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专题06 有机合成与推断
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【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解
【解题精析·通技法】析典例,明思路,技法贯通破类题
【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题,强化实战能力,得高分
命题·趋势·定位
上海卷的有机合成与推断在第三或四题中呈现,通常以药物、材料、新物质合成为背景,考查结构简式推断、官能团名称、反应类型判断、同分异构体书写、合成路线设计等。早期有机合成题的背景材料可能相对传统,如常见药物、简单有机材料的合成等。近年来,命题背景越来越新颖,更注重与新材料、新药物、新科技及社会热点相结合。例如会以新型功能材料、具有特殊生理活性的药物中间体等的合成为背景,要求考生根据合成路线进行分析和推断;过去的有机合成题可能考查的知识点相对单一和独立,现在逐渐向着综合型方向发展,可能会将有机推断、结构分析、反应类型判断、化学方程式书写、同分异构体书写、合成路线设计等多个知识点融合在一道题中,全面考查学生对有机化学知识的掌握和运用能力;以往题给信息可能比较简单直接,现在有机信息迁移题的比重增加,所给信息往往很新颖,呈现形式也更加多样化。可能会有新的反应机理、特殊的反应条件、陌生的官能团性质等信息,需要考生自己思考开发、筛选和运用这些信息来解题。
预测2026年上海高考方向会是更综合、信息化,可能涉及新科技和社会热点,比如新材料、药物合成,并且可能会引入更多信息题,以加强信息提取和应用能力,比如利用核磁共振谱图来推断结构,或者设计合成路线时考虑绿色化学。还要注意同分异构体的考查可能更复杂,结合多个限制条件。除了常见的烃、醇、醛、酸、酯等,可能会出现一些含氮、含硫等杂原子的有机物,以及一些新型的有机反应,如光催化反应、酶催化反应等。
热点·设问·拆解
热点设问01
有机物官能团的识别
热点设问02
官能团的结构与性质
热点设问03
有机反应类型及有机反应方程式书写
热点设问04
有限制条件的同分异构体书写
热点设问05
设计给定物质的合成路线
热点设问01 有机物官能团的识别
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)(1)瑞格列奈()中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在 。
【答案】(1)酰胺基
【解析】(1)瑞格列奈的结构简式为,其中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在酰胺基;
2.(2026·上海宝山区高三质量监测)(1)化合物D()中官能团的名称是___________。
【答案】(1)氨基、醚键
【解析】(1)根据化合物D的结构简式可知,其中官能团的名称是氨基、醚键;
研考点·通技法
1.官能团:决定有机化合物特殊性质的原子或原子团
2.常见的官能团结构、名称和代表物
有机化合物类别
官能团名称
官能团结构
代表物名称
代表物结构简式
烃
烷烃
—
—
甲烷
CH4
烯烃
碳碳双键
乙烯
乙烯CH2==CH2
炔烃
碳碳三键
—C≡C—
乙炔
CH≡CH
芳香烃
—
—
苯
烃
的
衍
生
物
卤代烃
碳卤键
溴乙烷
CH3CH2Br
醇
羟基
—OH
乙醇
CH3CH2OH
酚
羟基
—OH
苯酚
醚
醚键
乙醚
CH3CH2OCH2CH3
醛
醛基
—CHO
乙醛
CH3CHO
酮
酮羰基
丙酮
CH3COCH3
羧酸
羧基
乙酸
CH3COOH
酯
酯基
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
胺
氨基
—NH2
甲胺
CH3NH2
酰胺
酰胺基
乙酰胺
CH3CONH2
氨基酸
氨基、羧基
—NH2、—COOH
甘氨酸
硝基化合物
硝基
—NO2
硝基苯
磺酸化合物
磺酸基
—SO3H
苯磺酸
腈
氰基
—C≡N
丙腈
CH3CH2CN
破类题·提能力
1.(2026·上海杨浦区高三学业质量调研)(1)(H3C)3COH的名称是___________。B()中含氧官能团的名称是___________。
【答案】(1)2-甲基-2-丙醇 酰胺基
【解析】(1)由(H3C)3COH的结构可知,名称为2-甲基-2-丙醇;由b的结构可知,b中含氧官能团为酰胺基;
2.(2026·上海金山区高三二模)(1) A()中官能团的名称为________、________。
【答案】(1)碳溴键 氨基
【解析】(1)由A的结构简式可知,A中官能团的名称为碳溴键、氨基;
3.(2026·上海嘉定区高三质量调研)(1)物质B()中含有的官能团名称为______。
【答案】(1)酯基、酰胺基
【解析】(1)B的结构简式为,其官能团为酯基、酰胺基;
4.(2026·上海奉贤区高三二模)(2)e()中所含官能团的名称为醚键、__________、__________。
【解析】(2)由化合物e的结构可知,除醚键外,还含有醛基、羧基;
5.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)(1) 写出化合物L()中含氧官能团的结构简式_______。
【答案】(1) -OH、-O-
【解析】(1)由结构简式可知,L分子中含氧官能团的结构简式为-OH、-O-;
6.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(1)化合物A中的官能团名称为 ,H中官能团的结构简式为 。
【答案】碳碳双键、碳氯键(氯原子)
【解析】化合物A为,其官能团名称为碳碳双键、碳氯键(氯原子);结合H的结构简式,可知H中官能团的结构简式为;
热点设问02 官能团的结构与性质
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
(6)G对映异构体分离后才能发生下一步反应
①G中有 个手性碳
②已知,用和谷氨酸可制备,该物质可用于分离对映异构体。谷氨酸的结构简式为: 。检验谷氨酸的试剂是 。
A.硝酸 B.茚三酮 C. NaOH D.NaHCO3
(7)用与G可直接制取H。但产率变低,请分析原因 。
【答案】(6) 1 B
(7)该物质中有2个羧基都会生成酰胺基,所以与G反应会产生副产物,产率变低
【解析】(6)①G的结构简式为,其中有1个手性碳,为图中标记星号的碳原子:;②由信息可知,谷氨酸分子中氨基H原子被CH3CO-取代后生成,所以谷氨酸的结构简式为;谷氨酸的结构简式为,即谷氨酸为α-氨基酸,所以可用茚三酮检验谷氨酸,故选B;
(7)G的结构简式为、H的结构简式为,用与可直接制取,但分子中有2个羧基,在与反应时,2个羧基都会参与反应生成酰胺基,即生成副产物,所以产率变低;
2.(2026·上海宝山区高三质量监测)(6)关于H()的说法正确的是___________。(不定项)
A. 存在酰胺基 B. 1 mol H分子中含有14 mol σ键
C. 能发生银镜反应 D. 1个H分子中最多有22个原子共面
【答案】(6)CD
【解析】(6)根据化合物H的结构简式为:,因此进行分析:A.不存在酰胺基,A错误;B.1mol化合物H中含有σ键数目为23mol,B错误;C.1mol化合物H中含醛基,能发生银镜反应,C正确;D.吡咯、苯、醛基均为平面结构,单键旋转可让所有22个原子共面,D正确;
研考点·通技法
1.常见有机物或官能团及其性质
种类
官能团
主要化学性质
烷烃
—
①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性KMnO4溶液褪色;③高温分解
烯烃
①加成反应:与X2、H2、HX、H2O等均能发生;②加聚反应;③氧化反应:可使酸性KMnO4溶液褪色
苯
—
①取代反应[如硝化反应、卤代反应(Fe或FeX3作催化剂)];②与H2、X2发生加成反应
甲苯
—
①取代反应;②可使酸性KMnO4溶液褪色
醇
—OH
①与活泼金属(如Na)反应产生H2;②催化氧化:生成醛;③酯化反应:与羧酸及无机含氧酸反应生成酯
醛、葡萄糖
①加成(还原)反应:与H2加成生成醇;②氧化反应:加热时,被氧化剂{如O2、[Ag(NH3)2]+、Cu(OH)2等}氧化为酸(盐)
羧酸
①酸的通性;②酯化反应:与醇反应生成酯
酯
发生水解反应:酸性条件下水解是可逆的;碱性条件下水解不可逆,生成羧酸盐和醇
2.常见重要官能团或物质的检验方法
官能团种类或物质
试剂
判断依据
碳碳双键或碳碳三键
溴的CCl4溶液
橙红色变浅或褪去
酸性KMnO4溶液
紫红色变浅或褪去
醇羟基
钠
有气体放出
羧基
NaHCO3溶液
有无色无味气体放出
新制Cu(OH)2
蓝色絮状沉淀溶解
葡萄糖
银氨溶液,水浴加热
产生光亮银镜
新制Cu(OH)2悬浊液,加热
产生砖红色沉淀
淀粉
碘水
显蓝色
蛋白质
浓硝酸,微热
显黄色
灼烧
烧焦羽毛的气味
3.有机物之间的相互转化
破类题·提能力
1.(2026·上海闵行区高三学业质量调研)(5)关于K()说法正确的是_______。(不定项)
A. 有5种官能团
B. 能发生水解
C. 能形成分子内氢键
D. 1 mol K与浓溴水反应最多消耗3molBr2
【答案】(5)BC
【解析】(5)A.K中含有醚键、酰胺键、酚羟基和酮羰基,故含有四种官能团,A错误;B.酰胺键可以发生水解,生成对应的氨和酸,B正确;C.K分子中存在酚羟基、酰胺键和酮基,这些基团之间可以形成分子内氢键,C正确;D.酚羟基对应的苯环可以和浓溴水反应,因邻位被取代,只有对位可以反应,故最多消耗1molBr2,普通苯环需要在催化剂(Fe/FeBr3)作用下才能反应,D错误。
2.(2026·上海奉贤区高三二模)某科研团队用于治疗结直肠癌原创药“呋喹替尼(爱优特)”已成功登陆海外市场,化合物j是其主要成分,j的一种合成路线如下(部分试剂及反应条件略)。
(5)下列说法正确的是__________。(不定项)
A. f可发生取代反应、加成反应、氧化反应
B. g的分子式是C11H12O4
C. h可以形成分子间氢键
D. j可使茚三酮变色
【答案】(5)AC
【解析】(5)A.f含苯环(可加成、取代),可被氧化(如燃烧),A正确;B.由g的结构可知,其分子式为C11H10O4,B错误;C.h含酰胺基,含N-H键,可形成分子间氢键,C正确;D.j不含-NH2,不能与茚三酮发生显色反应,D错误;
3.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
(1)设计F→G步骤的目的是 。
(2)G→H中K2CO3可以用碱性的吡啶()替代,吡啶的作用是 。
【答案】(1)保护羧基,防止生成副产物
(2)消耗HBr,提高平衡产率
【解析】(1)根据题干流程可知:F→G,H→I先将羧基反应,再还原。因此这两步是保护官能团,G→H发生羟基氢被烃基取代的反应,因此不保护容易生成副产物;
(2)在G→H反应过程中生成物有HBr。碳酸钾和吡啶都可以和HBr反应,根据平衡原理,生成物被消耗,平衡正向移动;
4.(2025·海市华东师范大学附属周浦中学高三期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是 。
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
【答案】B
【解析】CH3-CH=CH2与Br2的CCl4溶液发生加成反应,生成(Y);CH3-CH=CH2与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成(X);CH3-CH=CH2在催化剂作用下发生加聚反应,生成(Z)。A项,石油裂解是一种将长链烃类化合物分解为较短链烃的过程,在工业上可以获得丙烯,A正确;B项,X的结构简式为,B错误;C项,Y()与足量KOH醇溶液共热,发生消去反应,可生成丙炔(CH3C≡CH)和KBr等,C正确;D项,聚合物Z为,链节为,D正确;故选B。
热点设问03 有机反应类型及有机反应方程式书写
析典例·明思路
1.(2026·上海金山区高三二模)美阿沙坦是新一代沙坦类药物,具有较强的降压效果和靶器官保护作用。美阿沙坦的合成路线如下:
(4)反应⑥的反应类型为________。
A. 加成反应 B. 取代反应 C. 氧化反应 D. 消去反应
(5)写出⑦中反应ⅰ的化学方程式________。
【答案】(4) B
(5)
【解析】(4)反应⑥属于取代反应;
(5)反应⑦是G在碱性条件下水解,再酸化得到H。G的酯基(-COOR)在碱性条件下水解为羧酸钠,再酸化得到羧基(-COOH),反应ⅰ的方程式为:;
2.(2026·上海嘉定区高三质量调研)抗高血压药替米沙坦的一种合成路线如下(部分条件省略):
已知:
(2)物质A转化成B的化学反应方程式为______。
(3)物质C转化成D的反应类型为______反应。
A. 加成 B. 取代 C. 还原 D. 氧化
(4)物质C的产率不高,可能生成的副产物为______。(结构简式)
【答案】(2)
(3)C
(4)
【解析】(2)由分析知A的结构简式为,与发生取代反应生成B和HCl,其化学方程式为;
(3)由分析知,将C的硝基还原为氨基生成D,其反应类型为还原反应,故选C;
(4)B的苯环上有甲基,硝化反应容易发生多取代,生成二硝基取代副产物,导致C产率降低;
研考点·通技法
1.根据题给信息推断有机物的结构简式
推断结论
题给信息
芳香化合物
含有苯环
某有机物能与FeCl3溶液发生显色反应
该有机物含有酚羟基
某有机物不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应
该有机物中不含酚羟基,水解后生成物中含有酚羟基
某有机物能发生银镜反应
该有机物含有醛基或
某有机物若只含有一个官能团,既能发生银镜反应,又能发生水解反应
该有机物可能为甲酸某酯
某有机物能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
该有机物含有羧基
某有机酸0.5 mol与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2
该有机酸是二元羧酸,一个分子中含有2个—COOH
某有机物的核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1
该有机物含有四种化学环境不同的氢原子,且氢原子的个数比为6∶2∶2∶1
某气态有机物的密度是同温同压下H2密度的28倍
该气态有机物的摩尔质量为56 g·mol-1
2.根据题给框图转化关系推断有机物的结构简式
在有机推断题中,经常遇到转化步骤中出现“有机物结构简式→字母代替有机物→分子式(或者有机物结构简式)”,要求写出“字母所代替的有机物(或者有机试剂)”的结构简式。对于此类有机物结构的推断,需要考虑如下几点:
(1)在限定的转化步骤中,反应的条件是什么?其目的是什么?
(2)转化前后发生了什么反应?有机物结构发生了什么变化?
(3)然后根据转化前后(有时要分析、比较几步转化)有机物的结构及分子式的比较,写出“字母所代替的有机物(或者有机试剂)”的结构简式。
类型
实例
根据已知物的结构简式和未知物的分子式确定未知物的结构简式
根据已知物的结构简式和未知物的性质确定未知物的结构简式
根据已知物的结构简式和未知物的相对分子质量确定副产物的结构简式
根据反应物和生成物的结构简式确定可能存在的副产物的结构简式
3.反应类型与物质类别判断
反应类型
概念
实例
取代反应
有机物中的某些原子(或原子团)被其他原子或原子团所替代的反应
①烷烃的卤代②苯及其同系物的卤代、硝化、磺化③醇分子间脱水④苯酚与浓溴水反应
酯化反应(取代反应)
羧酸与醇作用生成酯和水的反应
①酸(含无机含氧酸)与醇②葡萄糖与乙酸
水解反应(取代反应)
有机物在有水参加时,分解成两种或多种物质的反应
①酯的水解②卤代烃的水解③二糖、多糖的水解④蛋白质的水解
加成反应
有机物中不饱和碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新物质的反应
①烯烃、炔烃与H2、X2、H2O、HX的加成 ②苯及苯的同系物与H2的加成③醛或酮与H2的加成 ④油脂的氢化
消去反应
有机物分子中脱去一个小分子(如H2O、HX)生成不饱和化合物的反应
①醇分子内脱水生成烯烃
②卤代烃的消去反应
加聚反应
不饱和烃及其衍生物的单体通过加成反应生成高分子化合物
乙烯、氯乙烯、苯乙烯等的加聚
综聚反应
单体化合物间相互反应生成高分子化合物,同时还生成小分子物质(H2O、HX等)的反应
①多元醇与多元羧酸反应生成聚酯
②氨基酸反应生成多肽
氧化反应
有机物分子中加氧或去氢的反应
①与O2反应②使酸性KMnO4溶液褪色的反应③R—CHO发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
还原反应
有机物分子中加氢或去氧的反应
①烯烃、炔烃及其衍生物与氢气加成②醛催化加氢生成醇③油脂的硬化
4.常见反应条件与反应类型的关系
反应条件
反应类型和可能的官能团(或基团)
浓硫酸、△
①醇的消去(醇羟基);②酯化反应(羟基或羧基)
稀硫酸、△
酯的水解(酯基);
NaOH水溶液、△
①卤代烃的水解(—X);②酯的水解(酯基)
NaOH醇溶液、△
卤代烃的消去(—X)
H2/催化剂
加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环)
O2/Cu、△
醇羟基催化氧化(—CH2OH、)
Cl2(Br2)/铁或FeX3作催化剂
苯环上卤代
卤素单质(Cl2或溴蒸气)、光照
烷烃或苯环上烷烃基卤代
破类题·提能力
1.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)药物替卡格雷可用于治疗血栓性心血管疾病。L是合成替卡格雷的重要中间体,其一种合成路线如图。(部分条件和试剂已省略)
(2) 判断H→I、I→J的反应类型分别是_______。
A.氧化、加成 B.氧化、取代 C.加成、消去 D.加成、加成
【答案】 (2) B
【解析】(2)H→I的反应为H与稀高锰酸钾溶液发生氧化反应生成I;I→J的反应为I与发生取代反应生成J和甲醇,故选B;
2.(2025·上海市南洋中学高三学习能力诊断)甘氨酸可以用作催化剂合成香豆素-3-羧酸,合成路线如下:
已知:
(2)写出D→E的化学方程式 。
【答案】(2)
【解析】(2)D→E是D在一定条件下脱去一个甘氨酸,反应的化学方程式为;
3.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
(1)反应E→F的反应类型属于___________。
A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(2)反应F→G的反应方程式为 。
(3)反应H→I所需的试剂和条件为___________。
A.浓硫酸,加热 B.稀硫酸,加热 C.氢氧化钠溶液,加热 D.Cu,加热
【答案】(2)D
(3)+CH3OH+H2O
(4)B
【解析】根据分子式以及B的结构可知:A为;D→E首先发生加成反应延长碳链,再发生水解生成E为:;F→G,根据F、H结构可知,G为:,F→G,H→I先将羧基反应保护起来,再还原。
(1)根据分析可知,E的结构为在SnCl2下转化为F:,羟基转化为H,发生还原反应,答案选D。
(2)F()与甲醇在浓硫酸作用下,发生酯化反应,化学方程式为:+CH3OH+H2O;
(3)H→I过程中,由转化为,酯基发生水解生成羧基,故在稀硫酸加热条件下进行,故选B;
4.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(5)写出C转化为E的化学方程式: 。
(6)F的结构简式为 。
(7)指出F→G的反应类型: 。
【答案】(1)
(2)
(3)氧化反应
【解析】有机物A和CH2(CN)2在KHCO3/DMF条件下,发生取代反应得到B,B经多步反应转化为C,C和D转化为E,E转化为F,F转化为G,G发生信息②的反应得到H,由H的结构可推出G为,则F为,E为,对比C和E的结构,可知D为。
(1)根据信息①分析可知,C生成E的化学方程式为;
(2)由分析可知F的结构简式为;
(3)由分析可知,F为,G为,反应类型为氧化反应;
5.(2025·上海市奉贤区高三一模调研)邻硝基苯甲酯是一种在紫外光照射下,自发发生断裂的有机结构,其作为一种光响应官能团在功能聚合物的研究中具有广泛使用,其断裂反应可表示为:
现根据需求,设计一种可用于具有反应活性的紫外光响应功能高分子,其合成路线如下:
已知:EDC是一种高效的水溶性脱水剂,且结合水后易溶于水,常用于酯化反应。在某些条件下可选择性使碳碳双键发生聚合,炔基不受影响。
(1)写出反应ⅰ的化学方程式 ,反应ⅱ的反应类型为 。
A.加成反应 B.取代反应 C.氧化反应 D.消去反应
【答案】(1) C
【解析】反应ⅰ是a发生硝化反应生成b,乙基邻位上的1个H原子被-NO2代替,反应ⅰ的化学方程式为,反应ⅱ是b中乙基变为酮羰基,“去氢加氧”,反应类型为氧化反应,选C。
热点设问04 有限制条件的同分异构体书写
析典例·明思路
1.(2026·上海宝山区高三质量监测)(7)写出C()的一种同时满足下列条件的同分异构构体的结构简式___________。
①该物质遇FeCl3溶液能发生显色反应
②存在一个六元环,不存在R1-O-R2结构
③具有氨基酸结构
④核磁共振氢谱显示分子中含有7类化学环境不同的氢原子,其个数之比为1:1:2:2:2:2:3
【答案】(7)或或或
【解析】(7)符合条件的C的同分异构体中满足①遇FeCl3显色,则含酚羟基;②苯环为六元环,无醚键;③含-氨基酸结构,即:;④核磁共振氢谱符合氢种类和比例,满足条件的结构有:或或或;
2.(2026·上海普陀区高三质量调研) (8)反应③中若选择不同试剂,可能会产生中间体X(分子式:C9H9F2NO4)。请写出一种同时满足下列条件的X的同分异构体的结构简式___________。
①为α-氨基酸;
②核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:3;
③1mol该物质与足量NaOH反应,消耗3mol NaOH;
④能与FeCl3溶液发生显色反应。
【答案】(8)、(、)
【解析】(8)①α- 氨基酸:含有结构;②核磁共振氢谱 5 组峰,面积比 1:1:2:2:3,分子高度对称;③1 mol X与足量 NaOH 反应,消耗 3 mol NaOH,则X中含 1 个羧基、2个酚羟基或2个酯基;④能与FeCl3显色:含酚羟基(-OH直接连苯环);结合X分子式,满足条件X的同分异构体为:、( 、)。
研考点·通技法
1.巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构
(1)不饱和度
①概念:不饱和度又称缺氢指数,即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用Ω表示
②有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为:
【微点拨】在计算不饱和度时,若有机化合物分子中含有卤素原子,可将其视为氢原子;若含有氧原子,则不予考虑;若含有氮原子,就在氢原子总数中减去氮原子数
③几种常见结构的不饱和度
官能团或结构
C==O(醛、酮、羧酸、酯)
环
—C≡C—
苯环
不饱和度
1
1
1
2
4
(2)常见有机物的官能团异构
通式
不饱和度
常见类别异构体
CnH2n+2
0
无类别异构体
CnH2n
1
单烯烃、环烷烃
CnH2n-2
2
单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃
CnH2n+2O
0
饱和一元醇、饱和一元醚
CnH2nO
1
饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚
CnH2nO2
1
饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮
CnH2n+1O2N
1
氨基酸、硝基烷
2.四种方法全面剖析同分异构体
(1)取代思想——采用等效氢、对称的方法,适用于一卤代物、醇的找法
①一卤代烃:看作是氯原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H11Cl”为例
②醇:看作是—OH原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H12O”为例
(2)变建思想——即将有机物中某个位置化学键进行变化得到新的有机物,适用于烯烃、炔烃、醛和羧酸
①烯烃:单键变双键,要求相邻的两个碳上至少各有1个氢原子,以“C5H10”为例
箭头指的是将单键变成双键
新戊烷中间碳原子上无氢原子,不能变成双键
②炔烃:单键变三键,要求相邻的两个碳上至少各有2个氢原子,以“C5H8”为例
箭头指的是将单键变成三键
异戊烷第2个碳原子只有1个氢原子,两边单键不能变成三键
新戊烷中间碳原子上无氢原子,不能变成三键
③醛:醛基属于端位基,将烃分子中链端的甲基变成醛基,以“C5H10O”为例
箭头指向是指将链端甲基变成醛基,数甲基个数即可
④羧酸:羧基属于端位基,将烃分子中链端的甲基变成羧基,以“C5H10O2”为例
箭头指向是指将链端甲基变成羧基,数甲基个数即可
(3)插键思想——在有机物结构式中的某个化学键的位置插入原子而得到新的有机物的结构,适用于醚和酯
①醚:醚键可以理解为在C—C单键之间插入氧原子,以“C5H12O”为例
箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子
②酯:酯可以理解在左、右两边插入氧原子,可以先找出酮,再插入氧,以“C5H10O2”为例
若在链端,注意只能在一边插入氧原子,另外要注意对称性,此法对含苯环类的非常有效
(4)多官能团同分异构体
①同种官能团:定一移一,以“C3H6Cl2”为例
先找一氯代物,再利用等效氢法,再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
②不同种官能团:变键优先,取代最后,以“羟基醛(C5H10O2)”为例
先找戊醛,再用羟基取代氢原子
3.记住常见同分异构体的数目
(1)烷烃同分异构体的个数
烷烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
个数
1
1
1
2
3
5
9
(2)烷基的个数
烷基
甲基
乙基
丙基
丁基
戊基
个数
1
1
2
4
8
(3)含苯环同分异构体数目确定技巧
①若苯环上连有2个取代基,其结构有邻、间、对3种
②若苯环上连有3个相同的取代基,其结构有3种
③若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基,其结构有6种
④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基,其结构有10种
4.限制条件的同分异构体结构的推断分析
常见限定条件
对应的官能团或结构
能与NaHCO3或Na2CO3溶液反应放出气体(CO2)
—COOH
能与钠反应产生H2
—OH或—COOH
能与Na2CO3溶液反应
—OH(酚)或—COOH
能与NaOH溶液反应
—OH(酚)或—COOH或—COOR或—X
能发生银镜反应或能
含醛基(—CHO)、甲酸酯(HCOOR)
能与FeCl3溶液发生显色反应
—OH(酚)
能发生水解反应
—COOR或—X或—CONH—
既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应)
甲酸酯(HCOOR)
5.限定条件和同分异构体书写技巧
(1)确定碎片:明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成情况怎么样?解读限制条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)
(2)组装分子:要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征
①几何特征是指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性
②化学特征包括等效氢、核磁共振氢谱
(3)经典例题分析
结构
要求
(邻甲基苯甲酸)
①属于芳香化合物 ②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜
③能与NaOH溶液反应
第一步:确定有机物的类别,找出该有机物常见的类别异构体 (可以结合不饱和度)
技巧:原题有机物属于羧酸类,与羟基醛、酯互为类别异构体
第二步:结合类别异构体和已知限定条件确定基团和官能团 (核心步骤)
与银氨溶液
与NaOH溶液
备注
注意细节乃做题制胜法宝
羧酸
×
√
羟基醛
√
苯酚 √
醇羟基与NaOH溶液不反应,但酚羟基可以
酯
甲酸酯√
√
酯与银氨溶液不反应,但甲酸酯可以
综上所述,符合本题条件的有两大类:①羟基醛[(酚)—OH,—CHO];②甲酸酯(—OOCH)
第三步:按类别去找,方便快捷不出错
①若为羟基醛[(酚)—OH,—CHO],则还剩余一个碳原子,分两种情况讨论
若本环有有两个侧链,此时—CH2—只能和醛基一起,有邻、间、对3种
若本环有有三个侧链,则为—OH,—CHO、—CH3,苯环连接三个不同的取代基总共有10种
②若为甲酸酯(—OOCH):则用—OOCH取代甲苯上的氢原子,总共4种;总共17种
破类题·提能力
1.(2026·上海嘉定区高三质量调研)(8)写出1种满足下列条件的F()的同分异构体的结构简式:______。
①能使溴水褪色;
②在氢氧化钠溶液加热条件下生成两种产物,且物质的量之比为;
③水解产物中带苯环的物质显碱性,且核磁共振氢谱有5组峰。
【答案】(8)
【解析】(8)满足条件的F的同分异构体,①能使溴水褪色,含碳碳双键;②NaOH加热水解生成两种产物,物质的量之比1:2,含1个酯基;③水解产物带苯环的物质显碱性,说明有氨基,核磁共振氢谱5组峰,说明分子对称,满足条件的同分异构体可能是;
2.(2026·上海虹口区高三二模)(7)写出符合下列要求的有机物D的同分异构体的结构简式_______(任写一种)。
i.除苯环外不含其他环状结构,分子中至少有5个碳原子一定位于同一直线上
ii.含有叔丁基结构[-C(CH3)3]
iii.核磁共振氢谱存在4个峰,面积比为9:3:2:2
【答案】(7)或、
【解析】(7)D()的分子式为C13H16O,不饱和度为6;且除了苯环外不能有其他的环,所以必然有2个碳碳双键或1个碳碳叁键;由于含有叔丁基,所以除叔丁基和苯环外还剩下3个碳,所以必然是含有1个碳碳叁键(两个碳碳双键即为累积二烯烃,这种结构不稳定);且分子中至少5个碳原子一定位于同一直线上,所以碳碳叁键直接连在苯环上,且取代基处于对位,这样苯环上有2种氢原子且每种都是2个;再算上叔丁基的9个氢原子全都等效,因此必然存在一个单独的甲基,故结构为或、;
3.(2026·上海闵行区高三学业质量调研)(8)写出一种满足下列条件的芳香族化合物M的结构简式_______。
①比 的相对分子质量大14
②在加热和弱酸性条件下,遇茚三酮水溶液显蓝紫色
③核磁共振氢谱显示有六组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1:1
【答案】(8)
【解析】(8)的分子式为C8H9NO2,不饱和度为5,相对分子质量多14则为多个N或者-CH2-,在加热和弱酸性条件下,遇茚三酮水溶液显蓝紫色,说明有游离的α-氨基,含有游离的α-氨基,通常是α-氨基酸、多肽或蛋白质。核磁共振氢谱显示有六组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1:1,说明至少有11个氢,有六种化学环境不同的氢,则多的14应该为-CH2-,分子式应为C9H11NO2,根据氢原子的比值,考虑苯环上有四个氢两两对称,则另含有一个α-氨基,故六种氢分别为(苯环两组2H,-NH2,次甲基,甲基,羧基,氨基)满足条件的结构简式为。
4.(2026·上海金山区高三二模)(6)J与D()互为同分异构体,J水解得到K和L。
A.K可与金属钠反应产生气体
B.K的核磁共振氢谱显示,苯环上有4种化学环境不同的氢原子
C.L的核磁共振氢谱显示,苯环上所有氢原子的化学环境均相同
写出同时满足上述条件的2种J的结构简式________。
【答案】(6) 或
【解析】(6)J与D互为同分异构体,水解得到K和L,满足条件:K可与金属钠反应产生气体则含羧基;K的苯环上有4种化学环境不同的氢原子;L的苯环上所有氢原子的化学环境均相同,则L为对称结构,结合D的元素组成可得J中含酰胺基,符合条件的J的结构简式为:或;
5.(2026·上海奉贤区高三二模)(6) f()的同分异构体k满足下列条件:
(i)存在基团,环外不含有-OH、-COOH结构
(ii)能使溴水褪色,能与NaOH溶液反应
(iii)核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:2:2
写出两种满足上述条件k的结构简式__________。
【答案】(6) 或或
【解析】(6)满足条件:含,环外无-OH、-COOH;能使溴水褪色(含碳碳双键),能与NaOH反应(含酯基),核磁共振氢谱6组峰,面积比1:1:2:2:2:2。符合条件的结构简式可以为:或或;
6.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)已知:“—Boc”是一种常见的保护基,其结构为。
(8) 化合物J()在一定条件下可以脱保护得到Y(分子式为C11H18N2O4),写出一个满足以下条件的Y的同分异构体的结构简式_______。
①苯环上有6个取代基
②可以与NaOH溶液反应,1 mol Y最多可以消耗3 mol NaOH
③核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为1:2:3:12
【答案】(8) 、
【解析】(8)Y的同分异构体苯环上有6个取代基;可以与氢氧化钠溶液反应,1 mol Y最多可以消耗3 mol 氢氧化钠说明同分异构体分子中含有3个酚羟基;核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为1:2:3:12说明同分异构体的分子结构对称,分子中含有5个甲基,则符合条件的结构简式为:、;
热点设问05 设计给定物质的合成路线
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
以和CH3MgBr合成
。
【答案】
【解析】以和CH3MgBr合成时,需由分别制取和,然后和在一定条件下发生缩聚反应生成,结合题中信息,合成途径为:。
2.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)药物替卡格雷可用于治疗血栓性心血管疾病。L是合成替卡格雷的重要中间体,其一种合成路线如图。(部分条件和试剂已省略)
已知:“—Boc”是一种常见的保护基,其结构为。
(9) 结合题目信息,以苯甲醇()为唯一有机原料,设计路线合成_______。(无机试剂任选)
【答案】(9)
【解析】(9)由题给信息可知,以苯甲醇为唯一有机原料合成的合成步骤为铜作催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成,与氰化钠、氯化铵反应转化为,酸性条件下发生水解反应生成,浓硫酸作用下与共热发生取代反应生成,则合成路线为:。
研考点·通技法
第一步:从目标产物的结构出发
先观察目标产物的结构特点,特别是观察目标产物中所含的官能团。
第二步:目标产物中碳骨架与原料物质中碳骨架的联系
分析原料物质中碳骨架的变化和官能团的引入(或转化),结合已知信息或利用合成路线的某些片段,采用逆推或正推法初步分析合成思路。
第三步:拆分
从目标产物出发逆推,切断关键的官能团或化学键,拆分得到反应物(或原料);从原料正推得到中间产物。
第四步:合成
根据之前拆分的步骤和关键物质从原料正向梳理,设计合成路线。
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
……。
破类题·提能力
1.(2026·上海宝山区高三质量监测)盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物,其部分合成路线如下图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:为平面结构。
(8)参照以上合成路线,写出以、乙醇和乙酸乙酯为主要原料制备的合成路线___________。(无机试剂任选)
【答案】 (8)
【解析】(8)根据化合物F生成化合物G的流程,目标产物的合成为:。
2.(2026·上海普陀区高三质量调研)(9)合成化合物F的过程中会生成一种中间产物M[(CH3)2NCH2CH(COOH)2],设计以甲醇(CH3OH)、丙二醛()为原料,制备化合物M的合成路线___________ (无机试剂任用)。
(合成路线常用的表示方式为:)
提示:①
②
【答案】(9)
【解析】(9)甲醇氧化为甲醛;;利用信息②羟醛缩合构建碳链:(丙二醛与甲醛缩合,生成HOCH2CH(CHO)2); 氨基取代羟基转化为H2NCH2(CHO)2;利用信息①醇羟基与氨基取代生成(CH3)2NCH2(CHO)2;醛基氧化成羧基生成M;故合成路线为:
3.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(9)根据已知信息,写出以和HC≡C-COOCH3为原料,合成的路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用) 。
【答案】(9)
【解析】(9)和发生已知①的反应可制备,由转化为可以先加成再消去,则以和为原料,合成的路线流程图为:。
4.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
参考合成L的流程图,设计以苯乙醛为原料制备吸湿性高分子材料()的合成路线 。(无机试剂任选)(可表示为)
【答案】(8)
【解析】要制得),需要,可由在浓硫酸加热下发生消去反应制得,由与HCN反应后再水解而来。故答案为:;
5.(2026·上海嘉定区高三质量调研)抗高血压药替米沙坦的一种合成路线如下(部分条件省略):
已知:
(9)参照上述合成路线,以邻硝基甲苯及CH3CH2COCl为原料,设计合成的路线______(无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:AB……目标产物)
【答案】(9)
【解析】(9)在甲醇存在下用H2将硝基还原为氨基得到,与CH3CH2COCl发生取代反应生成,发生硝化反应生成,发生已知信息反应生成,故流程为。
刷模拟
1.(2026·上海浦东新区高三模拟)化合物G是一种治疗白血病的药物博舒替尼的中间体,合成路线如下(部分反应条件已省略):
回答下列问题:
(1)A中能与钠反应的官能团名称是________。
(2)B的结构简式是________,D→E的反应类型为________。
(3)请从结构的角度解释为什么B→C的转化断裂的是C-Br键而不是C-Cl键________。
(4)下列物质碱性由强到弱的顺序是________。(填序号)
① ② ③
(5)F中碳原子的杂化方式有________种F在一定条件下反应,除了生成G之外,还生成________(写结构简式)。
(6)写出任意一种满足下列条件的A的同分异构体________。
①苯环上有三个取代基;②l mol该物质能与4 mol氢氧化钠反应;③有4种不同化学环境氢原子
(7)根据上述信息,写出以邻氨基苯甲酸甲酯()为主要原料合成的路线________(其他试剂任选)。
【答案】(1)羟基(酚羟基)、羧基
(2) 还原反应
(3)Br原子半径大于Cl,C-Br键键长更长,键能更小,更容易断裂
(4)③>①>②
(5) 3
(6)或
(7)
【解析】A在SOCl₂、加热条件下与甲醇发生酯化反应,生成B();B的酚羟基在K2CO3存在、加热条件下与ClCH2CH2CH2Br发生取代反应得到C;C在浓硝酸/乙酸、加热条件下,苯环发生硝化反应,在酯基邻位引入硝基,得到硝化产物D();D中的硝基在①②CH3OH回流下发生还原反应,硝基被还原为氨基,得到E;E与一定条件下反应得到F;F一定条件下反应得到G,据此作答。
(1)A中含酚羟基和羧基,两种官能团均可与Na反应生成H2。
(2)根据分析,B的结构简式为;D→E为还原反应。
(3)共价键的反应活性和键能相关,Br原子半径更大,C—Br键键长更长,键能更小,C-Br键更易断裂,因此取代时优先断裂C-Br键。
(4)芳香胺的碱性受取代基影响:给电子基团(甲基)增大N原子电子云密度,碱性增强;吸电子基团(硝基)降低N原子电子云密度,碱性减弱,因此碱性由强到弱的顺序为③>①>②。
(5)F中含饱和碳(sp3杂化)、苯环和双键碳(sp2杂化)、氰基三键碳(sp杂化),共3种杂化方式;对比F、G的结构简式,F环化生成G时,酯基-COOCH3脱除,根据原子守恒,还生成CH3OH。
(6)A分子式为C8H8O4、不饱和度为5,满足条件:三个取代基,1mol该物质消耗4mol NaOH(酚酯基消耗2mol,两个酚羟基各消耗1mol,共4mol),对称分布后恰好4种化学环境的氢,符合要求的结构简式为或。
(7)参照题干F→G的环化过程,先让与反应得到,再环化得到,最后催化加氢得到,合成路线为。
2.(2026·上海黄浦区南模中学高三模拟)有机物G的一种合成路线如下图所示:
(1)有机物G中官能团的结构简式为___________。
(2)反应②还需的反应物和条件是___________。
(3)化合物B的结构简式为___________。
(4)反应①的第一步反应和反应③第二步反应的反应类型分别为___________。
A. 取代 消去 B. 加成 加成 C. 取代 加成 D. 加成 消去
(5)下列关于F和G,下列说法正确的是___________。(不定项)
A. 和均含有2个手性碳
B. 等量的和最多消耗的量相同
C. 化合物既能发生消去反应,又能发生氧化反应。
D. 的水解产物之一可以与乙二醇发生缩聚反应
(6) G与足量氢氧化钠溶液在加热条件下发生的化学反应方程式为___________。
(7)写出一种D的符合下列条件同分异构体的结构简式:___________。
Ⅰ.含有苯环,能与反应放出H2;
Ⅱ.能够使希夫试剂显紫红色;
Ⅲ.核磁共振氢谱显示峰面积之比为。
(8)已知:。设计以1,3—丁二烯、和为原料制取的路线图(无机试剂及有机溶剂任用)___________。
【答案】(1) -CO-、-COOR
(2)浓HBr,加热
(3) (4) B (5) BD
(6)+2NaOH+2CH3OH
(7)或
(8)CH2=CHCH=CH2BrCH2CH=CHCH2BrBrCH2CH2CH2CH2BrHOOCCH2CH2CH2CH2COOHCH3OOCCH2CH2CH2CH2COOCH3
【解析】A为苯甲醛,A和CH3MgI反应后酸化得到B(),B和HBr发生取代反应生成C,C与1)镁、2)二氧化碳反应后酸化生成D,D在浓硫酸的催化下和甲醇发生酯化反应生成E,E的结构简式为,E先与甲醛加成、再和HBr取代生成F,F进一步发生取代反应生成G。
(1)G中含有的官能团为酮羰基和酯基,结构简式分别为-CO-、-COOR。
(2)反应②需将醇羟基转化为溴原子,所需的反应物和条件为:浓HBr,加热。
(3)根据分析,化合物B的结构简式为。
(4)反应①第一步:苯甲醛与CH3MgI发生加成反应,反应③第二步为格氏试剂与二氧化碳的加成反应,故选B。
(5)A.F中只有与—CH3直接相连的一个碳原子为手性碳,G中与—CH3直接相连的一个碳原子和五元环上与—COOCH3直接相连的一个碳原子为手性碳,即G有两个手性碳,A错误;B.1molF最多消耗2 mol NaOH,1molG最多消耗2 mol NaOH,B正确;C.由于F中与溴相邻的碳原子上没有氢,不能发生消去反应,C错误;D.G的水解产物之一含有2个羧基,可以与乙二醇发生缩聚反应,D正确;选BD。
(6)G 中2个酯基在碱性条件下水解,同时生成甲醇,反应的化学方程式为:+2NaOH+2CH3OH。
(7)D的分子式为C9H10O2,不饱和度为5,其同分异构体Ⅰ.含有苯环,能与Na反应放出H2,说明含有羟基或者羧基;Ⅱ.能够使希夫试剂显紫红色,说明含有醛基,因分子中只含有两个氧,故另一含氧基团只能为羟基;Ⅲ.核磁共振氢谱显示峰面积之比为1:1:2:6,有四种化学环境不同的氢,其中含有两个甲基、并且对称,故可能的结构简式为、 。
(8)利用1,3-丁二烯的1,4-加成反应和课本所学,仿流程中C→D,结合题给已知,以1,3-丁二烯、CH3OH、CH3CH2ONa为原料合成 的路线图为: CH2=CHCH=CH2BrCH2CH=CHCH2BrBrCH2CH2CH2CH2BrHOOCCH2CH2CH2CH2COOHCH3OOCCH2CH2CH2CH2COOCH3 。
刷真题
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A.消去反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A.碳的杂化方式有sp2和sp两种 B.能与茚三酮发生显色反应
C.能与NaHCO3反应产生CO2 D.能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇FeCl3溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
【答案】(1)-COOH、-OH
(2)保护官能团,防止氨基被氧化
(3)C
(4)B
(5)
(6)CD
(7)
(8)Ni,氢气,加热
(9)。
【分析】A中氨基反应引入支链得到B,B中羟基被氧化为羰基得到C,结合C化学式,C为,C中羰基加成得到D,D中羟基发生消去反应生成E,E转化为F,F和氢气加成生成G。
(1)由结构,A中含氧官能团的结构简式为:-COOH、-OH;
(2)反应1中氨基被反应,在后续反应5中又被转化为氨基,其作用为:保护氨基,防止被氧化;
(3)由分析,B中羟基被氧化为羰基,为氧化反应;
(4)手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;中含有2个手性碳原子,故选B;
(5)生成E为羟基的消去反应,同时会生成其同分异构体H,则为羟基消去,在临近氮原子的碳上形成碳碳双键,得到H的结构简式为:;
(6)A.苯环碳、羰基碳为sp2杂化,饱和碳为sp3杂化,错误;B.茚三酮反应是一种化学反应,是指在加热条件及弱酸环境下,氨基酸或肽与茚三酮作用生成有特殊颜色的化合物及相应的醛和二氧化碳的反应。由E结构可知其不能与茚三酮反应,错误;C.分子中含羧基,能与NaHCO3反应产生CO2,正确;D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;分子中含有N、羧基,则能形成分子间氢键,正确;故选CD;
(7)F除苯环外,含有5个碳、1个氮、2个氧、3个不饱和度,F的同分异构体I水解后生成J、K,i. J是有3个碳原子的α-氨基酸,则为J为,且K除苯环外含2个碳、1个氧、2个不饱和度;ii. K遇FeCl3溶液溶液能显色,含有酚羟基,iii.由核磁共振氢谱分析,K的苯环上有2种氢,个数比为2:2,则结构对称,K为;故I可以为;
(8)反应F→G为苯环和碳碳双键与氢气催化加成的反应,反应条件是:Ni,加热;
(9)和甲醛发生已知反应生成,羟基发生消去反应生成,再发生加聚反应生成产物,故流程为:。
2.(2024·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
(1)瑞格列奈中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在 。
(2)反应①的反应类型为_______。
A.还原反应 B.消去反应 C.取代反应 D.氧化反应
(3)反应②的试剂和条件是 。
(4)D的分子式是C11H13OF,画出D的结构简式 。
(5)化合物D有多种同分异构体,写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式 。
i.芳香族化合物,可以发生银镜反应;
ii.核磁共振氢谱中显示出3组峰,其峰面积之比为6:6:1。
(6)G对映异构体分离后才能发生下一步反应
①G中有 个手性碳
②已知,用和谷氨酸可制备,该物质可用于分离对映异构体。谷氨酸的结构简式为: 。检验谷氨酸的试剂是 。
A.硝酸 B.茚三酮 C. NaOH D.NaHCO3
(7)用与G可直接制取H。但产率变低,请分析原因 。
(8)以和CH3MgBr合成 。
【答案】(1)酰胺基 (2)A
(3)稀硫酸、加热或者NaOH溶液、加热/H+
(4) (5)
(6) 1 B
(7)该物质中有2个羧基都会生成酰胺基,所以与G反应会产生副产物,产率变低
(8)
【解析】(A)与发生加成反应生成(B),与水反应生成(C),在NaClO、H2SO4、CH2Cl2作用下转化为(D) ,与发生取代反应生成(E),与NH2OH反应生成(F) ,在NaBH4作用下还原为(G),与反应生成(H),在一定条件下水解生成瑞格列奈。(1)瑞格列奈的结构简式为,其中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在酰胺基;(2)反应①为转化为,的分子式为C16H24N2O、的分子式为C16H26N2,对比两者分子式可知,分子中加2个H原子、减1个O原子转化为,再对比两者的结构简式可知,转化为时,分子中碳氮双键转化为饱和键,所以该反应类型为还原反应,故选A;(3)反应②为在一定条件下转化为瑞格列奈,对比两者的结构简式可知,反应实质为分子中的酯基转化为羧基,即为酯基水解,所以反应的试剂和条件是稀硫酸、加热或者NaOH溶液、加热/H+;(4)C的结构简式、分子式为C11H15OF,D的分子式为C11H13OF,对比两者的分子式可知,D比C少2个H,C中官能团为氟原子和羟基,所以C转化为D为羟基的去氢氧化,即羟基转化为酮羰基,所以D的结构简式;(5)化合物D的结构简式为、分子式为C11H13OF,满足条件的同分异构体中有苯环、醛基,且分子对称性较强,核磁共振氢谱中显示出3组峰,其峰面积之比为6:6:1,则其结构简式为;(6)①G的结构简式为,其中有1个手性碳,为图中标记星号的碳原子:;②由信息可知,谷氨酸分子中氨基H原子被CH3CO-取代后生成,所以谷氨酸的结构简式为;谷氨酸的结构简式为,即谷氨酸为α-氨基酸,所以可用茚三酮检验谷氨酸,故选B;(7)G的结构简式为、H的结构简式为,用与可直接制取,但分子中有2个羧基,在与反应时,2个羧基都会参与反应生成酰胺基,即生成副产物,所以产率变低;(8)以和CH3MgBr合成时,需由分别制取和,然后和在一定条件下发生缩聚反应生成,结合题中信息,合成途径为:。
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专题06 有机合成与推断
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命题·趋势·定位
上海卷的有机合成与推断在第三或四题中呈现,通常以药物、材料、新物质合成为背景,考查结构简式推断、官能团名称、反应类型判断、同分异构体书写、合成路线设计等。早期有机合成题的背景材料可能相对传统,如常见药物、简单有机材料的合成等。近年来,命题背景越来越新颖,更注重与新材料、新药物、新科技及社会热点相结合。例如会以新型功能材料、具有特殊生理活性的药物中间体等的合成为背景,要求考生根据合成路线进行分析和推断;过去的有机合成题可能考查的知识点相对单一和独立,现在逐渐向着综合型方向发展,可能会将有机推断、结构分析、反应类型判断、化学方程式书写、同分异构体书写、合成路线设计等多个知识点融合在一道题中,全面考查学生对有机化学知识的掌握和运用能力;以往题给信息可能比较简单直接,现在有机信息迁移题的比重增加,所给信息往往很新颖,呈现形式也更加多样化。可能会有新的反应机理、特殊的反应条件、陌生的官能团性质等信息,需要考生自己思考开发、筛选和运用这些信息来解题。
预测2026年上海高考方向会是更综合、信息化,可能涉及新科技和社会热点,比如新材料、药物合成,并且可能会引入更多信息题,以加强信息提取和应用能力,比如利用核磁共振谱图来推断结构,或者设计合成路线时考虑绿色化学。还要注意同分异构体的考查可能更复杂,结合多个限制条件。除了常见的烃、醇、醛、酸、酯等,可能会出现一些含氮、含硫等杂原子的有机物,以及一些新型的有机反应,如光催化反应、酶催化反应等。
热点·设问·拆解
热点设问01
有机物官能团的识别
热点设问02
官能团的结构与性质
热点设问03
有机反应类型及有机反应方程式书写
热点设问04
有限制条件的同分异构体书写
热点设问05
设计给定物质的合成路线
热点设问01 有机物官能团的识别
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)(1)瑞格列奈()中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在 。
2.(2026·上海宝山区高三质量监测)(1)化合物D()中官能团的名称是___________。
研考点·通技法
1.官能团:决定有机化合物特殊性质的原子或原子团
2.常见的官能团结构、名称和代表物
有机化合物类别
官能团名称
官能团结构
代表物名称
代表物结构简式
烃
烷烃
—
—
甲烷
CH4
烯烃
碳碳双键
乙烯
乙烯CH2==CH2
炔烃
碳碳三键
—C≡C—
乙炔
CH≡CH
芳香烃
—
—
苯
烃
的
衍
生
物
卤代烃
碳卤键
溴乙烷
CH3CH2Br
醇
羟基
—OH
乙醇
CH3CH2OH
酚
羟基
—OH
苯酚
醚
醚键
乙醚
CH3CH2OCH2CH3
醛
醛基
—CHO
乙醛
CH3CHO
酮
酮羰基
丙酮
CH3COCH3
羧酸
羧基
乙酸
CH3COOH
酯
酯基
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
胺
氨基
—NH2
甲胺
CH3NH2
酰胺
酰胺基
乙酰胺
CH3CONH2
氨基酸
氨基、羧基
—NH2、—COOH
甘氨酸
硝基化合物
硝基
—NO2
硝基苯
磺酸化合物
磺酸基
—SO3H
苯磺酸
腈
氰基
—C≡N
丙腈
CH3CH2CN
破类题·提能力
1.(2026·上海杨浦区高三学业质量调研)(1)(H3C)3COH的名称是___________。B()中含氧官能团的名称是___________。
2.(2026·上海金山区高三二模)(1) A()中官能团的名称为________、________。
3.(2026·上海嘉定区高三质量调研)(1)物质B()中含有的官能团名称为______。
4.(2026·上海奉贤区高三二模)(2)e()中所含官能团的名称为醚键、__________、__________。
5.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)(1) 写出化合物L()中含氧官能团的结构简式_______。
6.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(1)化合物A中的官能团名称为 ,H中官能团的结构简式为 。
热点设问02 官能团的结构与性质
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
(6)G对映异构体分离后才能发生下一步反应
①G中有 个手性碳
②已知,用和谷氨酸可制备,该物质可用于分离对映异构体。谷氨酸的结构简式为: 。检验谷氨酸的试剂是 。
A.硝酸 B.茚三酮 C. NaOH D.NaHCO3
(7)用与G可直接制取H。但产率变低,请分析原因 。
2.(2026·上海宝山区高三质量监测)(6)关于H()的说法正确的是___________。(不定项)
A. 存在酰胺基 B. 1 mol H分子中含有14 mol σ键
C. 能发生银镜反应 D. 1个H分子中最多有22个原子共面
研考点·通技法
1.常见有机物或官能团及其性质
种类
官能团
主要化学性质
烷烃
—
①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性KMnO4溶液褪色;③高温分解
烯烃
①加成反应:与X2、H2、HX、H2O等均能发生;②加聚反应;③氧化反应:可使酸性KMnO4溶液褪色
苯
—
①取代反应[如硝化反应、卤代反应(Fe或FeX3作催化剂)];②与H2、X2发生加成反应
甲苯
—
①取代反应;②可使酸性KMnO4溶液褪色
醇
—OH
①与活泼金属(如Na)反应产生H2;②催化氧化:生成醛;③酯化反应:与羧酸及无机含氧酸反应生成酯
醛、葡萄糖
①加成(还原)反应:与H2加成生成醇;②氧化反应:加热时,被氧化剂{如O2、[Ag(NH3)2]+、Cu(OH)2等}氧化为酸(盐)
羧酸
①酸的通性;②酯化反应:与醇反应生成酯
酯
发生水解反应:酸性条件下水解是可逆的;碱性条件下水解不可逆,生成羧酸盐和醇
2.常见重要官能团或物质的检验方法
官能团种类或物质
试剂
判断依据
碳碳双键或碳碳三键
溴的CCl4溶液
橙红色变浅或褪去
酸性KMnO4溶液
紫红色变浅或褪去
醇羟基
钠
有气体放出
羧基
NaHCO3溶液
有无色无味气体放出
新制Cu(OH)2
蓝色絮状沉淀溶解
葡萄糖
银氨溶液,水浴加热
产生光亮银镜
新制Cu(OH)2悬浊液,加热
产生砖红色沉淀
淀粉
碘水
显蓝色
蛋白质
浓硝酸,微热
显黄色
灼烧
烧焦羽毛的气味
3.有机物之间的相互转化
破类题·提能力
1.(2026·上海闵行区高三学业质量调研)(5)关于K()说法正确的是_______。(不定项)
A. 有5种官能团
B. 能发生水解
C. 能形成分子内氢键
D. 1 mol K与浓溴水反应最多消耗3molBr2
2.(2026·上海奉贤区高三二模)某科研团队用于治疗结直肠癌原创药“呋喹替尼(爱优特)”已成功登陆海外市场,化合物j是其主要成分,j的一种合成路线如下(部分试剂及反应条件略)。
(5)下列说法正确的是__________。(不定项)
A. f可发生取代反应、加成反应、氧化反应
B. g的分子式是C11H12O4
C. h可以形成分子间氢键
D. j可使茚三酮变色
3.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
(1)设计F→G步骤的目的是 。
(2)G→H中K2CO3可以用碱性的吡啶()替代,吡啶的作用是 。
4.(2025·海市华东师范大学附属周浦中学高三期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是 。
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
热点设问03 有机反应类型及有机反应方程式书写
析典例·明思路
1.(2026·上海金山区高三二模)美阿沙坦是新一代沙坦类药物,具有较强的降压效果和靶器官保护作用。美阿沙坦的合成路线如下:
(4)反应⑥的反应类型为________。
A. 加成反应 B. 取代反应 C. 氧化反应 D. 消去反应
(5)写出⑦中反应ⅰ的化学方程式________。
2.(2026·上海嘉定区高三质量调研)抗高血压药替米沙坦的一种合成路线如下(部分条件省略):
已知:
(2)物质A转化成B的化学反应方程式为______。
(3)物质C转化成D的反应类型为______反应。
A. 加成 B. 取代 C. 还原 D. 氧化
(4)物质C的产率不高,可能生成的副产物为______。(结构简式)
研考点·通技法
1.根据题给信息推断有机物的结构简式
推断结论
题给信息
芳香化合物
含有苯环
某有机物能与FeCl3溶液发生显色反应
该有机物含有酚羟基
某有机物不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应
该有机物中不含酚羟基,水解后生成物中含有酚羟基
某有机物能发生银镜反应
该有机物含有醛基或
某有机物若只含有一个官能团,既能发生银镜反应,又能发生水解反应
该有机物可能为甲酸某酯
某有机物能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
该有机物含有羧基
某有机酸0.5 mol与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2
该有机酸是二元羧酸,一个分子中含有2个—COOH
某有机物的核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1
该有机物含有四种化学环境不同的氢原子,且氢原子的个数比为6∶2∶2∶1
某气态有机物的密度是同温同压下H2密度的28倍
该气态有机物的摩尔质量为56 g·mol-1
2.根据题给框图转化关系推断有机物的结构简式
在有机推断题中,经常遇到转化步骤中出现“有机物结构简式→字母代替有机物→分子式(或者有机物结构简式)”,要求写出“字母所代替的有机物(或者有机试剂)”的结构简式。对于此类有机物结构的推断,需要考虑如下几点:
(1)在限定的转化步骤中,反应的条件是什么?其目的是什么?
(2)转化前后发生了什么反应?有机物结构发生了什么变化?
(3)然后根据转化前后(有时要分析、比较几步转化)有机物的结构及分子式的比较,写出“字母所代替的有机物(或者有机试剂)”的结构简式。
类型
实例
根据已知物的结构简式和未知物的分子式确定未知物的结构简式
根据已知物的结构简式和未知物的性质确定未知物的结构简式
根据已知物的结构简式和未知物的相对分子质量确定副产物的结构简式
根据反应物和生成物的结构简式确定可能存在的副产物的结构简式
3.反应类型与物质类别判断
反应类型
概念
实例
取代反应
有机物中的某些原子(或原子团)被其他原子或原子团所替代的反应
①烷烃的卤代②苯及其同系物的卤代、硝化、磺化③醇分子间脱水④苯酚与浓溴水反应
酯化反应(取代反应)
羧酸与醇作用生成酯和水的反应
①酸(含无机含氧酸)与醇②葡萄糖与乙酸
水解反应(取代反应)
有机物在有水参加时,分解成两种或多种物质的反应
①酯的水解②卤代烃的水解③二糖、多糖的水解④蛋白质的水解
加成反应
有机物中不饱和碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新物质的反应
①烯烃、炔烃与H2、X2、H2O、HX的加成 ②苯及苯的同系物与H2的加成③醛或酮与H2的加成 ④油脂的氢化
消去反应
有机物分子中脱去一个小分子(如H2O、HX)生成不饱和化合物的反应
①醇分子内脱水生成烯烃
②卤代烃的消去反应
加聚反应
不饱和烃及其衍生物的单体通过加成反应生成高分子化合物
乙烯、氯乙烯、苯乙烯等的加聚
综聚反应
单体化合物间相互反应生成高分子化合物,同时还生成小分子物质(H2O、HX等)的反应
①多元醇与多元羧酸反应生成聚酯
②氨基酸反应生成多肽
氧化反应
有机物分子中加氧或去氢的反应
①与O2反应②使酸性KMnO4溶液褪色的反应③R—CHO发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
还原反应
有机物分子中加氢或去氧的反应
①烯烃、炔烃及其衍生物与氢气加成②醛催化加氢生成醇③油脂的硬化
4.常见反应条件与反应类型的关系
反应条件
反应类型和可能的官能团(或基团)
浓硫酸、△
①醇的消去(醇羟基);②酯化反应(羟基或羧基)
稀硫酸、△
酯的水解(酯基);
NaOH水溶液、△
①卤代烃的水解(—X);②酯的水解(酯基)
NaOH醇溶液、△
卤代烃的消去(—X)
H2/催化剂
加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、羰基、苯环)
O2/Cu、△
醇羟基催化氧化(—CH2OH、)
Cl2(Br2)/铁或FeX3作催化剂
苯环上卤代
卤素单质(Cl2或溴蒸气)、光照
烷烃或苯环上烷烃基卤代
破类题·提能力
1.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)药物替卡格雷可用于治疗血栓性心血管疾病。L是合成替卡格雷的重要中间体,其一种合成路线如图。(部分条件和试剂已省略)
(2) 判断H→I、I→J的反应类型分别是_______。
A.氧化、加成 B.氧化、取代 C.加成、消去 D.加成、加成
2.(2025·上海市南洋中学高三学习能力诊断)甘氨酸可以用作催化剂合成香豆素-3-羧酸,合成路线如下:
已知:
(2)写出D→E的化学方程式 。
3.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
(1)反应E→F的反应类型属于___________。
A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(2)反应F→G的反应方程式为 。
(3)反应H→I所需的试剂和条件为___________。
A.浓硫酸,加热 B.稀硫酸,加热 C.氢氧化钠溶液,加热 D.Cu,加热
4.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(5)写出C转化为E的化学方程式: 。
(6)F的结构简式为 。
(7)指出F→G的反应类型: 。
5.(2025·上海市奉贤区高三一模调研)邻硝基苯甲酯是一种在紫外光照射下,自发发生断裂的有机结构,其作为一种光响应官能团在功能聚合物的研究中具有广泛使用,其断裂反应可表示为:
现根据需求,设计一种可用于具有反应活性的紫外光响应功能高分子,其合成路线如下:
已知:EDC是一种高效的水溶性脱水剂,且结合水后易溶于水,常用于酯化反应。在某些条件下可选择性使碳碳双键发生聚合,炔基不受影响。
(1)写出反应ⅰ的化学方程式 ,反应ⅱ的反应类型为 。
A.加成反应 B.取代反应 C.氧化反应 D.消去反应
热点设问04 有限制条件的同分异构体书写
析典例·明思路
1.(2026·上海宝山区高三质量监测)(7)写出C()的一种同时满足下列条件的同分异构构体的结构简式___________。
①该物质遇FeCl3溶液能发生显色反应
②存在一个六元环,不存在R1-O-R2结构
③具有氨基酸结构
④核磁共振氢谱显示分子中含有7类化学环境不同的氢原子,其个数之比为1:1:2:2:2:2:3
2.(2026·上海普陀区高三质量调研) (8)反应③中若选择不同试剂,可能会产生中间体X(分子式:C9H9F2NO4)。请写出一种同时满足下列条件的X的同分异构体的结构简式___________。
①为α-氨基酸;
②核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:3;
③1mol该物质与足量NaOH反应,消耗3mol NaOH;
④能与FeCl3溶液发生显色反应。
研考点·通技法
1.巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构
(1)不饱和度
①概念:不饱和度又称缺氢指数,即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用Ω表示
②有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为:
【微点拨】在计算不饱和度时,若有机化合物分子中含有卤素原子,可将其视为氢原子;若含有氧原子,则不予考虑;若含有氮原子,就在氢原子总数中减去氮原子数
③几种常见结构的不饱和度
官能团或结构
C==O(醛、酮、羧酸、酯)
环
—C≡C—
苯环
不饱和度
1
1
1
2
4
(2)常见有机物的官能团异构
通式
不饱和度
常见类别异构体
CnH2n+2
0
无类别异构体
CnH2n
1
单烯烃、环烷烃
CnH2n-2
2
单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃
CnH2n+2O
0
饱和一元醇、饱和一元醚
CnH2nO
1
饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚
CnH2nO2
1
饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮
CnH2n+1O2N
1
氨基酸、硝基烷
2.四种方法全面剖析同分异构体
(1)取代思想——采用等效氢、对称的方法,适用于一卤代物、醇的找法
①一卤代烃:看作是氯原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H11Cl”为例
②醇:看作是—OH原子取代烃分子中的氢原子,以“C5H12O”为例
(2)变建思想——即将有机物中某个位置化学键进行变化得到新的有机物,适用于烯烃、炔烃、醛和羧酸
①烯烃:单键变双键,要求相邻的两个碳上至少各有1个氢原子,以“C5H10”为例
箭头指的是将单键变成双键
新戊烷中间碳原子上无氢原子,不能变成双键
②炔烃:单键变三键,要求相邻的两个碳上至少各有2个氢原子,以“C5H8”为例
箭头指的是将单键变成三键
异戊烷第2个碳原子只有1个氢原子,两边单键不能变成三键
新戊烷中间碳原子上无氢原子,不能变成三键
③醛:醛基属于端位基,将烃分子中链端的甲基变成醛基,以“C5H10O”为例
箭头指向是指将链端甲基变成醛基,数甲基个数即可
④羧酸:羧基属于端位基,将烃分子中链端的甲基变成羧基,以“C5H10O2”为例
箭头指向是指将链端甲基变成羧基,数甲基个数即可
(3)插键思想——在有机物结构式中的某个化学键的位置插入原子而得到新的有机物的结构,适用于醚和酯
①醚:醚键可以理解为在C—C单键之间插入氧原子,以“C5H12O”为例
箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子
②酯:酯可以理解在左、右两边插入氧原子,可以先找出酮,再插入氧,以“C5H10O2”为例
若在链端,注意只能在一边插入氧原子,另外要注意对称性,此法对含苯环类的非常有效
(4)多官能团同分异构体
①同种官能团:定一移一,以“C3H6Cl2”为例
先找一氯代物,再利用等效氢法,再用氯原子取代一氯代物上的氢原子
②不同种官能团:变键优先,取代最后,以“羟基醛(C5H10O2)”为例
先找戊醛,再用羟基取代氢原子
3.记住常见同分异构体的数目
(1)烷烃同分异构体的个数
烷烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
个数
1
1
1
2
3
5
9
(2)烷基的个数
烷基
甲基
乙基
丙基
丁基
戊基
个数
1
1
2
4
8
(3)含苯环同分异构体数目确定技巧
①若苯环上连有2个取代基,其结构有邻、间、对3种
②若苯环上连有3个相同的取代基,其结构有3种
③若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基,其结构有6种
④若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基,其结构有10种
4.限制条件的同分异构体结构的推断分析
常见限定条件
对应的官能团或结构
能与NaHCO3或Na2CO3溶液反应放出气体(CO2)
—COOH
能与钠反应产生H2
—OH或—COOH
能与Na2CO3溶液反应
—OH(酚)或—COOH
能与NaOH溶液反应
—OH(酚)或—COOH或—COOR或—X
能发生银镜反应或能
含醛基(—CHO)、甲酸酯(HCOOR)
能与FeCl3溶液发生显色反应
—OH(酚)
能发生水解反应
—COOR或—X或—CONH—
既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应)
甲酸酯(HCOOR)
5.限定条件和同分异构体书写技巧
(1)确定碎片:明确书写什么物质的同分异构体,该物质的组成情况怎么样?解读限制条件,从性质联想结构,将物质分裂成一个个碎片,碎片可以是官能团,也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子)
(2)组装分子:要关注分子的结构特点,包括几何特征和化学特征
①几何特征是指所组装的分子是空间结构还是平面结构,有无对称性
②化学特征包括等效氢、核磁共振氢谱
(3)经典例题分析
结构
要求
(邻甲基苯甲酸)
①属于芳香化合物 ②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜
③能与NaOH溶液反应
第一步:确定有机物的类别,找出该有机物常见的类别异构体 (可以结合不饱和度)
技巧:原题有机物属于羧酸类,与羟基醛、酯互为类别异构体
第二步:结合类别异构体和已知限定条件确定基团和官能团 (核心步骤)
与银氨溶液
与NaOH溶液
备注
注意细节乃做题制胜法宝
羧酸
×
√
羟基醛
√
苯酚 √
醇羟基与NaOH溶液不反应,但酚羟基可以
酯
甲酸酯√
√
酯与银氨溶液不反应,但甲酸酯可以
综上所述,符合本题条件的有两大类:①羟基醛[(酚)—OH,—CHO];②甲酸酯(—OOCH)
第三步:按类别去找,方便快捷不出错
①若为羟基醛[(酚)—OH,—CHO],则还剩余一个碳原子,分两种情况讨论
若本环有有两个侧链,此时—CH2—只能和醛基一起,有邻、间、对3种
若本环有有三个侧链,则为—OH,—CHO、—CH3,苯环连接三个不同的取代基总共有10种
②若为甲酸酯(—OOCH):则用—OOCH取代甲苯上的氢原子,总共4种;总共17种
破类题·提能力
1.(2026·上海嘉定区高三质量调研)(8)写出1种满足下列条件的F()的同分异构体的结构简式:______。
①能使溴水褪色;
②在氢氧化钠溶液加热条件下生成两种产物,且物质的量之比为;
③水解产物中带苯环的物质显碱性,且核磁共振氢谱有5组峰。
2.(2026·上海虹口区高三二模)(7)写出符合下列要求的有机物D的同分异构体的结构简式_______(任写一种)。
i.除苯环外不含其他环状结构,分子中至少有5个碳原子一定位于同一直线上
ii.含有叔丁基结构[-C(CH3)3]
iii.核磁共振氢谱存在4个峰,面积比为9:3:2:2
3.(2026·上海闵行区高三学业质量调研)(8)写出一种满足下列条件的芳香族化合物M的结构简式_______。
①比 的相对分子质量大14
②在加热和弱酸性条件下,遇茚三酮水溶液显蓝紫色
③核磁共振氢谱显示有六组峰,且峰面积之比为3:2:2:2:1:1
4.(2026·上海金山区高三二模)(6)J与D()互为同分异构体,J水解得到K和L。
A.K可与金属钠反应产生气体
B.K的核磁共振氢谱显示,苯环上有4种化学环境不同的氢原子
C.L的核磁共振氢谱显示,苯环上所有氢原子的化学环境均相同
写出同时满足上述条件的2种J的结构简式________。
5.(2026·上海奉贤区高三二模)(6) f()的同分异构体k满足下列条件:
(i)存在基团,环外不含有-OH、-COOH结构
(ii)能使溴水褪色,能与NaOH溶液反应
(iii)核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:2:2
写出两种满足上述条件k的结构简式__________。
6.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)已知:“—Boc”是一种常见的保护基,其结构为。
(8) 化合物J()在一定条件下可以脱保护得到Y(分子式为C11H18N2O4),写出一个满足以下条件的Y的同分异构体的结构简式_______。
①苯环上有6个取代基
②可以与NaOH溶液反应,1 mol Y最多可以消耗3 mol NaOH
③核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为1:2:3:12
热点设问05 设计给定物质的合成路线
析典例·明思路
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
以和CH3MgBr合成
。
2.(2026·上海青浦区高三学业质量调研)药物替卡格雷可用于治疗血栓性心血管疾病。L是合成替卡格雷的重要中间体,其一种合成路线如图。(部分条件和试剂已省略)
已知:“—Boc”是一种常见的保护基,其结构为。
(9) 结合题目信息,以苯甲醇()为唯一有机原料,设计路线合成_______。(无机试剂任选)
研考点·通技法
第一步:从目标产物的结构出发
先观察目标产物的结构特点,特别是观察目标产物中所含的官能团。
第二步:目标产物中碳骨架与原料物质中碳骨架的联系
分析原料物质中碳骨架的变化和官能团的引入(或转化),结合已知信息或利用合成路线的某些片段,采用逆推或正推法初步分析合成思路。
第三步:拆分
从目标产物出发逆推,切断关键的官能团或化学键,拆分得到反应物(或原料);从原料正推得到中间产物。
第四步:合成
根据之前拆分的步骤和关键物质从原料正向梳理,设计合成路线。
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
……。
破类题·提能力
1.(2026·上海宝山区高三质量监测)盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物,其部分合成路线如下图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:为平面结构。
(8)参照以上合成路线,写出以、乙醇和乙酸乙酯为主要原料制备的合成路线___________。(无机试剂任选)
2.(2026·上海普陀区高三质量调研)(9)合成化合物F的过程中会生成一种中间产物M[(CH3)2NCH2CH(COOH)2],设计以甲醇(CH3OH)、丙二醛()为原料,制备化合物M的合成路线___________ (无机试剂任用)。
(合成路线常用的表示方式为:)
提示:①
②
3.(2025·上海市华东师范大学附属周浦中学高三期中考试)H是合成香料的原料,具有一种甜美的药草和烟草香气,以A为原料制备H的合成路线如图所示:
已知:①。②。
③合成路线中的D是含有5个碳原子的有机化合物。
(9)根据已知信息,写出以和HC≡C-COOCH3为原料,合成的路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用) 。
4.(2025·上海市杨浦高级中高三期中考试)L是一种治疗自主神经功能障碍药物的活性成分,以A为原料合成L的流程如图所示。
参考合成L的流程图,设计以苯乙醛为原料制备吸湿性高分子材料()的合成路线 。(无机试剂任选)(可表示为)
5.(2026·上海嘉定区高三质量调研)抗高血压药替米沙坦的一种合成路线如下(部分条件省略):
已知:
(9)参照上述合成路线,以邻硝基甲苯及CH3CH2COCl为原料,设计合成的路线______(无机试剂任选)。
(合成路线可表示为:AB……目标产物)
刷模拟
1.(2026·上海浦东新区高三模拟)化合物G是一种治疗白血病的药物博舒替尼的中间体,合成路线如下(部分反应条件已省略):
回答下列问题:
(1)A中能与钠反应的官能团名称是________。
(2)B的结构简式是________,D→E的反应类型为________。
(3)请从结构的角度解释为什么B→C的转化断裂的是C-Br键而不是C-Cl键________。
(4)下列物质碱性由强到弱的顺序是________。(填序号)
① ② ③
(5)F中碳原子的杂化方式有________种F在一定条件下反应,除了生成G之外,还生成________(写结构简式)。
(6)写出任意一种满足下列条件的A的同分异构体________。
①苯环上有三个取代基;②l mol该物质能与4 mol氢氧化钠反应;③有4种不同化学环境氢原子
(7)根据上述信息,写出以邻氨基苯甲酸甲酯()为主要原料合成的路线________(其他试剂任选)。
2.(2026·上海黄浦区南模中学高三模拟)有机物G的一种合成路线如下图所示:
(1)有机物G中官能团的结构简式为___________。
(2)反应②还需的反应物和条件是___________。
(3)化合物B的结构简式为___________。
(4)反应①的第一步反应和反应③第二步反应的反应类型分别为___________。
A. 取代 消去 B. 加成 加成 C. 取代 加成 D. 加成 消去
(5)下列关于F和G,下列说法正确的是___________。(不定项)
A. 和均含有2个手性碳
B. 等量的和最多消耗的量相同
C. 化合物既能发生消去反应,又能发生氧化反应。
D. 的水解产物之一可以与乙二醇发生缩聚反应
(6) G与足量氢氧化钠溶液在加热条件下发生的化学反应方程式为___________。
(7)写出一种D的符合下列条件同分异构体的结构简式:___________。
Ⅰ.含有苯环,能与反应放出H2;
Ⅱ.能够使希夫试剂显紫红色;
Ⅲ.核磁共振氢谱显示峰面积之比为。
(8)已知:。设计以1,3—丁二烯、和为原料制取的路线图(无机试剂及有机溶剂任用)___________。
刷真题
1.(2025·上海市普通高中学业水平等级性考试)化合物G是合成降血压药物福辛普利的中间体。其一种合成路线如下:
已知:
(1)化合物A中含氧官能团的结构简式为_______、_______。
(2)设计反应1的作用是_______。
(3)反应2的反应类型是_______。
A.消去反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应
(4)化合物D中含有_______个手性碳原子。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)反应4在生成E的同时会生成其同分异构体H,H的结构简式为_______。
(6)下列关于化合物E的说法中正确的是_______。
A.碳的杂化方式有sp2和sp两种 B.能与茚三酮发生显色反应
C.能与NaHCO3反应产生CO2 D.能形成分子间氢键
(7)化合物I是F的同分异构体,I水解后生成J和K,J和K满足一下条件:
i.J是一种含有3个碳原子的α-氨基酸;
ii.K遇FeCl3溶液显紫色;
iii.核磁共振氢谱显示分子K中苯环上含有2种化学环境不同的氢原子
写出一种满足上述条件的I的结构简式_______。
(8)反应6的试剂和条件是_______。
(9)结合题目中的信息,写出与为有机原料合成的路线_______。
(无机试剂任选,合成路线表示为:MN……目标产物)
2.(2024·上海市普通高中学业水平等级性考试)瑞格列奈的制备。
(1)瑞格列奈中的含氧官能团除了羧基、醚键,还存在 。
(2)反应①的反应类型为_______。
A.还原反应 B.消去反应 C.取代反应 D.氧化反应
(3)反应②的试剂和条件是 。
(4)D的分子式是C11H13OF,画出D的结构简式 。
(5)化合物D有多种同分异构体,写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式 。
i.芳香族化合物,可以发生银镜反应;
ii.核磁共振氢谱中显示出3组峰,其峰面积之比为6:6:1。
(6)G对映异构体分离后才能发生下一步反应
①G中有 个手性碳
②已知,用和谷氨酸可制备,该物质可用于分离对映异构体。谷氨酸的结构简式为: 。检验谷氨酸的试剂是 。
A.硝酸 B.茚三酮 C. NaOH D.NaHCO3
(7)用与G可直接制取H。但产率变低,请分析原因 。
(8)以和CH3MgBr合成 。
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