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第十章　有机化学基础
第53讲　有机合成及推断
化学
内容索引
考点一　有机合成
考点二　有机综合推断
第一部分
第二部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
课时作业
第四部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
高考真题演练
第三部分
1.进一步掌握官能团的性质及不同类别有机物的转化关系。2.能综合应用有关知识完成有机化合物推断、官能团检验、化学方程式的书写。3.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。
考点一　有机合成
第
分
部
一
1.碳骨架的构建
(1)链增长的反应
加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目信息所给反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应……
①醛、酮与HCN加成
必备知识整合
②醛、酮的羟醛缩合（其中至少一种有α -H）
③卤代烃与活泼金属作用
2R—Cl＋2Na―→R—R＋2NaCl
④醛或酮与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇
(2)链减短的反应
①烷烃的裂化反应；
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；
③利用题目信息所给的反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)成环的方法
①二元醇脱水成环醚，如
2.常见官能团转化
(1)官能团的引入
引入官能团 引入方法
引入卤素原子 ①烃、酚的取代；
②不饱和烃与HX、X2的加成；
③醇与氢卤酸(HX)反应
引入官能团 引入方法
引入羟基 ①烯烃与水加成；
②醛、酮与氢气加成；
③卤代烃在碱性条件下水解；
④酯的水解
引入碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去；
②炔烃不完全加成；
③烷烃裂化
引入官能团 引入方法
引入碳氧双键 ①醇的催化氧化；
②连在同一个碳上的两个羟基脱水；
③低聚糖和多糖水解可引入醛基；
④含碳碳三键的物质与水加成
引入羧基 ①醛基氧化；
②酯、多肽、蛋白质、羧酸盐的水解
引入官能团 引入方法
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、酰胺基、碳卤键。
(3)官能团的保护
①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。
②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，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。
③氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当酸性KMnO4溶液氧化—CH3时，—NH2（具有还原性）也被氧化。
④醛基（或酮羰基）的保护：在氧化其他基团前可以用乙醇（或乙二醇）加成保护。如：
(3)优选合成路线依据
①合成路线是否符合化学原理。
②合成操作是否安全可靠。
③绿色合成。绿色合成主要出发点是有机合成中的原子经济性；原料的绿色化；试剂与催化剂的无公害性。
1.以丙烯为基础原料，可制备离子导体材料中有机溶剂的单体丙烯酸丁酯，其合成路线如下：
对点题组突破
题组一　构建碳骨架
下列判断错误的是(　　)
A．反应①是一个碳链增长的反应
B．反应②是还原反应，可以通过加成的方式实现
C．反应③需要的条件是浓硫酸和加热
D．该合成工艺的原子利用率为100%
解析：对比反应①的反应物和生成物，可知反应①是一个碳链增长的反应，A正确；反应②是醛基被还原为羟基，在一定条件下，醛基与H2加成可得到羟基，B正确；反应③是酯化反应，反应条件是浓硫酸和加热，C正确；反应③有水生成，故该合成工艺的原子利用率小于100%，D错误。
D
2.4 -溴甲基- 1- 环己烯的一种合成路线如下：
下列说法正确的是(　　)
A．化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B．①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热
D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
B
解析：X、Y、Z连接支链的碳原子连接4个不同的原子或原子团，为手性碳原子，W中没有手性碳原子，A错误；由官能团的转化可知，1，3 丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，B正确；由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，C错误；Y含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，D错误。
题组二　官能团的引入及转化
3.在有机合成中，常会发生官能团的消除或增加，下列反应过程中反应类型及产物不合理的是(　　)
B
解析：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→乙烯为消去反应。
4.（2024·河北名校联盟联考）药物中间体N（0 乙酰基扁桃酰氯）的合成路线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
C
A．M分子式为C10H10O4
B．上述两步转化均为取代反应
C．W与水杨酸（邻羟基苯甲酸）互为同系物
D．N的苯环上的二氯代物为6种
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）：
解析：由结构简式可知，A、E中都含有酮羰基，则B→C这步转化的作用是保护酮羰基。
保护酮羰基
题组三　合成路线的设计
__________________________________________
__________________________________________
___________________________________________。
8.沙罗特美是一种长效平喘药，其合成的部分路线如图：
考点二　有机综合推断
第
分
部
二
必备知识整合
1.根据官能团的衍变推断反应类型
2.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________。
(5)“浓硫酸、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓硫酸、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
硝化反应
3.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、醇（酚）羟基或苯的同系物（连接苯环的碳上含有氢原子）。
(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并加热，有砖红色沉淀生成（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。
4.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，说明此有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到此有机物碳架结构的对称性而快速进行解题。
(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.根据核磁共振氢谱推断有机物的结构
有机物的分子中有几种氢原子，在核磁共振氢谱中就出现几种峰，峰面积的大小和氢原子个数成正比。
对点题组突破
1.烷烃、烯烃是基本化工原料，以烷烃A(C2H6)和烯烃(C5H10)为原料合成某种六元环酯（分子式为C7H10O4）的路线如图所示：
②C5H10分子的核磁共振氢谱中有4组峰，其峰面积之比为2∶2∶3∶3。
回答下列问题：
(1)图中C5H10O3中所有的官能团名称是__________。
(2)①的反应类型是________，②的反应类型是________。
羟基、羧基
加成反应
取代反应
(3)图中C2H2Cl4的结构简式为________________，图中C5H10O2的结构简

式为________________。
CH2Cl—CCl3
(4)反应⑧的化学方程式为
__________________________________

___________________________________。
解析：由分析知，最后一步为酯化反应，根据分子式知，是形成二元环酯，对应化学方程式为
。
(5)C5H10O2的同分异构体中，属于甲酸酯类的有__种。
解析：C5H10O2的结构简式为 ，其同分异构体属于甲酸酯类的结构有4种：
HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3。
4
2.（2024·九省联考甘肃卷）有机太阳能电池利用有机半导体将光能转换为电能。科学家设计了一种新型有机太阳能电池材料，其部分合成路线如下：
(1)化合物A的含氧官能团有__________（填官能团名称）。
羟基、醛基
(2)化合物B的一种同分异构体能溶解于NaOH水溶液，遇FeCl3不显色。核磁共振氢谱检测到三组峰（峰面积比为1∶2∶2），其结构简式为
_____________________（合理即可）。
解析：化合物B的一种同分异构体能溶解于NaOH水溶液，遇FeCl3不显色，说明不含酚羟基，核磁共振氢谱检测到三组峰说明有3种不同化学环境的氢原子，峰面积比为1∶2∶2说明不同化学环境的氢原子个数比为1∶2∶2，满足条件的结构简式有 等。
(3)化合物C的名称是______，分子式是__________。
(4)由B到D的转化过程中涉及的反应类型有________、________和________。
解析：根据分析，B经过加成反应、消去反应、取代反应得到D。
乙酸酐
C4H6O3
加成反应
消去反应
取代反应
(5)化合物E可通过频哪醇(C6H14O2)和联硼酸[B2(OH)4]的脱水反应制备。频
哪醇的结构简式是____________________。
解析：根据化合物E的结构，可知频哪醇(C6H14O2)的结构简式为
。
(6)某同学分析以上合成路线，发现制备化合物F和H的反应类型都属于____反应。进而提出了化合物H的另外一种制备方法：首先在Pd(PPh3)2Cl2的催化下，化合物G与E反应合成新的化合物I，其结构简式为
______________________。化合物I在Pd(PPh3)4的催化下与化合物
_______________________（写结构简式）反应即可生成化合物H。
取代
高考真题演练
第
分
部
三
1.（2024·辽宁卷）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：
回答下列问题：
(1)B中含氧官能团只有醛基，其结构简式为 _____________。
据G的分子式和H的结构可以推出，G的结构简式为 ；G发生两步反应生成H，将羧基中的—OH取代为次氨基结构；H与I发生取代反应，将H中酚羟基上的氢取代生成J；最后J发生取代反应将结构中的Bn取代为H。
(2)G中含氧官能团的名称为__________和____。
解析：根据G的结构简式可知，G中含氧官能团为（酚）羟基和羧基。
(3)J→K的反应类型为________。
解析：J→K的反应是将J中的—Bn转变为—H的反应，结合已知条件可知该反应类型为还原反应。
（酚）羟基
羧基
还原反应
(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）。
6
(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 ___________________。
2.（2024·河北卷）甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾病的药物。M的一种合成路线如下（部分试剂和条件省略）。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为______。
丙烯酸
(2)B→C的反应类型为________。
解析：对比B、C的结构简式可知，B与CH3SH发生加成反应，—H和—SCH3分别加到双键碳原子上生成C。
(3)D的结构简式为____________________。
加成反应
(4)由F生成G的化学方程式为
___________________________________________________ ___ 。
解析：F→G的反应中，结合I的结构可知，苯环上碳氯键的对位引入硝基，浓硫酸作催化剂和吸水剂，吸收反应产物中的水，硝化反应的条件为加热，反应的化学方程式是
。
(5)G和H相比，H的熔、沸点更高，原因为___________________________
____________。
解析：由G、H的结构简式可知，H分子中存在羟基，能形成分子间氢键，G分子不能形成分子间氢键，分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高。
H分子中存在羟基，能形成分
子间氢键
(6)K与E反应生成L，新构筑官能团的名称为______。
解析：根据分析可知，K与E反应生成L为取代反应，反应中新构筑的官能团为酰胺基。
酰胺基
(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有__种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶2；
(b)红外光谱中存在C===O和硝基苯基( )吸收峰。
其中，可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为
____________________________________。
6
3.（2024·贵州卷）氨磺必利是一种多巴胺拮抗剂。以下为其合成路线之一（部分试剂和条件已略去）。
回答下列问题：
(1)Ⅰ的结构简式是 __________________。
(2)Ⅱ含有的官能团名称是磺酸基、酯基、____和______。
解析：根据Ⅱ的结构简式可判断官能团除了磺酸基、酯基，还有醚键和酰胺基。
醚键
酰胺基
(3)Ⅲ→Ⅳ的反应类型是___________，Ⅵ→Ⅶ的反应中H2O2的作用是__________。
解析：根据Ⅳ的结构简式可判断Ⅵ到Ⅶ属于加氧的反应，因此反应类型是氧化反应，故H2O2的作用为做氧化剂。
取代反应
做氧化剂
(4)Ⅴ是常用的乙基化试剂。若用a表示Ⅴ中—CH3的碳氢键，b表示Ⅴ中—CH2—的碳氢键，则两种碳氢键的极性大小关系是a__（填“>”“<”或“＝”）b。
解析：Ⅴ中—CH3比—CH2—离结构中的极性基团更远，故—CH3的碳氢键比Ⅴ中—CH2—极性更小，所以a＜b。
＜
(5)Ⅶ→Ⅷ分两步进行，第1）步反应的化学方程式是
_______________________________________________________________。
解析：Ⅶ含有酯基，转化为羧基，Ⅶ→Ⅷ中分两步进行，第1）步反应的化学方程式为
(6)Ⅸ的结构简式是 _________________。Ⅸ有多种同分异构体，其中一种含五元碳环结构，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1，
其结构简式是 ___________________。
解析：根据Ⅸ的结构简式，其同分异构体中含五元碳环结构，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为1∶1∶1∶1，其结构简式为
。
(7)化合物 是合成药物艾瑞昔布的原料之一。参照上
述合成路线，设计以 为原料合成 的路线：
________________________________________________________________
_________________________________________（无机试剂任选）。
课时作业53
第
分
部
四
非选择题（共60分）
1.（12分）（2024·辽宁辽阳一模）有机化合物H为某药物中间体，一种合成化合物H的路线如图。
已知：Ⅰ.R—X＋NaCN→R—CN＋NaX（R为烃基或氢原子，X为卤素原子，下同）
回答下列问题：
(1)A的名称为____________________________，
H中含氧官能团的名称为醚键、__________。
对甲基苯酚（或4 -甲基苯酚）
羧基、羰基
(2)C的结构简式为 _____________________。
(3)E→F的化学方程式为
________________________________________
____________________________________________。
解析：结合已知信息Ⅱ，结合分析，E→F的化学方程式为
(4)B有多种同分异构体，其中能发生银镜反应和水解反应的芳香族化合物的同分异构体有____种（不考虑立体异构），核磁共振氢谱有4组峰的同
分异构体的结构简式为____________________________（任写一个）。
14
解析：B的分子式为C9H10O2，只含2个氧原子，则B的同分异构体中，能发生银镜反应和水解反应的芳香族化合物属于甲酸酯(HCOO—R)，且含苯环，则：①当HCOO—直接与苯环相连时，若苯环上有2个取代基，则另外一个取代基为乙基(—CH2CH3)，此时有3种结构；若苯环上有3个取代基，则另外两个取代基为2个甲基，此时有6种，所以当HCOO—直接与苯环相连时，符合要求的同分异构体有9种；②当HCOO—间接与苯环
(5) 的合成路线如图（部分反应条件已略去），其中M和
N的结构简式分别为______________和____________________。
2.（12分）（2025·八省联考四川卷）喷他佐辛（化合物H）是一种镇痛药物，其合成路线之一如下（略去部分试剂、条件和步骤）。
已知：
回答下列问题：
(1)试剂X的化学名称是________。
一碘甲烷
(2)C的结构简式为 ________________。
(3)D中官能团的名称是____、______。
解析：由D的结构简式可知，D中官能团的名称是醚键、碳溴键。
醚键
碳溴键
(4)G中手性碳原子的数目是__。
解析：手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子，由G的结构简式可知，含有手性碳原子的个数是3，如图 所示： 。
3
(5)试剂Y为溴代烯烃，由G生成H的反应类型是________；在Y的同分异构体中，不含甲基的同分异构体的数目是__。
取代反应
4
(6)化合物M的合成路线如下：
参照F的合成路线，写出第③步的反应方程式：_______________________
________________________（忽略立体化学）。
3.（12分）（2025·八省联考陕西卷）化合物J具有抗肿瘤活性，可由如下路线合成（略去部分试剂和条件）。
回答下列问题：
(1)A的结构简式是_______________，B的官能团名称是______。
碳溴键
(2)下列说法错误的是__（填字母）。
A．E有顺反异构体
B．A可与FeCl3溶液发生显色反应
C．E→F的反应中有乙醇生成
D．F→G的反应类型为取代反应
D
解析：(2)E中碳碳双键上的每个碳原子都连接了不同的原子和原子团，则E有两种结构：相同的氢原子位于双键同一侧的顺式结构和相同的氢原子位于双键两侧的反式结构，A项正确；A的分子中含有酚羟基，可与FeCl3溶液作用显紫色，B项正确；由分析可知，E→F的过程中生成乙醇，C项正确；F→G的反应类型为碳碳双键的加成反应，D项错误。
(3)J的结构简式中标注的碳原子a～d，其中手性碳原子是__。
解析：手性碳原子是指与四个各不相同的原子或原子团相连的碳原子，分析J的结构简式可知，c为手性碳原子。
c
(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能发生银镜反应；②核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为9∶3∶1∶
1。写出其中一种的结构简式：______________________________________
_________________________________________________________________（任写一种即可）。
(CH3)3CC(CH3)(OH)CHO、
HCOOCH(CH3)C(CH3)3(CH3)3CCH(CHO)OCH3、
(CH3)3COCH(CH3)CHO
c
解析： D的分子式为C7H14O2，其同分异构体满足条件①②，说明同分异构体中含有—CHO或HCOO—，且存在四种不同化学环境的氢原子个数分别为9、3、1、1，满足条件的同分异构体有(CH3)3CC(CH3)(OH)CHO、HCOOCH(CH3)C(CH3)3、(CH3)3CCH(CHO)OCH3、(CH3)3COCH(CH3)CHO，共4种。
4.（12分）（2024·新课标卷）四氟咯草胺（化合物G）是一种新型除草剂，可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下（略去部分试剂和条件，忽略立体化学）。
回答下列问题：
(1)反应①的反应类型为________；加入K2CO3的作用是________________
___________________。
取代反应
与生成的HBr反
应，促进反应
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是__。
(3)对照已知反应Ⅰ，反应③不使用(C2H5)3N也能进行，原因是__________
_______________________________。
5
D分子中
D分子中同时存在—OH
(4)E中含氧官能团名称是____。
解析：由E的结构简式可知，E中含氧官能团的名称为酯基。
酯基
(5)F的结构简式是 _____________________；反应⑤分两步进行，第一步
产物的分子式为C15H18F3NO4，其结构简式是 ____________________。
解析：已知反应⑤分两步进行，结合F的结构简式知，E→F过程中，第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ，结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知，第一步产物的结构简式为 。
(6)G中手性碳原子是______（写出序号）。
解析：手性碳原子指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子，由G的结构简式知，其中手性碳原子为3和4号碳原子。
3和4
(7)化合物H是B的同分异构体，具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示为四
组峰，且可以发生已知反应Ⅱ，则H的可能结构是___________________
______________________。
解析：B的同分异构体H能发生已知反应Ⅱ，说明其具有 或—NH2结构；具有苯环结构，核磁共振氢谱中显示有四组峰，说明结构对称，则其可能的结构简式有 。
5.（12分）（2025·八省联考河南卷）化合物K具有镇痛作用，以下为其合成路线之一（部分反应条件已简化）。
已知：
回答下列问题：
(1)B的结构简式为 _________________。
(2)由C生成D的反应类型为________。
还原反应
(3)E的结构简式为_____________________；吡啶具有弱碱性，由D生成E的反应中吡啶的作用是___________________________________________。
解析：吡啶具有弱碱性，由D生成E的反应中另外一种产物为HCl，吡啶可以与生成的HCl反应，促进反应正向进行，提高产率。
与生成的HCl反应，促进反应正向进行，提高产率
(4)由F生成G的化学方程式为 ___ ____ ____ ____ ____ ____ ____ _。
解析：根据分析，F生成G的化学方程式为
。
(5)H中含氧官能团的名称是__________。
解析：根据H的结构简式可知，含氧官能团的名称是酯基、羰基。
酯基、羰基
(6)在F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含有苯环；②能发生银镜反应；③不含甲基。
其中，核磁共振氢谱显示为四组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1的同分异构
体的结构简式为 ____________________（写出一种即可）。
7

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