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第61讲　有机合成
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。
考点一　碳骨架的构建与官能团的转化
1.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。
卤代烃 的取代 反应 ①CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH
②CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2CH2NH2
醛、酮 的加成 反应 ①
②CH3CHO
③CH3CHO+CH3CHO
(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高锰酸钾溶液氧化,生成羧酸或酮。
①CH3CH==C(CH3)2CH3COOH+。
② 。
(3)碳链的成环
方法 示例
二元醇成环
羟基酸酯化成环
氨基酸成环 H2NCH2CH2COOH→+H2O
第尔斯-阿尔德反应
2.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
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、蛋白质的水解;③羧酸盐的酸化
苯环上官能团的引入 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
3.有机合成中官能团的保护
(1)碳碳双键的保护:碳碳双键易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与HCl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。
(2)醇羟基的保护
(3)酚羟基的保护:酚羟基易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与NaOH反应,把—OH变为—ONa将其保护起来,待氧化后再酸化转变为—OH。
(4)醛基的保护:醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,对其保护和恢复过程为①醛与醇反应生成缩醛,R—CHO+2R'OH→+H2O,缩醛较稳定,与稀碱和氧化剂均难反应;②缩醛在稀酸中不稳定,微热即水解为原来的醛。
(5)氨基的保护:如在将对硝基甲苯转化成对氨基苯甲酸的过程中应先将—CH3氧化成—COOH,再将—NO2还原为—NH2,防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
1.关于由的说法正确的是(　B　)
A.为有机分子碳链增长的过程
B.第1步反应需引入碳碳双键
C.该过程需通过两步反应完成
D.该过程不可能发生加成反应
解析:该合成路线为CH3CH==CH2。
2.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)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(　C　)
A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B.①②③的反应类型依次为还原反应、加成反应和取代反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH水溶液、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
解析:A项,X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子,W中没有手性碳原子,错误;B项,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,错误;C项,由化合物Z一步制备化合物Y,发生水解反应,转化条件为氢氧化钠水溶液、加热,正确;D项,Y含有碳碳双键,也可被酸性高锰酸钾溶液氧化,无法制得化合物X,错误。
3.某医药中间体M()是合成治哮喘药的重要原料,它的合成路线如下:
已知:LiAlH4是一种强还原剂。回答下列问题:
(1)写出反应类型:反应Ⅰ氧化反应、反应Ⅱ酯化反应(或取代反应)。
(2)反应Ⅲ的目的是保护羰基,防止其在后面被LiAlH4还原。
(3)写出反应Ⅴ的化学方程式: 。
考点二　有机合成路线的设计
1.合成路线的设计原则
(1)合成步骤较少,副反应少,反应产率高。
(2)原料、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、低毒,污染排放少。
(3)反应条件温和,操作简便,产物易于分离提纯。
2.合成路线的分析方法
根据反应断键规律,拆解合成大分子为小分子,结合碳原子数、碳链、官能团的连接及性质寻找小分子的来源,再用顺推法或逆推法分析,将这些小分子联系起来。
3.合成路线的设计步骤
(1)联系常规衍生关系分析合成路线。
(2)分析题给合成路线获取新信息。
(3)注意引入官能团的先后顺序,主要考虑试剂对不同官能团的影响,避免产生更多副产物。
(4)合成路线流程图的书写:AB目标产物。
乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。
(1)工业上大量使用的乙酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合成乙酸(无机试剂任选,并注明反应条件)。
CH2==CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。
(2)目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法:由乙烯在催化剂(如氯化钯:PdCl2)存在的条件下,与氧气发生反应生成。假定有机合成路线每一步的产率为70%,试比较该方法与题(1)两种合成路线的总产率哪种合成路线更优
合成路线(1)的产率为70%×70%×70%=34.3%,小于合成路线(2)的70%,故合成路线(2)更优。
1.请以苯甲醇()为主要原料合成(无机试剂及有机溶剂任用)。
。
解析:将目标分子拆解成两个,结合已知信息,苯甲醛先与HCN加成,再在酸性条件下水解,即可得到。
2.合成丹参醇的部分路线如下:
写出以和为原料制备的合成路线(无机试剂任选):
。
3.(2025·云南昆明统考)酮基布洛芬片是用于缓解头痛、关节肿痛以及牙痛、术后痛等症状的非处方药。也用于感冒引起的发热。其合成路线如图所示:
以和苯为原料(无机试剂任选),请设计制备的一种合成路线: 。
解析:以和苯为原料制备,根据C→D→E的反应知, 发生氧化反应生成,然后发生类似C→D→E的反应生成。
1.(2025·山东卷改编)以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是(　C　)
A.M系统命名为2-甲基丙醛
B.若M+X→N原子利用率为100%,则X是甲醛
C.用酸性KMnO4溶液可鉴别N和Q
D.P→Q过程中有CH3CH2OH生成
解析:由图示可知,M到N多一个碳原子,M与X发生加成反应得到N,X为甲醛,N与CH2(COOC2H5)2发生先加成后消去的反应,得到P,P先在碱性条件下发生取代反应,再酸化得到Q。M属于醛类,醛基的碳原子为1号,名称为2-甲基丙醛,A正确。根据分析,若M+X→N原子利用率为100%,则X为甲醛,B正确。N有醛基和—CH2OH,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,Q有碳碳双键,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别N和Q,C错误。P→Q可分为以下几步进行:①P中的两个酯基在碱性条件下水解后酸化: +2C2H5OH;②其中一个羧基与分子中的羟基在酸性条件下酯化成环: +H2O;③加热到一定温度,另一个—COOH脱去一个CO2(脱羧)得到Q: +CO2↑。故整个过程中有CH3CH2OH生成,D正确。
2.(2025·甘肃卷节选)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按如图路线合成(部分试剂省略):
毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如图)。已知J的1H NMR谱图显示四组峰,峰面积比为1︰1︰2︰6。J和I的结构简式为,。
解析:结合题干合成路线中的物质变化及反应条件,由多取代苯甲醛J的分子式及核磁共振氢谱特点,结合逆推可知J的结构简式为;I为毛兰菲的同分异构体, 转化为I的过程类似G转化为毛兰菲的过程,可推出I的结构简式为。
3.(2025·黑吉辽蒙卷节选)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:
参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为和。
解析:参考题述路线,先发生消去反应生成,再与发生反应生成,与在一定条件下反应得到目标产物。
4.(2025·陕晋宁青卷节选)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:。
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:
。
解析:目标产物是由和发生取代反应而合成,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。具体合成路线见答案。
课时作业61(总分:55分)
1.(4分)(2025·河北邯郸模拟)在给定条件下,下列选项中所示物质间的转化均能实现的是(　B　)
A.CH3CH2CH2BrCH3CH==CH2CH3CHBrCH2Br
B.NaOH(aq)C6H5ONa(aq)NaHCO3(aq)
C.NaOH(aq)新制Cu(OH)2Cu2O(s)
D.石油CH3CHCH2
2.(4分)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,合成路线如下:
下列判断错误的是(　D　)
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的条件是浓硫酸、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项正确;反应②中醛基被还原为羟基,在一定条件下醛基与H2加成可得到羟基,B项正确;反应③是酯化反应,反应条件是浓硫酸、加热,C项正确;反应③有水生成,故该合成工艺的原子利用率小于100%,D项错误。
3.(4分)有机物d的合成路线如图所示。
下列说法错误的是(　A　)
A.a和互为同系物
B.a→b的目的是保护酚羟基
C.b→c属于氧化反应
D.一定条件下,a、d可以分别与相应物质发生缩聚反应
解析:由题干a的结构简式可知,a中含有酚羟基,则a和的结构不相似,故a和不互为同系物,A错误;由题干转化关系比较a→b和c→d可知,a→b的目的是保护酚羟基,B正确;由题干转化信息可知,b→c为甲基变为羧基,则属于氧化反应,C正确;由题干a、d的结构简式可知,二者分子中均含有酚羟基,且与酚羟基相连的C的邻位C上有两个H,故一定条件下,a、d可以分别与相应物质HCHO发生缩聚反应,D正确。
4.(4分)氟他胺(Ⅳ)是一种可用于治疗肿瘤的药物,实验室一种合成路线的片段如图所示。下列说法错误的是(　D　)
A.Ⅰ→Ⅱ的反应类型为还原反应
B.Ⅱ生成Ⅲ的同时会产生HCl
C.Ⅲ→Ⅳ所需试剂可能为浓硝酸和浓硫酸
D.Ⅳ在酸性条件下水解可得到2-甲基丁酸
解析:Ⅰ→Ⅱ的反应过程中,硝基转化为氨基,该反应类型为还原反应,A项正确;结合Ⅳ的结构特点分析,可知Ⅲ的结构简式为,则Ⅱ生成Ⅲ的过程中,Ⅱ断裂N—H, 断裂C—Cl,发生取代反应生成Ⅲ的同时会产生HCl,B项正确;Ⅲ→Ⅳ反应过程中,苯环上引入一个硝基,则反应所需试剂可能为浓硝酸和浓硫酸,C项正确;Ⅳ中含有酰胺基,在酸性条件下发生水解反应,得到的产物是2-甲基丙酸,D项错误。
5.(4分)(2025·浙江杭州模拟)物质A~E均为芳香族化合物,已知:A的结构中含有一个甲基,B能发生银镜反应。下列说法正确的是(　C　)
A.符合以上条件的A的结构有2种
B.物质E遇氯化铁溶液显紫色
C.B→C的反应中可能存在副产物C12H16O3
D.C→D的反应类型为取代反应
解析:物质A~E均为芳香族化合物,A的结构中含有一个甲基,B能发生银镜反应,则B含有醛基,那么A中存在—CH2—OH,B和甲醛加成得到C,则B中醛基邻位C上有H(α-H),C能发生消去反应,则B的α-H有2个,则A、B、E分别为、、;C为,D为,据此分析解题。由分析可知,符合题述条件的A的结构有1种,A错误;物质E不含酚羟基,遇氯化铁溶液不显紫色,B错误;B→C的反应中可能存在1分子B与2分子甲醛反应生成,该副产物的分子式为C12H16O3,C正确;C→D的反应为消去羟基生成碳碳双键的反应,反应类型为消去反应,D错误。
6.(4分)(2024·浙江1月选考)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是(　A　)
A.试剂a为NaOH乙醇溶液
B.Y易溶于水
C.Z的结构简式可能为
D.M分子中有3种官能团
解析:X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2,可知X为乙烯;C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH,在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M,结合Q可反推知单体M为H2C==C(CH3)COOCH2CH2OH;则Z为。根据分析可知,1,2-二溴乙烷发生水解反应生成Y,反应所需试剂为NaOH水溶液,A错误;根据分析可知,Y为HOCH2CH2OH,含羟基,可与水分子间形成氢键,故Y易溶于水,B正确;根据分析可知Z的结构简式可能为,C正确;M的结构简式为CH2==C(CH3)COOCH2CH2OH,含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团,D正确。
7.(4分)(2025·广东茂名模拟)有机物甲的分子式为C7H7NO2,可以通过如图路线合成(分离方法和其他产物已省略)。下列说法不正确的是(　A　)
A.甲的结构简式为,可发生取代反应、加成反应
B.步骤Ⅰ反应的化学方程式为++HCl
C.步骤Ⅱ在苯环上引入醛基,步骤Ⅳ的反应类型是取代反应
D.步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化
解析:戊是,步骤Ⅳ中酰胺基发生水解反应得到甲,则甲为,含有氨基、羧基和苯环,可以发生取代反应、加成反应,A错误;步骤Ⅱ中生成物含—CHO,则步骤Ⅱ引入醛基,戊的结构简式为,步骤Ⅳ是戊中的酰胺基发生水解反应,则反应类型是取代反应,C正确;氨基易被氧化,因此步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化,D正确。
8.(4分)(2025·北京海淀区模拟)某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物P,合成路线如下:
已知:
下列说法正确的是(　C　)
A.化合物B中所有原子一定共平面
B.1 mol化合物C最多可与3 mol NaOH反应
C.化合物F中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3
D.反应①②③为取代反应,反应④为加聚反应
解析:由流程并结合物质化学式可知,A为对二甲苯,A被酸性高锰酸钾氧化得到B(),B和E反应生成C,结合E的化学式可知,C为、E为CH2BrCH2OH,C发生已知反应生成,再和F反应生成P,F为。化合物B的结构简式为,由于碳碳单键可以旋转,羧基平面与苯环平面不一定共平面,A错误;C的结构简式为,其中酯基、溴原子可以与氢氧化钠溶液反应,故1 mol化合物C最多可与4 mol NaOH反应,B错误;F的结构简式为,其中碳原子的杂化方式有sp、sp2和sp3,C正确;由A为对二甲苯、B为可知,反应①为氧化反应而不是取代反应,D错误。
9.(4分)(2025·辽宁抚顺二模)一种具有口服活性的非甾体类抗炎药——柏莫洛芬(J),具有解热和镇痛的作用,其合成路线如下:
已知:。
一种制备的合成路线如下:
参考J的合成路线,分别写出M、N的结构简式:M为、N为。
解析: 被高锰酸钾氧化为,被LiAlH4还原为,与SOCl2发生取代反应生成,则M是、N是。
10.(6分)(2025·安徽蚌埠二模)药物合成中间体内酰胺F的合成路线如图所示:
参照上述合成路线,设计以为原料,制备的合成路线:
(无机试剂及有机溶剂任选)。
解析:以为原料,制备时,依据题给流程,应将氧化为,与HCN加成得到的再发生加成反应,从而制得目标有机物。
11.(6分)(2025·东北三省四市一模)维生素B6在自然界分布广泛,是维持蛋白质正常代谢必要的维生素,其合成路线如图:
已知:。
D和E转化为F的路线如下:
其中化合物M、N的结构简式分别为、。
解析:E为,E与氨气发生取代反应生成的M为;M与D反应生成K;K发生分子内加成反应生成N,N脱水生成F,根据已知条件和G的结构简式可知F为,则N为。
12.(7分)(2025·湖北华师大附中模拟)卤沙唑仑G是一种抗失眠药物,其合成路线如下图所示(部分反应条件省略):
已知:
根据上述信息,请以为主要原料(其他无机试剂和少于四个碳的有机物任选)、补充下图中合成的合成路线。
答案:
解析:要形成,需要有酮羰基结构,所以要先将通过碱性溶液水解为醇,然后氧化为酮,再与反应得。(共89张PPT)
第十章　有机化学基础
第61讲　有机合成
目
录
考点二　有机合成路线的设计
课时作业
考点一　碳骨架的构建与官能团的转化
真题演练 感悟高考
复习目标
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。
一
考点一 碳骨架的
构建与官能团的转化
1.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。
卤代烃 的取代 反应 ①CH3CH2Br 　　　____________ 　　　 ________________
②CH3CH2Br 　　　 ____________ 　　　 ________________
CH3CH2CN
CH3CH2COOH
CH3CH2CN
CH3CH2CH2NH2
醛、酮 的加成 反应
①　　 __________ 　　　
②CH3CHO 　　　　　　　　　　　　　　　　　
________________
③CH3CHO+CH3CHO 　　　　__________________
(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高锰酸钾溶液氧化,生成羧酸或酮。
①CH3CH==C(CH3)2 　 　　 __________________________。
② 　　　　　　　　 　_______________。
CH3COOH+
(3)碳链的成环
方法 示例
二元醇成环
羟基酸酯化成环
方法 示例
氨基酸成环 H2NCH2CH2COOH→ 　　　　　　 +H2O
第尔斯-阿尔德反应
2.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
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
官能团 引入方法
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、蛋白质的水解;③羧酸盐的酸化
苯环上官能团的引入 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
3.有机合成中官能团的保护
(1)碳碳双键的保护:碳碳双键易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与HCl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。
(2)醇羟基的保护
(3)酚羟基的保护:酚羟基易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与NaOH反应,把—OH变为—ONa将其保护起来,待氧化后再酸化转变为—OH。
(4)醛基的保护:醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,对
其保护和恢复过程为①醛与醇反应生成缩醛,R—CHO+2R'OH→
+H2O,缩醛较稳定,与稀碱和氧化剂均难反应;②缩醛在稀酸中不稳定,微热即水解为原来的醛。
(5)氨基的保护:如在将对硝基甲苯转化成对氨基苯甲酸的过程中应先将—CH3氧化成—COOH,再将—NO2还原为—NH2,防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。
1.关于由 　　　　　　　　　　 　 　的说法正确的是(　　)
A.为有机分子碳链增长的过程
B.第1步反应需引入碳碳双键
C.该过程需通过两步反应完成
D.该过程不可能发生加成反应
解析:该合成路线为 　　　　　　 　CH3CH==CH2
　　　　　　　　　。
B
2.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)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的反应类型依次为还原反应、加成反应和取代反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH水溶液、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
C
解析:A项,X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子,W中没有手性碳原子,错误;B项,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,错误;C项,由化合物Z一步制备化合物Y,发生水解反应,转化条件为氢氧化钠水溶液、加热,正确;D项,Y含有碳碳双键,也可被酸性高锰酸钾溶液氧化,无法制得化合物X,错误。
3.某医药中间体M( 　　　　　　)是合成治哮喘药的重要原料,它的合成路线如下:
已知:LiAlH4是一种强还原剂。回答下列问题:
(1)写出反应类型:反应Ⅰ________、反应Ⅱ______________________。
(2)反应Ⅲ的目的是____________________________________。
氧化反应
酯化反应(或取代反应)
保护羰基,防止其在后面被LiAlH4还原
(3)写出反应Ⅴ的化学方程式:
_____________________________________________。
二
考点二 有机合成路线的设计
1.合成路线的设计原则
(1)合成步骤较少,副反应少,反应产率高。
(2)原料、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、低毒,污染排放少。
(3)反应条件温和,操作简便,产物易于分离提纯。
2.合成路线的分析方法
根据反应断键规律,拆解合成大分子为小分子,结合碳原子数、碳链、官能团的连接及性质寻找小分子的来源,再用顺推法或逆推法分析,将这些小分子联系起来。
3.合成路线的设计步骤
(1)联系常规衍生关系分析合成路线。
(2)分析题给合成路线获取新信息。
(3)注意引入官能团的先后顺序,主要考虑试剂对不同官能团的影响,避免产生更多副产物。
(4)合成路线流程图的书写:A 　　　　　B　　　　　 目标产物。
乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。
(1)工业上大量使用的乙酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合成乙酸(无机试剂任选,并注明反应条件)。
CH2==CH2 　　　 CH3CH2OH 　　　 CH3CHO
　　　　　CH3COOH。
微点助学
(2)目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法:由乙烯在催化剂(如氯化钯:PdCl2)存在的条件下,与氧气发生反应生成。假定有机合成路线每一步的产率为70%,试比较该方法与题(1)两种合成路线的总产率哪种合成路线更优
合成路线(1)的产率为70%×70%×70%=34.3%,小于合成路线(2)的70%,故合成路线(2)更优。
微点助学
1.请以苯甲醇( 　　　　 　 )为主要原料合成 　 　　(无机试
剂及有机溶剂任用)。
________________________________________________________________
______________________________________________________。
解析:将目标分子拆解成两个 　　　　　,结合已知信息,苯甲醛先与
HCN加成,再在酸性条件下水解,即可得到　　　　　　 。
2.合成丹参醇的部分路线如下:
写出以 　　 和 　　　　　　为原料制备 　　　　　　的合成路线(无机试剂任选):
_____________________________________________________________
__________________________________。
3.(2025·云南昆明统考)酮基布洛芬片是用于缓解头痛、关节肿痛以及牙痛、术后痛等症状的非处方药。也用于感冒引起的发热。其合成路线如图所示:
以 　　　　 　 　 和苯为原料(无机试剂任选),请设计制备
　　　　 　 　的一种合成路线:
_______________________________________________________________
_________________________________________________________。
解析:以 　　　　　 　 和苯为原料制备 　　 　　　　,根据C→D→E的反应知, 　　　　　 　 发生氧化反应生成
　　　　 　 ,然后 　　　　　 　发生类似C→
D→E的反应生成 　　　 　　。
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·山东卷改编)以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是(　　)
A.M系统命名为2-甲基丙醛
B.若M+X→N原子利用率为100%,
则X是甲醛
C.用酸性KMnO4溶液可鉴别N和Q
D.P→Q过程中有CH3CH2OH生成
C
解析:由图示可知,M到N多一个碳原子,M与X发生加成反应得到N,X为甲醛,N与CH2(COOC2H5)2发生先加成后消去的反应,得到P,P先在碱性条件下发生取代反应,再酸化得到Q。M属于醛类,醛基的碳原子为1号,名称为2-甲基丙醛,A正确。根据分析,若M+X→N原子利用率为100%,则X为甲醛,B正确。N有醛基和—CH2OH,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,Q有碳碳双键,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别N和Q,C错误。P→Q可分为以下几步进行:①P中的两个酯基在碱性条件下水解后酸化: 　　　　　　　　　　 　+2C2H5OH;
②其中一个羧基与分子中的羟基在酸性条件下酯化成环:
　　　　　　　　　 +H2O;③加热到一定温度,另一个—COOH脱去一
个CO2(脱羧)得到Q: 　　　　　　　　　　　　　+CO2↑。故整个过
程中有CH3CH2OH生成,D正确。
2.(2025·甘肃卷节选)毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按如图路线合成(部分试剂省略):
毛兰菲的一种同分异构体I具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如图)。已知J的1H NMR谱图显示四组峰,峰面积比为
1︰1︰2︰6。J和I的结构简式为______________,_____________________。
解析:结合题干合成路线中的物质变化及反应条件,由多取代苯甲醛J的分
子式及核磁共振氢谱特点,结合 　　　　　　　　 　逆推可知J的结构
简式为 　　　　 　　 ;
I为毛兰菲的同分异构体, 　　　　　　　　　　　　转化为I的过程类似
G转化为毛兰菲的过程,可推出I的结构简式为 　　　　　 　　　　 。
3.(2025·黑吉辽蒙卷节选)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:
参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为____________和
____________。
解析:参考题述路线, 　　　　　先发生消去反应生成 　　　　 　,
　　　　　 再与 　　　 发生反应生成 　　　　 　, 　　　　　 与
　　　　　 在一定条件下反应得到目标产物 　　　　　　 。
4.(2025·陕晋宁青卷节选)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: 　　　　　 　。
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:
__________________________________。
解析:目标产物是由 　　　　 和 　　　　　发生取代反应而合成,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。具体合成路线见答案。
四
课时作业61
1.(4分)(2025·河北邯郸模拟)在给定条件下,下列选项中所示物质间的转化均能实现的是(　　)
B
2.(4分)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,合成路线如下:
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的条件是浓硫酸、加热
D.该合成工艺的原子利用率为
100%
D
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项正确;反应②中醛基被还原为羟基,在一定条件下醛基与H2加成可得到羟基,B项正确;反应③是酯化反应,反应条件是浓硫酸、加热,C项正确;反应③有水生成,故该合成工艺的原子利用率小于100%,D项错误。
3.(4分)有机物d的合成路线如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.a和 　　　　　　　　互为同系物
B.a→b的目的是保护酚羟基
C.b→c属于氧化反应
D.一定条件下,a、d可以分别与相应物质发生缩聚反应
A
解析:由题干a的结构简式可知,a中含有酚羟基,则a和 　　　　　　
的结构不相似,故a和 　　　　　 　不互为同系物,A错误;由题干转化关系比较a→b和c→d可知,a→b的目的是保护酚羟基,B正确;由题干转化信息可知,b→c为甲基变为羧基,则属于氧化反应,C正确;由题干a、d的结构简式可知,二者分子中均含有酚羟基,且与酚羟基相连的C的邻位C上有两个H,故一定条件下,a、d可以分别与相应物质HCHO发生缩聚反应,D正确。
4.(4分)氟他胺(Ⅳ)是一种可用于治疗肿瘤的药物,实验室一种合成路线的片段如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.Ⅰ→Ⅱ的反应类型为还原反应
B.Ⅱ生成Ⅲ的同时会产生HCl
C.Ⅲ→Ⅳ所需试剂可能为浓硝酸和浓硫酸
D.Ⅳ在酸性条件下水解可得到2-甲基丁酸
D
解析:Ⅰ→Ⅱ的反应过程中,硝基转化为氨基,该反应类型为还原反应,A项
正确;结合Ⅳ的结构特点分析,可知Ⅲ的结构简式为 　　　 ,则Ⅱ生成
Ⅲ的过程中,Ⅱ断裂N—H, 　　 　断裂C—Cl,发生取代反应生成Ⅲ的同时会产生HCl,B项正确;Ⅲ→Ⅳ反应过程中,苯环上引入一个硝基,则反应所需试剂可能为浓硝酸和浓硫酸,C项正确;Ⅳ中含有酰胺基,在酸性条件下发生水解反应,得到的产物是2-甲基丙酸,D项错误。
5.(4分)(2025·浙江杭州模拟)物质A~E均为芳香族化合物,已知:A的结构中含有一个甲基,B能发生银镜反应。下列说法正确的是(　　)
A.符合以上条件的A的结构有2种
B.物质E遇氯化铁溶液显紫色
C.B→C的反应中可能存在副产物C12H16O3
D.C→D的反应类型为取代反应
C
解析:物质A~E均为芳香族化合物,A的结构中含有一个甲基,B能发生银镜反应,则B含有醛基,那么A中存在—CH2—OH,B和甲醛加成得到C,则B中醛基邻位C上有H(α-H),C能发生消去反应,则B的α-H有2个,则A、B、E分
别为　　　　　　 、 　　　　　 、 　　　　　 ;C为 　　 　　,
D为 　　　　　 　,据此分析解题。由分析可知,符合题述条件的A的结构有1种,A错误;
物质E不含酚羟基,遇氯化铁溶液不显紫色,B错误;B→C的反应中可能存
在1分子B与2分子甲醛反应生成 　　　　 　　,该副产物的分子式为
C12H16O3,C正确;C→D的反应为消去羟基生成碳碳双键的反应,反应类型为消去反应,D错误。
6.(4分)(2024·浙江1月选考)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.试剂a为NaOH乙醇溶液
B.Y易溶于水
C.Z的结构简式可能为
D.M分子中有3种官能团
A
解析:X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2,可知X为乙烯;C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH,在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M,结合Q可反推知单体M为H2C==C(CH3)COOCH2CH2OH;则Z为 　　　　　　 。根据分析可知,1,2-二溴乙烷发生水解反应生成Y,反
应所需试剂为NaOH水溶液,A错误;根据分析可知,Y为HOCH2CH2OH,含羟基,可与水分子间形成氢键,故Y易溶于水,B正确;根据分析可知Z的结构简式可能为 　　　　　　 ,C正确;M的结构简式为CH2==
C(CH3)COOCH2CH2OH,含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团,D正确。
7.(4分)(2025·广东茂名模拟)有机物甲的分子式为C7H7NO2,可以通过如图路线合成(分离方法和其他产物已省略)。下列说法不正确的是(　　)
A
A.甲的结构简式为 　　　　 　,可发生取代反应、加成反应
B.步骤Ⅰ反应的化学方程式为 　　　 + 　　　　　　　　　　　　　　　+HCl
C.步骤Ⅱ在苯环上引入醛基,步骤Ⅳ的反应类型是取代反应
D.步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化
解析:戊是 　　　　　 ,步骤Ⅳ中酰胺基发生水解反应得到甲,则甲为
　　　,含有氨基、羧基和苯环,可以发生取代反应、加成反应,A错误;
步骤Ⅱ中生成物含—CHO,则步骤Ⅱ引入醛基,戊的结构简式为
　　　　　　 ,步骤Ⅳ是戊中的酰胺基发生水解反应,则反应类型是取
代反应,C正确;氨基易被氧化,因此步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化,D正确。
8.(4分)(2025·北京海淀区模拟)某课题组研制了一种具有较高玻璃化转变温度的聚合物P,合成路线如下:
已知:
下列说法正确的是(　　)
A.化合物B中所有原子一定共平面
B.1 mol化合物C最多可与3 mol NaOH反应
C.化合物F中碳原子的杂化方式有sp、sp2、sp3
D.反应①②③为取代反应,反应④为加聚反应
C
解析:由流程并结合物质化学式可知,A为对二甲苯,A被酸性高锰酸钾氧化
得到B( 　　　),B和E反应生成C,结合E的化学式可知,C为 　　 　、
E为CH2BrCH2OH,C发生已知反应生成 　　　　　　,再和F反应生成
P,F为 　　　　　　 。
化合物B的结构简式为 　　　　,由于碳碳单键可以旋转,羧基平面与苯
环平面不一定共平面,A错误;C的结构简式为 　　　　　　 ,其中酯
基、溴原子可以与氢氧化钠溶液反应,故1 mol化合物C最多可与4 mol NaOH反应,B错误;
F的结构简式为 　　　 　　 　,其中碳原子的杂化方式有sp、sp2和
sp3,C正确;由A为对二甲苯、B为 　　　　可知,反应①为氧化反应而不
是取代反应,D错误。
9.(4分)(2025·辽宁抚顺二模)一种具有口服活性的非甾体类抗炎药——柏莫洛芬(J),具有解热和镇痛的作用,其合成路线如下:
已知: 　　　　　　　 　。
一种制备 　　　　　 的合成路线如下:
参考J的合成路线,分别写出M、N的结构简式:M为_________________、
N为_______________。
解析: 　 　　被高锰酸钾氧化为 　　 　 , 　　 　被LiAlH4
还原为 　　 　,
　　　 与SOCl2发生取代反应生成 　　 　,则M是 　　 　、
N是 　　 　。
10.(6分)(2025·安徽蚌埠二模)药物合成中间体内酰胺F的合成路线如图所示:
参照上述合成路线,设计以 　　 　为原料,制备 　　　　 的合成路线:
______________________________________________________ (无机试剂及有机溶剂任选)。
解析:以 　　　为原料,制备 　　　时,依据题给流程,应将 　　　氧化为 　　　, 　　　与HCN加成得到的 　　　再发生加成反应,从而制得目标有机物。
11.(6分)(2025·东北三省四市一模)维生素B6在自然界分布广泛,是维持蛋白质正常代谢必要的维生素,其合成路线如图:
已知: 　　　　　　　　　　。
D和E转化为F的路线如下:
其中化合物M、N的结构简式分别为_____________、______________。
解析:E为 　　　　　 ,E与氨气发生取代反应生成的M为 　　　　　;
M与D反应生成K;K发生分子内加成反应生成N,N脱水生成F,根据已知条件和G的结构简式可知F为 　　　　　,则N为 　　　　　　。
12.(7分)(2025·湖北华师大附中模拟)卤沙唑仑G是一种抗失眠药物,其合成路线如下图所示(部分反应条件省略):
已知:
根据上述信息,请以 　　　　　为主要原料(其他无机试剂和少于四个碳的有机物任选)、补充下图中合成 　　　 　　的合成路线。
答案:
解析:要形成 　　　　　 ,需要有酮羰基结构,所以要先将 　　　　　 通过碱性溶液水解为醇,然后氧化为酮,再与 　　　　　 反应得
　　　　　 　。
Thank you
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