2024版大二轮高考化学题库：第二部分高考非选择题突破题型(四)有机物合成与推断综合题

题型（四）有机物合成与推断综合题命题视角一有机物的命名与有机反应方程式的书写（一）有机物的命名（1）弄清系统命名法中四种字的含义①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。②二、三、四……指相同取代基或官能团的个数（十及十以上还可表示碳原子数）。③1，2，3……指官能团或取代基的位置。④甲、乙、丙……指主链碳原子个数分别为1，2，3……（2）含苯环有机物的命名①苯环上有一个官能团时，如（溴苯）、（硝基苯）、（苯甲醛）、（苯甲酸）。②苯环上有多个官能团且相同时，命名时要添加官能团位置及数量，如(3)多官能团有机物的命名当分子中含有多种官能团时，首先要确定一个主官能团作母体，另一种官能团作取代基，若同时含有苯环、则苯与主官能团一起作为主体命名。如的名称为邻羟基苯甲酸或2－羟基苯甲酸(4－羟基苯甲醛或对羟基苯甲醛)(3－氯－5－硝基苯酚)。1．写出下列物质的名称。(1)(2022·河北卷)有机物B()的化学名称为_________________________________________________________________。(2)(2022·全国乙卷)有机物A()的化学名称为________。(3)(2021·全国乙卷)有机物A()的化学名称是________。(4)(2021·全国甲卷)有机物A()的化学名称是________。(5)(2020·全国卷Ⅰ)的化学名称是________。(6)(2020·全国卷Ⅲ)的化学名称是________。答案(1)3，4－二氯苯甲酸(2)3－氯－1－丙烯(3)2－氟甲苯(或邻氟甲苯)(4)间苯二酚(或1，3－苯二酚)(5)三氯乙烯(6)邻羟基苯甲醛(或2－羟基苯甲醛)2．写出下列有机物的名称。(1)__________________________________。(2)____________________________________。(3)_________________________________________。答案(1)2－氯丙酸(2)2－甲基－3－氯－1－丁烯(3)聚2－甲基丙烯酸甲酯(二)有机反应方程式的书写1．有机反应方程式的书写要求(1)反应箭头和配平：书写有机反应方程式时应注意反应物和产物之间用“→”连接，有机物用结构简式(或用键线式，但不能用分子式)表示，并遵循原子守恒进行配平。(2)反应条件：有机反应条件不同，所得产物不同。①如乙醇与浓硫酸混合，加热170℃生成乙烯，加热140℃生成乙醚。如溴乙烷与NaOH加热反应，在水溶液中生成乙醇，在乙醇溶液中生成乙烯。2．有机物与NaOH溶液反应方程式的书写常见官能团消耗NaOH的量见下表：[典例1]与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________。答案＋5NaOHeq\o(→,\s\up7(△))＋CH3COONa＋NaBr＋3H2O解析(1)先定消耗量1mol与NaOH溶液反应时消耗5molNaOH，同时生成1molNaBr、1molCH3COONa和1mol(2)再定H2O的量依据原子守恒(氧原子)确定H2O的化学计量数为3，则反应方程式为：＋5NaOHeq\o(→,\s\up7(△))＋CH3COONa＋NaBr＋3H2O3．写出下列反应的化学方程式。(1)(2022·辽宁卷)已知：在NaOH溶液中，苯酚与CH3OCH2Cl反应的化学方程式为____________________________________________________________________。(2)(2021·河北卷)E的结构简式为，E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。(3)(2021·湖北卷)以异烟醛()和乙醇为原料，制备抗结核杆菌药异烟肼的合成路线如下：eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂))Yeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(浓硫酸、△))eq\o(→,\s\up7(H2N—NH2·H2O))异烟肼写出生成Y的化学反应方程式_______________________________________________________________________________________________________。(4)(2021·海南卷)有机物D()与乙醇在酸性条件下发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________。(5)(2021·浙江1月选考)化合物C()eq\o(→,\s\up7(NaOH/C2H5OH),\s\do5(△))D(C4H6Cl2)的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)＋CH3OCH2Cl＋NaOH→＋NaCl＋H2O(2)＋3NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))＋CH3COONa＋2H2O(3)2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))2(4)＋C2H5OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋H2O(5)＋NaOHeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(△))＋NaCl＋H2O解析(1)由题给信息可知，酚羟基与发生取代反应得到产品和HCl，HCl与NaOH发生中和反应生成NaCl和水，故苯酚与CH3OCH2Cl发生反应的化学方程式为：＋CH3OCH2Cl＋NaOH→＋NaCl＋H2O。(2)E的结构中含有—COOH和酚酯()，故1molE能与3molNaOH发生反应。(3)由转化关系图可知Y为，故反应为异烟醛的氧化反应。(4)D分子结构中含有—COOH，能与乙醇发生酯化反应。(5)由C→D的反应条件可知该反应发生的是卤代烃的消去反应，依据C、D化学式的差异可知该反应只消去1个HCl分子，故D的结构简式为。4．芳香烃A经过如图所示的转化关系可制得树脂B与两种香料G、I，且知有机物E与D互为同分异构体。请回答下列问题：(1)A→B、A→C、C→E、D→A、D→F的反应类型分别为________、________、__________、________、________。(2)A的结构简式为________；G的结构简式为________。(3)写出下列反应的化学方程式：①C→A：_______________________________________________________________________________________________________________________________。②F与银氨溶液：________________________________________________________________________________________________________________。③D＋H→I：____________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)加聚反应加成反应取代反应(或水解反应)消去反应氧化反应(2)(3)①＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))＋NaBr＋H2O②＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up7(△))＋2Ag↓＋3NH3＋H2O③＋eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋H2O解析由图可知A发生加聚反应生成B[(C8H8)n]，故A的分子式为C8H8，其不饱和度为5，由于A为芳香烃，结合苯环的不饱和度为4，可知A分子侧链上含有一个碳碳双键，可推知A、B的结构简式分别为、；由D→F→H(连续氧化)，可知D为醇，F为醛，H为羧酸，所以D、F、H的结构简式分别为、、；由A与HBr发生加成反应生成C，C发生水解反应生成E可知，C为溴代烃，E为醇，由E与D互为同分异构体，可推知E的结构简式为，进一步可推知C、G的结构简式分别为、。命题视角二限定条件下同分异构体的书写与数目判断(一)同分异构体数目的判断1．“四法”速判同分异构体数目(1)识记法。熟记下列常考的同分异构体模型，有助于考生在考试中实现“秒答”。①只含一种化学环境的氢原子的分子均无同分异构体。如甲烷、乙烷、新戊烷(可看作CH4的四甲基取代物)、2，2，3，3－四甲基丁烷(可看作乙烷的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有一种。②丁烷、丁炔、丙基、丙醇均有2种不同结构。③戊烷、丁烯、戊炔均有3种不同结构。④丁基、C8H10(芳香烃)均有4种不同结构。⑤己烷、C7H8O(含苯环)均有5种不同结构。⑥戊基、C9H12(芳香烃)均有8种不同结构。(2)基元法：以烃基为基元，该烃基对应烷烃的一元取代物的同分异构体数目与烃基的同分异构体数目相等。(3)换元法：此法适用于确定烃的多元取代物的同分异构体数目。如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体(将H原子与Cl原子交换)；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷[C(CH3)4]的一氯代物也只有1种。(4)等效氢法：同一碳原子上的氢原子等效；同一碳原子上的甲基上的氢原子等效；位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。有几种等效氢，其一元取代物就有几种。2．一元取代物、二元取代物数目的判断(1)CH3CH2CH3的一氯代物有2种，二氯代物有4种。(2)C4H10的一氯代物有4种，二氯代物有9种，一氯一溴代物有12种。(3)甲苯的一氯代物有4种，甲苯苯环上的二氯代物有6种。3．含苯环同分异构体数目的判断(1)若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种。(2)若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种。(3)若苯环上连有—X、—X、—Y3个取代基，其结构有6种。(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z3个不同的取代基，其结构有10种。5．(1)(2022·广东卷)化合物Ⅵ()有多种同分异构体，其中含的结构有________种。(2)(2022·山东卷)有机物H()的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有________种。答案(1)2(2)6解析(1)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O，其同分异构体含有的有：和两种。(2)H的同分异构体仅含有—OCH2CH3和—NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6种。6．(2021·湖北卷改编)已知A为，则B()的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有________种(不考虑立体异构)。①属于A的同系物；②苯环上有4个取代基；③苯环上一氯代物只有一种。答案10解析B的结构简式为，根据①属于A的同系物，知含有3个酚羟基、1个羧基；根据②苯环上有4个取代基，知4个取代基分别为—OH、—OH、—OH、—C3H6COOH；根据③苯环上的一氯代物只有1种，知该同分异构体为或，又—C3H6COOH有5种，故满足条件的同分异构体有10种。7．(2021·山东卷)符合下列条件的A(C8H8O3)的同分异构体有________种。①含有酚羟基②不能发生银镜反应③含有四种化学环境的氢答案4解析A的同分异构体中满足：①含有酚羟基；②不能发生银镜反应，说明结构中不含醛基；③含有四种化学环境的氢，说明具有对称结构，则满足条件的结构有：、、、，共有4种。(二)限定条件下同分异构体的书写1．常见限定条件与结构关系2．书写技巧[典例2](1)邻甲基苯甲酸()的同分异构体中，满足下列条件的结构共有________种。①属于芳香族化合物②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜③能与NaOH溶液反应(2)上述结构中，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的为________(写结构简式)。答案(1)17(2)解题流程第一步根据限定条件确定基团和官能团，分子结构中含有苯环、酚羟基(—OH)和—CHO或含有苯环和甲酸酯()，将已知官能团或基团在苯环上排布。第二步若为(酚)—OH、—CHO，还剩余一个碳原子(“—CH2—”)，最后分别将“—CH2—”插入其中，图示如下：(数字表示“—CH2—”插入的位置)。若为—OOCH，插入“—CH2—”图示如下：第三步算总数，5＋5＋3＋4＝17。上述17种结构中，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构为。限定条件下同分异构体书写的思维流程8．(1)(2022·全国甲卷)化合物X是C()的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式________。(2)(2022·全国乙卷)在E()的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为__________种。a)含有一个苯环和三个甲基；b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为__________。答案(1)(2)10、解析(1)C()的分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为；(2)由E的结构简式知其分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基；能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3＋6＋1＝10种；上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6∶3∶2∶1的结构简式为、。9．(2022·湖南卷)是一种重要的化工原料，其同分异构体中能够发生银镜反应的有________种(考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式为________。答案5解析的同分异构体能发生银镜反应，说明该物质含有醛基，根据分子式C4H6O可得知，该物质还含有碳碳双键或者三元环，还要分析顺反异构，则符合条件的同分异构体有5种，它们分别是CH2=CHCH2CHO、(与后者互为顺反异构体)、(与前者互为顺反异构体)、和，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4∶1∶1的结构简式是。命题视角三有机物结构的推断(一)利用题给“已知”中的信息反应为突破口推断以信息反应为突破口进行推断其实是一个拓宽视野和“模仿”的过程，解题时首先应确定合成路线中哪一步反应是以信息反应为模型的，可通过对比特殊的反应条件进行确定，也可通过对比信息反应及合成路线中反应物和生成物的特殊官能团进行确定；然后分析信息反应中旧键的断裂和新键的形成，以及由此引起的官能团转化，将其迁移应用到合成路线中，即可推出物质的结构。10．(1)已知，则合成路线eq\o(→,\s\up7(CH3COOH),\s\do5(C2H5OH))W中，W的结构简式为________。(2)已知，则合成路线eq\o(→,\s\up7(CH3OH),\s\do5(Fe2O3/△))eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(CuCl2/△))中B的结构简式为________。(3)已知＋eq\o(→,\s\up7(H2SO4))＋H2O，则合成路线＋Eeq\o(→,\s\up7(H2SO4))中，E的结构简式为________。答案(1)(2)(3)(二)利用题给转化关系图推断有机物的结构在有机推断题中，经常遇到转化步骤中出现“有机物结构简式——字母代替的有机物(给出分子式)——有机物结构简式”。要求写出“字母代替的有机物(或者是有机试剂)”的结构简式。推断时要注意以下三点：①物质转化中的反应条件，如Aeq\o(→,\s\up7(O2/Cu),\s\do5(△))B，则推知A为醇，B为醛或酮。②物质转化中加入的物质，如Ceq\o(→,\s\up7(Ag(NH3)2OH),\s\do5(△))D，则推知C含有醛基()结构，D为羧酸(盐)。③然后根据转化前后(有时要分析、比较几步转化)有机物的结构及分子式的比较，写出“字母所代替的有机物(或者是有机试剂)”的结构简式。11．(1)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2，X的结构简式为。(2)有机物B的结构简式为。(3)实现D→E的转化中，加入的化合物X能发生银镜反应，X的结构简式为。(4)合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G，G的结构简式为。答案(1)(2)(3)(4)[典例3]以芳香烃X为原料合成Y的一种流程如图所示：已知Ⅰ.RCHO＋R1CH2CHO＋H2O；Ⅱ.CH3CH2COCH3＋CH3CHO；Ⅲ.CH2=CH2＋CH≡CHeq\o(→,\s\up7(催化剂))。请回答下列问题：(1)X的名称为________，C的结构简式为____________________。(2)反应⑥的反应类型为________。(3)B中官能团名称是________，X分子中最多有________个原子共平面。(4)D和E反应生成Y的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________。答案(1)1－苯基－1－丙烯(2)加成反应(3)羧基、碳碳双键17(4)＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))解析由反应1的产物结合信息Ⅱ可知X为，由反应2结合信息Ⅰ可知A的结构为，A发生银镜反应后再酸化生成B，则B为，B与溴水发生加成反应生成C，则C为；C再发生消去反应、酸化后生成D，则D为；D和E合成Y，根据信息Ⅲ可以推断E为。(1)的名称为1－苯基－1－丙烯；根据分析可知C的结构简式为；(2)反应⑥发生的是信息Ⅲ的反应，为加成反应；(3)B为，所含官能团为羧基、碳碳双键；根据苯环中12个原子共面，乙烯中6个原子共面、单键可以旋转，可知分子中最多有17个原子共平面；(4)和发生信息Ⅲ的反应，化学方程式为：＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))。合成路线中未知物质推断的思维模型12．有机高分子化合物H是制备药物的重要中间体，其一种合成方法如图：已知：①②③R1CHO＋R2CH2CHOeq\o(→,\s\up7(稀NaOH))＋H2O请回答下列问题：(1)A的化学名称为________，D中所含官能团的结构简式为________。(2)A与B所发生的反应类型为________，E生成F所需的试剂和反应条件是_____________________________________________________________。(3)G发生缩聚反应可生成H，写出该反应的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2－甲基－1，3－丁二烯或异戊二烯、—CHO(2)加成反应氯气、光照(3)eq\o(→,\s\up7(一定条件))＋(n－1)H2O解析木质纤维发酵后得到A()，A与B发生信息①中加成反应生成，可推知B为CH2=CHCHO，B发生信息②的反应生成C，C发生信息③的反应生成D，D中醛基被氧化为羧基生成E，结合F的结构简式可知，E中甲基与氯气发生取代反应生成F，故C为、D为、E为，由G的分子式可知，F发生卤代烃水解反应引入羟基而生成G，故G为，G发生缩聚反应生成高聚物H，H的结构简式为；(1)A的结构简式为，A的化学名称为：2－甲基－1，3－丁二烯或异戊二烯，D为，D中所含官能团的结构简式为：、—CHO；(2)A与B所发生的反应类型为加成反应，E生成F所需的试剂和反应条件是：氯气、光照；(3)G发生缩聚反应可生成H，该反应的化学方程式为：eq\o(→,\s\up7(一定条件))＋(n－1)H2O。13．吡唑类化合物G是一种重要的医用中间体，其合成路线如下：已知：Ⅰ.R1CHO＋R2CH2COOR3eq\o(→,\s\up7(碱),\s\do5(△))＋H2OⅡ.R1—CHO＋R2NH2eq\o(→,\s\up7(一定条件))R1CH=N—R2＋H2O(1)反应①所需试剂、条件分别是________；C的名称是________。(2)A→B的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________。(3)D中官能团的名称为________________________；测定E所含化学键和官能团的仪器是________。(4)D→E的反应类型为________；F的结构简式是________________________。答案(1)Cl2、光照乙酸甲酯(2)2＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2＋2H2O(3)碳碳双键、酯基红外光谱仪(4)加成反应解析(1)根据流程图分析可知，反应①所需试剂和条件分别是Cl2、光照；C的结构简式为CH3COOCH3，属于酯，名称为乙酸甲酯。(2)A→B的反应类型为催化氧化，发生反应的化学方程式为2C6H5CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2C6H5CHO＋2H2O。(3)根据D的结构简式，含有的官能团是碳碳双键、酯基；测定E所含化学键和官能团的仪器是红外光谱仪。(4)根据流程图分析，D→E的反应类型为加成反应；F的结构简式为。命题视角四有机合成路线的设计(一)成环有机物的合成路线设计1．有机合成路线的表达方法与要求(1)有机合成路线的表达方式Aeq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))Beq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))C……→D示例：由乙醇合成乙酸乙酯的合成路线为：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu/△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂、△))CH3COOHeq\o(→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\do5(浓H2SO4、△))CH3COOC2H5(2)设计路线的基本要求①步骤最简，即一步能完成就不能用两步，如乙烯变溴乙烷，应为乙烯与溴化氢加成得溴乙烷，不能为乙烯先变乙醇再变溴乙烷。②题目中明确给出的信息中的有机反应原理可以直接使用，高中化学教材上直接呈现的有机化学反应原理可以直接使用。如甲苯变苯甲酸，甲苯被酸性高锰酸钾溶液直接氧化，此设计最优，不宜设计为甲苯→→→→。③题目限定的有机物原料可以直接利用，未给出的则不能直接利用，如乙醇→乙酸乙酯，若原料给出只有乙醇，则应先由乙醇制备乙酸。2.常考的成环反应类型反应举例成环反应脱水反应(不属于基本有机反应类型)生成内酯二元酸与二元醇形成酯生成醚Diels－Alder反应二氯代烃与Na成环形成杂环化合物14．化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如下：已知：①RCHO＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))RCH=CHCHO＋H2O②写出用环戊烷和2－丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。答案解析根据已知②，环戊烷需要先转变成环戊烯，再与2－丁炔进行加成就可以连接两个碳链，再用Br2与碳链上双键加成即可。15．高分子化合物I为重要的化工原料。其合成路线如下：已知：①②R—Breq\o(→,\s\up7(HCN))R—CNeq\o(→,\s\up7(H＋/H2O))R—COOH参照上述合成路线，写出由1，3－丁二烯和乙烯为起始原料制备化合物的合成路线(无机试剂任选)。答案解析由已知可得，1，3－丁二烯与乙烯反应生成，与溴单质加成生成，与HCN取代生成，在酸性条件下水解生成。(二)利用题给信息与已学化学知识设计合成路线1．增长碳链的四种常用方法(1)醛、酮与HCN的加成反应可使碳链增加一个碳原子。(2)炔烃与HCN的加成反应可使碳链增加，一个碳原子。RC≡CHeq\o(→,\s\up7(HCN),\s\do5(催化剂))RCH=CHCNeq\o(→,\s\up7(H2O、H＋),\s\do5(△))RCH=CHCOOH(3)卤代烃与炔钠反应可使碳链增加2个或2个以上碳原子。如溴乙烷与丙炔钠的反应：CH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr。(4)醛与醛之间的羟醛缩合反应实际上是醛与醛的加成反应，醛基邻位碳原子上的氢原子(α—H)较活泼，能与另外一分子的醛基发生加成反应。如CH3CHO＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2．有机合成中官能团的保护(1)有机合成过程中，为了避免有些官能团发生变化，必须采取措施保护官能团，待反应完成后再使其复原。有时在引入多种官能团时，需要选择恰当的顺序保护特定官能团。例如，同时引入酚羟基和硝基时，由于酚羟基具有强还原性，而硝基的引入使用了强氧化剂硝酸，故需先硝化，再引入酚羟基。(2)实例被保护的官能团被保护官能团的性质保护方法酚羟基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化用碘甲烷先转化为苯甲醚，最后再用氢碘酸酸化重新转化为酚：氨基易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化用(CH3CO)2O将—NH2转化为酰胺，最后再水解转化为—NH2碳碳双键易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化用氯化氢先与碳碳双键加成转化为氯代物，最后用NaOH醇溶液通过消去反应，重新转化为碳碳双键[典例4]已知：＋R2CH2COOHeq\o(→,\s\up7((CH3CO)2O),\s\do5(CH3COONa，△))(R1＝芳基)W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物。设计由2，4－二氯甲苯()和对三氟甲基苯乙酸()制备W的合成路线：__________________________________________________________________________________________________________。(无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选)答案解析(1)对比W和初始原料的分子结构差异：(2)结合已知信息反应，逆向推理合成W的条件：(初始原料)和，需要设计转化为，结合有机物转化知识，与Cl2在光照下发生取代反应生成，再水解生成，最后催化氧化生成，据此写出合成路线。依据题给信息设计合成路线的思维流程16．(2022·海南卷)已知：设计以为原料合成的合成路线。(其他试剂任选)。答案解析已知eq\o(→,\s\up7(碱),\s\do5(△))＋CO2，则以为原料合成时，可以先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成，再依次与熔融NaOH、HCl反应生成，再与CH3COCl发生取代反应生成，氧化可得到，再与AlCl3反应得到。17．(2022·河北卷)已知：W是一种姜黄素类似物，以香兰素()和环己烯()为原料，设计合成W的路线____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。答案解析根据题给信息，目标物质W可由2个与1个合成，故设计合成路线如下：。(三)截取流程中的“片段”设计合成路线[典例5]有机物G是合成免疫抑制剂药物霉酚酸的中间体，可由如下路径合成得到：已知：直接与苯环相连的卤素原子难与NaOH溶液发生取代反应。参考上述合成路线，设计以、HCHO为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。___________________________________________________________________________________________________________________________________答案eq\o(→,\s\up7(HCHO/HCl))eq\o(→,\s\up7(①NaOH水溶液/△),\s\do5(②H＋))(先酯化后除去溴原子也可)解析第一步：分析目标有机物与原料的结构及差异物质结构简式结构1结构2结构3结构4目标有机物羟基—OH苯环亚甲基—CH2—甲酸酯基HCOO—原料1羟基—OH苯环2个溴原子—Br原料2HCHO醛基—CHO差异目标有机物比原料1少2个溴原子，多了侧链—CH2OOCH(位于羟基的邻位)第二步：从表中分析来看，目标有机物中的结构1与结构2在原料1中都存在，因此不需要转变。目标有机物中的结构3和结构4合起为—CH2OOCH，即为酯类，因此需要用HCOOH与—CH2OH反应得到。分析原料可知，HCOOH可由HCHO经氧化得到。而—CH2OH可由—CH2Cl经水解得到，因此如何引入—CH2Cl是关键，此基团可由—CH3通过氯代得到，但根据已学的知识在苯环上引入一个—CH3无法实现，此时需要从流程图中寻找解题信息，通过截取流程片段，模仿片段中物质的变化，找到相似点，完成陌生官能团及碳骨架的变化。流程中“D→E”的变化中引入了—CH2Cl，问题得以解决。目标有机物中没有溴原子，即原料1中苯环上连有溴原子，因此需要想办法去掉，回忆所学知识，无法从苯环上去掉溴原子，故从流程中“C→D”的变化来实现这一要求。第三步：由第二步的分析可知，有3个顺序需要确定，一是引入—CH2Cl，二是除去溴原子，三是酯化反应。从有机物G的合成路线中C→E看，会误认为可以先除去溴原子，再引入—CH2Cl，出现这样的错误是由于没有弄清反应的原理，D物质中—OH的邻、对位已部分被其他基团占据，故再引入—CH2Cl，不会出现大量副产物，而若先除去中溴原子，则得到，此时再引入—CH2Cl，会产生大量的副产物，故应引入—CH2Cl之后再除去溴原子。由题给信息知在引入—CH2Cl之后，可在NaOH溶液中水解(此时苯环上的溴原子不水解)，使—CH2Cl转变为—CH2OH，再进行酯化反应和除去溴原子即可。利用流程中的“流程片段”设计合成路线的思维流程18．(2022·湖南卷)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：已知：①；②参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线(无机试剂任选)。______________________________________________________________________________________________________________________________答案解析结合G→I的转化过程可知，可先将转化为，再使和反应生成，并最终转化为。19．化合物G是重要的药物中间体，以有机物A为原料制备G，其合成路线如下：参考上述合成线路，写出以1－丙醇、丙二酸二甲酯(CH3OOCCH2COOCH3)、尿素[CO(NH2)2]为起始原料制备的合成线路______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(其他试剂任选)。答案CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr),\s\do5(催化剂，△))CH3CHBrCH3eq\o(→,\s\up7(CH3OOCCH2COOCH3))eq\o(→,\s\up7(1)CO(NH2)2),\s\do5(2）HCl))解析参考流程信息知，可得CH3CH2CH2OH转化为CH3CHBrCH3，再与CH3OOCCH2COOCH3发生取代反应生成，接着与尿素发生取代反应得到目标产物，合成路线见答案。1．(2022·广东卷)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。(1)化合物Ⅰ的分子式为__________，其环上的取代基是__________(写名称)。(2)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ′的形式存在。根据Ⅱ′的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型①—CH=CH—H2—CH2—CH2—加成反应②氧化反应③(3)化合物Ⅳ能溶于水，其原因是____________________________________________(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1molⅣ与1mol化合物a反应得到2molⅤ，则化合物a为________。(5)化合物Ⅵ有多种同分异构体，其中含结构的有______种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为__________。(6)选用含二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)。答案(1)C5H4O2醛基(2)②—CHOO2—COOH③—COOHCH3OH—COOCH3酯化反应(或取代反应)(合理即可)(3)Ⅳ中羟基能与水分子形成分子间氢键(4)乙烯(5)2(6)解析(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知，其分子式为C5H4O2。(2)②化合物Ⅱ′中含有的—CHO可以被氧化为－COOH；③化合物Ⅱ′中含有—COOH，可与含有羟基的物质(如甲醇)发生酯化反应生成酯。(3)化合物Ⅳ中含有羟基，能与水分子形成分子间氢键，使其能溶于水。(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1molⅣ与1mola反应得到2molⅤ，则a的分子式为C2H4，为乙烯。(5)化合物Ⅵ的分子式为C3H6O，其同分异构体中含有，则符合条件的同分异构体有和，共2种，其中核磁共振氢谱中只有一组峰的结构简式为。(6)根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→Ⅴ的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物。2．(2022·广东省实验中学三模)药物中间体G的一种合成路线如下图所示：回答下列问题：(1)A中官能团的名称为____________，A与H2加成得到的物质的名称为____________，由A生成B的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________。(2)关于B、C、D的下列说法错误的是_____________________。A．B具有顺反异构体B．C分子结构中共平面的原子最多有4个C．D分子中不存在手性碳原子(注：连有四个不同的原子或基团的碳)D．由B生成D的反应类型为加成反应(3)试剂X的结构简式为____________。(4)G分子脱去2个H原子得到有机物Y，Y的同分异构体中，含有苯环及苯环上含两个及两个以上取代基的共有________种，其中含三个取代基且核磁共振氢谱显示四组峰的是____________(任写一种的结构简式)。(5)根据上述路线中的相关知识，以和为主要原料设计合成，写出合成路线____________________________________________________。答案(1)羧基、碳碳双键1，4－丁二酸＋2CH3OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O(2)BC(3)(4)15(5)eq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))解析(1)由A的结构简式可知，该有机物中含有羧基、碳碳双键两种官能团；A中碳碳双键可以与氢气发生加成得到1，4－丁二酸；A与甲醇发生酯化反应，反应方程式为＋2CH3OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O；(2)A.B中碳碳双键的每个碳原子连接不同的原子(团)，存在顺反异构，A项正确；B.C分子中含一个碳碳双键，由乙烯的平面结构可知C分子中共面的原子最少为6个，B项错误；C.D分子中与—COOCH3连接的2个碳原子为手性碳，C项错误；D.由B、C、D的分子式分别为C6H8O4、C4H6、C10H14O4，由此可知该反应为碳碳双键与开环的加成反应，D项正确；(3)由分析可知，对比E和F的结构变化可以得出E脱2个—OH，试剂X脱掉—NH2上的2个H，所以试剂X为；(4)G有3个不饱和度，去掉2个H不饱和度为4，苯环含4个不饱和度，则题中所述的同分异构体含一个苯环、2个饱和碳、1个饱和N；含有苯环和两个取代基，组合一，—NH2与—CH2CH3，组合二，—CH3与—CH2NH2，组合三，—CH3与—NHCH3，结合苯环上二元取代位置异构有3种，所以含有苯环和两个取代基的同分异构体共9种；含有苯环和三个取代基，三个取代基为2个甲基，1个—NH2，共6种，分别是2个甲基在邻位有2种，2个甲基在间位有3种，2个甲基在对位有1种，共15种；其中核磁共振氢谱显示四组峰的是(任答一种)；(5)由和合成，逆向分析：含醚键，可由合成，由水解得到，由得到，由1，3－丁二烯与氯气发生1，4－加成得到，由此得出合成路线。1．(2022·邯郸二模)由烯烃A制备聚合物G的合成路线如图(部分条件略去)：已知：，R—C≡Neq\o(→,\s\up7(iNaOH),\s\do5(iiHCl))R—COOH(1)A的名称为________。(2)E的结构简式为________，F中含氧官能团名称是________。(3)A→B的反应类型为________。(4)B→C的化学方程式为____________________________________________。(5)H是F的同分异构体，满足下列条件的H共有________种，其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式是________(写出一种即可)。①含有饱和六元碳环；②能发生水解反应；③能发生银镜反应(6)为了增加聚合物G的强度，可以进行硫化，其原因是_____________________________________________________________。(7)根据题目所给信息，设计以乙烯为原料制备丁二酸二乙酯的合成路线(其它无机试剂任选)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)丙烯(2)羧基、羟基(3)取代反应(4)CH2=CHCH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH2=CHCH2OH＋NaCl(5)6或或(6)G是一种含有碳碳双键的线型高分子，一定条件下，分子中的碳碳双键打开与硫化剂加成可转变为三维网状结构(7)CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Cl2))CH2Cl—CH2Cleq\o(→,\s\up7(NaCN))解析由逆推法，F发生缩聚反应生成G，则F为，由反应条件可知E发生已知信息生成F，则E为，C发生已知信息反应生成D为，B发生卤代烃的水解反应生成C，B为，A为烯烃，则发生取代反应生成B，A为；(1)分析可知，A为，名称为丙烯；(2)分析可知，E的结构简式为；F为，F中含氧官能团名称是羧基、羟基；(3)A为，A发生取代反应生成B为，A→B的反应类型为取代反应；(4)B为，B发生卤代烃的水解反应生成C，B→C的化学方程式为CH2=CHCH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH2=CHCH2OH＋NaCl；(5)F为，H是F的同分异构体，满足条件①含有饱和六元碳环；②能发生水解反应说明含有酯基；③能发生银镜反应说明含有醛基，、、、共有6种；其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式是或或；(6)为了增加聚合物G的强度，可以进行硫化，其原因是：G是一种含有碳碳双键的线型高分子，一定条件下，分子中的碳碳双键打开与硫化剂加成可转变为三维网状结构；(7)乙烯和氯气发生加成反应得到1，2－二氯乙烷，与NaCN发生取代反应生成NC—CH2—CH2—CN，再经流程E到F的反应得到HOOC—CH2—CH2—COOH，乙烯和水发生加成反应得到乙醇，乙醇和丁二酸发生酯化反应制备丁二酸二乙酯，合成路线：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Cl2))CH2Cl—CH2Cleq\o(→,\s\up7(NaCN))2．(2021·广东卷)天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略，Ph表示—C6H5)：已知：(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有________(写名称)。(2)反应①的方程式可表示为Ⅰ＋Ⅱ=Ⅲ＋Z，化合物Z的分子式为________。(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，其结构简式为____________________。(4)反应②③④中属于还原反应的有________，属于加成反应的有________。(5)化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有________种，写出其中任意一种的结构简式：________________。条件：a)能与NaHCO3反应；b)最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c)能与3倍物质的量的Na发生放出H2的反应；d)核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；e)不含手性碳原子(手性碳原子是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。(6)根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线：________________________(不需注明反应条件)。答案(1)酚羟基、醛基(2)C18H15PO(3)(4)②②④(5)10(6)eq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O))eq\o(→,\s\up7(催化剂))解析(1)化合物Ⅰ的结构简式为，其含氧官能团为酚羟基、醛基。(2)反应①中的断键情况为，因此化合物Z的组成为Ph3P=O，则Z的分子式为C18H15PO。(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，说明含有醛基，对比化合物Ⅲ和反应②的产物，再结合Ⅳ的分子式，可知Ⅳ的结构简式为。(4)反应②为与氢气发生的加成反应，也是还原反应；反应③为上的酚羟基被氧化为羰基，所以反应③为氧化反应；反应④为加成反应。(5)该同分异构体为芳香族化合物，说明含有苯环；该同分异构体能与NaHCO3反应，说明含有—COOH；该同分异构体最多能与2倍物质的量的NaOH反应，能与3倍物质的量的Na反应，根据Ⅵ分子中含有4个氧原子，说明除含有1个羧基外，还含有1个酚羟基、1个醇羟基；核磁共振氢谱确定有6个化学环境相同的氢原子，说明含有两个对称的甲基；不含有手性碳原子，则该取代基只能为，所以该同分异构体含有3种取代基，分别为、—COOH、酚羟基，采用“定二移一法”，有以下几种位置：、，故共有10种同分异构体。(6)由目标产物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一种原料(苯酚的同系物)为，合成时需要在苯环的碳原子上引入2个醚键。结合“已知”反应，在中引入第一个醚键，得到中间产物，引入第二个醚键，则可利用题给路线中反应④的原理，在催化剂作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路线为eq\o(→,\s\up7(HOCH2CH2Cl),\s\do5(一定条件))eq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O))eq\o(→,\s\up7(催化剂))。3．(2022·广州六中三模)诺奖得主利斯特利用多种有机小分子代替金属进行“不对称催化”。例如脯氨酸就具有催化高效，低价绿色的特点。由丙氨酸()、脯氨酸()等试剂合成某高血压治疗药物前体F，其合成路线图如下：eq\o(→,\s\up7(CH3CH2OH),\s\do5(浓硫酸，△②))eq\o(→,\s\up7(丙氨酸),\s\do5(a.吡啶b．H＋③))eq\o(→,\s\up7(E),\s\do5(DCC(脱水剂)④))(1)化合物B中含有的官能团名称为________。(2)反应②的反应类型是________；反应③的化学方程式为_______________________________________________________________。(3)化合物E是脯氨酸与某醇反应的产物，则E的结构简式为________，它含有________个手性碳原子。(4)化合物A有多种同分异构体，其中属于酸，且苯环上有两个取代基的共有________种(不考虑立体异构)。其中同时满足下列条件的结构简式为________(不考虑立体异构)。①羧基直接与苯环相连；②苯环上的核磁共振氢谱为2组峰；③含有2个甲基(5)结合以上合成路线信息，请设计以乙醇、乙二醇和甘氨酸(H2N—CH2—COOH)为原料，合成聚酯类高分子有机物()的合成路线：_____________________________________________________________________________________________________________(其他试剂任选)。答案(1)碳溴键、羧基(2)酯化反应(或取代反应)＋(3)1(4)15(5)CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(KMnO4/H＋))CH3COOHeq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(少量磷单质))BrCH2COOHeq\o(→,\s\up7(甘氨酸),\s\do5(a.吡啶b．H＋))HOOCCH2NHCH2COOHeq\o(→,\s\up7(乙二醇),\s\do5(浓硫酸/△))解析由有机物的转化关系可知，在少量磷单质作用下与溴发生取代反应生成，则A为、B为；在浓硫酸作用下，B与乙醇共热发生酯化反应生成C，C在吡啶和酸性条件下与丙氨酸发生取代反应生成D；在DCC作用下D与E()发生取代反应生成F。(1)由分析可知，化合物B的结构简式为，官能团为碳溴键、羧基；(2)反应②为在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成和水，酯化反应属于取代反应；反应③为在吡啶和酸性条件下与丙氨酸发生取代反应生成D和溴化氢，反应的化学方程式为＋；(3)由分析可知，E的结构简式为，分子中含有1个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子；(4)A的同分异构体属于酸，且苯环上有两个取代基，则两个取代基可能为—COOH和—CH2CH2CH3、或—COOH和、或—CH2COOH和—CH2CH3、或—CH2CH2COOH和—CH3、或和—CH3，每组取代基在苯环上都有邻间对三种位置关系，所以符合条件的同分异构体共有5×3＝15种；其中符合羧基直接与苯环相连，苯环上的核磁共振氢谱为2组峰，含有2个甲基的结构简式为；(5)由以上合成路线信息可知，以乙醇、乙二醇和甘氨酸为原料合成聚酯类高分子有机物的合成步骤为乙醇与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成乙酸，乙酸在少量磷单质作用下与溴发生取代反应生成BrCH2COOH，BrCH2COOH在吡啶、酸性条件下与甘氨酸发生取代反应生成HOOCCH2NHCH2COOH，在浓硫酸作用下，HOOCCH2NHCH2COOH与乙二醇共热发生缩聚反应生成,合成路线为CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(KMnO4/H＋))CH3COOHeq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(少量磷单质))BrCH2COOHeq\o(→,\s\up7(甘氨酸),\s\do5(a.吡啶b．H＋))HOOCCH2NHCH2COOHeq\o(→,\s\up7(乙二醇),\s\do5(浓硫酸/△))。4．(2022·珠海二中第四次考试)光刻胶是芯片制造中必不可少的一种光敏材料，以下是以芳香烃A和乙炔为原料合成某光刻胶J()的一种路线图。已知：①eq\o(→,\s\up7(－H2O))RCHO②RCHO＋R1CH2CHOeq\o(→,\s\up7(OH－),\s\do5(△))(R、R1为烃基或氢原子)回答下列问题：(1)A的名称是________，A→B的反应类型是________。(2)E中不含氧原子的官能团名称是________，J的分子式是________。(3)D→E反应的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________。(4)G是不饱和酯，生成G时C2H2发生了加成反应，则X的结构简式为________。(5)符合下列条件D的同分异构体共有________种。其中核磁共振氢谱图中有4组峰的结构简式为________。①遇FeCl3溶液显紫色；②分子中有5个碳原子在一条直线上。(6)设计以乙醇为原料制备1－丁醇的合成路线(无机试剂任选)______________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)甲苯取代反应(2)碳碳双键(C11H10O2)n(3)2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))2(4)CH3COOH(5)5(6)CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu/△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH－),\s\do5(△))CH3CH=CHCHOeq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Ni/△))CH3CH2CH2CH2OH解析E和SOCl2反应生成F，根据F逆推，可知E的结构简式为；D氧化为E，D为；C和乙醛反应生成D，根据信息②，可知C是，结合信息①可知B是、A是；根据H的分子式以及I的结构简式，逆推可知H为、G是CH3COOCH=CH2；X为CH3COOH。(1)A是，A的名称是甲苯，A→B是甲苯苯环上的2个H原子被2个Cl原子代替，反应类型是取代反应；(2)E的结构简式为，不含氧原子的官能团名称是碳碳双键；根据J的结构简式，可知J的分子式是(C11H10O2)n。(3)D→E是氧化为，反应的化学方程式是2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))2；(4)G是CH3COOCH=CH2，C2H2和X发生加成反应生成CH3COOCH=CH2，则X的结构简式为CH3COOH；(5)①遇FeCl3溶液显紫色，说明含有酚羟基；②分子中有5个碳原子在一条直线上，说明含有碳碳三键；符合条件的同分异构体有、、、、，共5种，其中核磁共振氢谱图中有4组峰的结构简式为。(6)乙醇氧化为乙醛，2分子乙醛在碱性条件下生成CH3—CH=CH—CHO，CH3—CH=CH—CHO和氢气发生加成反应生成1－丁醇，合成路线为CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu/△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH－),\s\do5(△))CH3CH=CHCHOeq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Ni/△))CH3CH2CH2CH2OH。5．(2022·广州三校三模)药物瑞德西韦是一种核苷类似物，具有抗病毒活性。制备该药物的中间体的合成路线如图：已知：①R—OHeq\o(→,\s\up7(SOCl2，催化剂),\s\do5(△))R—Cl②H3PO4结构简式：③(1)M的名称为________。I中官能团的名称为________。(2)G→H的反应类型为________________。(3)J＋F→K的化学方程式为______________________________________