFe R-CH.OH R-CHO OR-COOH 后还原 H NO2 NO2 NH, ②通过某种化学途径使一个官能团变为 (4)醛基的保护。醛基易被氧化，用乙醇 两个，如 (或乙二醇)与其发生加成反应保护。 CHCH,OH 消去 加成 CH,-CH, OCH -H,() CH CH,OH CHO H c1CH一cH,C本解HOCH。一CcH,OH OC2 H: ③通过某种手段改变官能团的位置，如： 13 中学生表理化架州贸德辞气行展 CH.CHCHCI HCD.CH.CH-CH CH-CHNO, CH,CH,NO, 加成（十HC 浓硫酸 H2 →CH一CHCH △ OCH OCH, c OH OH 4.有机合成路线设计的几种常见类型。 CHCH,NH 根据目标分子与原料分子在碳骨架和官 NH, Zn-Hg 能团两方面变化的特点，我们将合成路线的 一定条件HO HO OCH HO 设计分为以下几种。 OH (1)以熟悉官能团的转化为主型。 例如，以CH2=CHCH为主要原料（无 设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制 机试剂任用)设计CHCH(OH)COOH的合 NH2 成路线（须注明反应条件）： 备苯乙胺( )的合成路线。关 CH,-CHCH CH-CH-CH,CI 键是找到原流程中与新合成路线中的相似点 C (碳骨架的变化，官能团的变化；硝基引入及 NaOH/H,() (),/Cu 转化为氨基的过程)。 CH,-CH-CH,OH CH,OH CHO OH O,/Cu CHa NO (02 CH-C-CHO CH-C-COOH △ 催化剂 HO CHCH,NO CH-CHNO, H,/Ni 浓硫酸 H CH-CH-COOH △ OH CH2 CH,NO2 NH (2)以分子骨架变化为主型。 ZnHg 例如，以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙 HCI 酸乙酯( -CH2 COOCH,CH)的合成 题组一：根据已知信息设计合成路线 路线（注明反应条件）： 例1已知： ,试写出由 提示：RBr十NaCN R CN+NaBr 1,3丁二烯和乙炔为原料（无机试剂及催化剂任 H, CHO CH,OH HO OH 催化剂，△ HBr NaCN 用)合成 的合成路线（用结构简 CH,Br CHCN HO OH HO CH,CH,OH CH COOH 式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注 浓硫酸，△ 明试剂和反应条件)： CH COOCH,CH 解析：CHCHCH-CH 和HC=CH (3)陌生官能团兼有骨架显著变化型（常 发生加成反应生成 和溴单质发生 为考查的重点)。 要注意模仿题干中的变化，找到相似点， Br Br 完成陌生官能团及骨架的变化。如模仿 加成反应生成 CHO HO-CHCH,NO, Br CH,NO, HO OH OCH OCH 生水解反应生成 OH OH HO OH 14 如视阳墙胸年轻骨中学生凝理化 NH2 答案： CH=CH △ H,设计由苯甲醇 )为 Br HO OH CH,OH NaOH水溶液 HO OH O H 原料合成化合物 的路线： 例2已知：R 一C-H+R2CH-CHO R (其他试剂任选)。 稀OHR,-CH-CCHO(R、R:为烃基 △ 解析：用逆推的思维进行分析。 或氢)。根据已有知识并结合相关信息，写出 酯化反应 以CH CHO为原料制备CHCOCOCOOH 浓硫酸HO-CH-COOH 的合成路线：（无机试剂任用）。 D 水 合成路线示例：CH,CH,Br NaOH水溶液 ·”根据已知推断 根据已知推 )应 CH,COOH CHO HCNHOCH-CN CH:CH,OH浓琉藏，△CH:COOCH:CH: 催化剂 0/Cu△化 加成反应 解析：根据已有知识并结合相关信息， CH,CHO在稀NaOH溶液中加热得到 CH,CH-CHCHO CH,CH-CHCHO 答案： 氧化得到CH,CH-CHCOOH, CH,OH CHO HO-CH-CN CH,CH-CHCOOH与溴水发生加成 O/Cu HCN 反应生成CH,CHBrCHBrCOOH, △ 催化剂 CH,CHBrCHBrCOOH在氢氧化钠的 HO-CH-COOH 水溶液中加热发生水解反应后酸化得 浓硫酸 CHCH(OH)CH(OH)COOH, △ 0 CHCH(OH)CH(OH)COOH在铜的催化加热 条件下与氧气反应生成CH,COCOCOOH。 题组二：从有机转化关系中提取信息设 答案：CH.CHO稀OH 计合成路线 CHCH-CHCHO △ 例4艾司洛尔是预防和治疗手术期 O CH.CH-CHCOOH-澳水cHCH-CHCOOH 心动过速或高血压的一种药物，艾司洛尔的 一种合成路线如下： Br Br ①NaOH水溶液/△CHCH一CHCOOH (02/G Co,限 C,HO; H △ 雷尼镍/△ ②H OHOH CH,OH CHCCCOOH C,H0浓Hso/△ CoH20 00 HCN CH,CH,COOCH, 例3 已知： R H 催化剂 (CH).CHNH NH2 OH NH H/H,() OCH CH-CH2 R-CN 01 H R CN 15 中学生表理化架州贸德辞气行展 (无机试剂任选)。 解析：由原料和产物对比分析，间二甲苯 需要先引人硝基，后经过氧化将一CH转化 H OH 为一COOH,与SOCl发生取代反应得到酰 艾司洛尔 氯，然后与氨基发生反应脱去HCI,生成 写出以苯甲醇和丙二酸为原料制备 肽键。 OH CH, COOH CH: 答案： 浓HSO4 NO2MO,溶液 的合成路线：（其他试 -CH,浓NO,CH, H OH 剂任选)。 COOH COCI HN NO SOCL NO.HNCH,CH 解析：苯甲醇发生催化氧化得到 COOH COCI -NO, -CHO,然后与HOOCCH,COOH在吡啶、 =0 苯胺条件下反应得到《 CH-CHCOOH,再 例6反-2己烯醛(D)是一种重要的 与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，最后在碱性 合成香料，下列合成路线是制备D的方法之 条件下水解后酸化得到目标物 一。 根据该合成路线回答下列问题： 02/Cu 答案： CH,OH- 2CH,CH,CH,CHOT CH.CH.CH. CHO CH.CH,CH △ A 催化剂， 20 CH,(COOH)2 Br2 CH-CHCOOH CH,-CHOC,H, 吡啶、苯胺 CCI 0C,H, C CH CHCOOH ①NaOH水溶液/△ ②H+ HHO H CHO Br Br CH,CH,CH H +A+E CH-CHCOOH D OHOH O-R H/H,O 已知：RCH RCHO+ 例5已知： O-R” CH, CH NO R'OH+R"OH KMaO→ A (1)以D为主要原料制备己醛（目标化合 物)，将方框中合成路线的后半部分补充 COCI 完整。 NO. B Fe/HCl> TEA.CH.CL CHO 2CH,OH CH.CH,CH, H 催化剂 HN OCH, L-NH H CH →目标化合物 CHCH CH OCH, 参考本题信息，写出由间二甲苯与 HN (2)问题(1)的合成路线中第一步反应的 =0 目的是 HNCH2CH制备 -NO 的合成线路： H CHO 解析：(1)D为 ,己 HN CHCHCH2 H 16 知识篇知识结构与拓展 高中理化2026年2月 中学生数理化 醛的结构简式为CHCH2CH2 CH,CH,CHO,根 CCLCH, 据信息和己醛的结构，首先需要将 CH,CH,CI AICL,△ C。 光照 OCH ① B ② H CH C=CH OCH 中的碳碳双键 1)NaNH CH:CH,CH, H Glaser反应 2H0 转化为单键，然后在酸性条件下反应即可。 ③ D ⑦ (2)醛基也能够与氢气加成，(1)中合成 写出用2苯基乙醇(《 CH,CH,QH) 路线中第一步反应的目的是保护醛基。 为原料（其他无机试剂任选）制备化合物D OCH H/催化剂 答案：(1) CH(CH),一CH (《C=CH)的合成路线：一 OCH. 3.A(C2H2)是基本有机化工原料。由A H/HO CH(CH),CHO 制备顺式聚异戊二烯的合成路线（部分反应 (2)保护醛基 条件略去)如下： 0 OH 强化练习： CH.CCH H2 1.秸秆（含多糖类物质）的综合利用具有 A KOH >H,C-C-C=CH Pd/PbO 重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯 CH. CaCO3 类高分子化合物的路线： OH A03 F 1,4-了二醇 H.C-C-CH=CH, COOH 催化剂 聚酯 HOOC入 CH, 异戊二烯 PU/C G 催化剂 顺式聚异戊二烯 秸和 生物，HO0C 催化剂 催化 参照异戊二烯的上述合成路线，设计 COOH A 条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯 (顺，顺-2,4-己二烯二酸 的合成路线：一。 CH.OH HOOc/-COOH H',△ C HoO C 参考答案： B (反，反)-2,4-己二烯二酸 △C,H 1. △ COOCH H.COOC COOCH,-PUC H,c -CH,KMno /H' △ HOOC--COoH E COOCH 2. 乙二醇 CH,CH,OFH浓琉酸 催化利PET 170℃ r2/CCl 参照上述合成路线，以（反，反）-2,4-己二 CH-CH,- CHBrCH,Br 烯和CH,为原料（无机试剂任选），设计制 1)NaNH, -C=CH 备对苯二甲酸的合成路线：一。 2)H,O 2.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反 CH CHO 3.HC=CH H,C一CH一C=CH 应，称为Glaser反应。 KOH OH 2RC=CH偃化剂RC=CC=CR+H, OH 该反应在研究新型发光材料、超分子化 H2 Al203 H:C-CHCH-CH2 学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser Pd/PbO △ CaCO 反应制备化合物E的一种合成路线： CH,=CHCH=CH2(责任编辑谢启刚) 17