摘要:
**基本信息**
以近五年高考真题及模拟题为载体,构建“结构-性质-转化-合成”逻辑体系,融合逆合成分析、信息迁移等方法,落实化学观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|结构推断|6道真题+10道模拟题|反应条件/现象/产物综合推断法|官能团结构→性质→转化规律|
|反应类型|涵盖取代/加成等|机理驱动类型判断法|活性中间体→反应选择性规则|
|同分异构体|限定条件书写与计数|有序枚举五步法|碳链异构→位置异构→官能团异构|
|合成路线|药物/农药合成情境|逆合成四步法|目标分子→切断→合成子→路线设计|
内容正文:
题19 有机合成与推断
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)杀虫剂氯噻啉(化合物)合成路线如下(部分条件已略去):
回答下列问题:
(1)能发生银镜反应,其结构简式为_________。
(2)中官能团名称为醛基和___________。
(3)的反应类型为_________。
(4)参照过程,设计某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中,Ⅰ的结构简式为________,的化学方程式为______________________。
(5)可能经历的过程如下图所示。发生巯基()参与的取代反应,的结构简式为___________。发生分子内氨基()与醛基的加成、消去反应生成和,则的结构简式为___________(不考虑立体异构)。
2.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)C→D实现了由_______到_______的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为_______。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为的同分异构体的数目有_______种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为_______。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
3.(2024·辽宁·高考真题)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.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_______。
4.(2023·辽宁·高考真题)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_______位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和_______(填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为_______。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_______和_______。
5.(2022·辽宁·高考真题)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________。
(2)在溶液中,苯酚与反应的化学方程式为___________。
(3)中对应碳原子杂化方式由___________变为___________,的作用为___________。
(4)中步骤ⅱ实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(5)I的结构简式为___________。
(6)化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种(不考虑立体异构);
i.含苯环且苯环上只有一个取代基
ii.红外光谱无醚键吸收峰
其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________(任写一种)。
6.(2021·辽宁·高考真题)中华裸蒴中含有一种具有杀菌活性的化合物J,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_______;J的分子式为_______。
(2)A的两种同分异构体结构分别为和,其熔点M_______N(填“高于”或“低于”)。
(3)由A生成B的化学方程式为_______。
(4)由B生成C的反应类型为_______。
(5)G的结构简式为_______。
(6)F的同分异构体中,含有苯环、,且能发生银镜反应的有_______种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为_______。
该类试题的立意在于检验学生是否真正建立了“结构决定性质、性质决定转化”的有机化学核心观念,以及是否具备从已知信息出发、通过逻辑推理完成复杂有机分子合成的能力。其核心价值体现在:
· 落实“宏观辨识与微观探析”素养:有机合成与推断题要求学生从官能团的结构出发,推演其化学性质与转化规律。例如2026黑吉辽蒙卷第1题(氯噻啉合成),以杀虫剂分子的全合成为情境,要求学生分析醛基、溴原子、氨基、巯基等多个官能团的转化关系,体现了从微观结构到宏观合成的完整认知链条。
· 强化“证据推理与模型认知”素养:试题大量运用“已知信息反应”模型(如2024辽宁卷的咪唑环形成反应、2023辽宁卷的已知反应、2025黑吉辽蒙卷的呋喃骨架构建),要求学生将陌生反应模型迁移应用到新情境中。文件中“知识总结”部分系统归纳了有机推断中常考的信息反应类型(Diels-Alder反应、羟醛缩合、环氧乙烷开环、Glaser反应、羧酸α-H卤代等),为学生的迁移推理提供了模型支撑。
· 培养“科学探究与创新意识”:近年试题频繁引入真实药物分子的合成路线(2024辽宁卷特戈拉赞、2023辽宁卷加兰他敏中间体、2022辽宁卷抗炎药物H、2021辽宁卷杀菌活性化合物J),要求学生从复杂的多步合成路线中提取关键转化信息,体现了“从实验室到药企”的科学研究思维。
· 体现“变化观念与平衡思想”的渗透:有机合成中的官能团转化、保护与脱保护、成环反应等,均体现了“物质可以相互转化”的变化观念。例如模拟第1题中B→C和D→E两步转化实现了酚羟基的保护与脱保护,体现了有机合成中“选择性转化”的思维。
结合文件中的近五年黑吉辽蒙卷真题(2021—2026)及精选模拟题,该类试题呈现出以下鲜明趋势:
(一)考查载体“药物化”——从基础有机物走向复杂药物分子
近年真题的考查载体从基础有机合成逐步拓展到真实药物分子的全合成:
年份
卷别
情境/载体
核心特色
2021
辽宁卷
杀菌活性化合物J(中华裸蒴)
分子内氢键、同分异构体(17种)、官能团转化
2022
辽宁卷
抗炎/抗病毒药物H
已知信息反应、官能团保护、同分异构体(12种)
2023
辽宁卷
加兰他敏中间体(阿尔茨海默症药物)
已知反应、同分异构体(3种)、合成路线设计
2024
辽宁卷
特戈拉赞(胃酸分泌抑制剂)
咪唑环形成、不稳定中间体、同分异构体(6种)
2025
黑吉辽蒙卷
含呋喃骨架芳香化合物
已知信息反应、三键加成副产物、同分异构体(4种)
2026
黑吉辽蒙卷
氯噻啉(杀虫剂)
巯基取代反应、氨基-醛基加成消去、同分异构体
趋势研判:真实药物分子、农药分子、天然产物的全合成已成为命题主流情境。预计2027年可能考查ADC药物连接子、PROTAC分子或共价键药物的合成路线。
(二)考查维度“体系化”——五大核心能力
维度
核心考查点
典型真题/模拟题
结构推断
根据分子式、反应条件、官能团转化推断中间体结构
2026黑吉辽蒙第1题(1)(5);2025黑吉辽蒙第2题(6)
反应类型判断
取代/加成/消去/氧化/还原/酯化/水解
2026黑吉辽蒙第1题(3);2024辽宁第3题(3)
化学方程式书写
有机反应方程式的配平与条件书写
2025黑吉辽蒙第2题(1);2024辽宁第3题(5)
同分异构体计数
限定条件下的同分异构体数目与结构书写
2025黑吉辽蒙第2题(4);2022辽宁第5题(6)
合成路线设计
利用已知信息设计目标分子的合成路线
2024辽宁第3题(6);2023辽宁第5题(6)
(三)信息反应“迁移化”——从记忆走向应用
近年试题对信息反应的考查从“简单套用”走向“灵活迁移”:
信息反应类型
考查方式
对应题号
咪唑环形成(羧基+邻二胺)
迁移到苯环体系设计合成路线
2024辽宁第3题(6)
醛基+氨基加成消去成环
推断中间体结构
2026黑吉辽蒙第1题(5)
酯交换/重排反应
推断副产物结构
2025黑吉辽蒙第2题(5)
羟醛缩合/已知反应
推断中间体结构
2023辽宁第5题(6)
(四)“反套路”命题特征突出
· 2026黑吉辽蒙第1题(3):F+G→H为取代反应(Br被取代)——学生可能误认为加成反应。
· 2024辽宁第3题(2):已知信息II中X和Y不稳定,能快速异构化为更稳定的结构——学生需理解“不稳定中间体”在反应中的作用。
· 2025黑吉辽蒙第2题(5):M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构——学生需考虑区域选择性(五元环vs六元环)。
· 模拟第8题(5):同分异构体计数中“核磁共振氢谱峰面积比为6:2:1”——需识别两个等效甲基的存在。
针对2026年及后续黑吉辽蒙卷备考,提出以下四点精准策略:
· 构建“结构-反应-合成”核心概念网络:
· 以“碳正离子/碳负离子/自由基”三类活性中间体为核心节点,向外辐射各类反应类型、选择性规则、保护基策略。形成区别于孤立反应式的系统化认知结构,强化机理驱动的合成设计思维。
· 开展“逆合成分析+规范书写”限时专项训练:
· 精选近五年真题及高质量模拟题,按分子类型(芳香族、杂环、萜类、肽类)分类训练。要求学生在限定时间内完成路线设计并写出规范结构简式,赛后重点复盘切断合理性、条件兼容性、书写规范性。建立个人“有机错题本”,定期重做巩固。
· 强化“谱图解析+新反应迁移”体验式学习:
· 利用在线NMR/IR数据库让学生自主查询化合物谱图,对比理论预测与实测数据。选取近年顶刊简洁合成案例进行小组研讨,分析作者如何利用新反应简化路线,深化对“创新即高效”的理解。
· 回归教材“有机合成”章节与“拓展资料”:
· 系统梳理选必3中关于逆合成分析法、官能团保护、绿色合成原则等内容;深入阅读诺贝尔化学奖成果(如不对称催化、点击化学)中的设计思想。这些素材不仅是命题背景来源,更是培养分子美学与创新意识的重要载体。
总结:“有机合成与推断”是新高考化学中最考验逻辑思维、最体现结构美学、最具创造空间的压轴题型。备考关键在于 “结构整体观”(拒绝碎片拼接)、“条件敏感性”(反应依境而变)、“逆合成策略”(切断有据可依)。唯有将有机知识内化为一种“在分子世界中理性建构与优雅表达”的认知范式,方能在高考中以不变应万变,稳夺高分。
命题模块
核心考点与易错点
典型试题特征(基于文件)
结构推断与谱图解析
1.NMR氢谱/碳谱峰数、积分比、耦合裂分解读
2.IR特征峰归属(C=O, O-H, C≡N等)
3.MS分子离子峰与碎片峰分析
4.不饱和度计算与环/双键数验证
“¹H NMR显示单峰9H提示叔丁基”“IR 1710 cm⁻¹强峰为饱和酮羰基”
反应类型与机理理解
1.亲核取代/加成、消除、氧化还原、重排等类型识别
2.区域选择性(Markovnikov/Zaitsev)与立体选择性(syn/anti)判断
3.保护基策略(醇羟基、氨基、羰基)
4.新反应信息迁移与应用
“NaBH₄还原酮得仲醇,LiAlH₄可还原酯”“TBS保护伯醇耐受碱性条件”
合成路线设计与优化
1.逆合成分析法(切断策略、合成子识别)
2.官能团转化顺序与兼容性评估
3.步骤效率与原子经济性权衡
4.绿色合成原则应用(催化、一锅法、无毒试剂)
“先氧化后酯化避免羧酸干扰Grignard反应”“采用Pd催化的Suzuki偶联替代传统Ullmann反应”
同分异构体书写与计数
1.限定条件下(含苯环、特定官能团、核磁信号)的结构枚举
2.对称性分析与重复结构排除
3.立体异构(顺反、对映)的识别与表达
4.稳定性排序与优势构象判断
“分子式C₈H₈O₂且含酯基和苯环的同分异构体有6种”“反式烯烃比顺式稳定因空间位阻小”
有机实验与纯化操作
1.重结晶、蒸馏、萃取、柱层析等分离方法选择
2.干燥剂、除杂试剂的适用性
3.产率计算与损失环节分析
4.安全注意事项(易燃、有毒、腐蚀性)
“粗产品用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂重结晶提纯”“无水MgSO₄干燥中性有机物,Na₂SO₄用于酸性体系”
真实情境与功能关联
1.分子结构与生物活性/材料性能的关系
2.合成路线的环境与健康风险评估
3.工业化放大可行性考量
4.专利或文献方法的简化与改进
“引入氟原子增强药物代谢稳定性”“避免使用OsO₄等剧毒氧化剂改用Sharpless不对称双羟化”
· “碎片拼接”思维,忽视分子整体结构约束:
· 误区:看到羰基就想到亲核加成,未考虑邻近基团的空间位阻或电子效应;推断结构时只满足分子式,忽略不饱和度或谱图矛盾。
· 纠正:建立“结构-性质-谱图”三重验证机制。每推出一个结构,必自查:① 不饱和度是否匹配?② 所有谱图信号是否都能归属?③ 后续反应是否与该结构兼容?训练“整体优先于局部”的结构解析习惯。
· “反应套用”机械化,脱离具体条件与选择性:
· 误区:认为“所有醇都能被KMnO₄氧化”;忽略保护基在特定条件下的稳定性(如TBS遇酸脱保护);未区分伯/仲/叔醇的反应活性差异。
· 纠正:构建“反应条件-底物结构-产物”三维对照表。强调“无万能反应”,任何转化都必须明确底物适用范围与限制条件。提供常见保护基/试剂兼容性速查表,强化条件敏感性。
· “逆合成分析”表面化,缺乏切断策略与合成子意识:
· 误区:逆推时随意切断,未考虑合成子可得性或反应可行性;只关注官能团转化,忽略碳骨架构建的关键步骤;设计的路线步骤冗长、收率低。
· 纠正:推行“逆合成四步法”:① 识别目标分子关键结构单元;② 寻找可靠切断位点(对应已知反应);③ 评估合成子商业可得性或简易制备性;④ 检查官能团兼容性与保护需求。通过经典案例(如前列腺素、紫杉醇片段)训练切断直觉。
· “同分异构体”枚举混乱,缺乏系统方法与对称意识:
· 误区:凭感觉罗列,易漏易重;忽略分子对称性导致重复计数;未严格按限定条件筛选(如“不含甲基”“苯环上仅两个取代基”)。
· 纠正:实施“有序枚举五步法”:① 确定母体骨架;② 固定一个取代基位置;③ 移动第二个取代基并标记等效位置;④ 检查对称轴/面排除重复;⑤ 逐一核对限定条件。提供对称性判断口诀与常见骨架模板,提升枚举效率与准确性。
一、有机推断知识必备
1.有机物结构的推断方法
(1)根据反应条件推断反应物或生成物
①“光照”为烷烃的卤代反应。
②“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。
③“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
④“HNO3(H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
⑤“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
⑥“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
①使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
②使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳原子上有氢原子)。
③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质分子中含有—CHO。
⑤加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
①醇的氧化产物与结构的关系
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物分子结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速解题。
④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。
(4)根据关键数据推断官能团的数目
①—CHO;
②2—OH(醇、酚、羧酸)H2;
③2—COOHCO2,—COOHCO2;
⑤RCH2OHCH3COOCH2R。
(Mr) (Mr+42)
3.有机推断中常考的信息反应
类型
举例
脱水反应
DielsAlder反应
二氯代烃与Na成环
形成杂环化合物(制药)
环氧乙烷开环
羟醛缩合αH反应
苯环支链碳α
H取代反应
烯烃α H取代反应
CH3—CH===CH2+Cl2
ClCH2—CH===CH2+HCl
羧酸αH卤代反应
增长碳链
2R—ClR—R+2NaCl
R—ClR—CNR—COOH
nCH2===CH2 CH2—CH2
nCH2===CH—CH===CH2
CH2—CH===CH—CH2
2R—CC—HR—CC—CC—R+H2↑(Glaser反应)
缩短碳链
二、同分异构体的数目判断和书写
1.同分异构体的类型
(1)碳链异构
(2)官能团位置异构
(3)类别异构(官能团异构)
2.同分异构体数目的判断方法
(1)一取代产物数目的判断
①基元法:例如丁基有四种异构体,则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。
②替代法:例如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体,四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl);又如CH4的一氯代物只有一种,新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。
③等效氢法:等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,判断等效氢原子的三条原则是:同一碳原子上的氢原子是等效的,如CH4中的4个氢原子等同;同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的,如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同;处于对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同,乙烯分子中的4个H等同, 苯分子中的6个氢等同,(CH3)3CC(CH3)3上的18个氢原子等同。
(2)二取代或多取代产物数目的判断
定一移一或定二移一法。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。
3.同分异构体的常见题型与同分异构体的书写步骤
(1)常见题型
①限定范围书写或补写同分异构体。
②判断是否是同分异构体。
方法:先看分子式是否相同,再看结构是否不同。对结构不同的要从两个方面来考虑:一是原子或原子团的连接顺序;二是原子或原子团的空间位置。
③判断取代产物同分异构体的数目。
方法:分析有机物的结构特点,确定不同位置的氢原子种数,再确定取代产物同分异构体数目;或者依据烃基的同分异构体数目进行判断。
(2)同分异构体的书写步骤
①先判断该有机物是否有类别异构。
②就每一类物质,先写出碳链异构体,再写出官能团的位置异构体。
③碳链异构体按“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边”的规律书写。
④检查是否有书写重复或书写遗漏,根据“碳四价”原理检查是否有书写错误。
(3)同分异构体的书写规律
①烷烃:烷烃只存在碳链异构,书写时应注意要全而不重复,具体规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘二碳,成乙基;二甲基,同、邻、间。
②具有官能团的有机物,一般书写的顺序:碳链异构→位置异构→官能团异构。
③芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对3种。
三、有机合成中官能团的转化与保护
1. 常见官能团的引入、转化的方法
引入的官能团
引入(或转化)官能团的常用方法
—OH
烯烃与水的加成反应、卤代烃水解反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下的水解反应等
—X
烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等
引入的官能团
引入(或转化)官能团的常用方法
醇类或卤代烃的消去反应等
—CHO
RCH2OH(伯醇)氧化、烯烃臭氧氧化等
—COOH
醛类的氧化、等有机物被酸性KMnO4氧化成、酯类的水解、醛(酮)与HCN加成后在酸性条件下水解生成α-羟基酸等
—COO—
酯化反应
Ar—NO2
硝化反应
Ar—NH2
硝基的还原(Fe/HCl)
2.官能团的保护方法
有机合成过程中,为了避免有些官能团发生变化,必须采取措施保护官能团,待反应完成后再使其复原。有时在引入多种官能团时,需要选择恰当的顺序保护特定官能团。例如,同时引入酚羟基和硝基时,由于酚羟基具有强还原性,而硝基的引入使用了强氧化剂硝酸,故需先硝化,再引入酚羟基。
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
①NaOH溶液与酚羟基反应,先转化为酚钠,最后再酸化重新转化为酚羟基:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,最后再用氢碘酸酸化重新转化为酚:
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用盐酸先转化为盐,最后再用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先与烯烃加成转化为氯代物,最后用NaOH醇溶液通过消去反应,重新转化为碳碳双键
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
醛基
易被氧化
醛基保护一般是把醛基制成缩醛,最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)
羧基
易与碱反应、易发生酯化反应
先酯化反应,最后再水解得到羧基
1.(2026·黑龙江大庆·模拟预测)化合物M()是抗炎、抗菌和中枢神经类等药物合成的重要中间体,利用芳香族化合物A制备化合物M的路线如下:
已知:Ⅰ、;
Ⅱ、
(1)化合物A的名称为_______。
(2)A到B的反应类型为_______。
(3)制备过程设计了B→C和D→E两步转化的目的是_______。
(4)C→D的化学方程式为:_______。
(5)G→H的反应实现了由_______向_______的转化(填官能团名称)。
(6)D中甲氧基被氧基胺取代后的产物Z不稳定容易发生重排,其分子式为,判断满足下列条件的Z的结构有_______种。
①存在结构且含两个取代基 ②含有 ③能与反应
(7)利用有机物N经过两步反应制备可有机物Q(),请写出N的结构简式_______。
2.(2026·吉林长春·模拟预测)有机物I是合成广谱抗菌药物环丙沙星的中间体,可由下列路线合成(部分反应条件略)。
(1)合成A的初始原料为,该原料的名称为___________;A→B的反应类型为___________。
(2)C→D的转化中,在的作用下形成碳负离子与C反应生成D.与相比,C的反应活性更强,从结构角度解释其原因为___________。
(3)E中的含氧官能团有硝基和___________(写官能团名称)。
(4)F→G的化学反应方程式为___________。
(5)H的结构简式为___________。
(6)芳香化合物K是E的同分异构体,同时满足下列条件的K有___________种。
①含有两个硝基和一个羟基
②能发生银镜反应
③苯环上有6个取代基
④核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为4:2:2:1
(7)参照题干合成路线,以和为主要原料,制备的合成路线如下,则Y的结构简式为___________。
3.(2026·吉林长春·模拟预测)糖皮质激素是一类广泛用于临床的甾体激素,具有强效的抗炎、免疫抑制和抗肿瘤特性,一种新型选择性糖皮质激素受体调节剂的合成路线如下:
已知:
(1)的化学反应方程式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(4)G的结构简式为___________。
(5)C的同分异构体中满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连
②含有三种官能团,且能发生银镜反应
③含有手性碳
(6)参考上述合成路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为___________和___________。
4.(2026·辽宁·模拟预测)一种抗过敏药物中间体(Ⅰ)的某合成路线如下:
(1)芳香化合物B中所有原子共平面,其结构简式为________;分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则B中的大π键应表示为________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________。
(3)的反应类型为________;的反应中无同分异构体生成,则F的名称为___________。
(4)脂肪烃衍生物M是H的同分异构体,核磁共振氢谱有2组峰,则M的结构简式为___________。
(5)流程中合成Ⅰ的化学方程式为___________________________________。
(6)以为原料制备的合成路线如下:
有机物M的结构简式为________,写出反应生成L的化学方程式:________________________。
5.(2026·辽宁营口·模拟预测)氯苯唑酸(I)是用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样多发性神经病的药物,一种合成路线如图所示。
已知:;
回答下列问题:
(1)能完成A→B转化的反应试剂为___________;B→C的化学方程式为___________。
(2)C→D的反应类型为___________;E的系统命名为___________;F中含氧官能团的名称为___________。
(3)有机物J是F的同分异构体。满足下列条件的J的结构简式为___________(只写一种即可,不考虑立体异构)。
①含“ ”和“”,不含“”;②分子结构中含六元环;③核磁共振氢谱峰面积比为
(4)反应⑤过程中同时生成一种与G互为同分异构体的副产物,该物质的结构简式为___________。
(5)研究发现反应⑥的一种可能历程是经由两步完成的,如下图所示:
若第一步为加成反应,第二步为消去反应,则M的结构简式为___________。
6.(2026·辽宁朝阳·一模)苯并咪唑类医药具有广泛的生物活性,在消化道溃疡等病种中得到应用,G是一种苯并咪唑类医药合成中间体,G的合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知:。
回答下列问题:
(1)A→B过程会产生分子式为的副产物,按系统命名法,该副产物的化学名称为_______。
(2)反应ⅱ的化学方程式为_______。
(3)反应ⅴ实现了由_______到_______的转化(填官能团名称),其反应类型为_______。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物;
②含氧官能团只与饱和碳原子相连;
③能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为_______(任写一种)。
(5)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
7.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)螺岩兰草酮(H)是一种重要的植物植保素,一种合成路线如下:
已知:①,、、代表烷基或H
②E→F的反应机理:
(1)A的分子式为___________。
(2)F中含氧官能团的名称为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)B→C的化学方程式为___________。
(5)B的同分异构体中能使FeCl3溶液显色的有___________种;其中,苯环上一氯取代物只有1种的结构简式有 ___________。
(6)根据下述合成路线以及E→F的反应机理,写出N以及P的另一种结构简式:N:___________;P:、___________。
8.(2025·内蒙古包头·模拟预测)博舒替尼是用于治疗慢性髓细胞白血病的一种药物,其中一种合成路线如图所示(部分反应条件已略):
已知①,易被氧化。
②
请回答:
(1)化合物A的含氧官能团名称是______。
(2)化合物D的结构简式是______。
(3)下列说法不正确的是______。
A.从A→B→C反应推测(氯酰基)比性质活泼,更易与甲醇反应
B.在C→D反应中,起催化剂的作用
C.化合物E的分子式为
D.F→G有多步反应,包括加成反应和消去反应
(4)写出的化学方程式______。
(5)利用以上合成线路中的相关信息,完成以邻硝基甲苯为原料合成的设计路线,“[ ]”上填写反应物或反应条件,“”内填写一种有机物的结构简式______。
(6)化合物J()是合成博舒替尼的一种中间体,请写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式______。
谱和IR谱检测表明:
①分子中共有4种氢原子,其中苯环上的有2种;
②有键,无键。
9.(2026·内蒙古呼和浩特·二模)普瑞巴林用于神经系统疾病管理,其合成路线如下:回答下列问题:
已知:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)C中官能团的名称为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)D→E的反应类型为_______。
(5)C的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体的数目有_______种。
①主链含有碳碳双键和羧基两种官能团;
②主链含有6个碳原子,且不存在顺反异构(不考虑其它立体异构)。
(6)H中含有_______个手性碳原子。
(7)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
10.(2026·黑龙江·模拟预测)化合物是某药物的中间体,其合成路线如图所示:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)A属于芳香烃,其名称为___________。
(2)D转化为的化学方程式为___________。
(3)的反应类型为___________、___________。
(4)的结构简式为___________。
(5)在C的同分异构体中,同时满足下列条件的有机物有___________种。
①能发生银镜反应;②能发生水解;③含有苯环;④核磁共振氢谱显示4组峰。
(6)由苯甲醛()和乙酸酐()合成化合物(),合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中和的结构简式为___________和___________。
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题19 有机合成与推断
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)杀虫剂氯噻啉(化合物)合成路线如下(部分条件已略去):
回答下列问题:
(1)能发生银镜反应,其结构简式为_________。
(2)中官能团名称为醛基和___________。
(3)的反应类型为_________。
(4)参照过程,设计某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中,Ⅰ的结构简式为________,的化学方程式为______________________。
(5)可能经历的过程如下图所示。发生巯基()参与的取代反应,的结构简式为___________。发生分子内氨基()与醛基的加成、消去反应生成和,则的结构简式为___________(不考虑立体异构)。
【答案】(1)
(2)碳溴键(溴原子)
(3)取代反应
(4) +CH3OH+H2O
(5)
【解析】由合成路线可知,A(C3H6O)与Br2反应生成B,已知A能发生银镜反应,故A中含有醛基,由A的分子式、结合B的结构简式可推知A为,B与C反应生成D,D在NaNO2/HCl的条件下发生取代反应生成E,E与在一定条件下反应生成F,F与G在K2CO3的条件下反应生成H,结合F的分子式和E、H的结构可推知F的结构为:,据此回答。
(1)由分析可知,A的结构简式为;
(2)B的结构简式为,B中含有的官能团为醛基和碳溴键(溴原子);
(3)由分析知,F的结构简式为:,F+G→H的反应为取代了F中Br,故反应类型为取代反应;
(4)由分析知,在E→F的过程中,Br取代了甲基上的H,参照E→F的过程,药物中间体K的合成路线为与反应,甲基上的H被Br原子取代生成I,则I为,在i.NaOH,H2O,ii.H+中经水解后酸化生成J,则J为,和CH3OH在H2SO4的条件下发生酯化反应生成K,反应的化学方程式为:+CH3OH+H2O;
(5)B→D可能经历以下过程,已知X→Y发生巯基(-SH)参与的取代反应,则C()异构为X(),X()与B发生巯基(-SH)参与的取代反应生成Y,可推知Y的结构简式为,Y发生分子内氨基(-NH2)与醛基发生加成、消去反应生成Z和H2O,结合D的结构简式可推知Z为:,异构为。
2.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)C→D实现了由_______到_______的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为_______。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为的同分异构体的数目有_______种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为_______。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)+CH3OH+H2O
(2) 羟基 醛基
(3)取代反应
(4)4
(5)
(6)
【解析】A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B(),在LiAlH4的作用下,发生还原反应生成C(),C被氧气氧化为D(),D和CBr4反应生成E(),E在CuI作用下,生成F(),F与反应生成G,结合H的结构可推出G为,G与反应生成H,H在一定条件下转化为M(),M与PtCl2反应生成N(),据此解答。
(1)由分析可知,A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B,化学方程式为+CH3OH+H2O;
(2)由分析可知,C为,C被氧气氧化为D(),羟基转化为醛基,故答案为:羟基;醛基;
(3)G为,与反应生成,属于取代反应的特征,故答案为:取代反应;
(4)E为,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为的同分异构体,如果为醛基,溴原子,甲基的组合时,可形成 两种,如果为酮碳基,溴原子组合时可形成 ,一共有4种,故答案为:4;
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,N为,可以推断出M中的三键与右侧苯环连接时可以形成N中的六元环或五元环,因此可能的副产物为,故答案为:;
(6)参考上述路线,可先将消去生成,再与反应生成,与在一定条件下得到目标产物,故答案为:;。
3.(2024·辽宁·高考真题)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.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) (酚)羟基 羧基
(3)取代反应或还原反应
(4)6
(5)+(CH3CO)2O→+CH3COOH
(6)
【解析】根据流程,有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,根据有机物B的分子式和小问1中的已知条件,可以判断,有机物B的结构为;有机物C与有机物D发生反应生成有机物E;有机物E在醋酸酐的作用下发生成环反应生成有机物F;有机物F发生两步连续反应生成有机物G,根据有机物G的分子式和有机物H的结构可以推出,有机物G的结构为;有机物G发生两步反应生成有机物H,将羧基中的-OH取代为次氨基结构;有机物H与与有机物I发生取代反应,将有机物H中酚羟基上的氢取代生成有机物J;最后有机物J发生还原反应生成K和甲苯。据此分析解题。
(1)根据分析,有机物B的结构为。
(2)根据分析,有机物G的结构为,其含氧官能团为(酚)羟基和羧基。
(3)根据分析,J→K的反应是J与H2在Pd/C催化下发生取代反应生成K和甲苯,反应类型为取代反应,同时该反应也属于加氢还原反应。
(4)D的同分异构体中,与D的官能团完全相同,说明有酯基的存在,且水解后生成丙二酸,说明主体结构中含有。根据D的分子式,剩余的C原子数为5,剩余H原子数为12,因同分异构体中只含有酯基,则不能将H原子单独连接在某一端的O原子上,因此将5个碳原子拆分。当一侧连接甲基时,另一侧连接-C4H9,此时C4H9有共有4种同分异构体;当一侧连接乙基时,另一侧连接-C3H7,此时-C3H7有共有2种同分异构体,故满足条件的同分异构体有4+2=6种。
(5)根据已知条件和题目中的三步反应,第三步反应为酚羟基与乙酸酐的反应,生成有机物F。则有机物Y为,根据异构化原理,有机物X的结构为。反应第③步的化学方程式为+(CH3CO)2O→+CH3COOH。
(6)根据逆推法有机物N发生异构化生成目标化合物,发生的异构化反应为后者的反应,有机物N为,有机物M有前置原料氧化得到的,有机物M发生异构化前者的反应生成有机物N,有机物M的为。
4.(2023·辽宁·高考真题)加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的_______位(填“间”或“对”)。
(2)C发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和_______(填名称)。
(3)用O2代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为_______。
(4)F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N-H键的共有_______种。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)对
(2)羧基
(3)2+O22+2H2O
(4)3
(5)取代
(6)
【解析】根据有机物A的结构和有机物C的结构,有机物A与CH3I反应生成有机物B,根据有机物B的分子式可以得到有机物B的结构,即;有机物与BnCl反应生成有机物C,有机物C发生还原反应生成有机物D,有机物D与PCC发生氧化反应生成有机物E,根据有机物E的结构和有机物D的分子式可以得到有机物D的结构,即;有机物E与有机物有机物F发生已知条件给的②反应生成有机物G,有机物G发生还原反应生成有机物H,根据有机物H与有机物G的分子式可以得到有机物G的结构,即,同时也可得到有机物F的结构,即;随后有机物H与HCOOCH2CH3反应生成有机物I。由此分析解题。
【解析】(1)由有机物A与CH3I反应得到有机物B可知,酚与卤代烃反应成醚时,优先与其含有的其他官能团的对位羟基发生反应,即酯基对位的酚羟基活性最高,可以发生成醚反应,故答案为;对位。
(2)有机物C含有酯基,在酸性条件下发生水解生成羧基和羟基,故答案为羧基。
(3)O2与有机物D发生催化氧化反应生成有机物E,反应的化学方程式为2+O22+2H2O。
(4)F的同分异构体中不含有N-H键,说明结构中含有结构,又因红外中含有酚羟基,说明结构中含有苯环和羟基,固定羟基的位置有邻、间、对三种情况,故有3种同分异构体。
(5)有机物H与HCOOCH2CH3反应生成有机物I,反应时,有机物H中的N-H键发生断裂,与HCOOCH2CH3中断裂的醛基结合,故反应类型为取代反应。
(6)根据题目中给的反应条件和已知条件,利用逆合成法分析,有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物,类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H,作用位置为有机物N的N=C上,故有机物N的结构为,有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物M中含有C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化,有机物M的结构为,故答案为、。
5.(2022·辽宁·高考真题)某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________。
(2)在溶液中,苯酚与反应的化学方程式为___________。
(3)中对应碳原子杂化方式由___________变为___________,的作用为___________。
(4)中步骤ⅱ实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(5)I的结构简式为___________。
(6)化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种(不考虑立体异构);
i.含苯环且苯环上只有一个取代基
ii.红外光谱无醚键吸收峰
其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________(任写一种)。
【答案】(1)
(2)+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
(3) 选择性将分子中的羟基氧化为羰基
(4) 硝基 氨基
(5)
(6) 12 (或)
【解析】F中含有磷酸酯基,且中步骤ⅰ在强碱作用下进行,由此可推测发生题给已知信息中的反应;由F、G的结构简式及化合物Ⅰ的分子式可逆推得到Ⅰ的结构简式为 ;
【解析】(1)由A的结构简式可知A是在甲苯结构基础上有羟基和硝基各一个各自取代苯环上的一个氢原子,所以A的分子式为“”;
(2)由题给合成路线中的转化可知,苯酚可与发生取代反应生成与,可与发生中和反应生成和,据此可得该反应的化学方程式为
“+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O”;
(3)根据D、E的结构简式可知,发生了羟基到酮羰基的转化,对应碳原子杂化方式由“sp3”变为“sp2”;由的结构变化可知,的作用为“选择性将分子中的羟基氧化为羰基”;
(4)由题给已知信息可知,的步骤ⅰ中F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键,对比F与G的结构简式可知,步骤ⅱ发生了由“硝基”到“氨基”的转化;
(5)根据分析可知,化合物I的结构简式为“”;
(6)化合物Ⅰ的分子式为,计算可得不饱和度为4,根据题目所给信息,化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环(已占据4个不饱和度),则其余C原子均为饱和碳原子(单键连接其他原子);又由红外光谱无醚键吸收峰,可得苯环上的取代基中含1个羟基;再由分子中苯环上只含有1个取代基,可知该有机物的碳链结构有如下四种:(1、2、3、4均表示羟基的连接位置),所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有“12”种;其中,苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基,则其结构简式为“ 或”。
6.(2021·辽宁·高考真题)中华裸蒴中含有一种具有杀菌活性的化合物J,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)D中含氧官能团的名称为_______;J的分子式为_______。
(2)A的两种同分异构体结构分别为和,其熔点M_______N(填“高于”或“低于”)。
(3)由A生成B的化学方程式为_______。
(4)由B生成C的反应类型为_______。
(5)G的结构简式为_______。
(6)F的同分异构体中,含有苯环、,且能发生银镜反应的有_______种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1) 酯基和醚键 C16H13O3N
(2)高于
(3)+CH3OH +H2O
(4)取代反应
(5)
(6) 17 或
【解析】结合有机物C的结构简式进行逆推,并根据A→B→C的转化流程可知,有机物B的结构简式为:;有机物C与CH3I在一定条件下发生取代反应生成有机物D;根据有机物H的结构简式进行逆推,并根据已知信息可知,有机物G为,有机物E为,据以上分析进行解答。
(1)根据流程中D的结构简式可知,D中含氧官能团的名称为酯基和醚键;根据J的结构简式可知,J的分子式为C16H13O3N;
(2)N分子中羟基与羧基相邻可形成分子内氢键,使熔沸点偏低;M分子中羟基与羧基相间,可形成分子间氢键,使熔沸点偏高;所以有机物N的熔点低于M;
(3)根据流程可知A与甲醇在一定条件下发生取代反应,由A生成B的化学方程式为:+CH3OH +H2O;
(4)根据流程分析,B的结构简式为C的结构简式:,B与在一定条件下发生取代反应生成有机物C;
(5)结合以上分析可知,G的结构简式为;
(6)F的结构简式为:,F的同分异构体中,含有苯环、,且能发生银镜反应,结构中含有醛基,可能的结构:如果苯环上只有一个取代基,只有1种结构,结构为,如果苯环上含有两个取代基,一个为-CH2CHO,一个为-NH2,环上有邻、间、对3种结构;若苯环上有两个取代基,一个为-CHO,一个为-CH2NH2,环上有邻、间、对3种结构;若苯环上有一个-CH3、一个-CHO、一个NH2,环上共有10种结构,所以共有17种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为:或。
该类试题的立意在于检验学生是否真正建立了“结构决定性质、性质决定转化”的有机化学核心观念,以及是否具备从已知信息出发、通过逻辑推理完成复杂有机分子合成的能力。其核心价值体现在:
· 落实“宏观辨识与微观探析”素养:有机合成与推断题要求学生从官能团的结构出发,推演其化学性质与转化规律。例如2026黑吉辽蒙卷第1题(氯噻啉合成),以杀虫剂分子的全合成为情境,要求学生分析醛基、溴原子、氨基、巯基等多个官能团的转化关系,体现了从微观结构到宏观合成的完整认知链条。
· 强化“证据推理与模型认知”素养:试题大量运用“已知信息反应”模型(如2024辽宁卷的咪唑环形成反应、2023辽宁卷的已知反应、2025黑吉辽蒙卷的呋喃骨架构建),要求学生将陌生反应模型迁移应用到新情境中。文件中“知识总结”部分系统归纳了有机推断中常考的信息反应类型(Diels-Alder反应、羟醛缩合、环氧乙烷开环、Glaser反应、羧酸α-H卤代等),为学生的迁移推理提供了模型支撑。
· 培养“科学探究与创新意识”:近年试题频繁引入真实药物分子的合成路线(2024辽宁卷特戈拉赞、2023辽宁卷加兰他敏中间体、2022辽宁卷抗炎药物H、2021辽宁卷杀菌活性化合物J),要求学生从复杂的多步合成路线中提取关键转化信息,体现了“从实验室到药企”的科学研究思维。
· 体现“变化观念与平衡思想”的渗透:有机合成中的官能团转化、保护与脱保护、成环反应等,均体现了“物质可以相互转化”的变化观念。例如模拟第1题中B→C和D→E两步转化实现了酚羟基的保护与脱保护,体现了有机合成中“选择性转化”的思维。
结合文件中的近五年黑吉辽蒙卷真题(2021—2026)及精选模拟题,该类试题呈现出以下鲜明趋势:
(一)考查载体“药物化”——从基础有机物走向复杂药物分子
近年真题的考查载体从基础有机合成逐步拓展到真实药物分子的全合成:
年份
卷别
情境/载体
核心特色
2021
辽宁卷
杀菌活性化合物J(中华裸蒴)
分子内氢键、同分异构体(17种)、官能团转化
2022
辽宁卷
抗炎/抗病毒药物H
已知信息反应、官能团保护、同分异构体(12种)
2023
辽宁卷
加兰他敏中间体(阿尔茨海默症药物)
已知反应、同分异构体(3种)、合成路线设计
2024
辽宁卷
特戈拉赞(胃酸分泌抑制剂)
咪唑环形成、不稳定中间体、同分异构体(6种)
2025
黑吉辽蒙卷
含呋喃骨架芳香化合物
已知信息反应、三键加成副产物、同分异构体(4种)
2026
黑吉辽蒙卷
氯噻啉(杀虫剂)
巯基取代反应、氨基-醛基加成消去、同分异构体
趋势研判:真实药物分子、农药分子、天然产物的全合成已成为命题主流情境。预计2027年可能考查ADC药物连接子、PROTAC分子或共价键药物的合成路线。
(二)考查维度“体系化”——五大核心能力
维度
核心考查点
典型真题/模拟题
结构推断
根据分子式、反应条件、官能团转化推断中间体结构
2026黑吉辽蒙第1题(1)(5);2025黑吉辽蒙第2题(6)
反应类型判断
取代/加成/消去/氧化/还原/酯化/水解
2026黑吉辽蒙第1题(3);2024辽宁第3题(3)
化学方程式书写
有机反应方程式的配平与条件书写
2025黑吉辽蒙第2题(1);2024辽宁第3题(5)
同分异构体计数
限定条件下的同分异构体数目与结构书写
2025黑吉辽蒙第2题(4);2022辽宁第5题(6)
合成路线设计
利用已知信息设计目标分子的合成路线
2024辽宁第3题(6);2023辽宁第5题(6)
(三)信息反应“迁移化”——从记忆走向应用
近年试题对信息反应的考查从“简单套用”走向“灵活迁移”:
信息反应类型
考查方式
对应题号
咪唑环形成(羧基+邻二胺)
迁移到苯环体系设计合成路线
2024辽宁第3题(6)
醛基+氨基加成消去成环
推断中间体结构
2026黑吉辽蒙第1题(5)
酯交换/重排反应
推断副产物结构
2025黑吉辽蒙第2题(5)
羟醛缩合/已知反应
推断中间体结构
2023辽宁第5题(6)
(四)“反套路”命题特征突出
· 2026黑吉辽蒙第1题(3):F+G→H为取代反应(Br被取代)——学生可能误认为加成反应。
· 2024辽宁第3题(2):已知信息II中X和Y不稳定,能快速异构化为更稳定的结构——学生需理解“不稳定中间体”在反应中的作用。
· 2025黑吉辽蒙第2题(5):M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构——学生需考虑区域选择性(五元环vs六元环)。
· 模拟第8题(5):同分异构体计数中“核磁共振氢谱峰面积比为6:2:1”——需识别两个等效甲基的存在。
针对2026年及后续黑吉辽蒙卷备考,提出以下四点精准策略:
· 构建“结构-反应-合成”核心概念网络:
· 以“碳正离子/碳负离子/自由基”三类活性中间体为核心节点,向外辐射各类反应类型、选择性规则、保护基策略。形成区别于孤立反应式的系统化认知结构,强化机理驱动的合成设计思维。
· 开展“逆合成分析+规范书写”限时专项训练:
· 精选近五年真题及高质量模拟题,按分子类型(芳香族、杂环、萜类、肽类)分类训练。要求学生在限定时间内完成路线设计并写出规范结构简式,赛后重点复盘切断合理性、条件兼容性、书写规范性。建立个人“有机错题本”,定期重做巩固。
· 强化“谱图解析+新反应迁移”体验式学习:
· 利用在线NMR/IR数据库让学生自主查询化合物谱图,对比理论预测与实测数据。选取近年顶刊简洁合成案例进行小组研讨,分析作者如何利用新反应简化路线,深化对“创新即高效”的理解。
· 回归教材“有机合成”章节与“拓展资料”:
· 系统梳理选必3中关于逆合成分析法、官能团保护、绿色合成原则等内容;深入阅读诺贝尔化学奖成果(如不对称催化、点击化学)中的设计思想。这些素材不仅是命题背景来源,更是培养分子美学与创新意识的重要载体。
总结:“有机合成与推断”是新高考化学中最考验逻辑思维、最体现结构美学、最具创造空间的压轴题型。备考关键在于 “结构整体观”(拒绝碎片拼接)、“条件敏感性”(反应依境而变)、“逆合成策略”(切断有据可依)。唯有将有机知识内化为一种“在分子世界中理性建构与优雅表达”的认知范式,方能在高考中以不变应万变,稳夺高分。
命题模块
核心考点与易错点
典型试题特征(基于文件)
结构推断与谱图解析
1.NMR氢谱/碳谱峰数、积分比、耦合裂分解读
2.IR特征峰归属(C=O, O-H, C≡N等)
3.MS分子离子峰与碎片峰分析
4.不饱和度计算与环/双键数验证
“¹H NMR显示单峰9H提示叔丁基”“IR 1710 cm⁻¹强峰为饱和酮羰基”
反应类型与机理理解
1.亲核取代/加成、消除、氧化还原、重排等类型识别
2.区域选择性(Markovnikov/Zaitsev)与立体选择性(syn/anti)判断
3.保护基策略(醇羟基、氨基、羰基)
4.新反应信息迁移与应用
“NaBH₄还原酮得仲醇,LiAlH₄可还原酯”“TBS保护伯醇耐受碱性条件”
合成路线设计与优化
1.逆合成分析法(切断策略、合成子识别)
2.官能团转化顺序与兼容性评估
3.步骤效率与原子经济性权衡
4.绿色合成原则应用(催化、一锅法、无毒试剂)
“先氧化后酯化避免羧酸干扰Grignard反应”“采用Pd催化的Suzuki偶联替代传统Ullmann反应”
同分异构体书写与计数
1.限定条件下(含苯环、特定官能团、核磁信号)的结构枚举
2.对称性分析与重复结构排除
3.立体异构(顺反、对映)的识别与表达
4.稳定性排序与优势构象判断
“分子式C₈H₈O₂且含酯基和苯环的同分异构体有6种”“反式烯烃比顺式稳定因空间位阻小”
有机实验与纯化操作
1.重结晶、蒸馏、萃取、柱层析等分离方法选择
2.干燥剂、除杂试剂的适用性
3.产率计算与损失环节分析
4.安全注意事项(易燃、有毒、腐蚀性)
“粗产品用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂重结晶提纯”“无水MgSO₄干燥中性有机物,Na₂SO₄用于酸性体系”
真实情境与功能关联
1.分子结构与生物活性/材料性能的关系
2.合成路线的环境与健康风险评估
3.工业化放大可行性考量
4.专利或文献方法的简化与改进
“引入氟原子增强药物代谢稳定性”“避免使用OsO₄等剧毒氧化剂改用Sharpless不对称双羟化”
· “碎片拼接”思维,忽视分子整体结构约束:
· 误区:看到羰基就想到亲核加成,未考虑邻近基团的空间位阻或电子效应;推断结构时只满足分子式,忽略不饱和度或谱图矛盾。
· 纠正:建立“结构-性质-谱图”三重验证机制。每推出一个结构,必自查:① 不饱和度是否匹配?② 所有谱图信号是否都能归属?③ 后续反应是否与该结构兼容?训练“整体优先于局部”的结构解析习惯。
· “反应套用”机械化,脱离具体条件与选择性:
· 误区:认为“所有醇都能被KMnO₄氧化”;忽略保护基在特定条件下的稳定性(如TBS遇酸脱保护);未区分伯/仲/叔醇的反应活性差异。
· 纠正:构建“反应条件-底物结构-产物”三维对照表。强调“无万能反应”,任何转化都必须明确底物适用范围与限制条件。提供常见保护基/试剂兼容性速查表,强化条件敏感性。
· “逆合成分析”表面化,缺乏切断策略与合成子意识:
· 误区:逆推时随意切断,未考虑合成子可得性或反应可行性;只关注官能团转化,忽略碳骨架构建的关键步骤;设计的路线步骤冗长、收率低。
· 纠正:推行“逆合成四步法”:① 识别目标分子关键结构单元;② 寻找可靠切断位点(对应已知反应);③ 评估合成子商业可得性或简易制备性;④ 检查官能团兼容性与保护需求。通过经典案例(如前列腺素、紫杉醇片段)训练切断直觉。
· “同分异构体”枚举混乱,缺乏系统方法与对称意识:
· 误区:凭感觉罗列,易漏易重;忽略分子对称性导致重复计数;未严格按限定条件筛选(如“不含甲基”“苯环上仅两个取代基”)。
· 纠正:实施“有序枚举五步法”:① 确定母体骨架;② 固定一个取代基位置;③ 移动第二个取代基并标记等效位置;④ 检查对称轴/面排除重复;⑤ 逐一核对限定条件。提供对称性判断口诀与常见骨架模板,提升枚举效率与准确性。
一、有机推断知识必备
1.有机物结构的推断方法
(1)根据反应条件推断反应物或生成物
①“光照”为烷烃的卤代反应。
②“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应,或酯()的水解反应。
③“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
④“HNO3(H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
⑤“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
⑥“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
①使溴水褪色,则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
②使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳原子上有氢原子)。
③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀,表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热,有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现),说明该物质分子中含有—CHO。
⑤加入金属钠,有H2产生,表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出,表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
①醇的氧化产物与结构的关系
②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。
③由取代产物的种类或氢原子环境可确定碳架结构。有机物取代产物越少或相同环境的氢原子数越多,说明该有机物分子结构的对称性越高,因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速解题。
④由加氢后的碳架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或高聚酯,可确定该有机物是含羟基的羧酸;根据酯的结构,可确定—OH与—COOH的相对位置。
(4)根据关键数据推断官能团的数目
①—CHO;
②2—OH(醇、酚、羧酸)H2;
③2—COOHCO2,—COOHCO2;
⑤RCH2OHCH3COOCH2R。
(Mr) (Mr+42)
3.有机推断中常考的信息反应
类型
举例
脱水反应
DielsAlder反应
二氯代烃与Na成环
形成杂环化合物(制药)
环氧乙烷开环
羟醛缩合αH反应
苯环支链碳α
H取代反应
烯烃α H取代反应
CH3—CH===CH2+Cl2
ClCH2—CH===CH2+HCl
羧酸αH卤代反应
增长碳链
2R—ClR—R+2NaCl
R—ClR—CNR—COOH
nCH2===CH2 CH2—CH2
nCH2===CH—CH===CH2
CH2—CH===CH—CH2
2R—CC—HR—CC—CC—R+H2↑(Glaser反应)
缩短碳链
二、同分异构体的数目判断和书写
1.同分异构体的类型
(1)碳链异构
(2)官能团位置异构
(3)类别异构(官能团异构)
2.同分异构体数目的判断方法
(1)一取代产物数目的判断
①基元法:例如丁基有四种异构体,则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。
②替代法:例如二氯苯(C6H4Cl2)有三种同分异构体,四氯苯也有三种同分异构体(将H替代Cl);又如CH4的一氯代物只有一种,新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有一种。
③等效氢法:等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,判断等效氢原子的三条原则是:同一碳原子上的氢原子是等效的,如CH4中的4个氢原子等同;同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的,如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同;处于对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同,乙烯分子中的4个H等同, 苯分子中的6个氢等同,(CH3)3CC(CH3)3上的18个氢原子等同。
(2)二取代或多取代产物数目的判断
定一移一或定二移一法。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。
3.同分异构体的常见题型与同分异构体的书写步骤
(1)常见题型
①限定范围书写或补写同分异构体。
②判断是否是同分异构体。
方法:先看分子式是否相同,再看结构是否不同。对结构不同的要从两个方面来考虑:一是原子或原子团的连接顺序;二是原子或原子团的空间位置。
③判断取代产物同分异构体的数目。
方法:分析有机物的结构特点,确定不同位置的氢原子种数,再确定取代产物同分异构体数目;或者依据烃基的同分异构体数目进行判断。
(2)同分异构体的书写步骤
①先判断该有机物是否有类别异构。
②就每一类物质,先写出碳链异构体,再写出官能团的位置异构体。
③碳链异构体按“主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边”的规律书写。
④检查是否有书写重复或书写遗漏,根据“碳四价”原理检查是否有书写错误。
(3)同分异构体的书写规律
①烷烃:烷烃只存在碳链异构,书写时应注意要全而不重复,具体规则如下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间;往边移,不到端;摘二碳,成乙基;二甲基,同、邻、间。
②具有官能团的有机物,一般书写的顺序:碳链异构→位置异构→官能团异构。
③芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对3种。
三、有机合成中官能团的转化与保护
1. 常见官能团的引入、转化的方法
引入的官能团
引入(或转化)官能团的常用方法
—OH
烯烃与水的加成反应、卤代烃水解反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下的水解反应等
—X
烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等
引入的官能团
引入(或转化)官能团的常用方法
醇类或卤代烃的消去反应等
—CHO
RCH2OH(伯醇)氧化、烯烃臭氧氧化等
—COOH
醛类的氧化、等有机物被酸性KMnO4氧化成、酯类的水解、醛(酮)与HCN加成后在酸性条件下水解生成α-羟基酸等
—COO—
酯化反应
Ar—NO2
硝化反应
Ar—NH2
硝基的还原(Fe/HCl)
2.官能团的保护方法
有机合成过程中,为了避免有些官能团发生变化,必须采取措施保护官能团,待反应完成后再使其复原。有时在引入多种官能团时,需要选择恰当的顺序保护特定官能团。例如,同时引入酚羟基和硝基时,由于酚羟基具有强还原性,而硝基的引入使用了强氧化剂硝酸,故需先硝化,再引入酚羟基。
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
①NaOH溶液与酚羟基反应,先转化为酚钠,最后再酸化重新转化为酚羟基:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,最后再用氢碘酸酸化重新转化为酚:
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用盐酸先转化为盐,最后再用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先与烯烃加成转化为氯代物,最后用NaOH醇溶液通过消去反应,重新转化为碳碳双键
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
醛基
易被氧化
醛基保护一般是把醛基制成缩醛,最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)
羧基
易与碱反应、易发生酯化反应
先酯化反应,最后再水解得到羧基
1.(2026·黑龙江大庆·模拟预测)化合物M()是抗炎、抗菌和中枢神经类等药物合成的重要中间体,利用芳香族化合物A制备化合物M的路线如下:
已知:Ⅰ、;
Ⅱ、
(1)化合物A的名称为_______。
(2)A到B的反应类型为_______。
(3)制备过程设计了B→C和D→E两步转化的目的是_______。
(4)C→D的化学方程式为:_______。
(5)G→H的反应实现了由_______向_______的转化(填官能团名称)。
(6)D中甲氧基被氧基胺取代后的产物Z不稳定容易发生重排,其分子式为,判断满足下列条件的Z的结构有_______种。
①存在结构且含两个取代基 ②含有 ③能与反应
(7)利用有机物N经过两步反应制备可有机物Q(),请写出N的结构简式_______。
【答案】(1)对硝基苯酚或4-硝基苯酚
(2)加成反应
(3)保护酚羟基,防止酚羟基被氧化
(4)
(5) 硝基 氨基
(6)20
(7)
【解析】由A的分子式以及D的结构式可知,芳香化合物A的结构为,与HCHO酸性条件下加热得到B的结构为,B与参照已知I反应生成C,故C的结构为 ,再经过催化氧化后转化为D,D与HI参照已知I反应生成E的结构为 ,E参照题目信息条件发生取代反应得到F,F通过成环转化为G,再经Zn/HCl将G中的硝基转化为氨基得到H,最后,H经取代反应转化为M,据此分析作答。
(1)根据分析,化合物A的名称为对硝基苯酚或4-硝基苯酚;
(2)根据A和B的结构可知,A到B的反应类型为加成反应;
(3)B→C:将酚羟基()转化为甲氧基(),保护酚羟基,防止酚羟基被氧化;D→E:用HI将甲氧基()重新转化为酚羟基(),使酚羟基恢复,用于后续反应;因此,这两步转化的目的是保护酚羟基,防止酚羟基被氧化;
(4)由分析可知:C中的在催化剂Cu和加热的条件下被氧化为醛基,反应方程式为: ;
(5)由分析可知:G→H的反应是硝基被还原为氨基,因此是由硝基向氨基的转化;
(6)Z的结构满足①存在结构且含两个取代基②含有③能与反应,三个条件,则在上的两个取代基有两种可能:一种是、两个侧链,另一种为、两个侧链;而当上连接两个结构不同的侧链时:,,,共有种结构;侧链有2种情况,因此共20种;
(7)有机物N经过催化氧化和已知II两步制备有机物Q,则有机物N含有,再由已知II的反应信息同时参照F到G的转化流程可知N的结构简式为: 。
2.(2026·吉林长春·模拟预测)有机物I是合成广谱抗菌药物环丙沙星的中间体,可由下列路线合成(部分反应条件略)。
(1)合成A的初始原料为,该原料的名称为___________;A→B的反应类型为___________。
(2)C→D的转化中,在的作用下形成碳负离子与C反应生成D.与相比,C的反应活性更强,从结构角度解释其原因为___________。
(3)E中的含氧官能团有硝基和___________(写官能团名称)。
(4)F→G的化学反应方程式为___________。
(5)H的结构简式为___________。
(6)芳香化合物K是E的同分异构体,同时满足下列条件的K有___________种。
①含有两个硝基和一个羟基
②能发生银镜反应
③苯环上有6个取代基
④核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为4:2:2:1
(7)参照题干合成路线,以和为主要原料,制备的合成路线如下,则Y的结构简式为___________。
【答案】(1) 3-氟甲苯(或间氟甲苯) 氧化反应
(2)C中硝基和氟原子均为吸电子基团,使羰基碳上的电子云密度降低,碳原子的正电性更强,活性更强
(3)(酮)羰基、酯基
(4)+→+
(5)
(6)8
(7)
【解析】A中甲基被氧化成羧基,生成B;B与发生取代反应,羧基中的被氯原子取代,生成C;C与发生取代反应,氯原子被取代,生成D和;D在TSOH作用下1个被氢原子取代,生成E;E与发生取代、消去反应,生成F;F与发生取代反应,F中醚键中与碳碳双键连接的键断裂,被取代生成G和乙醇;G在、加热条件下脱去硝基、氢原子,发生取代成环反应,生成H;H经过水解、酸化反应,酯基水解变为羧基,生成I;
(1)看作苯环上两个氢原子被甲基()和氟原子()取代,两个取代基在苯环上处于间位,习惯命名为间氟甲苯,系统命名根据取代基位号和最小原则,以甲基连接的苯环碳原子为1号碳,氟原子连接的碳原子为3号碳,命名为3-氟甲苯,答案为3-氟甲苯(或间氟甲苯);
由合成路线中A、B的结构简式可知,A中的甲基()变为B中的羧基(),其他官能团无变化,A→B的反应类型为氧化反应;
(2)与相比,C中硝基()和氟原子均为吸电子基团,使得羰基中碳原子的正电性增强,更易吸引、结合碳负离子发生反应,答案为C中硝基和氟原子均为吸电子基团,使羰基碳上的电子云密度降低,碳原子的正电性更强,活性更强(回答合理即可);
(3)由合成路线中E的结构简式可知其含氧官能团有硝基()、羰基()和酯基(),答案为(酮)羰基、酯基;
(4)F与发生取代反应,F中醚键中与碳碳双键连接的键断裂,被取代生成G和乙醇,反应的化学方程式为+→+;
(5)G的分子式为,H的分子式为,G→H减少了1个氢原子、1个氮原子和2个氧原子,结合I的结构简式可知G→H的反应过程为苯环上脱去1个硝基,亚氨基脱去氢原子,两者成环,所以,H的结构简式为;
(6)E的分子式为,苯环上有6个取代基(苯环上没有氢原子),其中包含2个硝基()和1个羟基(),能发生银镜反应说明含有醛基(),此外还有氟原子(),核磁共振氢谱为4:2:2:1,分子结构对称,可能的结构有或,相似的取代基组合有1个、2个、2个、1个,1个、2个、2个、1个,1个、2个、2个、1个,每个组合有2种结构,共有8种,答案为8;
(7)参考题干合成路线,与发生取代反应,羧基中的被氯原子取代,生成,与发生取代反应,氯原子被取代,生成Y和,Y在TSOH作用下脱去1个,逆推可得Y的结构简式为。
3.(2026·吉林长春·模拟预测)糖皮质激素是一类广泛用于临床的甾体激素,具有强效的抗炎、免疫抑制和抗肿瘤特性,一种新型选择性糖皮质激素受体调节剂的合成路线如下:
已知:
(1)的化学反应方程式为___________。
(2)的反应类型为___________。
(3)实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
(4)G的结构简式为___________。
(5)C的同分异构体中满足下列条件的有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连
②含有三种官能团,且能发生银镜反应
③含有手性碳
(6)参考上述合成路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为___________和___________。
【答案】(1)
(2)取代反应
(3) 酯基 羟基
(4)
(5)18
(6)
【解析】结合流程,发生已知信息的反应,则A是,B是,B在作用下发生取代反应生成D。结合H物质苯环上的取代基位置可知,D物质发生硝化反应,生成E,则E物质为:。F在作用下发生还原反应生成G,根据H结构特点,E的和G发生取代反应生成H,故的结构为:。根据I和J发生取代反应生成目标产品,由此逆推可知H上的发生还原反应,生成,故I的结构为:,据此分析。
(1)的方程式为:。
(2)根据反应原子变化特点,并且发生成环变化,故该反应为取代反应。
(3)根据分析可知,实现了由酯基到羟基的转化。
(4)根据分析可知,G的结构为。
(5)C的同分异构体中,苯环上有两个取代基,且与苯环直接相连;含有三种官能团,且能发生银镜反应,说明含有醛基,据此可知该物质的结构为:、、、、、(手性碳用标记),以上各有邻、间、对三种同分异构体,故总数为。
(6)和发生E和G生成H的反应,故X的结构为:;X在和作用下发生H到I的还原反应,生成Y,故Y的结构为:。
4.(2026·辽宁·模拟预测)一种抗过敏药物中间体(Ⅰ)的某合成路线如下:
(1)芳香化合物B中所有原子共平面,其结构简式为________;分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则B中的大π键应表示为________。
(2)D中含氧官能团的名称为___________。
(3)的反应类型为________;的反应中无同分异构体生成,则F的名称为___________。
(4)脂肪烃衍生物M是H的同分异构体,核磁共振氢谱有2组峰,则M的结构简式为___________。
(5)流程中合成Ⅰ的化学方程式为___________________________________。
(6)以为原料制备的合成路线如下:
有机物M的结构简式为________,写出反应生成L的化学方程式:________________________。
【答案】(1)
(2)酰胺基
(3) 加成反应或还原反应 3-己烯
(4)
(5)
(6) 2+O22
【解析】B的分子式为C7H6O,根据A和C的结构可知,B中应含有苯环,则符合条件的结构为苯甲醛;A与B在催化剂作用下生成C,C与氢气发生加成反应生成D,D在COCl2、AlCl3作用下生成E,F的分子式为C6H12,不饱和度为1,则为烯烃,F与HCl发生加成反应生成G,G中的-Cl在NaN3、P(CH3)3作用下转化为-NH2,生成H,E和H发生取代反应生成I和水;据此解答。
(1)据分析,B为苯甲醛,结构简式为;苯环和醛基均为平面结构,因此苯甲醛的共轭大π键共8个原子参与(7个C和1个O),含6+2=8个π电子,表示为。
(2)根据D的结构可知,其含氧官能团为酰胺基。
(3)C→D为碳碳双键转化为饱和碳链,反应类型为加成反应(或还原反应);F的分子式为C6H12,不饱和度为1,F与HCl生成G,且无同分异构体生成,则F为对称烯烃,结构简式为CH3CH2CH=CHCH2CH3,名称为3-己烯。
(4)H的分子式为C6H15N,无不饱和结构,脂肪烃衍生物M是H的同分异构体,核磁共振氢谱有2组峰,则M具有对称性,满足条件的结构为 。
(5)E与H发生取代反应生成I和水,化学方程式为 。
(6)在Cu催化下被氧气氧化生成L(),化学方程式为2+O22 ,与HCl发生取代反应生成M( ),根据G→H可知,M( )中的-Cl在NaN3、P(CH3)3作用下转化为-NH2,即N为,根据反应E+H→I可知,L与N发生取代反应生成和水。
5.(2026·辽宁营口·模拟预测)氯苯唑酸(I)是用于治疗转甲状腺素蛋白淀粉样多发性神经病的药物,一种合成路线如图所示。
已知:;
回答下列问题:
(1)能完成A→B转化的反应试剂为___________;B→C的化学方程式为___________。
(2)C→D的反应类型为___________;E的系统命名为___________;F中含氧官能团的名称为___________。
(3)有机物J是F的同分异构体。满足下列条件的J的结构简式为___________(只写一种即可,不考虑立体异构)。
①含“ ”和“”,不含“”;②分子结构中含六元环;③核磁共振氢谱峰面积比为
(4)反应⑤过程中同时生成一种与G互为同分异构体的副产物,该物质的结构简式为___________。
(5)研究发现反应⑥的一种可能历程是经由两步完成的,如下图所示:
若第一步为加成反应,第二步为消去反应,则M的结构简式为___________。
【答案】(1) 酸性溶液
(2) 取代反应 4-氨基-3-羟基苯甲酸或3-羟基-4-氨基苯甲酸 羟基、酯基
(3)、、
(4)
(5)
【解析】A(甲苯)中的甲基被氧化为羧基生成B(苯甲酸),B与在催化剂的作用下发生取代反应,在苯甲酸的羧基间位取代2个氯原子,生成C,C的结构简式为,C在的作用下生成D;由G的结构简式可推知E中含有氨基和羟基,故E的结构简式为,E在甲醇和浓硫酸作用下发生酯化反应生成F,F的结构简式为,D与F发生取代反应生成的产物之一为G,G可转化为H,H的酯基经过水解得到目标产物I。
(1)由A、B的分子式和D的结构简式可推知,A为甲苯,B为苯甲酸,A→B的反应为氧化反应,可以用强氧化剂酸性溶液实现;由B、C的分子式和D的结构简式可推知,B中两个H原子被两个Cl原子取代得到C,故B→C的反应式;
(2)C→D为羧基中的被取代,反应类型为取代反应;由E→F的反应条件可推知E→F为酯化反应,E中含有羧基,由分析可知E的结构简式为,命名为4-氨基-3-羟基苯甲酸;F的结构简式为,其中含氧官能团有羟基和酯基;
(3)J的分子式为,含有“”和“”,不含“”,分子结构中含六元环,核磁共振氢谱峰面积比为,计算得不饱和度为,
可知该同分异构体中的六元环不是苯环,推测可能是杂环化合物,且具有一定的对称性,满足条件的结构简式可能为、、;
(4)根据已知条件,不仅能与氨基反应,还能与羟基反应,反应类型与D+F→G相同,都是取代反应,则同分异构体副产物的结构简式为;
(5)反应⑥经过加成、消去两步反应完成,由H的结构简式可推知G中的羰基与G自身的酚羟基加成得到M,羰基氧转化为醇羟基,然后发生消去反应脱去醇羟基和后得到H,故M的结构简式为。
6.(2026·辽宁朝阳·一模)苯并咪唑类医药具有广泛的生物活性,在消化道溃疡等病种中得到应用,G是一种苯并咪唑类医药合成中间体,G的合成路线如图所示(部分反应条件省略):
已知:。
回答下列问题:
(1)A→B过程会产生分子式为的副产物,按系统命名法,该副产物的化学名称为_______。
(2)反应ⅱ的化学方程式为_______。
(3)反应ⅴ实现了由_______到_______的转化(填官能团名称),其反应类型为_______。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构)。
①属于芳香族化合物;
②含氧官能团只与饱和碳原子相连;
③能发生银镜反应。
其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为_______(任写一种)。
(5)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)1,4-苯二甲酸
(2)
+SOCl2→+SO2+HCl
(3) 硝基 氨基 还原反应
(4) 10 或或或
(5)
【解析】反应i为氧化反应,A为对二甲苯(),侧链一个甲基被氧化为羧基生成B,B与发生已知反应生酰氯C,对比C与D的结构,C中侧链甲基的氢原子被溴取代,同时酰氯的氯原子被溴取代,得到D,D与F发生成环反应得到G。
(1)由分析知,A为,氧化过程产生分子式为的副产物应为,按系统命名法,该副产物的化学名称为1,4-苯二甲酸;
(2)反应ⅱ是B与发生已知的反应,生成酰氯,化学方程式为:+SOCl2→+SO2+HCl;
(3)反应ⅴ是E→F的反应,对比E和F的结构简式可知,实现了硝基到氨基的转化,去氧加氢属于还原反应,所以其反应类型为还原反应;
(4)D的分子式为,符合题意的取代基可能为一个取代基(,1种结构)、两个取代基(、,邻、间、对3种结构)、三个取代基(、两个,有6种结构),共有10种结构;其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积比为的结构简式为、、、;
(5)模仿反应ⅳ,X和Y的结构简式分别为和。
7.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)螺岩兰草酮(H)是一种重要的植物植保素,一种合成路线如下:
已知:①,、、代表烷基或H
②E→F的反应机理:
(1)A的分子式为___________。
(2)F中含氧官能团的名称为___________。
(3)G→H的反应类型为___________。
(4)B→C的化学方程式为___________。
(5)B的同分异构体中能使FeCl3溶液显色的有___________种;其中,苯环上一氯取代物只有1种的结构简式有 ___________。
(6)根据下述合成路线以及E→F的反应机理,写出N以及P的另一种结构简式:N:___________;P:、___________。
【答案】(1)
(2)酮羰基
(3)取代反应
(4)
(5) 22 或
(6)
【解析】(1)A为3,5-二甲基苯酚,分子中含8个C、10个H、1个O,分子式为。
(2)F的结构中含两个与烃基相连的羰基,含氧官能团为酮羰基。
(3)G中碘原子被异丙烯基取代,反应类型为取代反应。
(4)B为1-甲氧基-3,5-二甲基苯,与发生苯环上的取代反应,溴原子取代苯环上2位的氢,生成2-溴-1-甲氧基-3,5-二甲基苯与溴化氢,反应方程式为。
(5)B的分子式为,同分异构体能使溶液显色,说明含酚羟基,即苯环直接连接羟基。
分情况讨论:
1. 苯环上含2个取代基,1个羟基、1个丙基,丙基含正丙基、异丙基2种结构,两个取代基有邻、间、对3种位置关系,共种。
2. 苯环上含3个取代基,1个羟基、1个甲基、1个乙基,三个不同取代基在苯环上的同分异构体共10种。
3. 苯环上含4个取代基,1个羟基、3个甲基,三甲苯有连三甲苯、偏三甲苯、均三甲苯3种结构,对应酚的同分异构体分别为2种、3种、1种,共6种。
总共有种。
其中苯环上一氯取代物只有1种,说明苯环上所有氢原子等价,符合条件的结构为或。
(6)① 结合已知反应①的规律,酯与格氏试剂反应生成环丙醇结构,反推N为对应的甲酯,即,符合题意。
② 结合E到F的反应机理,M发生电催化反应时,环丙烷开环后进攻苯环的位点不同,得到的P存在甲基位置异构,除给定结构外,另一种为。
8.(2025·内蒙古包头·模拟预测)博舒替尼是用于治疗慢性髓细胞白血病的一种药物,其中一种合成路线如图所示(部分反应条件已略):
已知①,易被氧化。
②
请回答:
(1)化合物A的含氧官能团名称是______。
(2)化合物D的结构简式是______。
(3)下列说法不正确的是______。
A.从A→B→C反应推测(氯酰基)比性质活泼,更易与甲醇反应
B.在C→D反应中,起催化剂的作用
C.化合物E的分子式为
D.F→G有多步反应,包括加成反应和消去反应
(4)写出的化学方程式______。
(5)利用以上合成线路中的相关信息,完成以邻硝基甲苯为原料合成的设计路线,“[ ]”上填写反应物或反应条件,“”内填写一种有机物的结构简式______。
(6)化合物J()是合成博舒替尼的一种中间体,请写出同时符合下列条件的化合物的同分异构体的结构简式______。
谱和IR谱检测表明:
①分子中共有4种氢原子,其中苯环上的有2种;
②有键,无键。
【答案】(1)羟基、醚键、羧基
(2)
(3)BC
(4)+CH3OH+HCl
(5)
(6)
【解析】对比A与B的结构差异,A与反应后羧基转化为氯酰基,结合A的分子式可确定A为。B与甲醇在浓硫酸条件下反应生成C,分子式,为氯酰基与甲醇的取代反应,生成C为。C与1-溴-4-氯丁烷在条件下反应,促进发生取代,得到D。结合D硝化后生成的E的结构,可反向确定D为 。E经还原硝基为氨基得到F,F结构简式:,F按已知反应②的规律,得到G。后续得到最终产物博舒替尼。
(1)A的分子式为,对比B的结构,B中氯酰基由A的羧基与反应得到,B中剩余的酚羟基、醚键均来自A,因此A的含氧官能团为羟基、醚键、羧基。
(2)结合分析,D的结构简式为。
(3)A.A转化为B时羧基转化为氯酰基,B可直接与甲醇反应生成酯,而羧基与甲醇酯化需要浓硫酸催化、加热,说明氯酰基比羧基性质更活泼,更易与甲醇反应,A正确;
B.C到D的反应中,与酚羟基反应生成酚盐,同时消耗反应生成的,促进反应完全,其参与反应且最终无剩余,不属于催化剂,B错误;
C.化合物E的结构中含12个碳原子、14个氢原子、1个氯原子、1个氮原子、6个氧原子,分子式为,而非,C错误;
D.F为,发生已知信息②的原理得到,F和先发生加成反应生成,然后发生消去反应生成G,D正确;
故选BC。
(4)B→C为取代反应,配平后的化学方程式为:+CH3OH+HCl。
(5)先将甲基氧化为羧基,再转化为甲酯,最后还原硝基,且还原步骤需在酯化之后,避免氨基被氧化。 第一步:邻硝基甲苯与酸性高锰酸钾溶液共热,甲基被氧化为羧基,得到邻硝基苯甲酸; 第二步:邻硝基苯甲酸与反应,羧基转化为氯酰基,得到邻硝基苯甲酰氯; 第三步:邻硝基苯甲酰氯与甲醇在浓硫酸催化下反应,生成邻硝基苯甲酸甲酯; 第四步:邻硝基苯甲酸甲酯与反应,硝基被还原为氨基,得到邻氨基苯甲酸甲酯,再经后续反应得到目标产物。 因此合成路线:。
(6)化合物J的不饱和度为4,仅含苯环一个不饱和结构,同分异构体需满足:①分子共4种氢原子,其中苯环上有2种,说明苯环取代基呈对称分布;②含键,无键,说明氮原子上无氢原子,且氧原子仅与氮原子、碳原子或氢原子以单键连接。 符合条件的结构包括。
9.(2026·内蒙古呼和浩特·二模)普瑞巴林用于神经系统疾病管理,其合成路线如下:回答下列问题:
已知:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)C中官能团的名称为_______。
(3)E的结构简式为_______。
(4)D→E的反应类型为_______。
(5)C的同分异构体中,同时满足下列条件的同分异构体的数目有_______种。
①主链含有碳碳双键和羧基两种官能团;
②主链含有6个碳原子,且不存在顺反异构(不考虑其它立体异构)。
(6)H中含有_______个手性碳原子。
(7)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1)
(2)碳碳双键和羧基
(3)
(4)取代反应
(5)5
(6)1
(7)
【解析】根据A的结构简式以及题干已知条件,可知B的结构简式为:;B→C消去一个羧基,C→D羧基上的羟基被氯原子取代;利用E的分子式计算出E的不饱和度为8,结合D→E反应物,再参考F的结构简式,可得E的结构简式为:;E→F为加成反应消除,最后经过F→G→H,得到产物普瑞巴林。
(1)根据题干已知条件,A→B的本质是的氧被取代,并生成水,化学方程式为:;
(2)C中的官能团为碳碳双键和羧基;
(3)参考F的结构简式可知,D()与发生取代反应得到E和HCl,可得E的结构简式为:;
(4)D→E的本质是D中氯原子被反应物中取代,并生成,反应类型为取代反应;
(5)C的分子式为:,不饱和度为2;主链含有碳碳双键和羧基两种官能团,说明不饱和度由碳碳双键和羧基提供;主链含有6个碳原子,说明还有一个甲基做支链,不存在顺反异构,先定碳骨架:,甲基位置有四种,;故总共有4+1=5种同分异构体;
(6)手性碳是通过单键连接四种不同基团的碳原子,观察H结构简式可知:只有右边连接三条键的碳原子连接了四种不同基团,故H中含有1个手性碳原子;
(7)①参考C→D的反应得,反应物羧基上的羟基被氯原子取代,X的结构简式为:;
②参考E→F的反应得,该步骤通过加成反应消除,通过产物逆推得Y的结构简式为:。
10.(2026·黑龙江·模拟预测)化合物是某药物的中间体,其合成路线如图所示:
已知:①;
②。
回答下列问题:
(1)A属于芳香烃,其名称为___________。
(2)D转化为的化学方程式为___________。
(3)的反应类型为___________、___________。
(4)的结构简式为___________。
(5)在C的同分异构体中,同时满足下列条件的有机物有___________种。
①能发生银镜反应;②能发生水解;③含有苯环;④核磁共振氢谱显示4组峰。
(6)由苯甲醛()和乙酸酐()合成化合物(),合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中和的结构简式为___________和___________。
【答案】(1)甲苯
(2)
(3) 加成反应 消去反应
(4)
(5)2
(6)
【解析】结合A的分子式和B的结构简式可知,A为甲苯,D发生取代反应转化为E,E的结构简式为,G被臭氧氧化为H,结合H的分子式与已知②,H为。
(1)A的分子式为,故A为甲苯
(2)D 在催化下发生取代反应转化为E,同时脱去:;
(3)F中苯环与氢气发生加成反应,之后醇羟基发生消去反应脱去水得到G,因此反应类型为加成反应、消去反应;
(4)由已知信息,G经臭氧氧化得到H,H的结构简式为;
(5)既能发生银镜反应又能水解,说明必为甲酸酯,分子仅含 2 个氧原子,含苯环且核磁 4 组峰,要求分子高度对称,符合条件的结构为:4个甲基和1个HCOO-,结构简式为;或者1个HCOO-与-C(CH3)3,结构简式为,故满足条件的有机物有2种。
(6)苯甲醛与乙酸酐先发生取代反应生成(X),接着X自身的醛基发生加成反应转化为(Y)。
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