2025年高考化学一轮复习（新高考版）大单元5 第15章　第70讲　有机合成与推断综合突破

第70讲有机合成与推断综合突破[复习目标]1.掌握烃及其衍生物的转化关系，基于官能团的变化认识其转化关系。2.分析合成路线图中有机物的转化条件及部分有机物的分子结构，推断未知有机物的结构简式，掌握推断未知有机物分子结构的技巧。1．掌握典型有机物的转化关系及反应类型2．官能团、反应类型的推断(详见第67讲)3．近年高考热点反应信息举例(1)成环反应形成环烃，取代反应成环醚，取代反应双烯合成六元环，加成反应(2)苯环上引入碳链芳香烃的烷基化芳香烃的酰基化(3)还原反应硝基还原为氨基酮羰基还原成羟基酯基还原成羟基(4)醛、酮与胺制备亚胺(5)胺生成酰胺的反应②，取代反应(6)卤代烃跟NaCN溶液取代再水解可得到羧酸CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaCN))CH3CH2CNeq\o(→,\s\up7(H＋，H2O))CH3CH2COOH(7)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮eq\o(→,\s\up7(①O3),\s\do5(②Zn/H2O))CH3CH2CHO＋(8)羟醛缩合1．(2023·全国甲卷，36)阿佐塞米(化合物L)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。L的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。已知：R—COOHeq\o(→,\s\up7(SOCl2))R—COCleq\o(→,\s\up7(NH3·H2O))R—CONH2回答下列问题：(1)A的化学名称是________________________________________________________。(2)由A生成B的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________。(3)反应条件D应选择__________(填标号)。a．HNO3/H2SO4 b．Fe/HClc．NaOH/C2H5OH d．AgNO3/NH3(4)F中含氧官能团的名称是_______________________________________________。(5)H生成I的反应类型为_________________________________________________。(6)化合物J的结构简式为_________________________________________________。(7)具有相同官能团的B的芳香同分异构体还有__________种(不考虑立体异构，填标号)。a．10b．12c．14d．16其中，核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体结构简式为_______________________________________________。答案(1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)(2)＋Cl2eq\o(→,\s\up7(FeCl3))＋HCl(3)b(4)羧基(5)消去反应(6)(7)d解析(1)有机物A的结构简式为，该有机物的化学名称为邻硝基甲苯或2-硝基甲苯。(3)有机物C到E的反应为还原反应，因此该反应的反应条件D应为b。(5)有机物H的酰胺处发生消去反应脱水得到氰基。(7)分子式为C7H6ClNO2且含有—Cl、—NO2两种官能团的芳香同分异构体共有17种，分别为(有机物B)、、、、、、、、、、、、、、、、，除有机物B外，其同分异构体的个数为16个。2．(2023·湖北，17)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________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________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________、________。(4)G的结构简式为________________________________________________________。(5)已知：，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________________(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．严重污染环境答案(1)π(2)7(3)乙酸丙酮(4)(5)ab解析(2)D为()，分子式为C5H12O，含有羟基的同分异构体分别为、、、、(D自身)、、、共8种，除去D自身，还有7种同分异构体。(3)E为，酸性高锰酸钾可以将双键氧化断开，生成和。(5)根据已知反应特征可知，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J()。若经此路线由H合成I，会同时产生两种不饱和酮，二者互溶，难以分离，导致原子利用率低。3．(2022·全国乙卷，36)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__________。(2)C的结构简式为__________。(3)写出由E生成F反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)E中含氧官能团的名称为__________。(5)由G生成H的反应类型为__________。(6)I是一种有机物形成的盐，结构简式为____________________________________。(7)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)3-氯丙烯(2)(3)eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(甲苯))＋H2O(4)羟基、羧基(5)取代反应(6)(7)10、解析(1)A属于氯代烯烃，其化学名称为3-氯丙烯。(3)D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E，E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F，F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，F中不含羧基，F的分子式为C11H10O2，F在E的基础上脱去1个H2O分子，说明E发生分子内酯化反应生成F。(5)结合G、J的结构简式及H的分子式知，H的结构简式为，G与SOCl2发生取代反应生成H。(6)I的分子式为C8H4KNO2，I是一种有机物形成的盐，再结合J的结构简式知，I的结构简式为。(7)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。4．(2022·山东，19)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下：已知：Ⅰ.PhOH＋PhCH2Cleq\o(→,\s\up7(K2CO3))PhOCH2Pheq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))PhOHPh—＝Ⅱ.PhCOOC2H5＋eq\o(→,\s\up7(NaH))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Pheq\o(→,\s\up7(一定条件))eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))R1，R2＝烷基回答下列问题：(1)A→B反应条件为__________；B中含氧官能团有__________种。(2)B→C反应类型为__________，该反应的目的是__________。(3)D结构简式为__________；E→F的化学方程式为__________。(4)H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有__________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合成的路线。答案(1)浓硫酸，加热2(2)取代反应保护酚羟基(3)CH3COOC2H5＋Br2eq\o(→,\s\up7(CH3COOH))＋HBr(4)6(5)eq\o(→,\s\up7(PhCH2Cl),\s\do5(K2CO3))eq\o(→,\s\up7(CH3CH2COOC2H5),\s\do5(NaH))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(Pd-C))解析由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下，(A)与乙醇共热发生酯化反应生成(B)；在碳酸钾作用下B与PhCH2Cl发生取代反应生成C，C与CH3COOC2H5(D)发生信息Ⅱ反应最终生成(E)；在乙酸作用下E与溴发生取代反应生成(F)；一定条件下F与(CH3)3CNHCH2Ph发生取代反应生成(G)；G在Pd-C作催化剂作用下与氢气反应生成H。(4)由H的同分异构体中仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构可知，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，所得结构分别有1、3、2种，共有6种。(5)由题给信息可知，以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与PhCH2Cl发生取代反应生成，发生信息Ⅱ反应生成，在Pd-C作催化剂作用下与氢气反应生成，合成路线见答案。根据转化关系进行有机推断思路

课时精练1．(2023·辽宁，19)加兰他敏是一种天然生物碱，可作为阿尔茨海默症的药物，其中间体的合成路线如下。已知：①Bn为②＋R3NH2→(R1为烃基，R2、R3为烃基或H)回答下列问题：(1)A中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的______________位(填“间”或“对”)。(2)C发生酸性水解，新产生的官能团为羟基和______________(填名称)。(3)用O2代替PCC完成D→E的转化，化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。(4)F的同分异构体中，红外光谱显示有酚羟基、无N—H键的共有______________种。(5)H→I的反应类型为______________。(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去)，其中M和N的结构简式分别为______________和______________。答案(1)对(2)羧基(3)2＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu/Ag),\s\do5(△))2＋2H2O(4)3(5)取代反应(6)解析(2)有机物C在酸性条件下发生水解，其含有的酯基发生水解生成羟基和羧基。(4)F的同分异构体中不含有N—H，说明结构中含有结构，又因红外光谱中显示有酚羟基，说明结构中含有苯环和羟基，固定羟基的位置，有邻、间、对三种情况，故有3种同分异构体。(6)利用逆合成法分析，有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物，类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H，故有机物N的结构简式为，有机物M可以发生已知条件②所给的反应生成有机物N，说明有机物M中含有C=O，结合反应原料中含有羟基，说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化，有机物M的结构简式为。2．(2023·山东，19)根据杀虫剂氟铃脲(G)的两条合成路线，回答下列问题。已知：Ⅰ.Ⅱ.eq\o(→,\s\up7(H2O2),\s\do5(OH－))路线一：A(C7H6Cl2)eq\o(→,\s\up7(NH3/O2),\s\do5(一定条件))B(C7H3Cl2N)eq\o(→,\s\up7(KF),\s\do5(催化剂))Ceq\o(→,\s\up7(H2O2),\s\do5(OH－))Deq\o(→,\s\up7(COCl22))E(C8H3F2NO2)eq\o(→,\s\up7(FC8H5Cl2F4NO),\s\do5(一定条件))G()(1)A的化学名称为______________(用系统命名法命名)；B→C的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；D中含氧官能团的名称为____________；E的结构简式为____________。路线二：H(C6H3Cl2NO3)eq\o(→,\s\up10(H2),\s\do7(催化剂),\s\do20(①))Ieq\o(→,\s\up10(F2C=CF2),\s\do7(KOH、DMF),\s\do20(②))Feq\o(→,\s\up10((COCl2)2),\s\do7(C6H5CH3),\s\do20(③))Jeq\o(→,\s\up10(D),\s\do7(△),\s\do20(④))G(2)H中有________种化学环境的氢，①～④属于加成反应的是__________(填序号)；J中碳原子的轨道杂化方式有____________种。答案(1)2,6-二氯甲苯＋2KFeq\o(→,\s\up7(催化剂))＋2KCl酰胺基(2)2②④3解析(1)A为，系统命名为2,6-二氯甲苯；B与KF发生取代反应生成C，化学方程式为＋2KFeq\o(→,\s\up7(催化剂))＋2KCl；D为，含氧官能团为酰胺基。(2)H为，由结构特征可知，含有2种不同化学环境的氢；I为，H→I为还原反应，F为，I→F为加成反应，F→J发生类似路线一中D→E反应；J为，J→G为加成反应；J中C原子的杂化方式有sp、sp2、sp3三种。3．(2023·湖南，18)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__________________、__________________。(3)物质G所含官能团的名称为__________________、__________________。(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__________________(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H2C=C=CH—CHO外，还有__________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)。答案(1)(2)消去反应加成反应(3)醚键碳碳双键(4)(5)③>①>②(6)4(7)eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(FeBr3))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do5(△))解析(4)根据上述反应流程分析，与呋喃反应生成，继续与HCl反应生成有机物J()。(5)—CH3是推电子基团，使磺酸基团酸性减弱，—CF3是吸电子基团，使磺酸基团酸性增强。(6)呋喃是一种重要的化工原料，其同分异构体中可以发生银镜反应，说明其同分异构体中含有醛基，这样的同分异构体共有4种，分别为CH3－C≡C－CHO、CH≡C－CH2－CHO、、。4．(2023·北京，17)化合物P是合成抗病毒药物普拉那韦的原料，其合成路线如下。已知：(1)A中含有羧基，A→B的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)D中含有的官能团是___________________________________________________。(3)关于D→E的反应：①的羰基相邻碳原子上的C—H键极性强，易断裂，原因是__________________。②该条件下还可能生成一种副产物，与E互为同分异构体。该副产物的结构简式是________________________________________________________________________。(4)下列说法正确的是__________(填序号)。a．F存在顺反异构体b．J和K互为同系物c．在加热和Cu催化条件下，J不能被O2氧化(5)L分子中含有两个六元环。L的结构简式是________________________________________________________________________。(6)已知：，依据D→E的原理，L和M反应得到了P。M的结构简式是________________________________________________________________________。答案(1)CH2BrCOOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))CH2BrCOOCH2CH3＋H2O(2)醛基(3)①羰基为强吸电子基团，使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子，使得相邻碳原子上的C—H键极性增强②(4)ac(5)(6)解析(2)D的结构简式为，含有的官能团为醛基。(3)②2-戊酮的羰基相邻的两个碳原子上均有C—H，均可以断裂与苯甲醛的醛基发生加成反应，如图所示，1号碳原子上的C—H断裂与苯甲醛的醛基加成得到E,3号碳原子上的C—H也可以断裂与苯甲醛的醛基加成得到副产物。(4)F的结构简式为，存在顺反异构体，a项正确；J的结构简式为，K中含有酮羰基，J中不含有酮羰基，二者不互为同系物，b项错误；J中与羟基直接相连的碳原子上无H原子，在加热和Cu催化条件下，J不能被O2氧化，c项正确。5．(2023·河北模拟预测)有机物J是一种提高血液中白细胞含量的缓释药的成分，一种合成路线如图所示。回答下列问题：(1)A的化学名称为________。A→B的反应类型为________。(2)C的结构简式为________。D中官能团的名称为________。(3)写出反应I→J