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第73讲　有机合成及路线设计
复习要求　1.掌握有机物间的转化关系及在有机合成中的作用；2.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
【知识梳理】
1.碳链的增长
(1)卤代烃的取代反应
①溴乙烷与氰化钠的反应:CH3CH2Br＋NaCN—→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。
②溴乙烷与丙炔钠的反应:CH3CH2Br＋
NaC≡CCH3—→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。
(2)醛、酮的加成反应
①丙酮与HCN的反应:＋HCN。
②乙醛与HCN的反应:CH3CHO＋HCN。
③羟醛缩合(以乙醛为例):CH3CHO＋CH3CHO。
2.碳链的缩短
(1)与酸性KMnO4溶液的氧化反应
①烯烃、炔烃的反应
如。
②苯的同系物的反应
如。
(2)脱羧反应
无水醋酸钠与氢氧化钠的反应:CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。
3.成环反应
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
成环酯 ＋＋2H2O
氨基酸 成环 ＋H2O
4.苯环上引入碳链
芳香烃的烷基化 ＋R—Cl＋HCl
芳香烃的酰基化 ＋＋HCl
【知能通关】
1.已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃:R—X＋2Na＋R'—X—→R—R'＋2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是(　　)
A.己烷 B.正丁烷
C.2，3－二甲基丁烷 D.2－甲基丁烷
答案　A
解析　CH3CH2Br与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成正丁烷和溴化钠；CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成2，3－二甲基丁烷和溴化钠；CH3CH2Br、CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1∶2发生反应能够生成2－甲基丁烷和溴化钠。
2.已知:||＋|||。由苯乙烯制备有机材料中间体G的一种合成路线如图所示。X的结构简式为________________。
答案　
3.已知:
ⅰ.
ⅱ.
化合物H是一种医药中间体，其合成路线如图:
(1)分析上述流程，其中为构建碳骨架的步骤是________。
(2)写出下列指定步骤的转化的化学方程式
③________________，
⑥________________。
答案　(1)①③⑥
(2)③＋CH3COCl＋HCl
⑥＋HCN—→
解析　根据信息ⅰ知，A发生取代反应生成B，B发生信息ⅱ的反应生成C为，C发生取代反应生成D为，D发生还原反应生成E，E发生消去反应生成F为，F发生加成反应生成G，G水解生成H。
4.依据下面物质的转化，回答问题:
(1)由苯甲醛和乙醛制取的过程为_______________________________。
(2)由甲醛和乙醛制取的过程为________________。
答案　(1)＋CH3CHO＋H2O
(2)3HCHO＋CH3CHO
5.抗癌药物苯达莫司汀的部分合成路线如下:
E的分子式为C12H13N3O4，写出E的结构简式:________________。
答案　
考点二　官能团的引入与转化
【知识梳理】
1.各类官能团的引入方法
官能团 引入方法
碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成； 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连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③低聚糖或多糖水解可引入醛基； 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、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
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。
小题对点过
富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2＋形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”，可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线:
回答下列问题:
(1)A→B引入的官能团是________。
(2)B→C的过程中官能团发生的变化是________________，
其反应类型属于________。
(3)C→F的一系列变化中使官能团的数目________和位置________。
(4)其中构建碳骨架的步骤是________。
答案　(1)碳氯键(或氯原子)　(2)消除了氯原子，引入了碳碳双键　消去反应　(3)增加　改变　(4)F→G
3.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。
HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC—CH==CH—COOH。
(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。
①。
②。
(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。
。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
【知能通关】
1.写出—→的合成路线流程图(无机试剂可任选)。
_______________________________________________________________。
答案　
2.设计方案以CH2==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
答案　如需氧化含碳碳双键的分子中的羟基时，先让碳碳双键与HX发生加成反应，氧化后再发生消去反应生成碳碳双键，制备流程如下:
CH2==CHCH2OHCH2Cl—CH2CH2OHCH2Cl—CH2COOH
CH2==CHCOOH
3.(2025·北京丰台二模)有机化合物K主要用作杀菌防腐剂，其合成路线如下(部分条件已省略)。
(1)设计①③目的是________________。
(2)上述转化的反应类型分别是________________。
答案　(1)保护酚羟基避免被高锰酸钾氧化
(2)①、③、④均为取代反应，②为氧化反应
4.(2026·重庆巴蜀中学模拟节选)“逃离平面”的药物设计理念使得三维刚性结构的双环烷烃衍生物的研究逐渐兴起。双环丁烷类化合物K作为一种药物中间体，其合成路线如图。
已知:ⅰ)4＋NaBH4＋4H2O—→4＋NaB(OH)4；
ⅱ)R—OHR—Cl。
(1)设计步骤A→B的目的为________________。
(2)写出E生成F的化学方程式:________________。
答案　(1)保护酮羰基
(2)4＋NaBH4＋4H2O—→4＋NaB(OH)4
考点三　有机合成路线的设计与实施
【知识梳理】
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。
【知能通关】
1.已知:R—BrRMgBr，写出以乙醛和苯为原料，合成的流程图(其他试剂自选)。
答案　
2.请设计合理方案，以苯甲醇()为主要原料合成(无机试剂及有机溶剂任用)。
已知:①；
②R—CNR—COOH。
答案　
3.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流程图(无机试剂任选)。
答案　
4.(2025·河北二模)一种以乙醛酸(OHCCOOH)为原料合成高分子的路线如图。
参照上述合成路线，设计以苄基氯()为主要原料制备的合成路线(其他原料、试剂任选)。
答案　
解析　苄基氯()在碱性条件下发生水解反应生成，发生催化氧化生成，在碱性条件下和CH3NO2发生加成反应生成，在碱性条件下加热发生消去反应生成，发生加聚反应生成。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　
分层训练　提升考能
基础落实
1.(2025·山东日照二模)有机物M的合成路线如下，下列有关说法错误的是(　　)
A.X→Y的反应类型为加成反应
B.利用溴水可以鉴别物质Z与M
C.M分子中有3个手性碳原子
D.依据Y→Z的反应机理，可由丙酮与甲醛反应制取
答案　B
解析　X与通过加成反应生成Y，Y通过先加成、后消去反应生成Z，Z与CH3MgI反应，再酸化生成M。A项，据分析，X→Y的反应类型为加成反应，故A正确；B项，Z和M均有碳碳双键，与溴水发生加成反应使溴水褪色，不能鉴别两者，故B错误；C项，M分子中有3个手性碳原子:(“*”标示的碳原子)，故C正确；D项，丙酮与甲醛发生加成反应生成CH3COCH2CH2OH，再加热发生消去反应得到，故D正确。
2.以环戊烷和烃Q为原料经四步反应制备化合物，写出有关物质的结构简式(其他无机试剂任选)。
Q:________；中间产物①:________；中间产物②:________；中间产物③:________。
答案　CH3—C≡C—CH3　　　
解析　环戊烷与氯气在光照条件下生成，与NaOH的乙醇溶液共热，发生消去反应得到环戊烯、NaCl和H2O。环戊烯与2－丁炔发生反应生成，与溴发生加成反应生成。
3.已知:＋＋ROH。
设计由HO(CH2)7OH和乙醇为起始原料制备的合成路线_______________
______________________________(无机试剂、反应条件试剂任选)。
答案　HO(CH2)7OHOHC(CH2)5CHOHOOC(CH2)5COOH
H5C2OOC(CH2)5COOC2H5
解析　预利用HO(CH2)7OH和乙醇制备目标化合物，首先将HO(CH2)7OH与O2在Cu做催化剂的条件下发生催化氧化生成OHC(CH2)5CHO，随后将OHC(CH2)5CHO氧化为HOOC(CH2)5COOH以便后续的反应，然后利用HOOC(CH2)5COOH和乙醇的酯化反应生成对应的酯H5C2OOC(CH2)5COOC2H5，最后根据已知条件生成目标化合物。
4.已知:＋RX＋HX((R为烃基，X为卤素原子)。2－氨基苯乙醚()可用作燃料、香料、医药中间体。请设计以苯酚和乙醇为起始原料制备2－氨基苯乙醚的合成路线(无机试剂任选)。
答案　
解析　2－氨基苯乙醚()结构中的—NH2，可由硝基还原得到，而苯环上的CH3CH2O—可由苯酚与CH3CH2Br发生取代反应得到，而乙醇与HBr发生取代反应可以得到CH3CH2Br。
5.(2025·湖南卷节选)已知:
C与生成E的同时，有少量产物I生成，此时中间体H的结构简式是____________。
答案　
解析　根据题中的物质转化可知，与发生加成反应生成D，D脱去—Br和—OH上的氢转化为E的同时有少量产物I生成，由I的结构简式和已知信息中的物质转化可推知，中间体H为。
6.(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:
参考上述路线，设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______________
和________________。
答案　　
解析　结合题意可推出G的结构简式为。由生成X的反应条件可知，第一步反应为卤代烃的消去反应，反应物中的2个Br所连碳原子的邻位碳原子上均有H，消去后即得X(如图中生成物:)。X→Y的反应条件与G→H的相同，故X→Y发生类似G→H的溴代反应；根据最终产物中的位置可推断Y中—Br的位置，则Y的结构简式为。
能力提升
7.(2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如下:
已知:HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、
HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。
答案　
8.(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):
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)。
答案　
解析　运用逆合成分析法，结合题干中反应类型，倒推中间产物，确定合成路线:由发生类似已知氧化反应得到，可由发生类似E→F的反应得到，可由和CCl4、无水AlCl3发生类似D→E的反应得到。
9.(2025·浙江强基联盟联考节选)化合物G是一种合成降血压药物的中间体，其合成如下:
设计以苯酚和为原料制备的合成路线(无机试剂任选)_______________________________。
答案　
解析　对比原料和目标产物，利用A→B→C的反应机理，先让苯酚和发生取代反应得到，再在AlCl3作用下发生反应生成，然后羰基与H2在催化加氢得到，最后羟基发生消去反应即可得到目标产物，则合成路线为
。(共81张PPT)
大单元六　有机综合和实验综合
第一单元　有机综合
第73讲　有机合成及路线设计
1.掌握有机物间的转化关系及在有机合成中的作用；2.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。
复习要求
考点一　碳骨架的构建
考点二　官能团的引入与转化
目
录
CONTENTS
分层训练　提升考能
考点三　有机合成路线的设计与实施
考点一
碳骨架的构建
知识梳理
知能通关
1.碳链的增长
2.碳链的缩短
3.成环反应
取代
取代
加成
4.苯环上引入碳链
1.已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃:R—X+2Na+R'—X—→R—R' +2NaX。现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是(　　)
A.己烷 B.正丁烷
C.2，3-二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷
A
解析　CH3CH2Br与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成正丁烷和溴化钠；CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1发生反应能够生成2，3-二甲基丁烷和溴化钠；CH3CH2Br、CH3CHBrCH3与金属钠以物质的量之比为1∶1∶2发生反应能够生成2-甲基丁烷和溴化钠。
3.已知:
化合物H是一种医药中间体，其合成路线如图:
(1)分析上述流程，其中为构建碳骨架的步骤是________。
(2)写出下列指定步骤的转化的化学方程式
③_____________________________________________________________，
⑥_____________________________________________________________。
①③⑥
4.依据下面物质的转化，回答问题:
5.抗癌药物苯达莫司汀的部分合成路线如下:
E的分子式为C12H13N3O4，写出E的结构简式:__________________________。
考点二
官能团的引入与转化
知识梳理
知能通关
1.各类官能团的引入方法
官能团 引入方法
碳卤键 ①烃、酚的取代；
②不饱和烃与HX、X2(X代表卤素原子，下同)的加成；
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
官能团 引入方法
碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去；
②炔烃不完全加成；
③烷烃的裂化
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低聚糖或多糖水解可引入醛基；
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、羧酸盐的水解
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。
富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”，可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线:
小题对点过
回答下列问题:
(1)A→B引入的官能团是___________________。
(2)B→C的过程中官能团发生的变化是________________________________，
其反应类型属于__________。
(3)C→F的一系列变化中使官能团的数目________和位置________。
(4)其中构建碳骨架的步骤是________。
碳氯键(或氯原子)
消除了氯原子，引入了碳碳双键
消去反应
增加
改变
F→G
3.官能团的保护与恢复
HOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC—CH==CH—COOH
HO—CH2CH2—OH
2.设计方案以CH2==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
3.(2025·北京丰台二模)有机化合物K主要用作杀菌防腐剂，其合成路线如下(部分条件已省略)。
(1)设计①③目的是
____________________________________________。
(2)上述转化的反应类型分别是__________________
______________________。
保护酚羟基避免被高锰
酸钾氧化
①、③、④均为取代
反应，②为氧化反应
4.(2026·重庆巴蜀中学模拟节选)“逃离平面”的药物设计理念使得三维刚性结构的双环烷烃衍生物的研究逐渐兴起。双环丁烷类化合物K作为一种药物中间体，其合成路线如图。
(1)设计步骤A→B的目的为________________。
(2)写出E生成F的化学方程式:
________________________________________________________________。
保护酮羰基
考点三
有机合成路线的设计与实施
知识梳理
知能通关
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。
3.合成丹参醇的部分路线如下:
4.(2025·河北二模)一种以乙醛酸(OHCCOOH)为原料合成高分子的路线如图。
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2025·山东日照二模)有机物M的合成路线如下，下列有关说法错误的是(　　)
A.X→Y的反应类型为加成反应
B.利用溴水可以鉴别物质Z与M
C.M分子中有3个手性碳原子
B
Q:___________________；中间产物①:________；中间产物②:________；
中间产物③:__________。
CH3—C≡C—CH3
解析　预利用HO(CH2)7OH和乙醇制备目标化合物，首先将HO(CH2)7OH与O2在Cu做催化剂的条件下发生催化氧化生成OHC(CH2)5CHO，随后将OHC(CH2)5CHO氧化为HOOC(CH2)5COOH以便后续的反应，然后利用HOOC(CH2)5COOH和乙醇的酯化反应生成对应的酯H5C2OOC(CH2)5COOC2H5，最后根据已知条件生成目标化合物。
5.(2025·湖南卷节选)已知:
6.(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:
参考上述路线，设计如下转化。X和Y的结构简式分别为

___________________和____________________。
能力提升
7.(2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如下:
答案　
8.(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):
已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸，MCPBA氧化为酯:
9.(2025·浙江强基联盟联考节选)化合物G是一种合成降血压药物的中间体，其合成如下:
答案　
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