專題十七有機合成與推斷以及合成路線設計

1.進一步掌握宜能團的性質及不同類別有機物的轉化關系。

2.能準確分析有機合成路線圖，提取相關信息推斷中間產物，提升整合信息解決實際問題的能力。

3.能根據(jù)常見官能團的性質和已知信息設計有機合成路線。

昌尋3

考點一有機合成與推斷

d-----叫。一

門初核心回扣

1.有機推斷的常見突破口

（1）由反應條件推斷有機反應類型

反應條件思考方向

氯氣、光照烷焙取代、苯的同系物側鏈上的取代

液澳、催化劑苯及其同系物發(fā)生苯環(huán)上的取代

濃溟水碳碳雙鍵卻三鍵加成、酚取代、醛氧化

氫氣、催化劑、加熱苯、醛、酮加成

氯氣、催化劑、加熱某些醇氧化、醛氧化

銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液、加熱醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化

（）

NaOH水溶液、加熱

R—X水解、酯（R-C-OR'）水解等

NaOH醉溶液、加熱R—X消去

濃硫酸、加熱R—0H消去、醉酯化

濃梢酸、濃硫酸，加熱苯環(huán)上的取代

稀硫酸、加熱酯水解、二糖和多糖等水解

⑵根據(jù)有機反應的特殊現(xiàn)象推斷有機物的官能團

①使澳水褪色，則表示該物質中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、酚羥基或醛基。

②使酸性KMnCh溶液褪色，則該物質中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、醇、酚或苯的同系物(側鏈

燒基中與苯環(huán)直接相連的碳原子上必須含有氫原子)。

③遇FeCb溶液顯色或加入濃浪水出現(xiàn)白色沉淀，表示該物質分子中含有酚算基。

④加入新制Cu(OH)2并加熱，有磚紅色沉淀生成(或加入銀氨溶液并水浴加熱有銀鏡出現(xiàn))，表示該物質中含

有一CHO。

⑤加入金屬鈉，有H?產生，表示該物質分子中可能有一OH或—COOH。

⑥加入NaHCO.j溶液有氣體放出，表示該物質分子中含有一COOH。

(3)以特征產物為突破口來推斷碳骨架結構和官能團的位置

①隙的氧化產物與結構的關系

輒化成嵇

分子中含有一CH2()H

或段酸

醇對化成陽分子中含有一CH—0H

不能催化氣化

分子中含有一C一()H

②由消去反應的產物可確定“一0H”或“一X”的位置。

③由取代產物的種類或氫原子環(huán)境可確定碳骨架結構。有機物取代產物越少或相同環(huán)境的氫原子數(shù)越多,

說明該有機物結構的對稱性越高，因此可由取代產物的種類或盆原子環(huán)境聯(lián)想到該有機物碳骨架結構的對

稱性而快速進行解題。

④由加氫后的碳骨架結構可確定碳碳雙鍵或碳碳三鍵的位置。

⑤由有機物發(fā)生酯化反應能生成環(huán)酯或高聚酯，可確定該有機物是含羥基的陵酸；根據(jù)酯的結構，可確定

—0H與一COOH的相對位置。

2.典型有機物的性質及轉化關系

(1)重要燃的性質及轉化

(2)重要炫的衍生物之間的轉化關系

3.近年高考熱點反應信息舉例

(I)成環(huán)反應

形成環(huán)崎

成環(huán)酸

雙烯合成六元環(huán)

（2）苯環(huán)上引入碳鏈

芳香煌的烷基化

芳香烽的?；?/p>

（3）還原反應

硝基還原為氨基

酮瓶基壞原成群基

酯基還原成羥基

（4）醛、酮與胺制備亞胺

（5）胺生成酰胺的反應

d——

物真題演練

1.（2023?遼寧卷第19題）加蘭他敏是一種天然生物堿，可作為阿爾茨海默癥的藥物，其中間體的合成路線

如下。

回答下列問題：

（1）A中與鹵代燒成健活性高的轉基位于酯基的位（域何域“對”）。

（2）C發(fā)生酸性水解，新產生官能團為羥基和（填名稱）。

（3）用02代替PCC完成D—E的轉化，化學方程式為o

（4）F的同分異構體中，紅外光譜顯示有酚羥基、無NH鍵的共有種。

（5）H-I的反應類型為.

（6）某藥物中間體合成路線如下（部分反應條件已略去），其中M和N的結構簡式分別為和

2.（2023?湖北卷第17題）碳骨架的構建是有機合成的重要任務之一。某同學從基礎化工原料乙烯出發(fā)，針

對二酮H設計了如下合成路線：

回答下列問題：

（1）由A-B的反應中，乙烯的碳碳鍵斷裂（填’冗”或

（4）G的結構簡式為o

a.原子利用率低b,產物難以分離c.反應條件苛刻d.嚴重污染環(huán)境

3J2O23?北京卷第17題）化合物P是合成抗病毒藥物普拉那韋的原料，其合成路線如下。

回答下列問題:

(1)B的名稱為,I中含氧官能團的名稱為0

(2)J的結構簡式為o

(3)A—B的反應類型為o

(4)F—G的化學方程式為。

(5)化合物X的相對分子質量比化合物G的大14,同時符合下列條件的化合物X共一種。

①遇FeCb溶液發(fā)生顯色反應

②能發(fā)生水解反應

③苯環(huán)上有三個取代基且苯環(huán)上只有兩種不同化學環(huán)境的氫原子

(6)參考上述路線，設計以CH3cH2cH2OH、苯為原料制備的路線(無機試劑任選).

?1m

3.(2023?福建?校聯(lián)考二模)鼠尾草廣泛應用于醫(yī)藥領域，其成分中有大量的菇類化合物。其中一種中間體

(F)的合成路線如下:

(DA的官能團名稱為o

(2)A轉化為B的反應類型為0

(3)C-D的反應機理示意圖如下(已知：Ar表示芳香環(huán)，轉化I中略去部分產物)：

①中間體Z為O

②若用KCN代替CuCN則無法按上述機理進行反應，其原因為o

(4)D-E為兩步反應：D-GTE,其中第二步為取代反應，其化學方程式為

⑹化合物丫是E的同分異構體，同時滿足卜述條件：

①Y的核磁共振氫譜有5組峰，峰面積之比為1：1：2：2：12；

考點二有機合成路線的設計

d---7%。一

核心回扣

1.有機合成的基本思路

2.有機合成路線的分析方法

方法流程

逆合成分析法目標產物-中間產物T原料

正合成分析法原料-中間產物T目標產物

綜合比較法原料T中間產物-目標產物

3.正確解答有機合成的關鍵

⑴熟練掌握常見官能團的性質特點。

（2）用好已知新信息。

（3）注意有機合成反應順序的選擇，官能團的轉化和保護。

4.有機合成中官能團的轉變

（1）宜能團的引入（或轉化）

\/

C=C

—0H\+H2O；R—X+H2O；R—CHO4-H2；RCOR'

+H2：R—COOK+HzO；多糖水解

官能—X烷烽+X2；烯（烘）烽+X2（或HX）：R—OH+HX

\/

團的c=cR—OH和R—X的消去；煥點不完全加成

/\

引入

—CHO某些醇氧化；烯燃氧化；煥燒水化；糖類水解

（或轉

R—CHO+O,：苯的同系物（與苯相連的碳上至少有一

化）

-COOH個氫）被強氧化劑氧化；較酸鹽酸化；R—COOK+

比0（酸性條件下）

-COOR酯化反應

（2）官能團的消除

①消除雙鍵：加成反應、氧化反應。

②消除羥基；消去反應、氧化反應、酯化反應、取代反應。

③消除醛基：還原反應和氧化反應。

（3）官能團的保護

被保護的

被保護的官能團性質保護方法

官能團

酚羥基易被氧氣、臭氧、雙氧水、酸①用NaOH溶液先轉化為苯酚鈉，后酸化重新

性高缽酸鉀溶液氧化轉化為苯酚：

Z—\NaOH溶液

②用碘甲烷先轉化為苯甲醛，后用氫碘酸酸化

重新轉化為苯酚：

6-器

易被氧氣、臭氧、雙氧水、酸先用鹽酸轉化為鹽，后用NaOH溶液重新轉化

氨基

性高鐳酸鉀溶液氧化為氨基

易與鹵素單質加成，易被氧用氯化氫先通過加成轉化為氯代物，后用

碳碳雙鍵氣、臭氧、雙氧水、酸性高錦NaOH醇溶液通過消去反應重新轉化為碳碳雙

酸鉀溶液氧化鍵

乙醇(或乙二醇)加成保護：

Z—CHCH,()H

0cH()------3---------->

OC2H5

醛基易被氧化

OC2H5

H十/%()小

5.增長碳鏈或縮短碳鏈的方法

舉例

2cH三CH->CH2=CH—OCH

Na

2R—Cl------------>R—R+2NaCl

增

OH

長CH3CH,MgBr

CII3CHO-11()一》CH3cHe112cH3

碳

HCNH十

R—Cl------->R—CN---*R-C()()H

鏈Hz()

OHOH

HCN1H*

CH3cHO---CH3—CH—CN—>CH3—CH—C(X)H

、,催化劑lr

"CH2-CH2--------->ECH2—CH&玉

催化劑

nCH2-CH—CH-CH2-----------

-ECH2—CH=CH—CH2玉

OH

NaOH稀溶液1

2CH3CH()-----------------CH3CH—€H2CH()

R+HCI

()

0+Cl—C—R---R+HCI

r()

〃$+〃H4-H型

OH

CHz^OH+(w-1)H2()

縮()

Ca()

：下*+、

短R—<—(>—Na+Na()HRHa2c(%

碳

()3

R)—CH-CH-R.----------?RlCH()+R.CH()

鏈Zn/H2()

6.有機合成路線設計的幾種常見類型

根據(jù)目標分子與原料分子在碳骨架和官能團兩方面變化的特點，我們將合成路線的設計分以下情況：

⑴以熟悉官能團的轉化為主型

如:以CH2=CHCHJ為主要原料（無機試劑任用）設計CH3cH（OH）COOH的合成路線流程圖（注明反應條件）。

CH,-CH-CH；M八口/口CHS—CH—€H2（H-C-CHO八CH-C-C（X）HU....

Ci||NaOH/HzO||O2/C111021H2/NI

CH2=CHCH3^。<1―△~>（）H（）H^（）11ra（）

CH—CH—C（）011

I

OH

（2）以分子骨架變化為主型

如：以苯甲醛和乙醇為原料設計苯乙酸乙酯（《>（’H的合成路線流程圖（注明反應條件）。

提示：R—Br+NaCN—>R—CN+NaBr。

CH：Br+

.CHOH2Zy-cn.oiiHBrNaCNH/\-CHC（）（）HCH3CH2OH

傕化劑LX------->------->v—z-^v濃硫肖gr&

CHCO(KH.CH,

⑶陽生官能團兼有骨架顯著變化型

要注意模仿題干中的變化，找到相似點，完成陌生官能團及骨架的變化。

如：模仿

()11

CH)

CHCHNO.

1CH—<HN().CH.CH.NO.CtUHNH

C1Y1

(rn，

濃硫酸ZnHgyNil

CH3NO2(KKH2一定條件|?>

OH--------------->Oil△*0,1"011HC,P0,1

Bc香蘭素AD多巴胺

設計以苯甲醇、硝基甲烷為主要原料制備苯乙胺）的合成路線流程圖。

關鍵是找到原流程中與新合成路線中的相似點。（碳骨架的變化、官能團的變化；硝基引入及轉化為氨基的

過程）

CHOH(H-(HNO.

CHOHO-CIKHN()CHCII.NO.

;NH

JCH3NO?6:

O/Cu濃硫酸

2H2ZnHg

△一HCI*

二1；—-

J回真題演練

1.（2023?江蘇卷第15題）化合物I是鞘氨醇激能抑制劑，其合成路線如下:

o

產一;IIY/

n人o

(2>NaHC0)

H

（1）化合物A的酸性比環(huán)己醇佗（填“強”或“弱”或“無差別”）。

（4）寫出同時滿足下列條件的C的一種同分異構體的結構簡式：

2.（2023?海南卷第18題）局部麻醉藥福莫卡因的一種合成路線如下：

回答問題：

（1）A的結構簡式：,其化學名稱o

（2）B中所有官能團名稱：o

（3）B存在順反異構現(xiàn)象，較穩(wěn)定異構體的構型為式（填"順''或"反

（4）B-C的反應類型為o

（5）與E互為同分異構體之一X,滿足條件①含有苯環(huán)②核磁共振氫譜只有1組吸收峰，則X的簡式為：

（任寫一種）

（6）E-F的反應方程式為o

3.（2023?湖南卷第18題）含有毗喃蔡醍骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性，一種合成該類化合

物的路線如下（部分反應條件己簡％）：

回答下列問題:

（1）B的結構簡式為；

（2）從F轉化為G的過程中所涉及的反應類型是、;

（3）物質G所含官能團的名稱為、;

（4）依據(jù)上述流程提供的信息、，下列反應產物J的結構簡式為

HOOC-——COOH

（5）下列物質的酸性由大到小的順序是______（寫標號）:

①SO3H②H3c-SO3H③FjC^^-SO3H

（6）（吠喃）是一種重要的化工原料,其能夠發(fā)生銀鏡反應的同分異構體中。除H2C=C=CHCHO外,

還有種;

（7）甲苯與溟在FeB門催化下發(fā)生反應，會同時生成對漠甲苯和鄰溟甲苯，依據(jù)由C到D的反應信息，設

計以甲苯為原料選擇性合成鄰澳甲苯的路線（無機試劑任選）。

'⑥考向預測

1.（2023?河北張家口?宣化第一中學校聯(lián)考二模）化合物G是受體拮抗劑，其-?種合成路線流程圖如下:

回答下列問題：

(I)化合物A的化學名稱為o

(2)下列關于B的說法正確的是(填字母)。

C.ImolB最多能與7molH?發(fā)生加成反應D.ImolB能與2moiNaOH發(fā)生反應

(3)C中官能團的名稱為,ImolC中有mol的手性碳原子。

(4)D-E反應的化學方程式為；該反應類型為。

(5)X的分子式為C7HQ,其結構簡式為。

(6)滿足下列條件的C的同分異構體有種(不含立體異構);寫出其中水解產物之一含有10個碳原子

的結構簡式：(寫一種)。

a.能發(fā)生水解反應，目只生成兩種水解產物；

b.水解產物中均只有4種不同化學環(huán)境的氫原子，且都能與FeCh溶液發(fā)生顯色反應。

(7)參照上述合成路線，設計以甲苯和/人"為原料合成)"Vr

的合成路線:.(其他無機

試劑任選)。

2.(2023?河南新鄉(xiāng)?統(tǒng)考一-模)化合物F是合成某藥物的中間體，其合成路線如下：

(DA的名稱為o

(2)B分子中含氧官能團的名稱為,HO八中摟原子的雜化方式為。

(3)A、B、C、D、E分子中含有手性碳原子的是(填標號

(4)C的一種同分異構體同時滿足入列條件，寫出該同分異構體的結構簡式：(任寫一種)。

①除苯環(huán)外不含其他的環(huán)，且苯環(huán)上有5個取代基。

②分子中有4種不同化學環(huán)境的氫原子。

(5)D-E的反應類型為。

3.(2023?河北?校聯(lián)考一模)有機物G是用于生產治療重癥肺炎藥物的中間體，以芳香燃A為基本原料合

成G的路線圖如下(部分反應條件及產物己略)：

(1)A的化學名稱為；B的結構簡式為,D的分子式為。

(2)G中含氧宜能團的名稱是,E-F的反應類型為。

(3)寫出C-E的化學方程式：。

(4)B有許多芳香族同分異構體，其中滿足下列條件的同分異構體共有種，寫出核磁共振氫譜有4

個峰的物質結構簡式o

CHOOCCH

(5)以B、乙酸為基本原料合成乙酸鄰硝基苯甲酯|匚、八23,寫出合成路線圖(無機試劑自選)。

-NO2

1.(2023?吉林長春?統(tǒng)考一模)卡龍酸是一種醫(yī)藥中間體，主要用于蛋白陶抑制劑的合成。以下是卡龍酸的

一種合成路線(部分試劑和條件省略，不考慮立體異構)

(DA中碳原子雜化方式為o

(2)反應②所需的試劑和條件為。

(3)D的化學名稱為。

(4)反應③的化學方程式為,反應類型為。

(5)G中含有的官能團幺稱為o

(6)寫出滿足下列條件的B的同分異構體的結構簡式o

2.(2023?浙江寧波?統(tǒng)考模擬預測)化合物H是一種抗艾滋病藥物，某課題組設計的合成路線如下：

請回答：

(1)寫出化合物B中的官能團名稱o

(2)下列說法不正確的是-

B.E-F的反應類型是消去反應

C.化合物G和H可通過紅外光譜?區(qū)別

(3)化合物M的結構簡式是。

(4)C-D的化學方程式是。

①有兩個六元環(huán)，其中一個是苯環(huán)；

②HNMR譜顯示有5種不同化學環(huán)境的氫原子；

③和一OH不能連接在同一個碳原子。

3.(2024.浙江溫州?統(tǒng)考一模)某研究小組按下列路線合成治療細菌感染的藥物氧氟沙星：

已知:

請回答：

(2)化合物B的結構簡式是；

(3)下列說法不正獨的是___________。

B.E與乙酸乙酯屬于同系物

(4)寫出D與F生成G的化學方程式。

⑸以2氨基乙醇(H2N\^X\OH)與甲醛(HCHO)為原料，且利用以.卜.合成路線中的相關信息，設計

廣可"上的合成路線______(用流程圖表示，無機試劑選)；

HNJ

(6)寫出同時符合下列條件的化合物C的同分異構體的結構簡式。

①分子中含有苯環(huán)結構，并能發(fā)生銀鏡反應；

4.(2023?四川綿陽?統(tǒng)考一模)鹽酸羅替戈汀(G)是一種用于治療帕金森病的藥物，G的一種合成路線如圖：

回答下列問題：

(1)B的名稱是3一甲氧基茉乙酰氯，則A的名稱是°

(2)D的結構簡式為,E-F的反應類型是o

(3)碳原子上連有4個不同的原子或基團時，該碳稱為手性碳，F(xiàn)分子中有個手性碳，G的含氧官能

團名稱是。

(4)A->B反應的化學方程式為o

(5)C的同分異構體X同時滿足下列條件，其結構有種(不考慮立體異構)。

①含有半環(huán)，能使濱水褪色；

②能在酸性條件下發(fā)生水解，兩種水解產物中所含碳原子數(shù)之比為6：5。

X的一種水解產物分子中含有3種不同化學環(huán)境的氫原子，X的結構簡式是o

5.(2023?廣東湛江?統(tǒng)考模擬預測)基于生物質資源開發(fā)常見的化工原料，是綠色化學的重要研究方向。利

用木質纖維素為起始原料結合C02生產聚碳酸對二甲苯酯可以實現(xiàn)碳減排，緩解日益緊張的能源危機，路

線如下：

回答下列問題：

(I)叱合物I的分子式為,

(2)分析化合物I【的結構，預測反應后形成的新物質，參考①的示例，完成下表。

序號變化的官能團的名稱可反應的試劑(物質)反應后形成的新物質反應類型

①6.hzr--氧化反應

②OO0加成反應

(3)化合物III到化合物N的反應是原子利用率100%的反應，且ImolIII與Imol化合物a反應得到ImolN,則

化合物a為o

(4)已知化合物V的核磁共振氫譜有2組峰，且峰面積之比為2：3,寫出化合物V的結構簡式：o

(5)化合物VII的芳香族同分異構體中符合下列條件的有種(不含立體異構)。

①最多能與相同物質的顯的Na2cCh反應；

②能與2倍物質的量的Na發(fā)生放出的反應。

(6)關于VII生成vm的反應的說法中，不正確的有。

A.反應過程中，有HO鍵斷裂

B.反應過程中，有C=O雙鍵和CO單鍵形成

C.該反應為縮聚反應

D.CO2屬于極性分子，分子中存在由p軌道“肩并肩’’形成的幾繼

6.(2024?廣西?校聯(lián)考一模)化合物I是制備抗腫瘤藥物阿法替尼的重要中間體，化合物I的一種合成路線

如圖。

問答下列問題：

(1)C中含氧官能團的名稱是O

(2)A的化學名稱為。

(3)B中所含的第二周期元素第一電離能由大到小的順序是。

(4)F的結構簡式為,H-I的反應類型為。

(5)G-H的化學方程式為。

OH

(6)/—(有多種同分異構體，符合下列條件的有種(不考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜有3組

峰，其峰面積比為6：1：1的結構簡式為(寫出一種)。

a.能發(fā)生銀鏡反應b.不含酸鍵

C1

⑺參考上述合成路線，以HOOCCH2NH2.HCONH?為原料合成X,合成過程中無機試劑任選____。

\NH

HN」

7.(2023?湖南郴州?統(tǒng)考一模)化合物H是一種用于合成y一分泌調節(jié)劑的藥物中間體，其合成路線流程圖

如圖：

(l)A中除羥基外還含有官能團的名稱為、o

(2)BTC的反應類型為。

(3)寫出C-D的化學反應方程式：o

(4)滿足下列條件的C的同分異構沐有種。

①含有苯環(huán)，苯環(huán)上有三個取代基，其中氨基只與苯環(huán)直接相連；

②與氯化鐵溶液反應顯紫色，與NaHCQa溶液反應有氣體產生。

(5)寫出同時滿足下列條件的C的一種同分異構體的結構簡式：o

①含有苯環(huán)，且分子中有一個手性碳原子；

②能發(fā)生水解反應，水解產物之一是a—敏基酸，另一水解產物分子中只有2種不同化學環(huán)境的氫。

(6)G的分子式為C12H14N2O2,經氧化得到H,寫出G的結構簡式：。

8.(2