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第2讲　有机合成与推断
1．进一步掌握官能团的性质及不同类别有机化合物的转化关系。
2．能准确分析有机合成路线图，提取相关信息推断中间产物。
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1　有机合成中碳骨架的构建与官能团的转化
1．有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链的增长
通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长，如取代反应、加成反应等。
①醛、酮与HCN加成
_______________________________________。
②醛、酮与RMgX加成
_____________________________________________。
③醛、酮的羟醛缩合
　　　　
其中至少一种物质的分子中含有α-H
______________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)碳链的缩短
氧化反应等可以使烃分子的碳链缩短，如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性KMnO4溶液氧化，生成羧酸或酮。
①CH3CH==C(CH3)2___________________________________________。
_____________________________________________。
(3)碳链成环的方法
①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。
②羟基酸酯化成环，如HO(CH2)3COOH
③氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH―→
④二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH
⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的加成成环：
2．有机合成中官能团的引入
官能团 引入方法
碳卤键 (卤素原子) ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2的加成(X代表卤素原子，下同)； ③醇与氢卤酸(HX)的取代
羟基 ①烯烃与水的加成； ②醛、酮与氢气的加成； ③卤代烃在碱性条件下的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃的不完全加成； ③烷烃的裂化
碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳原子上的两个羟基脱水； ③寡糖或多糖的水解； ④分子中含碳碳三键的物质与水的加成
羧基 ①醛基的氧化； ②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
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
　卤代烃在有机合成中有着重要应用，可以实现官能团的改变、改变官能团的个数、改变官能团的位置和对官能团进行保护等，请举例说明。
[备考提醒]有机合成中官能团的消除
(1)通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键、苯环)；
(2)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基；
(3)通过加成或氧化反应等消除醛基；
(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
有机合成中碳骨架的构建
1．(人教选择性必修3习题改编)苯甲酸苯甲酯是一种有水果香气的食品香料。以甲苯为基础原料合成该有机物，下列说法中不正确的是(　　)
A．该有机物通过发生酯化反应生成
B．甲苯经酸性KMnO4溶液氧化生成
C．甲苯与Cl2光照下生成再在NaOH醇溶液中转化为
D．合成该有机物涉及取代反应、氧化反应
2．已知：如果要合成，所用的原始原料可以是(　　)
A．2-甲基-1，3-丁二烯和1-丁炔
B．1，3-戊二烯和2-丁炔
C．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔
D．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔
[思维模型]有机合成中成环反应信息的理解
形成环烃 ＋2Na―→＋2NaCl，取代反应
成环醚 ＋H2O，取代反应
双烯合成六元环 ，加成反应
有机合成中官能团的转化
3．(人教选择性必修3习题改编)1，4-环己二醇是生产某些液晶材料和药物的原料，可通过以下路线合成：
下列说法中不正确的是(　　)
A．反应①⑦是取代反应，③⑥是加成反应
B．反应④的试剂和条件是NaOH/乙醇、加热
C．反应⑤发生1，4-加成反应，不会生成副产物
D．上述合成路线涉及官能团的引入和转化
4．(人教选择性必修3习题改编)氟他胺是一种抗肿瘤药，在实验室由芳香烃A制备氟他胺的合成路线如下所示：
下列说法中不正确的是(　　)
A．反应③和⑥均在苯环上引入—NO2
B．反应②是取代反应，④是还原反应
C．F的结构简式为
D．吡啶是一种有机碱，反应⑤中吡啶可消耗反应产生的HCl，提高转化率
[思维模型]官能团改变的还原反应
硝基还原为氨基
酮羰基还原成羟基
酯基还原成羟基
考点2　模仿设计合成路线
1．有机合成的基本思路
2．有机合成路线的分析方法
方法 流程
逆合成分析法 目标产物→中间产物→原料
正合成分析法 原料→中间产物→目标产物
综合比较法 原料→中间产物←目标产物
3．正确解答有机合成的关键
(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有机合成反应顺序的选择，官能团的转化和保护。
4．官能团的保护与恢复
(1)碳碳双键：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。
如HOCH2CH===CHCH2OH__________________________
________________________________________________。
(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。
(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
如：①
(4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。
如：__________________________________________
_________________________________________________________。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
　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)。
[备考提醒]有机合成的基本模型
有机合成的路线分析
1．(人教选择性必修3习题改编)某同学利用逆推法设计了苯甲酸苯甲酯的四种不同合成路线，请填空：
评价优选合成路线
路线①由甲苯分别制备苯甲醇和苯甲酸较合理。路线②④制备苯甲酸的步骤多，成本较高，且使用较多的Cl2，不利于环境保护。路线③的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的还原剂LiAlH4和要求无水操作，成本较高。
从合成路线图中分析、提取信息设计路线
2．基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。
写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
3．物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
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)。
[思维模型]仿写有机合成路线的技巧
(1)把握与分析合成路线
理解有机合成路线的关键在于对合成路线的整体把握和分析，包括对反应物和生成物的结构理解，以及反应条件的掌握。通过分析反应物的结构和性质，可以预测可能的反应路径和产物，从而设计出合理的合成路线。
(2)记忆常规合成路线
在牢记常规合成路线的同时，多去记忆一些细节突破口，这有助于在面对新的合成任务时能够迅速找到切入点，提高解决问题的效率。
考点3　有机推断
1．根据转化关系推断有机物的类别
醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机物结构推断的重要突破口，它们之间的相互转化关系如图所示：
上图中，A能连续氧化生成C，且A、C在浓硫酸存在下加热生成D，则：
(1)A为醇，B为醛，C为羧酸，D为酯。
(2)A、B、C三种物质中碳原子数相同，碳骨架结构相同。
(3)A分子中含—CH2OH结构。
2．根据反应条件推断反应类型或可能含有的官能团
反应条件 反应类型及可能含有的官能团或基团
浓硫酸，加热 醇的消去(醇羟基)；成醚反应(羟基)；酯化反应(含有羟基、羧基)
稀硫酸，加热 酯的水解(酯基)；二糖、多糖的水解
NaOH水溶液，加热 卤代烃的水解(碳卤键)；酯的水解(酯基)
NaOH醇溶液，加热 卤代烃的消去(碳卤键)
O2/Cu、加热 醇羟基的催化氧化(—CH2OH、)
Cl2(Br2)/Fe或FeX3 苯环的卤代反应
反应条件 反应类型及可能含有的官能团或基团
Cl2(Br2)，光照 烷烃或苯环上烷基的卤代反应
Br2的CCl4溶液 加成(、—C≡C—)
H2/催化剂 加成(、—C≡C—、—CHO、酮羰基、苯环)
A氧化生成B，B氧化生成C A→B：氧化反应(A含—CH2OH或)；B→C：氧化反应(B含醛基)
3．根据有机反应中定量关系推断官能团的数目
(1)烃和卤素单质的取代：取代1 mol氢原子，消耗1 mol卤素单质(X2)。
(2) 的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1加成。
(3)含—OH的有机物与Na反应时：2 mol —OH生成1 mol H2。
(4)1 mol —CHO对应2 mol Ag或1 mol —CHO对应1 mol Cu2O(注意：HCHO中相当于有2个—CHO)。
　根据转化前后分子式推断
(1)―→：对比F与G的分子式，G比F的分子式少1个______，多1个________和2个________，可判断反应类型可能为________反应，若F为苯酚，则G可能为________。
(2)：对比C与D的分子式，D比C的分子式少2个________，多2个________和________，根据分子式可判断反应类型可能为________反应，是卤代烃在碱性条件下的________反应。
(3)：对比A与B的分子式，B比A的分子式少2个______和______，多2个________，根据分子式可判断反应类型可能为________反应，为苯环上的2个______被2个______取代。
[备考提醒]根据反应产物可推知有机物中官能团的位置
(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，可确定—OH在链端(即含有—CH2OH)；由醇氧化成酮，可确定—OH在链中(即含有—CHOH—)；若该醇不能被氧化，可确定与—OH相连的碳原子上无氢原子(即含有)。
(2)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小，可确定—OH与—COOH的相对位置。
根据有机物结构和性质进行推断
1．抗疟疾药物阿莫地喹的合成路线如图。
回答下列问题：
(1)A中含氧官能团的名称为________和________。
(2)由A生成C的反应类型为____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)D的结构简式为_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)多聚甲醛可以用甲醛代替，则H、I和甲醛反应生成J的反应方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)H的同分异构体中，含羧基、苯环，不含氨基的有________种(不考虑立体异构)。
(6)抗癌药物乐伐替尼中间体的合成路线如图(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构简式分别为____________________和____________________。
充分利用已知信息进行推断
2．物质G是能阻断血栓形成的药物的中间体，它的一种合成路线如图所示。
已知：ⅰ
ⅱ．R′CHOR′CH===NR″；
ⅲ．同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，会失水形成羰基。
回答下列问题：
的名称是________，―→A的反应类型是_______________。
(2)B的分子式为C11H13NO2，则C的结构简式为________。
(3)E能发生银镜反应，1 mol E分子与新制氢氧化铜完全反应，理论上可以生成Cu2O________ mol。写出E生成F的化学方程式：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)W分子比E分子组成多一个CH2，满足下列条件的W的同分异构体有________种，写出其中一种的结构简式：___________________________________
_____________________________________________________________________。
ⅰ．包含2个六元环，不含甲基；
ⅱ．W可水解，W与NaOH溶液共热时，1 mol W最多消耗3 mol NaOH。
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)消去反应可以引入双键，加成反应也可以引入双键。 (　　)
(2)丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。 (　　)
(3)裂化石油制取汽油，可以使碳链减短。 (　　)
(4)烯烃与酸性KMnO4溶液的反应，可以使碳链减短。 (　　)
(5)可发生催化氧化反应引入羧基。 (　　)
(6)与CH2==CH2可发生加成反应引入环。 (　　)
(7)如果以乙烯为原料，经过加成反应、取代反应可制得乙二醇。 (　　)
(8) 可发生消去反应引入碳碳双键。 (　　)
2．(2025·广东卷)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—)。
(1)化合物1a中含氧官能团的名称为________。
(2)①化合物2a的分子式为______________________________________________
_____________________________________________________________________。
②2a可与H2O发生加成反应生成化合物Ⅰ，在Ⅰ的同分异构体中，同时含有苯环和醇羟基结构的共______________种(含化合物Ⅰ，不考虑立体异构)。
(3)下列说法正确的有________。
A．在1a、2a和3a生成4a的过程中，有π键断裂与σ键形成
B．在4a分子中，存在手性碳原子，并有20个碳原子采取sp2杂化
C．在5a分子中，有大π键，可存在分子内氢键，但不存在手性碳原子
D．化合物5a是苯酚的同系物，且可发生原子利用率为100%的还原反应
(4)一定条件下，Br2与丙酮(CH3COCH3)发生反应，溴取代丙酮中的α-H，生成化合物3a，若用核磁共振氢谱监测该取代反应，则可推测：与丙酮相比，产物3a的氢谱图中____________。
(5)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。根据上述信息，分三步合成化合物Ⅱ。
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。
(6)参考上述三组分反应，直接合成化合物Ⅲ，需要以1a、________(填结构简式)和3a为反应物。
3．(2025·安徽卷)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下列路线合成(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的化学反应方程式：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)脂肪烃衍生物G是C的同分异构体，分子中含有羟甲基(—CH2OH)，核磁共振氢谱有两组峰。G的结构简式为_______________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)下列说法错误的是________(填标号)。
a．A能与乙酸反应生成酰胺
b．B存在2种位置异构体
c．D→E反应中，CCl4是反应试剂
d．E→F反应涉及取代过程
(5)4，4′-二羟基二苯砜(H)和F在一定条件下缩聚，得到性能优异的特种工程塑料——聚醚砜醚酮(PESEK)。写出PESEK的结构简式：_____________________________________________________________________。
PESEK
(6)制备PESEK反应中，单体之一选用芳香族氟化物F，而未选用对应的氯化物，可能的原因是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸，MCPBA)氧化为酯：
参照题干合成路线，写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯的合成路线(其他试剂任选)。
4．(2025·黑吉辽蒙卷)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下：
回答下列问题：
(1)A→B的化学方程式为_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)C→D实现了由________到________的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为_________________________________________________。
(4)E的同分异构体中，含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体的数目有________种(不考虑立体异构)。
(5)M→N的三键加成反应中，若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变，则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为________________________。
(6)参考上述路线，设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_____________________________________________________________________
和________________________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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