第31讲　有机合成与推断-2025年高考化学全国一轮

第31讲有机合成与推断备考导航复习目标掌握有机合成的基本思路熟记网络课前思考问题1有机合成的原则是什么？【答案】①原料要廉价、易得、无毒(或低毒)，原理正确；②路线简捷，便于操作，条件适宜；③要按照一定的顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应；④产品要易于分离，产率高。问题2可用乙烯合成乙二酸乙二酯()，设计合成路线，无机试剂任用【答案】1.(2023·广东卷)室温下可见光催化合成技术，对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等，合成化合物ⅶ的路线如图(加料顺序、反应条件略)：(1)化合物ⅰ的分子式为________。化合物x为ⅰ的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为________(写一种)，其名称为__________________。(2)反应②中，化合物ⅲ与无色无味气体y反应，生成化合物Ⅳ，原子利用率为100%。y为________。(3)根据化合物Ⅴ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a________________________消去反应b________________________氧化反应(生成有机产物)(4)关于反应⑤的说法不正确的有________(填字母)。A.反应过程中，有C—I和H—O断裂B.反应过程中，有C=O双键和C—O单键形成C.反应物ⅰ中，氧原子采取sp3杂化，并且存在手性碳原子D.CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键(5)以苯、乙烯和CO为含碳原料，利用反应③和⑤的原理，合成化合物ⅷ()。基于你设计的合成路线，回答下列问题：(a)最后一步反应中，有机反应物为__________________________(写结构简式)。(b)相关步骤涉及烯烃制醇反应，其化学方程式为。(c)从苯出发，第一步的化学方程式为__________________________(注明反应条件)。【答案】(1)C5H10O[或或]3－戊酮(或2,2－二甲基丙醛或3,3－甲基氧杂环丁烷)(2)O2(3)a.浓硫酸、加热 B.O2、Cu、加热(4)CD(5)(a)、CH3CH2OH(b)CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do7(加热、加压))CH3CH2OH(c)【解析】环己醇和HBr发生取代反应生成，乙烯发生氧化反应生成环氧乙烷，环氧乙烷和发生开环取代反应生成ⅴ，ⅴ发生取代反应生成ⅵ，ⅵ和ⅰ、CO反应生成ⅶ。(5)乙烯和水发生加成反应生成乙醇，苯和液溴发生取代反应生成溴苯，乙烯发生氧化反应生成环氧乙烷，环氧乙烷和溴苯发生类似反应③的反应得到，苯乙醇和HI发生取代反应生成，和CO、乙醇发生类似反应⑤的反应，生成化合物ⅷ。2.(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1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，制备高分子聚合物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—CHO新制氢氧化铜(或银氨溶液)—COONa或(—COONH4)③—COOH醇R—OH(如：CH3OH、CH3CH2OH等)—COOR酯化反应(或取代反应)(3)Ⅳ中羧基能和水分子间形成氢键(4)CH2=CH2(5)2CH3COCH3(6)考点1有机推断与有机合成知识梳理有机合成设计的基本思路常规的有机合成路线：1.一元合成路线：R—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(HX),\s\do7(一定条件))卤代烃eq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do7(△))一元醇→一元醛→一元羧酸→酯2.二元合成路线：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(X2))XCH2—CH2Xeq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do7(△))二元醇→二元醛→二元羧酸→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(链酯,环酯,高聚酯))3.芳香族化合物合成路线：有机合成中碳骨架的构建1.碳链增长的反应类型举例说明(1)醛、酮与HCN加成碳链增加1个碳原子(2)醛、酮与格氏试剂(RMgX)加成先加成后水解(3)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α－H)α－H、α－C的加成反应(4)苯环上的烷基化反应取代反应(5)卤代烃与活泼金属反应2CH3Cl＋2Na→CH3—CH3＋2NaClClCH2CH2CH2Cl＋2Na→△＋2NaCl可成链也可成环(6)炔烃加成反应2CH≡CH→CH2=CH—C≡CH—(7)卤代烃取代反应R—Cleq\o(→,\s\up7(HCN))R—CNeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do7(H2O))R—COOH增加1个羧基2.碳链缩短的反应类型举例烷烃的裂化反应C18H38eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do7(△))C10H22＋C8H16羧酸盐的脱羧反应苯的同系物的氧化反应烯烃的氧化反应3.成环反应类型举例成醚反应成酯反应羟醛缩合反应α－H取代反应Diels-Alder反应二氯代烃与Na成环形成杂环化合物官能团的引入与转化1.官能团的引入(1)引入双键①卤代烃的消去：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do7(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O②醇的消去：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do7(170℃))CH2CH2↑＋H2O③炔烃的不完全加成：HC≡CH＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do7(△))CH2=CHCl(2)引入卤素原子①烷烃或苯及其同系物的卤代a.CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HCl(生成的卤代烃可以继续卤代)b．＋Br2eq\o(→,\s\up7(FeBr3))＋HBr↑c.＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH2Cl＋HCld.CH2=CHCH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(500～600℃))CH2=CHCH2Cl＋HCl②不饱和烃与HX、X2的加成：CH2=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Br③醇与氢卤酸的取代：CH3CH2OH＋HBreq\o(→,\s\up7(△))CH3CH2Br＋H2O(3)引入羟基①烯烃与水的加成：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do7(加热、加压))CH3CH2OH②醛(酮)的加成：③卤代烃的水解：R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do7(△))ROH＋NaX④酯的水解：RCOOR′＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))RCOONa＋R′OH(4)引入羧基①醛的氧化：2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do7(△))2CH3COOH②酯的水解：CH3COOC2H5＋H2Oeq\o(,\s\up7(H＋),\s\do7(△))CH3COOH＋C2H5OH③烯烃的氧化：R—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(KMnO4H＋))RCOOH＋CO2↑④苯的同系物的氧化：2.官能团的消除官能团常用方法双键或三键加成反应、氧化反应羟基消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应醛基还原(或加成)反应、氧化反应酯基水解反应—X水解反应、消去反应3.官能团的保护被保护的官能团被保护的官能团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①NaOH溶液与酚羟基反应，先转化为酚钠，最后再酸化重新转化为酚羟基：②用碘甲烷先将酚羟基转化为苯甲醚，最后再用氢碘酸酸化重新转化为酚：氨基用醋酸酐先转化为酰胺，再水解重新转化为氨基：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，最后再用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键：HOCH2CH=CHCH2OHeq\o(→,\s\up7(HCl))HOCH2CH2CHClCH2OHeq\o(→,\s\up7(KMnO4/H＋))醛基易被氧化醛基保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)：解疑释惑57苯环上引入基团的方法①卤代：X2、铁屑(或FeX3)②硝化反应：浓硝酸、浓硫酸、加热③磺化反应：浓硫酸、加热④先卤代再水解⑤烃基氧化⑥先硝化再还原[及时巩固](1)根据的结构特征，预测其可能的化学性质。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a____________________________反应b______________________________反应c____________________________反应【答案】(1)a.溴水加成b.NaOH水溶液、加热水解c.NaOH醇溶液、加热消去(2)根据的结构特征，预测其可能的化学性质。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a______________________________反应b______________________________反应c______________________________反应d______________________________反应e______________________________反应【答案】(2)a.溴水、FeBr3取代b.H2加成c.浓硫酸、加热消去d.HBr、加热取代e.Na置换(3)根据的结构特征，预测其可能的化学性质。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a______________________________反应b______________________________反应c______________________________反应d______________________________反应【答案】(3)a.H2加成b.O2、Cu、加热氧化c.乙酸、浓硫酸、加热取代d.银氨溶液、加热氧化(4)根据的结构特征，预测其可能的化学性质。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a______________________________反应b______________________________反应c______________________________反应【答案】(4)a.乙醇、浓硫酸、加热取代b.稀硫酸、加热取代c.NaOH溶液、加热取代(5)根据的结构特征，预测其可能的化学性质。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a______________________________反应b______________________________反应【答案】(5)a.Fe、HCl还原b.KMnO4酸性溶液氧化(2023·广东四校联考)布洛芬在抗击疫情中发挥了重要作用。将布洛芬嫁接到高分子基体E上，可制得一种缓释布洛芬M，合成路线如图：已知：CH3CHOeq\o(→,\s\up7(CH3CHO),\s\do7(OH－、△))CH3CH=CHCHO(1)A能够发生银镜反应，A的名称为____________。布洛芬的官能团名称为____________。(2)C分子中碳原子的杂化类型为____________。(3)下列有关物质的说法正确的有________(填字母)。A.物质B存在顺反异构 B.物质B与物质A互为同系物C.1molB最多可以和2molH2发生加成反应 D.D生成E的反应类型是缩聚反应(4)M在人体中可以水解，缓慢释放出布洛芬。若1molM完全水解，消耗水的物质的量为________mol。(5)布洛芬的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式(任写一种)：________________________。(ⅰ)分子中含有苯环；(ⅱ)能与NaHCO3溶液反应放出气体；(ⅲ)分子中只有4种不同化学环境的氢原子。(6)根据信息和所学知识，完成一条由A和苯甲醛为原料制备的合成路线(其他试剂任选，可不注明反应条件)。【答案】(1)丙醛羧基(2)sp2、sp3(3)C(4)2n(5)或(6)eq\o(→,\s\up7(CH3CH2CHO),\s\do7(OH－、△))eq\o(→,\s\up7(HCl))eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(1.NaOH溶液、△),\s\do7(2.酸化))【解析】A的分子式为C3H6O，能发生银镜反应，分子中含有—CHO，A为丙醛CH3CH2CHO；根据已知反应，CH3CH2CHO和HCHO在OH－、加热条件下生成B，B被氧化生成C()，C与发生酯化反应生成D()，D发生加聚反应生成E()，布洛芬的分子式为C13H18O2，结构简式为，E和布洛芬反应生成产品。(3)B的结构简式为，碳碳双键一端的碳原子连接2个氢原子，所以不存在顺反异构，A错误；B中的官能团是碳碳双键和醛基，A中的官能团是醛基，二者不互为同系物，B错误；碳碳双键和醛基都可以与氢气反应，所以1molB最多可以和2molH2发生加成反应，C正确；D生成E的反应类型是加聚反应，D错误。(5)布洛芬的一种同分异构体能与NaHCO3溶液反应放出气体，说明存在羧基；分子中只有4种不同化学环境的氢原子，且含有苯环，说明该同分异构体高度对称，则符合要求的有：或。(2023·广州五校开学联考)化合物Ⅰ是一种治疗抑郁症的药物，一种合成路线如下。回答下列问题：(1)A的名称为________，C中官能团有________种。(2)B→C反应的化学方程式为。(3)C→D的反应类型为______________，G的结构简式为________。(4)M的分子式为C7H6O3，则M的结构简式为______________，则M的同分异构体中，满足下列条件的有________种。①遇FeCl3溶液发生显色反应；②只含一个环状结构；③1mol该有机物与足量金属钠反应生成1molH2。(5)已知ⅰ.R1CH=CHR2eq\o(→,\s\up7(①O3),\s\do7(②Zn，H2O))R1CHO＋R2CHO；ⅱ.根据相关信息，写出以为主要原料制备M的合成路线。【答案】(1)对氟苯甲醛3(2)＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do7(△))＋H2O(3)加成反应(4)9(5)eq\o(→,\s\up7(①O3),\s\do7(②Zn，H2O))eq\o(→,\s\up7(H2O2),\s\do7(乙酸))eq\o(→,\s\up7(①NaOH),\s\do7(②H＋))【解析】由已知ⅰ可知A分子中含有—CHO，结合A的分子式和E的结构可知A含有苯环且苯环上连接1个氟原子，并且氟原子和醛基处于对位，可以确定A为；根据已知ⅰ中的反应可得B为；B与乙醇在浓硫酸条件下共热时发生酯化反应生成C，故C为；根据已知ⅰ可知C与C2H5OOCCH2CN发生加成反应生成D为，由物质I结合G和H的分子式和信息ⅱ，并由M的分子式为C7H6O3可以推出G的结构简式为，则M的结构简式为，H的结构简式为。(4)由分析可知，M的结构简式为；M的同分异构体中，遇FeCl3溶液发生显色反应，则也为酚类物质，只有一个环状结构，即为苯环，3个O原子形成的官能团可以是2个—OH和1个—CHO，在苯环上共有6种结构；3个O原子形成的官能团也可以是1个—OH和1个—COOH，在苯环上共有3种结构，共9种。(2023·广东六校三模)化合物H是一种医药中间体，H的一种合成路线如图所示：回答下列问题：(1)有机物D中所含官能团的名称为________________。(2)写出D→E的第二步反应的化学方程式：___________________________；反应类型为______________。(3)有机物C的同分异构体有多种，满足下列条件的有________种。①分子除苯环外不再含其他环；②与FeCl3溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2的有机物结构简式为________________________________。(4)苯环上已有的取代基叫作定位取代基，它们的存在会影响苯环上再引入其他基团时进入的位置，已知，—NH2是邻对位定位基，—NO2是间位定位基。写出以硝基苯、CS2为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。【答案】(1)醚键、酰胺基(2)＋CH3COONa取代反应(3)16(4)【解析】由合成图可知，发生取代反应在对位引入硝基得到B，B和氢气发生还原反应生成C，C发生已知信息②的反应生成D(3)；D首先和硝酸发生取代反应引入硝基生成，和氢氧化钠发生水解反应生成E；E还原将硝基转化为氨基得到F为，F和CS2生成G、G生成H。(3)有机物C的同分异构体满足下列条件：①分子除苯环外不再含其他环；②与FeCl3溶液发生显色反应，则含有酚羟基；若除酚羟基外，还含有1个基团，则为—NHCH3或—CH2NH2，各有邻、间、对3种，共6种；若除酚羟基外，还含有2个基团，则为—CH3、—NH2，先安排甲基再安排氨基，则有，共10种；合计16种。其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2的有机物结构简式为。(2023·汕头期末)聚碳酸酯因具有高强度及弹性系数高等特点而被用于航天员服装、面罩的制作。聚碳酸酯I()的一种合成路线如图所示：(1)化合物B中含氧官能团的名称为________。(2)反应①～⑥中不属于取代反应的有________(填编号)。(3)化合物C转化为D时，对应碳原子杂化方式由________变为________，化合物D～G，在水溶液中溶解度最大的是________________(填结构简式)。(4)化合物H的结构简式为______________________。(5)化合物D的芳香族同分异构体中，同时满足以下条件的有________种。①苯环上有2个取代基；②能与NaHCO3溶液反应；③与FeCl3溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为____________________________________________。(6)根据上述信息，写出以苯甲醇的一种同系物为原料合成的路线(不需注明反应条件)。【答案】(1)醚键(2)②③(3)sp3sp2(4)(5)15(6)eq\o(→,\s\up7(O2/Cu),\s\do7(△))eq\o(→,\s\up7(O2/催化剂),\s\do7(△))eq\o(→,\s\up7(Cl2/PCl3))eq\o(→,\s\up7(NH3))eq\o(→,\s\up7(△))【解析】由流程图知，C发生催化氧化反应，—OH变为—COOH，生成D为，由G的结构简式、H的分子式可推得H为，H与在一定条件下反应产生I。(2)反应①是A与CH3I发生取代反应产生B；反应②是B发生氧化反应产生C；反应③是C发生氧化反应产生D；反应④是D发生取代反应产生E，反应⑤是E发生取代反应产生F；反应⑥是F发生取代反应产生G，故上述反应①～⑥中不属于取代反应的是②③。(3)化合物C发生氧化反应产生D，—CH2OH变为—COOH，C原子杂化类型由sp3杂化变为sp2杂化；D、E分子中只含有1个亲水基即—COOH，F分子中含有—COOH、—NH2，这两个基团都是亲水基，G分子中含有的—OH、—NH2及—COOH都是亲水基，物质分子中含有的亲水基数目越多，物质的水溶性就越强，故在上述化合物D～G中，在水中溶解度最大的物质是G。(5)化合物D的同分异构体满足条件：①苯环上有2个取代基；②能与NaHCO3溶液反应，说明物质分子中含—COOH；③与FeCl3溶液发生显色反应，说明分子中含有酚羟基，则另外一个取代基可能为—CH2CH2CH2COOH、、、、，共5种不同结构，该基团与酚羟基在苯环上的位置各有邻、间、对3种，故符合要求的同分异构体结构简式种类数目是5×3＝15种；其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为。(2023·深圳二模)化合物Ⅷ是合成治疗心衰药物的中间体，该物质的合成路线片段如下(部分反应条件省略)：(1)化合物Ⅰ的分子式为________，化合物Ⅷ中含氧官能团有________________(写名称)。(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应，第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为____________。(3)Ⅴ→Ⅵ的化学方程式可表示为Ⅴ→Ⅵ＋HCl，化合物Ⅵ的结构简式为________。(4)化合物Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ中，化合物________(填标号)含有手性碳原子。(5)化合物Y在分子组成上比化合物Ⅶ少两个CH2，同时符合下列条件的Y的同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为______(任写一种)。①除苯环外不含其他环结构，且苯环上有两个取代基，其中一个为—NH2；②可使溴的四氯化碳溶液褪色；③可发生水解反应。(6)根据上述信息，写出以溴乙烷的一种同系物及为原料合成的路线(无机试剂任选)。【答案】(1)C9H10O3醚键、酰胺基(2)取代反应(3)(4)Ⅶ(5)9或或(6)CH3CH2CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOHaq),\s\do7(△))CH3CH2CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do7(Cu，△))CH3CH2CH2CHO【解析】(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应，第一步反应类型为加成反应，醛基与羟基的加成，反应产物为，由第二步产物结构可推出反应类型为取代反应。(4)Ⅶ中含有手性碳原子如图：(带“*”碳原子为手性碳原子)。(5)化合物Y中含有氨基、不饱和碳键、酯基和苯环，苯环上只含有两个取代基时，除氨基外另一取代基有—COOC≡CH、—COCC≡CH、—C≡C—OOCH三种可能，每一个取代基与氨基在苯环上均有邻间、对三种取代方法，故有3×3＝9种同分异构体；在这些同分异构体中，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1的有、、。深度指津有机合成路线的推断方法例：(2021·佛山一模)化合物M是止吐药阿扎司琼的合成中间体，化合物M的合成路线如图。设计由制备的合成路线。[分析过程][归纳总结](1)根据分子式与已知的结构简式推出未知物的结构简式。(2)比对所给原料与产物的异同，若不能用课本知识解决，则需在流程图中找相似。(3)根据相似进行逆推，一直逆推到再经过一步反应就可由原料到中间体。(4)若开始含有某种基团，过程中该基团参与反应，产物中又出现该基团，则涉及官能团的保护。(5)若原料中有陌生的试剂则要在流程图中找相同的试剂并分析反应特征。1.(2023·茂名一模)木质纤维素代替传统的化石原料用于生产对二甲苯可以缓解日益紧张的能源危机，再利用对二甲苯为起始原料结合CO2生产聚碳酸对二甲苯酯可以实现碳减排，路线如下：回答下列问题：(1)鉴别化合物Ⅰ和化合物Ⅱ的试剂为________(写一种)。(2)分析化合物Ⅱ的结构，预测反应后形成的新物质，参考①的示例，完成下表。序号变化的官能团的名称可反应的试剂(物质)反应后形成的新物质反应类型①羟基O2氧化反应②________________________________________________(3)已知化合物Ⅴ的核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为2∶3，写出化合物Ⅴ的结构简式：________________。(4)化合物Ⅲ的同分异构体中符合下列条件的有________种(不含立体异构)。①含有环戊二烯()的结构；②O原子不连在sp2杂化的C上。(5)写出Ⅶ生成Ⅷ的化学方程式：_________________________________。(6)参照上述信息，写出以丙烯为起始有机原料合成的路线(无机试剂任选)。【答案】(1)溴水或银氨溶液(其他答案正确即可)(2)碳碳双键(或醛基)氢气(或)加成反应(其他答案正确即可)(3)(4)7(5)＋nCO2eq\o(→,\s\up7(催化剂))(6)【解析】(1)化合物Ⅰ含有羟基，化合物Ⅱ含有碳碳双键、醛基、羟基，因此鉴别化合物Ⅰ和化合物Ⅱ主要从醛基和碳碳双键进行鉴别，因此常用的试剂为溴水或银氨溶液。(4)化合物Ⅲ()的同分异构体中，①含有环戊二烯()的结构；②O原子不连在sp2杂化的C上，则说明O原子只可能连在sp3的碳上，若顶上的碳连接—OH，则还有一个—CH3，有3种结构；若顶上的碳连接—OCH3，则只有一种；若环上连接—CH2OH，有3种位置，则符合条件的有7种。2.(2023·汕头一模)水杨酸A具有解热镇痛的功效，其可作为医药工业的原料，用水杨酸制备平喘药沙丁胺醇的路线如下(Ac表示—COCH3；Ph表示—C6H5)：(1)化合物B的分子式为______________；E→F的反应类型为______________。(2)化合物D中含有4种官能团，任选2种官能团进行检验(限选试剂：NaOH溶液、稀硝酸、稀硫酸、新制氢氧化铜、饱和溴水、硝酸银溶液、NaHCO3溶液、FeCl3溶液)。官能团名称所选试剂实验现象________________________________________________(3)化合物M()是化合物A的同分异构体，其沸点M________(填“高于”或“低于”)A，请解释原因：。(4)化合物C有多种同分异构体，写出其中2种能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式：__________________、__________________。①能发生水解反应且最多能与4倍物质的量的NaOH反应；②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3∶2∶2∶1。(5)水杨酸()因其酸性很强，对人的肠胃有刺激性，科学家对其结构进行一系列改造，研制出长效缓释阿司匹林()，不仅能减少对肠胃的刺激，且疗效更长，效果更佳。请设计出以水杨酸、乙二醇以及甲基丙烯酸为原料制备长效缓释阿司匹林的路线。【答案】(1)C9H8O4还原反应(2)(酚)羟基FeCl3溶液混合后溶液变紫色羧基NaHCO3溶液有气泡生成(3)高于M形成分子间氢键，使沸点升高，A形成分子内氢键，使沸点降低(4)(5)eq\o(→,\s\up7(Ac2O))eq\o(→,\s\up7(乙二醇、甲基丙烯酸),\s\do7(浓硫酸、△))eq\o(→,\s\up7(一定条件))【解析】A与Ac2O发生取代反应生成B，B在氯化铝催化作用下发生分子内取代反应生成C，C与溴单质发生取代反应生成D，D与发生取代反应生成E，E发生加氢反应生成F，F与氢气在催化剂条件下发生取代反应生成G。(3)由结构可知，M分子中羧基、羟基位于苯环的对位，易形成分子间的氢键，使其沸点升高，而A分子中羟基、羧基位于苯环邻位，易形成分子内氢键，导致分子间作用力变小，沸点降低，因此M的沸点高于A。(4)①能发生水解反应且最多能与4倍物质的量的NaOH反应，又因该同分异构体为芳香族化合物，也含有苯环，则苯环上的取代基中应含有2个—OOCH，或1个—OOCH和1个—OOC—；②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为3∶2∶2∶1，结构中含有1个甲基；满足条件的芳香族化合物的结构简式为、(任写2个)。第31讲有机合成与推断练习1有机合成与推断(一)1.(2023·广州调研)色满结构单元()广泛存在于许多具有生物活性分子的结构中。一种含色满结构单元的药物中间体G的合成路线如下：回答下列问题：(1)色满结构单元()的分子式是____________。(2)乙酸酐的结构简式是，A→B反应类型是________。(3)化合物C与FeCl3溶液发生显色反应，是因为C的结构中存在____________(写官能团的名称)。(4)E→F的化学方程式是。(5)乙二酸二乙酯由乙二酸和乙醇反应制得，乙二酸二乙酯的结构简式是______________________。M是乙二酸二乙酯的同分异构体，写出两种满足下列条件的M的结构简式：__________________________________。①1molM能与足量NaHCO3反应放出2molCO2；②核磁共振氢谱有3组峰。(6)设计以为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。【答案】(1)C9H10O(2)取代反应(3)酚羟基(4)(5)(6)2.(2023·福州二模)某药物合成中间体F的合成路线如下：已知：回答下列问题：(1)A中的含氧官能团有羟基和____________(填名称)；A→B的反应条件为____________。(2)B→C的化学方程式为______________________________________；该反应的目的是____________________。(3)C→D的反应类型为____________。(4)F的芳香族同分异构体中，符合下列条件的有________种。①苯环上有2个取代基；②与NaHCO3溶液反应产生气体；③遇FeCl3溶液发生显色反应。上述同分异构体中，核磁共振氢谱显示5组峰的结构简式为________________。【答案】(1)羧基浓硫酸、加热(2)保护酚羟基(3)取代反应(4)15【解析】(4)F结构中除苯环外还有1个不饱和度，与NaHCO3溶液反应产生气体，则含1个—COOH；遇FeCl3溶液发生显色反应，则含1个酚羟基；则取代基部位还有3个饱和C，则苯环上有2个取代基的其中一个为—OH，另一个取代基为3个饱和C原子和—COOH组合，可能为—CH2CH2CH2COOH、、、—CH2CH(CH3)COOH、—C(CH3)2COOH，苯环上的取代有邻、间、对3种情况，故符合条件的有5×3＝15种。3.(2023·安庆二模)芬必得是常用的解热镇痛药物，其有效成分布洛芬(F)的一种合成工艺路线如下：已知：。回答下列问题：(1)A的化学名称是________________。(2)B→C的反应类型为________________。(3)写出D中含氧官能团的名称：________________，D分子中手性碳原子个数为________________。(4)分子结构修饰可提高药物的治疗效果，降低毒副作用，布洛芬可用进行成酯修饰，请写出该过程的化学方程式：。(5)化合物E的同分异构体中能同时满足下列条件的有________种。ⅰ)与FeCl3溶液发生显色反应；ⅱ)除苯环外不含其他环状结构且苯环上有4个取代基；ⅲ)核磁共振氢谱显示有6组峰。(6)布洛芬有多种合成方法，试根据所学知识以化合物C为原料经另一路线合成布洛芬，请将下列流程补充完整，箭头上填写反应条件(已知：R—Breq\o(→,\s\up7(①Mg，②CO2),\s\do7(③H2O，H＋))R—COOH，无机试剂任选)。【答案】(1)甲苯(2)取代反应(3)酯基和醚键2(4)(5)8(6)【解析】(3)D的含氧官能团为醚键和酯基。D分子中手性碳原子如图所示：(标“*”碳原子为手性碳原子)，即有2个。(5)E的化学式为C13H18O，该分子中含有5个不饱和度，与FeCl3溶液发生显色反应，则含有酚羟基，且除了苯环外不含其他环状结构，故还含有一个C=C。分子中苯环上有4个取代基且核磁共振氢谱显示有6组峰，即有六种不同化学环境的氢，符合上述条件的有机物有、、、、、、、，共8种。4.(2023·武汉武昌5月)苯烯莫德是一种小分子药物，因可抑制多种自身免疫性疾病而成为研究热点。其合成路线如下：回答下列问题：(1)苯烯莫德中官能团的名称为____________。(2)合成路线中碘甲烷的作用是____________。(3)D→E的反应类型为____________。(4)F的结构简式为________________。(5)B→C为取代反应，则反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(6)H是A的同分异构体，满足下列条件的H有________种；其中核磁共振氢谱显示4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶1的结构简式为__________________(任写一种)。a．能发生银镜反应；b.与FeCl3溶液发生显色反应；c.红外光谱显示无—O—O—结构。(7)参照上述路线，写出以C2H4、CH3CHO、P(OC2H5)3为原料合成2,4－己二烯的合成路线(其他无机试剂任选)。【答案】(1)羟基、碳碳双键(2)保护酚羟基(3)取代反应(4)(5)(6)12(其他合理答案亦可)(7)【解析】(6)H是A的同分异构体，H满足下列条件：能发生银镜反应，说明含有醛基；与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；红外光谱显示无—O—O—结构，如果取代基为HCOO—、2个—OH，有6种位置异构；如果取代基为—CHO、3个—OH，也有6种位置异构，则符合条件的同分异构体有12种；其中核磁共振氢谱显示4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶1的结构简式为、、或(任写一种)。5.(2023·福州5月)美法仑F是一种抗肿瘤药物，其合成线路如图：(1)F中含氧官能团的名称是______________。(2)A→B的化学方程式为_____________________________________。(3)设计步骤B→C的目的是__________________。(4)D→E涉及两步反应，已知第二步的反应类型为取代反应，第一步的反应类型为____________。(5)B的同分异构体中，满足苯环上有3个取代基且2个取代基为硝基的有________种(不考虑立体异构)，其中，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为__________________(写一种)。(6)设计以甲苯和环氧乙烷()为原料(无机原料任选)合成的路线(苯甲酸在发生取代反应时羧基间位上的氢原子较容易被取代)。【答案】(1)羧基(3)保护氨基(4)还原反应(5)12或(6)【解析】A在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应生成B，结合B的分子式C9H10N2O4，再根据C中硝基位置可知，B为。(4)D→E涉及两步反应，已知第二步的反应类型为取代反应，第一步是将硝基转化为氨基，为去氧加氢的还原反应。(5)B的同分异构体中，满足苯环上有3个取代基且2个取代基为硝基，则不再含有其他含氧官能团，还有含3个碳的烃基，烃基有正丙基和异丙基，2个硝基有邻、间、对位，然后再连接一个烃基分别有2＋3＋1＝6种，故总共有6＋6＝12种同分异构体，其中，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式中含有两个连接在同一碳上的甲基，则结构简式为或。

练习2有机合成与推断(二)1.(2023·安徽淮南二模)重要的有机合成中间体W是一种多环化合物，以下为W的一种合成路线(部分反应条件已简化)：回答下列问题：(1)B中官能团的名称为________。(2)结合D→E的反应过程说明由B→C这步转化的作用：。(3)E→F的反应类型为________________________________________________________。(4)写出H→I的化学方程式：。(5)写出符合下列条件的I的一种同分异构体的结构简式：________________。ⅰ)遇FeCl3溶液发生显色反应；ⅱ)能发生水解反应，也能发生银镜反应；ⅲ)核磁共振氢谱显示有4组峰。(6)含有2个五元环的多环化合物W的结构简式为________________。(7)维伦是聚乙烯醇缩甲醛纤维(链节中含六元环)的商品名，可用于生成服装、绳索等。请参照上述合成路线完成以下合成路线。【答案】(1)(酮)羰基、碳溴键(2)保护羰基(3)加成反应(4)＋C2H5OH(5)(6)(7)【解析】由流程可知，A生成B，B转化为C，结合A和C结构可知，B为；B发生加成反应生成C，C发生消去反应生成碳碳双键得到D，D转化为E，E和X转化为F，结合X化学式可知，X为；F被高锰酸钾氧化得到G，G发生酯化反应得到H，H发生已知反应得到I，I转化为W，W为含有2个五元环的多环化合物，结合I结构可知，W为。(5)I不饱和度为5，符合下列条件的I的一种同分异构体：ⅰ)遇FeCl3溶液发生显色反应，则含有苯环和酚羟基；ⅱ)能发生水解反应也能发生银镜反应，则含有甲酸酯基；ⅲ)核磁共振氢谱显示有4组峰，则结构较为对称，结构简式为。2.(2023·马鞍山一模)布洛芬是一种解热镇痛类非甾体抗炎药。以有机物A为原料合成布洛芬的路线如下。已知：回答下列问题：(1)有机物A的名称是____________。(2)A→B的反应类型为________________。(3)有机物C中官能团名称为______________。(4)写出C和F生成G的化学方程式：________________________________。(5)布洛芬分子中碳原子的杂化方式为________。(6)同时满足下列条件的布洛芬的同分异构体有________种。①苯环上有3个取代基，苯环上的一氯代物有2种；②能发生水解反应，且水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生银镜反应。(7)用HCHO、CH3CHO和为原料合成，请写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。【答案】(1)甲苯(2)加成反应(3)(酮)羰基、碳氯键(4)(5)sp2、sp3(6)4(7)【解析】(6)苯环上的一氯代物有2种，苯环上有2种化学环境不同的氢原子，能发生水解反应，且水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，说明结构中含有，能发生银镜反应，根据氧原子数目，说明存在，取代基为HCOO—、2个—CH2CH2CH3,2个—CH2CH2CH3与“HCOO—”处于邻位和间位，取代基为HCOO—、2个—CH(CH3)2，同样处于邻位和间位，共有4种结构。3.(2023·韶关一模)氨溴索(G)是β－内酰胺类的抗生素，可以治疗多种细菌感染。一种合成路线如下：(1)A、B和C三种物质中________(填“有”或“无”)易溶于水的物质。D分子中氮原子杂化类型为________。(2)分子中的官能团名称是____________。(3)反应③的化学方程式是。(4)反应⑤的反应类型是____________。(5)B的芳香族同分异构体中，满足下列条件的有________种；其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为________________________。①能发生银镜反应；②能水解；③1mol该分子最多能与2molNaOH反应。(6)写出以为原料制备的合成路线(无机试剂任选)。【答案】(1)无sp2(2)羟基、氨基(3)(4)取代反应(5)6【解析】(1)由题干转化流程图信息可知，A的结构简式为，烃类物质均难溶于水，B为邻硝基甲苯，硝基化合物难溶于水，C为邻硝基苯甲醛，虽然醛基易溶于水，但由于有苯环和硝基的影响，故也难溶于水，则三种物质中无易溶于水的物质；D分子中氮原子周围均形成了3个σ键，故其杂化类型为sp2。(5)B的分子式为C7H7NO2，则B的芳香族同分异构体中，满足下列条件：①能发生银镜反应，即分子中含有醛基或者甲酸酯基；②能水解，分子中含有酯基或者酰胺基，根据氧原子数目可知，分子中含有甲酸酯基或者甲酰胺基；③1mol该分子最多能与2molNaOH反应，说明分子中含有甲酸酚酯基，则符合条件的同分异构体为苯环上的取代基为—OOCH和—NH2或者—OH和—NHCHO两种组合，每组又有邻、间、对3种位置关系，故共有2×3＝6种；其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为。4.(2023·深圳一调)以A和芳香烃E为原料制备除草剂茚草酮中间体(I)的合成路线如下：回答下列问题：(1)A中所含官能团的名称为________________。B→C的反应类型为______________________。(2)D中碳原子的杂化轨道类型有________________；其中，电负性最大的元素为____________。(3)写出F→G的化学方程式：。(4)B的同分异构体中，满足下列条件的结构有________种；其中，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1的结构简式为________________________。①含有苯环；②与FeCl3溶液发生显色反应；③含有2个甲基，且连在同一个碳原子上。(5)利用原子示踪技术追踪G→H的反应过程：。根据上述信息，写出以乙醇和为原料合成的路线(无机试剂任选)。【答案】(1)(酮)羰基、氯原子(或碳氯键)消去反应(2)sp2、sp3Cl(或氯)(3)(4)13(5)【解析】(4)由B的结构简式可知，B分子中除苯环外，还含有1个Cl、3个C、1个O，且不再含有其他不饱和结构，根据要求②可知，分子中还含有酚羟基，根据要求③可知，分子中含有结构，若该同分异构体中苯环上的取代基为—OH、—CCl(CH3)2，则有邻、间、对3种结构，若取代基为—OH、—CH(CH3)2、—Cl，则有10种结构，共有13种结构。核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1，则结构简式为。

练习3有机合成与推断(三)1.(2022·广东开学)一种多巴胺(H)封端的聚氨酯材料(L)可用作医用黏合剂，其合成路线如图所示：回答下列问题：(1)化合物B的化学名称是____________。(2)反应Ⅰ的副产物C6H10O为环酮类化合物，且核磁共振氢谱显示峰面积之比为2∶2∶1，该副反应的化学方程式为________________________________________。(3)反应Ⅱ中，SnCl4为催化剂，则该反应的反应类型为____________。(4)E易溶于水，原因是。(5)除H外，化合物L的单体是HOOCNH(CH2)6NHCOOH和____________________(填结构简式)。(6)根据化合物G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无机试剂反应形成的新结构①—NH2HCl—NHeq\o\al(＋,4)Cl－②________________________________③________________________________(7)参考上述信息，将以乙烯为主要原料合成的路线补充完全(不用注明反应条件)【答案】(1)环己醇(2)(3)消去反应(4)E分子中的羟基与水分子间能形成分子间氢键(5)HO(CH2)5OH(6)H2—OHNaOH—ONa(7)2.(2023·湛江期末)某抗癌药物的一种合成路线如下图所示：注：①部分反应条件省略，Ph表示—C6H5②回答下列问题：(1)B的分子式为________________，分子中采用sp2杂化的碳原子数目为________。(2)由A生成C的化学方程式为。(3)F的结构简式为__________________，在F分子中的手性碳原子上标注“*”。(4)B满足下列条件的同分异构体有________种。①有苯环，且苯环上侧链数目为3个；②与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生银镜反应。(5)根据题中相关信息，写出以为原料制备的合成路线流程图(合成路线流程图示例见本题题干)。【答案】(1)C8H8O27(2)(3)(标“*”碳原子为手性碳原子)(4)10(5)【解析】(4)根据要求②可知，同分异构体中含有酚羟基，根据要求③可知，同分异构体中含有醛基，结合要求①可知，同分异构体中还含有一个甲基，则苯环上取代基分别为—OH、—CHO、—CH3，羟基与醛基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，对应的甲基的位置分别有4种、4种、2种位置，故符合条件的同分异构体共有10种。3.(2023·广东模拟测试一)化合物H是一种抗过敏药物，其合成路线如图：已知：R1—CH=CH2＋CH2=CH—R2R1—CH=CH—R2＋CH2CH2。(1)C中含氧官能团的名称为____________。⑥的反应类型为________。(2)下列有关说法正确的是________(填字母)。a.A的名称为丙烯 b.反应③的原子利用率为100%c.F能发生氧化反应、取代反应和加成反应 d.G易溶于水(3)已知②为取代反应，则②的化学方程式为。(4)写出E的结构简式，并用*标出其中的手性碳原子：________________。(5)芳香族化合物M与H互为同分异构体，写出满足下列条件的H的结构简式：____________(任写一种)。ⅰ.苯环上有3个取代基；ⅱ.能与FeCl3溶液发生显色反应；ⅲ.核磁共振氢谱确定分子中有12个化学环境相同的氢原子。(6)参照上述合成路线，设计以和为原料合成的路线(无机试剂任选)。【答案】(1)酯基、(酮)羰基消去反应(2)ac(3)(4)(标“*”碳原子为手性碳原子)(5)(6)【解析】(2)由A的键线式可知，A为丙烯，a正确；反应③生成E过程中碳环中碳原子数减小，故原子利用率小于100%，b错误；F能燃烧，能发生氧化反应，分子中含有羰基，能发生加成反应，分子中含有酯基，能发生取代反应，c正确；G中不含亲水基团，不易溶于水，d错误。(5)由H的结构简式可看出，H分子中含有12个碳、3个氧、不饱和度为4，根据要求②可知分子中含有酚羟基，根据要求③可知，分子具有较好的对称性，则除去酚羟基外，还含有2个取代基，除苯环外还含有6个碳，要求分子中有12个化学环境相同的氢原子，则应该具有4个相同的甲基，故应该有2个相同的取代基处于酚羟基的对称位置，由此可写出符合要求的同分异构体结构简式。4.(2023·安徽合肥二模)一种以有机物A为原料合成杀虫剂氯虫苯甲酰胺的路线如图：(1)已知的名称为2－氯吡啶，则A的名称