第九章　第7讲　有机合成推断与路线设计-2025年高中化学高考备考

第九章有机化学基础第7讲有机合成推断与路线设计课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，了解设计有机合成路线的一般方法。体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。2.能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的化学性质。根据有关信息书写相应的反应式。3.能综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计有机合成路线等任务有机综合推断每年必考1.证据推理与模型认知：能通过分析有机物的结构特点，对有机合成路线中涉及的中间产物进行正确推导；能结合陌生复杂信息或陌生反应信息对有机化合物的组成、结构、性质和反应进行系统推理，对有机化合物的有机合成路线进行综合推断、设计或评价。2.科学态度与社会责任：具有“绿色化学”观念，能运用所学知识分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响有机合成路线设计2023湖南，T18；2023年6月浙江，T21；2023年1月浙江，T21；2023江苏，T15；2023海南，T18；2023广东，T20；2022广东，T21；2022湖南，T19；2022山东，T19；2021全国甲，T36；2021山东，T19；2021海南，T18；2021湖南，T19；2021广东，T21；2021河北，T18；2020山东，T19；2020海南，T18命题分析预测1.非选择题侧重以“陌生有机物”的合成路线为载体，创设新情境，综合考查有机合成与推断。其中，有机合成路线的设计是命题热点，重点考查学生对新信息的接受和处理能力、知识迁移应用能力以及分析推理能力。2.预计2025年高考可能会加强与其他模块的融合，考查物质结构、原因分析等考点1有机综合推断1.根据反应现象推断有机物含有的常见官能团或结构反应现象有机物含有的常见官能团或结构溴水褪色碳碳双键、碳碳三键、酚羟基、醛基等酸性KMnO4溶液褪色碳碳双键、碳碳三键、醇羟基、酚羟基、醛基、苯的同系物（与苯环相连的C上有H）等酸性KMnO4溶液褪色，溴的CCl4溶液不褪色羟基、苯的同系物（与苯环相连的C上有H）遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水产生白色沉淀酚羟基生成银镜或砖红色沉淀醛基（如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等）与Na反应产生气体（H2）羟基、羧基加入碳酸氢钠溶液产生气体（CO2）羧基与少量碳酸钠溶液反应，但无气体放出酚羟基遇浓硝酸变黄含有苯环结构的蛋白质2.根据有机反应中的定量关系推断化学反应物质化学反应定量关系烯烃与X2、HX、H2等加成（X＝Cl、Br、I）1mol～1molX2（HX、H2）炔烃与X2、HX、H2等加成（X＝Cl、Br、I）1mol～[1]2molX2（HX、H2）醇与Na、HX（X＝Cl、Br、I）反应1mol—OH～1molNa～[2]0.5molH21mol—OH～1molHX醛与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液反应1mol—CHO～2molAg或1molCu2O1molHCHO～4molAg或2molCu2O（1molHCHO相当于含2mol—CHO）羧酸与Na2CO3、NaHCO3反应，酯化反应1mol—COOH～0.5molNa2CO3～[3]0.5molCO21mol—COOH～1molNaHCO3～[4]1molCO2酚与Na、NaOH、Na2CO3反应1mol—OH～1molNa～[5]0.5molH21mol—OH～1molNaOH1mol—OH～[6]1molNa2CO3苯与H2的加成1molC6H6～3molH2酯与NaOH反应1mol—COOR（醇酯，R为烷基，后同）～1molNaOH1molRCOO—Ph（酚酯，Ph为苯基，后同）～[7]2molNaOH卤代烃与NaOH反应1molR—X（X＝Cl、Br、I）～1molNaOH1molPh—X（X＝Cl、Br、I）～[8]2molNaOH3.根据反应条件推断反应类型见热点14常考的有机反应类型4.根据官能团的衍变推断反应类型5.以题给“已知”中的信息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。命题点有机综合推断1.[以烃为基础的有机推断][全国Ⅲ高考]氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：回答下列问题：（1）A的结构简式为。C的化学名称是三氟甲苯。（2）③的反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4、加热，该反应的类型是取代反应。（3）⑤的反应方程式为。吡啶是一种有机碱，其作用是吸收反应产生的HCl，提高反应转化率。（4）G的分子式为C11H11F3N2O3。（5）H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有9种。（6）4－甲氧基乙酰苯胺（）是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚（）制备4－甲氧基乙酰苯胺的合成路线（其他试剂任选）。解析（1）根据B的分子式可知A是含有7个碳原子的芳香烃，A是甲苯。是甲苯分子中甲基上的3个氢原子被3个氟原子取代的产物，名称是三氟甲苯。（2）反应③在苯环上引入了硝基，所用试剂是浓硫酸与浓硝酸的混合物，反应条件是加热。该反应的实质是硝基取代了苯环上的一个氢原子，所以是取代反应。（3）观察G的结构简式可知，反应⑤是E中氨基上的氢原子与中的氯原子结合成HCl，同时生成F，据此可写出反应⑤的化学方程式。该反应中有HCl生成，而吡啶是一种有机碱，可与HCl反应，因而能够促使上述反应正向进行，提高原料的利用率。（4）G的分子式为C11H11F3N2O3。（5）G的苯环上有3个不同的取代基，不妨设为—X、—Y、—Z。可以先确定—X、—Y在苯环上的相对位置，得到邻、间、对3种同分异构体，再将—Z分别取代上述3种同分异构体中苯环上的氢原子，分别得到4种、4种、2种同分异构体，共有10种，则H可能的结构有9种。（6）对比原料和目标产物，目标产物在苯甲醚的对位引入了—NHCOCH3。结合题干中合成路线的信息，运用逆合成分析法，首先在苯甲醚的对位引入硝基，再将硝基还原为氨基，最后与发生取代反应即可得到目标产物。命题拓展（1）A的名称为甲苯；A中最多有13个原子共平面。（2）④的反应类型：还原反应。（3）E中官能团的名称为氨基、碳氟键。2.[以烃的衍生物为基础的有机推断][2022北京]碘番酸是一种口服造影剂，用于胆部X－射线检查。其合成路线如图：已知：R1COOH＋R2COOH催化剂＋H2O（1）A可发生银镜反应，A分子含有的官能团是醛基。（2）B无支链，B的名称是正丁酸。B的一种同分异构体，其核磁共振氢谱只有一组峰，结构简式是。（3）E为芳香族化合物，E→F的化学方程式是。（4）G中含有乙基，G的结构简式是。（5）碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571，J的相对分子质量为193。碘番酸的结构简式是。（6）口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定，步骤如下。步骤一：称取amg口服造影剂，加入Zn粉、NaOH溶液，加热回流，将碘番酸中的碘完全转化为I－，冷却、洗涤、过滤，收集滤液。步骤二：调节滤液pH，用bmol·L－1AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液的体积为cmL。已知口服造影剂中不含其他含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数571bc3解析据反应条件可知，E→F为硝化反应，J中苯环上两个取代基相间，结合（3）中信息可推知E为，F为；根据A可发生银镜反应，B无支链，可推出A为CH3CH2CH2CHO、B为CH3CH2CH2COOH，B发生已知信息中的反应得到的D为；D和F发生反应生成B和G，根据G的分子式及G中含有乙基，可推知G为；G在镍作催化剂条件下，与铝、氢氧化钠发生反应后调节溶液pH生成，与ICl反应生成（碘番酸）。（2）B为CH3CH2CH2COOH，名称为正丁酸，其同分异构体中只有一种环境的氢，说明结构对称，为。（3）E→F为与发烟硝酸发生硝化反应生成和水。（6）由题给信息可知，和硝酸银之间存在关系：～3I－～3AgNO3，由滴定消耗cmLbmol·L－1硝酸银可知，碘番酸的质量分数为bmol·L－1×c×10－3L×13×571g3.[以胺、酰胺为基础的有机推断][全国Ⅰ高考]有机碱，例如二甲基胺（）、苯胺（）、吡啶（）等，在有机合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱F的合成路线已知如下信息：①②③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体回答下列问题：（1）A的化学名称为三氯乙烯。（2）由B生成C的化学方程式为。（3）C中所含官能团的名称为碳碳双键、碳氯键。（4）由C生成D的反应类型为取代反应。（5）D的结构简式为。解析结合A的分子式和已知信息①可知A的结构式为，B的结构简式为；结合D＋EF、E和F的结构简式、已知信息②以及D的分子式可确定D的结构简式为；结合B、D的结构简式以及B→C发生消去反应可确定C的结构简式为。（1）由A的结构式可确定其化学名称为三氯乙烯。（2）由B、C的结构简式可确定反应时一分子B消去一分子HCl，由此可写出反应的化学方程式。（3）根据C的结构简式可知C中含有碳碳双键和碳氯键两种官能团。（4）C与二环己基胺（）发生取代反应生成D。考点2有机合成路线设计1.有机合成的基本思路说明（1）从原料出发选择正向合成线路：对比原料分子和产物分子在碳骨架和官能团方面的异同→有目的地选择每一步转化反应。（2）从目标产物出发选择逆向合成线路：目标产物的适当位置断裂化学键→较小中间体1→更小中间体2→……→基础原料。2.有机合成的主要任务（1）构建碳骨架目标常用反应增长碳链加成反应：碳碳双键或碳碳三键或醛基＋HCN（增加一个碳原子）；羟醛缩合（增加多个碳原子）缩短碳链氧化反应：碳碳双键或碳碳三键或苯的同系物＋酸性高锰酸钾溶液碳链成环（环）加成反应：狄尔斯－阿尔德反应（如＋△）（2）引入官能团目标常用途径或反应碳碳双键或碳碳三键卤代烃或醇的消去反应；烷烃裂化；炔烃不完全加成碳卤键烯烃或炔烃与X2、HX加成；烷烃、苯环的卤代反应；醇与HX的取代反应羟基卤代烃或酯水解；醛基或羰基还原；烯烃与水加成醛基或酮羰基醇的催化氧化；碳碳双键被氧化羧基酯基、酰胺基、氰基（—CN）、—CCl3水解；醛基、碳碳双键、碳碳三键、苯的同系物等的氧化酯基酯化反应醚键羟基间脱水酰胺基羧基与氨基间脱水氨基硝基、氰基（—CN）加氢还原、R—X与NH3反应（3）官能团的保护常用保护技巧：①选择合适的氧化剂（或还原剂）。②合理安排官能团转换反应的先后顺序。③合成前引入保护基，合成后脱除保护基。羟基的保护先将羟基转化为醚键，使醇或酚转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除保护基，恢复羟基。氨基的保护（1）先与盐酸反应转化为盐，待氧化其他基团后再与NaOH溶液反应重新转化为氨基；（2）注意官能团的转化顺序。如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH，再把—NO2还原为—NH2，以防止KMnO4氧化—CH3时，—NH2（具有还原性）也被氧化碳碳双键的保护先与卤素单质、卤化氢等发生加成反应，待氧化其他基团后再利用消去反应将其重新转化为碳碳双键，如：醛基的保护醛与醇反应生成缩醛：R—CHO＋2R'OH＋H2O，生成的缩醛比较稳定，与稀碱溶液或氧化剂均难反应，但在稀酸溶液中微热，缩醛会水解为原来的醛（4）苯环定位的原则苯环上原有取代基能影响新导入取代基在苯环上的位置，常见基团的影响如表：原有取代基定位基—O—、—NR2、—NH2、—OH、—OCH3、—NHCOCH3、—OCOCH3、—CH3、—CHCH2、—Ph（苯基）、—F、—Cl、—Br、—邻、对位—NO2、—CN、—SO3H、—CHO、—COR、—COOH、—COOR、—CONH2、—CF3、—CCl3间位3.有机合成的线路优化（绿色理念）（1）步骤少、副反应少、产率高。（2）反应物、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、无毒。（3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。（4）污染排放少。1.下列合成路线中不可行的是（C）A.用氯苯合成环己烯：H+催化剂NaOH,醇B.用乙烯合成乙酸：CH2CH2H2O，催化剂△，加压CH3CH2OHC.用乙烯合成乙二醇：H2，催化剂△CH3CH3Cl2hvCH22.设计合成路线完成下列转化。（1）[碳骨架的建构]由乙醇得到乳酸（α－羟基丙酸）。CH3CH2OHCu或Ag△CH3CHOHCNCH3CH（OH）CNH2O,（2）[引入官能团]由1－丙醇得到丙炔。CH3CH2CH2OH浓硫酸△CH3CHCH23.设计合成路线完成下列转化。（1）[双键的保护]利用酸性高锰酸钾溶液，实现转化（其他试剂任选）：CH2CH—CH2—CHO→CH2CH—CH2—CH2CH—CH2—CHOHBrKMnO2/H+NaOH的醇溶液△CH2CH—CH2—（2）[羟基的保护]已知：①；②，请写出以为初始反应物合成的路线。（3）[氨基的保护]写出合成的路线。（4）[醛基的保护]已知：请以C2H5COCH2COOH为初始反应物，经三步反应合成有机物C2H5COCH2CH2OH，写出合成路线。命题点有机合成路线设计1.[苯环的定位][2023湖南]含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一种合成该类化合物的路线如下（部分反应条件已简化）：回答下列问题：（1）B的结构简式为。（2）从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是消去反应、加成反应。（3）物质G所含官能团的名称为醚键、碳碳双键。（4）依据上述流程提供的信息，下列反应产物J的结构简式为。（5）下列物质的酸性由大到小的顺序是③＞①＞②（写标号）。①②③（6）（呋喃）是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中，除外，还有4种。（7）甲苯与溴在FeBr3催化下发生反应，会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信息，设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线（无机试剂任选）。解析（1）根据E、F的结构简式，结合B的分子式可推知B为。（2）由F、中间体、G的结构可知，F先发生消去反应得到中间体，中间体再与呋喃发生加成反应得到（G）。（3）物质G的结构简式为，含有的官能团有醚键、碳碳双键。（4）和发生类似中间体G的加成反应得到，和HCl发生类似GH的反应得到，故产物J的结构简式为。（5）F的电负性大，—CF3为吸电子基团，由于诱导效应使中O—H键极性增强，—CH3为推电子基团，由于共轭效应使O—H键极性减弱，故酸性：＞＞。（6）的不饱和度为3，其同分异构体能发生银镜反应，则含有醛基，除了外，还有、、、，共4种。（7）由CD可知，—SO3H取代中—CH3的对位，则先令和浓硫酸发生取代反应生成，再和液溴发生取代反应生成，最后加热得到。2.[碳骨架的架构][2023湖北]碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发，针对二酮H设计了如下合成路线：回答下列问题：（1）由A→B的反应中，乙烯的碳碳π键断裂（填“π”或“σ”）。（2）D的同分异构体中，与其具有相同官能团的有7种（不考虑对映异构），其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为。（3）E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为乙酸、丙酮。（4）G的结构简式为。（5）已知：2NaOH溶液△＋H2O，H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构，主要产物为I（）和另一种α，β－不饱和酮J，J的结构简式为。若经此路线由H合成I，存在的问题有ab（填标号）。a.原子利用率低 b.产物难以分离c.反应条件苛刻 d.严重污染环境解析（1）A→B为碳碳双键的加成反应，故断裂的化学键为乙烯的碳碳π键。（2）由D的结构简式可知，D的分子式为C5H12O，与其具有相同官能团的为C5H11OH，由于C5H11OH共有8种结构，除去D本身，满足条件的D的同分异构体有7种，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为。（3）E为，与足量酸性KMnO4溶液反应时，发生氧化反应，碳碳双键断裂，生成CH3COOH和，其名称分别为乙酸和丙酮。（4）根据D→E、F→G的反应条件可推知F→G与D→E的反应类型相同，均为醇的消去反应，再结合H的结构简式分析可得G的结构简式为。（5）由题目信息可知，另一种α，β－不饱和酮J的结构简式为；经此路线由H合成I，生成的两种产物均为不饱和酮，二者互溶，难以分离，且由于有副产物生成，原子利用率较低，故选ab。方法点拨解答有机合成路线设计题的常见方法此类试题情境新颖，体现化学的应用性，拓宽学生视野，但不用纠结于情境，灵活运用正推法和逆推法即可，具体如下：1.[成环、开环][2022全国乙]左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐（化合物K）的一种合成路线（部分反应条件已简化，忽略立体化学）：已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。回答下列问题：（1）A的化学名称是3－氯丙烯（或3－氯－1－丙烯）。（2）C的结构简式为。（3）写出由E生成F反应的化学方程式浓硫酸甲苯＋H2O（4）E中含氧官能团的名称为羟基、羧基。（5）由G生成H的反应类型为取代反应。（6）I是一种有机物形成的盐，结构简式为K＋。（7）在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为10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）的结构简式为或。解析（7）在E的同分异构体中，除苯环外还有2个不饱和度、5个碳原子。与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳，说明有—COOH（1个—COOH有1个不饱和度）；能发生银镜反应，不能发生水解反应，说明有—CHO（1个—CHO有1个不饱和度）；又含有一个苯环和三个甲基，三个—CH3均连在苯环上，苯环上还含有一个—H，故按—H、—CHO、—COOH在苯环上的位置变化，先定—H、—CHO（邻、间、对位），再定—COOH，即、、，一共有10种。同分异构体经银镜反应后酸化，—CHO变为—COOH，核磁共振氢谱显示有四组氢，则酸化后的分子只能是轴对称分子，为或。方法点拨有机合成中碳骨架的改变主要形式常见反应类型或典型反应增长碳链（1）醛、酮与HCN的加成反应可使醛、酮增加1个碳原子。如＋HCN。（2）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＋＋NaBr。（3）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＋催化剂缩短碳链（1）不饱和烃的氧化反应。如烯烃、炔烃在酸性高锰酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂：酸性KMnO2溶液CH3COOH＋；酸性KMnO2溶液CH3CH2COOH＋CH（2）苯的同系物（与苯环相连的碳原子上有H）被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸。如酸性KMnO2溶液（3）羧酸或羧酸盐的脱羧反应。如CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3成环反应形成环烃，如形成醚环，如形成酯环，如形成肽环，如开环反应酯环、肽环的水解反应醚环的开环加成，如2.[碳骨架构建][2022山东]支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下：H已知：Ⅰ.PhOH＋PhCH2ClPhOCH2PhPhOHPh—＝Ⅱ.PhCOOC2H5＋R，R'＝H，烷基，酰基Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Ph一定条件R1，R2＝烷基回答下列问题：（1）A→B反应条件为浓硫酸，加热；B中含氧官能团有2种。（2）B→C反应类型为取代反应，该反应的目的是保护酚羟基（防止酚被氧化）。（3）D结构简式为CH3COOC2H5；E→F的化学方程式为＋Br2CH2COOH＋HBr。（4）H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有6种。（5）根据上述信息，写出以4—羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备的合成路线。解析由C的结构简式和B的分子式，B和PhCH2Cl发生取代反应生成C，则B的结构简式为；A和CH3CH2OH发生酯化反应生成B，则A为；与D（CH3COOC2H5）发生信息Ⅱ反应生成E（）；在乙酸作用下E与Br2发生取代反应生成F（）；一定条件下F与（CH3）3CNHCH2Ph发生取代反应生成G，G在Pd－C催化作用下与氢气反应生成H。（4）H的分子式为C12H19NO3，其同分异构体仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环，则苯环上应有3个—OCH2CH3和1个—NH2，先固定3个—OCH2CH3在苯环上的位置，有、、三种，再移动—NH2，分别有1、3、2种位置关系，故共有6种符合条件的同分异构体。方法点拨有机合成中常见关于烃的衍生物的信息反应信息反应基本原理反应示例羟醛缩合反应具有α－H的醛或酮，在稀碱或稀酸的作用下，两分子的醛或酮可以互相作用，其中一个醛（或酮）分子中的α－H加到另一个醛（或酮）分子的醛基（或酮羰基）氧原子上，其余部分加到醛基（或酮羰基）碳原子上，生成一分子β－羟基醛（或β－羟基酮）CH3CHO＋CH3CHO羟基的保护与脱保护羟基的保护一般是将其转化为醚键，如含酚羟基的物质一般与碘甲烷在NaOH作用下，生成相应的甲基酚醚；如果要返回到原来的酚羟基，就用H2SO4溶液加热处理，即脱保护醛基的保护与脱保护醛和醇进行反应生成稳定的缩醛。缩醛具有很强的稳定性，但是在稀酸中容易发生水解反应生成醛RCHO＋2R'OHRCHO羧酸的还原反应羧酸能被氢化铝锂还原成伯醇RCOOHRCH2OH脱羧反应脱羧反应是羧酸失去羧基放出二氧化碳的反应RCH2COOH△RCH3＋CO2↑（R可以为、—CN、—NO1.[官能团的衍变][2024贵阳摸底考试]小分子药物高分子化是改进现有药物的重要方法之一，下图是一种通过制备中间体M而对药物进行高分子化改进的路线。已知：气态烃A是石油裂解的产物，M（A）＝28g·mol－1。（1）B的结构简式是CH3CH2OH；E的名称是苯甲醛。（2）D→E时，苯环侧链上碳原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2。（3）F中含有的官能团名称是碳碳双键、醛基。（4）写出G→K的化学方程式＋HOCH2CH2OH浓硫酸△＋H2O。（5）将布洛芬嫁接到高分子基体M上（M→缓释布洛芬）的反应类型是取代反应。（6）化合物F的同系物N比F的相对分子质量大14，N的同分异构体中同时满足下列条件的共有18种（不考虑立体异构）；其中核磁共振氢谱图有六组吸收峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1的化合物的结构简式为（或）（任写一种）。①含有碳碳双键②与新制的Cu（OH）2悬浊液共热生成红色沉淀③苯环上有两个取代基解析由已知信息知A为乙烯，乙烯与H2O发生加成反应生成B，则B为CH3CH2OH；B催化氧化生成C，D催化氧化生成E，结合F的结构简式知，C为CH3CHO，E为；G和乙二醇发生酯化反应生成K，结合M的结构简式知，K为；由布洛芬的分子式和M、缓释布洛芬的结构简式可推知布洛芬为。（2）苯甲醇侧链上碳的杂化方式为sp3，苯甲醛侧链上碳的杂化方式为sp2。（6）化合物F的同系物N比F的相对分子质量大14，因此N的分子式为C10H10O，结合条件①②③知，满足条件的结构中苯环上可以连接①—CHO、—CHCHCH3，②—CHO、—CH2CHCH2，③—CHO、，④—CH2CHO、—CHCH2，⑤—CH3、—CHCHCHO，⑥—CH3、，每组取代基在苯环上都有邻、间、对三种位置关系，因此共有18种。其中核磁共振氢谱图有六组吸收峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1∶1∶1的化合物的结构简式为或。2.[碳骨架建构][2024武汉部分学校调研]文拉法辛（化合物H）是一种用于治疗各类抑郁症的药物，其合成路线如图所示。回答下列问题：（1）A的化学名称是苯酚。（2）D→E的反应类型是加成反应。（3）F的结构简式为，官能团名称为醚键、羟基、氨基。（4）A与HCHO反应生成线型结构高分子的化学方程式为（n－1）H2O。（5）在D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有13种。a.能使溴水褪色b.含有酰胺基c.含有苯环，不含其他环其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为（或）（只写一种）。解析（1）根据A的分子式及反应A→B，可知A为，名称为苯酚。（2）根据D、E的结构简式，可知D→E为和的加成反应。（3）E的分子式为C15H19O2N，F比E多4个H，结合G的结构简式，可推知E→F为E中—CN与H2发生加成反应生成—CH2NH2，则F的结构简式为，官能团有醚键、羟基、氨基。（4）结合酚醛树脂的制备方法知，苯酚与甲醛先发生加成反应生成，发生缩聚反应得到线型高分子HOH。（5）D为，符合条件的同分异构体中含有碳碳双键、酰胺基、苯环，则苯环上可以连有1个取代基：—CHCHCONH2、—CHCHNHCHO、、、—CONH—CHCH2、—NHCO—CHCH2、，共7种；还可以连有2个取代基：①—CHCH2、—CONH2，②—CHCH2、—NHCHO，每组取代基在苯环上均有邻、间、对三种位置关系，共6种，因此符合条件的同分异构体共有13种；其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为或。3.[2024长春质检]卡龙酸是一种医药中间体，主要用于蛋白酶抑制剂的合成。以下是卡龙酸的一种合成路线（部分试剂和条件省略，不考虑立体异构）。（1）A中碳原子杂化方式为sp2、sp3。（2）反应②所需的试剂和条件为浓硫酸，加热。（3）D的化学名称为2－甲基－1，3－丁二烯（或异戊二烯）。（4）反应③的化学方程式为＋HCl，反应类型为加成反应。（5）G中含有的官能团名称为羧基、酯基。（6）写出满足下列条件的B的同分异构体的结构简式。①能发生银镜反应②核磁共振氢谱显示有3组峰，峰面积之比为3∶4∶1（7）以乙炔和乙醇为有机原料，合成的路线如下（反应条件已略去，无机试剂任选），其中Y的结构简式为。解析A（）与乙炔发生加成反应生成B（），B与等物质的量的氢气发生加成反应生成C（），C发生醇的消去反应生成D（），D再与HCl发生1，4－加成反应生成E（）。F（）被酸性高锰酸钾溶液氧化生成G（），G在碱性条件下发生酯的水解后酸化生成。（1）中甲基上碳原子形成4个单键，无孤电子对，杂化轨道数为4，杂化类型为sp3；羰基上碳原子形成1个双键、2个单键，无孤电子对，杂化轨道数为3，杂化类型为sp2。（2）反应②是C发生醇的消去反应生成D，所需的试剂和条件是浓硫酸、加热。（6）B为，其不饱和度为2，根据①能发生银镜反应，知含有醛基，根据②核磁共振氢谱显示有3组峰，峰面积之比为3∶4∶1，知含有3种类型氢原子，且个数比为3∶4∶1，则符合条件的结构简式为。（7）原料中有乙炔，故根据A→B的反应增长碳链，乙醇在铜或银作催化剂的条件下发生氧化反应生成乙醛，乙醛与乙炔发生加成反应生成，其中的碳碳三键与氢气加成即可得到目标产物，合成路线如下：C2H5OHCH3CHO，则X为CH3CHO，Y为。4.[2024广东惠州一调]化合物M是一种治疗抑郁症和焦虑症的药物，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成化合物M的路线如下（部分反应条件省略）：已知：ⅰ）Ⅰ→Ⅱ的反应的原子利用率为100％，且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色。ⅱ）。（1）化合物Ⅰ中含有的官能团名称是酚羟基，醚键。（2）化合物a的结构简式为。（3）下列说法正确的是AD（填标号）。A.在水中的溶解度比化合物Ⅰ小B.1mol化合物Ⅰ与浓溴水反应，最多可以消耗2molBr2C.化合物Ⅷ中含有2个手性碳原子D.Ⅲ→Ⅳ的反应属于取代反应（4）Ⅵ→Ⅶ的化学方程式为。（5）化合物Ⅷ有多种同分异构体，同时符合下列条件的有12种，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为。ⅰ）含有一个苯环且苯环上有两个取代基；ⅱ）其中一个取代基为硝基。（6）根据上述信息，写出以苯酚为原料合成水杨酸（邻羟基苯甲酸）的路线。（可使用本题中出现的有机试剂，无机试剂任选）解析Ⅰ→Ⅱ的反应的原子利用率为100％，且化合物a能使Br2的CCl4溶液褪色，结合Ⅰ和Ⅱ的结构简式可推出化合物a的结构为，根据信息ⅱ和Ⅳ的结构可推出Ⅲ为，Ⅲ与HCl发生取代反应生成，Ⅳ与CH2CHCN发生加成、消去反应后生成，Ⅴ在酸性条件下水解生成，Ⅵ与氢气发生加成反应生成，Ⅶ中羧基被氨基取代得到Ⅷ，Ⅷ经过一系列变化生成M。（3）化合物Ⅰ中含有酚羟基，能与水分子形成分子间氢键，不能形成氢键，故在水中的溶解度比化合物Ⅰ小，A项正确；化合物Ⅰ与浓溴水反应时，在酚羟基的邻位和对位发生取代反应，则1mol化合物Ⅰ与浓溴水反应，最多可以消耗3molBr2，B项错误；手性碳原子是指连有四个不同原子或基团的碳原子，化合物Ⅷ中含有1个手性碳原子，如图中*所示，C项错误；由Ⅲ和Ⅳ的结构可知，该反应为取代反应，D项正确。（5）化合物Ⅷ的同分异构体含有一个苯环且苯环上有两个取代基，其中一个取代基为硝基，则另一个取代基为丁基，丁基有4种结构，每种结构与硝基能形成邻、间、对三种位置关系，故共有12种符合条件的同分异构体，其中核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积之比为9∶2∶2的结构简式为。5.[以胺、酰胺为基的有机合成][2024浙江名校联考]索拉非尼在临床上是一种新型的、多靶向性的治疗肿瘤的口服药，是多种激酶的抑制剂，它可抑制肿瘤细胞增殖。它的合成路线如下：已知：①R—NCO＋R'—NH2②R—NO2Fe/H+③DMF、THF、BuOH、CH2Cl2都是反应中的溶剂④碳氟键在酸、碱性环境中均不易水解（1）化合物E的官能团名称是酚羟基、氨基。（2）化合物C的结构简式是。（3）下列说法正确的是CD（填标号）。A.F→索拉非尼的反应为取代反应B.化合物D与苯甲醇互为同系物C.索拉非尼的分子式是C21H16ClF3N4O3D.A物质既能溶于酸也能溶于碱（4）写出索拉非尼在氢氧化钠溶液中充分水解的化学方程式＋5NaOH＋＋Na2CO3＋NaCl＋CH3NH2＋H2O。（5）设计以D为原料合成E的路线（用流程图表示，无机试剂任选）。（6）写出同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式、、。①含有②1H－NMR谱检测表明：分子中共有3种不同化学环境的氢原子③该物质和新制Cu（OH）2悬浊液在加热条件下反应有砖红色沉淀生成解析（1）化合物E为，官能团为—OH、—NH2，名称为酚羟基、氨基。（2）由E、F的结构简式及C的分子式，知C为。（3）F→索拉非尼的反应为加成反应，A项错误；化合物D为苯酚，属于酚类，苯甲醇属于醇类，二者不互为同系物，B项错误；由索拉非尼的结构简式知其分子式是C21H16ClF3N4O3，C项正确；A含有结构，显碱性，能与酸反应，含有羧基，能与碱反应，D项正确。（5）根据②知，E（）由在Fe/H＋条件下发生还原反应得到，由和浓硝酸在浓硫酸作催化剂条件下发生取代反应得到，据此设计合成路线。（6）C的结构简式为，根据②③知其同分异构体中共有3种不同化学环境的氢原子，且含有醛基，结合①知符合条件的同分异构体有、、。6.[官能团的保护][2024安徽名校联考改编]荆芥内酯为中药荆芥的活性成分，它可用作安眠药、抗痉挛药与驱虫剂，其合成路径如图1所示。图1已知：ⅰ.＋。ⅱ.＋。ⅲ.＋，R1～R10为烃基或氢原子。（1）A分子含有的官能团是酮羰基、酯基。（2）B→C的过程中产生一种气体，该转化过程的化学方程式是＋2H2OH2O+催化剂，△＋CO2↑＋C2H（3）下列有关E、F的说法正确的是ABD（填标号）。A.核磁共振氢谱或红外光谱均能区分E和FB.E和F都能发生加成反应、取代反应和还原反应C.E存在含2个六元环的醛类同分异构体D.F存在遇FeCl3溶液可发生显色反应的同分异构体（4）由后续的反应可知，F→G的②的目的是保护醇羟基，防止其被O3氧化。（5）H的结构简式为。（6）以香茅醛为原料合成荆芥内酯的部分转化过程如图2所示，写出中间产物L、N的结构简式：、。图2解析（1）由上述分析可知，A的结构简式为，官能团为酮羰基、酯基。（2）由上述分析可知，B→C的过程中产生一种气体，则该反应为催化剂作用下在酸性溶液中与水共热反应生成、乙醇和二氧化碳，反应的化学方程式为＋2H2O＋CO2↑＋C2H5OH。（3）E、F的结构简式分别为、，二者分子中的氢原子类型和官能团种类不完全相同，则用核磁共振氢谱或红外光谱均能区分E和F，A项正确。E、F都含有甲基，都能发生取代反应，E、F都含有酮羰基，都能发生加成反应和还原反应，B项正确。E分子中碳原子个数为10，则E的含有2个六元环的同分异构体不可能含有醛基，C项错误。F的不饱和度为4，则F存在遇氯化铁溶液发生显色反应的酚类同分异构体，D项正确。（4）由上述分析可知，F→G的反应为与硼氢化钠先发生还原反应生成，与乙酸酐发生取代反应生成，H→I的反应为在氢氧化钠水溶液中先发生水解反应生成