内容正文:
大单元五 第四单元 有机合成与推断
第1讲 有机合成
【高考考向预测】
有机合成以各类烃及衍生物的官能团转化、碳链增减、碳环构建、官能团保护与脱保护为核心,依托卤代烃、醛酮、羧酸酯、胺酰胺、高分子等中间体串联反应,常给出陌生有机反应信息,考查合成路线书写、反应类型判断、化学方程式书写、限定条件同分异构体推导、最优合成路径选择与副反应规避,常作为有机综合大题压轴设问;近三年高考化学必考,属于高频核心考点;预测2027年侧重多官能团共存有机物的分步合成、羟基/氨基等易氧化官能团的保护策略、羟醛缩合、酰胺化等新反应融入路线设计,结合原料绿色化、步骤简化、除杂优化设问,强化结合核磁、相对分子质量计算逆向推导合成原料的综合考查。
【双基自测●明考向】
【核心梳理●明考点】
考点一 碳骨架的构建
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。
②苯的同系物的反应
如。
(2)脱羧反应
无水醋酸钠与氢氧化钠的反应:CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。
3.成环反应
形成环烃
+2Na――→+2NaCl,取代反应
成环醚
+H2O,取代反应
双烯合成
六元环
,加成反应
成环酯
++2H2O
氨基酸
成环
+H2O
4.苯环上引入碳链
芳香烃的烷基化
+R—Cl+HCl
芳香烃的酰基化
++HCl
【考点突破●明方向】
1.阅读教材“资料卡片”,了解羟醛缩合的原理,思考下列问题:
(1)由苯甲醛和乙醛制取的过程为
。
(2)由甲醛和乙醛制取的过程为
。
【答案】(1)+CH3CHO+H2O
(2)3HCHO+CH3CHO
2.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R—X+2Na+R'—X――→R—R'+2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其与金属钠反应,不可能生成的烃是( )
A.己烷 B.正丁烷
C.2,3-二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷
【答案】A
【解析】CH3CH2Br与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成正丁烷和溴化钠;CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成2,3-二甲基丁烷和溴化钠;CH3CH2Br、CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1∶2发生反应能够生成2-甲基丁烷和溴化钠。
3.构建碳骨架反应是有机合成中的重要知识,其中第尔斯-阿尔德反应在合成碳环这一领域有着举足轻重的地位,其模型为+,则下列判断正确的是( )
A.合成的原料为和
B.合成的原料为和
C.合成的原料为和
D.合成的原料只能为和
【答案】B
【解析】合成的原料为和,A错误;中含有2个碳碳双键,合成的原料可以是和CH≡CH,也可以是和,C错误;和发生第尔斯-阿尔德反应也生成,D错误。
考点二 官能团的引入与转化
1.官能团的引入
有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。
各类官能团的引入方法
官能团
引入方法
碳卤键
①烃、酚的取代;
②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子,下同)的加成;
③醇与氢卤酸(HX)的取代
羟基
①烯烃与水的加成;
②醛、酮与氢气的加成;
③卤代烃在碱性条件下的水解;
④酯的水解;
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成;
③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低聚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
2.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(或酮羰基):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。
3.官能团的消除
(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)。
(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。
(3)通过加成或氧化反应消除醛基。
(4)通过水解反应消除酯基、肽键、碳卤键。
【考点突破●明方向】
1.下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )
A.卤代烃的水解
B.有机物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】卤代烃水解引入了羟基,RCN水解生成RCOOH,RCHO被氧化生成RCOOH,烯烃如RCH==CHR被氧化后可以生成RCOOH。
2.设计方案以CH2==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
【答案】如需氧化含碳碳双键的分子中的羟基时,先让碳碳双键与HX发生加成反应,氧化后再发生消去反应生成碳碳双键,制备流程如下:
CH2==CHCH2OHCH2Cl—CH2CH2OHCH2Cl—CH2COOHCH2==CHCOOH
3.在有机合成中,常会引入官能团或将官能团消除,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
A.乙烯――→乙二醇:CH2==CH2
B.溴乙烷――→乙醇:CH3CH2BrCH2==CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷――→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH==CH2CH3CH2C≡CH
D.乙烯――→乙炔:CH2==CH2CH≡CH
【答案】B
【解析】B项,由溴乙烷→乙醇,只需溴乙烷在碱性条件下水解即可,路线不合理,且由溴乙烷→乙烯发生消去反应。
4.沙丁胺醇有明显的支气管舒张作用,临床上主要用于治疗喘息型支气管炎、支气管哮喘等,其中一条通用的合成路线如下:
已知:①R—OHROOCCH3+CH3COOH;
②R—X+――→+HX。
设计D→E的目的是 。
【答案】保护酚羟基
【解析】根据已知①结合E的分子式可知E的结构简式:;再根据I、J的结构知,设计D→E的目的是保护酚羟基。
5.重要的有机合成中间体W是一种多环化合物,以下为W的一种合成路线(部分反应条件已简化):
已知:(ⅰ)++R1OH
(ⅱ)2CH3CHO
结合D→E的反应过程,说明由B→C这步转化的作用是 。
【答案】保护酮羰基
【解析】由结构简式可知,A、E中都含有酮羰基,则B→C转化的作用是保护酮羰基。
考点三 有机合成路线的设计与实施
1.有机合成的基本思路
2.有机合成路线的分析方法
方法
流程
逆合成分析法
目标产物→中间产物→原料
正合成分析法
原料→中间产物→目标产物
综合比较法
原料→中间产物←目标产物
3.正确解答有机合成的关键
(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有机合成反应顺序的选择,官能团的转化和保护。
【考点突破●明方向】
1.合成丹参醇的部分路线如下:
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。
【答案】
2.请设计合理方案,以苯甲醇()为主要原料合成(无机试剂及有机溶剂任用)。
已知:①;
②R—CNR—COOH。
【答案】
【解析】将目标分子拆解成两个,结合已知信息,苯甲醛先与HCN加成,再在酸性条件下水解,即可得到。
3.W()是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
已知:+
。
【答案】
【解析】以香兰素()和环己烯()为原料合成
,和环己酮发生题给已知的反应得到W,环己烯和水发生加成反应生成环己醇,环己醇发生氧化反应生成环己酮。
4.(2024·浙江6月选考)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂
D.Y→P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
【答案】D
【解析】丙烯与HOCl发生加成反应得到M,M有CH3-CHCl-CH2OH和CH3-CHOH-CH2Cl两种可能的结构,在Ca(OH)2环境下脱去HCl生成物质Y(),Y在H+环境水解引入羟基再脱H+得到主产物Z;Y与CO2可发生反应得到物质P()。A. 据分析,产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构),A正确;B. 据分析,H+促进Y中醚键的水解,后又脱离,使Z成为主产物,故其可提高Y→Z转化的反应速率,B正确;C.从题干部分可看出,是a处碳氧键断裂,故a处碳氧键比b处更易断裂,C正确;D.Y→P是CO2与Y发生加聚反应,没有小分子生成,不是缩聚反应,该工艺有利于消耗CO2,减轻温室效应,D错误。
5.(2025·八省联考河南卷)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.x=m+n
B.反应的原子利用率为100%
C.G在酸性或碱性条件下均能降解
D.E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】D
【解析】A.根据CO2的个数守恒,有x=m+n,A正确;B.该反应为环氧基和碳氧双键打开的加成聚合,原子利用率为100%,B正确;C.G为聚碳酸酯,在酸性或碱性条件下都能水解,C正确;D.E为饱和结构,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,F中有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳褪色,D错误。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【真题再现●明考向】
一、单选题
1.(2026·江西·高考真题)X是重要的有机合成中间体,其可能的合成反应机理如图。下列说法正确的是
A.反应a的催化剂为NHC
B.反应b中发生氧化反应
C.物质M的结构简式为
D.总反应的原子利用率为100%
【答案】B
【详解】A.反应a中NHC是生成物,且该反应体系的催化剂还包含Ir配合物,并非反应a的催化剂为NHC,A错误;
B.结合流程,转化(Ⅲ)L过程中失去电子,发生氧化反应,反应b中,(Ⅲ)L转化为IrL过程中得到电子,则作为还原剂失去电子,发生氧化反应,B正确;
C.M中含单电子的C进攻中含有单电子的碳得到目标产物,结合生成物的结构简式可知,M应为,C错误;
D.反应物中S、Na、O未进入X中,推测还有副产物存在,因此原子利用率小于100%,D错误;
故选B。
二、解答题
2.(2026·江西·高考真题)德戈替尼是一种治疗湿疹的药物,其中间体K的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________。
(2)写出C的结构简式___________。
(3)由D生成E的过程中,产生的无机废气应使用________(填化学式)溶液吸收。
(4)E到F的有机反应类型是____________。
(5)化合物G中________(填“1”或“2”)号碳上氢原子酸性更强。
(6)写出Ⅰ的结构简式____________。
(7)化合物B的同分异构体中,满足下列条件的有______种(不考虑立体异构)。
a)含有两个六元环,其中一个是苯环;
b)苯环只有一个取代基。
写出其中一种无手性的结构简式______________________。
【答案】(1)苯甲醛
(2)
(3)NaOH
(4)取代反应
(5)2
(6)
(7) 13 、或(Ph为苯基)
【分析】
A与发生反应生成B,B与H2发生加成反应生成C(),C与发生取代反应生成D,D与SOCl2在加热条件下反应生成E,E发生取代反应成环生成F,F发生取代反应生成G,G发生取代反应生成H,H被臭氧氧化,生成I,I与生成J,结合A→B的反应、借鉴J的结构可知I为,J发生还原反应生成K。
【详解】(1)
A的结构为,其名称为苯甲醛;
(2)
由分析知,C的结构简式为;
(3)由D、E的结构可知,E中的Cl来自SOCl2,根据元素种类及价态可以判断反应生成了副产物SO2,因此用碱液吸收;
(4)对比E、F的结构可知,E中氯原子与酯基和氮之间的C-H键上的氢原子结合成HCl,关环形成四元环,E到F的有机反应类型是取代反应;
(5)
化合物G中,1号碳原子与2号碳原子与吸电子基的距离不同,离吸电子基越近,极性越大,酸性越强,因此2号碳上的氢原子酸性更强;
(6)
由分析知,I的结构为;
(7)
化合物B分子中含有10个C、1个N与1个O,不饱和度为5;同分异构体中的苯环含有6个C,不饱和度为4,加上另一个六元环,不饱和度为1,该六元环由4个C、1个N、1个O构成,由于苯环只有一个取代基,可以认为苯基是该六元环的一个取代基,可能取代在C原子或N原子上,则N原子与苯基的可能位置关系有(将O视为)①、②、③、④,则将六元环中的其中一个变为O即可得满足条件的同分异构体,根据①~④的对称性可知,同分异构体共有种,其中①对应的3种同分异构体中的C都连接2个H,因此没有手性,其结构为、或。
3.(2026·贵州·高考真题)H是某二肽基肽酶的竞争性可逆抑制剂的前体,其合成路线之一如图(部分条件和试剂已省略)。
已知:(和为苯基,Y为烷氧基,X为、、)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)A→B的化学方程式为____________________________________。
(3)B→C中Fe的作用为___________________________。
(4)C中的官能团名称为氨基、_______、_______。
(5)D→E的反应类型为_________。
(6)D有多种同分异构体,其中同时满足以下条件的化合物的结构简式为______________________________。
①能与溶液发生显色反应
②分子中只有2种处于不同化学环境的氢原子
(7)联苯四羧酸是一种金属有机框架核心配体和高性能聚酰胺材料前体。参照上述路线,设计一条以为原料合成该联苯四羧酸的路线___________(其他试剂可任选,以流程图形式呈现)。
【答案】(1)对溴苯酚(4-溴苯酚)
(2)
(3)作还原剂,将硝基()还原为氨基()
(4) 羟基 碳溴键(溴原子)
(5)取代反应
(6)、
(7)
【分析】
A与HNO3在CH3COOH作溶剂的条件下发生硝化反应生成B,根据B的结构简式和A的分子式,可推知A的结构式为:,A→B发生硝化反应,引入硝基,B在CH3COOH环境中,Fe作还原剂发生还原反应生成C,将硝基还原为氨基,C在CDI、N2,THF下反应生成D,D在CH3I、Cs2CO3,DMF中反应生成E,E在钯催化剂,碱性条件下发生已知反应生成F,对比D和F的结构简式,结合D→E→F的反应条件可推知E为:,F在钯催化剂,碱性条件下与G发生已知反应生成H,据此回答。
【详解】(1)由分析知,A的结构为,化学名称为:对溴苯酚(4-溴苯酚);
(2)
由分析知,A与B在HNO3、CH3COOH中反应生成B,A→B发生硝化反应,引入硝基,化学方程式为:;
(3)由分析知,B在CH3COOH中Fe的催化下发生还原反应生成C,Fe作还原剂,将硝基()还原为氨基();
(4)
C为,故C中的官能团名称为氨基、羟基、碳溴键(溴原子);
(5)
由分析知,D在CH3I、Cs2CO3,DMF中反应生成E,E的结构简式为,反应类型为取代反应;
(6)
根据D的结构简式可知其分子式为C7H4O2BrN,除苯环外,还有2个不饱和度、1个碳原子、2个氧原子、1个溴原子和1个氮原子(不计氢原子数),根据题给信息可知,其同分异构体中含有酚羟基,且只有2种处于不同化学环境的氢原子,则含有2个处于对称位置的酚羟基,且含有1个-CN,故满足条件的同分异构体的结构简式为和;
(7)
结合已知反应可知先将转化为,转化为,与发生已知反应生成,被酸性KMnO4氧化为,故合成路线为:
4.(2026·山东·高考真题)一种药物中间体(H)的合成路线如下:
已知:
Ⅰ. 、均为强吸电子基团
Ⅱ. 、
回答下列问题:
(1)B结构简式为__________。
(2)C中含氧官能团名称为__________;C→D反应类型为__________。
(3)E→F化学方程式为_______________________________________。
(4)C的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为_______________(写出一种即可)。
①遇FeCl3溶液显色
②含-NH2
③苯环上仅含1种化学环境的氢原子
(5)以庚二酸二甲酯和1,2-二溴乙烷为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线__________________________________________________________________。
【答案】(1)
(2) 酯基 还原反应
(3)
(4)或
(5)
【分析】
由流程图可知,与A在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成B(),结合B的化学式可得A为,则B为;B在乙醇钠、乙醇体系中和发生已知Ⅰ的取代反应得到C,结合E的结构可知C为(),C在作用下与氢气发生还原反应得到D(),D再与发生加成反应生成E,E和在、环境下发生N上的取代反应得到F(),F经NaH、DMF分子内环合得到G(),G在氯化钠、水、DMSO条件下脱酯基得到目标产物H;
【详解】(1)
由分析可知,B的结构简式为;
(2)
由分析可知,C的结构简式为为,含氧官能团为酯基;C在作用下与氢气发生还原反应得到D;
(3)
由分析可知,E和在环境下发生N上的取代反应得到F()和,化学方程式为;
(4)
由题,满足条件①遇显色则含酚羟基;②含;③苯环仅1种等效氢则苯环为对称四取代,两对取代基对位分布,则符合条件的C的同分异构体为或;
(5)
结合题中流程,在条件下发生已知Ⅱ的反应生成,在乙醇钠、乙醇体系中与发生已知Ⅰ的取代反应生成,在加热下脱酯得到目标产物,则补全流程图为。
5.(2026·广东·高考真题)羟基广泛存在于天然产物与药物的分子中。从化合物Ⅰ出发合成化合物Ⅲ.Ⅲ在化合物Ⅳ的辅助下,利用光催化实现羟基迁移,得目标产物Ⅶ。合成路线如下(部分条件及试剂略)。
(1)化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为___________(写名称)。
(2)反应I+XⅡ和Ⅱ+H2Ⅲ的原子利用率均为100%。
①X分子的空间构型为___________。
②Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,则Ⅱ的结构简式为___________。
(3)Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与作用显色的共有___________种。
(4)下列说法正确的有___________。
A.由Ⅰ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
B.由Ⅰ到Ⅴ的转化中,有加成反应和消去反应发生
C.Ⅶ与浓硫酸共热,可生成存在顺反异构体的产物
D.由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅳ可以循环利用
(5)某兴趣小组拟设计以环己烷为原料,经四步反应合成化合物Ⅲ a(分子中不含手性碳原子)的路线。Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物VIIa。
①Ⅲ a的结构简式为___________。
②从Ⅲa出发,逐步逆推合成步骤:羟基腈⇒___________⇒醇⇒___________⇒环烷烃(填写有机化合物类别)。
③合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为___________(注明反应条件);第四步所需无机试剂为___________。
④可与发生反应,其产物的结构简式为___________。
【答案】(1)碳碳三键
(2) V形(角形)
(3)6
(4)ACD
(5) 酮 卤代烃 HCN
【分析】
根据题中(2)信息,结合化合物Ⅲ的分子式(C9H12O)可知化合物Ⅱ的分子式为C9H10O,X为H2O。化合物Ⅰ与H2O发生加成反应生成化合物Ⅱ,根据化合物Ⅲ的结构简式结合化合物Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,可推出化合物Ⅱ的结构简式为,化合物Ⅱ与H2发生加成反应生成化合物Ⅲ,化合物Ⅲ与ⅠⅤ(Py-COOH)发生酯化反应生成化合物Ⅴ,化合物Ⅴ在光、催化剂作用下重排生成化合物ⅤⅠ,化合物ⅤⅠ发生水解反应生成化合物ⅤⅡ和Py-COOH,据此回答。
【详解】(1)由化合物Ⅰ的结构可知,Ⅰ中苯环侧链上的官能团为碳碳三键;
(2)①由分析知,X为H2O分子,中心O原子上的价电子对数为 ,为sp3杂化,含有2个孤电子对,空间构型为Ⅴ形(角形);
②化合物Ⅰ和水加成,生成烯醇式中间体:,该物质不稳定转化为化合物Ⅱ,故Ⅱ的结构简式为:;
(3)
Ⅲ()的同分异构体中,苯环上连有一个烷基,能与作用显色,则含有羟基,则苯环上的含有1个烷基和酚羟基,的结构有正丙基()、异丙基(),苯环上由2个取代基时有邻、间、对三种情况,则符合条件的同分异构体共有2×3=6种;
(4)A.Ⅰ中支链上含C≡C(C 为sp杂化);Ⅱ中支链上含C=O(C 为sp2杂化);Ⅲ中支链上全为单键饱和碳(sp3杂化),Ⅰ到Ⅲ过程中碳原子杂化类型发生sp→sp2→sp3的改变,A正确;
B.由分析知,Ⅰ→Ⅱ为加成反应,Ⅱ→Ⅲ为加成反应;Ⅲ→Ⅴ为Py-COOH发生酯化(取代),全程无消去反应,B错误;
C.ⅤⅡ的结构为,与浓硫酸共热发生醇消去可生成或,其中存在顺反异构体,C正确;
D.Ⅲ和ⅠⅤ(Py-COOH)酯化生成Ⅴ;Ⅴ光催化重排为ⅤⅠ;ⅤⅠ水解得到ⅤⅡ,同时重新生成Py-COOH(ⅠⅤ),ⅠⅤ可循环使用,D正确;
故选ACD;
(5)
①根据题意,Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物ⅤⅡa,结合Ⅲ a分子中不含手性碳原子可推出Ⅲa的结构简式为;
②从Ⅲa可由环己酮()与HCN发生加成反应获得,可由环己醇()发生氧化反应获得,环己醇可由发生水解反应获得,可由环己烷与氯气在光照下发生取代反应获得,故合成路线逆推为羟基腈⇒酮⇒醇⇒卤代烃⇒环烷烃;
③第一步为环己烷与氯气在光照下发生取代反应,化学方程式为;第四步为酮羰基与HCN发生加成反应,故所需无机试剂为HCN;
④ 可与发生加成反应,其产物的结构简式为。
6.(2026·四川·高考真题)化合物J是一种抗病毒药物,其合成路线之一如下(部分试剂略)。
已知:+R2NH2
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________。
(2)C→E的反应类型为___________,的作用是___________。
(3)I的结构简式为___________。
(4)E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种,写出其中一种含酰胺基团的分子结构简式___________。
a.含碳氧双键和苯环
b.不含键和
c.核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为6∶6∶3∶2
(5)有同学建议J的合成路线可改为如下:
根据题中信息,依照该同学建议的合成路线,第②步的化学反应方程式为___________。
【答案】(1)碳溴键(溴原子)、羟基
(2) 取代 中和反应中生成的HBr,促进反应正向进行
(3)
(4) 9 、、(任选一种即可)
(5)
【分析】
A为2-溴乙醇,浓硫酸催化下被重铬酸钠氧化生成B,B在浓硫酸催化下和乙醇发生酯化反应生成C,C的结构简式为,C与D在碳酸钾作用下加热反应生成E,根据E的结构简式推测应是发生取代反应,故D的结构简式为,E在吡啶的催化下和F发生反应生成G,根据G的结构推断应是发生了生成酰胺的反应,故F的结构简式为,G在氢氧化钠条件下发生水解,盐酸酸化后生成H,H的结构简式为,H在一定条件下和I反应生成J,根据已知的化学反应,应是发生的羧酸和胺的取代反应,可以逆推I的结构简式为,据此分析各问;
【详解】(1)
A的结构是,官能团名称为碳溴键(溴原子)和羟基。
(2)
根据E的结构,可以推测D是,C中的-Br与D中的-NH2发生取代反应,同时脱去HBr。因此,C→E的反应类型是取代反应;K2CO3的作用是中和反应中生成的HBr,促进反应正向进行。
(3)
根据分析,I的结构简式为。
(4)
E的分子式为C12H17NO2,不饱和度为5,含有碳氧双键和苯环,则剩余的5个碳原子都是饱和碳原子,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为6:6:3:2,则同分异构体分子中含有5个甲基,且3种化学环境不同,因不含O-N和,当N以-NH2的形式存在时,剩余5个甲基,则应有、、3种结构;当N以形式存在时,剩余3个甲基,且峰面积之比为6:3,则有、、、、、6种,符合条件的同分异构体为6+3=9种;含酰胺基团的分子结构简式、、(任选一种即可)。
(5)
Y和F在吡啶的催化下生成J,发生已知合成路线中E转化为G的反应,根据分析可知F的结构简式为,由J的结构简式可推出Y的结构简式为,X和D反应生成Y的反应与已知合成路线中C到E反应类型相同,根据分析可知D的结构简式为,可推出X的结构简式为,故第②步的化学方程式为。
高考热点总结
【限时训练】
(60分钟)
基础落实
1.以环戊烷和烃Q为原料经四步反应制备化合物,写出有关物质的结构简式(其他无机试剂任选)。
Q: ;中间产物①: ;中间产物②: ;中间产物③: 。
【答案】CH3—C≡C—CH3
【解析】环戊烷与氯气在光照条件下生成,与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应得到环戊烯、NaCl和H2O。环戊烯与2-丁炔发生反应生成,与溴发生加成反应生成。
2.已知:
参照上述合成路线,以和化合物B为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
【答案】
【解析】由A+B――→C的原理是B中两酯基之间的碳原子取代A中的溴原子,构成四元环,因而应先将转化成卤代烃,之后完全类比C→D→E的变化即可。
3.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以及痛经、牙痛、术后痛和癌性痛等的非处方药。其合成路线如图所示:
以乙烷和碳酸二甲酯()为原料(无机试剂任选),设计制备异丁酸的一种合成路线。
【答案】CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2CN
【解析】异丁酸的结构简式为,原料为乙烷,则反应过程中碳原子数增加;原料中有,可根据题干过程逆推,参照E到F和F转化为酮基布洛芬的步骤可得出CH3CH2CN,合成路线见答案。
4.苯乙酸乙酯()是一种常见的合成香料。请设计合理方案,以苯甲醛和乙醇为主要原料(无机试剂及有机溶剂任用)合成苯乙酸乙酯。
已知:①R—Br+NaCN――→R—CN+NaBr;
②R—CNR—COOH。
【答案】
5.有机物G()是一种调香香精,也可用作抗氧化剂,工业合成路线之一如下:
――→CDEFG
已知:ⅰ.RCOOR1;
ⅱ 。
已知A转化为B的原理与F转化为G的原理相似,请写出由A制备的路线(其他试剂任选)。
【答案】
6.沙罗特美是一种长效平喘药,其合成的部分路线如图:
请写出以、、CH3NO2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】
【解析】根据已知的流程图A→E的转化过程可推知,若要制备,则需将与(CH3)2C(OCH3)2发生取代反应得到,再与CH3NO2反应得到,再利用羟基的消去反应引入碳碳双键,将碳碳双键与硝基通过加氢最终还原生成氨基,合成路线见答案。
能力提升
7.(2023·浙江6月选考)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:—CH==N—。
研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】
【解析】由题给信息可知,用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺的合成步骤为与NH2OH反应生成,催化剂作用下与氢气发生还原反应生成;催化剂作用下,与氧气发生催化氧化反应生成,与SOCl2发生取代反应生成,与发生取代反应生成,合成路线为
。
8.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:
写出以CH3CH2CHO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】CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
9.(2024·黑吉辽卷)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:
已知:
Ⅰ.Bn为,咪唑为;
Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为 。
(2)G中含氧官能团的名称为
和 。
(3)J→K的反应类型为 。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有 种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步化学方程式为
。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物 Ⅰ 的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为 和 。
【答案】(1) (2)羧基 (酚)羟基 (3)取代反应 (4)6 (5)+(CH3CO)2O――→+CH3COOH (6)
【解析】B中含有2个氧原子,其含氧官能团只有醛基,则B中含有2个醛基,结合C的结构分析知B的结构简式为。比较F、G的分子式知,F中酯基水解、酸化后得到的G为。(1)由上述分析可知,B的结构简式为。(2)G为,其中含氧官能团的名称为羧基、(酚)羟基。(3)J→K的过程中—Bn转变为—H,结合反应条件可知,该反应为取代反应。(4)D为,其同分异构体与D官能团完全相同,则含有两个酯基,且水解生成丙二酸,则其结构简式可表示为R2OOCCH2COOR1,R1和R2的碳原子数目之和为5,则可以为—CH3和—C4H9(—CH2CH2CH2CH3、、、),有4种;或—C2H5和—C3H7(—CH2CH2CH3、),有2种,故总共有6种符合条件的同分异构体。(5)第①步E分子内的咪唑环与羧基反应生成的X为,由已知Ⅱ知快速异构化得到的Y为,与(CH3CO)2O发生取代反应生成和CH3COOH,则第③步化学方程式为+(CH3CO)2O――→+CH3COOH。(6)氧化得到的M为,中羧基与苯环发生E→F中第①步反应得到的N为,中碳氧双键发生加成反应得到。
10.(2026·湖南长沙·三模)天然抗氧化剂在药物和医疗方面有重要的应用。以下是一种天然抗氧化剂(化合物H)的合成路线(略去部分反应试剂及条件):
已知:路线中、及NaH的作用类似。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为________,1mol F在一定条件下最多消耗________mol。
(2)如果的反应生成了异丁烷,则的反应方程式为________。
(3)的反应类型为________。
(4)过程中含氧官能团的变化是________变为________。
(5)符合下列条件的A的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①含苯环; ②能发生水解反应; ③能发生银镜反应。
(6)参考上述路线,设计如下转化。则X和Y的结构简式分别为________和________。
【答案】(1) 4
(2)
(3)取代反应
(4) 酯基 醚键
(5)14
(6)
【分析】
分析题干路线可知,以A 为起始物料,B的分子式为: ,,A、B的不饱和度相同,且A比B少一个碳原子,同时对比A、C的结构,可知B的结构为;然后经过一系列的步骤,合成最终产物,据此分析作答。
【详解】(1)
由分析可知,B的结构简式为,1 mol F中有一个碳碳双键和一个苯环,最多可以消耗4 mol H2;
(2)
对比D、E的结构可知4-烯丁基取代了羰基上的氢原子,反应还生成了异丁烷,说明中的异丁基和氢原子结合,所以还生成LiI,因此D→E的反应方程式为;
(3)由分析可知,F→G为F的酯基中羰基一侧的氢原子被甲基取代的反应,反应类型为取代反应;
(4)G中的含氧官能团为酯基,H中含氧官能团为醚键,因此G→H含氧官能团的变化时酯基变为醚键;
(5)
A结构为,其中满足含有苯环和能水解的同分异构体说明含有酯基,能发生银镜反应,说明含有甲酸酯结构,除了甲酸酯结构外,还有两个饱和碳原子,因此有三种情况,一是苯环的三取代,一个-OOCH和两个-CH3,一共有六种;二是苯环的两取代,-CH2OOCH和-CH3或-OOCH和-CH2CH3,各有三种一共有六种;三是苯环的一取代,有-CH2CH2OOCH和-CH(CH3)OOCH两种,因此符合要求的A的同分异构体共有14种;
(6)
根据题干中B→C的过程可知X为;已知及NaH的作用类似,根据F→G的过程可知Y的结构为。
11.(2026·山东济南·模拟预测)荆芥内酯为中药荆芥的活性成分,可用作安眠药、抗痉挛药等,合成路径如下。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.;为烃基或氢。
回答下列问题:
(1)A→B为取代反应,则A分子含有的官能团是___________。
(2)E→F的化学方程式是___________。
(3)F→G的②及H→I的①的目的是___________。
(4)H的结构简式为___________。
(5)F的同分异构体中符合下列情况的有___________种(不含立体异构)。
①含苯环且苯环上仅有两个取代基;②遇溶液显紫色
(6)以香茅醛为原料合成荆芥内酯的部分转化过程如下,
写出中间产物M、N的结构简式___________、___________。
【答案】(1)酮羰基、酯基
(2)++H2O
(3)保护醇羟基,防止其被氧化
(4)
(5)24
(6)
【分析】
由有机物的转化可知,A与发生取代反应得到B,则A的结构简式为;催化作用下在酸性溶液中与水反应生成C,则C的结构简式为;在碱性溶液中发生信息ⅰ,反应生成,在催化作用下与氢气发生加成反应生成,则E为;在碱性条件下与甲醛发生信息ⅰ反应生成,则F为;与先发生还原反应生成,再与乙酸酐发生取代反应生成,则G为发生信息ⅱ反应生成,则H为;在氢氧化钠溶液中先发生水解反应生成,在与发生信息ⅲ,反应生成,则I为;在的作用下先发生加成反应,再发生消去反应生成,据此分析。
【详解】(1)
由分析可知,A的结构简式为,官能团为酮羰基、酯基。
(2)
由分析可知,E 的结构为 ,在碱性条件下与甲醛共热发生信息ⅰ反应生成,反应的化学方程式为++H2O。
(3)
由分析可知,的反应为与先发生还原反应生成,再与乙酸酐发生取代反应生成,的反应为在氢氧化钠溶液中先发生水解反应生成,在与发生信息ⅲ,反应生成,则F→G的②及H→I的①的目的是保护醇羟基,防止被氧化。
(4)
由分析可知,H的结构简式为。
(5)由分析可知,F的分子式为,且不饱和度为4,含有苯环且苯环上只有两个取代基,遇发生显色反应,说明苯环上连接有酚羟基,则苯环的二元取代为:和;有8种同分异构体,苯环的二元取代位置为:邻位、间位、对位共3种位置异构,每种侧链搭配酚羟基,故同分异构体的总数为种。
(6)
由有机物的转化关系可知,发生加成反应生成,发生异构化反应生成M,则M的结构简式为,M发生加成反应生成,发生氧化反应生成,故M的结构简式为,N的结构简式为。
12.(2026·福建福州·模拟预测)化合物H是制备具有发光性能物质的重要中间体,某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化)。
已知:
①RCOOR'+NH2NH2→RCONHNH2+R'OH
②RCONHNH2+RCOOH+2H2O
③CH3COOH+2NaOHCH4+Na2CO3+H2O
请回答:
(1)化合物A中的官能团名称是___________。
(2)化合物D的结构简式是___________。
(3)E和F经过两步反应生成目标产物H,第一步的化学反应方程式为________,第二步的反应类型为______。
(4)符合下列条件的化合物F的芳香族化合物同分异构体有___________种。
①可与NaOH反应
②核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子
写出满足上述条件且不能发生银镜反应的同分异构体的名称___________。
(5)化合物C可经过下列反应合成导电高分子聚苯胺(T)
CGK
①G→K生成物还有FeCl2、H2O,写出G→K的化学反应方程式___________。
②生成1mol 该导电高分子聚苯胺(T)同时会生成___________mol H2O。
【答案】(1)酯基、碳溴键或溴原子
(2)
(3) 消去
(4) 3种 苯甲酸
(5) +3Fe+6HCl→+3FeCl2+2H2O (6-2y)n
【分析】
A和NH2NH2反应生成B,根据已知①并结合B的分子式可知,B是;B与C在、条件下反应生成D,根据已知②可知,D是;D还原生成E,E和F发生加成、消去反应生成H,由H逆推,可知E是;
【详解】(1)由化合物A的结构可知,A含有的官能团名称是酯基、碳溴键;
(2)
根据以上分析,化合物D的结构简式是;
(3)
E和F经过加成、消去两步反应生成目标产物H,第一步E和F发生加成反应的化学反应方程式为,第二步发生消去反应生成H;
(4)①可与NaOH反应,则含有酚羟基或羧基或HCOO-;
②核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,说明结构对称,符合下列条件的化合物F的同分异构体有、、,共3种;满足上述条件且不能发生银镜反应的同分异构体是,名称为苯甲酸;
(5)
①C()与碱石灰发生脱羧反应生成G(),G()发生还原反应生成K(), 发生还原反应生成的化学反应方程式为+3Fe+6HCl→+3FeCl2+2H2O;
②根据T的结构简式,苯胺生成1mol 该导电高分子聚苯胺(T)减少H原子数为(6-2y)n mol,(6-2y)n mol氢原子与双氧水分子结合生成(6-2y)n mol H2O。
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大单元五 第四单元 有机合成与推断
第1讲 有机合成
【高考考向预测】
有机合成以各类烃及衍生物的官能团转化、碳链增减、碳环构建、官能团保护与脱保护为核心,依托卤代烃、醛酮、羧酸酯、胺酰胺、高分子等中间体串联反应,常给出陌生有机反应信息,考查合成路线书写、反应类型判断、化学方程式书写、限定条件同分异构体推导、最优合成路径选择与副反应规避,常作为有机综合大题压轴设问;近三年高考化学必考,属于高频核心考点;预测2027年侧重多官能团共存有机物的分步合成、羟基/氨基等易氧化官能团的保护策略、羟醛缩合、酰胺化等新反应融入路线设计,结合原料绿色化、步骤简化、除杂优化设问,强化结合核磁、相对分子质量计算逆向推导合成原料的综合考查。
【双基自测●明考向】
【核心梳理●明考点】
考点一 碳骨架的构建
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 。
②苯的同系物的反应
如。
(2)脱羧反应
无水醋酸钠与氢氧化钠的反应:CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。
3.成环反应
形成环烃
+2Na――→+2NaCl,取代反应
成环醚
+H2O,取代反应
双烯合成
六元环
,加成反应
成环酯
++2H2O
氨基酸
成环
+H2O
4.苯环上引入碳链
芳香烃的烷基化
+R—Cl +HCl
芳香烃的酰基化
+ +HCl
【考点突破●明方向】
1.阅读教材“资料卡片”,了解羟醛缩合的原理,思考下列问题:
(1)由苯甲醛和乙醛制取的过程为
。
(2)由甲醛和乙醛制取的过程为
。
2.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R—X+2Na+R'—X――→R—R'+2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其与金属钠反应,不可能生成的烃是( )
A.己烷 B.正丁烷
C.2,3-二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷
3.构建碳骨架反应是有机合成中的重要知识,其中第尔斯-阿尔德反应在合成碳环这一领域有着举足轻重的地位,其模型为+,则下列判断正确的是( )
A.合成的原料为和
B.合成的原料为和
C.合成的原料为和
D.合成的原料只能为和
考点二 官能团的引入与转化
1.官能团的引入
有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。
各类官能团的引入方法
官能团
引入方法
碳卤键
①烃、酚的取代;
②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子,下同)的加成;
③醇与氢卤酸(HX)的取代
羟基
①烯烃与水的加成;
②醛、酮与氢气的加成;
③卤代烃在碱性条件下的水解;
④酯的水解;
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;
②炔烃不完全加成;
③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低聚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
2.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(或酮羰基):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。
3.官能团的消除
(1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)。
(2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。
(3)通过加成或氧化反应消除醛基。
(4)通过水解反应消除酯基、肽键、碳卤键。
【考点突破●明方向】
1.下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )
A.卤代烃的水解
B.有机物RCN在酸性条件下水解
C.醛的氧化
D.烯烃的氧化
2.设计方案以CH2==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
3.在有机合成中,常会引入官能团或将官能团消除,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是( )
A.乙烯――→乙二醇:CH2==CH2
B.溴乙烷――→乙醇:CH3CH2BrCH2==CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷――→1-丁炔:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH==CH2CH3CH2C≡CH
D.乙烯――→乙炔:CH2==CH2CH≡CH
4.沙丁胺醇有明显的支气管舒张作用,临床上主要用于治疗喘息型支气管炎、支气管哮喘等,其中一条通用的合成路线如下:
已知:①R—OHROOCCH3+CH3COOH;
②R—X+――→+HX。
设计D→E的目的是 。
5.重要的有机合成中间体W是一种多环化合物,以下为W的一种合成路线(部分反应条件已简化):
已知:(ⅰ)++R1OH
(ⅱ)2CH3CHO
结合D→E的反应过程,说明由B→C这步转化的作用是 。
考点三 有机合成路线的设计与实施
1.有机合成的基本思路
2.有机合成路线的分析方法
方法
流程
逆合成分析法
目标产物→中间产物→原料
正合成分析法
原料→中间产物→目标产物
综合比较法
原料→中间产物←目标产物
3.正确解答有机合成的关键
(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有机合成反应顺序的选择,官能团的转化和保护。
【考点突破●明方向】
1.合成丹参醇的部分路线如下:
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。
【答案】
2.请设计合理方案,以苯甲醇()为主要原料合成(无机试剂及有机溶剂任用)。
已知:①;
②R—CNR—COOH。
3.W()是一种姜黄素类似物,以香兰素()和环己烯()为原料,设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
已知:+
。
4.(2024·浙江6月选考)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂
D.Y→P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
5.(2025·八省联考河南卷)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.x=m+n
B.反应的原子利用率为100%
C.G在酸性或碱性条件下均能降解
D.E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】D
【解析】A.根据CO2的个数守恒,有x=m+n,A正确;B.该反应为环氧基和碳氧双键打开的加成聚合,原子利用率为100%,B正确;C.G为聚碳酸酯,在酸性或碱性条件下都能水解,C正确;D.E为饱和结构,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,F中有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳褪色,D错误。
【真题再现●明考向】
一、单选题
1.(2026·江西·高考真题)X是重要的有机合成中间体,其可能的合成反应机理如图。下列说法正确的是
A.反应a的催化剂为NHC
B.反应b中发生氧化反应
C.物质M的结构简式为
D.总反应的原子利用率为100%
二、解答题
2.(2026·江西·高考真题)德戈替尼是一种治疗湿疹的药物,其中间体K的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是___________。
(2)写出C的结构简式___________。
(3)由D生成E的过程中,产生的无机废气应使用________(填化学式)溶液吸收。
(4)E到F的有机反应类型是____________。
(5)化合物G中________(填“1”或“2”)号碳上氢原子酸性更强。
(6)写出Ⅰ的结构简式____________。
(7)化合物B的同分异构体中,满足下列条件的有______种(不考虑立体异构)。
a)含有两个六元环,其中一个是苯环;
b)苯环只有一个取代基。
写出其中一种无手性的结构简式______________________。
3.(2026·贵州·高考真题)H是某二肽基肽酶的竞争性可逆抑制剂的前体,其合成路线之一如图(部分条件和试剂已省略)。
已知:(和为苯基,Y为烷氧基,X为、、)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)A→B的化学方程式为____________________________________。
(3)B→C中Fe的作用为___________________________。
(4)C中的官能团名称为氨基、_______、_______。
(5)D→E的反应类型为_________。
(6)D有多种同分异构体,其中同时满足以下条件的化合物的结构简式为______________________________。
①能与溶液发生显色反应
②分子中只有2种处于不同化学环境的氢原子
(7)联苯四羧酸是一种金属有机框架核心配体和高性能聚酰胺材料前体。参照上述路线,设计一条以为原料合成该联苯四羧酸的路线___________(其他试剂可任选,以流程图形式呈现)。
4.(2026·山东·高考真题)一种药物中间体(H)的合成路线如下:
已知:
Ⅰ. 、均为强吸电子基团
Ⅱ. 、
回答下列问题:
(1)B结构简式为__________。
(2)C中含氧官能团名称为__________;C→D反应类型为__________。
(3)E→F化学方程式为_______________________________________。
(4)C的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为_______________(写出一种即可)。
①遇FeCl3溶液显色
②含-NH2
③苯环上仅含1种化学环境的氢原子
(5)以庚二酸二甲酯和1,2-二溴乙烷为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线__________________________________________________________________。
5.(2026·广东·高考真题)羟基广泛存在于天然产物与药物的分子中。从化合物Ⅰ出发合成化合物Ⅲ.Ⅲ在化合物Ⅳ的辅助下,利用光催化实现羟基迁移,得目标产物Ⅶ。合成路线如下(部分条件及试剂略)。
(1)化合物Ⅰ中苯环侧链上的官能团为___________(写名称)。
(2)反应I+XⅡ和Ⅱ+H2Ⅲ的原子利用率均为100%。
①X分子的空间构型为___________。
②Ⅱ的核磁共振氢谱图中有5组峰,则Ⅱ的结构简式为___________。
(3)Ⅲ的同分异构体中,苯环上连有一个烷基且能与作用显色的共有___________种。
(4)下列说法正确的有___________。
A.由Ⅰ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
B.由Ⅰ到Ⅴ的转化中,有加成反应和消去反应发生
C.Ⅶ与浓硫酸共热,可生成存在顺反异构体的产物
D.由Ⅲ到Ⅶ的转化中,Ⅳ可以循环利用
(5)某兴趣小组拟设计以环己烷为原料,经四步反应合成化合物Ⅲ a(分子中不含手性碳原子)的路线。Ⅲa可经上述羟基迁移路径合成化合物VIIa。
①Ⅲ a的结构简式为___________。
②从Ⅲa出发,逐步逆推合成步骤:羟基腈⇒___________⇒醇⇒___________⇒环烷烃(填写有机化合物类别)。
③合成Ⅲa的步骤中,第一步为取代反应,其化学方程式为___________(注明反应条件);第四步所需无机试剂为___________。
④可与发生反应,其产物的结构简式为___________。
6.(2026·四川·高考真题)化合物J是一种抗病毒药物,其合成路线之一如下(部分试剂略)。
已知:+R2NH2
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________。
(2)C→E的反应类型为___________,的作用是___________。
(3)I的结构简式为___________。
(4)E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种,写出其中一种含酰胺基团的分子结构简式___________。
a.含碳氧双键和苯环
b.不含键和
c.核磁共振氢谱中有4组峰,且峰面积之比为6∶6∶3∶2
(5)有同学建议J的合成路线可改为如下:
根据题中信息,依照该同学建议的合成路线,第②步的化学反应方程式为___________。
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1.以环戊烷和烃Q为原料经四步反应制备化合物,写出有关物质的结构简式(其他无机试剂任选)。
Q: ;中间产物①: ;中间产物②: ;中间产物③: 。
2.已知:
参照上述合成路线,以和化合物B为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线。
3.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以及痛经、牙痛、术后痛和癌性痛等的非处方药。其合成路线如图所示:
以乙烷和碳酸二甲酯()为原料(无机试剂任选),设计制备异丁酸的一种合成路线。
4.苯乙酸乙酯()是一种常见的合成香料。请设计合理方案,以苯甲醛和乙醇为主要原料(无机试剂及有机溶剂任用)合成苯乙酸乙酯。
已知:①R—Br+NaCN――→R—CN+NaBr;
②R—CNR—COOH。
5.有机物G()是一种调香香精,也可用作抗氧化剂,工业合成路线之一如下:
――→CDEFG
已知:ⅰ.RCOOR1;
ⅱ 。
已知A转化为B的原理与F转化为G的原理相似,请写出由A制备的路线(其他试剂任选)。
6.沙罗特美是一种长效平喘药,其合成的部分路线如图:
请写出以、、CH3NO2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
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7.(2023·浙江6月选考)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:—CH==N—。
研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苄基苯甲酰胺()利用以上合成线路中的相关信息,设计该合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
8.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:
写出以CH3CH2CHO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)。
9.(2024·黑吉辽卷)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:
已知:
Ⅰ.Bn为,咪唑为;
Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团只有醛基,其结构简式为 。
(2)G中含氧官能团的名称为
和 。
(3)J→K的反应类型为 。
(4)D的同分异构体中,与D官能团完全相同,且水解生成丙二酸的有 种(不考虑立体异构)。
(5)E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步化学方程式为
。
(6)苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物 Ⅰ 的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为 和 。
10.(2026·湖南长沙·三模)天然抗氧化剂在药物和医疗方面有重要的应用。以下是一种天然抗氧化剂(化合物H)的合成路线(略去部分反应试剂及条件):
已知:路线中、及NaH的作用类似。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为________,1mol F在一定条件下最多消耗________mol。
(2)如果的反应生成了异丁烷,则的反应方程式为________。
(3)的反应类型为________。
(4)过程中含氧官能团的变化是________变为________。
(5)符合下列条件的A的同分异构体有________种(不考虑立体异构)。
①含苯环; ②能发生水解反应; ③能发生银镜反应。
(6)参考上述路线,设计如下转化。则X和Y的结构简式分别为________和________。
11.(2026·山东济南·模拟预测)荆芥内酯为中药荆芥的活性成分,可用作安眠药、抗痉挛药等,合成路径如下。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.;为烃基或氢。
回答下列问题:
(1)A→B为取代反应,则A分子含有的官能团是___________。
(2)E→F的化学方程式是___________。
(3)F→G的②及H→I的①的目的是___________。
(4)H的结构简式为___________。
(5)F的同分异构体中符合下列情况的有___________种(不含立体异构)。
①含苯环且苯环上仅有两个取代基;②遇溶液显紫色
(6)以香茅醛为原料合成荆芥内酯的部分转化过程如下,
写出中间产物M、N的结构简式___________、___________。
12.(2026·福建福州·模拟预测)化合物H是制备具有发光性能物质的重要中间体,某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化)。
已知:
①RCOOR'+NH2NH2→RCONHNH2+R'OH
②RCONHNH2+RCOOH+2H2O
③CH3COOH+2NaOHCH4+Na2CO3+H2O
请回答:
(1)化合物A中的官能团名称是___________。
(2)化合物D的结构简式是___________。
(3)E和F经过两步反应生成目标产物H,第一步的化学反应方程式为________,第二步的反应类型为______。
(4)符合下列条件的化合物F的芳香族化合物同分异构体有___________种。
①可与NaOH反应
②核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子
写出满足上述条件且不能发生银镜反应的同分异构体的名称___________。
(5)化合物C可经过下列反应合成导电高分子聚苯胺(T)
CGK
①G→K生成物还有FeCl2、H2O,写出G→K的化学反应方程式___________。
②生成1mol 该导电高分子聚苯胺(T)同时会生成___________mol H2O。
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