3.5 有机合成【上好课】高二化学深度学习辅导讲义（人教版选择性必修3）

本讲义聚焦有机合成核心知识点，系统梳理有机合成的概念、原则，碳骨架构建（增长、缩短、成环反应），官能团引入与转化（引入方法、消除、保护）及合成设计方法（正推、逆推法），搭建从烃的衍生物性质到复杂有机物合成的学习支架。 该资料特色在于整合碳骨架与官能团变化规律，通过10余种碳链增长反应、多种官能团引入方法等实例，培养科学思维中的证据推理与模型建构能力。融入绿色化学原则和有机合成发展史，渗透科学态度与责任。典例与变式题结合，课中辅助教师构建知识网络，课后帮助学生强化应用，查漏补缺。

第三章 烃的衍生物 第五节 有机合成 要点 1 有机合成的基础 1．有机合成的概念 有机合成指利用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子的过程方法 2．有机合成的任务和过程 3．有机合成的原则 （1）尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高 （2）原料、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、低毒、低污染 （3）符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放 （4）按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中，要注意先后顺序，以及对先引入的官能团的保护 要点 2 有机合成中的碳骨架的构建 构建碳骨架：有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 1. 碳链的增长 ①炔烃与HCN加成反应 ②醛、酮与HCN加成反应 ③羟醛缩合反应：醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(αH)受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活性。分子内含有αH的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β羟基醛，该产物易失水，得到α，β不饱和醛 ④卤代烃与NaCN的反应 CH3CH2Cl＋NaCNCH3CH2CN(丙腈)＋NaCl ⑤卤代烃与炔钠的反应 2CH3C≡CH＋2Na2CH3C≡CNa＋H2 CH3C≡CNa＋CH3CH2ClCH3C≡CCH2CH3＋NaCl ⑥醛、酮与格氏试剂反应 (R1、R2为烃基或氢原子) ⑦苯环与卤代烃反应(傅克反应) ⑧苯环与酰卤反应 ⑨卤代烃和钠反应 2R—Cl＋2NaR—R+2NaCl ⑩乙炔自身加成 2CH≡CHCH2==CH—C≡CH 2. 碳链的缩短 ①烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应 ②炔烃与酸性高锰酸钾溶液反应 ③芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化 ④脱羧反应 ⑤烃的裂化或裂解反应 C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8 ⑥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. 碳链成环 ①第尔斯阿尔德反应：共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3丁二烯)与含碳碳双键(三键)的化合物在一定条件下发生第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction)，得到环加成产物，构建了环状碳骨架 ；； ②羟基酸酸的酯化成环(以“乳酸”为例) 两分子乳酸酯化成环状 一分子乳酸酯化成环状 ③多元羧酸与多元醇的酯化成环 ④氨基酸的成环 两分子氨基酸成环 一分子氨基酸成环 ⑤形成环醚 要点 3 官能团的引入 方法 举例 引入碳碳 双键[来源:Z#xx#k.Com] 醇、卤代烃的消去反应[来源:学科网ZXXK] CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2O CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O[来 炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应 +HClCH2=CHCl 引入卤素 原子 炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 CH2=CH2+HClCH3CH2Cl +HClCH2CHCl 烷烃、芳香烃的取代反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl +3Cl2+3HCl +Cl2+HCl 醇与氢卤酸(HX)的取代反应 R—OH+HXR—X+H2O 引入羟基 烯烃与水的加成反应 CH2CH2+H2O CH3CH2OH 醛、酮的还原反应 RCHO+H2RCH2OH 卤代烃、酯的水解 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr +H—OH 羧酸在一定条件下被还原 RCOOHRCH2OH 引入羰基 醇的催化氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 2(CH3)2C=O 引入羧基 醛的氧化反应 2CH3CHO+O22CH3COOH 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 CH3CHCHCH32CH3COOH 酯的水解 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH 要点 4 官能团的转化 1. 官能团的消除 ①通过加成反应可以消除或。如：CH2=CH2+H2CH3CH3 ②通过消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O ③通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 2. 官能团的改变 ①利用官能团的衍生关系进行衍变，如R—CH2OHR—CHOR—COOH； ②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CH3CH2OHCH2==CH2Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH； ③通过某种手段改变官能团的位置，如 。 3. 官能团的保护与恢复 (1)碳碳双键：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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—CH==CH—COOH。 (2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 (3)醛基：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ① ② (4)氨基：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。 要点 5 有机合成的设计方法 1．从原料出发设计合成路线的方法步骤 基础原料通过有机反应形成一段碳链或连上一个官能团，合成第一个中间体；在此基础上，利用中间体的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成出第二个中间体……经过多步反应，最后得到具有特定结构和功能的目标化合物。 示例：以乙烯为原料合成乙酸 合成路线一 合成路线二 2．从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路 （1）基本思路 在目标化合物的适当位置断开相应的化学键，目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物；接下来继续断开中间体适当位置的化学键，使其可以从更上一步的中间体反应得来；依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和合成路线。可以用符号“”表示逆推过程，用箭头“→”表示每一步转化反应 （2）逆合成分析法设计有机合成路线的思维程序 ①观察目标分子结构，即目标分子的碳架特征，以及官能团的种类和位置 ②由目标分子逆推原料分子，并设计合成路线，即目标分子碳架的构建，以及官能团引入和转化 ③依据绿色合成的思想，对不同的合成路径进行优选 （3）逆向合成分析法应用例析：利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程 ①逆合成分析思路 ②具体拆分步骤如下 ③写出正向合成路线图 要点 6 有机合成路线的设计 1．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 2．有机合成路线设计思路 3．常见的有机合成路线 （1）一元化合物合成路线 CH2==CH2CH3CH2XCH3CH2OHCH3CHOCH3COOH酯 （2）二元化合物合成路线 CH2==CH2CH2XCH2XHOH2CCH2OHOHCCHOHOOCCOOH 链酯、环酯、聚酯 （3）芳香化合物合成路线 ① ② 4．解决有机合成题的基本步骤 第一步：要正确判断合成的有机物属于何种有机物，它带有什么官能团，它和哪些知识、信息有关，它所在的位置的特点等 第二步：根据现有原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段(小分子化合物)拼接衍变，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。 第三步：将正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择出最佳合成方案 要点 7 有机合成的发展史 （1）20世纪初，维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。十几年后，罗宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。 （2）20世纪中后期，伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物。 （3）科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。 总之，有机合成的发展，使人们不仅能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物，还可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。 命题点 1 官能团的引入 典例1(25-26高二下·山东·课前预习) 已知反应类型：(a)酯化反应，(b)取代反应，(c)消去反应，(d)加成反应，(e)水解反应，其中能在有机化合物的分子中引入羟基官能团的正确组合有 A．(a)(b)(c) B．(a)(d)(e) C．(b)(d)(e) D．(b)(c)(d)(e) 变式1 (25-26高二下·全国·课后作业)官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案，请判断其中无法实现的是 A．一卤代烃的水解 B．腈(RCN)在酸性条件下水解 C．醛的氧化 D．烯烃的氧化 变式2(25-26高二下·山东·单元测试)在有机合成中官能团的引入或改变是极为重要的，下列说法正确的是 A．甲苯在光照下与反应，主反应为苯环上引入氯原子 B．引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原 C．将与酸性溶液反应即可得到 D．、、三种单体在一定条件下发生加成、酯化反应即可得到 命题点 2 碳骨架的构建 典例1(24-25高二下·辽宁沈阳·期中) 已知醛或酮可与格氏试剂()发生加成反应，所得产物经水解可得醇如图所示： (这里R、、表示烃基可以相同也可以不同，X代表卤素原子，下同) 若用此种方法制取2-甲基-2-丁醇，可选用的醛或酮与格氏试剂是 A．与 B．与 C．丙酮与 D．乙醛与() 变式1 (24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知双烯合成（）是重要的环化反应，则根据该原理，合成的物质不可能是 A．和 B．和 C．和 D．和 变式2(23-24高二下·贵州·月考)卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是 A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B． C． D．CH3CH2CH2CH2Br 命题点 3 官能团的转化 典例1(2026·浙江·二模)以异丁醛(M)为原料制备化合物的合成路线如下，下列说法不正确的是 A．可以是 B．化合物中和杂化的原子个数比为1:4 C．的过程中可能发生了加成和消去反应 D．过程中有生成 变式1 (25-26高二下·北京·期中)在有机合成中，常需引入和转化官能团，下列合成方案不是最优路线的是 A．乙烯→乙二醇：CH2=CH2→CH2BrCH2Br→CH2OHCH2OH B．溴乙烷→乙醇：CH3CH2Br→CH2=CH2→CH3CH2OH C．1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2Br→CH3CH2CH=CH2→CH3CH2CHBrCH2Br→CH3CH2C≡CH D．乙烯→乙酸乙酯：CH2=CH2→CH3CH2OH→CH3COOH→CH3COOCH2CH3 变式2(25-26高三下·福建福州·开学考试)5，5-二甲基海因(简称DMH)是一种用途很广的有机合成中间体，也是具有一定刚性的杂环化合物，可用于制备一系列有价值的衍生物，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．反应②中有水生成 B．DMH中只含1种官能团 C．图中含手性碳原子的有机物有1种 命题点 4 有机物的开环和成环 典例1(25-26高二下·四川广安·阶段检测)已知。若要合成，则所用的原料可为 A．2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔 B．1，3-戊二烯和2-丁炔 C．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 D．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和乙炔 变式1 (25-26高二下·重庆·期中)已知共轭二烯烃与烯烃或炔烃可以发生反应生成六元环状化合物(DA反应)如下： 则异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)与丙烯发生上述反应，生成的产物的结构简式可能是 A． B． C． D． 变式2(25-26高二下·河北保定·期中)Diels-Alder反应是有机合成中重要的化学反应。某Diels-Alder反应机理如图，下列说法正确的是 A．化合物X为该反应的催化剂 B．可用酸性溶液或红外光谱仪鉴别Ⅲ和Ⅴ C．反应历程中存在极性键和非极性键的断裂与形成 D．若化合物Ⅲ为，按照该反应机理Ⅴ为 命题点 5 官能团的保护与复原 典例1(24-25高二下·北京朝阳·期末)尼泊金酯可用作食品、化妆品防腐剂，合成路线如下。下列说法不正确的是 A．E与F可以用溶液鉴别 B．M与N互为同系物 C．可以循环利用 D．①的作用是引入保护基，③的作用是脱除保护基 变式1 (2026·河南开封·一模)Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如图。下列说法错误的是 A．E中存在官能团酰胺基和氨基 B．F和G生成X时，原子利用率为100% C．Y水解可得到E和G D．Y的合成过程中进行了官能团保护 变式2(24-25高二下·江苏南通·期中)一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下，下列说法正确的是 A．因为物质W分子间存在氢键，所以W在水中的溶解度比Y大 B．物质X久置于空气中不易变质 C．用溶液可以检验物质Y是否完全转化成Z D．设计反应W→X的目的是保护羧基和另外一个酚羟基 命题点 6 有机合成路线设计 典例1(2026高二下·黑龙江辽宁·专题练习)下列有机合成路线设计合理的是 A． B． C． D．CH3C≡CH 变式1 (24-25高二下·四川成都·期末)有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是 A． B． C． 变式2(24-25高二上·上海·期末)在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线不简洁的是 A． B．溴乙烷乙醇： C．1-溴丁烷-丁炔： D． 点拨 1 有机合成类推断题的突破口 特征反应 反应条件 卤代烃的水解 NaOH水溶液并加热 卤代烃的消去 NaOH的乙醇溶液并加热 烷烃(或烷烃基)的取代 Cl2、光照 点拨 2 典型的官能团的转化关系 点拨 3 常见的有机合成推断方法 (1)正合成分析法 即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。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： (2)逆合成分析法 即从目标分子着手，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。 逆合成分析示意图 ①逆推法合成乙二酸二乙酯 ②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯 通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示： ③综合推理法 设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决。 ◆能力强化练 1．一种合成重要有机原料Q的路线如图所示。下列说法错误的是 A．反应①符合绿色化学的理念 B．M、N均能发生加成反应、氧化反应 C．Ｐ中含有碳碳双键和羟基两种官能团 2．化合物M合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．与足量反应可产生 B．设计的目的是为了保护X中特定位置的羟基 C．可能存在芳香族化合物与M互为同分异构体 D．可用酸性溶液鉴别Z和M 3．工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯，下列反应①-⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。下列说法正确的是 A．反应除④外全部为取代反应 B．有机物A的系统命名为对氯甲苯 C．③的反应物对甲基苯酚与苯乙醇互为同系物 D．合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是增强甲基的活性 4．化合物M是合成药物中间体，其合成部分流程如下： 以下说法不正确的是 A．步骤①发生了取代反应 B．化合物Ⅱ可与醋酸发生酯化反应 C．设计步骤①和③的目的是保护羟基不被氧化 5．高分子是医用黏合剂的主要成分，能使医用胶快速固化，黏结强度高。合成的一条路线如图所示。下列说法正确的是 A．与官能团相同的的同分异构体数目大于6 B．只有综合利用红外光谱和质谱法才可以区分和 C．在水中的溶解度大于的原因是分子间能够形成氢键 D．不能水解，容易造成白色污染 6．胡妥油（I）可用作香料的原料，它的一条合成路线如下： 已知： 下列说法正确的是 A．X是丙酸 B．I的核磁共振氢谱图有4组峰 C．G在Cu催化下与氧气加热反应生成醛 7．化合物Z是一种药物合成中间体，其合成路线如下： 下列说法错误的是 A．X与足量H2加成后的产物中有3个手性碳原子 B．可用银氨溶液检验Y中是否含有X C．Y→Z有H2O生成 D．1molZ与足量NaOH溶液反应，最多消耗3molNaOH 8．布洛芬是生活中一种常用的退烧药，具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种以A为原料制备布洛芬(F)的合成路线如图。 (1)的反应类型为___________。 (2)写出D中含氧官能团的名称：___________，每个D分子中手性碳原子数为___________。 (3)在均参与反应的条件下，请写出的化学方程式为：___________。 (4)写出E的结构简式：___________。 (5)布洛芬的某种同系物X的分子式为C9H10O2，其符合下列条件的X的同分异构体Y共有___________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的Y的结构简式为___________。 ①苯环上有两个取代基；②能发生银镜反应；③1molY最多能与1molNaOH溶液反应。 (6)缓释布洛芬可长时间维持退烧、镇痛效果，请以布洛芬、乙二醇和一种有机物为原料，设计路线合成缓释布洛芬(无机试剂任选)。请在下方横线上填写相应产物，括号内填写所需有机反应物的名称和反应条件__________、__________、__________。 (缓释布洛芬) 9．相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为。 已知：Ⅰ． Ⅱ．(苯胺，易被氧化) 请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题： (1)水杨酸()中所含官能团的名称为_____，鉴别阿司匹林与水杨酸可选用化学试剂为_____，现象为_____。 (2)反应③和反应④的反应类型分别是_____、_____。 (3)反应⑤的化学方程式是_____。 (4)有机物M是G的同系物，相对分子质量比G大14，同时满足以下条件的M的同分异构体有_____种(不考虑立体异构)。 ①和-COOH直接连在苯环上； ②1mol该有机物至少能与2mol氢氧化钠反应； ③苯环上只有3个取代基。 其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为_____、_____。 (5)图示合成反应流程表示由A和其他无机物(溶剂任选)合成最合理的方案。已知第ⅰ步和第ⅲ步为加成反应，请写出第ⅳ步反应的化学方程式：_____。 ◆综合拔高练 10．5,5二甲基海因(简称DMH)是一种用途很广的有机合成中间体，也是具有一定刚性的杂环化合物，可用于制备一系列有价值的衍生物，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．反应②中有水生成 B．DMH中只含1种官能团 C．反应①和反应③的原子利用率均为100% D．图中核磁共振氢谱有2组峰的有机物有3种 11．醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如图所示。 下列说法不正确的是 A．MO中所有碳原子可能共平面 B．②的反应类型为消去反应 C．HCHO和的混合物按①中原理反应，最多得到3种羟基醛 D．在有机合成中，可以利用羟醛缩合反应增长碳链 12．1-碘丁烷(Z)活性高，是有机合成中用于引入正丁基的重要砌块，可由1-丁醇(X)按照下列路线合成： 下列说法不正确的是 A．和水溶液加热也可制备 B．属于酯类 C．的同分异构体有6种(不包括) D．最多有13个原子共平面 13．有机物K的一种合成路线如图。下列说法正确的是 A．若原子利用率为100%，则X一定为 B．Y和Q可通过分别加入溶液，观察产生沉淀的颜色鉴别 C．Z的同分异构体中，核磁共振氢谱为2组峰的有2种 D．以乙烯和Y为有机原料，参照上述路线可合成 14．物质丁是合成某抗癌药物的中间体，其合成路线如下。 已知：两个羟基连在同一个碳上不稳定，会自动脱水。 下列说法错误的是 A．甲分子含有三种官能团 B．设计反应①和③的目的是保护醛基 C．反应①经历了加成反应和消去反应 D．反应③生成了丁和乙二醇 15．我国科学家研究发现光-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；代表苯基)，涉及①～⑤五种物质。下列说法正确的是 A．可以用溴水鉴别物质①与② B．生成⑤的反应类型为取代反应 C．③、④与⑤中均含有手性碳原子 16．化合物Z是一种药物的重要中间体，合成路线如下图所示。下列说法正确的是 A．X与氢气发生加成反应的产物具有3个手性碳 B．X与发生了取代反应生成Y C．Z能发生氧化、取代、消去、缩聚等反应 D．Z中的碳碳双键可以通过溴水进行检验 17. 神经病理性疼痛治疗药物米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图 已知： (1)B的分子式___________。 (2)的官能团名称为___________。 (3)Ⅳ的反应类型为___________。 A．加成反应 B．还原反应 C．取代反应 D．氧化反应 (4)反应Ⅰ的化学方程式为___________。 (5)用“*”标出米洛巴林分子中的手性碳_________。 (6)米洛巴林的同分异构体F，同时满足下列条件： ①属于芳香族化合物且能与发生显色反应； ②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为9：6：2：2。 则F的结构简式为___________、___________。(写2种，且此2种异构体苯环上取代基个数不同) (7)Ⅵ为成盐反应，从药物吸收的角度，该步反应的目的可能是___________。 (8)参照上述合成路线，设计仅由和两种有机原料制备(无机试剂任选)________。(合成路线表示为：MN……目标产物) 18．化合物Ⅰ()是一种重要的化工原料，它的一种合成路线图如下： 已知： 请回答： (1)化合物B中所含官能团名称是___________。 (2)写出化合物X的结构简式___________。 (3)下列说法正确的是___________。 A．F→G的反应类型属于还原反应 B．在水溶液中碱性，原因是比更稳定 C．从整个过程看，D→E的目的是保护羰基 D．化合物H中有2个手性碳原子 (4)写出E→F的化学方程式___________。 (5)A→B的过程中可能生成一种含有12个C原子的副产物，请写出该副产物的结构简式___________。 (6)以丙酮和乙醇为有机原料，设计化合物的合成路线___________(用流程图表示，无机试剂任选)。 ◆高考真题练 19．（2026·浙江卷）天然化合物X是一种生物活性物质，某研究小组通入如下流程制备化合物X(部分流程及反应条件已省略)： 已知：①PCC是选择性氧化剂，可能把醇氧化成醛或酮； ②是强还原剂，可以把醛或酮还原成醇； ③ (1)A的官能团名称：_______。 (2)A→B的原子利用率为100%，则M为_______。 (3)D的结构简式为：_______。 (4)下列选项不正确的是_______。 A．C具有一定的还原性 B．F→G的反应为加成反应 C．E、F分别发生消去反应得到的产物均不含有手性碳原子 D．1 mol X与足量NaOH反应，最多消耗4 mol NaOH (5)E→F的过程中会产生少量F的同分异构体H，请利用实验区分F和H：_______(只需写出试剂和现象)。 (6)是重要的化工原料。以和为有机原料，设计化合物的合成路线_______(用流程图表示，无机试剂任选)。 20．（2025·上海卷）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．碳的杂化方式有和两种 B．能与茚三酮发生显色反应 C．能与反应产生 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) 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 烃的衍生物 第五节 有机合成 要点 1 有机合成的基础 1．有机合成的概念 有机合成指利用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子的过程方法 2．有机合成的任务和过程 3．有机合成的原则 （1）尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高 （2）原料、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、低毒、低污染 （3）符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放 （4）按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中，要注意先后顺序，以及对先引入的官能团的保护 要点 2 有机合成中的碳骨架的构建 构建碳骨架：有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 1. 碳链的增长 ①炔烃与HCN加成反应 ②醛、酮与HCN加成反应 ③羟醛缩合反应：醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(αH)受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活性。分子内含有αH的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β羟基醛，该产物易失水，得到α，β不饱和醛 ④卤代烃与NaCN的反应 CH3CH2Cl＋NaCNCH3CH2CN(丙腈)＋NaCl ⑤卤代烃与炔钠的反应 2CH3C≡CH＋2Na2CH3C≡CNa＋H2 CH3C≡CNa＋CH3CH2ClCH3C≡CCH2CH3＋NaCl ⑥醛、酮与格氏试剂反应 (R1、R2为烃基或氢原子) ⑦苯环与卤代烃反应(傅克反应) ⑧苯环与酰卤反应 ⑨卤代烃和钠反应 2R—Cl＋2NaR—R+2NaCl ⑩乙炔自身加成 2CH≡CHCH2==CH—C≡CH 2. 碳链的缩短 ①烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应 ②炔烃与酸性高锰酸钾溶液反应 ③芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化 ④脱羧反应 ⑤烃的裂化或裂解反应 C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8 ⑥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. 碳链成环 ①第尔斯阿尔德反应：共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3丁二烯)与含碳碳双键(三键)的化合物在一定条件下发生第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction)，得到环加成产物，构建了环状碳骨架 ；； ②羟基酸酸的酯化成环(以“乳酸”为例) 两分子乳酸酯化成环状 一分子乳酸酯化成环状 ③多元羧酸与多元醇的酯化成环 ④氨基酸的成环 两分子氨基酸成环 一分子氨基酸成环 ⑤形成环醚 要点 3 官能团的引入 方法 举例 引入碳碳 双键[来源:Z#xx#k.Com] 醇、卤代烃的消去反应[来源:学科网ZXXK] CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2O CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O[来 炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应 +HClCH2=CHCl 引入卤素 原子 炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 CH2=CH2+HClCH3CH2Cl +HClCH2CHCl 烷烃、芳香烃的取代反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl +3Cl2+3HCl +Cl2+HCl 醇与氢卤酸(HX)的取代反应 R—OH+HXR—X+H2O 引入羟基 烯烃与水的加成反应 CH2CH2+H2O CH3CH2OH 醛、酮的还原反应 RCHO+H2RCH2OH 卤代烃、酯的水解 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr +H—OH 羧酸在一定条件下被还原 RCOOHRCH2OH 引入羰基 醇的催化氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 2(CH3)2C=O 引入羧基 醛的氧化反应 2CH3CHO+O22CH3COOH 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 CH3CHCHCH32CH3COOH 酯的水解 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH 要点 4 官能团的转化 1. 官能团的消除 ①通过加成反应可以消除或。如：CH2=CH2+H2CH3CH3 ②通过消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O ③通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 2. 官能团的改变 ①利用官能团的衍生关系进行衍变，如R—CH2OHR—CHOR—COOH； ②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CH3CH2OHCH2==CH2Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH； ③通过某种手段改变官能团的位置，如 。 3. 官能团的保护与恢复 (1)碳碳双键：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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—CH==CH—COOH。 (2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。 (3)醛基：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ① ② (4)氨基：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。 要点 5 有机合成的设计方法 1．从原料出发设计合成路线的方法步骤 基础原料通过有机反应形成一段碳链或连上一个官能团，合成第一个中间体；在此基础上，利用中间体的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成出第二个中间体……经过多步反应，最后得到具有特定结构和功能的目标化合物。 示例：以乙烯为原料合成乙酸 合成路线一 合成路线二 2．从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路 （1）基本思路 在目标化合物的适当位置断开相应的化学键，目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物；接下来继续断开中间体适当位置的化学键，使其可以从更上一步的中间体反应得来；依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和合成路线。可以用符号“”表示逆推过程，用箭头“→”表示每一步转化反应 （2）逆合成分析法设计有机合成路线的思维程序 ①观察目标分子结构，即目标分子的碳架特征，以及官能团的种类和位置 ②由目标分子逆推原料分子，并设计合成路线，即目标分子碳架的构建，以及官能团引入和转化 ③依据绿色合成的思想，对不同的合成路径进行优选 （3）逆向合成分析法应用例析：利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程 ①逆合成分析思路 ②具体拆分步骤如下 ③写出正向合成路线图 要点 6 有机合成路线的设计 1．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 2．有机合成路线设计思路 3．常见的有机合成路线 （1）一元化合物合成路线 CH2==CH2CH3CH2XCH3CH2OHCH3CHOCH3COOH酯 （2）二元化合物合成路线 CH2==CH2CH2XCH2XHOH2CCH2OHOHCCHOHOOCCOOH 链酯、环酯、聚酯 （3）芳香化合物合成路线 ① ② 4．解决有机合成题的基本步骤 第一步：要正确判断合成的有机物属于何种有机物，它带有什么官能团，它和哪些知识、信息有关，它所在的位置的特点等 第二步：根据现有原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段(小分子化合物)拼接衍变，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。 第三步：将正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择出最佳合成方案 要点 7 有机合成的发展史 （1）20世纪初，维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。十几年后，罗宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。 （2）20世纪中后期，伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物。 （3）科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。 总之，有机合成的发展，使人们不仅能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物，还可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。 命题点 1 官能团的引入 典例1(25-26高二下·山东·课前预习) 已知反应类型：(a)酯化反应，(b)取代反应，(c)消去反应，(d)加成反应，(e)水解反应，其中能在有机化合物的分子中引入羟基官能团的正确组合有 A．(a)(b)(c) B．(a)(d)(e) C．(b)(d)(e) D．(b)(c)(d)(e) 【答案】C 【解析】A．酯化反应是消除羟基的反应，不能引入羟基；取代反应可以引入羟基，但消去反应不能引入羟基，因此组合(a)(b)(c)不能确保引入羟基，A错误； B．酯化反应是消除羟基的反应，不能引入羟基；加成反应和水解反应可以引入羟基，但组合中包含酯化反应，因此该组合不正确，B错误； C．取代反应（如卤代烃水解）、加成反应（如烯烃水合）、水解反应（如酯水解）均能引入羟基，组合(b)(d)(e)正确，C正确； D．取代反应、加成反应和水解反应能引入羟基，但消去反应不能引入羟基（如醇脱水消除羟基），因此组合(b)(c)(d)(e)不能确保引入羟基，D错误； 故答案选C。 变式1 (25-26高二下·全国·课后作业)官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案，请判断其中无法实现的是 A．一卤代烃的水解 B．腈(RCN)在酸性条件下水解 C．醛的氧化 D．烯烃的氧化 【答案】A 【解析】A．一卤代烃的水解通常生成醇（如R-X→R-OH），无法直接引入羧基，因此无法实现，A符合题意； B．腈（RCN）在酸性条件下水解可生成羧酸（RCOOH），因此可以实现引入羧基，B不符合题意； C．醛的氧化可生成羧酸（如），因此可以实现引入羧基，C不符合题意； D．烯烃的氧化可使双键断裂生成羧酸（如R-CH=CH-R'→RCOOH+R'COOH），因此可以实现引入羧基，D不符合题意； 故答案选A。 变式2(25-26高二下·山东·单元测试)在有机合成中官能团的引入或改变是极为重要的，下列说法正确的是 A．甲苯在光照下与反应，主反应为苯环上引入氯原子 B．引入羟基的方法常有卤代烃和酯的水解、烯烃的加成、醛类的还原 C．将与酸性溶液反应即可得到 D．、、三种单体在一定条件下发生加成、酯化反应即可得到 【答案】B 【解析】A．甲苯在光照条件下与反应，主反应为甲基上的氢原子被氯原子取代，并非苯环上引入氯原子，A错误； B．卤代烃水解，酯的水解可生成羧基，烯烃与水加成，醚类与氢气还原均可引入羟基，该表述符合羟基引入的常见方法，B正确； C．中的碳碳双键和羟基均能被酸性溶液氧化，反应后无法得到，C错误； D．、、三种单体中没有羟基，不能发生酯化反应得到聚合物，D错误； 故选B。 命题点 2 碳骨架的构建 典例1(24-25高二下·辽宁沈阳·期中) 已知醛或酮可与格氏试剂()发生加成反应，所得产物经水解可得醇如图所示： (这里R、、表示烃基可以相同也可以不同，X代表卤素原子，下同) 若用此种方法制取2-甲基-2-丁醇，可选用的醛或酮与格氏试剂是 A．与 B．与 C．丙酮与 D．乙醛与() 【答案】A 【解析】2-甲基-2-丁醇的结构简式为HOC(CH3)2CH2CH3，根据得到的醇HOC(CH3)2CH2CH3反推，应该是水解得到，应该是CH3CH2COCH3和CH3MgX制得，或者是CH3COCH3和CH3CH2MgX制得，故A正确； 故答案为A。 变式1 (24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知双烯合成（）是重要的环化反应，则根据该原理，合成的物质不可能是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】B 【解析】 A．和发生双烯合成生成，A不符合题意；         B．该组合中没有共轭二烯烃，无法发生双烯合成，B符合题意； C．和发生双烯合成生成，C不符合题意；     D．和发生双烯合成生成，D不符合题意； 变式2(23-24高二下·贵州·月考)卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是 A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B． C． D．CH3CH2CH2CH2Br 【答案】A 【分析】根据题目信息：2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr，可知反应的原理为：碳溴键发生断裂，溴原子与钠形成溴化钠，与溴原子相连的碳相连形成新的碳碳键，若形成环状结构，分子中一定含有两个溴原子，据此完成解答。 【解析】A．CH2BrCH2CH2CH2CH2Br分子中含有两个溴原子，与钠发生反应可以生成环戊烷和NaBr，A符合题意； B．和钠以1：2反应生成1，4-二乙基环丁烷，B不符合题意； C．分子中含有3个溴原子，不能和钠反应生成环丁烷，C不符合题意； D．CH3CH2CH2CH2Br与金属钠反应后生成的是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3，D不符合题意； 故选A。 命题点 3 官能团的转化 典例1(2026·浙江·二模)以异丁醛(M)为原料制备化合物的合成路线如下，下列说法不正确的是 A．可以是 B．化合物中和杂化的原子个数比为1:4 C．的过程中可能发生了加成和消去反应 D．过程中有生成 【答案】B 【详解】A．反应物M：异丁醛，结构式为 ，它有一个α-氢原子；产物N的结构是 ，即3-羟基-2，2-二甲基丙醛。反应M → N这是一个典型的交叉羟醛缩合反应（Crossed Aldol Condensation）。异丁醛（M）在碱性条件下，其α-碳原子失去一个质子，形成一个亲核的碳负离子。这个碳负离子进攻另一个醛的羰基碳。为了让产物是N，被进攻的醛必须只有一个碳原子，也就是甲醛（HCHO），A正确； B．化合物N中杂化原子为醛基（-CHO）中的C和O，共2个。杂化原子为中心季碳C、两个甲基C、亚甲基C、羟基O，共 个。因此和杂化的原子个数比为2：5，B错误； C．N到P的过程形成了新的碳-碳键和碳-碳双键，这确实涉及了加成和消去反应，C正确； D．P到Q的反应分为3步，首先是酯在碱性条件下的水解，得到和，随后经酸化得到，最后发生分子内酯化并脱羧，会生成，D正确； 故选B。 变式1 (25-26高二下·北京·期中)在有机合成中，常需引入和转化官能团，下列合成方案不是最优路线的是 A．乙烯→乙二醇：CH2=CH2→CH2BrCH2Br→CH2OHCH2OH B．溴乙烷→乙醇：CH3CH2Br→CH2=CH2→CH3CH2OH C．1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2Br→CH3CH2CH=CH2→CH3CH2CHBrCH2Br→CH3CH2C≡CH D．乙烯→乙酸乙酯：CH2=CH2→CH3CH2OH→CH3COOH→CH3COOCH2CH3 【答案】B 【详解】A．乙烯先和溴单质加成得到1,2-二溴乙烷，再经碱性水解得到乙二醇，反应步骤少、副反应少，是最优路线，A不符合题意； B．溴乙烷直接在氢氧化钠水溶液中加热发生取代反应即可一步制得乙醇，该方案额外经过消去、加成两步，反应流程冗余，不是最优路线，B符合题意； C．1-溴丁烷先发生消去反应得到1-丁烯，再与溴加成得到1,2-二溴丁烷，最后经两次消去反应得到1-丁炔，反应设计合理，是最优路线，C不符合题意； D．乙烯先和水加成得到乙醇，乙醇催化氧化得到乙酸，乙醇和乙酸发生酯化反应得到乙酸乙酯，反应路径合理，是最优路线，D不符合题意； 故选B。 变式2(25-26高三下·福建福州·开学考试)5，5-二甲基海因(简称DMH)是一种用途很广的有机合成中间体，也是具有一定刚性的杂环化合物，可用于制备一系列有价值的衍生物，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．反应②中有水生成 B．DMH中只含1种官能团 C．图中含手性碳原子的有机物有1种 D．反应①和反应③的原子利用率均为100% 【答案】C 【详解】A．反应②中化合物II的羟基被氨基取代，化合物II脱去一个羟基，NH3脱去H，生成水，A正确； B．根据DMH的结构，所含官能团均为酰胺键，属于同一种官能团，因此只含1种官能团，B正确； C．I、II、III、IV、DMH中的饱和碳原子上均至少有2个相同的基团，不满足手性碳要求，故没有手性碳原子，C错误； D．反应①是丙酮与HCN的加成反应，产物只有II，原子利用率100%；反应③是氨基与发生加成反应生成，所有原子全部进入产物IV，原子利用率100%， D正确； 故答案为C。 命题点 4 有机物的开环和成环 典例1(25-26高二下·四川广安·阶段检测)已知。若要合成，则所用的原料可为 A．2-甲基-1，3-丁二烯和2-丁炔 B．1，3-戊二烯和2-丁炔 C．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 D．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和乙炔 【答案】A 【详解】A．2-甲基-1,3-丁二烯含1个甲基，2-丁炔含2个甲基，二者发生狄尔斯-阿尔德（D-A）环加成反应时，取代基的位置和总数量与目标产物完全匹配，可合成目标产物，A正确； B．1,3-戊二烯的甲基位于共轭双键的末端，与2-丁炔反应后，产物的甲基位置与目标产物不符，B错误； C．2,3-二甲基-1,3-戊二烯与乙炔反应得到的产物，虽然总甲基数为3个，但取代基的位置完全不符合目标产物结构，C错误； D．2,3-二甲基-1,3-丁二烯含2个甲基，乙炔无甲基，反应后产物仅含2个甲基，与目标产物的3个甲基数量不匹配，D错误； 故答案选A。 变式1 (25-26高二下·重庆·期中)已知共轭二烯烃与烯烃或炔烃可以发生反应生成六元环状化合物(DA反应)如下： 则异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)与丙烯发生上述反应，生成的产物的结构简式可能是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】 根据1，3-丁二烯与乙烯反应知，1，3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂中间形成一个碳碳双键，边上两个半键与乙烯中的两个半键相连构成环状，类比1，3-丁二烯与乙烯的加成反应分析异戊二烯（2-甲基-1，3-丁二烯)与丙烯反应的产物； 【详解】 异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)的结构简式为，丙烯的结构简式为，异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)与丙烯反应，异戊二烯的两个碳碳双键断裂，中间两个半键形成碳碳双键，边上两个半键与丙烯中的两个半键相连接形成环状，所以生成物是或，答案选D。 变式2(25-26高二下·河北保定·期中)Diels-Alder反应是有机合成中重要的化学反应。某Diels-Alder反应机理如图，下列说法正确的是 A．化合物X为该反应的催化剂 B．可用酸性溶液或红外光谱仪鉴别Ⅲ和Ⅴ C．反应历程中存在极性键和非极性键的断裂与形成 D．若化合物Ⅲ为，按照该反应机理Ⅴ为 【答案】C 【详解】A．从反应循环可知：X在第一步反应生成，在后续反应中被消耗，属于反应的中间产物；催化剂是反应前投入、反应后生成，该反应的催化剂是化合物Ⅳ，不是X，A错误； B．Ⅲ和Ⅴ中含有不同官能团，可以用红外光谱鉴别二者，Ⅲ是环戊二烯，含碳碳双键；Ⅴ中也含有碳碳双键，二者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能用酸性鉴别二者，B错误； C．在反应历程中，如步骤中，需要断裂反应物Ⅱ中碳碳双键的键（碳碳键为非极性键），同时形成生成物Ⅵ的碳碳键（非极性键）；此外在步骤中，反应物Ⅰ中的醛基的（极性键）、反应物Ⅳ中的（极性键）会断裂，后续又会形成生成物Ⅱ中的（极性键），因此反应历程中确实存在极性键和非极性键的断裂与形成，C正确； D．若化合物Ⅲ为，按照该反应机理可生成和 ，D错误； 故选C。 命题点 5 官能团的保护与复原 典例1(24-25高二下·北京朝阳·期末)尼泊金酯可用作食品、化妆品防腐剂，合成路线如下。下列说法不正确的是 A．E与F可以用溶液鉴别 B．M与N互为同系物 C．可以循环利用 D．①的作用是引入保护基，③的作用是脱除保护基 【答案】B 【分析】物质E是对甲基苯酚，含有酚羟基和甲基；反应①是E与反应生成物质F，即对甲基苯甲醚，在这个过程中，酚羟基上的氢被甲基取代，形成了甲氧基；反应②是F在酸性高锰酸钾条件下反应生成物质M，即对甲氧基苯甲酸，甲基被氧化成了羧基；反应③是M与 反应生成物质N，即对羟基苯甲酸；甲氧基被脱去甲基，重新变回酚羟基，同时生成；反应④是N与乙醇发生酯化反应，生成尼泊金酯。 【详解】A．物质E含有酚羟基，遇 溶液会发生显色反应；物质F不含酚羟基，遇溶液不会发生显色反应，因此，可以用溶液来鉴别E和F，A正确； B．同系物是指结构相似，在分子组成上相差一个或若干个原子团的化合物。物质M是含羧基和醚键的芳香族化合物；物质N是含有羧基和酚羟基的芳香族化合物。两者的官能团种类不同，结构不相似，不互为同系物，B错误； C．在反应①中，作为反应物被消耗；在反应③中，M与反应生成N的同时，会生成。因此，反应③生成的可以作为原料重新用于反应①，实现循环利用，C正确； D．在反应②中，使用了强氧化剂高锰酸钾。如果直接氧化物质E，酚羟基很容易被氧化。因此，在反应①中将酚羟基转化为甲氧基，是为了保护酚羟基不被氧化。在引入羧基后，反应③又将甲氧基转化回酚羟基，这就是脱除保护基的过程，D正确； 答案选B。 变式1 (2026·河南开封·一模)Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如图。下列说法错误的是 A．E中存在官能团酰胺基和氨基 B．F和G生成X时，原子利用率为100% C．Y水解可得到E和G D．Y的合成过程中进行了官能团保护 【答案】C 【分析】E与(CH3)3CCOOH在一定条件下发生取代反应生成F，F与G在催化剂作用下发生聚合反应生成X，X在一定条件下发生水解反应生成Y和(CH3)3CCOOH。 【详解】A．从流程图中可以看出，E中存在的官能团有酰胺基和氨基，A正确； B．F和G发生加成聚合反应，只生成X一种产物，原子利用率为100%，B正确； C．Y水解时，可得到E和G的水解产物(酰胺基水解生成-COOH和-NH2)，得不到E和G，C错误； D．Y的合成过程中，使用(CH3)3CCOOH进行E中-NH2的保护，然后再水解释放出-NH2和(CH3)3CCOOH，D正确； 故选C。 变式2(24-25高二下·江苏南通·期中)一种治疗镰状细胞病药物的部分合成路线如下，下列说法正确的是 A．因为物质W分子间存在氢键，所以W在水中的溶解度比Y大 B．物质X久置于空气中不易变质 C．用溶液可以检验物质Y是否完全转化成Z D．设计反应W→X的目的是保护羧基和另外一个酚羟基 【答案】D 【详解】A．W在水中的溶解度比X在水中的溶解度大，是因为：W含2个羟基、1个羧基，羟基、羧基均易溶于水，且W能与水分子形成氢键，Z中酯基、醚键不溶于水，故A错误； B．物质X含有酚羟基，酚羟基易被氧化，久置于空气中易变质，故B错误； C．Z中含有酚羟基，只要有Z生成，就能与溶液发生显色反应，所以溶液不能检验物质Y是否完全转化成Z，故C错误； D．W→X是W中羧基、1个酚羟基发生反应，Y→Z又生成羧基、1个酚羟基，目的是保护羧基和另外一个酚羟基，故D正确； 故选D。 命题点 6 有机合成路线设计 典例1(2026高二下·黑龙江辽宁·专题练习)下列有机合成路线设计合理的是 A． B． C． D．CH3C≡CH 【答案】D 【详解】 A．酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，氧化醛基的同时也会氧化碳碳双键，和酸性高锰酸钾溶液反应不能生成，A错误； B．在的催化下和氯气发生取代反应时，取代的是苯环上的氢原子，取代侧链上的氢原子应该是光照条件，B错误；C．的消去反应需要氢氧化钠醇溶液加热，C错误； D．第一步丙炔与水加成反应生成的烯醇不稳定转化为丙酮，第二步反应丙酮与氢气加成得到2-丙醇，D正确； 故选D。 变式1 (24-25高二下·四川成都·期末)有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．与HCl在加热、催化剂条件下发生加成反应，可生成。 含有碳碳双键，在催化剂作用下能发生加聚反应，生成，该路线可达到目的，A正确； B．CH3CH2CH2Br在NaOH/醇、加热条件下发生消去反应，生成CH2 = CHCH3。CH2 = CHCH3与Br2/水发生加成反应，生成CH2BrCHBrCH3。CH2BrCHBrCH3在NaOH/水、加热条件下发生水解反应，生成CH2OHCHOHCH3，该路线可达到目的，B正确； C．甲苯与溴在FeBr3催化下，发生苯环上的取代反应，而不是侧链甲基上的取代，生成的是邻溴甲苯或对溴甲苯等，无法得到C6H5-CH2Br，后续水解也不能得到C6H5-CH2OH，该路线不能达到目的，C错误； D．CH2=CH2与H2O在催化剂作用下发生加成反应，生成CH3CH2OH。CH3CH2OH在KMnO4/H+条件下被氧化，生成CH3COOH，该路线可达到目的，D正确； 故答案选C。 变式2(24-25高二上·上海·期末)在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线不简洁的是 A． B．溴乙烷乙醇： C．1-溴丁烷-丁炔： D． 【答案】B 【详解】A．乙烯先加成后水解，路线设计合理简洁，A项不符合题意； B．溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热水解即可生成乙醇，合成路线不简洁，B项符合题意； C．1-溴丁烷先发生消去反应后再发生加成反应，存在2个卤素原子后发生消去反应可生成炔，路线设计合理简洁，C项不符合题意； D．乙烯先发生加成反应，存在2个卤素原子后发生消去反应可生成炔，路线设计合理简洁，D项不符合题意； 答案选B。 点拨 1 有机合成类推断题的突破口 特征反应 反应条件 卤代烃的水解 NaOH水溶液并加热 卤代烃的消去 NaOH的乙醇溶液并加热 烷烃(或烷烃基)的取代 Cl2、光照 点拨 2 典型的官能团的转化关系 点拨 3 常见的有机合成推断方法 (1)正合成分析法 即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。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： (2)逆合成分析法 即从目标分子着手，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。 逆合成分析示意图 ①逆推法合成乙二酸二乙酯 ②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯 通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示： ③综合推理法 设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决。 ◆能力强化练 1．一种合成重要有机原料Q的路线如图所示。下列说法错误的是 A．反应①符合绿色化学的理念 B．M、N均能发生加成反应、氧化反应 C．Ｐ中含有碳碳双键和羟基两种官能团 D．能用溴水鉴别M和Q 【答案】C 【详解】A．M和N发生加成反应生成P，生成物只有一种，原子利用率为100%，符合绿色化学的理念，A正确； B．M和N中均含有碳碳双键，能发生加成反应、氧化反应，B正确； C．P中含有碳碳双键和醛基两种官能团，C错误； D．M中含有碳碳双键，能使溴水褪色，Q中含有的苯环和甲基均不能使溴水褪色，D正确； 故选C。 2．化合物M合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．与足量反应可产生 B．设计的目的是为了保护X中特定位置的羟基 C．可能存在芳香族化合物与M互为同分异构体 D．可用酸性溶液鉴别Z和M 【答案】C 【分析】该有机合成流程以X为起始原料，首先在干HCl 条件下，X中特定羟基与丙酮发生反应得到Y，此步骤目的是保护特定位置的羟基，避免其在后续反应中被氧化；接着Y在催化剂、加热条件下与 O2​ 发生氧化反应，未被保护的醇羟基被氧化为羰基，得到Z；最后Z在酸性条件下反应得到M 。 【详解】A．羟基与Na反应的关系为2个羟基与足量Na反应生成1分子H2​，即1molX中含3mol−OH，则产生H2​的物质的量为，A正确； B．通过观察X到Y的结构变化，X中特定位置的羟基在X→Y过程中发生反应，后续在Y→Z→M过程中又恢复，这样做的目的是为了保护X中特定位置的羟基，防止其在后续反应（如Y→Z中与O2​的反应 ）中被氧化，B正确； C．通过M的结构简式可知，M的不饱和度为3，芳香族化合物（含苯环）不饱和度至少为4，所以不可能存在芳香族化合物与M互为同分异构体，C错误； D．M中存在的羟基，且与羟基相连的C上有氢，可使酸性溶液褪色；Z不与酸性溶液反应，不能使酸性溶液褪色，可用酸性溶液鉴别Z和M，D正确； 故选C。 3．工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯，下列反应①-⑥是其合成过程，其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。下列说法正确的是 A．反应除④外全部为取代反应 B．有机物A的系统命名为对氯甲苯 C．③的反应物对甲基苯酚与苯乙醇互为同系物 D．合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是增强甲基的活性 【答案】A 【分析】 由有机物的转化关系可知，铁作催化剂作用下甲苯与氯气发生取代反应生成对氯甲苯，则A为对氯甲苯；一定条件下对氯甲苯发生水解反应生成对甲基苯酚；对甲基苯酚与一碘甲烷发生取代反应生成；与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成；与碘化氢发生取代反应生成；浓硫酸作用下与乙醇发生酯化反应生成。 【详解】A．由分析可知，除反应④为氧化反应外，反应①、②、③、⑤、⑥都是取代反应，A正确； B．由分析可知，A为对氯甲苯，系统命名法的名称为4-氯甲苯，B错误； C．同系物必须是同类物质，对甲基苯酚的官能团为酚羟基，属于酚类，而苯乙醇的官能团为醇羟基，属于芳香醇，两者不是同类物质，不可能互为同系物，C错误； D．由结构简式可知，对甲基苯酚和中都含有酚羟基，所以合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是保护酚羟基，D错误； 故选A。 4．化合物M是合成药物中间体，其合成部分流程如下： 以下说法不正确的是 A．步骤①发生了取代反应 B．化合物Ⅱ可与醋酸发生酯化反应 C．设计步骤①和③的目的是保护羟基不被氧化 D．化合物I与NaOH的乙醇溶液共热，可发生消去反应得到3种有机产物 【答案】D 【分析】I到II的反应是取代反应，II到III发生氧化反应，羟基变成酮羰基，III到IV又发生取代反应，步骤①和步骤③为了保护羟基防止被氧化。 【详解】A．步骤①是由反应物I到II，发生了取代反应，A正确； B．化合物Ⅱ中有羟基，可与醋酸发生酯化反应，B正确； C．设计步骤①和③的目的是保护羟基不被氧化，C正确； D．化合物I与NaOH的乙醇溶液共热，不能发生消去反应，D错误； 答案选D。 5．高分子是医用黏合剂的主要成分，能使医用胶快速固化，黏结强度高。合成的一条路线如图所示。下列说法正确的是 A．与官能团相同的的同分异构体数目大于6 B．只有综合利用红外光谱和质谱法才可以区分和 C．在水中的溶解度大于的原因是分子间能够形成氢键 D．不能水解，容易造成白色污染 【答案】A 【详解】A．与M官能团相同，则含有氰基、酯基、碳碳双键，若只考虑甲酸某酯，则有8种(，数字表示的位置)，A正确； B．和含有的官能团不完全一样，因在红外光谱中不同的基团出现吸收峰的位置不同，故单独使用红外光谱就可以区别和，B错误； C．根据反应物特点判断，为取代反应，为和均能与形成分子间氢键，在水中的溶解度大于主要是因为的憎水基团小，C错误； D．高分子由通过加聚反应生成，则中含有酯基，在酸性或碱性条件下可以发生水解反应，D错误； 故选A。 6．胡妥油（I）可用作香料的原料，它的一条合成路线如下： 已知： 下列说法正确的是 A．X是丙酸 B．I的核磁共振氢谱图有4组峰 C．G在Cu催化下与氧气加热反应生成醛 D．H能发生水解反应、加成反应 【答案】D 【详解】A．依据题目中的已知信息，X的结构简式为CH2=CHCOOH，为丙烯酸，故A错误； B．I为，共有6种化学环境的氢原子，其核磁共振氢谱共有6组峰，故B错误； C．G中与羟基相连的碳原子上没有氢原子，无法发生催化氧化反应，故C错误； D．H中含有酯基，能发生水解反应，含有碳碳双键，能发生加成反应，故D正确； 故选D。 7．化合物Z是一种药物合成中间体，其合成路线如下： 下列说法错误的是 A．X与足量H2加成后的产物中有3个手性碳原子 B．可用银氨溶液检验Y中是否含有X C．Y→Z有H2O生成 D．1molZ与足量NaOH溶液反应，最多消耗3molNaOH 【答案】C 【详解】A．连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，X与足量氢气加成后的产物中环上连接支链的碳原子都是手性碳原子，有3个手性碳原子，A正确； B．含有醛基的有机物能和银氨溶液发生银镜反应，X能发生银镜反应、Y不能发生银镜反应，所以可以用银氨溶液检验Y中是否含有X，B正确； C．Y中酚羟基和酯基发生取代反应生成Z和CH3CH2OH，没有H2O生成，C错误； D．酯基水解生成的羧基、酚羟基都能和NaOH以1：1反应，Z中酯基水解生成酚羟基、羧基和醇羟基，所以1molZ最多消耗3molNaOH，D正确； 故答案选C。 8．布洛芬是生活中一种常用的退烧药，具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种以A为原料制备布洛芬(F)的合成路线如图。 (1)的反应类型为___________。 (2)写出D中含氧官能团的名称：___________，每个D分子中手性碳原子数为___________。 (3)在均参与反应的条件下，请写出的化学方程式为：___________。 (4)写出E的结构简式：___________。 (5)布洛芬的某种同系物X的分子式为C9H10O2，其符合下列条件的X的同分异构体Y共有___________种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的Y的结构简式为___________。 ①苯环上有两个取代基；②能发生银镜反应；③1molY最多能与1molNaOH溶液反应。 (6)缓释布洛芬可长时间维持退烧、镇痛效果，请以布洛芬、乙二醇和一种有机物为原料，设计路线合成缓释布洛芬(无机试剂任选)。请在下方横线上填写相应产物，括号内填写所需有机反应物的名称和反应条件__________、__________、__________。 (缓释布洛芬) 【答案】(1)取代反应 (2) 酯基、醚键 2 (3)+ClCH2COOC2H5+C2H5ONa+NaCl+C2H5OH (4) (5) 9 (6) 2-甲基丙烯酸，浓硫酸、加热 【分析】由的结构简式，采用逆推法，可推出为甲苯，与发生取代反应，生成C：和氯化氢，然后C与反应，生成：，然后先后与氢氧化钠溶液和盐酸作用，得到物质：。据此分析作答。 【详解】（1）对比B、C的结构简式可知，B（）与在的催化作用下发生反应生成C（）和，则反应类型为取代反应。 （2）D为，含氧官能团的名称为酯基和醚键，中含三元环中的碳原子为手性碳原子（*标出），则手性碳原子数为2。 （3）根据的反应特点分析，此反应为的加成反应，再发生取代反应，所以方程式为：。 （4）结合的结构简式，E先与银氨溶液发生银镜反应，再酸化生成F，可知D的结构简式为：。 （5）布洛芬的某种同系物X的分子式为，其同分异构体Y满足条件：①苯环上有两个取代基；②能发生银镜反应，即含有醛基；③最多能与溶液反应，即取代基为、或、或、，取代基在苯环上有邻、间、对三种位置，同分异构体数目共9种。其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的同分异构体的结构简式为。 （6） 布洛芬先和乙二醇发生酯化反应，生成，再和2-甲基丙烯酸发生酯化反应，得到：，最后发生加聚反应得到缓释布洛芬（）；故①处填：，②填：2-甲基丙烯酸，浓硫酸、加热；③处填：。 9．相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料，研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为。 已知：Ⅰ． Ⅱ．(苯胺，易被氧化) 请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题： (1)水杨酸()中所含官能团的名称为_____，鉴别阿司匹林与水杨酸可选用化学试剂为_____，现象为_____。 (2)反应③和反应④的反应类型分别是_____、_____。 (3)反应⑤的化学方程式是_____。 (4)有机物M是G的同系物，相对分子质量比G大14，同时满足以下条件的M的同分异构体有_____种(不考虑立体异构)。 ①和-COOH直接连在苯环上； ②1mol该有机物至少能与2mol氢氧化钠反应； ③苯环上只有3个取代基。 其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为_____、_____。 (5)图示合成反应流程表示由A和其他无机物(溶剂任选)合成最合理的方案。已知第ⅰ步和第ⅲ步为加成反应，请写出第ⅳ步反应的化学方程式：_____。 【答案】(1) (酚)羟基、羧基 溶液 水杨酸显紫色，阿司匹林没有明显变化(合理即可) (2) 还原反应 缩聚反应 (3) (4) 16 (5)(合理即可) 【分析】 相对分子质量为92的某芳香烃X应为C7H8，即甲苯（），在浓硫酸作用下发生硝化反应，由反应③产物可知F为，被氧化生成G为，然后还原可得，发生缩聚反应可生成H为，A为，A生成B，且B能发生催化氧化，则B为，C为，D为，E为，以此解答该题。 【详解】（1） 所含官能团的名称是(酚)羟基、羧基；可利用酚羟基遇FeCl3溶液显色鉴别阿司匹林和水杨酸；现象为水杨酸显紫色，阿司匹林没有明显变化。 （2）根据分析可知，反应③和反应④的反应类型分别是还原反应和缩聚反应。 （3） 物质C为，D为，即反应⑤为银镜反应，反应方程式为：。 （4） G为，分子式为C7H5O4N，有机物M是其同系物，则M的分子式应为C8H7O4N，满足①-NH2和-COOH直接连在苯环上；②1mol该有机物至少能与2mol氢氧化钠反应；③苯环上只有3个取代基这三个条件的同分异构体的3个取代基应为-COOH、-COOH和-NH2或-COOH、-NH2和-OOCH，取代基为-COOH、-COOH和-NH2，将-COOH、-COOH定位邻位、对位、间位则共有6种结构，取代基为-COOH、-NH2和-OOCH则共有10种结构，则共有16种同分异构体；其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为和。 （5） A为，已知第ⅰ步和第ⅲ步为加成反应，则推测第ⅰ步是中的苯环加氢，生成，接下来发生消去反应生成，第ⅲ步与Cl2发生加成反应生成，通过第ⅳ步反应要生成，则可推测反应方程式应为：。 ◆综合拔高练 10．5,5二甲基海因(简称DMH)是一种用途很广的有机合成中间体，也是具有一定刚性的杂环化合物，可用于制备一系列有价值的衍生物，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．反应②中有水生成 B．DMH中只含1种官能团 C．反应①和反应③的原子利用率均为100% D．图中核磁共振氢谱有2组峰的有机物有3种 【答案】D 【分析】反应①：丙酮（I）与HCN发生加成反应，生成2-羟基-2-甲基丙腈（Ⅱ）；反应②：2-羟基-2-甲基丙腈（Ⅱ）与氨气（NH3）反应，生成2-氨基-2-甲基丙腈（Ⅲ），同时可能有水生成；反应③：2-氨基-2-甲基丙腈（Ⅲ）与CO2反应，生成（Ⅳ）；反应④：（Ⅳ）发生环化反应，生成5,5-二甲基海因（DMH）； 【详解】A．根据反应②，2-羟基-2-甲基丙腈（Ⅱ）中的-OH被-NH2取代，同时脱去一分子水，生成2-氨基-2-甲基丙腈（Ⅲ），因此，反应②确实有水生成，A正确； B．DMH中只含有酰胺基一种官能团，B正确； C．反应①和③均为加成反应，原子利用率100%，C正确； D．I中两个甲基等效，只有1组峰；Ⅱ中两个甲基等效，羟基氢为1组，共2组峰；Ⅲ中两个甲基等效，氨基氢为1组，共2组峰；Ⅳ中两个甲基等效，羧基氢和氨基氢各1组，共3组峰；DMH： 结构对称，两个甲基等效，环上氢为2组，共3组峰，因此核磁共振氢谱有2组峰的有机物是Ⅱ、Ⅲ，共2种，D错误； 故选D。 11．醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如图所示。 下列说法不正确的是 A．MO中所有碳原子可能共平面 B．②的反应类型为消去反应 C．HCHO和的混合物按①中原理反应，最多得到3种羟基醛 D．在有机合成中，可以利用羟醛缩合反应增长碳链 【答案】C 【详解】 A．MO结构为，其中羰基碳和双键碳均为sp2杂化，呈平面构型；与之相连的甲基碳可通过单键旋转调整至该平面。因此，所有碳原子可能共平面，A正确； B．反应②中醇羟基发生消去反应生成碳碳双键，所以属于消去反应，B正确； C．甲醛和乙醛的混合物按①中原理反应，可能是甲醛和乙醛反应、可能是乙醛和乙醛反应，所以最多得到2种羟基醛，C错误； D．羟醛缩合反应后分子中碳原子个数增多，所以在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链，D正确； 故答案选C。 12．1-碘丁烷(Z)活性高，是有机合成中用于引入正丁基的重要砌块，可由1-丁醇(X)按照下列路线合成： 下列说法不正确的是 A．和水溶液加热也可制备 B．属于酯类 C．的同分异构体有6种(不包括) D．最多有13个原子共平面 【答案】A 【详解】A．直接用水溶液加热，X(1-丁醇)的羟基无法直接被取代，不能制备，A错误； B．Y为苯磺酸丁酯，含有酯基，属于酯类，B正确； C．的同分异构体有、、、、、，共6种，C正确； D．中苯环为平面结构，苯环上12个原子共面，S为sp3杂化，通过单键的旋转，与S相连的O、Cl原子最多有1个能与苯环共面，最多有13个原子共平面，D正确； 故选A。 13．有机物K的一种合成路线如图。下列说法正确的是 A．若原子利用率为100%，则X一定为 B．Y和Q可通过分别加入溶液，观察产生沉淀的颜色鉴别 C．Z的同分异构体中，核磁共振氢谱为2组峰的有2种 D．以乙烯和Y为有机原料，参照上述路线可合成 【答案】D 【分析】乙烯和X反应生成N，N和Y反应生成P，P和HI发生取代反应生成Q，Q和Z反应取代反应生成K； 【详解】A．原子利用率100％的反应通常为加成反应或加聚反应（无小分子生成）。题目中 M + X → N 若原子利用率100%， X 可能为，A错误； B．Y、Q为卤代烃，不溶于水、不能电离产生卤素离子，故鉴别时，Y和Q首先与氢氧化钠溶液共热，然后水解液中加入硝酸至酸性，再分别加入溶液，产生沉淀的颜色若为浅黄色，则为Y，若为黄色则为Q，B错误； C．Z 的同分异构体中，核磁共振氢谱为2组峰（仅两种等效氢）的有：、、，C错误； D．乙烯和水发生加成反应生成乙醇，参照上述路线乙烯合成Q，，D正确； 故答案选D。 14．物质丁是合成某抗癌药物的中间体，其合成路线如下。 已知：两个羟基连在同一个碳上不稳定，会自动脱水。 下列说法错误的是 A．甲分子含有三种官能团 B．设计反应①和③的目的是保护醛基 C．反应①经历了加成反应和消去反应 D．反应③生成了丁和乙二醇 【答案】C 【详解】A．甲分子含有醛基、氰基、醚键，三种官能团，A正确； B．反应①的目的是为了保护醛基不被NaBH4还原，而反应③是为了脱去对醛基的保护，B正确； C．反应①为缩醛过程经历了加成和取代两步反应，C错误； D．反应③生成了丁（醛基）和乙二醇，D正确； 故选C。 15．我国科学家研究发现光-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；代表苯基)，涉及①～⑤五种物质。下列说法正确的是 A．可以用溴水鉴别物质①与② B．生成⑤的反应类型为取代反应 C．③、④与⑤中均含有手性碳原子 D．利用上述反应原理可由三种有机物直接合成 【答案】D 【分析】根据题干信息，①和②先发生碳碳双键的加成反应，生成，再和③发生取代反应得到主产物，两分子①发生醛基的加成反应得到副产物5a，据此解答。 【详解】A． 物质①含醛基，可被溴水氧化，使溴水褪色；物质②含碳碳双键，可与溴发生加成反应，也能使溴水褪色，二者现象相同，无法用溴水鉴别，A错误； B．对比反应物和产物⑤的结构可知，⑤是①的醛基发生加成反应得到羟基，反应类型为加成反应，不是取代反应，B错误； C．连接4种不同基团的饱和碳原子是手性碳原子。物质③没有手性碳原子，④的手性碳：，⑤的手性碳：， ，C错误； D．该反应是醛、烯烃、α-溴代酮的三组分合成反应，目标产物可对应得到三种原料：联苯甲醛（①）、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、溴代丙酮（③），可以按照该反应原理合成，D正确； 故选D。 16．化合物Z是一种药物的重要中间体，合成路线如下图所示。下列说法正确的是 A．X与氢气发生加成反应的产物具有3个手性碳 B．X与发生了取代反应生成Y C．Z能发生氧化、取代、消去、缩聚等反应 D．Z中的碳碳双键可以通过溴水进行检验 【答案】D 【分析】 X（）与在作用下发生加成反应生成中间物质，发生消去反应（分子内脱水）生成，在发生分子内加成反应断裂碳碳双键成环生成Y（），Y发生水解等反应生成Z。 【详解】 A．X（）与氢气发生加成反应的产物为，其中手性碳如图星号标注所示，具有2个手性碳，A错误； B．由分析可知，X（）与在作用下发生加成反应、消去反应再加成生成Y（），B错误； C．Z中含有羰基、碳碳双键、羟基，碳碳双键能发生氧化、加聚反应，羟基能发生氧化、取代反应；与羟基相连的邻原子的邻位碳上没有氢原子，因此不能发生消去反应；物质中没有能发生缩聚反应的官能团组合（如羧基与羟基或羧基与氨基），C错误； D．Z中含碳碳双键，碳碳双键可与溴水发生加成反应，使溴水褪色，可以通过溴水进行检验，D正确； 故答案选D。 17. 神经病理性疼痛治疗药物米洛巴林苯磺酸盐的部分合成路线如图 已知： (1)B的分子式___________。 (2)的官能团名称为___________。 (3)Ⅳ的反应类型为___________。 A．加成反应 B．还原反应 C．取代反应 D．氧化反应 (4)反应Ⅰ的化学方程式为___________。 (5)用“*”标出米洛巴林分子中的手性碳_________。 (6)米洛巴林的同分异构体F，同时满足下列条件： ①属于芳香族化合物且能与发生显色反应； ②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为9：6：2：2。 则F的结构简式为___________、___________。(写2种，且此2种异构体苯环上取代基个数不同) (7)Ⅵ为成盐反应，从药物吸收的角度，该步反应的目的可能是___________。 (8)参照上述合成路线，设计仅由和两种有机原料制备(无机试剂任选)________。(合成路线表示为：MN……目标产物) 【答案】(1)C8H14O3 (2)碳溴键、碳碳双键 (3)AB (4) (5) (6) 或 或 (7)提高药物的水溶性，利于人体吸收 (8) 【分析】 乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下并加热发生取代反应生成A：，A与发生取代反应生成B和HCl，第Ⅲ步中B发生取代反应生成C()和HBr，C中羰基发生加氢还原反应生成D，D在碱性条件下水解反应生成E：，E通过—系列反应生成米洛巴林，最后与苯磺酸作用生成米洛巴林苯磺酸盐； (1)由B结构，B的分子式C8H14O3； (2)的官能团名称为碳溴键、碳碳双键； (3)C→D过程中，酮羰基转化为醇羟基，C中酮羰基发生加氢还原反应生成D，为还原反应也为加成反应，故选AB； (4)反应Ⅰ为乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯，化学方程式为； (5)手性碳原子是连有四个不同原子或基团的饱和碳原子；米洛巴林分子中有3个手性碳原子：； (6)米洛巴林的同分异构体F，同时满足下列条件：①属于芳香族化合物且能与FeCl3发生显色反应；即含苯环和酚羟基，②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为9：6：2：2，说明有两个对于对称位置的酚羟基，且有三个甲基同时连在一个碳上，另外还有两个甲基在对称位置，再结合不饱和度()可知还含一个饱和氮原子，则F的结构简式可以为：或或或。 (7)Ⅵ为成盐反应，从药物吸收的角度，该步反应的目的可能是将水溶性较差的米洛巴林转化为水溶性较好的米洛巴林苯磺酸盐，利于药物吸收； (8)与CH3COOH在浓硫酸催化下并加热，发生酯化反应（参照题目中步骤Ⅰ）产生，与SOCl2加热条件下发生取代反应（参照已知信息）产生，在LDA、THF作用下发生分子内的取代反应（参照题目中Ⅱ）产生，故合成路线为：。 18．化合物Ⅰ()是一种重要的化工原料，它的一种合成路线图如下： 已知： 请回答： (1)化合物B中所含官能团名称是___________。 (2)写出化合物X的结构简式___________。 (3)下列说法正确的是___________。 A．F→G的反应类型属于还原反应 B．在水溶液中碱性，原因是比更稳定 C．从整个过程看，D→E的目的是保护羰基 D．化合物H中有2个手性碳原子 (4)写出E→F的化学方程式___________。 (5)A→B的过程中可能生成一种含有12个C原子的副产物，请写出该副产物的结构简式___________。 (6)以丙酮和乙醇为有机原料，设计化合物的合成路线___________(用流程图表示，无机试剂任选)。 【答案】(1)酯基、醛基 (2) (3)ABC (4)+CH3NH2+CH3OH (5)   (6) 【分析】 根据信息以及X的分子式可知，该反应类型为加成反应，推出X的结构简式为CH2=CHCOOCH3，对比C、E的结构简式，可知D的结构简式为，根据E、G的结构简式以及F的分子式，推出F的结构简式为，根据H的分子式以及I的结构简式，推出H的结构简式为，据此分析； 【详解】（1）根据B的结构简式，含有官能团为酯基、醛基； （2）根据上述分析，X的结构简式为CH2=CHCOOCH3； （3）A．F→G的条件是LiAlH4，LiAlH4为强还原剂，即F→G的反应类型为还原反应，故A正确； B．利用含氮化合物的碱性越强，其共轭酸越稳定，故B正确； C．从整个过程来看，羰基消失又在同一部位出现，因此D→E的目的是保护羰基，故C正确； D．根据手性碳原子的定义，H中含有手性碳原子的部位为，只有1个手性碳原子，故D错误； 答案为ABC； （4） E→F发生取代反应，其反应方程式为+CH3NH2+CH3OH； （5） 根据A→B反应的原理，B中醛基所连碳原子有H，还能与X发生加成反应，即生成含12个碳原子副产物，应是1molA和2molX发生反应，副产物的结构简式为 ； （6）根据M的结构简式，以及已知信息，生成M的反应物为CH3COCH3和乙酸某酯，根据所给原料，乙醇被氧化成乙酸，乙酸与乙醇发生酯化反应，综上所述合成M的路线为。 ◆高考真题练 19．（2026·浙江卷）天然化合物X是一种生物活性物质，某研究小组通入如下流程制备化合物X(部分流程及反应条件已省略)： 已知：①PCC是选择性氧化剂，可能把醇氧化成醛或酮； ②是强还原剂，可以把醛或酮还原成醇； ③ (1)A的官能团名称：_______。 (2)A→B的原子利用率为100%，则M为_______。 (3)D的结构简式为：_______。 (4)下列选项不正确的是_______。 A．C具有一定的还原性 B．F→G的反应为加成反应 C．E、F分别发生消去反应得到的产物均不含有手性碳原子 D．1 mol X与足量NaOH反应，最多消耗4 mol NaOH (5)E→F的过程中会产生少量F的同分异构体H，请利用实验区分F和H：_______(只需写出试剂和现象)。 (6)是重要的化工原料。以和为有机原料，设计化合物的合成路线_______(用流程图表示，无机试剂任选)。 【答案】(1)酯基 (2) (3) (4)BCD (5)加PCC，再加入银氨溶液，有银镜析出的是H (6) 【分析】 根据题目第（2）问的信息（A→B的原子利用率为100%）可判断M为，根据已知①，PCC把B氧化成C，根据已知条件“②是强还原剂，可以把醛或酮还原成醇”和E的结构简式可推出D的结构简式为：；根据E和F结构简式可推出E→F过程中E发生自身取代反应生成F和；F→G的过程中F和发生取代反应生成G和；G在作用下生成F，据此分析解答。 【详解】（1）根据A的结构简式，结构中含有的官能团是酯基； （2）根据分析，M为； （3） 根据已知条件②是强还原剂，可以把醛或酮还原成醇和E的结构简式可推出D的结构简式为：； （4）A．C中含有醛基，具有还原性，A正确； B．F→G的过程中F和发生取代反应生成G和，不是加成反应，B错误；   C．E中两个羟基发生消去反应后产物（）分子中不含手性碳、F发生消去反应后产物( )不含手性碳，但E中若只有1个羟基发生消去反应，得到的产物含有手性碳，如图：，C错误； D．1mol X中酯基（1 mol消耗1 mol NaOH）、酚羟基（2 mol 消耗2 molNaOH）、可能的最多消耗3 mol NaOH，D错误； 故答案选BCD。 （5） E→F的过程中E中的酯基可以和自身这个羟基发生取代反应就会产生少量F的同分异构体H，则H为，加入PCC后，羟基可以被氧化为醛基，而F中羟基被氧化为酮羰基，故再加入银氨溶液，有银镜析出的是H； （6） 利用逆推法设计合成路线，目标产物需要的原料为（与G→X的路线一致），合成的原料为和，合成可以由被酸性高锰酸钾溶液氧化得到，合成的原料可以是和，可以制备，由和NaOH反应可得，故合成路线为： 。 20．（2025·上海卷）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．碳的杂化方式有和两种 B．能与茚三酮发生显色反应 C．能与反应产生 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) (2)保护官能团，防止氨基被氧化 (3)C (4)B (5) (6)CD (7) (8)，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； 【详解】（1）由结构，A中含氧官能团的结构简式为：、； （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，能与反应产生，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，则结构对称，K为；故I可以为； （8）反应为苯环和碳碳双键与氢气催化加成的反应，反应条件是：，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：。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $