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思维进阶突破(三)　有机合成与推断
难点1　有机综合推断与有机反应方程式书写
【真题示例】
例1　(1)酮羰基　还原反应
(2)2+5H2SO4+4MnO2+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O
[解析] A发生氧化反应生成B,B发生还原反应生成C,A发生取代反应生成D,D在AlCl3催化下与CCl4反应生成E,E中的两个氯原子发生水解反应,一个碳原子上连接两个羟基不稳定,会脱水形成酮羰基得到F,据此解答。
(1)由B的结构简式可知,其含氧官能团名称为酮羰基;B的不饱和度为5,C的不饱和度为4,属于加氢的反应,为还原反应。
(2)A→B还会生成硫酸铵和硫酸锰,根据得失电子守恒和原子守恒,配平反应为2+5H2SO4+4MnO2+4MnSO4+(NH4)2SO4+4H2O。
例2　(1)CH3COOH+Br2CH2BrCOOH+HBr
(2)酯化反应　CH2BrCOOH+CH3OHCH2BrCOOCH3+H2O
[解析] 根据题干信息,1a和2a先发生碳碳双键的加成反应,生成,再和3a发生取代反应得到主产物,两分子1a发生醛基的加成反应得到副产物5a,据此解答。比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知,主要是右侧含氧官能团不同,化合物Ⅱ含有酯基,故推测合成Ⅱ发生的反应有酯化反应。(1)已知羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α-H取代反应,则第一步反应为羧酸中α-H的取代反应引入溴原子,化学方程式为CH3COOH+Br2CH2BrCOOH+HBr。(2)第二步CH2BrCOOH与甲醇发生酯化(取代)反应,化学方程式为CH2BrCOOH+CH3OHCH2BrCOOCH3+H2O。(3)第三步1a、2a发生碳碳双键的加成反应,生成,再与CH2BrCOOCH3发生取代反应得到。
【对点演练】
1.(1)碳碳双键、羧基
(2)加成反应　
(3)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
[解析] A含碳碳双键,根据已知反应①,A断裂双键生成 B(C6H5CHO苯甲醛)和 C(CH3CHO乙醛);根据已知反应②(醛醛缩合),B(苯甲醛)与 C(乙醛)在NaOH/H2O、加热条件下,发生加成-消去反应,生成D(含碳碳双键、醛基);D中醛基发生银镜反应并酸化,醛基转化为羧基,生成E(含碳碳双键、羧基);E与Br2的CCl4发生加成反应生成F(二溴代物);F在KOH醇溶液、加热以及酸化的条件下,发生消去反应(脱HBr),生成G(含碳碳三键、羧基);结合已知反应③(双烯加成成环 ),G 与 X(含双键结构)在催化剂作用下,发生环化加成反应,生成H(目标产物,含碳碳双键、羧基),以此分析。
(1)观察H的结构,含有的官能团是碳碳双键、羧基。
(2)E与Br2/CCl4发生加成反应生成F;结合已知反应③(双烯加成成环)及G、H结构,逆推得X为。
(3)D第1步是银镜反应(醛基被银氨溶液氧化),化学方程式为+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O。
2.(1)4-异丙基硝基苯
(2)还原反应　碳溴键、氨基
(3)
(4)
[解析] A()与Br2在FeBr3作催化剂、40 ℃条件下发生取代反应生成B(),结合D的结构简式以及C的分子式,对比B和C的分子式及B转化为C的反应条件可知,B转换为C是硝基被还原为氨基,所以C的结构简式为,C发生反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成F,F发生乙知②的反应生成G,G的分子式为C13H16ClN,结合H的结构简式可知,G的结构简式为,Q为,H()与M()发生取代反应生成I()和HCl,以此分析。
难点2　限定条件下有机物同分异构体书写
【真题示例】
例1　(1)4
(2)
[解析] (1)E为,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体,如果为醛基、溴原子、甲基的组合时,可形成、2种,如果为酮碳基、溴原子、甲基的组合时可形成、,一共有4种。(2)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,则生成的与N互为同分异构体的结构可以是。
例2　
[解析] A的芳香族同分异构体满足下列条件:(a)不与FeCl3溶液发生显色反应,则不含酚羟基;(b)红外光谱表明分子中不含CO键;(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3,则分子中有3种不同化学环境的氢原子,由于A的分子式为C9H10O2,则A的芳香族同分异构体中这3种氢原子的数目为2、2、6;(d)芳香环的一取代物有两种,则苯环上有2种不同化学环境的氢原子;结合分子内有5个不饱和度,可知满足条件的同分异构体为。
【对点演练】
1.4　CH≡CCH2CH2CH2CH(NH2)C≡CH或CH≡CCH2CH2CH(NH2)CH2C≡CH或CH≡CCH2CH2CH(CH2NH2)C≡CH或CH≡CCH2CH(CH2CH2NH2)C≡CH
[解析] 根据题目所给条件,D的同分异构体中含有2个碳碳三键,说明结构中不含苯环且无其他不饱和键;不含甲基,说明三键在物质的两端,同分异构体中又含有手性碳原子,因此,可能的结构有:CH≡CCH2CH2CH2CH(NH2)C≡CH、CH≡CCH2CH2CH(NH2)CH2C≡CH、CH≡CCH2CH2CH(CH2NH2)C≡CH、
CH≡CCH2CH(CH2CH2NH2)C≡CH,共4种。
2.9　
[解析] E中有溴原子,其消去产物的结构简式为CH2CHCH2COOCH2CH3,满足条件a、b、c的同分异构体中含有1个—COOH、1个碳碳双键、2个不对称的—CH3,有—CH2—或CH2结构,符合条件的同分异构体有(存在顺反异构)、(存在顺反异构)、
(存在顺反异构)、(存在顺反异构)、
,共有9种结构;只满足条件a和c,不满足b的分子中不含碳碳双键,应含有1个—COOH、2个不对称的—CH3、1个碳环,结构简式为。
3.6　或
[解析] C的结构简式为,满足①属于芳香族化合物,含有苯环;②能发生银镜反应,有醛基或甲酸酯基;③核磁共振氢谱图有四组峰,有四种等效氢原子;符合条件的有、、、、、,共6种;能水解且能使三氯化铁溶液显色的同分异构体的结构简式为、。
4.12　[解析] 根据已知条件推出该同分异构体中含有的官能团:①能发生银镜反应,则结构中含有醛基(—CHO);②酸性条件下水解产物物质的量之比为2∶1,则该结构中含有酯基(—COO—),且根据氧原子数目可推出该结构中既能水解也能发生银镜反应的基团为—OOCH,数目为两个;③不与NaHCO3溶液反应,说明结构中不含羧基。将已知官能团和基团在苯环上排布:(邻、间、对3种)、
(邻、间、对3种)、(邻、间、对3种)、
(邻、间、对3种),共12种。
难点3　有机合成路线设计
【真题示例】
例1　　
[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。参考题述路线,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。
例2　
[解析] A 与B在甲醇钠和甲醇的作用下脱去溴化氢生成C,C中酯基水解并脱去1个羧基生成D,D在五氧化二磷作用下脱水成环生成E,E先经过酯化,再和乙二醇反应生成F,F被四氢铝锂还原生成G,详细流程为
根据目标产物逆向分析,目标产物为聚酯,其单体为和,其中可由先水解再酸化获得,而含有2个—CH2OH结构,流程中物质G含有—CH2OH结构,该结构是由LiAlH4还原—COOCH3得到的,则可由LiAlH4还原
得到,而可视为的亚甲基上的1个H原子被环己基取代,这一步骤与题给流程中A+B→C的反应类似,因此可由与在CH3ONa和CH3OH的作用下反应生成,可由与浓氢溴酸反应制得。具体合成路线见答案。
【对点演练】
1. (1)丙烯酸　(2)加成反应
(3)　(4)+HO—NO2
(5)H分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6)酰胺基　(7)6
[解析] 由A→B的反应条件和B的结构简式可知,A与甲醇发生酯化反应生成B,则A的结构简式为;B与CH3SH发生加成反应生成C;C在碱性条件下发生酯的水解反应,酸化后生成D,则D的结构简式为;D与SOCl2发生取代反应生成E;由F的分子式可知,F的结构简式为;F发生硝化反应生成G,由I的结构简式可知,G的结构简式为;G在一定条件下发生水解反应生成H,H的结构简式为;H与发生取代反应生成I;I与乙醇钠发生反应生成J;根据E、L的结构简式可知,J发生硝基的还原生成K,K的结构简式为;K与E发生取代反应生成L;L与反应生成M。
(1)A为,其名称为丙烯酸。
(2)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)结合C和E的结构简式以及C→D和D→E的反应条件,可知C→D为C先在碱性条件下发生水解反应后酸化,D为,D与SOCl2发生取代反应生成E。
(4)F→G的反应中,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,硝化反应还需要加热,反应的化学方程式是+HO—NO2。
(5)由分析可知,G的结构简式为,H的结构简式为,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。
(6)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。
(7)I的分子式为C9H9NO4,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度,和硝基各占1个不饱和度,其他均为饱和结构。由题给信息,结构中存在CO和,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶2∶2∶2及氧原子个数可知,结构中不存在羟基、存在甲基,结构高度对称,硝基苯基和CO共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原子,如图:,(序号表示插入O原子的位置),因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H()的结构为。
2.(1)6
(2)醛基　醚键
(3)防止酚羟基被氧化
(4)①③②　(5)
(6)
[解析] A与氯化剂在加热条件下反应得到B,BBr3、0 ℃的条件下,B中甲基被H取代得到C,C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D,D被氧化剂氧化为E,E中存在酯基,先碱性条件下水解,再酸化得到F,F与Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G,G与ClCH2COCH3经历了取代、加成和消去三步反应得到H。
(1)由A的结构可知,A有6种不同化学环境的氢原子,则核磁共振氢谱上有6组吸收峰。
(2)由D的结构可知,化合物D中含氧官能团的名称为醛基、醚键。
(3)酚羟基和醛基均易被氧化,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化。
(4)中F的电负性很强,—CF3为吸电子基团,使得—OOCH中C—O更易断裂,水解反应更易进行,中—CH3是推电子基团,使得—OOCH中C—O更难断裂,水解反应更难进行,因此在同一条件下,化合物水解反应速率由大到小的顺序为①③②。
(5)化合物G→H的合成过程中,G与ClCH2COCH3发生取代反应,G中羟基上的H被—CH2COCH3取代,得到,中的醛基与—CH2—发生加成反应得到,中的羟基发生消去反应得到,其中加成反应的化学方程式为
。
(6)和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似⑥的反应得到,再与HCN在催化剂作用下发生加成反应得到,然后酸性条件下水解得到,最后发生缩聚反应得到。
3.
[解析] A发生“已知”的反应,得到B,B与中的羰基加成反应,后在酸性溶液中水解,得到C,其结构简式为,C在KOH溶液中水解得到D,D为。E中的酯基在HBr作用下生成F,F中的羧基与SOCl2反应得到酰氯,进一步反应得到H,H与D生成了目标产物洛哌丁胺(I)。以为主要原料合成,目标产物含有2个五元环,因此从原料到目标产物,结合已知信息反应②进行合成,先将氧化,羟基转变为酮羰基、醛基转变为羧基,再发生酯化反应后生成酯基,由于羰基、酯基均能与格氏试剂反应,因此需利用信息反应把羰基保护起来,等酯基与反应引入2个五元环后再水解重新生成羰基,由制成。
思维模型构建——有机合成与推断
【思维模型构建】
(1)(酮)羰基　碳碳双键
(2)
(3)氧化反应
(4)可能
(5)　
(6)
(7)
[解析] 结合B的分子式可知,A发生加成反应生成B,则B的结构简式为,B中端位碳原子上的溴原子发生消去反应生成C,C与发生加成反应生成中间体D,再发生取代反应生成E,E与氧气发生氧化反应生成F,据此解答。
(1)结合A的结构简式可知,其官能团名称是(酮)羰基、碳碳双键。
(2)由分析可知,B的结构简式为。
(3)E→F属于“去氢”的反应,反应类型是氧化反应。
(4)苯环是平面结构,酮羰基是平面结构,五元杂环也是平面结构,碳碳单键可以旋转,则F中所有的碳原子可能共面。
(5)B→C的反应是端位碳原子上的溴原子发生消去反应得到碳碳双键,G是C的同分异构体,且与C的官能团相同,可以考虑另外一个溴原子发生消去反应,则G的结构简式为、(考虑顺反异构)。
(6)根据已知条件,存在一系列的转化平衡,结合I的结构简式可知,可转换为,与C发生加成反应后,得到的中间体H的结构简式为,再发生取代反应,即可得到I。
(7)目标产物含有酯基,说明是发生了酯化反应,结合C→E的过程,首先发生异构化反应转化为,再和H2CCH—CN发生加成反应生成,再发生水解反应生成,最后发生酯化反应得到目标产物。
【核心素养提升】
1.(1)醚键、酯基
(2)
(3)++HCl　(或)
(4)取代反应
(5)(或其他合理答案)
(6)6　
[解析] (1)由I的结构简式可知,其含氧官能团为醚键和酯基。
(2)A与氯气在氯化铁催化下发生取代反应生成B,苯环上的氢原子被氯原子取代,根据B的结构可推出A为。
(3)由合成路线图可知,B与异丙醇发生取代反应,与碳氧双键相连的氯原子被取代生成C和氯化氢,反应的化学方程式为++HCl;反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇,异丙醇较少时,优先和活泼的酰氯发生反应,若改为向异丙醇中滴加B,则异丙醇足量,会与苯环上的氯原子发生取代反应,导致更多副产物的生成,副产物的结构简式为和。(4)根据C的结构推出D为,E发生还原反应生成F,可推知E的结构简式为,则D与发生取代反应生成E。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为C23H26F3NO3,说明F生成H发生了已知信息所给反应,则J的结构简式可能为或或。
(6)G为3-戊酮,分子式为C5H10O,它的同分异构体中含有碳氧双键,可能为醛或酮,若为醛,可以看成将醛基连接在—C4H9上,则共有4种同分异构体,分别为、、、,若为酮,除了G本身外,共有2种同分异构体,分别为、,共有6种符合要求的同分异构体,其中,能发生银镜反应(含有醛基),且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为。
2.(1)硝基、羟基
(2)
(3)还原反应
(4)5
(5)+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O
(6)AC
(7)
[解析] A和B发生反应生成C和HBr,K2CO3的作用是与HBr反应,促进反应正向进行,结合B的分子式C4H9BrO以及C的结构简式,可知B的结构简式为,C中硝基还原为氨基生成D,D经历两步反应生成E,E发生取代反应生成G,据此解答。
(1)结合A的结构简式可知,A中官能团的名称是硝基、羟基。
(2)由分析可知,B的结构简式为。
(3)C中硝基还原为氨基生成D,反应类型是还原反应。
(4)B的分子式为C4H9BrO,含有两个甲基,与钠反应产生氢气,则官能团为碳溴键和羟基,采用“定一移一的方法”共有、、(箭头所指为溴原子位置),共有5种。
(5)由D转变为E的第一步反应是已知条件的反应,化学方程式为+NaNO2+2HCl+NaCl+2H2O。
(6)F中含有醛基,能发生银镜反应,A正确;F中亚氨基上的H原子与F原子距离较近,能形成分子内氢键,B错误;E与F发生取代反应生成HCl,HCl+NaHNaCl+H2↑,故有氢气生成,C正确;F中的氟原子以及醛基都是吸电子基团,由于醛基吸电子能力较强,则F的N—H键极性更大,D错误。
(7)目标产物的结构简式与G类似,则其是由和发生取代反应合成的,而可由苯胺发生D→E的反应合成,可由苯甲醛发生G→H的反应合成,故合成路线为。
3.(1)　羧基
(2)取代反应
(3)或(其他合理答案亦可)
(4)b
(5)A
(6)
[解析] (1)逆合成分析法,根据I的分子结构及已知反应条件Ⅱ,可得H的结构为;结合E的化学式C8H11N及反应条件Ⅰ,可知E的分子结构为,由此D为,结合A的化学式,A应为;A中甲基被酸性KMnO4溶液氧化为羧基,B为。(2)B中吡啶环用H2/PtO2催化加氢,C的分子结构为,为取代反应;D与E反应生成H和HCl,化学方程式为。
(3)G的分子结构为,满足条件的同分异构体有、
等。(4)H的分子结构为,杂环N原子(b)为sp3杂化,且无环的芳香性,无大π键共轭效应,电子云密度高;而酰胺基N原子(a)虽也为sp3杂化,但其孤电子对与苯环还有羰基共轭,使N原子电子云密度降低,故b的碱性更强。
(5)C、D中存在碳碳双键,易与H2发生加成反应;由GHI的反应过程可知被H2加成,而未被加成,因此选A。思维进阶突破(三)　有机合成与推断
难点1　有机综合推断与有机反应方程式书写
例1　[2025·安徽卷节选] 有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体,均可以苯为起始原料按如图所示路线合成(部分反应步骤和条件略去)。回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为　　　　;B→C的反应类型为　　　　。
(2)已知A→B反应中还生成(NH4)2SO4和MnSO4,写出A→B的化学方程式:
　。
例2　[2025·广东卷节选] 我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略:Ph— 代表苯基C6H5—)。
已知:羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α-H取代反应(如Br2与丙酮发生取代反应,溴取代丙酮中的α-H生成化合物3α)。根据上述信息,分三步合成化合物。
(1)第一步,引入溴:其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)第二步,进行　　 　　　　(填具体反应类型):其反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(注明反应条件)。
(3)第三步,合成 Ⅱ :②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。
有机合成推断
1.思维模型
2.“三看”——突破有机物间的转化
(1)看碳链结构变化:根据已知物质的结构简式,确定反应前后碳链的增减、形状的变化 (如碳链变成了碳环),确定反应过程。
(2)看官能团变化:如果反应中已经给出了部分物质的结构简式,可对比这些物质的结构简式,确定未知物质的结构和反应过程。
(3)看反应条件:观察反应过程的条件,可推断物质变化过程中可能发生的反应和反应类型。
【微点拨】 合成中“绕圈子”是为了保护官能团。在有机合成中,对于一些多官能团化合物中的某些官能团,到下一步反应时会受到影响的,需要进行保护。
1.[2025·河北衡水中学检测] 化合物H是一种有机材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如图所示:
已知:①RCHO+R1CHO;
②RCHO+R1CH2CHO+H2O;
③||+|||。
回答下列问题:
(1)H中官能团的名称为　　　　　　　　。
(2)E→F的反应类型为　　　　　,X的结构简式为　　　　。
(3)D→E转化中第1)步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
2.[2025·辽宁抚顺三模] 化合物I是一种新型杀菌剂,广泛应用于谷物病虫害的防治。如图所示为化合物I简化部分条件的合成路线。
已知:①R—X+MgR—MgX(R为烃基)。
②+R3—NH2+H2O。
回答下列问题:
(1)化合物A的系统命名是　 。
(2)B→C的反应类型为　　　　　,C中含有的官能团名称为　　　　　　　。
(3)H与M反应生成I的过程中有HCl生成,则M的结构简式为　　　　　　　。
(4)F→G反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
难点2　限定条件下有机物同分异构体书写
例1　[2025·黑吉辽内蒙古卷节选] 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)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3∶2∶1的同分异构体的数目有　　　种。
(2)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　 。
例2　[2025·河北卷节选] 写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　。
(a)不与FeCl3溶液发生显色反应;
(b)红外光谱表明分子中不含CO键;
(c)核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为1∶1∶3;
(d)芳香环的一取代物有两种。
1.限定条件的同分异构体的书写思路
2.限定条件与结构的关系
1.[2024·安徽卷节选] D的同分异构体中,同时满足下列条件的有　　　　种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结构简式:　 　　　　　　。
①含有手性碳
②含有2个碳碳三键
③不含甲基
2.[2024·江西卷节选] E的消去产物(C6H10O2)的同分异构体中,同时满足下列条件a、b和c的可能结构有　　　　种(立体异构中只考虑顺反异构);写出只满足下列条件a和c,不满足条件b的结构简式:　　　　　　　　(不考虑立体异构)。
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO2;
b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1。
3.[2025·河北秦皇岛昌黎一中模拟] 满足下列条件C()的同分异构体的数目为　　　　种。
①属于芳香族化合物
②能发生银镜反应
③核磁共振氢谱图有四组峰
写出其中一种能水解且能使三氯化铁溶液显色的同分异构体的结构简式:　　　。
4.[2025·湖南岳阳汨罗一中模拟] 二元取代芳香族化合物H是F的同分异构体,H满足下列条件:
①能发生银镜反应
②酸性条件下水解产物的物质的量之比为2∶1
③不与NaHCO3溶液反应
则符合上述条件的H共有　　　　种(不考虑立体异构)。
难点3　有机合成路线设计
例1　[2025·黑吉辽内蒙古卷节选] 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:
参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为　　　和　　　。
例2　[2025·江苏卷节选] G是一种四环素类药物合成中间体,其合成路线如图所示。
写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用,合成路线示例见本题题干)。
有机合成路线设计
1.思维建模
(1)逆合成法分析思路:
(2)设计合成路线:
从流程中找到与目标产物具有相似结构的物质,根据题中信息,灵活迁移,做到“变化之处模仿,不变之处保留”。
2.设计步骤
【微点拨】 在写有机合成流程时,所需条件切忌越位和自由发挥,必须来自已知信息或题干流程中给予的信息,并忠实填写。信息优先,所学原理次之。
1.[ 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　　　　　　。
(2)B→C的反应类型为　　　　　　。
(3)D的结构简式为　　　　　　　　　　。
(4)由F生成G的化学方程式为 　。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为 　。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为　　　　　　。
(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CO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　 。
2.[2024·湖南卷] 化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有　　　　组吸收峰。
(2)化合物D中含氧官能团的名称为　 、　　　　　　。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 　。
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为　　　　(填标号)。
①　②　③
(5)化合物G→H的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为　 。
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以和Cl2CHOCH3为原料合成的路线(HCN等无机试剂任选)。
3.[2025·江苏南京中华中学二模] 洛哌丁胺(I)可用于腹泻的治疗,其一种合成路线如图所示:
已知:①
②有关格氏试剂的反应:R-XR-MgX(X代表卤素原子)
RCOOCH3
写出以、CH3OH、和乙二醇为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。
思维模型构建——有机合成与推断
1.[2025·河南卷] 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)。
　　　　　 H I
已知:
RNH2++
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是　　　　　　　。
(2)A的结构简式为　　　　　　。
(3)由B生成C的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇;若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成,副产物可能的结构简式为　　　　(写出一种即可)。
(4)由D生成E的反应类型为　　　　　　　。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为C23H26F3NO3,则J的结构简式为　　　　　　　　　　(写出一种即可)。
(6)G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有　　　　种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为　　　　。
2.[2025·陕青宁晋卷] 我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H),合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知:
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)由C转变为D的反应类型是　　　　　　。
(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有　　　种(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基;
②与钠反应产生氢气。
(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应,第一步反应的化学方程式是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(要求配平)。
(6)下列关于F说法正确的有　　　　。
A.F能发生银镜反应
B.F不可能存在分子内氢键
C.以上路线中E+F→G 的反应产生了氢气
D.已知醛基吸引电子能力较强,与相比F的N—H键极性更小
(7)结合合成H的相关信息,以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料,设计化合物的合成路线。
3.[2025·山东卷] 麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下:
已知:Ⅰ.R1NH2
Ⅱ.R1NHR2
回答下列问题:
(1)A结构简式为　　　　　　;B中含氧官能团名称为　　　　。
(2)C→D反应类型为　　　　　　;D+E→H化学方程式为　 　。
(3)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为　　　　　　　　(写出一种即可)。
①含—NH2
②含2个苯环
③含4种不同化学环境的氢原子
(4)H中存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,则碱性较强的N原子是　　　　(填“a”或“b”)。
(5)结合路线信息,用H2/PtO2催化加氢时,下列有机物中最难反应的是　　　(填标号)。
A.苯()
B.吡啶()
C.环己-1,3-二烯()
D.环己-1,4-二烯()
(6)以、、为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线。(共151张PPT)
思维进阶突破(三)
有机合成与推断
01
难点1 有机综合推断与有机反应方程式书写
02
难点2 限定条件下有机物同分异构体书写
03
难点3 有机合成路线设计
04
思维模型构建——有机合成与推断
真题示例
题中悟法
对点演练
真题示例
题中悟法
对点演练
真题示例
题中悟法
对点演练
思维模型构建
核心素养提升
难点1
有机综合推断与有机反应方程式书写
例1 [2025·安徽卷节选] 有机化合物C和 是制造特种工程塑料的两种
重要单体，均可以苯为起始原料按如图所示路线合成(部分反应步骤
和条件略去)。回答下列问题：
[解析] A发生氧化反应生成B，B发生还原
反应生成C，A发生取代反应生成D，
D在催化下与反应生成，
中的两个氯原子发生水解反应，
一个碳原子上连接两个羟基不稳定，
会脱水形成酮羰基得到 ，据此解答。
(1)B中含氧官能团名称为________；
的反应类型为__________。
酮羰基
还原反应
[解析] 由B的结构简式可知，其含氧
官能团名称为酮羰基；
B的不饱和度为5，C的不饱和度为4，
属于加氢的反应，为还原反应。
。
(2)已知反应中还生成 和
，写出 的化学方程式：
_________________________________。
[解析] 还会生成硫酸铵和硫酸锰，根据得失电子守恒和原子
守恒，配平反应为
例2 [2025·广东卷节选] 我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重
大突破，光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成，其中的一个
反应如下(反应条件略：代表苯基 )。
已知：羧酸在一定条件下，可发生类似于丙酮的 取代反应
(如与丙酮发生取代反应，溴取代丙酮中的生成化合物 )。
根据上述信息，分三步合成化合物 Ⅱ 。
[解析] 根据题干信息，和 先发生碳碳双键的加成反应，生
成 ，再和发生取代反应得到主产物，两分子 发生醛基
的加成反应得到副产物 ，据此解答。
比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知，主要是右侧含氧官能团不同，
化合物Ⅱ含有酯基，故推测合成Ⅱ发生的反应有酯化反应。
(1)第一步，引入溴：其反应的化学方程式为
______________________________________。
[解析] 已知羧酸在一定条件下，可发生类似于丙酮的 取代反应，
则第一步反应为羧酸中 的取代反应引入溴原子，化学方程式为
。
(2)第二步，进行__________(填具体反应类型)：其反应的化学方程
式为_ ____________________________________________(注明反应
条件)。
酯化反应
[解析] 第二步 与甲醇发生酯化(取代)反应，化学方程式为
。
(3)第三步，合成 Ⅱ (2)中得到的含溴有机物与、 反应。
[解析] 第三步、 发生碳碳双键的加成反应，生成 ，再
与 发生取代反应得到 。
有机合成推断
1.思维模型
2.“三看”——突破有机物间的转化
(1)看碳链结构变化：根据已知物质的结构简式，确定反应前后碳链
的增减、形状的变化 (如碳链变成了碳环)，确定反应过程。
(2)看官能团变化：如果反应中已经给出了部分物质的结构简式，可
对比这些物质的结构简式，确定未知物质的结构和反应过程。
(3)看反应条件：观察反应过程的条件，可推断物质变化过程中可能
发生的反应和反应类型。
【微点拨】合成中“绕圈子”是为了保护官能团。在有机合成中，对
于一些多官能团化合物中的某些官能团，到下一步反应时会受到影
响的，需要进行保护。
1.[2025·河北衡水中学检测] 化合物 是一种有机材料中间体。实验
室由芳香化合物A制备 的一种合成路线如图所示：
已知：① ；
② ；
③ 。
回答下列问题：
[解析] A含碳碳双键，根据已知反应①，A断裂双键生成B
(苯甲醛)和C( 乙醛)；根据已知反应②(醛醛缩合)，
B(苯甲醛)与C(乙醛)在 、加热条件下，发生加成-消去反
应，生成D(含碳碳双键、醛基)；D中醛基发生银镜反应并酸化，醛
基转化为羧基，生成(含碳碳双键、羧基)；
与的 发生加成反应生成(二溴代物)；在 醇溶液、加热
以及酸化的条件下，发生消去反应(脱)，生成 (含碳碳三键、羧
基)；结合已知反应③(双烯加成成环)，与 (含双键结构)在催化剂作
用下，发生环化加成反应，生成 (目标产物，含碳碳双键、羧基)，
以此分析。
(1) 中官能团的名称为________________。
碳碳双键、羧基
[解析] 观察 的结构，含有的官能团是碳碳双键、羧基。
(2)的反应类型为__________， 的结构简式为_ _____。
加成反应
[解析] 与发生加成反应生成 ；结合已知反应③
(双烯加成成环)及、结构，逆推得 为 。
(3) 转化中第1)步反应的化学方程式为
_ __________________________________________________________。
[解析] D第1步是银镜反应(醛基被银氨溶液氧化)，化学方程式为
。
2.[2025·辽宁抚顺三模] 化合物I是一种新型杀菌剂,广泛应用于谷物病虫害的防治。如图所示为化合物I简化部分条件的合成路线。
[解析] A( )与Br2在FeBr3作催化剂、40 ℃条件下发生取代反应生成B( ),结合D的结构简式 以及C的分子式,对比B和C的分子式及B转化为C的反应条件可知,B转换为C是硝基被还原为氨基,所以C的结构简式为 ,C发生反应生
成D,D发生取代反应生成E,E发生取
代反应生成F,F发生乙知②的反应生
成G,G的分子式为C13H16ClN,结合H的结构简式 可知,G的结构简式为 ,Q为 ,H( )与M( )发生取代反应生成I( )和HCl,以此分析。
已知:①R—X+Mg→R—MgX(R为烃基)。
② +R3—NH2→ +H2O。
回答下列问题:
(1)化合物A的系统命名是　 。
(2)B→C的反应类型为　　　　　,C中含有的官能团名称为
　 　。
4-异丙基硝基苯
还原反应　
碳溴键、氨基
(3)H与M反应生成I的过程中有HCl生成,则M的结构简式为
　　　　　 　　。
(4)F→G反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　。
难点2
限定条件下有机物同分异构体书写
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷节选] 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) 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。
4
[解析] 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 、 2种，如果为酮碳基、溴原子、甲基的
组合时可形成 、 ，一共有4种。
(2) 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 互为同分异构体的副产物结构简式为
_ _______________。
[解析] 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， 为 ，则生成的与 互为同分异构体的结构
可以是 。
例2 [2025·河北卷节选] 写出满足下列条件A 的芳香族同
分异构体的结构简式：_ ___________。
不与 溶液发生显色反应；
红外光谱表明分子中不含 键；
核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为 ；
芳香环的一取代物有两种。
[解析] A 的芳香族同分异构体满足下列条件：不与
溶液发生显色反应，则不含酚羟基；红外光谱表明分子中不含
键；核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为 ，则分子中
有3种不同化学环境的氢原子，由于A的分子式为 ，则A的
芳香族同分异构体中这3种氢原子的数目为2、2、6； 芳香环的一
取代物有两种，则苯环上有2种不同化学环境的氢原子；结合分子内
有5个不饱和度，可知满足条件的同分异构体为 。
1.限定条件的同分异构体的书写思路
2.限定条件与
结构的关系
1.[2024·安徽卷节选]
D的同分异构体中，同时满足下列条件的有___种
(不考虑立体异构)，写出其中一种同分异构体的结构简式：
__________________________________________________________
___________________________________________________________。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
4
或
或 或
[解析] 根据题目所给条件，D的同分异构体中含有2个碳碳三键，说明
结构中不含苯环且无其他不饱和键；不含甲基，说明三键在物质的两
端，同分异构体中又含有手性碳原子，因此，可能的结构有：
、
、
、
，共4种。
2.[2024·江西卷节选] 的消去产物 的同分异
构体中，同时满足下列条件、和 的可能结构有___种(立体异构中
只考虑顺反异构)；写出只满足下列条件和，不满足条件 的结构
简式：_ ______________(不考虑立体异构)。
能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生 ；
红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰；
核磁共振氢谱峰面积比例为 。
9
[解析] 中有溴原子，其消去产物的结构简式为
，满足条件、、 的同分异构体中含有1个
、1个碳碳双键、2个不对称的，有 或
结构,符合条件的同分异构体有
(存在顺反异构)、 (存在顺反异构)、
(存在顺反异构)、 (存在顺反异构)、
，共有9种结构；
只满足条件和，不满足 的分子中不含碳碳双键，应含有1个
、2个不对称的 、1个碳环，结构简式为 。
3.[2025·河北秦皇岛昌黎一中模拟] 满足下列条件C( )
的同分异构体的数目为___种。
①属于芳香族化合物 ②能发生银镜反应 ③核磁共振氢谱图有四组峰
写出其中一种能水解且能使三氯化铁溶液显色的同分异构体的结构
简式：_ ______________________。
6
或
[解析] C的结构简式为 ，满足①属于芳香族化合物，含
有苯环；②能发生银镜反应，有醛基或甲酸酯基；③核磁共振氢谱
图有四组峰，有四种等效氢原子；符合条件的
有 、 、 、 、
、 ，共6种；
能水解且能使三氯化铁溶液显色的同分异构体的结构简式为
、 。
4.[2025·湖南岳阳汨罗一中模拟]
二元取代芳香族化合物是的同分异构体， 满足下列条件：
①能发生银镜反应
②酸性条件下水解产物的物质的量之比为
③不与 溶液反应
则符合上述条件的 共有____种(不考虑立体异构)。
[解析] 根据已知条件推出该同分异构体中含有的
官能团：①能发生银镜反应，则结构中含有醛基
；②酸性条件下水解产物物质的量之比
为，则该结构中含有酯基 ，且根据氧原子数目可推出
该结构中既能水解也能发生银镜反应的基团为，数目为两个；
③不与 溶液反应，说明结构中不含羧基。将已知官能团和基
团在苯环上排布：
、 、 、 ，
共12种。
难点3
有机合成路线设计
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷节选] 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：
[解析] A为邻羟基苯甲酸，与甲醇发生酯化
反应生成B ( )， 在
的作用下，发生还原反应生成C ( )，
C被氧气氧化为D( )，D和反应
生成 ( )，在作用下，生成( )，
与 反应生成，结合的结构
可推出为 ， 与 反
应生成，在一定条件下转化为
( )，与 反应生成
( )，据此解答。
回答下列问题：
参考上述路线，设计如下转化。和 的结构简式分别为
_ ____________和_ ______________。
参考题述路线，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
。
例2 [2025·江苏卷节选] 是一种四环素类药物合成中间体，其合成
路线如图所示。
写出以 和 为原料制备 的合成路线
流程图(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用，合成路线示例见本题
题干)。
[答案]
[解析] A与B在甲醇钠和甲醇的作用下
脱去溴化氢生成C，C中酯基水解并脱
去1个羧基生成D，D在五氧化二磷作
用下脱水成环生成， 先经过酯化，
再和乙二醇反应生成， 被四氢铝锂
还原生成 ，详细流程为
根据目标产物逆向分析，目标产物为聚酯，其单体为
和 ，其中 可由 先水解再酸化获得，而
含有2个结构，流程中物质含有 结构，
该结构是由还原 得到的，则 可由
还原 得到，
而 可视为 的亚甲基上的1个 原子被环己基取代，
这一步骤与题给流程中 的反应类似，因此 可由
与 在和 的作用下反应生成， 可由 与
浓氢溴酸反应制得。具体合成路线见答案。
有机合成路线设计
1.思维建模
(1)逆合成法分析思路：
(2)设计合成路线：
从流程中找到与目标产物具有相似结构的物质，根据题中信息，灵
活迁移，做到“变化之处模仿，不变之处保留”。
2.设计步骤
【微点拨】在写有机合成流程时，所需条件切忌越位和自由发挥，
必须来自已知信息或题干流程中给予的信息，并忠实填写。信息
优先，所学原理次之。
1.[2024·河北卷] 甲磺司特 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。 的
一种合成路线如图(部分试剂和条件省
略)。
回答下列问题：
[解析] 由 的反应条件和B的结构
简式可知，A与甲醇发生酯化反应生成
B，则A的结构简式为 ；B与
发生加成反应生成C；C在碱性
条件下发生酯的水解反应，酸化后生
成D，则D的结构简式为 ；
D与发生取代反应生成；
由 的分子式可知， 的结构简式为 ；
发生硝化反应生成，由 的结构简式
可知，的结构简式为 ；
在一定条件下发生水解反应生成，
的结构简式为 ； 与
发生取代反应生成； 与乙醇
钠发生反应生成；
根据、 的结构简式可知，发生硝基
的还原生成， 的结构简式为
； 与发生取代反应
生成； 与 反应生成 。
(1)A的化学名称为________。
丙烯酸
[解析] A为 ，其名称为丙烯酸。
(2) 的反应类型为__________。
加成反应
[解析] B与发生加成反应，
和 分别加到双键碳原子上生成
C。
(3)D的结构简式为_ __________。
[解析] 结合C和 的结构简式以及
和 的反应条件，可知
为C先在碱性条件下发生水解反
应后酸化，D为 ，D与
发生取代反应生成 。
(4)由生成 的化学方程式为
_ ___________________________________。
[解析] 的反应中，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，硝化反应还需要加
热，反应的化学方程式是
。
(5)和相比， 的熔、沸点更高，原
因为___________________。
能形成分子间氢键
[解析] 由分析可知， 的结构简式
为 ， 的结构简式
为 ， 分子中存在羟基，
能形成分子间氢键， 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。
(6)与反应生成 ，新构筑官能团的
名称为________。
酰胺基
[解析] 根据分析可知，与 反应生成
为取代反应，反应中新构筑的官能团
为酰胺基。
(7)同时满足下列条件的 的同分异构体共有___种。
核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为
；
红外光谱中存在 和硝基苯基( ) 吸收峰。
其中，可以通过水解反应得到化合物 的同分异构体的结构简式为
_ ____________________。
6
[解析] 的分子式为 ，其不饱和度为6，其中苯环占4个不饱和度，
和硝基各占1个不饱和度，其他均为饱和结构。由题给信息，结构中
存在 和 ，根据核磁共振氢谱中峰面积之比为 及
氧原子个数可知，结构中不存在羟基、存在甲基，结构高度对称，硝基
苯基和共占用3个原子，还剩余1个 原子，因此剩余的 原子只能
插入两个相邻的C原子之间。
不考虑该 原子，碳骨架的异构有2种，且每种都有3个位置可以插入
该 原子，如图： ， (序号表示
插入 原子的位置)，因此符合题意的同分异构体共有6种。其中，
能够水解生成 ( ) 的结构为 。
2.[2024·湖南卷] 化合物 是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，
合成路线如下(部分条件忽略，溶剂未写出)：
回答下列问题：
[解析] A与氯化剂在加热条件下反应得到B，、的条件下，B中甲基
被 取代得到C，C与在 的作用下发生取代反应得到D，D
被氧化剂氧化为， 中存在酯基，先碱性条件下水解，再酸化得到，与
在 的作用下苯环上一个被醛基取代得到， 与
经历了取代、加成和消去三步反应得到 。
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有___组吸收峰。
6
[解析] 由A的结构可知，A有6种不同化学环境
的氢原子，则核磁共振氢谱上有6组吸收峰。
(2)化合物D中含氧官能团的名称为______、______。
醛基
醚键
[解析] 由D的结构可知，化合物D中含氧官能团的名称为醛基、醚键。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是
__________________。
防止酚羟基被氧化
[解析] 酚羟基和醛基均易被氧化，先进行
反应③再进行反应④可以防止酚羟基被
氧化。
(4)在同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为
________(填标号)。
① ② ③
①③②
[解析] 中 的电负性很强，为吸电子基团，使得
中 更易断裂，水解反应更易进行， 中
是推电子基团，使得中 更难断裂，水解反应更难进行，
因此在同一条件下，化合物水解反应速率由大到小的顺序为①③②。
(5)化合物 的合成过程中，经历了
取代、加成和消去三步反应，其中加成
反应的化学方程式为
_ ___________________________________。
[解析] 化合物的合成过程中， 与发生取代反应,中羟基
上的 被 取代，得到 ， 中的醛基与
发生加成反应得到 ， 中的羟基发生消去
反应得到 ，其中加成反应的化学方程式为
。
(6)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以 和 为
原料合成 的路线( 等无机试剂任选)。
[答案]
[解析] 和在 的作用下发生类似⑥的反应得到 ，
再与 在催化剂作用下发生加成反应得到 ，然后酸性条件下
水解得到 ，最后发生缩聚反应得到 。
3.[2025·江苏南京中华中学二模] 洛哌丁胺
可用于腹泻的治疗，其一种合成路线如图所示：
已知：①
②有关格氏试剂的反应：
( 代表卤素原子)
[解析] A发生“已知”的反应，得到B，B与
中的羰基加成反应，后在酸性溶液中
水解，得到C，其结构简式为 ，
C在 溶液中水解得到D，D为 。
中的酯基在作用下生成， 中的羧基与
反应得到酰氯，进一步反应得到， 与D生成了
目标产物洛 哌丁胺 。
写出以 、 、 和乙二醇为原料制备
的合成路线(其他试剂任选)。
[答案]
以 为主要原料合成 ，目标产物含有2个五元
环，因此从原料到目标产物，结合已知信息反应②进行合成，先将
氧化，羟基转变为酮羰基、醛基转变为羧基，再发生酯化
反应后生成酯基，由于羰基、酯基均能与格氏试剂反应，因此需利用
信息反应把羰基保护起来，等酯基与 反应引入2个五元环
后再水解重新生成羰基， 由 制成。
思维模型构建——有机合成与推断
(酮)羰基
碳碳双键
氧化反应
可能
[解析] 结合B的分子式可知，A发生加成反应生成B，
则B的结构简式为 ，B中端位碳原子上的
溴原子发生消去反应生成C，C与 发生
加成反应生成中间体D，再发生取代反应生成
， 与氧气发生氧化反应生成 ，据此解答。
(1)结合A的结构简式可知，其官能团名称是(酮)羰基、碳碳双键。
(2)由分析可知，B的结构简式为 。
(3) 属于“去氢”的反应，反应类型是氧化反应。
(4)苯环是平面结构，酮羰基是平面结构，五元
杂环也是平面结构，碳碳单键可以旋转，则 中
所有的碳原子可能共面。
(5) 的反应是端位碳原子上的溴原子发生
消去反应得到碳碳双键， 是C的同分异构体，且
与C的官能团相同，可以考虑另外一个溴原子发生消去反应，则 的结构简
式为 、 (考虑顺反异构)。
(6)根据已知条件， 存在一系列的转化平衡，
结合 的结构简式可知， 可转换为 ,
与C发生加成反应后，得到的中间体 的结构简
式为 ，再发生取代反应，即可得到 。
(7)目标产物含有酯基，说明是发生了酯化反应，结合 的过程，
首先 发生异构化反应转化为 ，再和 发生
加成反应生成 ，再发生水解反应生成 ，
最后发生酯化反应得到目标产物。
1.[2025·河南卷] 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)。
H
I
已知:
回答下列问题:
(1)I中含氧官能团的名称是　　　　　　　。
(2)A的结构简式为　　　　　　。
醚键、酯基
I
(3)由B生成C的化学方程式为
　　　　　　　　　　 。反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇;若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成,副产物可能的结构简式为
　 　　 　(写出一种即可)。
+ → +HCl
(或 )
[解析] 由合成路线图可知,B与异丙醇发生取代反应,与碳氧双键相连的氯原子被取代生成C和氯化氢,反应的化学方程式为
反应时,在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇,异丙醇较少时,优先和活泼的酰氯发生反应,若改为向异丙醇中滴加B,则异丙醇足量,会与苯环上的氯原子发生取代反应,导致更多副产物的生成,副产物的结构简式为
+ → +HCl
和
(4)由D生成E的反应类型为　　　　　　　。
取代反应
[解析]根据C的结构推出D为 ,E发生还原反应生成F,可推知E的结构简式为 ,则D与 发生取代反应生成E。
(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为
C23H26F3NO3,则J的结构简式为　　　　　 　　(写出一种即可)。
H
[解析] 由F生成H的反应中可能生成中间体J,已知J的分子式为C23H26F3NO3,说明F生成H发生了已知信息所给反应,则J的结构简式可
能为 或 或
。
H
(6)G的同分异构体中,含有碳氧双键的还有　　　　种(不考虑立体异构);其中,能发生银镜反应,且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构
体的结构简式为　　　　。
6
[解析] G为3-戊酮,分子式为C5H10O,它的同分异构体中含有碳氧双键,可能为醛或酮,若为醛,可以看成将醛基连接在—C4H9上,则共有4种同分异构体,分别为 、 、 、 ,若为酮,除了G本身外,共有2种同分异构体,分别为 、 ,共有6种符合要求的同分异构体,其中,能发生银镜反应(含有醛基),且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为 。
2.[2025· 陕青宁晋卷] 我国某公司研发的治
疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物 )，
合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。
已知： ,
回答下列问题：
[解析] A和B发生反应生成C和，
的作用是与 反应，促进反应正向进行，
结合B的分子式 以及C的结构简式，
可知B的结构简式为 ，C中硝基还原
为氨基生成D，D经历两步反应生成， 发
生取代反应生成 ，据此解答。
(1)A中官能团的名称是____________。
硝基、羟基
[解析] 结合A的结构简式可知，A中官能团
的名称是硝基、羟基。
(2)B的结构简式为_ ________。
[解析] 由分析可知，B的结构简式为 。
(3)由C转变为D的反应类型是__________。
还原反应
[解析] C中硝基还原为氨基生成D，反应类
型是还原反应。
(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有___种
(不考虑立体异构)。
①含有两个甲基；②与钠反应产生氢气。
5
[解析] B的分子式为 ，含有两个甲基，与钠反应产生氢气，
则官能团为碳溴键和羟基，采用“定一移一的方法”共有 、
、 (箭头所指为溴原子位置)，共有5种。
(5)由D转变为 的过程中经历了两步反应，
第一步反应的化学方程式是
_ _________________________________________(要求配平)。
[解析] 由D转变为 的第一步反应是已知条件的反应，化学方程式为
。
(6)下列关于 说法正确的有_____。
A. 能发生银镜反应
B. 不可能存在分子内氢键
C.以上路线中 的反应产生了氢气
D.已知醛基吸引电子能力较强，与
相比的 键极性更小
√
√
[解析] 中含有醛基，能发生银镜反应，A正确；
中亚氨基上的原子与 原子距离较近，能形成
分子内氢键，B错误；
与 发生取代反应生成 ，
，故有氢气生成，C正确；
中的氟原子以及醛基都是吸电子基团，由于
醛基吸电子能力较强，则的 键极性更大，
D错误。
(7)结合合成 的相关信息，以 、 和含一个碳原子的
有机物(无机试剂任选)为原料，设计化合物 的合成路线。
[答案]
[解析] 目标产物的结构简式与类似，则其是由 和 发生
取代反应合成的，而 可由苯胺发生 的反应合成，
可由苯甲醛发生 的反应合成，故合成路线为
。
3.[2025·山东卷] 麻醉药布比
卡因 的两条合成路线如下：
已知：Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
(1)A结构简式为_ _____；
B中含氧官能团名称为______。
羧基
[解析] 逆合成分析法，根据的分子结构
及已知反应条件Ⅱ，可得 的结构为
；结合的化学式及反应
条件Ⅰ，可知 的分子结构为 ，由此D为 ，
结合A的化学式，A应为 ；A中甲基被酸性 溶液氧化
为羧基，B为 。
(2)反应类型为__________；
化学方程式为
_ ________________________。
取代反应
[解析] B中吡啶环用 催化加氢，C的分子结构
为 ， 为取代反应；
D与反应生成和 ,化学方程式为 。
(3) 的同分异构体中，同时满足下列条件的结构简式为___________
_____________________________________________ (写出一种即可)。
或&260& (其他合理答案亦可)
①含
②含2个苯环
③含4种不同化学环境的氢原子
[解析] 的分子结构为 ，满足条件的同分异构体有
、 等。
(4)中存在酰胺基原子和杂环原子， 原子电子云密度越大，
碱性越强，则碱性较强的原子是___(填“”或“ ”)。
[解析] 的分子结构为 ，杂环原子为 杂
化，且无环的芳香性，无大 键共轭效应，电子云密度高；
而酰胺基原子虽也为 杂化，但其孤电子对与苯环还有羰基共轭，
使原子电子云密度降低，故 的碱性更强。
(5)结合路线信息，用 催化加氢时，下列有机物中最难反应
的是___(填标号)。
A.苯( ) B.吡啶( )
C.环己，二烯( ) D.环己， 二烯( )
√
[解析] C、D中存在碳碳双键，易与 发生加成反应；
由的反应过程可知 被 加成，而 未被加成，
因此选A。
(6)以 、 、 为主要原料合成 。
利用上述信息补全合成路线。
[答案]
1.[2024·安徽皖江名校联盟模拟] 阿扎司琼对化疗药物引起的恶心和
呕吐具有明显的抑制作用，某课题组报道的阿扎司琼的合成工艺路
线如图所示。请回答下列问题：
[解析] A和甲醇发生酯化反应生成B，B和氯气发生取代反应生成C，
由C逆推，B是 、A是 。
(1)B的名称是______________________________________， 中含氧
官能团的名称为____________，③的反应类型是__________。
邻羟基苯甲酸甲酯(或羟基苯甲酸甲酯)
酯基、羟基
取代反应
[解析] B是 ，名称是邻羟基苯甲酸甲酯(或 羟基苯甲
酸甲酯)；根据的结构简式可知， 中含氧官能团的名称为酯基、羟
基；反应③是C分子苯环上的氢原子被硝基取代，发生取代反应。
(2)写出B与过量 溶液反应的化学方程式：
_ __________________________________________________________。
[解析] B是 ，酚羟基、酯基都能与氢氧化钠反应，B与
过量 溶液反应的化学方程式
为 。
(反应物出现碳酸钾得到的对应方程式也可以)
(3) 的总反应可以表示为
___________________________________________________________
_______________________________________________ 。
[解析] 根据反应物与产物的结构可知， 发生取代反应，总反应
可以表示为 。
(4)是A的同分异构体，满足下列条件的 的结构有___种(不含立体异构)。
①能发生银镜反应；②遇 溶液发生显色反应。
写出其中一种核磁共振氢谱图中峰面积比为 的结构简式：
_ ________________________。
9
(合理即可)
[解析] ①能发生银镜反应，说明含有醛基或甲酸酯基；②遇 溶
液发生显色反应，说明含有酚羟基，若含有2个取代基，则为
、 ，有邻间对3种结构；若含有3个取代基，则为
、、，有6种结构，符合条件的 共有9种。核磁共
振氢谱图中峰面积比为 的结构简式为 、 、
。
(5)根据上述流程，设计一条以苯酚为主要原料合成
的路线(其他试剂任选)。
_ __________________________________________________________
[解析] 苯酚发生硝化反应生成 ， 被还原
为 ，根据 的反应， 与 经两步反应生
成 。
2.[2025·湖北卷] 化合物 是某药物的关键原料，合成路线如下：
回答下列问题：
[解析] A与乙酸酐发生取代反应
生成B，B在 作用下发生反应
转化为C，C中酰胺基水解生成D，
D在、作用下生成的
为 ，与 快速互变平
衡，与发生反应转化为 ，
据此解答。
(1)化合物A分子内含氧官能团的名称为______。
羟基
[解析] 化合物A分子内含氧官能团的名称为羟基。
(2)化合物 的反应类型为______
反应。B的核磁共振氢谱有___组峰。
取代
5
[解析] A中氨基和羟基与乙酸酐发生取代反应生成B；
B的核磁共振氢谱图共有5组峰，如图所示： 。
(3)能用于分离化合物B和C的试剂为___(填标号)。
水溶液
水溶液
水溶液
[解析] B的官能团是酯基和酰胺基，C的官能团是羟基、酰胺基和酮
羰基，两种溶液均不能和碳酸氢钠溶液反应， 不选，
C中酚羟基能和碳酸钠溶液反应生成钠盐，该钠盐可溶于水，而B不能
和碳酸钠反应，通过分液即可分离， 选；
两种溶液均不能和硫酸钠溶液反应， 不选。
(4) 的反应方程式为
_ _______________________________。
在A的氮原子上引入乙酰基
的作用是__________。
保护氨基
[解析] 的反应是酰胺基的水解
反应，化学方程式为
. ；
引入 ， 重新生成
氨基，所以在A的氮原子上引入乙酰基的作用是保护氨基。
(5)化合物D与 间的反应方程式：
用类比法，下列反应中 的结构简式为_________。
[解析] 根据电荷守恒推断， 带一个单位正电荷，根据原子守恒推
断，含有一个原子和一个原子，则的结构简式为 。
(6)存在一种含羰基异构体，二者处于
快速互变平衡。与 反应可生成，
写出 的结构简式：_ ___________。
[解析] 的结构简式为 ，
其存在一种含羰基的异构体 ，二
者处于快速互变平衡，与 反应
可生成,则 的结构简式为
。题型综合练(三)
1.(1)　取代反应
(2)
(3)醚键、碳碳双键
(4)
(5)1∶1
(6)
(7)
[解析] A与Br2发生反应生成的B中含有一个溴原子,推测该步骤发生取代反应,A的结构为;由B到C,用乙二醇(C2H6O2)保护B中的羰基,得到具有缩酮结构的C();C到D的反应是将二甲基甲酰胺的甲酰基部分转移到双键上;根据题目中(ⅰ)提供的信息,由D到E发生反应得到具有碳碳双键的产物E();根据(ⅱ)的提示,由E到G发生关环反应得到具有两个六元环的G(),随后G到H为醛基在碱性条件下与肼作用,被还原为甲基,此外酸性条件下缩酮恢复至酮的结构,H为;H到J是发生在H羰基α位的反应,最后由J到K脱去硅基,得到目标产物。
(1)A与Br2发生反应生成的B中含有一个溴原子,该步骤发生取代反应,A的结构简式为。
(2)由B到C,是用乙二醇(C2H6O2)保护B中的羰基,得到缩酮,化学反应方程式为
。
(3)根据已知信息提示,由D到E发生反应,得到具有碳碳双键的产物E,结构为,故含的官能团名称为醚键、碳碳双键。
(4)根据题目中的(ⅱ)提供的信息,F分子中含有一个碳碳双键,同时根据产物G的结构推断出F的结构简式为。
(5)由G到H,醛基在碱性条件下与肼作用,被还原为甲基,G中醛基的碳元素由+1价变为甲基碳元素的-3价,1个G得到4个电子,N2H4·H2O变为N2,氮元素由-2价变为0价,1个N2H4·H2O失去4个电子,根据得失电子守恒,G分子只有一个醛基与肼反应,则参与反应的G与N2H4·H2O的比例为1∶1。
(6)H到J是发生在H羰基α位的反应,且化合物I可发生银镜反应,表明I具有醛基,根据产物J的结构推断出I的结构为,H与I反应的化学方程式为。
(7)化合物I发生“脱硅”反应,得到的化合物为HOCH2CHO,通过加成反应形成二聚体,且该二聚体中不含有π键,有3种不同化学环境的氢原子,推测其结构为。
2.(1)酰胺基　(2)CH3COOH　保护氨基
(3)+NaOH+CH3COONa
(4)b(6)　(7)
[解析] 由有机物的转化关系可知,A与B(乙酸酐)发生取代反应生成C,C与SOCl2发生取代反应生成D,D在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成E,E在一定条件下转化为F(),F与CH3COCOOH发生已知②的反应生成G(),G在DPPA作用下发生反应生成H(),一定条件下H经过多步反应生成唑草酮(),据此解析解题。
(1)由题干流程图中C的结构简式可知,C中含氧官能团为酰胺基。(2)由解析可知,与乙酸酐发生取代反应生成和乙酸;A→B氨基发生取代反应生成酰胺基,D→E酰胺基又重新水解生成氨基,可见A与B反应得到C的目的是保护氨基。(3)由题干流程图结合解析可知,在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成和CH3COONa,反应为
+NaOH+CH3COONa。(4)氨基中氮原子的电子云密度越大,越容易结合质子形成配位键,碱性就越强,氟原子和氯原子都是吸电子基,减弱了氮原子的电子云密度,元素的电负性大小顺序为F>Cl,则碱性c强于b,甲基是推电子基,增强了氮原子的电子云密度,a的碱性最强,故碱性由弱到强的顺序为b②核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1,即分子为对称结构,且含有一个甲基,则该同分异构体的结构简式为 。(6)由C的结构简式可知,C中碳氟键和酰胺基均能与NaOH溶液反应,故C与足量氢氧化钠反应所得芳香族产物的结构简式为。(7)由题给合成路线可知,以苯胺为原料合成M的合成步骤为在一定条件下转化为,与发生已知②的反应生成,然后在DPPA作用下发生G→H的转化,生成,可知M为。
3.(1)取代反应　(2)苯甲醛　(3)A
(4) +OH-
(5)2　(6)①AB　②CH3CH2NH2
[解析] (1)A→B是A中—OCH3被代替,反应类型为取代反应。(2)G(C7H6O)能发生银镜反应,G含有醛基,B和G反应生成C,根据B、C的结构,G是,其化学名称为苯甲醛。(3)他汀类药物的Ⅰ部分连接羟基的两个碳原子是手性碳原子,故A正确;Ⅰ部分是他汀类药物发挥药效的活性基团,E中不含活性基团,故B错误;他汀类药物制成钙片主要是通过与钙离子结合提升分子结构的稳定性,故C错误。(4)若将M简化为,M含有酯基,M与NaOH发生水解反应,反应的离子方程式为+OH-。(5)化合物I与H互为同系物,比H多一个碳原子,核磁共振氢谱显示该物质有四组吸收峰,说明结构对称,满足条件的I有、,共2种。(6)①2,5-己二醇发生氧化反应生成,则条件a可选择酸性K2Cr2O7溶液或O2、Cu,加热,选A和B。②根据D→E, 与CH3CH2NH2先加成后消去,反应生成产物,物质b的结构简式为CH3CH2NH2。题型综合练(三)　有机合成与推断
1.[2025·北京清华大学附中三模] 我国科学家从甘西鼠尾草分离出的二萜类化合物可用于治疗心血管疾病,目前已实现人工合成,其中间体K的一条合成路线如下。
已知:
(ⅰ)R—CHOR—CHCH2
(ⅱ)+‖
(ⅲ)+H2O+R1OH+R2OH
回答下列问题:
(1)A的结构简式为　　　　　;A生成B的反应类型为　　　　　　　。
(2)B生成C的化学反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)E所含的官能团名称为　　　　　　　　　。
(4)F的结构简式为　　　　　。
(5)已知G→H的过程中生成了N2,则参与反应的G与N2H4·H2O的比例为　　　　　。
(6)已知H+IJ+H2O,化合物I可发生银镜反应。将该方程式补充完整(用结构简式表示其中的有机物):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(7)若化合物I发生“脱硅”反应,得到的化合物可以通过加成反应形成二聚体。已知该二聚体中不含有π键,且有3种不同化学环境的氢原子,则该二聚体的结构为　　　　　。
2.[2025·黑龙江哈尔滨二模] 农业上的优化产品:唑草酮是一种药性强、易降解、污染少的除草剂,其中一种合成路线为
已知:①DPPA是一种叠氮化试剂;
②+R3NH2。
回答下列问题:
(1)C中含氧官能团的名称为　　　　。
(2)A与B反应得到C和　　　　　　(填结构简式),该反应的目的是　　　　　　。
(3)D→E的化学方程式为 　。
(4)已知有机羧酸,在邻近化学键极性强弱的影响情况下会呈现酸性不同的情况。氨基化合物的碱性与之相反。下列物质的碱性由弱到强的顺序为　　　　　　　　(填标号)。
a.　b. c.
(5)C存在多种同分异构体,写出符合下列条件的结构简式:　　　(不考虑立体异构)。
①分子骨架为 ,且能发生银镜反应
②核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积比为3∶2∶2∶1
(6)C与足量氢氧化钠反应所得芳香族产物的结构简式为　　　　　　　　　　。
(7)化合物M的合成路线如图(部分反应条件已略去),则M的结构简式为　 。
M
3.[2025·辽宁部分重点中学模拟] 阿托伐他汀钙J()是重要的降血脂药物,较为成熟的商业合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B转化的反应类型为　　　　　。
(2)G(C7H6O)能发生银镜反应,其化学名称为　　　　。
(3)他汀类药物均具有如图所示基本结构:
Ⅰ部分是此类药物发挥药效的活性基团,因其具有与特定酶相似的结构,从而抑制关键物质与酶结合,进而发挥作用。下列说法正确的是　　　　。
A.此类药物的Ⅰ部分有两个手性碳原子
B.物质E更易溶于脂类物质,故比他汀类药物能更好地发挥作用
C.他汀类药物制成钙片主要是为了替代补钙药品
(4)若将M简化为,写出M→J过程中M与NaOH反应的离子方程式: 　。
(5)化合物I与H互为同系物,满足下列条件的I有　　　　种。
①比H多一个碳原子
②核磁共振氢谱显示该物质有四组吸收峰
(6)参照上述合成路线,结合所学知识按要求完善合成路线。
2,5-己二醇
①条件a可选择　　　　(填代号)。
A.酸性K2Cr2O7溶液
B.O2、Cu,加热
C.浓硫酸,加热
D.NaOH醇溶液,加热
②物质b的结构简式为　　　　　　　。

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