内容正文:
题20 有机化学综合题
1.(2026·浙江·高考真题)化合物X是一种广泛存在于中草药中的具有生物活性的生物碱。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:①
②
请回答:
(1)化合物A所含官能团的名称是___________。
(2)A→B过程中,同时生成另一种物质(摩尔质量为46 g/mol),其结构简式是_____________。
(3)化合物M的结构简式是____________。
(4)下列说法不正确的是____________。
A.过程中,作氧化剂
B.化合物D发生消去反应,可得到与甲苯互为同分异构体的烃
C.化合物E不能使溴水褪色
D.化合物X不能与盐酸反应
(5)B→C过程中,化合物B先转化为两种烯醇中间体:和_______________(写结构简式);得到化合物的同时,还得到少量化合物的同分异构体,根据合成路线,判断该异构体是否需要分离除去________(填“是”或“否”)。
(6)是一种重要的化工原料,设计以CH3NH2、(CH3)2S和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)______________。
【答案】(1)酮羰基
(2)C2H5OH
(3)
(4)CD
(5) 否
(6)
【解析】简要分析合成路线:A为环戊酮,在C2H5ONa作用下与C2H5OCOOC2H5反应生成B。B在条件下与BrCH2COOC2H5反应生成C。C经过水解、脱羧等步骤生成M。首先C水解后的产物结构简式为,根据已知②,可以推断出M的结构简式为,M经过多步反应生成D,D经臭氧化还原后生成E,E与反应生成F,最终合成X。据此解答;
(1)A所含的官能团名称为酮羰基。
(2)A→B的反应是A与C2H5OCOOC2H5在C2H5ONa作用下的反应。五元环上的H被-COOC2H5取代,同时生成C2H5OH。
(3)根据分析,M的结构简式为。
(4)A.D→E是臭氧化还原反应,O3将双键氧化断裂,O3作氧化剂,A正确;
B.化合物D的结构简式为,发生消去反应,可能的产物有、、,其中的不饱和度是4,与甲苯互为同分异构体,B正确;
C.E中含有醛基,有还原性,会与溴水发生氧化还原反应使溴水褪色,C错误;
D.X中的含N基团呈碱性(能和形成配位键),可以和HCl反应,D错误;
故选CD。
(5)B中酮羰基有两类α‑H,可以生成两种烯醇:和;该同分异构体和BrCH2COOC2H5反应生成,后续经过水解、脱羧反应,最终得到相同产物M,不影响后续合成,不需要分离除去。
(6)环戊酮先还原为环戊醇,环戊醇发生消去反应生成环戊烯,环戊烯经臭氧化还原生成戊二醛,最后模仿E→F的反应,戊二醛与CH3NH2在 NaBH3CN 作用下直接生成目标产物,故合成路线为。
2.(2026·浙江·高考真题)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)
【解析】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。
(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: 。
3.(2025·浙江·高考真题)化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物A中含氧官能团的名称是_______;从整个过程看,的目的是_______。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的水溶性比化合物B的大
B.的反应中有产生
C.化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同
D.化合物G分子中含有2个手性碳原子
(3)的化学方程式_______。
(4)生成G的同时还生成了,则X的结构简式是_______。
(5)过程中有副产物生成,写出一种可能的副产物的结构简式_______(其分子式为且含有苯环)。
(6)以和为有机原料,设计化合物(D指)的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1) 羰基 保护氨基
(2)CD
(3)+2NaOH+Na2CO3+C2H5OH
(4)
(5)
(6)
【解析】A和ClCOOC2H5发生取代反应生成B,B和CaC2、H2O反应生成C,C和NaH、反应生成D,D和乙炔发生加成反应生成E,E中含有酰胺基,在NaOH溶液中发生水解生成F为,F和X发生取代反应生成G,同时还生成了HCl,则X的结构简式是,以此解答。
(1)由A的结构简式可知,A中含氧官能团的名称是羰基,从整个过程看,A→B的过程中氨基转化为酰氨基,E→F的过程中酰氨基又转化为氨基,A→B的目的是:保护氨基。
(2)A.化合物A中含有氨基,可以和水分子形成氢键,化合物B中没有亲水基团,则化合物A的水溶性比化合物B的大,A正确;
B.NaH中H元素的化合价为-1,具有很强的还原性,极易与+1价的H原子发生归中反应生成,再结合C和D的分子式和结构式可以推知,C和NaH、反应生成D的过程中还有NaBr和产生,B正确;
C.形成双键的碳原子为杂化,则化合物B中含有2个杂化碳原子,C分子中含有1个杂化碳原子,C错误;
D.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,化合物G分子中含有1个手性碳原子:,D错误;
故选CD。
(3)E中含有酰胺基和酯基,在NaOH溶液中发生水解生成F为,同时有Na2CO3和C2H5OH生成,化学方程式为:+2NaOH+Na2CO3+C2H5OH。
(4)由分析可知,X的结构简式是。
(5)D和乙炔发生加成反应生成E,该过程中2个D也可以发生加成反应生成分子式为的副产物:、、、。
(6)先和H2发生加成反应生成,再发生催化氧化反应生成,和CaC2、H2O反应生成,和NaH、反应生成,CaC2和D2O反应生成,和发生加成反应生成,合成路线为:。
4.(2025·浙江·高考真题)化合物I有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其结构如下:
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:
①
②
③(等)
请回答:
(1)化合物I中体现酸性的官能团名称是_______。
(2)下列说法正确的是_______。
A.化合物A的酸性比苯甲酸弱 B.化合物B既可与酸反应又可与碱反应
C.E→F反应过程中只发生加成反应 D.化合物H中存在分子内氢键
(3)G的结构简式是_______。
(4)C+D→E的化学方程式是_______。
(5)写出3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量反应生成邻苯二酚()。(已知)
(6)以、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,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)羟基
(2)BD
(3)
(4)+
(5)、、(任选三种);
(6);
【解析】由流程可知,A发生取代反应生成B,B发生已知反应原理生成C,结合C化学式,C为,CD发生已知反应生成E,结合DE化学式,D为、E为,E中硝基还原为氨基得到F,FG生成H,结合G化学式,G为,H进一步转化为I;
(1)由I结构可知,I中体现酸性的官能团名称是酚羟基;
(2)A.溴原子在苯环上具有吸电子效应使得A中羧基更容易电离出氢离子,使其酸性增强,故化合物A中的酸性比苯甲酸强,错误;
B.化合物B中含有酯基,可以发生酸性水解也可以发生碱性水解,故既可与酸反应又可与碱反应,正确;
C.E中硝基还原为氨基得到F,E→F反应过程中发生还原反应,同时铁和稀盐酸也会发生置换反应,错误;
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;化合物H中酚羟基和临近氮能形成分子内氢键,正确;
故选BD;
(3)由分析,G为:;
(4)CD发生已知②反应生成E,结合DE化学式,D为、E为,故C+D→E的化学方程式是+;
(5)B除苯环外含有1个溴、3个碳、2个氧、1个不饱和度;3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的:①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,则应该为对称结构;②与过量反应生成邻苯二酚,结合已知反应原理; 可以为:、、;
(6)结合结构,流程可以为中甲基首先氧化为羧基得到,再和乙醇发生取代反应生成,再和NH2NH2转化为;1,3-丁二烯、丙烯酸发生已知③反应生成,和发生已知②反应生成产物,故流程为:。
5.(2024·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”(部分反应条件已简化)。
已知:+→
请回答:
(1)化合物F的官能团名称是_______。
(2)化合物G的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的碱性弱于
B.的反应涉及加成反应和消去反应
C.的反应中,试剂可用
D.“消炎痛”的分子式为
(4)写出的化学方程式_______。
(5)吲哚-2-甲酸()是一种医药中间体,设计以和为原料合成吲哚-2-甲酸的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中有2种不同化学环境的氢原子;
②有甲氧基,无三元环。
【答案】(1)羧基、碳氯键
(2)
(3)AD
(4)
(5)CH3CHO
(6)、、、(其他符合条件的结构也可)
【解析】A与B发生类似已知+→的反应生成C,C为,D反应生成E,结合E的分子式和F的结构可知,E为,F与SOCl2反应得到G,结合G的分子式可知,G为,I水解得到消炎痛,结合消炎痛的结构可知,I为,H与HCl得到I的反应类似已知中的反应,由此可知H为,C与G反应得到H,据此解答。
【解析】(1)由F的结构可知,F的官能团为羧基、碳氯键;
(2)由分析得,G为;
(3)A.中氨基与苯环共轭,降低了N的电子云密度,结合氢离子能力减弱,的碱性弱于A,故A错误;
B.的反应,是B中羰基先加成,得到羟基,羟基再与相邻N上的H消去得到N=C,涉及加成反应和消去反应,故B正确;
C.D→E是甲苯甲基对位上的H被Cl取代,试剂可为Cl2/FeCl3,故C正确;
D.由“消炎痛”的结构可知,分子式为C19H16ClNO4,故D错误;
故选AD;
(4)H()与HCl得到I()的反应类似已知中的反应,化学方程式为:;
(5)结合已知反应可知,在酸性条件下可得到,与反应可得到,比乙醛多一个碳原子,所以需乙醛先与HCN加成延长碳链得到,然后依次氧化、水解得,具体合成路线如下:CH3CHO;
(6)B为,同分异构体中有2种不同化学环境的氢原子,说明其结构高度对称,有甲氧基(-OCH3),无三元环,符合条件的结构简式为:、、、、、等(其他符合条件的结构也可)。
6.(2024·浙江·高考真题)某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。
已知:
请回答:
(1)化合物E的含氧官能团的名称是_______。
(2)化合物C的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A→D的过程中,采用了保护氨基的方法
B.化合物A的碱性比化合物D弱
C.化合物B在氢氧化钠溶液加热的条件下可转化为化合物A
D.化合物G→氯硝西泮的反应类型为取代反应
(4)写出F→G的化学方程式_______。
(5)聚乳酸()是一种可降解高分子,可通过化合物X()开环聚合得到,设计以乙炔为原料合成X的路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。
【答案】(1)硝基、羰基(或酮羰基、酮基)
(2)
(3)BD
(4)+2NH3+NH4Br
(5)CH≡CH CH3CHO。
(6)或或或或
【解析】A发生取代反应生成B,B在硫酸作用下与硝酸发生对位取代生成C;C水解生成D,D取代生成E,E发生取代反应生成F,结合已知信息,根据其分子式,可推出F为:;F发生取代反应生成G:;
(1)化合物E的结构简式为,分子结构中的含氧官能团有硝基、羰基(或酮羰基、酮基);
(2)根据分析可知,化合物C结构简式:;
(3)A.氨基易被氧化,在进行硝化反应前,先将其转化为稳定的酰胺基,硝化反应后再水解出氨基,属于氨基的保护,A正确;
B.硝基为吸电子基团,硝基的存在会导致N原子结合质子能力减弱,所以碱性:A>D,B错误;
C.B为,在氢氧化钠溶液加热的条件下发生水解反应,可转化为化合物A,C正确;
D.化合物G()转化为氯硝西泮(),是羰基与氨基发生了加成反应后再发生消去反应,D错误;
选BD;
(4)F发生取代反应生成G:+NH3+HBr;由于HBr可与NH3反应生成NH4Br,所以该反应也可写为+2NH3+NH4Br。
(5)可由发生分子间酯化反应生成,可由酸化得到,乙醛与HCN发生加成反应生成,而乙炔与H2O发生加成反应生成乙醛(CH3CHO),故合成路线为 CH≡CH CH3CHO。
(6)B为,其同分异构体分子中含有二取代的苯环;分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键,则其结构简式可有、、、、等;
7.(2023·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:
请回答:
(1)化合物B的含氧官能团名称是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.化合物A能与发生显色反应
B.A→B的转变也可用在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C→D的反应中,作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是___________。
(4)写出E→F的化学方程式___________。
(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺( )。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)
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基()。
【答案】(1)羟基、醛基
(2)BC
(3)ClCH2CH2N(CH3)2
(4) +2H2 +H2O
(5)
(6)
【解析】由依托比利的结构可知:与F发生取代反应生成依托比利,则F的结构简式为,根据E、F的分子式、D()的结构和已知信息可以推出:在催化剂作用下E与氢气发生还原反应生成,则E的结构简式为;碳酸钾作用下与C发生取代反应生成,则C为ClCH2CH2N(CH3)2;
(1)由结构简式可知,B分子的官能团为羟基、醛基,故答案为:羟基、醛基;
(2)A.由结构简式可知,A分子中含有酚羟基,能与氯化铁溶液发生显色反应,使溶液变为紫色,故正确;
B.酚羟基具有强还原性,由结构简式可知,A分子中含有酚羟基,则A→B的转变不能用酸性高锰酸钾溶液来实现,故错误;
C.由分析可知,B+C→D的反应为碳酸钾作用下与ClCH2CH2N(CH3)2发生取代反应生成,其中碳酸钾的作用是中和反应生成的氯化氢,提高反应物的转化率,故错误;
D.由结构简式可知,依托比利分子中含有酰胺基,可在酸性或碱性条件下发生水解反应,故正确;
故选BC;
(3)由分析可知,C的结构简式为ClCH2CH2N(CH3)2,故答案为:ClCH2CH2N(CH3)2;
(4)由分析可知,E→F的反应为催化剂作用下与氢气发生还原反应生成,反应的化学方程式为+2H2+H2O,故答案为:+2H2+H2O;
(5)由题给信息可知,用苯甲醛为原料合成药物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,故答案为:;
(6)D的同分异构体分子中含有苯环,谱和谱检测表明分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基说明同分异构体分子含有醚键或酚羟基,结合对称性,同分异构体的结构简式为。故答案为:。
8.(2023·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是___________。
(2)化合物B的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出的化学方程式______。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选)___。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式_______。
①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基。
【答案】(1)硝基,碳氯键(氯原子)
(2)
(3)D
(4)
(5)
(6)
【解析】与CH3NH2反应生成B,B与硫化钠发生还原反应生成C,结合C的结构可知A到B为取代反应,B为,C与E发生已知中反应生成F,F为,F脱水生成G,G与乙醇发生酯化反应生成H,H与氢气加成后再与环氧乙烷发生反应生成I,I与SOCl2发生取代反应后再与盐酸反应生成盐酸苯达莫司汀,据此分析解答。
(1)由A的结构可知其所含官能团为硝基和氯原子,故答案为:硝基、碳氯键(氯原子);
(2)由以上分析可知化合物B的结构简式,故答案为:;
(3)A. 的反应中B中一个硝基转化为氨基,反应类型为还原反应,故错误;
B. 化合物D中含有两个羟基,与乙醇不是同系物,故错误;
C. 化合物I的分子式是,故错误;
D. 将苯达莫司汀制成盐酸盐,可以增加其水溶性,利于吸收,故正确;
故答案为:D;
(4)G与乙醇发生酯化反应生成H,反应方程式为:,故答案为:;
(5)1,3-丙二醇与HBr发生取代反应生成1,3-二溴丙烷,1,3-二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成 ,发生水解生成戊二酸,戊二酸分子内脱水生成,合成路线为: ,故答案为:;
(6)化合物C的同分异构体①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基,除乙酰基外只有一种氢,则六元环上的原子均不与氢相连,该物质具有很高的对称性,符合的结构有 ,故答案为: ;
浙江卷“有机化学综合题”是高考化学中连接分子结构、反应机理与功能导向合成的核心枢纽,集中体现“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养。其立意在于通过药物、材料、天然产物等真实合成路线为载体,考查学生对‘结构-性质-反应-功能’四位一体关系的深度理解与逆向设计能力。试题超越官能团转化记忆,强调在“电子效应-立体效应-反应条件”多维耦合中建立条件依赖的有机思维,同时渗透其在创新药研发、高性能材料、绿色合成等领域的战略价值,培养学生从分子层面理性构建功能分子的科技素养。
· 考查意图: 重点考查官能团识别与转化、反应类型判断、同分异构体书写(含限定条件)、合成路线设计与评价、谱图解析(IR/NMR/MS)、反应机理推断;检测学生能否根据题干信息推断未知中间体或试剂,解释区域/立体选择性,并评估路线的原子经济性与可操作性。
· 能力聚焦: 聚焦于逆合成分析建模与多约束权衡决策能力。要求学生不仅能正向推导产物,更能从目标分子回溯关键断键位点;能在收率、选择性、步骤数、成本、环保等多重目标间寻求最优路径,避免单一维度思维。
· 思维品质: 强调系统性与实证性。有机合成不是线性序列,而是电子流、空间位阻、溶剂效应交织的动态网络;任何反应均有热力学可行性、动力学选择性与操作现实性三重约束。学生需具备追踪电子走向、验证假设合理性的批判性思维。
· 价值引领: 通过抗癌药物、OLED材料、生物基单体等案例,展现有机化学对科技创新与民生改善的支撑作用;同时通过“传统合成vs绿色改进”对比,传递“精准、高效、可持续”的合成伦理与责任意识。
基于近六年浙江高考真题及最新模拟题分析,该专题呈现以下趋势:
· 情境创设前沿化与功能导向化并重: 真题频繁以药物中间体、光电材料、手性催化剂为背景;模拟题进一步融入PROTAC分子、COF/MOF linker、酶催化级联等内容,但落脚点始终紧扣课标要求的取代/加成/消除/氧化还原等主干反应,确保“新分子、旧逻辑”。
· 知识融合结构-机理-谱图一体化: 打破“反应归记忆、谱图归解析”的割裂,要求学生在同一问题中整合电子效应、过渡态、特征峰归属等多维因素。例如,解释“亲核取代发生在伯碳而非叔碳”需结合SN2立体阻碍与碳正离子稳定性;评价“某步产率低”需关联NMR杂质峰与副反应机理。
· 设问方式从“填空书写”向“机理推断+选择性解释+路线优化”升级: 减少单纯写反应式的题目,增加“根据NOESY相关峰确定相对构型”“解释区域选择性源于邻基参与”“设计保护基-free替代路线”等高阶思维题;强调答案的电子合理性与合成可行性,拒绝模板化套答。
· 难度控制主干稳固与新知渐进: 主干知识(酯化/水解、羟醛缩合、Diels-Alder、官能团保护)稳定高频考查;新教材新增点(如光/Ni双催化、C-H活化、流动化学)逐步渗透;易错点(如立体化学标注错误、同分异构体遗漏、谱图误读)持续作为区分点。
· 构建“结构-反应-谱图-功能”四维关联模型,强化有机系统训练
· 绘制核心转化映射表: 组织学生自主梳理“官能团→典型反应→电子/立体效应→谱图特征→功能关联”对应关系。例如:
官能团
典型反应
电子/立体效应
IR (cm⁻¹)
¹H NMR (δ)
功能关联
醛基
羟醛缩合、Wittig
α-H酸性、亲电性
1725, 2720
9–10 (s)
药物砌块、荧光探针
酯基
水解、氨解、Claisen
羰基亲电性、α-H酸性
1735
3.5–4.5 (q/t)
聚合物单体、前药
烯烃
亲电加成、环氧化
π电子富集、立体专一
1640
4.5–6.5 (m)
材料交联、手性中心
酰胺
水解、还原
共振稳定、低亲电性
1650, 3300
7–8 (br s)
肽键、高分子主链
· 推行“五步说理模板”: 针对有机题提炼标准化答题范式:“①识别目标分子关键官能团与骨架;②回溯关键断键位点及对应反应;③解释选择性(区域/立体)的电子或立体根源;④结合谱图验证中间体结构;⑤评价路线的步骤经济性或绿色性。”通过反复套用,固化“结构-断键-选择性-验证-评价”推理链。
· 开展“谱图-结构互证”专项训练: 提供IR/NMR/MS数据,要求学生推断结构片段,并反推可能的反应路径。例如,¹H NMR δ=2.1 (s, 3H) + IR 1715 cm⁻¹ → CH₃CO–;MS m/z 77 → Ph–。强化“数据→结构→反应”逆向推理能力。
· 深化“多约束权衡”思维,避免理想化误区
· 设计“合成冲突诊断”任务: 提供实际矛盾案例(如保护基增加步骤但提高选择性),引导学生分析收率/选择性/步骤数制约。例如,合成手性醇时,直接还原得外消旋体,CBS催化虽贵但ee>99%,省去拆分步骤。强调“最优≠最短,而是综合效益最大化”。
· 引入“选择性根源”深度解析: 不仅记住“Markovnikov规则”,更要理解碳正离子稳定性与超共轭效应;明确“邻基参与导致构型保持”源于分子内SN2。通过过渡态图示标注电子流向与空间排斥,建立“微观机制-宏观结果”桥梁。
· 强化“绿色合成12原则”应用: 评价路线时主动对照原子经济、safer试剂、催化计量、溶剂选择等原则;避免仅关注产率而忽视环境代价。答题时注明“本步符合/违背原则X,因……”,体现可持续思维。
· 对接“新教材新增内容”,拓展有机认知边界
· 整合新旧教材表述差异: 对比原教材与新教材在命名规则、反应分类、绿色表述等方面的更新,确保复习内容与浙江卷命题一致。特别关注新教材对“有机合成作为创造科学”的定位强化。
· 开发“新知-旧规”衔接题: 编制融合新增内容与经典原则的题目(如“用C-H活化解释为何某路线比传统少两步”“说明为何流动化学可提高光反应安全性”),帮助学生将新知识纳入已有有机框架。
· 落实“限时规范+反馈迭代”的实战闭环
· 每日5分钟有机速析: 利用早读或课前时间随机抽取一道合成片段(含谱图或选择性解释),要求学生在限定时间内写出完整推理链,当堂投影展示优秀样本与典型失分案例,即时点评立体标注错误、同分异构遗漏或评价空泛。
· 周测嵌入评分细则讲评: 每周测试中有机题严格按高考评分点赋分(如“正确写出反应式”得2分,“合理解释选择性”得2分,“准确解析谱图”得2分,“有效评价路线”得1分),讲评时逐条拆解得分要素,让学生明确“反应、解释、谱图、评价缺一不可”。
· 个性化诊断与补救: 对反复失分的学生进行错题归因分析(结构误判?反应错误?谱图混淆?评价空泛?书写不规范?),制定针对性矫正方案。如结构误判者重练“官能团-谱图”速查卡;反应错误者默写高频反应机理;谱图混淆者绘制特征峰对照表;评价空泛者背诵绿色合成关键词;书写不规范者强化立体楔形键/虚线键练习,直至达标。
维度
具体考点
课标依据
能力层级
教材位置(人教版2019)
官能团转化
取代/加成/消除/氧化还原
烃及其衍生物
创新应用
选择性必修3·有机化学基础
合成设计
逆合成、保护基、路线评价
科学探究
创新应用
选择性必修3·有机合成
谱图解析
IR、NMR、MS
物质结构
分析综合
选择性必修3·研究有机化合物的一般方法
立体化学
手性、构型、选择性
物质结构与性质
分析综合
选择性必修3·立体化学初步
绿色合成
原子经济、催化、safer试剂
科学态度与社会责任
应用实践
各模块·STSE
新型内容
C-H活化、光催化、生物催化
科学探究与创新意识
创新应用
选择性必修3·拓展内容
· 结构识别碎片化,忽略电子/立体效应: 孤立看待“羰基”,未考虑邻近吸电子基增强亲电性或给电子基减弱活性;认为“所有烯烃都易发生亲电加成”,忽略共轭体系或位阻影响。纠正:养成“环境分析法”,每个官能团必问“周围有什么基团?如何影响其反应性?”;绘制共振式/过渡态辅助判断。
· 反应书写不完整或不规范: 酯化反应漏写H₂O;Diels-Alder未标立体化学;保护基脱除条件缺失;箭头方向错误(电子流向vs物料流向)。纠正:执行“四查清单”:查原子守恒、查立体标注、查条件注明、查箭头类型。提供高频反应模板供默写。
· 同分异构体书写遗漏或重复: 限定条件下未系统枚举(如先碳架再位置再官能团);忽略对称性导致重复计数;立体异构未区分顺反/R-S。纠正:采用“有序枚举法”+“对称性检验”;对含手性中心分子强制标注R/S;提供常见骨架异构体速查表。
· 谱图解析主观臆断或过度推断: 仅凭一个峰断言结构;忽略积分比与氢原子数匹配;MS碎片未考虑重排。纠正:坚持“多谱互证”原则;NMR必须核对积分、裂分、化学位移三重信息;MS结合分子量与特征碎片综合判断。
· 对“新型反应/技术”理解表面化: 知道“C-H活化”但不清楚导向基作用机制;了解“光催化”但未关联激发态能量转移。纠正:对新概念追问“关键中间体-决速步-底物范围-局限性”四要素,避免标签化记忆。
· 轻视“合成可行性”导致纸上谈兵: 设计路线时使用不稳定试剂(如LiAlH₄处理含水体系);忽略保护基兼容性;认为“理论上可行即实际可用”。纠正:任何合成步骤必须包含“试剂可得性+操作安全性+后处理简易性”三重验证,答题时主动说明“该步需在无水条件下进行”“避免使用剧毒试剂”,体现工程思维。
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·浙江杭州·模拟预测)化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)下列说法错误的是___________。
A.化合物A可以发生加成反应和取代反应
B.的目的是在苯环上引入-使硝基对位的碳正性更强,更容易被进攻
C.H的碱性强于
D.化合物的反应为硝化反应,浓硫酸起到了吸水剂的作用
(4)写出的化学方程式:_______________。
(5)由生成的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)以乙烯和丙醛为原料,设计路线合成G___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)酯基和醚键
(2)
(3)CD
(4)
(5)
(6)
【解析】A与在作用下得到B,据此可推断A的结构为,B与发生取代反应得到C,C在浓硝酸、浓硫酸作用下发生硝化反应,由F的结构可知C中Cl的对位被取代,故D的结构为,D与发生取代反应得到E, E的结构为,E在Fe、HCl作用下,硝基被还原为氨基得到F,F与G发生信息反应,最终得到H,最后H与乙酰氯发生取代反应、且结构互变(信息反应)得到I,据此分析。
(1)根据I的结构可知,含氧官能团为酯基和醚键;
(2)由分析可知,D的结构为
(3)A.化合物A含苯环,可发生加成反应;含甲基、酰氯基,可发生取代反应,A正确;
B.引入硝基,硝基为吸电子基,使苯环电子云密度降低,硝基对位的碳正性增强,更易被进攻,B正确;
C.H和I中右侧的杂环具有类似苯环的芳香性,则氮原子为sp2杂化,两个N原子的价层电子对数均为3,对于H中N原子,有3个键,则3个sp2杂化轨道均各有1个电子用于形成键,p轨道上有1对孤电子对用于形成大π键,对于I中N原子,有2个键,则2个sp2杂化轨道各有1个电子用于形成键,则第3个sp2杂化轨道有1对孤电子对,具有一定的碱性,故H的碱性弱于I,C错误;
D.为硝化反应,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂,D错误;
故选CD;
(4)H中发生异构化生成,和在作用下发生取代反应,生成I和HCl, 化学方程式: ;
(5)由分析可知,F与G先发生信息反应得到中间体J,故J的结构简式为;
(6)以乙烯和丙醛为原料合成目标产物3-戊酮(G),可采用如下路线:首先乙烯与溴化氢发生加成反应生成溴乙烷,,溴乙烷再与金属镁在无水乙醚中反应制得格氏试剂,;随后丙醛与乙基溴化镁在无水乙醚中发生反应,经酸性水解得到3-戊醇;最后3-戊醇在铜催化、加热条件下与氧气发生氧化反应,生成目标产物3-戊酮,,故合成路线为: 。
2.(2026·浙江温州·二模)化合物I是一种可用于轻型帕金森综合征的治疗的药物,其合成路线如下(部分流程及反应条件已省略)。
已知:①R-MgX+
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.C与足量加成后的产物分子中有3个手性碳原子
B.I能发生消去反应、氧化反应、加聚反应
C.G中的苯基显正电性且其能与加成
D.检验F中的溴元素所需的试剂为稀和溶液
(4)H放入足量的水中的化学方程式为___________。
(5)能使溶液显色的C的同分异构体有___________种,其中氢核磁共振氢谱显示4组峰的结构简式为___________(任写一种)。
(6)设计利用、为原料合成的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
【答案】(1)碳碳双键、羰基
(2)
(3)B
(4)+H2O→+Mg(OH)Br↓(生成和也可)
(5) 22
(6)
【解析】(1)观察A的结构式可知,A中官能团的名称是碳碳双键、羰基。
(2)已知反应②为环加成反应,需要共轭二烯作为双烯体,B的分子式C5H6其饱和度为3,结合C的结构式,使用逆推法可推断B为环戊二烯,其结构简式为。
(3)C与足量加成后的产物是五元环并六元环稠合双环结构,两个环共用一条碳边(2 个共用碳),两个稠环共用的2个桥头碳:每个碳同时连2个不同碳环片段、烷基、H,4个基团完全不同,是手性碳;六元环上与羰基加氢生成的-CHOH-相连的碳、环上另外2个取代碳,均满足 4 种不同基团;因此加氢后手性碳原子数量为5个,A 错误;
I分子含醇羟基、芳香环、与羟基直接相连的碳原子的邻位碳存在氢原子,满足醇的消去反应条件;醇羟基可被酸性高锰酸钾等氧化剂氧化;分子内含碳碳双键可发生加聚反应,B正确;
G为苯基溴化镁,C-Mg键电子偏向苯环碳原子,苯基带负电,作为亲核试剂进攻CO2,选项“苯基显正电性”描述相反,C 错误;
F为溴苯,溴原子以共价键结合,无法直接电离出溴离子,完整检验流程应为NaOH水溶液加热水解后,稀硝酸酸化再滴加AgNO3,仅稀HNO3、AgNO3无明显现象,不能检验溴元素,D错误;
因此答案选B。
(4)依据已知信息①,中间体-OMgBr发生水解,-OMgBr基团替换为醇羟基-OH,副产物为Mg(OH)Br沉淀;水充足时,也可生成Mg(OH)2、MgBr2,因此化学反应方程式为+H2O→+Mg(OH)Br↓(生成和也可)。
(5)C是由A和B发生加成反应得到的,C的分子式为C9H12O,不饱和度为4,由已知条件“能使FeCl3溶液显色”说明分子中必须含有酚羟基直接连在苯环上,一个苯环本身的不饱和度刚好是4,这意味着分子中除了一个苯环外,侧链全部是饱和的烷基,没有双键或三键。
情况一:苯环上有2个取代基(-OH和-C3H7)
烷基异构:丙基有 2 种结构:正丙基和异丙基,对于每一种丙基,它与酚羟基在苯环上的相对位置都有邻位、间位、对位3种,本情况总数:2 (烷基种类)3 (位置) =6种。
情况二:苯环上有3个取代基(-OH、-CH3、- C2H5)
先固定两个基团,再插入第三个基团。①当 -OH和-CH3处于邻位时,苯环上剩余4个空位,这4个空位的化学环境各不相同,所以插入-C2H5有4种;②当-OH和-CH3处于间位时,苯环上剩余4个空位,化学环境也各不相同,插入-C2H5有4种;③当-OH和-CH3处于对位时,苯环上剩余4个空位,由于对称性,等效空位有2个,插入-C2H5有2种;本情况总数为10种。
情况三:苯环上有4个取代基(-OH和3个-CH3)
三甲苯有3种同分异构体:①连三甲苯(1,2,3-三甲苯):苯环上有2种不同环境的氢原子,被-OH取代后有2种;②偏三甲苯(1,2,4-三甲苯):苯环上有3种不同环境的氢原子,被-OH取代后有3种;③均三甲苯(1,3,5-三甲苯):苯环上有1种环境的氢原子,被-OH取代后有 1 种;本情况总数为6种。
将三种情况相加:6 (情况一) + 10(情况二) + 6 (情况三) = 22种。
核磁氢谱峰组数=分子中等效氢种类;4 组峰代表分子高度对称,故其结构简式可为(符合要求即可)。
(6)步骤1:乙醇制备CH3CH2MgBr:CH3CH2OH与HBr、浓硫酸加热发生取代反应生成溴乙烷;溴乙烷在无水乙醚、Mg 作用下生成CH3CH2MgBr;
步骤2:乙醇氧化、羟醛缩合生成共轭烯醛:乙醇催化氧化生成乙醛,乙醛在催化剂、加热条件下发生羟醛缩合,生成CH3CH=CHCHO;
步骤 3:环加成构建六元环醛:1,3-丁二烯与共轭烯醛加热发生环加成反应,得到甲基环己烯醛;
步骤 4:通过环加成反应、酸性水解得到目标醇:环醛与CH3CH2MgBr加成,酸性条件下水解,羰基转化为仲醇羟基,得到最终目标产物。
因此其合成路线图为。
3.(2026·浙江金华·模拟预测)某药厂制备抗肿瘤药物泰克地那林(H)及其改进药物(J)的合成路线如下:
已知:
①苯环上取代基定位原则:
邻、对位定位基:常见如-CH3、-NH2、-NHCOCH3等;
间位定位基:常见如-NO2、-CHO、-COOH等;
②苯胺()易被氧化。
请回答:
(1)化合物A中官能团名称是___________,
(2)化合物D的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.A→C的反应过程也可选择先氧化再取代
B.化合物F与足量H2加成后的产物有2个手性碳原子
C.D+F→G转化过程中,加入可提高反应的转化率
D.碱性强弱:化合物A<化合物F
(4)化合物C与足量NaOH溶液加热,写出该反应的化学方程式___________。
(5)若用邻苯二胺()替代化合物F,可简化反应步骤,由化合物D直接获得化合物H以提高产量,但该方法会有副产物生成,写出该副产物的结构简式___________。
(6)结合流程分析,请完成E→F的合成路线设计(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
【答案】(1)氨基
(2)
(3)BC
(4)
(5)
(6)
【解析】A为对甲基苯胺,与CH3COCl发生取代反应生成B,B被酸性高锰酸钾氧化生成C,对比A和C的结构并结合B的分子式可知,B为,C与(COCl)2发生取代反应生成D,D与邻硝基苯胺反应生成G,对比C和G的结构并结合D的分子式可知D为。G中硝基在H2/10%Pd/C条件下被还原为氨基,得到H为。H与反应成环,得到J,以此解答。
(1)由A的结构简式可知,含有的官能团为氨基。
(2)由分析可知,D的结构简式是。
(3)A.已知苯胺易被氧化,若先氧化甲基,酸性高锰酸钾会同时氧化氨基,必须先将氨基转化为酰胺保护,再氧化甲基,顺序不能颠倒,A错误;
B.F为邻硝基苯胺,与足量H2加成后的产物为,手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,中含有2个手性碳原子:,B正确;
C.D与F反应生成G的过程会生成,具有碱性,可吸收HCl,使平衡正向移动,提高反应转化率,C正确;
D.甲基是给电子基团,硝基是吸电子基团,吸电子基团降低氨基电子云密度,碱性减弱,因此碱性:化合物A>化合物F,D错误;
故选BC。
(4)C中含有羧基和酰胺基,均可以和NaOH反应,化合物C与足量NaOH溶液加热,反应的化学方程式为:。
(5)结合D的结构,酰氯基可与氨基反应生成酰胺键。若用邻苯二胺替代邻硝基苯胺,邻苯二胺含两个等价氨基,可同时与两分子D发生反应,生成副产物。
(6)苯先发生硝化反应生成硝基苯,硝基苯发生还原反应生成苯胺,利用氨基(乙酰氨基)邻对位定位效应,先保护氨基再硝化,最后水解脱保护得到目标产物F,合成路线为:。
4.(2026·浙江绍兴·二模)螺螨酯(J)是一种杀螨剂,某研究小组通过如下流程制备化合物J(部分流程及反应条件已省略):
(1)化合物H中含氧官能团名称为__________。
(2)化合物I的结构简式为__________。
(3)下列说法正确的是__________。
A.1mol化合物D最多能与3molNaOH发生反应
B.化合物E的酸性强于苯乙酸
C.化合物B发生消去反应后失去手性碳原子
D.化合物J难溶于水,分子式为
(4)写出G到H的化学方程式__________。
(5)物质D到E过程中会生成多种副产物,写出其中一种与E互为同分异构体的结构简式__________。
(6)用与为有机原料,设计完成A到B的合成路线__________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)羟基、酯基
(2)或
(3)BD
(4)
(5)或
(6)
【解析】A→B:利用环己酮构筑潜手性的α-羟基环己烷甲酸酯。C→D:间二氯苯(C)在甲醛和HCl作用下发生Blanc氯甲基化反应(典型的芳香族亲电取代),由于间二氯苯中两个氯原子的协同定位效应,亲电试剂精准进攻两氯共有的邻、对位(4位),从而生成 2,4-二氯氯苄(D)。D→E(格氏试剂羧化,碳链延长):D分子侧链的苄基氯活性极高,与金属镁在无水乙醚中反应生成苄基格氏试剂,该格氏试剂作为强亲核试剂进攻CO2,发生亲核加成,经酸性水解后得到E,此步成功实现碳链延长一个碳,引入了关键的“活性亚甲基”。E→F:E 与SOCl2加热反应,将羧基转化为反应活性极高的酰氯,制得 F。B+F→G:高活性的酰氯F与空间位阻较大的叔醇B发生酯化反应,脱去一分子HCl得到中间体 G。左、右两部分通过酯键完成了初步拼装。G→H(Dieckmann缩合与互变异构):此为全路线核心步骤。G在强碱作用下发生分子内酯缩合。受双重吸电子基团(芳基和羰基)诱导,亚甲基上的α--H具较强酸性,脱去质子形成碳负离子;该碳负离子作为亲核试剂进攻乙酯基的羰基碳,脱去乙氧基团闭环形成五元内酯,生成的内酯随即发生酮-烯醇互变异构,形成稳定的烯醇式中间体H。H→J:中间体H的烯醇羟基与2,2-二甲基丁酰氯发生取代反应,脱去HCl。将活泼的烯醇结构锁定为稳定的烯醇酯,生成最终产物螺螨酯(J)。
(1)观察化合物H的结构,包含了-OH和-COO-两个含氧官能团。故答案为羟基、酯基。
(2)对比H 和J的结构,根据最终产物J的结构,右侧连接在氧原子上的酰基结构与I的结构有关,再结合已知条件 I 的分子式为C6H11OCl,可推断 I 为或。
(3)A.D为2,4-二氯氯苄,含有1个烷基氯与2个苯环上的芳氯,烷基氯水解1 mol消耗1 mol氢氧化钠,苯环上的氯一般很难水解,因此1 mol该物质共消耗1 mol氢氧化钠,A错误;
B.E化合物苯环上连接了两个具有吸电子诱导效应的氯原子,使得羧基上氢的解离变容易,酸性增强,因此强于苯乙酸,B正确;
C.B化合物的1号碳原子连接的四个基团中,环己烷两侧的-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-是对称的,因此该分子具有对称面,原本就不存在手性碳原子,C错误;
D.J为酯类,难溶于水。根据其结构拆解计算或由H(C15H14O3Cl2) +I(C6H11OCl)-HCl可准确推导出分子式为C21H24O4Cl2,D正确;
故答案为BD。
(4)G在强碱作用下,发生分子内的酯缩合反应(Dieckmann缩合),关环生成五元环状的烯醇内酯H,并脱去一分子乙醇,故答案为
。
(5)D生成E的过程中,理论上镁应该插入活泼的苄基C-Cl键中制备格氏试剂。但作为副反应,镁也可能插入苯环上的C-Cl 键中,这样后续通入CO2酸化后,羧基直接连在苯环上,而原来的苄基氯保留,这就形成了与E互为同分异构体的副产物,故答案为或。
(6)目标分子B属于酯类,依据“酯化反应”的逆向思维,在酯基的碳氧单键处断开,可推导其由“醇片段”和“酸片段”缩合而成。片段 1:乙醇(CH3CH2OH),片段 2(酸):1-羟基环己烷甲酸(环己烷骨架上同一个碳连着-OH和-COOH)。乙醇的来源是乙烯水化,酸的来源则是环己酮。对比结构发现,目标酸比环己酮多了一个碳原子,且同一个碳上兼具羟基和羧基。这在有机合成中是经典的α-羟基酸结构。构筑该结构的唯一标准路径是“酮的氰醇化,故本小题核心思路为,利用乙烯制备乙醇以提供酯基所需的乙氧基;利用环己酮进行氰醇化反应(引入多一个碳的羧基)制备 α-羟基酸,综合这些分析,答案为。
5.(2026·浙江台州·模拟预测)具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如下图所示:
已知:①;
②
(1)B的结构简式为_______;C的官能团名称_______。
(2)下列说法正确的是_______。
A.相同条件下,C在水中的溶解度高于D
B.试剂b是NaOH醇溶液
C.G存在顺反异构体
D.单分子的物质H含26个键
(3)写出E转化为F的化学方程式_______。
(4)E与在催化剂作用下反应,会生成另外一个与F互为同分异构体的副产物F’。研究发现,相同时间内测定F和F′在产物中的含量,低温时产物以F’为主,较高温时以F为主;充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中F的含量均增大。
①此有机副产物F′的结构简式是_______。
②已知:在催化剂作用下,物质E先转化成一个中间体,再由中间体分别转化生成F、F′。由中间体转化为F和F′的反应均为放热反应。根据上述信息提示,补全由中间体分别生成F、F′的能量-反应过程示意图_______。
(5)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) 羧基、碳溴键
(2)AB
(3)++HI
(4)
(5)
【解析】由A的分子式、C的结构简式,可知A为,结合B的分子式与C的结构,可知B为,B与液溴在光照条件下反应得到C,由D的分子式、D后产物结构,结合信息i,可推知D为,则C与甲醇发生酯化反应生成D,故试剂a为,D和甲醛反应生成,然后发生酯的碱性水解、酸化得到E为,由H的结构,结合已知信息可知F为,F发生消去反应生成G为,G发生已知信息的反应得到H 。
(1)根据分析,B的结构简式为;C为,官能团名称羧基、碳溴键;
(2)A. C为,D为 ,羧基为亲水基团。酯基为疏水基团,相同条件下,C在水中的溶解度高于D,A正确;
B. F为 ;G为 ,F生成G为卤代烃的消去反应,试剂b是NaOH醇溶液,B正确;
C. G为,不存在顺反异构体,C错误;
D. H为,单键和双键均含一个键,未标注的氢原子和碳原子间也存在单键,则单分子的物质H含38个键,D错误;
故答案为:AB。
(3)E为 ,F为 ;E转化为F的化学方程式++HI。
(4)①由E与I2在催化剂下,除了生成F外,同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体F’,根据E到F的转化信息可知,此有机副产物的结构简式是 ;
②已知:在催化剂作用下,物质E先转化成一个中间体,再由中间体分别转化生成F、F′。由中间体转化为F和F′的反应均为放热反应。根据上述信息,由中间体分别生成F、F′的能量-反应过程示意图为:。
(5)对目标产物分析,结合题干中D得到的反应,可以知道目标产物可以由和以2:1反应得到,丙烯和水加成得1-丙醇,再进行催化氧化得到,故设计合成路线为:。
6.(2026·浙江宁波·二模)有机物H是一种生物活性物质,某研究小组通过如下流程制备化合物H:
已知:①(和为烃基,X为卤素原子)
②克莱森重排:
请回答下列问题
(1)B中的含氧官能团名称:______。
(2)E的结构简式为______。
(3)F→G的化学方程式:______。
(4)下列选项不正确的是______。
A.化合物A的酸性比B的强
B.化合物B与足量的发生加成反应后,所得产物有4个手性碳原子
C.化合物C能与溶液发生显色反应
D.在一定条件下,1 mol G与足量反应,最多消耗5 mol
(5)G→H的过程中会生成一种分子式为的副产物,写出该副产物的结构简式______。
(6)是重要的化工原料。以苯和1,3-丁二烯为原料,根据已知信息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、羟基
(2)
(3)
(4)BCD
(5)
(6)
【解析】根据克莱森重排,由D逆推,可知C是;E发生还原反应生成F,F和ClSO3CH3发生取代反应生成G,由G逆推,F是、E是。
(1)根据B的结构简式,B中的含氧官能团名称为酯基、羟基。
(2)根据以上分析,E的结构简式为;
(3)F→G是和ClSO3CH3发生取代反应生成G和HCl,化学方程式为;
(4)A.氨基是推电子基、硝基是吸电子基,A中羟基极性强,易电离,所以化合物A的酸性比B的强,故A正确;
B.化合物B与足量的发生加成反应后,所得产物有3个手性碳原子,故B错误;
C.化合物C是,不含酚羟基,不能与溶液发生显色反应,故C错误;
D.在一定条件下,1 mol G与足量反应,酯基、酚羟基、酰胺基、磺酸酯基各消耗1 mol NaOH,所以最多消耗4 mol,故D错误;
选BCD。
(5)G→H的过程中会生成一种分子式为的副产物,根据分子式,可知2分子G生成1分子,该副产物的结构简式。
(6)苯和氯气发生取代反应生成氯苯,氯苯水解得到苯酚;1,3-丁二烯和HBr发生加成反应生成, 和苯酚发生取代反应生成,发生克莱森重排得到,合成路线为。
7.(2026·浙江·二模)某研究小组按如下流程制备药物奈韦拉平(部分流程及反应条件已省略):
(1)C的官能团名称:_____________。
(2)写出B+C→D的化学方程式_________。
(3)H的结构简式为:____________________。
(4)下列选项不正确的是_________。
A.化合物F和G可通过红外光谱区别
B.过程中有生成
C.化合物I能发生水解反应
D.奈韦拉平的分子式为
(5)G→I的过程中三乙胺的作用是_____________,若将三乙胺替换为乙胺()会有副产物生成,写出一种分子式为的可能的副产物的结构简式_________。
(6)利用以上合成路线的相关信息,以乙炔和为原料,设计化合物的合成路线________(用流程图表示,无机试剂和醇盐任选)。
【答案】(1)氰基、酰胺基
(2)
(3)
(4)BD
(5) 吸收生成的,促进平衡正移,提高产率
(6)(也可在时加氢,或先酯化再加氢)
【解析】两分子A(CH3COOCH3)在乙醇钠的作用下发生取代反应生成B(),B与C成环生成D,在POCl3的作用下继续生成E,E在硫酸作用下-CN转化为酰胺基生成F(),F中酰胺基再转化为G中的氨基,由I的结构可以推出H的结构简式为,据分析答题。
(1)根据C的结构可知含有的官能团为氰基、酰胺基;
(2)分析B、C为反应物和以D为生成物的结构,发生的反应为;
(3)参照G和I的结构,推断H为;
(4)A.化合物F和G可中存在不同的化学键和官能团,产生的红外光谱不相同,可以区别,A正确;
B.根据质量守恒,过程中除生成E外还有生成,B错误;
C.化合物I中存在酰胺基和碳氯键,可以发生水解反应,C正确;
D.奈韦拉平的分子式为C15H13OClN4,D错误;
答案选BD。
(5)G→I的反应过程中发生取代反应生成HCl,三乙胺显碱性,可吸收生成的,促进平衡正向移动,提高产率;如果将三乙胺替换为乙胺,乙胺上的氨基会与H上的酰氯键发生取代反应,可生成化学式为的副产物,结构简式为;
(6)根据目标化合物的结构,参考上述流程中的第一步可以推测原料为,先利用乙炔与HCN加成生成丙烯腈,丙烯腈水解生成丙烯酸,丙烯酸与氢气加成丙酸,丙酸与甲醇发生酯化反应生成生成上述原料,故合成路线如下:。
8.(2026·浙江·二模)绿色环保型农药茚虫威中间体(G)的合成路线如下:
已知:
①(R=烃基);
②。
回答下列问题:
(1)A的名称为______;C的结构简式为______。
(2)C→D的反应类型为______。
(3)下列关于G的结构说法正确的是______(填标号)。
A.G为易溶于水的有机物
B.1 mol G与NaOH溶液反应,最多消耗NaOH的物质的量为3 mol
C.G能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 mol G与反应,最多消耗4 mol
(4)F→G的反应方程式为______。
(5)D→E的反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的副产物E'(分子式为)的结构简式为______。
(6)根据上述信息,写出以和碳酸二甲酯()为主要原料制备的合成路线:______。
【答案】(1) 丙烯酸
(2)取代反应
(3)BCD
(4)
(5)
(6)
【解析】A和HCl发生加成反应生成B,B和发生取代反应生成C,C和氯苯发生取代反应生成D,由D的结构和A的分子式可推知A为,名称为丙烯酸,B为,C为,D在一定条件下反应生成E,结合E的分子式和G的结构可知,D在一定条件下脱HCl成环得到E,可推知E为,E与在NaH作用下发生取代反应生成F,由F的分子式可推知F的结构为,F与在一定条件下反应生成G。
(1)根据分析可知,A的名称为丙烯酸;C的结构简式为;
(2)C→D是与氯苯发生取代反应;
(3)A.由G的结构可知,主要基团为难溶于水的酯基、卤原子、苯等,故G在水中的溶解解度不大,A错误;
B.1 mol G消耗NaOH为苯环上卤素2 mol,酯基水解1 mol,共3 mol,B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化G导致酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.酯基不能与加成,故消耗4 mol ,D正确。
故选BCD。
(4)结合分析可知,F→G的反应方程式为;
(5)D→E的反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的副产物E',根据E的分子式可知,是两分子D发生取代反应,故E'的结构简式为;
(6)由逆向合成法分析,可由在碱性条件下水解后酸化得到,可由和发生取代反应得到,可由发生催化氧化反应得到,可由在氢氧化钠水溶液加热条件下水解得到,合成路线为。
9.(2026·浙江·模拟预测)某研究小组按照如下路径设计合成某抗原衍生物(L):
化合物E的合成:
产物(L)的合成:
已知:1.EDCI的结构简式:;
2.是一种强还原剂,其水溶液呈强酸性;
3.叔丁酯()在强酸性条件下很容易水解成为羧酸;
4.。
(1)某抗原衍生物(L)含有的含氧官能团为______。
(2)以下说法正确的是______。
A.化合物D的核磁共振氢谱显示有3组峰
B.化合物F→化合物H的过程中在酸性条件下反应进行更加彻底
C.化合物F的酸性强于间硝基苯酚
D.可以用质谱图测出化合物L的相对分子质量;可以用X射线衍射测出化合物K的化学键键角
(3)化合物G(分子式)的结构简式为______。
(4)化合物化合物K的化学反应方程式为______。已知当化合物的物质的量之比时收率达到最大63%,无论过多过少,都会对还原反应产生较大影响,试分析原因:______。
(5)化合物E的合成也可以从和开始,合成路线是______。(用流程图表示,无机试剂任选,需要利用到卡宾()
【答案】(1)羧基、醚键、酰胺基
(2)ACD
(3)
(4) 当用量较少时,无法为还原反应提供充足的电子与质子,致使还原反应无法彻底进行;当用量过多时,目标产物在强酸性介质中的稳定性较差,叔丁酯很容易水解成为羧酸
(5)
【解析】B在作用下,生成卡宾结构,A与发生环加成反应,生成C;C在氢氧化钠、水解作用下,生成D,D与发生取代反应,生成化合物E。F+G→H发生取代反应,根据H的结构及G的分子式,可推出G的结构简式为;H结构中的硝基被还原为氨基,得到化合物I,化合物I与化合物E发生取代反应,生成J;由化合物K的结构,可知化合物J自身先脱水成环,生成化合物K和水,生成的水与EDCI()发生加成反应,再异构化生成;化合物K在的溶剂下,发生水解反应,生成化合物L,据此分析。
(1)由某抗原衍生物(L)结构可知,含氧官能团有羧基、醚键、酰胺基。
(2)A.化合物D的分子结构对称,有3种等效氢,则D的核磁共振氢谱显示有3组峰,A正确;B.化合物F→化合物H的过程中在酸性条件下,化合物H属于叔丁酯,会很容易水解成为羧酸,不利于化合物H的生成,B错误;C.化合物F比间硝基苯酚多一个取代基Cl原子,Cl原子为吸电子基团,会使得羟基的O-H键极性增大,更容易断键,使得化合物F的酸性强于间硝基苯酚,C正确;D.质谱图可用于测量有机分子的相对分子量,X射线衍射仪器可以测量有机物的化学键键角,D正确;故选ACD。
(3)F+G→H发生取代反应,根据H的结构及G的分子式,可推出G的结构简式为。
(4)由化合物K的结构可知,化合物J自身先脱水成环,生成化合物K和水,生成的水与EDCI()发生加成反应,再异构化生成,化合物J→化合物K的化学反应方程式为;由已知信息可知,是一种强还原剂,其水溶液呈强酸性,当用量较少时,无法为还原反应提供充足的电子与质子,致使还原反应无法彻底进行;当用量过多时,目标产物在强酸性介质中的稳定性较差,叔丁酯很容易水解成为羧酸。
(5)先和加成反应,生成,在氢氧化钠醇溶液条件下,发生消去反应生成,接着与发生1:1加成反应,生成,与卡宾成环生成,与发生取代反应,生成,接着在酸性条件下,水解生成,与发生取代反应,生成化合物E,合成路线是。
10.(2026·浙江杭州·二模)有机化合物L由于其特殊的四环结构而被关注,一种合成L的合成路线如下
J的合成:
已知:①-Ph为苯基(-C6H5),LDA为一种有机强碱;
②下列反应可用于氧化反应过程中醛基的保护:
请回答:
(1)化合物A中表现酸性官能团为___________。
(2)H的结构简式为___________,名称为___________。
(3)写出D→E的反应方程式___________。
(4)下列说法正确的是___________。
A.在酸性条件下,B的稳定性强于A
B.K中有两个手性碳原子
C.L充分水解得到的产物酸性比上图化合物M弱
D.B可发生氧化反应、取代反应,不可发生加成反应
(5)由D合成E时,会产生两种E的同分异构体、,已知存在顺反异构现象,请设计实验鉴别纯净的、:___________。
(6)以、LDA、乙二醇、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)羧基
(2) 氯苯
(3)NaOH++NaI+H2O
(4)AC
(5)向样品中加入酸性高锰酸钾溶液,产生能让澄清石灰水变浑浊的气体的是,没有气体产生的是
(6)
【解析】根据I的结构和H的分子式推导H为氯苯,其与1,3-丁二烯发生1,4加成反应生成I;G通过氯代反应生成H,故G为苯;C与碘单质反应生成D,D在氢氧化钠醇溶液条件下发生碘原子的消去生成E,故C→D为C与碘单质的加成反应,D为。
(1)根据分析可知,化合物A中表现酸性官能团为羧基。
(2)根据分析可知,H的结构简式为,名称为氯苯。
(3)D→E的反应为D在氢氧化钠醇溶液条件下发生碘原子的消去生成E,故反应方程式为NaOH++NaI+H2O。
(4)A.A在酸性条件下可转化为B,说明酸性条件下A更易反应,稳定性弱于B,A正确;
B.手性碳是连4个不同基团的碳原子,K中手性碳原子数为3,如图所示,B错误;
C.L充分水解后得到1个羧基,M中羧基的邻位连有强吸电子基团F,使M羧基酸性强于L水解产物的羧基,C正确;
D.B中含有醛基,可发生加成反应,D错误;
故选AC。
(5)由D合成E时,会产生两种E的同分异构体、,即两个I原子分别消除在不同位置上的产物,已知存在顺反异构现象,故为,则为;鉴别纯净的、可以通过向样品中加入酸性高锰酸钾溶液,被氧化能产生能让澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳,而被氧化产生的是一个酮和一个酸,没有气体产生。
(6)根据产物结构式可知,的甲基被氧化为羧基后发生酯化反应,醛基发生B→C的反应后延长碳链且引入碳碳双键,双键与水加成后生成羟基,羟基再与由甲基生成的羧基发生酯化反应,即可得到产物;但合成路线中要注意,氧化甲基前应利用已知②反应将醛基保护起来,防止其与甲基一同氧化,故合成路线图为。
11.(2026·浙江·一模)3-氧代异紫杉二酮()具有抗癌活性,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:。
请回答:
(1)3-氧代异紫杉二酮中的含氧官能团是羰基、________。
(2)B的结构简式为________。
(3)下列说法正确的是________。
A.化合物A具有还原性
B.可用金属钠检验E中是否存在未反应的D
C.E在NaOH醇溶液作用下能发生消去反应
D.C与足量H2反应后的产物中有3个手性碳原子
(4)由D转化为E不能使用HBr的原因是________。
(5)E→F时可能生成一种与F互为同分异构体的副产物X,X的结构简式为________;F为主产物的原因是________。
(6)已知:。以HCHO、CH3CHO和为原料,设计合成的合成路线________(用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)羟基
(2)
(3)ABD
(4)HBr会与碳碳双键发生加成反应
(5) O的电负性大于C,所以C更易给出电子与E中显正电性的结合或阴离子因共轭效应导致电荷分散,更稳定,即更易生成(其它合理答案也可)
(6)或
【解析】本题以具有抗癌活性的3-氧代异紫杉二酮的关键中间体F的合成为载体,综合考查官能团的识别、有机物的结构简式、性质、反应条件的选择以及有机合成路线的设计。A(3,4-二甲氧基苯甲醛)与在一定条件下发生羟醛缩合,生成B(3,4-二甲氧基苯丙醛,分子式为);B与含酯基的磷试剂反应,引入酯基并形成碳碳双键,生成C;C经还原,酯基转化为羟基,生成D;D与含磷的溴代试剂作用,羟基被溴取代,生成E;E再与含锂的有机试剂反应,碳链增长并引入末端碳碳双键,得到关键中间体F。
(1)3-氧代异紫杉二酮分子中含氧官能团除羰基外,还含有羟基(—OH),故答案为羟基;
(2)A(3,4-二甲氧基苯甲醛)与在一定条件下发生羟醛缩合,乙醛的α-C进攻A的醛基,经加成、脱水、加氢,碳链增长,生成B,其分子式为,B为3,4-二甲氧基苯丙醛,结构简式如图:;
(3)A.A(3,4-二甲氧基苯甲醛)含有醛基,具有还原性,A正确;
B.D含有醇羟基,能与金属钠反应放出,而E中羟基已被溴取代,不含与Na反应的羟基,故可用金属钠检验E中是否存在未反应的D,B正确。
C.E为烯丙基溴,溴原子所连碳的邻位碳为碳碳双键上的碳,已无β-H,在醇溶液中不能发生消去反应,C错误;
D.C与足量加成后,苯环与碳碳双键均被还原,所得产物中含有3个手性碳原子,D正确;
故答案为ABD;
(4)由D转化为E需将醇羟基转化为溴原子。若使用,HBr会与分子中的碳碳双键发生加成反应,同时醇羟基也会被取代,产物不单一,故不能使用HBr;
(5)E为烯丙基溴,其与含锂的有机试剂反应时,锂试剂可经不同方式进攻,分别得到F及其同分异构体X,X的结构简式如图:,F为主产物,是因为O的电负性大于C,C更易给出电子与E中显正电性的结合,或阴离子因共轭效应导致电荷分散而更稳定,故更易生成F;
(6)以、为原料合成目标物:先将与在、加热条件下发生羟醛缩合得到(丙烯醛);丙烯醛与磷试剂反应形成碳碳双键,生成(1,3-丁二烯)。路线一的完整流程如图:。路线二:丙烯醛与1,3-丁二烯发生加成反应(成环),生成环己烯甲醛,再经碳碳双键化将醛基转化为碳碳双键,得到目标物,流程如图:。
12.(2026·浙江宁波·模拟预测)一种药物中间体F的合成路线如下:
已知:①物质D中除苯环外,还含有七元环结构:NaBH4为强还原剂。
②物质A的谱图如图所示
请回答下列问题:
(1)F中官能团的名称为__________;D→E的反应类型为_______________。
(2)写出C→D的化学方程式:_____________________________________________。
(3)下列说法错误的是__________。
A.化合物A中存在分子内氢键
B.化合物C的水溶性比化合物A的强
C.化合物F既能与酸反应又能与碱反应
D.将NaBH4替换为H2,也可实现E→F的转化
(4)E→F反应完成后经过分离提纯得到F粗产品,试设计实验检验F中是否含有未反应完的E_____________________________________________________________________________________。
(5)NaAlH4也是有机中常用的强还原剂,试从物质结构角度比较其与NaBH4的还原性强弱并说明理由________________________________________________________________________________。
(6)参照上述合成路线,以和为原料设计合成的路线________________________________ (无机试剂任选)。
【答案】(1) 醇羟基、酚羟基、氨基 取代反应
(2)
(3)BD
(4)取少量F粗产品于试管中,加入适量饱和碳酸氢钠溶液,若有气泡产生,则证明含有未反应的E,若无明显气泡,则不含E。
(5)Al与B同主族,Al的原子半径大于B,键长更长、键能更小,更易断裂,因此给电子能力更强,还原能力更强。
(6)。
【解析】物质A根据所给谱图可知,存在、、键,且存在6种等效氢,因此A的结构简式为,的过程是A中的羧基与B中的氨基酰胺化,脱去生成酰胺,C的结构简式为:,的过程,根据已知①可知,氯原子与苯环上羟基的对位H发生成环反应,脱去,形成七元环,D的结构简式为:,是酰胺基在酸性条件下水解,E的结构简式为:。
(1)F中官能团有醇羟基、酚羟基、氨基;是酰胺基的水解,为取代反应。
(2)根据分析得的化学方程式为:。
(3)A.邻羟基苯甲酸中,酚羟基的H与羧基的O可形成分子内氢键,A正确;
B.C含叔丁基与氯原子,且极性小于A,根据“相似相溶”原理,整体水溶性弱于A,B错误;
C.F含酚羟基与氨基,酚羟基可与碱反应,氨基可与酸反应,具有两性,C正确;
D.催化加氢无法还原羧基,因此无法实现的转化,D错误;
故答案为BD。
(4)E含羧基,F只有酚羟基,羧基可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,因此取少量F粗产品于试管中,加入适量饱和碳酸氢钠溶液,若有气泡产生,则证明含有未反应的E,若无明显气泡,则不含E。
(5)的还原性强于,Al与B同主族,Al的原子半径大于B,键的键长更长,键能更小,因此更易给出电子,还原能力更强。
(6)根据题目所给的反应信息,可作如下设计合成:。
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题20 有机化学综合题
1.(2026·浙江·高考真题)化合物X是一种广泛存在于中草药中的具有生物活性的生物碱。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:①
②
请回答:
(1)化合物A所含官能团的名称是___________。
(2)A→B过程中,同时生成另一种物质(摩尔质量为46 g/mol),其结构简式是_____________。
(3)化合物M的结构简式是____________。
(4)下列说法不正确的是____________。
A.过程中,作氧化剂
B.化合物D发生消去反应,可得到与甲苯互为同分异构体的烃
C.化合物E不能使溴水褪色
D.化合物X不能与盐酸反应
(5)B→C过程中,化合物B先转化为两种烯醇中间体:和_______________(写结构简式);得到化合物的同时,还得到少量化合物的同分异构体,根据合成路线,判断该异构体是否需要分离除去________(填“是”或“否”)。
(6)是一种重要的化工原料,设计以CH3NH2、(CH3)2S和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)______________。
2.(2026·浙江·高考真题)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)。
3.(2025·浙江·高考真题)化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物A中含氧官能团的名称是_______;从整个过程看,的目的是_______。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的水溶性比化合物B的大
B.的反应中有产生
C.化合物B和C分子中杂化碳原子的数目相同
D.化合物G分子中含有2个手性碳原子
(3)的化学方程式_______。
(4)生成G的同时还生成了,则X的结构简式是_______。
(5)过程中有副产物生成,写出一种可能的副产物的结构简式_______(其分子式为且含有苯环)。
(6)以和为有机原料,设计化合物(D指)的合成路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
4.(2025·浙江·高考真题)化合物I有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其结构如下:
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:
①
②
③(等)
请回答:
(1)化合物I中体现酸性的官能团名称是_______。
(2)下列说法正确的是_______。
A.化合物A的酸性比苯甲酸弱 B.化合物B既可与酸反应又可与碱反应
C.E→F反应过程中只发生加成反应 D.化合物H中存在分子内氢键
(3)G的结构简式是_______。
(4)C+D→E的化学方程式是_______。
(5)写出3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量反应生成邻苯二酚()。(已知)
(6)以、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
5.(2024·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”(部分反应条件已简化)。
已知:+→
请回答:
(1)化合物F的官能团名称是_______。
(2)化合物G的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A的碱性弱于
B.的反应涉及加成反应和消去反应
C.的反应中,试剂可用
D.“消炎痛”的分子式为
(4)写出的化学方程式_______。
(5)吲哚-2-甲酸()是一种医药中间体,设计以和为原料合成吲哚-2-甲酸的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中有2种不同化学环境的氢原子;
②有甲氧基,无三元环。
6.(2024·浙江·高考真题)某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮。
已知:
请回答:
(1)化合物E的含氧官能团的名称是_______。
(2)化合物C的结构简式是_______。
(3)下列说法不正确的是_______。
A.化合物A→D的过程中,采用了保护氨基的方法
B.化合物A的碱性比化合物D弱
C.化合物B在氢氧化钠溶液加热的条件下可转化为化合物A
D.化合物G→氯硝西泮的反应类型为取代反应
(4)写出F→G的化学方程式_______。
(5)聚乳酸()是一种可降解高分子,可通过化合物X()开环聚合得到,设计以乙炔为原料合成X的路线_______(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式_______。
①分子中含有二取代的苯环。
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,无碳氧单键。
7.(2023·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。
已知:
请回答:
(1)化合物B的含氧官能团名称是___________。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.化合物A能与发生显色反应
B.A→B的转变也可用在酸性条件下氧化来实现
C.在B+C→D的反应中,作催化剂
D.依托比利可在酸性或碱性条件下发生水解反应
(3)化合物C的结构简式是___________。
(4)写出E→F的化学方程式___________。
(5)研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物苄基苯甲酰胺( )。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)
(6)写出同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式___________。
①分子中含有苯环
②谱和谱检测表明:分子中共有4种不同化学环境的氢原子,有酰胺基()。
8.(2023·浙江·高考真题)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A的官能团名称是___________。
(2)化合物B的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.的反应类型为取代反应
B.化合物D与乙醇互为同系物
C.化合物I的分子式是
D.将苯达莫司汀制成盐酸盐有助于增加其水溶性
(4)写出的化学方程式______。
(5)设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示,无机试剂任选)___。
(6)写出3种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式_______。
①分子中只含一个环,且为六元环;②谱和谱检测表明:分子中共有2种不同化学环境的氢原子,无氮氮键,有乙酰基。
浙江卷“有机化学综合题”是高考化学中连接分子结构、反应机理与功能导向合成的核心枢纽,集中体现“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养。其立意在于通过药物、材料、天然产物等真实合成路线为载体,考查学生对‘结构-性质-反应-功能’四位一体关系的深度理解与逆向设计能力。试题超越官能团转化记忆,强调在“电子效应-立体效应-反应条件”多维耦合中建立条件依赖的有机思维,同时渗透其在创新药研发、高性能材料、绿色合成等领域的战略价值,培养学生从分子层面理性构建功能分子的科技素养。
· 考查意图: 重点考查官能团识别与转化、反应类型判断、同分异构体书写(含限定条件)、合成路线设计与评价、谱图解析(IR/NMR/MS)、反应机理推断;检测学生能否根据题干信息推断未知中间体或试剂,解释区域/立体选择性,并评估路线的原子经济性与可操作性。
· 能力聚焦: 聚焦于逆合成分析建模与多约束权衡决策能力。要求学生不仅能正向推导产物,更能从目标分子回溯关键断键位点;能在收率、选择性、步骤数、成本、环保等多重目标间寻求最优路径,避免单一维度思维。
· 思维品质: 强调系统性与实证性。有机合成不是线性序列,而是电子流、空间位阻、溶剂效应交织的动态网络;任何反应均有热力学可行性、动力学选择性与操作现实性三重约束。学生需具备追踪电子走向、验证假设合理性的批判性思维。
· 价值引领: 通过抗癌药物、OLED材料、生物基单体等案例,展现有机化学对科技创新与民生改善的支撑作用;同时通过“传统合成vs绿色改进”对比,传递“精准、高效、可持续”的合成伦理与责任意识。
基于近六年浙江高考真题及最新模拟题分析,该专题呈现以下趋势:
· 情境创设前沿化与功能导向化并重: 真题频繁以药物中间体、光电材料、手性催化剂为背景;模拟题进一步融入PROTAC分子、COF/MOF linker、酶催化级联等内容,但落脚点始终紧扣课标要求的取代/加成/消除/氧化还原等主干反应,确保“新分子、旧逻辑”。
· 知识融合结构-机理-谱图一体化: 打破“反应归记忆、谱图归解析”的割裂,要求学生在同一问题中整合电子效应、过渡态、特征峰归属等多维因素。例如,解释“亲核取代发生在伯碳而非叔碳”需结合SN2立体阻碍与碳正离子稳定性;评价“某步产率低”需关联NMR杂质峰与副反应机理。
· 设问方式从“填空书写”向“机理推断+选择性解释+路线优化”升级: 减少单纯写反应式的题目,增加“根据NOESY相关峰确定相对构型”“解释区域选择性源于邻基参与”“设计保护基-free替代路线”等高阶思维题;强调答案的电子合理性与合成可行性,拒绝模板化套答。
· 难度控制主干稳固与新知渐进: 主干知识(酯化/水解、羟醛缩合、Diels-Alder、官能团保护)稳定高频考查;新教材新增点(如光/Ni双催化、C-H活化、流动化学)逐步渗透;易错点(如立体化学标注错误、同分异构体遗漏、谱图误读)持续作为区分点。
· 构建“结构-反应-谱图-功能”四维关联模型,强化有机系统训练
· 绘制核心转化映射表: 组织学生自主梳理“官能团→典型反应→电子/立体效应→谱图特征→功能关联”对应关系。例如:
官能团
典型反应
电子/立体效应
IR (cm⁻¹)
¹H NMR (δ)
功能关联
醛基
羟醛缩合、Wittig
α-H酸性、亲电性
1725, 2720
9–10 (s)
药物砌块、荧光探针
酯基
水解、氨解、Claisen
羰基亲电性、α-H酸性
1735
3.5–4.5 (q/t)
聚合物单体、前药
烯烃
亲电加成、环氧化
π电子富集、立体专一
1640
4.5–6.5 (m)
材料交联、手性中心
酰胺
水解、还原
共振稳定、低亲电性
1650, 3300
7–8 (br s)
肽键、高分子主链
· 推行“五步说理模板”: 针对有机题提炼标准化答题范式:“①识别目标分子关键官能团与骨架;②回溯关键断键位点及对应反应;③解释选择性(区域/立体)的电子或立体根源;④结合谱图验证中间体结构;⑤评价路线的步骤经济性或绿色性。”通过反复套用,固化“结构-断键-选择性-验证-评价”推理链。
· 开展“谱图-结构互证”专项训练: 提供IR/NMR/MS数据,要求学生推断结构片段,并反推可能的反应路径。例如,¹H NMR δ=2.1 (s, 3H) + IR 1715 cm⁻¹ → CH₃CO–;MS m/z 77 → Ph–。强化“数据→结构→反应”逆向推理能力。
· 深化“多约束权衡”思维,避免理想化误区
· 设计“合成冲突诊断”任务: 提供实际矛盾案例(如保护基增加步骤但提高选择性),引导学生分析收率/选择性/步骤数制约。例如,合成手性醇时,直接还原得外消旋体,CBS催化虽贵但ee>99%,省去拆分步骤。强调“最优≠最短,而是综合效益最大化”。
· 引入“选择性根源”深度解析: 不仅记住“Markovnikov规则”,更要理解碳正离子稳定性与超共轭效应;明确“邻基参与导致构型保持”源于分子内SN2。通过过渡态图示标注电子流向与空间排斥,建立“微观机制-宏观结果”桥梁。
· 强化“绿色合成12原则”应用: 评价路线时主动对照原子经济、safer试剂、催化计量、溶剂选择等原则;避免仅关注产率而忽视环境代价。答题时注明“本步符合/违背原则X,因……”,体现可持续思维。
· 对接“新教材新增内容”,拓展有机认知边界
· 整合新旧教材表述差异: 对比原教材与新教材在命名规则、反应分类、绿色表述等方面的更新,确保复习内容与浙江卷命题一致。特别关注新教材对“有机合成作为创造科学”的定位强化。
· 开发“新知-旧规”衔接题: 编制融合新增内容与经典原则的题目(如“用C-H活化解释为何某路线比传统少两步”“说明为何流动化学可提高光反应安全性”),帮助学生将新知识纳入已有有机框架。
· 落实“限时规范+反馈迭代”的实战闭环
· 每日5分钟有机速析: 利用早读或课前时间随机抽取一道合成片段(含谱图或选择性解释),要求学生在限定时间内写出完整推理链,当堂投影展示优秀样本与典型失分案例,即时点评立体标注错误、同分异构遗漏或评价空泛。
· 周测嵌入评分细则讲评: 每周测试中有机题严格按高考评分点赋分(如“正确写出反应式”得2分,“合理解释选择性”得2分,“准确解析谱图”得2分,“有效评价路线”得1分),讲评时逐条拆解得分要素,让学生明确“反应、解释、谱图、评价缺一不可”。
· 个性化诊断与补救: 对反复失分的学生进行错题归因分析(结构误判?反应错误?谱图混淆?评价空泛?书写不规范?),制定针对性矫正方案。如结构误判者重练“官能团-谱图”速查卡;反应错误者默写高频反应机理;谱图混淆者绘制特征峰对照表;评价空泛者背诵绿色合成关键词;书写不规范者强化立体楔形键/虚线键练习,直至达标。
维度
具体考点
课标依据
能力层级
教材位置(人教版2019)
官能团转化
取代/加成/消除/氧化还原
烃及其衍生物
创新应用
选择性必修3·有机化学基础
合成设计
逆合成、保护基、路线评价
科学探究
创新应用
选择性必修3·有机合成
谱图解析
IR、NMR、MS
物质结构
分析综合
选择性必修3·研究有机化合物的一般方法
立体化学
手性、构型、选择性
物质结构与性质
分析综合
选择性必修3·立体化学初步
绿色合成
原子经济、催化、safer试剂
科学态度与社会责任
应用实践
各模块·STSE
新型内容
C-H活化、光催化、生物催化
科学探究与创新意识
创新应用
选择性必修3·拓展内容
· 结构识别碎片化,忽略电子/立体效应: 孤立看待“羰基”,未考虑邻近吸电子基增强亲电性或给电子基减弱活性;认为“所有烯烃都易发生亲电加成”,忽略共轭体系或位阻影响。纠正:养成“环境分析法”,每个官能团必问“周围有什么基团?如何影响其反应性?”;绘制共振式/过渡态辅助判断。
· 反应书写不完整或不规范: 酯化反应漏写H₂O;Diels-Alder未标立体化学;保护基脱除条件缺失;箭头方向错误(电子流向vs物料流向)。纠正:执行“四查清单”:查原子守恒、查立体标注、查条件注明、查箭头类型。提供高频反应模板供默写。
· 同分异构体书写遗漏或重复: 限定条件下未系统枚举(如先碳架再位置再官能团);忽略对称性导致重复计数;立体异构未区分顺反/R-S。纠正:采用“有序枚举法”+“对称性检验”;对含手性中心分子强制标注R/S;提供常见骨架异构体速查表。
· 谱图解析主观臆断或过度推断: 仅凭一个峰断言结构;忽略积分比与氢原子数匹配;MS碎片未考虑重排。纠正:坚持“多谱互证”原则;NMR必须核对积分、裂分、化学位移三重信息;MS结合分子量与特征碎片综合判断。
· 对“新型反应/技术”理解表面化: 知道“C-H活化”但不清楚导向基作用机制;了解“光催化”但未关联激发态能量转移。纠正:对新概念追问“关键中间体-决速步-底物范围-局限性”四要素,避免标签化记忆。
· 轻视“合成可行性”导致纸上谈兵: 设计路线时使用不稳定试剂(如LiAlH₄处理含水体系);忽略保护基兼容性;认为“理论上可行即实际可用”。纠正:任何合成步骤必须包含“试剂可得性+操作安全性+后处理简易性”三重验证,答题时主动说明“该步需在无水条件下进行”“避免使用剧毒试剂”,体现工程思维。
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·浙江杭州·模拟预测)化合物I具有杀虫和杀真菌活性,以下为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)下列说法错误的是___________。
A.化合物A可以发生加成反应和取代反应
B.的目的是在苯环上引入-使硝基对位的碳正性更强,更容易被进攻
C.H的碱性强于
D.化合物的反应为硝化反应,浓硫酸起到了吸水剂的作用
(4)写出的化学方程式:_______________。
(5)由生成的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为,则J的结构简式为___________(写出一种即可)。
(6)以乙烯和丙醛为原料,设计路线合成G___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
2.(2026·浙江温州·二模)化合物I是一种可用于轻型帕金森综合征的治疗的药物,其合成路线如下(部分流程及反应条件已省略)。
已知:①R-MgX+
②
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.C与足量加成后的产物分子中有3个手性碳原子
B.I能发生消去反应、氧化反应、加聚反应
C.G中的苯基显正电性且其能与加成
D.检验F中的溴元素所需的试剂为稀和溶液
(4)H放入足量的水中的化学方程式为___________。
(5)能使溶液显色的C的同分异构体有___________种,其中氢核磁共振氢谱显示4组峰的结构简式为___________(任写一种)。
(6)设计利用、为原料合成的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)___________。
3.(2026·浙江金华·模拟预测)某药厂制备抗肿瘤药物泰克地那林(H)及其改进药物(J)的合成路线如下:
已知:
①苯环上取代基定位原则:
邻、对位定位基:常见如-CH3、-NH2、-NHCOCH3等;
间位定位基:常见如-NO2、-CHO、-COOH等;
②苯胺()易被氧化。
请回答:
(1)化合物A中官能团名称是___________,
(2)化合物D的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A.A→C的反应过程也可选择先氧化再取代
B.化合物F与足量H2加成后的产物有2个手性碳原子
C.D+F→G转化过程中,加入可提高反应的转化率
D.碱性强弱:化合物A<化合物F
(4)化合物C与足量NaOH溶液加热,写出该反应的化学方程式___________。
(5)若用邻苯二胺()替代化合物F,可简化反应步骤,由化合物D直接获得化合物H以提高产量,但该方法会有副产物生成,写出该副产物的结构简式___________。
(6)结合流程分析,请完成E→F的合成路线设计(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
4.(2026·浙江绍兴·二模)螺螨酯(J)是一种杀螨剂,某研究小组通过如下流程制备化合物J(部分流程及反应条件已省略):
(1)化合物H中含氧官能团名称为__________。
(2)化合物I的结构简式为__________。
(3)下列说法正确的是__________。
A.1mol化合物D最多能与3molNaOH发生反应
B.化合物E的酸性强于苯乙酸
C.化合物B发生消去反应后失去手性碳原子
D.化合物J难溶于水,分子式为
(4)写出G到H的化学方程式__________。
(5)物质D到E过程中会生成多种副产物,写出其中一种与E互为同分异构体的结构简式__________。
(6)用与为有机原料,设计完成A到B的合成路线__________(用流程图表示,无机试剂任选)。
5.(2026·浙江台州·模拟预测)具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如下图所示:
已知:①;
②
(1)B的结构简式为_______;C的官能团名称_______。
(2)下列说法正确的是_______。
A.相同条件下,C在水中的溶解度高于D
B.试剂b是NaOH醇溶液
C.G存在顺反异构体
D.单分子的物质H含26个键
(3)写出E转化为F的化学方程式_______。
(4)E与在催化剂作用下反应,会生成另外一个与F互为同分异构体的副产物F’。研究发现,相同时间内测定F和F′在产物中的含量,低温时产物以F’为主,较高温时以F为主;充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中F的含量均增大。
①此有机副产物F′的结构简式是_______。
②已知:在催化剂作用下,物质E先转化成一个中间体,再由中间体分别转化生成F、F′。由中间体转化为F和F′的反应均为放热反应。根据上述信息提示,补全由中间体分别生成F、F′的能量-反应过程示意图_______。
(5)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)。
6.(2026·浙江宁波·二模)有机物H是一种生物活性物质,某研究小组通过如下流程制备化合物H:
已知:①(和为烃基,X为卤素原子)
②克莱森重排:
请回答下列问题
(1)B中的含氧官能团名称:______。
(2)E的结构简式为______。
(3)F→G的化学方程式:______。
(4)下列选项不正确的是______。
A.化合物A的酸性比B的强
B.化合物B与足量的发生加成反应后,所得产物有4个手性碳原子
C.化合物C能与溶液发生显色反应
D.在一定条件下,1 mol G与足量反应,最多消耗5 mol
(5)G→H的过程中会生成一种分子式为的副产物,写出该副产物的结构简式______。
(6)是重要的化工原料。以苯和1,3-丁二烯为原料,根据已知信息设计化合物的合成路线______(用流程图表示,无机试剂任选)。
7.(2026·浙江·二模)某研究小组按如下流程制备药物奈韦拉平(部分流程及反应条件已省略):
(1)C的官能团名称:_____________。
(2)写出B+C→D的化学方程式_________。
(3)H的结构简式为:____________________。
(4)下列选项不正确的是_________。
A.化合物F和G可通过红外光谱区别
B.过程中有生成
C.化合物I能发生水解反应
D.奈韦拉平的分子式为
(5)G→I的过程中三乙胺的作用是_____________,若将三乙胺替换为乙胺()会有副产物生成,写出一种分子式为的可能的副产物的结构简式_________。
(6)利用以上合成路线的相关信息,以乙炔和为原料,设计化合物的合成路线________(用流程图表示,无机试剂和醇盐任选)。
8.(2026·浙江·二模)绿色环保型农药茚虫威中间体(G)的合成路线如下:
已知:
①(R=烃基);
②。
回答下列问题:
(1)A的名称为______;C的结构简式为______。
(2)C→D的反应类型为______。
(3)下列关于G的结构说法正确的是______(填标号)。
A.G为易溶于水的有机物
B.1 mol G与NaOH溶液反应,最多消耗NaOH的物质的量为3 mol
C.G能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 mol G与反应,最多消耗4 mol
(4)F→G的反应方程式为______。
(5)D→E的反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的副产物E'(分子式为)的结构简式为______。
(6)根据上述信息,写出以和碳酸二甲酯()为主要原料制备的合成路线:______。
9.(2026·浙江·模拟预测)某研究小组按照如下路径设计合成某抗原衍生物(L):
化合物E的合成:
产物(L)的合成:
已知:1.EDCI的结构简式:;
2.是一种强还原剂,其水溶液呈强酸性;
3.叔丁酯()在强酸性条件下很容易水解成为羧酸;
4.。
(1)某抗原衍生物(L)含有的含氧官能团为______。
(2)以下说法正确的是______。
A.化合物D的核磁共振氢谱显示有3组峰
B.化合物F→化合物H的过程中在酸性条件下反应进行更加彻底
C.化合物F的酸性强于间硝基苯酚
D.可以用质谱图测出化合物L的相对分子质量;可以用X射线衍射测出化合物K的化学键键角
(3)化合物G(分子式)的结构简式为______。
(4)化合物化合物K的化学反应方程式为______。已知当化合物的物质的量之比时收率达到最大63%,无论过多过少,都会对还原反应产生较大影响,试分析原因:______。
(5)化合物E的合成也可以从和开始,合成路线是______。(用流程图表示,无机试剂任选,需要利用到卡宾()
10.(2026·浙江杭州·二模)有机化合物L由于其特殊的四环结构而被关注,一种合成L的合成路线如下
J的合成:
已知:①-Ph为苯基(-C6H5),LDA为一种有机强碱;
②下列反应可用于氧化反应过程中醛基的保护:
请回答:
(1)化合物A中表现酸性官能团为___________。
(2)H的结构简式为___________,名称为___________。
(3)写出D→E的反应方程式___________。
(4)下列说法正确的是___________。
A.在酸性条件下,B的稳定性强于A
B.K中有两个手性碳原子
C.L充分水解得到的产物酸性比上图化合物M弱
D.B可发生氧化反应、取代反应,不可发生加成反应
(5)由D合成E时,会产生两种E的同分异构体、,已知存在顺反异构现象,请设计实验鉴别纯净的、:___________。
(6)以、LDA、乙二醇、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)
11.(2026·浙江·一模)3-氧代异紫杉二酮()具有抗癌活性,其关键中间体(F)的合成路线如下:
已知:。
请回答:
(1)3-氧代异紫杉二酮中的含氧官能团是羰基、________。
(2)B的结构简式为________。
(3)下列说法正确的是________。
A.化合物A具有还原性
B.可用金属钠检验E中是否存在未反应的D
C.E在NaOH醇溶液作用下能发生消去反应
D.C与足量H2反应后的产物中有3个手性碳原子
(4)由D转化为E不能使用HBr的原因是________。
(5)E→F时可能生成一种与F互为同分异构体的副产物X,X的结构简式为________;F为主产物的原因是________。
(6)已知:。以HCHO、CH3CHO和为原料,设计合成的合成路线________(用流程图表示,无机试剂任选)。
12.(2026·浙江宁波·模拟预测)一种药物中间体F的合成路线如下:
已知:①物质D中除苯环外,还含有七元环结构:NaBH4为强还原剂。
②物质A的谱图如图所示
请回答下列问题:
(1)F中官能团的名称为__________;D→E的反应类型为_______________。
(2)写出C→D的化学方程式:_____________________________________________。
(3)下列说法错误的是__________。
A.化合物A中存在分子内氢键
B.化合物C的水溶性比化合物A的强
C.化合物F既能与酸反应又能与碱反应
D.将NaBH4替换为H2,也可实现E→F的转化
(4)E→F反应完成后经过分离提纯得到F粗产品,试设计实验检验F中是否含有未反应完的E_____________________________________________________________________________________。
(5)NaAlH4也是有机中常用的强还原剂,试从物质结构角度比较其与NaBH4的还原性强弱并说明理由________________________________________________________________________________。
(6)参照上述合成路线,以和为原料设计合成的路线________________________________ (无机试剂任选)。
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