3.1 有机化合物的合成（专项训练）化学鲁科版选择性必修3

第1节 有机化合物的合成 题型01 碳骨架的构建 题型02 官能团的引入与转化 题型03 官能团的保护 题型04 有机合成路线的设计 题型05 有机合成的应用 题型01 碳骨架的构建 1、苯环与烃基之间的相互影响 1．碳链的增长 （1）卤代烃的取代反应 ①溴乙烷与氰化钠的反应：CH3CH2Br＋NaCN→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。 ②溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋NaC≡CCH3→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 （2）醛、酮的加成反应 ①丙酮与HCN的反应：＋HCN。 ②乙醛与HCN的反应：CH3CHO＋HCN。 ③羟醛缩合(以乙醛为例)：CH3CHO＋CH3CHO。 2．碳链的缩短 （1）与酸性KMnO4溶液的氧化反应 ①烯烃、炔烃的反应 如CH3COOH＋。 ②苯的同系物的反应 如。 （2）脱羧反应： R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3，例如：无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3； （3）氧化反应：； R—CH==CH2RCOOH＋CO2↑。 （4）水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 3．成环反应 （1）二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。 （2）羟基酸酯化成环，如： ＋H2O。 （3）氨基酸成环，如：H2NCH2CH2COOH→＋H2O。 （4）二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O。 （5）利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋。 【易错提醒】碳链构建的注意问题 (1)通过羟醛缩合增长碳链时，至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。 (2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法，这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。 【典例1】（25-26高二下·浙江丽水·期中）酮基布洛芬片是用于治疗各种关节炎、强直性脊柱炎引起的关节肿痛等的非处方药。其合成路线如图所示： 回答下列问题： (1)酮基布洛芬中的官能团的名称是__________。 (2)化合物B的结构简式是__________。 (3)下列说法不正确的是__________。 A．化合物A能发生加成、取代、氧化反应 B．反应B→C的反应类型是加成反应 C．反应C→D转化所需的试剂是，条件是作催化剂 D．化合物F中含有手性碳原子 (4)写出D→E的化学方程式__________。 (5)设计实验，检验D中含有的氯元素__________。（只需按顺序写出添加的试剂） (6)利用所学知识和题中信息，设计以乙烯为原料合成的路线（用流程图表示，无机试剂任选，乙烯和通常条件下不反应）__________。 【答案】(1)酮羰基（或羰基），羧基 (2) (3)BC (4) (5)氢氧化钠溶液、过量稀硝酸、硝酸银溶液 (6) 【分析】A与SOCl2发生取代反应生成B()，B与苯在AlCl3催化作用下生成C和氯化氢，C发生取代反应转化为D，D与NaCN发生取代反应生成E，E的结构简式为，E和发生取代反应生成F，F再在酸性条件下水解生成酮基布洛芬。 【详解】（1）酮基布洛芬中的官能团的名称是酮羰基（或羰基），羧基。 （2）根据分析可知，化合物B的结构简式是。 （3）A．A含苯环可发生加成，羧基、甲基可发生取代反应，侧链甲基可被酸性高锰酸钾溶液氧化，A正确； B．过程中，B与苯在AlCl3催化作用下生成C和氯化氢，属于取代反应，不是加成反应，B错误； C．是苯环侧链甲基上氢的取代反应，试剂为，条件是光照，催化是苯环上氢取代的条件，C错误； D．F中含有手性碳原子(*)，位置如图：，D正确； 故选BC。 （4）D→E发生取代反应，氯原子被-CN取代，反应的化学方程式为：。 （5）检验D中含有的氯元素的操作步骤：先将D在NaOH水溶液中加热发生水解反应生成，再加过量稀硝酸酸化中和过量的，最后加溶液，生成白色沉淀，说明D中含有氯元素。 （6）乙烯到产物需要增长碳链，乙烯先与HCl加成生成氯乙烷，氯乙烷再与NaCN作用生成CH3CH2CN，CH3CH2CN与反应引入甲基，最后-CN在酸性条件下水解即可得目标产物，合成路线为：。 【变式1-1】（25-26高二下·江苏宿迁·月考）尼卡地平是治疗心脑血管病的药物，合成路线如下： (1)的过程包含氧化和硝化两步，物质B中所含官能团的名称为_______。 (2)的反应需经历的过程，则的结构简式为_______。 (3)与G的反应过程中加入有利于生成尼卡地平，原因是：______。 (4)E在碱性条件下水解后经酸化得到芳香族化合物Y，写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式：_______。 ①能与发生显色反应：该物质与足量反应，生成 ②分子中含有氰基()，且核磁共振氢谱中有3组峰 (5)已知：，(或表示氢原子或烃基)。写出以乙醇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 (2) (3)(C2H5)3N显碱性，能吸收HCl (4)或 (5) 【分析】A为甲苯，甲苯被氧化为苯甲醛，B为，经过硝化反应生成C，C为，C与D反应生成E ，E与F反应生成G，G与H反应生成尼卡地平，结合尼卡地平的结构和G的结构简式差异，可以看出尼卡地平多了一个基团，再由H的分子式，推知H为。 【详解】（1）由分析可知B是苯甲醛，所以B的官能团是醛基。 （2）由题可知C和D反应生成了E为，C和D反应的过程是先对C的醛基发生亲核加成，生成X ，然后X再加热的条件下发生醇羟基的消去反应，最终生成E，因此X的结构简式为 （3）H和G的反应是取代反应，反应中有小分子HCl的生成， 反应过程中加入(C2H5)3N有利于生成尼卡地平，原因是(C2H5)3N具有碱性，能中和HCl，促进反应正向进行。 （4）E在碱性条件下，酯基发生水解后经酸化得到芳香族化合物Y，可知Y为，Y的分子式为C11H9NO5，其中能与FeCl3发生显色反应，结构中肯定含有酚羟基，同时1mol该物质与足量NaHCO3反应，生成2mol CO2，说明该物质含有两个羧基，由题可知分子中含有氰基(-CN)，根据不饱和度的关系苯环上还存在两个饱和的碳，且核磁共振氢谱中有3组峰，符合的结构简式为或。 （5）根据题干信息可知，以乙醇为原料制备合成路线为。 【变式1-2】（25-26高二下·湖北·月考）苯海索(G)是一种抗胆碱药，主要用于治疗帕金森病，其合成路线如下图。 已知：(X为Cl、Br、I，R、R′、R″为烃基) 回答下列问题： (1)I中苯发生的反应类型为_______，甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有_______种。 (2)关于上述反应过程说法正确的是_______。(填标号) a．溴苯比氯苯更易与Mg反应：键能C-Br<C-Cl     b．产物溴苯中常常因为混有溴化铁而有颜色 c．物质G存在对映异构体         d．H→G的反应类型是加成反应 (3)反应Ⅲ的试剂为乙酸酐，结构简式为，反应类型为取代反应，产物之一为醋酸，写出化学方程式_______。 (4)基团替换法常用于有机物的推断中，根据信息推断试剂Q(含氯)结构简式为_______。已知Beckmann重排反应的机理为：。则硝乙醛肟()发生Beckmann重排反应后的产物结构简式可能为_______(填两种)。 (5)写出1种满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式：_______。 ①苯环上只有两个取代基，其中1个为-CN； ②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为2:2:6:9。 【答案】(1) 取代反应 3 (2)acd (3) (4) 、 (5)或 【分析】A发生溴代反应生成B，B与Mg反应转化成C，结合已知，C和E发生先加成、后水解反应生成H，H和H2发生加成反应生成G，由G的结构简式再结合已知可推得F的结构简式为，Q（含氯）的结构简式为，由E的结构，结合D的分子式可推得D的结构简式为。 【详解】（1）A→B苯环上引入溴原子知，Ⅰ中苯发生的反应类型为取代反应；甲苯在反应Ⅰ的条件下发生苯环上的取代反应，甲苯的苯环上有3种H，故甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有3种。 （2）a．C-X键与Mg反应生成C-Mg-X键，反应越容易说明C-X键越弱，键能越小，a正确； b．溴苯的颜色是因为溶解了溴单质，不是溴化铁，b错误； c．G中与—OH相连的碳原子连有四种不同基团，为手性碳原子，因此存在对映异构体，c正确； d．H→G是H中一个苯环与​加成生成环己烷环，属于加成反应，d正确； 故答案为acd。 （3）苯与乙酸酐在AlCl3催化下发生取代反应生成和乙酸，化学方程式为。 （4）据分析，Q（含氯）的结构简式为；根据Beckmann重排反应的机理分析，硝乙醛肟重排后碳氮双键转化为碳氧双键，产物可能为、。 （5）E中含14个C、1个N、1个O和6个不饱和度，满足条件的E的芳香族同分异构体的结构简式是对称的，且由4组类型的氢原子，有一个-CH(CH3)2和一个-C(CH3)3 基团，故满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式或。 【变式1-3】（2026·广东江门·一模）布洛芬具有解热、镇痛、抗炎等作用。芳基重排法得到布洛芬(E)的合成路线如下： 已知：通过连续反应①和反应②发生碳骨架迁移，可实现C→D的转化，该过程中ZnCl2为催化剂，[ZnCl3]-为中间产物，反应机理如下图所示。 (1)化合物A的名称为异丁苯，写出异丙苯的结构简式______。 (2)A→B反应类型是______，C含有官能团名称是______，E的分子式是______。 (3)新戊二醇()常用于合成树脂。请写出新戊二醇与对苯二甲酸反应合成聚酯树脂的化学方程式______。 (4)下列说法正确的是______。 A．化合物A中所有原子可能共面，碳原子的杂化方式有sp2、sp3 B．化合物C属于芳香烃衍生物，分子中含有2个手性碳原子 C．化合物C→D的转化中，存在σ键和π键的断裂与生成 D．一定条件下，1mol化合物D最多可消耗2mol NaOH (5)化合物E的一种同系物Y分子量为164，Y的同分异构体中符合下列条件的有______种(不考虑立体异构)。 i．该物质可以与FeCl3溶液反应显紫色 ii．1mol该物质可与Ag(NH3)2OH溶液反应产生2mol Ag iii．该物质核磁共振氢谱的峰面积之比为6：2：2：1：1 (6)苯乙酸是合成药物和香料的重要原料，某学习小组以苯为初始原料，模仿题干合成原理设计合成苯乙酸的流程。请回答下列问题： ①第一步反应在AlCl3的催化下生成，反应物为苯和______(填结构简式)； ②写出合成苯乙酸的流程中，发生碳骨架迁移时反应②的化学方程式：______。 【答案】(1)    (2) 取代反应 醚键、碳氯键 C13H18O2 (3)n+n+ (2n-1)H2O (4)D (5)3 (6)    + [ZnCl3]-+ ZnCl2 【分析】A()与发生取代反应生成B()，酸性条件下B与反应生成C()，在ZnCl2作催化剂反应生成D()，经过转化变成E()。 【详解】（1）异丙苯是苯环连接异丙基，结构简式为：。 （2）由分析可知，A→B反应类型为取代反应；C的结构式为，含有的官能团为醚键、碳氯键；E的结构式为，分子式为。 （3）新戊二醇与对苯二甲酸发生缩聚反应生成聚酯，化学方程式为：n +n+ (2n-1)H2O。 （4）A．化合物A含饱和烷基，饱和碳原子为四面体结构，所有原子不可能共面，化合物A的碳原子的杂化方式有sp2（苯环的碳原子）、sp3（饱和碳原子），A错误； B．C中只有连Cl的碳原子是手性碳，如图所示，共1个手性碳，B错误； C．过程中， C－Cl σ键断裂，碳骨架迁移发生旧σ键断裂、新σ键生成，最终生成酯基的键，生成π键，但没有π键的断裂，C正确； D．1mol D含1mol酯基和1mol氯原子，酯水解消耗1mol NaOH，碳氯键断裂生成醇羟基消耗1mol NaOH，共消耗2mol NaOH，D正确； 故答案为：D。 （5）E分子量为206，Y分子量为164，则Y的分子式为，①遇FeCl3显色，含苯环和酚羟基；②1mol生成2mol Ag，则1个Y分子中含1个醛基；③氢谱峰面积比6:2:2:1:1，说明含两个等价甲基（6个H），苯环有取代基位置对称； 符合条件的结构有：、、，共计3种情况。 （6）①第一步AlCl3催化下，与，产物为和HCl； ②酸性条件下，与反应生成；在ZnCl2作催化剂作用下，碳骨架迁移时，发生反应①生成，在 [ZnCl3]-作用下，继续发生反应②生成，碱性条件下水解生成；反应②的化学方程式为+ [ZnCl3]-+ ZnCl2。 题型02 官能团的引入与转化 常见官能团引入与转化的方法 一、官能团的引入 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃与卤素单质的取代反应：＋Br2＋HBr； ＋Cl2＋HCl。 ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成：＋Br2→；CH2==CHCH3＋HBrCH3CHBrCH3；CH≡CH＋HClCH2==CHCl。 ③醇与氢卤酸(HX)的取代：CH3—CH2—OH＋HBrCH3—CH2—Br＋H2O； 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 。 ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 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炔烃不完全加成：CH≡CH＋HClCH2==CHCl； ④烷烃的裂化 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX3； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 二、官能团的转化 ①官能团的转化在有机合成中极为常见，可以通过取代、消去、加成以及氧化、还原等实现，如图所示：以乙烯为起始物，通过一系列的化学反应实现官能团之间的转化： ②常见有机物之间的转化关系： 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。 【典例2】（25-26高二下·吉林·月考）白藜芦醇(化合物I)具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课题组合成化合物Ⅰ的路线。 已知：①    ②甲氧基： 回答下列问题： (1)H分子式为___________。 (2)A中的官能团名称为___________。 (3)B的结构简式为___________。 (4)由C生成D的反应类型为___________。 (5)由E生成F的化学方程式为___________。 (6)已知G可以发生银镜反应，G的化学名称为___________。 (7)选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象___________。 (8)I的同分异构体中，同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。 ①含有手性碳(连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳)； ②含有两个苯环；③含有两个酚羟基；④可发生银镜反应 【答案】(1) (2)硝基 (3)   (4)取代反应 (5) (6)4-甲氧基苯甲醛(或对甲氧基苯甲醛) (7)溶液；取少量H和I分别配制成溶液，向其中滴加溶液，若溶液呈紫色则为化合物I，若不显色则为化合物H (8)9 【分析】根据已知条件，有机物A在的作用下发生还原反应，转化为生成有机物B，B的结构式为。有机物B经两步反应可转化为有机物C。有机物C在碱性条件下和发生取代反应得到有机物D，结合其分子式可知，D的结构式为。D与NBS发生取代反应生成E，E与发生取代反应生成F，结合F的结构式可知，E的结构式为。F与G反应生成H，G的不饱和度，结合G的分子式和小问（6）题干信息可知G的结构为。H在条件下转化生成I，据此作答。 【详解】（1）由H的结构式可知，该分子中包含17个C原子，18个H原子和3个O原子，其分子式为； （2）由A的结构式可知，其包含的官能团名称为硝基； （3）由分析可知，B的结构简式为； （4）由分析可知，C→D的反应中，在碱性条件下，C与(CH3O)2SO2反应生成，从结果来看，相当于酚羟基中的H被甲基取代，该反应属于取代反应； （5）由分析可知，E的结构简式为：，其与反应生成F和，该反应方程式为：； （6）由分析可知G的结构简式为，其名称为4-甲氧基苯甲醛(或对甲氧基苯甲醛)； （7）化合物I中含有酚羟基，H中不含酚羟基，可以与酚类物质结合生成呈紫色的配合物，可以用溶液鉴别二者。取少量H和I分别配制成溶液，向其中滴加溶液，若溶液呈紫色则为化合物I，若不显色则为化合物H； （8）化合物I的分子式为，根据题干信息，其同分异构体可发生银镜反应，说明其中含有醛基。含有手性碳原子，说明其中含有饱和碳原子，则该化合物的主体结构为：，苯环上有两个酚羟基取代基，据此可画出满足条件的同分异构体的结构（数字表示酚羟基的位置）：、，共6+3=9种。 【变式2-1】（25-26高二上·江苏南京·期末）化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下： (1)C中的含氧官能团名称为醚键、___________。 (2)B的结构简式为___________；F中碳原子的杂化方式为___________。 (3)E→F的反应类型为___________；分子的空间构型为___________。 (4)C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___________。能发生水解反应，水解产物之一是天然氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为且含苯环。 (5)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)羟基和硝基 (2)    sp2和sp3 (3) 氧化反应 三角锥形 (4)   (5)CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br   【分析】A和CH3I发生取代反应生成B，结合C的结构简式可知B为，B发生还原反应生成C，C和PBr3发生取代反应生成D，D和HSCH2COOH发生取代反应生成E，E发生氧化反应生成F。 【详解】（1）由C的结构简式可知，其中含氧官能团名称为醚键、羟基和硝基。 （2）由分析可知，B的结构简式为，由F的结构简式可知，其中含有苯环、甲基、羧基和-CH2-，苯环和羧基中的C原子为sp2杂化，甲基和-CH2-中的C原子为sp3杂化。 （3）由分析可知，E→F的反应类型为氧化反应，分子中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间构形为三角锥形。 （4）C的一种同分异构体满足条件：能发生水解反应，说明该同分异构体中含有说明含有酯基或肽键，水解产物之一是天然氨基酸，该有机物中含有，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为且含苯环，说明是对称结构，结合C的分子式可知，苯环上连接有对称的羟基，直接连在苯环上，综上所述，符合条件的是。 （5）根据E生成F的反应机理，应是与H2O2发生氧化反应得到，按照D→E，应由CH3CH2CH2Br与反应得到，CH3CH2CHO与H2发生加成反应生成CH3CH2CH2OH，CH3CH2CH2OH在PBr3作用下生成 CH3CH2CH2Br，合成路线是CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br 。 【变式2-2】（25-26高二下·湖北·月考）薄荷油中含有少量的α-非兰烃和β-非兰烃分子式均为。一系列与两者相关转化如下： 已知D-A反应： 请回答： (1)化合物D中的官能团名称为_______，G的分子式为_______。 (2)写出下列物质的结构简式：β-非兰烃_______，α-非兰烃_______，E_______。 (3)下列有关说法不正确的是_______。 A．β-非兰烃与酸性高锰酸钾反应过程中生成的气体为 B．α-非兰烃及β-非兰烃与等物质的量的加成反应的产物均为两种 C．可由β-非兰烃和乙炔发生D-A反应得到 D．化合物C能发生取代，也能和碳酸钠反应 (4)D的同分异构体中含两个基团的化合物共有_______种(不考虑手性异构)。其中核磁共振氢谱呈现3个吸收峰，并且不同化学环境的H个数比为3:2:1的异构体结构简式为_______。 (5)合成聚合物的单体结构简式为_______。 【答案】(1) 羧基 (2) (3)BC (4) 4 (5) 【分析】α−非兰烃与氢气发生加成反应得到(A)，α−非兰烃被高锰酸钾氧化得到D与E，E与氢气发生加成反应生成F，2分子F脱水生成G，由G逆推，可知F为、E为，由D、E的结构可推知α−非兰烃的结构为；β−非兰烃被高锰酸钾氧化为C和气体B，B为二氧化碳，β−非兰烃与氢气发生加成反应得到(A)，可知β−非兰烃为；和HBr发生取代反应生成H，H是；在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应、酸化生成CH2=CHCOOH(I)，CH2=CHCOOH发生加聚反应生成(J)。 【详解】（1）根据D的结构，其所含官能团名称羧基；根据G的结构，其分子式为。 （2）据分析，α−非兰烃为，β−非兰烃为，E为。 （3）A．根据碳原子守恒，β-非兰烃与酸性高锰酸钾反应过程中生成的气体为CO2，故A正确； B．α-非兰烃和β-非兰烃均为共轭二烯烃，与等物质的量的Br2反应，生成2种1，2加成产物和1种1，4加成产物，共有3种产物，B错误； C．根据D-A反应原理，可由α−非兰烃和乙炔反应得到，C错误； D．C中含羧基和饱和碳原子可发生取代反应，羧基可与碳酸钠反应，D正确； 故选BC。 （4）D的同分异构体中含两个基团的化合物有、、、，共4种，核磁共振氢谱分别有4、5、3、2个峰，故其中核磁共振氢谱呈现3个吸收峰，并且不同化学环境的H个数比为3:2:1的异构体结构简式为。 （5）可由CH3CH=CHCOOH加聚得到，因此其单体为CH3CH=CHCOOH。 【变式2-3】（2026·河北保定·二模）化合物G可用于治疗胃癌、黑色素瘤等疾病，其一种合成路线如下： 已知： 回答下列问题： (1)A的同分异构体的沸点___________(填“大于”或“小于”)。 (2)化合物B含有的官能团名称为___________。 (3)由D生成E的化学方程式为___________。 (4)化合物F的结构简式为___________。 (5)F→G的反应类型为___________。 (6)化合物I是B的同系物，相对分子质量比B大14且苯环上有4个取代基，满足此条件的I有___________种。 (7)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中K、L的结构简式分别为___________、___________。 【答案】(1)小于 (2)醛基、碳氟键 (3) (4) (5)还原反应 (6)16 (7) 【分析】A发生催化氧化反应生成B为，B和先发生醛基的加成反应，再发生羟基的消去反应生成C，C和TiCl4、CH2Cl2、(CH3)3SiCH2CN反应生成D，D发生取代反应生成E，E和发生取代反应生成F为，F发生还原反应生成G，以此解答。 【详解】（1）能形成分子内氢键会降低沸点，故小于； （2）根据化合物A的结构简式，结合A→B的反应条件可知B的结构简式为，所含官能团为醛基、碳氟键； （3）D→E发生还原反应，由D和E的结构简式可知，产物除E外，还有，化学方程式为； （4）结合已知信息，根据E和G的结构简式，可推出F的结构简式为； （5）根据F→G过程中—CN转化为知F→G的反应类型为还原反应； （6）根据上述分析知，B的结构简式为，含有碳氟键和醛基，分子式为C8H7OF，不饱和度为5。化合物I是B的同系物，相对分子质量比B大14且苯环上有4个取代基，则这4个取代基为1个-CHO、1个-F、2个。苯环上有4个取代基，且2个相同时有16种位置关系，则满足条件的同分异构体共16种； （7）通过观察目标产物的结构，再结合已知信息和合成路线，可知目标产物可由发生还原反应得到，类比C→D，可推出可制得，再类比B→C，可推出和反应得到，合成路线为：。 题型03 官能团的保护 1．碳碳双键的保护 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：HOCH2CH=CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHOOC-CH=CH-COOH。 2．酚羟基的保护 在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 。 3．醛基的保护 醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为： Ⅰ．R-CH2-OH Ⅱ．R-CH2-OHR-CHO再如检验碳碳双键时，当有机物中含有醛基、碳碳双键等多种官能团时，可以先用弱氧化剂，如银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化醛基，再用溴水、酸性KMnO4溶液等对碳碳双键进行检验。 4．氨基的保护 在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 。 5．醇羟基、羧基可以成酯保护。 【典例3】（25-26高二上·上海嘉定·期末）白花丹酸具有镇咳祛痰的作用，其合成路线流程图如下： (1)写出A中官能团的结构简式：__________。 (2)写出的化学方程式：__________。 (3)的名称__________，它在整个合成路径中的作用是____________。 (4)的反应类型为__________。 A．取代反应 B．加成反应 C．还原反应 D．氧化反应 (5)E的结构简式__________。 (6)以下对于白花丹酸的分析错误的是__________。 A．分子式为 B．分子中所有碳原子可能共平面 C．0.5 mol白花丹酸最多与1.5 mol NaOH反应 D．苯环上的二氯代物有3种 (7)白花丹酸分子中混有，写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式：__________。 ①分子中有四种不同化学环境的氢原子； ②与溶液能发生显色反应，且1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应。 (8)已知：，根据已有知识并结合题中流程图中信息写出以苯酚和乙醛为原料制备的合成路线图________（合成路线参考本题题干，其他无机试剂任选）。 【答案】（1）-OH、-CHO （2） （3） 环己酮 保护羟基 （4）D （5） （6）B （7）或 （8）或者。 【分析】D与BrCH2COOC2H5发生取代反应生成E，E水解生成F，由D、F的结构简式可知，E是。 (1)A中官能团为羟基、醛基，官能团的结构简式分别为-OH、-CHO； (2)是A和反应生成B和水，反应的化学方程式为； (3)含有酮羰基，名称为环己酮，在整个合成路径中， 先与A中酚羟基反应，最后一步又得到酚羟基，所以的作用是保护2个酚羟基。 (4)是C中的羟基变为羰基，反应类型为氧化反应，选D； (5)D与BrCH2COOC2H5发生取代反应生成E，E水解生成F，由D、F的结构简式可知E是。 (6)A．白花丹酸的结构简式，可知分子式为，故A正确； B．中*标出的碳原子通过单键连接3个碳原子，不可能所有碳原子共平面，故B错误； C．酚羟基、羧基都能与氢氧化钠反应，所以0.5 mol白花丹酸最多与1.5 mol NaOH反应，故C正确； D．苯环上的二氯代物有、、，共3种，故D正确； 选B。 (7)①分子中有四种不同化学环境的氢原子，说明结构对称，②与溶液能发生显色反应，且1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应，含有酚羟基、且含有1个酚酯基（酯基水解后生成羧基和酚羟基）；同时满足所有条件的的同分异构体有或。 (8)苯酚和氢气发生加成反应生成环己醇，环己醇发生消去反应生成环己烯，环己烯与溴化氢发生加成反应生成，与Mg反应生成，和乙醛在酸性条件下生成，合成路线为。或者流程为：。 【变式3-1】（2026·辽宁·三模）4，7-二氯喹啉(G)是制备治疗新冠药物的重要中间体，其合成路线如下： 已知：①Et表示乙基(-CH2CH3)；②喹啉环上的羟基与酚羟基性质相似。 回答下列问题： (1)化合物A的名称为___________。A的所有同分异构体在表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同是___________(填序号)。 a．质谱仪        b．元素分析仪        c．红外光谱仪        d．核磁共振仪 (2)化合物B中含氧官能团的名称为___________。 (3)在该反应条件下，D→E分两步进行，写出第一步反应(D与足量NaOH溶液加热回流)的化学方程式：___________。 (4)E合成F需升温至250℃左右、回流1.5小时，操作时要在氮气氛围下进行，氮气的主要作用是___________。 (5)满足下列条件的G的同分异构体数目为___________(不考虑立体异构)。 I．除1个苯环外不存在其他环状结构，苯环上有3个取代基且其中两个相同； II．能使溴水褪色，含-CN(已知-CN与溴水不反应)。 写出其中一种核磁共振氢谱有4组峰且峰面积比为1：1：1：2的有机物结构简式___________。 (6)若C→D的反应过程包括如图所示的“环化”和“异构化”两步(异构化：原子种类、数目都没变，只是排列方式改变)： 则M的结构简式为___________。 【答案】(1) 间氯苯胺(或3-氯苯胺) b (2)醚键、酯基 (3) (4)作保护气(防止羟基被氧化) (5) 12 、、(任写一种即可) (6)(或)(任写一种即可) 【分析】A和B发生取代反应生成C和乙醇，C发生取代反应并异构化生成D，D发生水解反应然后酸化生成E，E发生脱羧反应生成F，F发生取代反应生成G。 【详解】（1）A的名称为间氯苯胺或3-氯苯胺；同分异构体分子式和相对分子质量相同，结构不同，因此元素分析仪检测元素组成完全相同，质谱仪的最大质荷比(相对分子质量)相同，但碎片离子种类、质荷比、相对丰度不同，质谱图不完全相同，而红外光谱、核磁共振氢谱会因结构不同显示不同信号，因此选b。 （2）化合物B中含有三种官能团：碳碳双键、醚键、酯基，其中含氧官能团为醚键和酯基。 （3）D→E的反应分两步进行，第一步为碱性条件加热回流使酯基彻底水解以及喹啉环上的羟基生成盐，第二步为酸化后合成E，故第一步化学反应方程式为。 （4）E→F为脱羧反应，氮气作为保护气，可防止喹啉环上的羟基被氧化。 （5）根据G的结构简式，其同分异构体分子中除苯环外不存在其他环状结构，且苯环上有3个取代基且其中两个相同，分子能使溴水褪色，由此推知分子中含有碳碳双键、-CN，三个取代基为、，各自有6种同分异构体，一共12种；其中核磁共振氢谱中有4组峰，说明分子中有四种环境不同的氢原子，且峰面积比为1：1：1：2，结构可能是、、。 （6）先环化得到M再异构化生成，说明C→M发生了一个酯基去掉乙氧基后取代-Cl对位上-H的反应，生成M（）和乙醇。 【变式3-2】（2026·陕西渭南·二模）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： (1)A的名称为___________。A的酸性比苯酚___________(填“强”或“弱”) (2)B→C反应的化学方程式___________。 (3)C生成D的反应类型为___________。 (4)由C到F分析可知，的作用是___________。 (5)由G经两步反应生成H，第一步为分子内成环加成反应，第二步反应为消去反应，中间产物的结构简式为___________。 (6)M是D的同分异构体，同时满足以下条件的D的同分异构体有___________种。(不考虑立体异构) ①1 mol M可以与2 mol NaOH反应；②含两个甲基，且两个甲基在同一个碳原子上连接；③含两个苯环且不直接相连。 (7)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()。请结合题中信息，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)。 【答案】(1) 邻乙基苯酚（或2-乙基苯酚） 弱 (2) (3)取代反应 (4)保护酚羟基，防止酚羟基在后续反应中被氧化 (5) (6)12 (7) 【分析】A→B反应过程中侧链由乙基失去2个H原子生成了-CH=CH2，B→C根据D的结构可知是B中的C=C与水发生加成反应，C为，C→D为C中的酚羟基上的取代反应，逆推可知C7H7Cl的结构简式为，D→E为-OH被氧化为酮，F→G产生了酯基，应该为酰氯与羟基形成酯基，逆推F为，据此解答。 【详解】（1）A的结构为苯环的邻位连羟基和乙基，名称为邻乙基苯酚（或2-乙基苯酚）；乙基为给电子基团，使羟基O-H键极性减弱，酸性比苯酚弱。 （2）B与水发生加成反应生成C，化学方程式：。 （3）C中酚羟基的H被苄基取代生成醚，反应类型为取代反应。 （4）后续反应中酚羟基易被氧化，反应E→F重新得到酚羟基，因此的作用是保护酚羟基，防止酚羟基在后续反应中被氧化。 （5）第一步为乙酰基甲基碳对酯羰基的分子内加成，中间产物结构简式为：，该物质的醇羟基再脱水消去()形成产物H。 （6）根据D的结构，满足条件②和③的D的同分异构体M的碳骨架为，苯环上存在3种H，再根据条件①分别在苯环上连2个羟基，采用“定一移二”法，其同分异构体为（数字表示第2个—OH的位置，下同）、、，共有7+4+1=12种结构。 （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。 【变式3-3】（2026·贵州·模拟预测）沙丁胺醇是一种治疗哮喘的药物，一种合成路线如下： 已知：。回答下列问题： (1)物质Ⅰ的名称为_______。 (2)反应②的类型为_______。 (3)反应步骤②中选择溶液的理由是_______(任写一条即可)。 (4)物质Ⅳ的分子式为_______，物质Ⅵ的结构简式为_______。 (5)反应步骤③的作用是_______。 (6)物质Ⅲ的同分异构体中，同时满足下列条件的同分异构体的结构简式为_______(任写一种即可)。 a．遇溶液显紫色 b．能发生银镜反应 c．核磁共振氢谱显示有4组峰，且峰面积之比为 (7)参考题中信息，以和不超过3个碳的有机物为原料，设计合成重要生命代谢物质的路线_______(无机试剂任选)。 【答案】(1)对羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛 (2)取代反应 (3)水溶液呈弱碱性，既能使卤原子水解，又不破坏酚羟基，同时防止-CHO发生歧化反应 (4) C11H12O3 (5)保护羟基 (6)、 (7) 【分析】由流程，Ⅰ在苯环引入新的支链得到Ⅱ，Ⅱ中氯原子转化为羟基得到Ⅲ，Ⅲ发生已知反应原理生成Ⅳ，Ⅳ在一定条件下转化为Ⅴ，Ⅴ和(CH3)3C-NH2生成Ⅵ，结合Ⅴ、Ⅶ结构可知，Ⅵ为，Ⅵ在HCl条件下转化为Ⅶ； 【详解】（1）由结构，物质Ⅰ的名称为对羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛； （2）反应②为氯原子被取代转化为羟基的反应，为取代反应； （3）反应②为氯原子被取代转化为羟基，水溶液呈弱碱性，既能使卤原子水解，又不破坏酚羟基，同时防止-CHO发生歧化反应 ； （4）由结构Ⅳ，物质Ⅳ的分子式为C11H12O3，物质Ⅵ的结构简式为； （5）反应步骤③中2个羟基转化为醚键，在后续反应中醚键又转化为2个羟基，故其作用为保护羟基； （6）物质Ⅲ除苯环外还含2个碳、3个氧、1个不饱和度，其同分异构体中，同时满足下列条件：a．遇溶液显紫色，含酚羟基；b．能发生银镜反应，含醛基；c．核磁共振氢谱显示有4组峰，且峰面积之比为，分子结构对称且应该含1个甲基；则可以为：、； （7）发生已知反应生成，然后氧化羟基为醛基，再发生反应⑥原理得到产物，故流程为：。 题型04 有机合成路线的设计 有机合成中常见官能团的保护 1．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； 2．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 。 逆合成分析法应用例析 由“逆合成分析法”分析由甲苯合成苯甲酸苯甲酯的合成路线。 具体步骤如下： 苯甲酯分子的结构可知苯甲酸苯甲酯为一种酯类化合物。对于酯类化合物的合成，尽管可用的方法很多，但首先想到的往往是羧酸和醇的酯化反应。以此为出发点，依据烃及烃的行生物之间的转化关系，按以下思路可由目标化合物分子逆推出原料分子。 以甲苯为原料合成苯甲酸苯甲酯，运用已学知识可以确定以下几条路线。 ①； ②； ③； ④； 注意：分子中一个碳原子上同时连有两个羟基时是很不稳定的，其中易转变为羰基，形成醛、酮类化合物。例如：； 3．评价优选合成路线 对上述合成路线进行评价，优选出其中比较合理的路线： 路线②和路线④制备苯甲酸的步骤多、成本较高，而且使用较多的氯气不利于环境保护。 路线③的步骤较少，但所用还原剂LiAlH4价格昂贵，要求无水操作，成本高。 路线①由甲苯分别制备苯甲酸和苯甲醇，然后由它们发生酯化反应制备苯甲酸苯甲酯， 是比较合理的实验室合成路线。 【典例4】（25-26高二下·浙江衢州·期中）有机物G是治疗神经疼痛药物的中间体，其中一种合成路线如图所示： 回答下列问题： (1)化合物E中的官能团名称是___________。 (2)下列说法正确的是___________。 A．在水中的溶解度：化合物A小于CH3CH2OH B．化合物E中不含手性碳原子 C．化合物C中最多只有6个碳原子共平面 D．化合物B能发生消去反应 (3)化合物D的结构简式___________。 (4)写出F→G的化学方程式___________。 (5)H是F的同系物，且相对分子质量比F小14，写出符合下列条件的H的同分异构体___________(不考虑立体异构体)。 ①含有苯环和-CH2CHO；②苯环有四个取代基；③核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为6:3:2:2:1)。 (6)已知：，设计一条以和为原料合成的路线(用流程图表示，无机试剂、有机溶剂任选)___________。 合成路线流程图示例： 【答案】(1)碳碳双键、羟基 (2)AB (3) (4)2＋O22＋2H2O (5)、 (6) 【分析】B到C（）发生取代反应，除生成C外，还生成小分子溴化钠，根据D（）到E的过程与分子式判断，D中三键发生加成反应生成E，从F（）到G发生了醇的催化氧化，可以反推F的结构简式，由此分析； 【详解】（1）观察E的结构，共有两个官能团，分别是碳碳双键、羟基； （2）A．两有机物亲氧基团均为羟基，疏水基团均为烃基，疏水基团越长，越难溶于水，A正确； B．手性碳原子要求连有4个不同基团，E中所有连接四条单键的饱和碳原子均至少连2个氢，不存在手性碳原子，B正确； C．C中含有苯环，且有一个碳原子与苯环直接相连，至少有7个碳原子共面，C错误； D．与溴原子相邻的碳原子在苯环上，无法进行消去反应，D错误； 故选AB； （3）由分析可知，D的结构简式为； （4）由分析可知，F到G发生了醇的催化氧化反应，故方程式为2＋O22＋2H2O； （5）H的分子式为C11H14O，共有5个不饱和度，条件要求有苯环和-CH2CHO，不饱和度用尽，余下3个饱和碳原子，要求苯环上有四个取代基，只能是3个甲基，峰面积比为6:3:2:2:1，则有两个甲基对称，故结构仅有两种、； （6）通过观察目标，判断目标右侧来源于，左侧需要有两个双键，但原料物质仅有一个双键，需要通过先加成后消去的方法增加双键官能团的数量，故反应流程为。 【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】（25-26高二下·山东济南·期中）镇吐药物昂丹司琼的合成路线如下(略去部分试剂和条件)。 已知：；昂丹司琼中N原子杂化方式相同。 回答下列问题： (1)B→C的反应条件是_______。 (2)A在一定条件下反应也可得到D，合成路线中设计A→B→C→D转化的优点是_______。 (3)X含_______种不同化学环境的氢原子。 (4)D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有_______种。 ①含    ②含有六元环    ③含4种不同化学环境的氢原子 (5)G→H的化学方程式为_______。 (6)昂丹司琼与等物质的量的盐酸反应，反应位点是_______(填“a”、“b”或“c”)。 (7)药物K的合成路线如下： 已知Y含有羰基，按照G→H的方法合成I。Y的结构简式为_______，第③步的反应类型为_______。 【答案】(1)浓硝酸、浓硫酸、加热 (2)定位效应，避免硝基取代苯环氯原子的对位，提高目标产物产率（答案合理即可） (3)3 (4)10 (5)+HCHO+HN(CH3)2+H2O (6)c (7) 取代反应 【分析】A发生磺化反应生成B，B中发生硝化反应生成C，C中磺酸基酸化后生成D，D在Fe/HCl(浓)作用下发生还原反应生成E，E的结构简式为；E和X发生已知信息的反应生成F，结合X的分子式可知，其不饱和度为3，故X的结构简式为，F的结构简式为，F在金属催化作用下脱去1分子HCl得到G，G发生取代反应生成H，G经过多步合成昂丹司琼，据此解答。 【详解】（1）B→C结构上引入硝基，为苯的硝化反应，条件为浓硝酸、浓硫酸、加热； （2）A在一定条件下反应也可得到D，合成路线中设计A→B、C→D转化的优点是利用磺酸基占据氯原子对位，在邻位引入硝基时可避免硝基取代苯环氯原子的对位、提高目标产物产率； （3）X的结构简式为，含3种不同化学环境的氢原子； （4）D的分子式为C6H4NO2Cl，含、含六元环、4种等效氢，所以满足六元环和羧基要求的结构骨架只有吡啶（），环上有取代基-Cl和-COOH，所以其同分异构体有、、共10种（编号代表羧基的位置）。 （5）根据流程以及G、H结构可知，G→H的反应方程式为：+HCHO+HN(CH3)2+H2O； （6）昂丹司琼中a、b、c三个位点的N原子呈碱性，盐酸是酸，会先与碱性最强的位点反应，所以可以通过比较不同氮原子的碱性强弱确定反应位点，而a、b点两处N原子孤电子对参与大键形成，电子云密度减小，碱性减弱，c点N原子孤电子对可以与H+形成配位键，故与等物质的量的盐酸反应，反应位点是c点； （7）采用逆推法分析可知，J的结构简式为，与发生取代反应生成K，结合反应②的条件可知，I发生还原反应生成J，已知Y含有羰基，按照G→H的方法合成I： +HCHO+H2NCH3+H2O，故Y的结构简式为，第③步的反应类型为取代反应。 【变式4-3】（25-26高二下·江苏扬州·期中）帕比司他是治疗某些恶性肿瘤的药物，其中间体E的合成路线如下： (1)A→B的反应类型为______。 (2)A→B反应过程中可能会产生副产物（C8H10O2），该副产物的结构简式为______。 (3)化合物D中C-Oσ键的个数为______。 (4)E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能发生银镜反应； ②分子中含有3种不同化学环境的氢原子。 (5)已知：。 写出以和丙二酸二甲酯[CH2(COOCH3)2]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)还原反应 (2) (3)4 (4)或 (5) 【分析】反应物A(对苯二甲醛)，经选择性加氢还原，一个醛基被还原成-CH2OH，生成B(对羟甲基苯甲醛)，B与丙二酸二甲酯[CH2(COOCH3)2]，在催化剂作用下发生缩合反应生成C，C与甲醇[CH3OH]发生酯化反应生成D，D与二氯亚砜发生氯代反应生成E。 【详解】（1）由分析可知，A的一个醛基被还原成-CH2OH，所以A→B是还原反应； （2）B的分子式为C8H8O2，副产物分子式为C8H10O2，多了2个H原子，可知副产物为两个醛基都被还原得到的，结构简式为：； （3）化合物D结构中有、含有C-O键，中C原子sp3杂化含1个C-Oσ键，中C=O键中的C原子sp2杂化有1个σ键，右边的O原子与两边的C形成2个单键，所以有1+1+2=4个C-Oσ键； （4）E的分子式为C11H11O2Cl，其同分异构体可以发生银镜反应，说明含有醛基(-CHO)，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，所以满足条件的结构简式为：或； （5）从目标产物的结构逆推，可由与Br2经加成反应得到，而可由与丙二酸二甲酯[CH2(COOCH3)2]经缩合反应得到(同B→C的反应)，可由氧化得到，可由经水解反应得到，结合已知条件可得出以和丙二酸二甲酯[CH2(COOCH3)2]为原料合成该物质的路线： 。 题型05 有机合成的应用 有机合成是化学学科中最活跃、最具创造性的领域之一。迄今为止，人类已知的物质中95%以上为有机化合物，而这些有机化合物大多数是由人工合成的。通过有机合成制得的药物、材料、催化剂等物质广泛地应用于农业（如高效毒杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长激素）、轻工业（如医药、染料、香料、涂料、合成塑料、黏合剂、表面活性剂）、重工业（如工程塑料、合成橡胶、发动机燃料及添加剂）、国防工业（如炸药、高能燃料、特殊合成材料）等众多领域。例如，在国防领域人们提出，若在立方烷分子上连接尽可能多的硝基则可以得到比TNT（三硝基甲苯）爆炸威力大得多的物质。在此思想的指导下，科学家经过反复实验，终于制得了被称为“超级炸药”的八硝基立方烷【分子式为C8(NO2)8】。 【典例5】（25-26高二下·天津·月考）Ⅰ．某物质G可做香料，其结构简式为，以苯为原料工业合成路线如下： 已知：不对称烯烃与HBr加成反应时有两种情况： ①R-CH=CH2+HBr ②R-CH=CH2+HBr (1)步骤①的反应类型是___________；G的官能团名称是___________； (2)C的核磁共振氢谱有4组吸收峰，其结构简式为___________； (3)步骤④的化学方程式是___________； Ⅱ．已知：①Diels-Alder反应：； ②， (4)___________。 (5)两分子共轭双烯G发生D-A反应生成，G的结构简式为___________。 (6)与酸性液反应生成的有机产物为___________(填结构简式)。 【答案】(1) 加成反应 醛基 (2) (3) (4) (5) (6) 【分析】步骤①中，A就是苯与丙烯在催化剂下可以发生加成反应，生成异丙苯，也就是B，异丙苯光照条件下与Cl2发生烷基取代反应生成C，C的核磁共振氢谱有4组吸收峰，结构简式应为，C到D发生卤代烃的消去反应生成烯烃D，D发生不对称烯烃加成，生成，也就是E，E发生水解反应生成醇，也就是F，F发生氧化反应，可以生成醛就是G。 【详解】（1）根据分析可知①是加成反应，G含有醛基。 （2）异丙苯光照条件下与Cl2发生烷基取代反应生成C，可能的一氯代物有两种，第一种氯原子取代与苯环直接相连的碳上的氢原子，该结构中苯环上有三种等效氢，两个甲基为等效氢，共一种，总共4组等效氢，符合题干，第二种氯原子取代甲基上的氢原子，该结构中苯环上3种等效氢、与苯环上相连的碳上1种，上面1种，甲基上1种，总共5组等效氢，不符合题干，因此结构式为 （3）根据题干提示D发生不对称烯烃加成，生成卤代烃，即为，化学方程式为 （4）根据题干中的Diels-Alder反应也就是环加成反应，含碳双键与共轭双烯生成六元环烯化合物，也就是。 （5）两分子共轭双烯发生Diels-Alder反应生成给定产物，根据Diels-Alder反应原理通过逆推法可得为。 （6）根据题干的化学反应烯烃被高锰酸钾氧化成羧酸或酮，可知与酸性高锰酸钾溶液生成。 【变式5-1】（25-26高二下·北京·月考）芳香烃A是基本有机化工原料，由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示： 已知①RCHO；②(苯胺，易被氧化) 回答下列问题： (1)A的分子式___________，①和⑧的反应类型分别是___________、___________。 (2)D中含氧官能团名称是___________，E的结构简式为___________。 (3)反应②的化学方程式为___________。 (4)设计反应⑦的目的是___________。 (5)设计以 为起始原料制备的合成路线___________(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线第一步如下图，请按照示例补充完整) 。 【答案】(1) C7H8 取代反应 氧化反应 (2) (酮)羰基 (3)+2NaOH+2NaCl+H2O (4)保护氨基 (5) 【分析】根据已知可以反推B为，则A为，那么F为，根据信息G为，H为根据分析答题。 【详解】（1）根据分析，A的分子式为C7H8，反应和反应的反应类型分别为取代反应、氧化反应； （2）D中含氧官能团的名称是羰基，E为D的加聚产物，故E的结构简式为 （3）反应为氯代烃的水解反应，且根据信息可知反应方程式为+2NaOH+2NaCl+H2O （4）根据设计反应⑦和反应⑩可知，设计的目的是保护氨基； （5）合成，先和氢气发生加成反应，再发生消去，继续和Br2加成，最后水解可得产物，。 【变式5-2】（25-26高二下·江苏苏州·月考）-甲基苯乙烯(AMS)是一种重要的工业制品，可用于生产涂料、增塑剂，也可用作有机合成中的溶剂。AMS的制备及相关反应如以下流程图所示。已知A是最简单的芳香烃。 已知： (1)反应①的反应类型为_______。 (2)写出反应②的化学方程式_______。 (3)下列说法正确的是_______。 A．有机物A中碳原子的杂化方式为杂化 B．AMS分子中所有碳原子可能共平面 C．有机物D的官能团是羧基 D．有机物B的一氯代物有5种 (4)B物质的同分异构体中属于芳香烃且核磁共振氢谱只出现两组峰的同分异构体的结构简式_______。 【答案】(1)取代反应 (2) (3)BD (4) 【分析】A在的催化下和发生取代反应生成B，结合B的结构可知，A的结构是。B在光照下和发生取代反应生成C。C在NaOH和条件下加热发生消去反应生成AMS。AMS在和条件下发生氧化反应生成，结合已知条件可知，D是HCHO。AMS和E发生加成聚合反应生成F，结合F的结构式可知，E的结构为，据此作答。 【详解】（1）取代了苯环上的H原子生成B，反应①的类型为取代反应； （2）该反应为光照条件下芳香烃的侧链取代反应，方程式为：； （3）A．由分析可知，有机物A是，该分子中的C原子均为杂化，A错误； B．苯环中的6个C原子共面，碳碳双键2个C及与其直接相连的原子共面，由于单键可旋转，分子中所有碳原子可能共平面，B正确； C．由分析可知，D为甲醛，官能团为醛基，C错误； D．有机物B的结构简式为，其一氯代物有5种，D正确； 故答案选BD； （4）B的分子式为，由题干信息可知，异构体属于芳香烃，且核磁共振氢谱有两组峰，说明苯环上有3个甲基取代基，则该同分异构体的结构简式为：。 【变式5-3】（2026·陕西西安·模拟预测）聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)是制备有机太阳能电池、柔性穿戴设备的重要材料其合成路线如图：        回答下列问题： (1)的反应类型为___________。 (2)的化学名称为___________。 (3)反应的化学方程式为___________。 (4)F中的含氧官能团的名称为___________。 (5)满足下列条件的G的同分异构体有___________种；写出其中一种的结构简式：___________。 ①含有结构(不含其他环状结构和碳碳三键)。 ②仅含有两种含氧官能团(不含和)。 ③核磁共振氢谱有4组峰。 (6)乙烯二氧噻吩(EDOT)还可以通过下列路线来合成，结合已知信息，I、J的结构简式分别为___________、___________。 已知：。 【答案】(1)酯化反应或取代反应 (2)乙二酸二乙酯 (3)+2HBr (4)酯基、醚键 (5) 4 、、、（任写一种即可） (6) HOCH2CH2OH 【分析】A（）与Na2S、Na2CO3发生取代反应再酸化生成B，根据C的分子式，再结合反应条件可知B与甲醇发生酯化反应生成C（CH3OOCCH2SCH2COOCH3），C在一定条件下发生成环反应生成D，D与HCl反应生成E，E与1，2-二溴乙烷发生取代反应生成F()，对比D和F的结构并结合E的分子式可知，E为；F在碱性条件下水解，再酸化生成G（），G脱去羧基生成EDOT，EDOT在甲酸作用下生成高聚物PEDOT；据此作答。 【详解】（1）B分子含有羧基，与CH3OH甲醇在浓硫酸、加热条件下反应，羧基与醇羟基脱水生成酯基，反应类型为酯化反应或取代反应； （2）该物质是乙二酸（草酸HOOC−COOH）与乙醇完全酯化生成的酯，母体为乙二酸，两个羧基均形成酯，化学名称为乙二酸二乙酯； （3）E与1，2-二溴乙烷发生取代反应生成F，化学方程式为：+2HBr； （4）由F的结构简式可知：含氧官能团为酯基（−COOCH3）、醚键（环状C−O−C）； （5）G的分子式为，不饱和度为6，同分异构体必须含有结构，不含其他环状结构与碳碳三键；仅含有两种含氧官能团(不含和)；同时核磁共振氢谱有4组峰，说明分子整体高度对称，且含氧官能团为羟基和羧基或羟基和酯基，故符合条件的对称结构一共有4种，即、、、（任写一种即可）； （6）乙烯先与Br2发生加成反应生成1,2 - 二溴乙烷，该物质在NaOH水溶液加热条件下发生卤代烃水解取代反应，溴原子被羟基取代，因此中间体I为乙二醇（HOCH2CH2OH）；结合已知合成信息 ，可知二甲氧基噻吩产物是由二氯噻吩与甲醇钠发生取代反应、氯原子被甲氧基取代得到，结合J的分子式C4H2Cl2S，可逆向推导出J为，后续乙二醇与J反应产物在TsOH作用下脱甲基闭环，最终得到目标产物EDOT。 53 / 62 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第1节有机化合物的合成 目录导航 >题型01碳骨架的构建 >题型02官能团的引入与转化 >题型03官能团的保护 >题型04有机合成路线的设计 >题型05有机合成的应用 >题型01碳骨架的构建 知识积累 1、 苯环与烃基之间的相互影响 1.碳链的增长 (1)卤代烃的取代反应 ①溴乙烷与氰化钠的反应：CH,CHBr+NaCN→CH,CH,CN+NaB,CH,CH,CNoI→CH,CH,COOH。 ②溴乙烷与丙炔钠的反应：CH,CHBr+NaC=CCH3→CH,CHC=CCH,+NaBr。 (2)醛、酮的加成反应 CH CH-C-CN ①丙酮与HCN的反应： CH-CCH+HCN 催化剂 OH 。 OH ②乙醛与HCN的反应：CH,CHIO+HCN剂→CH,CHCN」 OH ③羟醛缩合（以乙醛为例：CH,CHO+CH,CHO一oHCH,CHCH,CHO。 2.碳链的缩短 (1)与酸性KMnO,溶液的氧化反应 ①烯烃、炔烃的反应 CH CH-CCH 如 CH →CH3COOH+CHC一CH3。 1/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ②苯的同系物的反应 CH CH COOH KMnO,/H' 如 (2)脱羧反应： CaO CaO R COONa十NaOH→R一H+Na2CO3,例如：无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH;COONa-十NaOH→CH4 ↑+Na2CO3: (3)氧化反应： CH2CH,高锰酸钾溶液 COOH 高锰酸钾溶液 R-CH=-CH2 RCOOH+CO2↑。 (4)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 3.成环反应 HCCH 浓酸〉 (1)二元醇成环，如HOCH2 CH,OH +H20。 CH 浓硫酸 (2)羟基酸酯化成环，如：HO(CH)3一COH CH-CH2+H2O. NH (3)氨基酸成环，如：H2NCH2 CH2COOH→CH,— CH2+H2O。 CH,-CH2 (4)二元羧酸成环，如：HOOCCH2CH2COOH一 酸→( O+H20。 一定条件 (5)利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环： 【易错提醒】碳链构建的注意问题 (1)通过羟醛缩合增长碳链时，至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。 (2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法，这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。 典例精讲 2/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【典例1】(25-26高二下·浙江丽水·期中)酮基布洛芬片是用于治疗各种关节炎、强直性脊柱炎引起的关 节肿痛等的非处方药。其合成路线如图所示： COOH SOCL, DMF B NaCN CisHINO(CH)2SO COOH E 酮基布洛芬 回答下列问题： (1)酮基布洛芬中的官能团的名称是 (2)化合物B的结构简式是 (3)下列说法不正确的是 0 A.化合物A能发生加成、取代、氧化反应 B.反应B→C的反应类型是加成反应 C.反应C→D转化所需的试剂是Cl2,条件是FeCl,作催化剂 D.化合物F中含有手性碳原子 (4)写出D一E的化学方程式 (⑤)设计实验，检验D中含有的氯元素 (只需按顺序写出添加的试剂) CH,CHCOOH (⑥利用所学知识和题中信息，设计以乙烯为原料合成 的路线（用流程图表示，无机试剂任 CH 选，乙烯和HCN通常条件下不反应) 举一反三 【变式1-1】(25-26高二下·江苏宿迁·月考)尼卡地平是治疗心脑血管病的药物，合成路线如下： 3/27 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 CH. CHO H,N COOCH 0 尼卡地平 ()A-C的过程包含氧化和硝化两步，物质B中所含官能团的名称为 (2)C+D→E的反应需经历CD→X(C:H4NO。C一E的过程，则X的结构简式为 (3)H(CH,N)与G的反应过程中加入(CH),N有利于生成尼卡地平，原因是： (4)E在碱性条件下水解后经酸化得到芳香族化合物Y,写出满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简 式： ①能与FeCl,发生显色反应：lmol该物质与足量NaHC0,反应，生成2molC02 ②分子中含有氰基(-CN),且核磁共振氢谱中有3组峰 R'O OR'O (5)已知： 1)C,HONa RCH,C OC CHCOCCCOOHRCHC CHCOC+CHOH COCH R'表示氢原子或烃基)。写出以乙醇为原料制备 的合成路线流程图 (无机 CHCH=C-COOC2Hs 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1-2】(25-26高二下·湖北月考)苯海索(G)是一种抗胆碱药，主要用于治疗帕金森病，其合成路线 如下图。 4/27 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 Br2 Mg Br_ Fe/FeBr3 THF MgBr A I B I (CH:CO)20 A1C13 →CxHsO D (CH2O)n E IV H 试剂Q 水解 F G OMgX OH 水解 己知：R一C -R'+R"MgX→R一C一R'R一C一R'区为CI、Br、I,R、RR"为烃基) R" 回答下列问题： (1)I中苯发生的反应类型为 ,甲苯在反应I的条件下生成的一溴代物有 种。 (2)关于上述反应过程说法正确的是 。(填标号) a.溴苯比氯苯更易与Mg反应：键能C-Br<C-Cl b.产物溴苯中常常因为混有溴化铁而有颜色 c.物质G存在对映异构体 d.H→G的反应类型是加成反应 00 (3)反应Ⅲ的试剂为乙酸酐，结构简式为 ，反应类型为取代反应，产物之一为醋酸，写 H.C 出化学方程式 (4)基团替换法常用于有机物的推断中，根据信息推断试剂Q(含氯)结构简式为 。已知Beckmann重 排反应的机理为： C-N-OH- R R2 R,。则硝乙醛肟(HON入一NO,)发生Beckmann重 排反应后的产物结构简式可能为 (填两种)。 (⑤)写出1种满足下列条件E的芳香族同分异构体的结构简式： ①苯环上只有两个取代基，其中1个为-C: ②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为2：2：6：9。 5/27 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式1-3】(2026广东江门一模)布洛芬具有解热、镇痛、抗炎等作用。芳基重排法得到布洛芬E)的合 成路线如下： OH OH COOH 2)H E D 己知：通过连续反应①和反应②发生碳骨架迁移，可实现C一D的转化，该过程中ZnCl2为催化剂，[ZnCl] 为中间产物，反应机理如下图所示。 ①ZnCI ②[ZnCL,J (1)化合物A的名称为异丁苯，写出异丙苯的结构简式 (2)A→B反应类型是 ,C含有官能团名称是，E的分子式是 (3)新戊二醇( )常用于合成树脂。请写出新戊二醇与对苯二甲酸反应合成聚酯树脂的化学方程式 OH OH 0 (④)下列说法正确的是 A.化合物A中所有原子可能共面，碳原子的杂化方式有sp2、sp B.化合物C属于芳香烃衍生物，分子中含有2个手性碳原子 C.化合物C一D的转化中，存在σ键和π键的断裂与生成 D.一定条件下，lmol化合物D最多可消耗2 nol NaOH (⑤)化合物E的一种同系物Y分子量为164，Y的同分异构体中符合下列条件的有 种（不考虑立体异构 i.该物质可以与FeCl3溶液反应显紫色 ii.lmol该物质可与AgNH3hOH溶液反应产生2 mol Ag ⅱ.该物质核磁共振氢谱的峰面积之比为6：2：2：1：1 (⑥苯乙酸是合成药物和香料的重要原料，某学习小组以苯为初始原料，模仿题干合成原理设计合成苯乙酸 的流程。请回答下列问题： 6/27 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 ①第一步反应在A1CL,的催化下生成 反应物为苯和 (填结构简式)： ②写出合成苯乙酸的流程中，发生碳骨架迁移时反应②的化学方程式： ≥题型02官能团的引入与转化 知识积累 常见官能团引入与转化的方法 水解 酯化 图代Rh装Ro能COOHRCOOR 氧化醛☐氧羧酸 酯化酯 消加 成 不饱和烃 官能团的引入 官能团 引入方法 ①烃与卤素单质的取代反应： +Br2→ -Br+HBr; 光照 CH,+Cl-> CH2-Cl+HCI. ②不饱和烃与HX、XCX代表卤素原子，下同)的加成： 十Br2→ 碳卤键 Br 催化剂 催化剂 Br CH2--CHCH,+HBrCH,CHBrCH3:CH=CH+HCI CH2=CHCl。 ③醇与氢卤酸X)的取代：CH,CH2一OH十HBr,CH,CH2一Br+HO; 催化剂 ①烯经与水的加成反应：CH,-CH.+H,0子CH,CH,OH ②卤代烃的水解反应：CH,CH2一Br+NaOH→CHCH2OH+NaBr 羟基 ③醛或酮的还原反应： Ni Ni OH CH3CHO+H2→CH3CH2OH +H2→ CH2( CH CH,-CHCH 7/27 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 稀硫酸 ④酯的水解反应：CH,COOCH2CH3十H2O→CH,COOH+CHCH2OH ； CHCOOCH2CH3+NaOH→CH,COONa-+CH3CH2OH。 ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 浓硫酸 ①醇的消去反应：CH3CH2OH→CH2=CH2↑十H2O。 170C ②卤代烃的消去反应： 乙醇 碳碳双键 CH3CH2-Br+NaOH>CH2=-CH2↑+NaBr+HO。 A 催化剂 ③炔烃不完全加成：CH=CH+HC1→CH2==CHCl; ④烷烃的裂化 ①醇的催化氧化： ②连在同一个碳上的两个羟基脱水： 碳氧双键 ③寡糖或多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水的加成 ①醛基的氧化： 羧基 ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和FeX: X① ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ② ③ -NO HOOC- ③烃基氧化： OH④ ④先卤代后水解 二、官能团的转化 ①官能团的转化在有机合成中极为常见，可以通过取代、消去、加成以及氧化、还原等实现，如图所示： 以乙烯为起始物，通过一系列的化学反应实现官能团之间的转化： 8/27 厨学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 0 H,0,H 酸性KMnO,溶液 H2C=CH2 CH CH,OH CH3 -C一OH 浓硫酸 LiAIH HX取代、加成 氧化或还 KOH的乙醇溶液 消去反应 NaOH的水溶液 HX 化氧 催化氢化】 原反应 氢氧化铜悬浊液 银氨溶液 ￥0 ② CH,CH2X CH-C一H ②常见有机物之间的转化关系： 烷③卤代烃 CH,CH CHCH,Br ② ⑤ 烯 门⑥醇☐⑧醛⑩羧酸 CH=CH⑦CH,CH,OH⑨CH,CHO CH,COOH ① 四@ 炔 酯 CH≡CH CH COOCHCH 写出上述转化的化学方程式。 催化剂 ①CH=CH+H,→CH=CH, 催化剂 ②CH,=CH+H→CH,CH; 光 ③CH,CH3+Br2→CH,CHBr+HBr; 定条件 ④CH2==CH2+HBr→CH,CH2Br; 醇溶液 ⑤CH,CHBr+KOH-→CH2=CH2↑+KBr+H2O; 催化剂 ⑥CH2==CH2+H2O-→CH,CH2OH； 浓硫酸 ⑦CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O; 170℃ Cu ⑧2CH3CHOH+O2-→2CH3CHO+2H2O: Ni ⑨CH;CHO+H2→CH3CHOH; 催化剂 ⑩2 CH;CHO+O2-→2CH3COOH; 浓H2S04 ①CH,CH,OH+CH,COOH→ CH3COOCH2CH3+H2O; 稀HSO 12CH,COOCH2CH3+H2O>CH3CH2OH+CH3COOH. 9127 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精讲 【典例2】(25-26高二下·吉林·月考)白藜芦醇（化合物D具有抗肿瘤、抗氧化、消炎等功效。以下是某课 题组合成化合物I的路线。 CH- CH Fe/H B 1)NaNO2/HCI (CH:O)SO D NBS E C2H16N2 NO 2)H0/△ HO OH NaOH CoH1202 CoHuBrO2 A P(OC2Hs) HO H.CO G HCO OH -OCH CsHgO2 OC,Hs OC2Hs BBr; NaH/THF HO H.CO H 己知：① NO2 Fe/HC → NH2 ②甲氧基：-OCH3 回答下列问题： (1)H分子式为 (2)A中的官能团名称为 (3)B的结构简式为 (4)由C生成D的反应类型为 (⑤)由E生成F的化学方程式为 (⑥已知G可以发生银镜反应，G的化学名称为 (⑦选用一种鉴别H和I的试剂并描述实验现象 (8)江的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种（不考虑立体异构）。 ①含有手性碳（连有4个不同的原子或基团的碳为手性碳）； ②含有两个苯环；③含有两个酚羟基；④可发生银镜反应 举-反三》 【变式2-1】(25-26高二上·江苏南京·期末)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线 如下： 10/27 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 HO CH3I NaBH CH3O PBr3 B O>N CHO K2CO CH2OH O,N D 1)HSCH,COOH,NaOH H202 2)H,0 CH,SCH,COOH 02N SCH,COOH (1)C中的含氧官能团名称为醚键、 (2)B的结构简式为 _；F中碳原子的杂化方式为 (3)E一→F的反应类型为 PB红分子的空间构型为 (④)C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 。能发生水解反应， 水解产物之一是天然-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1：1且含苯环。 (5)写出以CH,CH,CHO 和 SH为原料制备 CH,CH,CH,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高二下湖北月考)薄荷油中含有少量的-非兰烃和那-非兰烃分子式均为C1H6。一系 列与两者相关转化如下： →气体B H,Ni KMnO,/H' B非兰烃 COOH 高温高压 COOH COOH COOH H/Ni KMnO./H a-非兰烃 D 高温高压 包温高压TS0】 H/Ni 口←一聚务件口O僻溶液△CO阿B 聚合 ii.H 己知D-A反应： 定条件 请回答： (1)化合物D中的官能团名称为 ,G的分子式为 (2)写出下列物质的结构简式：阝-非兰烃，非兰烃 (3)下列有关说法不正确的是 11/27 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 A,阝-非兰烃与酸性高锰酸钾反应过程中生成的气体为C0, B.-非兰烃及β-非兰烃与等物质的量的Br,加成反应的产物均为两种 可由邱-非兰烃和乙炔发生D-A反应得到 D.化合物C能发生取代，也能和碳酸钠反应 (4)D的同分异构体中含两个 基团的化合物共有种（不考虑手性异构）。其中核磁共 CH. 振氢谱呈现3个吸收峰，并且不同化学环境的H个数比为32：1的异构体结构简式为 CH; (5)合成聚合物 -CH CH- 的单体结构简式为 COOH 【变式2-3】(2026河北保定·二模)化合物G可用于治疗胃癌、黑色素瘤等疾病，其一种合成路线如下： NH2 Cu,O2 TiCl4,CH2Cl2 H, (CH3)SiCH2CN Pd/C HO OH H2N NaBH 己知：R-CN-R-CH,NH, 回答下列问题： (1)A的同分异构体 的沸点 (填“大于”或“小于) OH OH (2)化合物B含有的官能团名称为 (3)由D生成E的化学方程式为 (4)化合物F的结构简式为 (5)F一→G的反应类型为 (⑥化合物I是B的同系物，相对分子质量比B大14且苯环上有4个取代基，满足此条件的I有 12/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 种。 (7某药物中间体的合成路线如下（部分反应条件已略去）。其中K、L的结构简式分别为 0 CHO CH2NH2 NH-NH CH-NH-NH K CH,.5CH,C□回还凰 TiCla,CH2Cl2 >题型03 官能团的保护 知识积累 1. 碳碳双键的保护 在氧化其他基团前可以利用其与HC1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 HCI KMnO/H* CH2-COOH 1)NaOH/醇 键： HOCH,CH=CHCH,OH HOCH,CH,CHCICH.O CICHCOOH 2)酸化 HOOC-CH=CH-COOH。 2. 酚羟基的保护 在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CHI保护。 OH OCH OH 3. 醛基的保护 醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为： 0 H R-CH2-OH R-C-H [o] Ⅱ，R-CH2-OH R CH2一OH→R-CHO再如检验碳碳双键时，当有机物中含有醛基、碳碳双键等多种官能 团时，可以先用弱氧化剂，如银氨溶液、新制Cu(OH2悬浊液等氧化醛基，再用溴水、酸性KMO4溶液等 对碳碳双键进行检验。 4. 氨基的保护 在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。 NH NHCOCH NH, (CH,CO)0 H.O H'/OH 13/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 5.醇羟基、羧基可以成酯保护。 典例精讲 【典例3】(25-26高二上·上海嘉定·期末)白花丹酸具有镇咳祛痰的作用，其合成路线流程图如下： CHO CHO HO、 HO =0 ①C2 HI;MgBr CrO3> HO. 对甲基苯磺酸 ②H HSO. A B CHCOOH CHCOOH HO、 E CHCN HO D 白花丹酸 13.写出A中官能团的结构简式： 14.写出A→B的化学方程式： 15. = O的名称 它在整个合成路径中的作用是 16.C→D的反应类型为 0 A.取代反应 B.加成反应 C.还原反应 D.氧化反应 17.E的结构简式 18.以下对于白花丹酸的分析错误的是 A.分子式为CH0 B.分子中所有碳原子可能共平面 C.0.5mol白花丹酸最多与1.5 mol NaOH反应 D.苯环上的二氯代物有3种 19.白花丹酸分子中混有H0 写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式： HO ①分子中有四种不同化学环境的氢原子； ②与FcCl,溶液能发生显色反应，且1mol该物质最多能与3 mol NaOH反应。 Mg 20.已知：R-Br无之RMgBr,根据已有知识并结合愿中流程图中信息写出以苯酚和乙醛为原料制备 14/27 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 CHCH的合成路线图 (合成路线参考本题题干，其他无机试剂任选)。 OH 【变式3-1】(2026辽宁·三模)4,7-二氯喹啉(G)是制备治疗新冠药物的重要中间体，其合成路线如下： C OH CO,E +EtO人 120-130℃ 二苯醚 CO,Et CO,Et CO.Et- NH H CO,Et A B OH OH ①NaOH溶液 ②HCI溶液 己知：①Et表示乙基(-CH2CH):②喹啉环上的羟基与酚羟基性质相似。 回答下列问题： (1)化合物A的名称为 A的所有同分异构体在表征仪器中显示的信号（或数据）完全相同是 (填序号)。 a.质谱仪 b.元素分析仪 c.红外光谱仪d.核磁共振仪 (2)化合物B中含氧官能团的名称为 (3)在该反应条件下，D一→E分两步进行，写出第一步反应D与足量NaOH溶液加热回流)的化学方程式： (4)E合成F需升温至250℃左右、回流1.5小时，操作时要在氮气氛围下进行，氮气的主要作用是 (⑤)满足下列条件的G的同分异构体数目为 (不考虑立体异构)。 I.除1个苯环外不存在其他环状结构，苯环上有3个取代基且其中两个相同： II.能使溴水褪色，含-CN(已知-CN与溴水不反应)。 写出其中一种核磁共振氢谱有4组峰且峰面积比为1：1：1：2的有机物结构简式 (⑥若C一→D的反应过程包括如图所示的“环化”和“异构化”两步（异构化：原子种类、数目都没变，只是排列 方式改变)： 15/27 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 OH 环化 M 异构化 COOEt COOEt COOEt 则M的结构简式为 【变式3-2】(2026陕西渭南·二模)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： OH OH Fe203 H20 C-II-CI 600℃~700℃ 高温、高压 CK.CO3.CH3CN B D H2 定条件 Pd-C (1)A的名称为 A的酸性比苯酚 (填“强”或“弱) (2)B→C反应的化学方程式 (3)C生成D的反应类型为 (4)由C到F分析可知，C,H,CI的作用是 (⑤)由G经两步反应生成H,第一步为分子内成环加成反应，第二步反应为消去反应，中间产物的结构简式 为 (⑥M是D的同分异构体，同时满足以下条件的D的同分异构体有 种。（不考虑立体异构） ①1molM可以与2 mol NaOH反应；②含两个甲基，且两个甲基在同一个碳原子上连接；③含两个苯环且 不直接相连。 (T已知：苯酚与羧酸很难直接发生酯化反应，乙酸(CH,COOH)与三氯化磷(PC1)反应可以生成乙酰氯 (CH,C0C1)。请结合题中信息，设计由对二甲苯和苯酚为原料，合成对苯二甲酸二苯酚酯 coo- 的合成路线 (无机试剂任选)。 16/27 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 【变式3-3】(2026贵州模拟预测)沙丁胺醇是一种治疗哮喘的药物，一种合成路线如下： OH OH CI OHOH HCHO HCI NaHCO; 干燥HCI ① ② =0 CHO CHO CHO CHO 回 回 回 应 O OH OH 一定条件 (CH).C-NH2CHzNO HCI ④ ⑤ ⑥ HO -0 H 应 ☑ vm 沙丁胺醇 R 干燥HCI R、OR" 己知： C=O+2R"OH (HR' 百/H,0(HR' +HO。回答下列问题： OR" (1)物质I的名称为 (2)反应②的类型为 (3)反应步骤②中选择NaHCO,溶液的理由是 (任写一条即可。 (4)物质V的分子式为，物质VI的结构简式为 (⑤)反应步骤③的作用是 (⑥物质Ⅲ的同分异构体中，同时满足下列条件的同分异构体的结构简式为 (任写一种即可)。 a.遇FeCL溶液显紫色 b.能发生银镜反应 c.核磁共振氢谱显示有4组峰，且峰面积之比为3：2：2：1 (⑦参考题中信息，以H0 OH 0H和不超过3个碳的有机物为原料，设计合成重要生命代谢物质 OH HO 0的路线 (无机试剂任选)。 >题型04 有机合成路线的设计 知识积累 17/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 有机合成中常见官能团的保护 1. 常见的有机合成路线 (1)一元化合物合成路线 HX NaOH水溶液 [o] o 醇、浓硫酸 R一CH=CH2→卤代烃 一元醇)一元醛)一元羧酸 酯 △ △ (2)二元化合物合成路线 X, NaOH水溶液 定条件 CH2=-CH2>CH2X-CH2X → HOCH2-CH20H OHC-CHO>HOOC-COOH> 链酯、环酯、聚酯 (3)芳香族化合物合成路线 C】NaOH水溶液、 △ OH FeCl3 H CH ② CH,CI NaOH水溶液 → 光照 CH OH [O] CHO LOT COOH醇、浓硫酸 芳香酯； △ 2.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 目标化合物中间体： 中间体基础原料 逆合成分析法应用例析 由“逆合成分析法”分析由甲苯合成苯甲酸苯甲酯的合成路线。 具体步骤如下： 苯甲酯分子的结构可知苯甲酸苯甲酯为一种酯类化合物。对于酯类化合物的合成，尽管可用的方法很多， 但首先想到的往往是羧酸和醇的酯化反应。以此为出发点，依据烃及烃的行生物之间的转化关系，按以下 思路可由目标化合物分子逆推出原料分子。 18/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 0 OH 目标化合物分子 CH, 原料分子 CH CH,OH CH,Cl- 以甲苯为原料合成苯甲酸苯甲酯，运用已学知识可以确定以下几条路线。 KMnO, COOH 浓硫酸 C-O CH: ① -CH CH,CI NaOH CH,OH- 1-0 CH,CL CH,CI NaOH CH,OH- H.O ② 氧化剂 -◇-0-cH◇ △ COOH CH;KMno. COOH 浓硫酸 ③ LiAIH. o-c CH,OH- 氧化剂 COOH o◇cHg◇cHa-◇cHo O-CH: H, CH,OH- 化利 OH 注意：分子中一个碳原子上同时连有两个羟基时是很不稳定的，其中-C一OH 易转变为羰基，形成醛、酮 OH 类化合物。例如： NaOH CH CHO H,0 OH 3.评价优选合成路线 对上述合成路线进行评价，优选出其中比较合理的路线： 19/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 路线②和路线④制备苯甲酸的步骤多、成本较高，而且使用较多的氯气不利于环境保护。 路线③的步骤较少，但所用还原剂Li4H4价格昂贵，要求无水操作，成本高。 路线①由甲苯分别制备苯甲酸和苯甲醇，然后由它们发生酯化反应制备苯甲酸苯甲酯， 是比较合理的实验室合成路线。 典例精讲 【典例4】(25-26高二下·浙江衢州期中)有机物G是治疗神经疼痛药物的中间体，其中一种合成路线如 图所示： CH2OH CH2Br HC=CNa Na 8 CoHs NH3()H/H2O CuH120 A B H2Pd/C CH2 CH,CH-CHCH,CHO Cu/O2 F CH212 CH2CH=CHCH2CH2OH △ C12H160 Zn/Cu G E 回答下列问题： (1)化合物E中的官能团名称是 (2)下列说法正确的是 A.在水中的溶解度：化合物A小于CHCH2OH B.化合物E中不含手性碳原子 C.化合物C中最多只有6个碳原子共平面 D.化合物B能发生消去反应 (3)化合物D的结构简式 (4)写出F→G的化学方程式 (⑤)是F的同系物，且相对分子质量比F小14，写出符合下列条件的H的同分异构体 (不考虑 立体异构体)。 ①含有苯环和-CH2CHO;②苯环有四个取代基；③核磁共振氢谱显示五组峰（峰面积比为6：3：2：2：1）。 CHO CHO (6已知： +I△ 设计一条以 为原料合成 的路线（用流程 图表示，无机试剂、有机溶剂任选) 合成路线流程图示例： 20/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 NaOH/H2O CH2=CH2 HBrCH;CH2Br △ CH3CH2OH 举一反三 【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： COOMe COOMe CI,-CIICOOMe HOCIL,CI,OI EtMgBr K,CO PPTS PPTS、H,O CH SO,CI CH,COCH, MeOH ELN G (1)lmol有机物B中所含碳氧o键的数目为 mol。 (2)设计B→C步骤的目的是 (3)E→F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FeCl,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 酸性KMnO4溶液 +CH COOH 写出以 OH、CH,OH和CH,MgBr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)。 OH 【变式4-2】(25-26高二下山东济南·期中)镇吐药物昂丹司琼的合成路线如下（略去部分试剂和条件）。 CI NO. 浓H,SO FeHC(浓) E C1H2CINO 金属催化， 加热 条件 CH CIN SO,H SO,H CH HN(CH)2 HCHO N(CH,2多步合成 酸催化 CH. 昂丹司琼 21/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 0 R 己知：R-NH2+R2 R3→HN R2人 一RH,O:昂丹司琼中N原子杂化方式相同。 回答下列问题： (1)B一→C的反应条件是 (2)A在一定条件下反应也可得到D,合成路线中设计A→B→C→D转化的优点是 (3)X含一种不同化学环境的氢原子。 (4)D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种。 ①含-C00H②含有六元环③含4种不同化学环境的氢原子 (⑤)G→H的化学方程式为 (⑥昂丹司琼与等物质的量的盐酸反应，反应位点是 (填“a”、“b”或“c)。 (⑦药物K的合成路线如下： CF3 H2,Pd/C CI- CF CH. J ① ② ③ 己知Y含有羰基，按照G→H的方法合成I。Y的结构简式为 第③步的反应类型为 【变式4-3】(25-26高二下·江苏扬州期中)帕比司他是治疗某些恶性肿瘤的药物，其中间体E的合成路 线如下： CHO CHO COOH KBH, CH,(COOCH) N,5H0人 HO OHC N,△ CH,OH 浓H,S0,△HO (1)A→B的反应类型为 (2)A→B反应过程中可能会产生副产物(C®H1O2),该副产物的结构简式为 (3)化合物D中C-Oσ键的个数为 (4)E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能发生银镜反应； 22/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ②分子中含有3种不同化学环境的氢原子。 (5)已知： CH2=CHCH3 HBr CH,CH,CH」 H2O2 Br CH2=CCH3 Br 写出以 和丙二酸二甲酯[CH2(COOCH3)2]为原料制备 OH的合成路线流程图（无机试剂 CH; 和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。 >题型05 有机合成的应用 知识积累 有机合成是化学学科中最活跃、最具创造性的领域之一。迄今为止，人类已知的物质中956以上为有机化 合物，而这些有机化合物大多数是由人工合成的。通过有机合成制得的药物、材料、催化剂等物质广泛地 应用于农业（如高效毒杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长激素）、轻工业（如医药、染料、香料、涂料、 合成塑料、黏合剂、表面活性剂)、重工业（如工程塑料、合成橡胶、发动机燃料及添加剂）、国防工业 (如炸药、高能燃料、特殊合成材料)等众多领域。例如，在国防领域人们提出，若在立方烷分子上连接 尽可能多的硝基则可以得到比TT(三硝基甲苯)爆炸威力大得多的物质。在此思想的指导下，科学家经 过反复实验，终于制得了被称为“超级炸药”的八硝基立方烷【分子式为CsO2】。 典例精讲 【典例5】 (25-26高二下·天津·月考)I.某物质G可做香料，其结构简式为 CH一CHO,以苯 CH 为原料工业合成路线如下： B D ①CH,-CH=CH CH-CH, ②CL2 C ③ C=CH, 催化剂 CH, 光照 氯代物 CH, ④ G 力 ⑥ E CH-CHO CH-CH,OH ⑤ CH; C.HBr CH. 己知：不对称烯烃与HBr加成反应时有两种情况： Br ①R-CH=CH2+HBr 一定条件 R-CH-CH 23/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 CH ②R-CH=CH2+HBr 一定条件 R-CH-CH,Br (1)步骤①的反应类型是 ；G的官能团名称是 (2)C的核磁共振氢谱有4组吸收峰，其结构简式为 (3)步骤④的化学方程式是 IⅡ.已知：①Diels--Alder反应： +川→〔 KMnO.(HC=0+COx R R, C=C HKMnO(H) C=0+R;-COOH R R, 定条件 (⑤)两分子共轭双烯G发生D-A反应生成 G的结构简式为 (6 与酸性KMnO,液反应生成的有机产物为 (填结构简式)。 举一反 【变式5-1】(25-26高二下·北京·月考)芳香烃A是基本有机化工原料，由A制备高分子E和医药中间体 K的合成路线（部分反应条件略去）如下图所示： CHO 0 C,光照B NaOH/H,O ① △② 催化剂 催化剂，E ④ (C,H.C1) ③ 0 A ●) COOH COOH COOH 浓HNOAF e,HCI(aQ)G⑦ KMnO,/H' HO 浓H,SO4 H ⑧ ⑨ ⑤ (C,HNO,) (C,H N) (C,HNO) Br △⑩ NHCOCH, NHCOCH NH, J 个 NO2 NH2 己知OR-C-OH0RCHO: ② Fe (苯胺，易被氧化) OH 回答下列问题： 24/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (1)A的分子式 ， ①和⑧的反应类型分别是 (2)D中含氧官能团名称是 ,E的结构简式为 (3)反应②的化学方程式为 (4)设计反应⑦的目的是 CH,CI CH,OH (5)设计以 为起始原料制备 OH的合成路线 (无机试剂和有机溶剂任用，合成 路线第一步如下图，请按照示例补充完整)。 CH,CI CH,CI 。入 【变式5-2】（25-26高二下·江苏苏州月考)a-甲基苯乙烯(AMS)是一种重要的工业制品，可用于生产涂 料、增塑剂，也可用作有机合成中的溶剂。AMS的制备及相关反应如以下流程图所示。已知A是最简单的 芳香烃。 CH(CH) CCI(CH)2 H,C-C=CH (CH)CHCI NaOH,CHOH 1)03 CH;D AICl 光照 加热 2)Zn/H,O ① ② AMS C +E -CH2-CH2-CH- R R R 己知： 2)Zm/H,0 =0+0 R (1)反应①的反应类型为 (2)写出反应②的化学方程式 (3)下列说法正确的是 A.有机物A中碳原子的杂化方式为sp杂化 B.AMS分子中所有碳原子可能共平面 C.有机物D的官能团是羧基 D.有机物B的一氯代物有5种 25/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (4)B物质的同分异构体中属于芳香烃且核磁共振氢谱只出现两组峰的同分异构体的结构简式 【变式5-3】(2026陕西西安·模拟预测)聚乙烯二氧噻吩PEDOT)是制备有机太阳能电池、柔性穿戴设备 的重要材料其合成路线如图： Na,C0,Na,s,Ho0C人s入C0oH CH,OH →C(C,HO,S) (CO0C,H,)2 浓H,SO4 浓H,S CH,ONa/醇 A 小 COOCH, H.COOC. COOCH,HCLE(CH,O.S) BrBr H.COOC 1)NaOH K.CO,/DMF 2HC1→ NaO ONa D Cu,(OH),CO G(C,H,0,S)pEG400,180C HCOOH 25℃ EDOT PEDOT 回答下列问题： (1)B→C的反应类型为 (2C00C,H,),的化学名称为 (3)E→F反应的化学方程式为 (4)F中的含氧官能团的名称为 (⑤)满足下列条件的G的同分异构体有 种；写出其中一种的结构简式： SH ①含有 结构（不含其他环状结构和碳碳三键）。 ②仅含有两种含氧官能团（不含-0-0-和=C=0)。 ③核磁共振氢谱有4组峰。 (⑥乙烯二氧噻吩DOT)还可以通过下列路线来合成，结合己知信息，I、J的结构简式分别为 已知：R,-CIB0yR-0-R,)R,-0-CH,。 Br2 NaOH/H,O CH,=CH2→H I △ TsOH ≯EDOT J(C,H,CLS) CH,ONa H,CO OCH. 26/27 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 27/27