第28讲 有机合成路线设计的基本方法

2025新高考化学二轮重点专题第28讲有机合成路线设计的基本方法contents目录01考向分析010203知识重构重温经典04模型建构考向分析PART01012024年有机合成路线设计考点统计省份考点形式结构简式化学方程式反应条件设计合成路线河北卷√√全国卷√新课标卷√浙江卷√安徽卷√吉林卷√√上海卷√山东卷√江苏卷√湖南卷√湖北卷√纵观各地试题，形式与往年比较有变化，24年不局限于传统的设计合成路线，还可考查路线中的缺项物质结构简式或反应所需试剂。知识重构PART0202有机合成

一、合成的要求和意义

有机合成就是从简单易得的原料，通过一步或多步化学反应制备出比较复杂的目标分子的过程。合成的要求：

合成的步骤越少越好；每步的产率越高越好；

原料越便宜易得越好；反应条件越温和越好。

有机合成的意义：

（1）可以制备天然有机物，以弥补自然资源的不足；

（2）可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰，使其性能更加完美;

（3）可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物，以满足人类的特殊需要。

二、有机合成的基本反应

有机反应是合成的基础，合成路线就是由一些具体的反应，按照一定的逻辑思维组合起来的。合成一个有机物要考虑的核心问题不外两个方面：

1、合成目标化合物分子的骨架；2、引入所需官能团（官能团转化和相互影响）；

1、增长碳链或增加支链：教材中常见的分子骨架的形成和变化①聚合反应

苏教71页苯乙烯加聚制得聚苯乙烯苯乙烯与丁二烯加聚制得丁苯橡胶工业上制备乙苯（又称苯乙烷）、异丙苯，主要通过苯与乙烯或丙烯在催化剂存在条件下反应获得。②加成反应二、有机合成的基本反应之碳骨架变化苏教98页羰基与HCN的加成反应酯化反应消去反应CN的水解反应二、有机合成的基本反应之碳骨架变化CH≡CHCH2=CHCNCH2=CHCOOHHCN催化剂H2O,H+△丙烯腈丙烯酸C=ORHCRHOHCNCRHOHCH2NH2HCN催化剂H2催化剂利用HCN的加成增长碳链CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O浓H2SO4△③酯化反应④卤代烃在碱性条件下的取代反应烃基卤化镁（格氏试剂）与有机物的反应

苏教113页二、有机合成的基本反应之碳骨架变化高考题中常见的信息涉及分子骨架的形成和变化1、增长碳链或增加支链：

β+催化剂CH3CHOCH3

C

HOCH3CHCH2CHOHOαα催化剂△CH3CHCH

CHOαβ利用羟醛缩合增长碳链二、有机合成的基本反应之碳骨架变化3、①利用双烯加成反应成环+COOHCOOH②利用酯化反应成环2

浓H2SO4

加热+2

H2O二、有机合成的基本反应之碳骨架变化

RC≡CHRCOOHKMnO4H+C=CH－RR'R"KMnO4H+C=OR'R"+R－COOHCHRR'KMnO4H+COOH②利用氧化反应缩短碳链（高考信息）2、①利用水解反应缩短碳链(教材中）CH3COOHCH3CH2OH+CH3COOCH2CH3+H2ONaOH△二、有机合成的基本反应之碳骨架变化三、有机合成的基本反应之常见官能团变化烷烃X2/光照

取代1.教材中常见官能团之间的变化三、有机合成的基本反应之常见官能团变化1.教材中常见官能团引入方法（1）引入碳碳双键①醇和卤代烃的消去：CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2OC2H5Br+NaOH CH2=CH2↑+H2O+NaBr②炔烃的不完全加成：③烷烃裂化裂解：

CH≡CH+Br2→CHBr=CHBrC4H10

CH2=CH2+CH3CH3三、有机合成的基本反应之常见官能团变化1.教材中常见官能团引入方法（2）引入卤素原子（—X）①烃、酚的取代：CH4+Cl2CH3Cl+HCl②不饱和烃与HX、X2的加成：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br

③醇与氢卤酸（HX）的取代：CH3CH2OH+HBrC2H5Br+H2O+3Br2→

↓+3HBr三、有机合成的基本反应之常见官能团变化1.教材中常见官能团引入方法（种类变化）（3）引入羟基（—OH）

①烯烃与水反应：CH2=CH2

+H2OCH3CH2OH②醛、酮与氢气加成：CH3CHO+H2

CH3CH2OH

③卤代烃在碱性条件下水解：C2H5Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr

④酯的水解：CH3COOC2H5+H2O

CH3COOH+CH3CH2OH三、有机合成的基本反应之常见官能团变化（4）引入碳氧双键醇的催化氧化：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O（5）引入羧基（—COOH）①醛基氧化：2CH3CHO+O2

2CH3COOH②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解：CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OH

1.教材中常见官能团引入方法（种类变化）三、有机合成的基本反应之常见官能团变化2.教材中常见官能团消除方法（种类变化）（1）消除不饱和键：（2）消除羟基（—OH）：（3）消除醛基（—CHO）：（4）消除卤素原子：

加成反应

消去反应、氧化反应或（取代

酯化、卤代）反应

加成反应或氧化反应

消去反应或水解反应三、有机合成的基本反应之常见官能团变化3.教材中常见官能团数目变化方法官能团位置变化4.教材中常见官能团位置变化方法三、有机合成的基本反应之官能团变化5.根据题目提供的信息，常见的官能团变化总结如下：(1)苯环侧链引入羧基如

(R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成

，此反应可缩短碳链。（2）卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。三、有机合成的基本反应之官能团变化(3)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮如

CH3CH2CHO＋

；RCH==CHR′

(R、R′代表H原子或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化，发生双键断裂生成羧酸，通过该反应可推断碳碳双键的位置。

由官能团入手，可以帮助我们清楚地梳理有机化合物之间的转化关系，更全面地把握官能团的性质，并运用这种转化关系解决实际问题。三、有机合成的基本反应之常见官能团变化苏教129页请思考：如果以苯为原料制备扑热息痛，是先氯化，还是先硝化？-Cl是邻对位定位基，而-NO2为间位定位基四、有机合成中官能团之间的相互影响和保护

试题中出现的大多是对（酚）羟基、醛基、氨基、碳碳双键等易于被氧化的官能团进行保护。先保护后恢复基团保护先占位后移除先加成后消去

如酚羟基

先与碱反应生成盐，再酸化

如碳碳双键

先与HX加成，再消去成烯例题：已知：以A为主要原料制备己醛（目标化合物）（1）上述合成路线中第一步反应的目的是

。（2）将合成路线的后半部分（缺失部分）补充完整。四、有机合成中官能团之间的相互影响和保护结合已知，第一步保护醛基对比原料和产物，只需用氢气加成碳碳双键即可，但醛基也会加氢四、有机合成中官能团之间的影响和保护

事物总是相互影响、相互制约的。在有机化合物分子中，这种相互影响、相互制约的关系同样存在。哪些事实可以证明这一点呢？思考：已知在浓硝酸、浓硫酸条件下，苯、甲苯硝化反应生成一取代产物的温度分别是60℃、30℃。而在100℃时，苯、甲苯硝化反应的产物分别是间二硝基苯和2，4，6-三硝基甲苯。你能解释原因吗？甲苯的性质与苯相比，具有一定的相似性，同时也有一定的差异。究其原因，是因为苯环受到甲基的影响，更容易发生取代反应；与此同时，甲基受到苯环的影响，也容易被氧化剂所氧化（甲苯氧化为苯甲酸）。甲基影响了苯环使苯环易取代苯环影响了甲基使甲基易被氧化四、有机合成中官能团之间的相互影响和保护

基团之间的相互作用会影响物质的性质，以及有机反应的速率。除基团的影响外，有机反应所用的溶剂及其他反应条件也会影响反应的速率和反应产物。如乙醇在浓硫酸催化作用下，加热到140℃时主要发生分子间脱水生成乙醚，而加热到170℃时主要发生分子内脱水生成乙烯。我们在研究有机化学反应时，要同时关注反应物结构和反应条件的影响。

我们学过1-溴丙烷在氢氧化钾的水溶液中加热，发生取代反应生成丙醇；在氢氧化钾的乙醇溶液中加热，发生消去反应生成丙烯。在这个反应体系中，取代反应和消去反应同时存在，相互竞争，我们可以通过控制条件使某类反应为主。研究发现，对于卤代烃而言，卤素原子直接相连的碳上氢越多的越容易发生取代反应，反之，容易发生消去反应。

对进攻试剂（如上述反应中的KOH）而言，碱性越强，越容易发生消去反应，反之，容易发生取代反应。四、有机合成中官能团之间的相互影响和保护所以，在利用这些反应合成物质时，要根据需求合理地选择条件。CH3CH2CH2Br+KOHH2OCH3CH2CH2OH+KBrCH3CH2CH2Br+KOH乙醇CH3CH=CH2+KBr+H2O有机合成中根据官能团的性质选择合适的试剂方案一方案二四、有机合成中官能团之间的相互影响和保护重温经典PART0303二、有机合成常见题型分类研析1、以熟悉官能团的转化为主型2、以碳骨架变化为主型3、以题给信息的模仿为主型【典例一】请设计以CH2=CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。1、以熟悉官能团转化为主的题型对比原料和目标产物官能团种类，结合知识储备设计如下加成反应加成反应氧化反应氧化反应水解反应课本中的经典

苏教91页逆推法醚：醇和醇分子间脱水一步反应但副产物多。醚：利用已知条件，A为卤代烃，B为醇钠副产物少，但步骤多，产率低AB课本中的经典

苏教108页首先分析目标物质，醚，题目中无其它信息，应选用教材学过的反应，逆推，乙二醇分子间脱水得到产品。乙二醇可以有1.2-二溴乙烷水解得到，结合原料乙醇，很容易设计出乙醇消去再加成。2、以碳骨架转化为主的题型提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr【典例二】请以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。逆推法+CH3CH2OH―→2024浙江1月

某研究小组通过下列路线合成镇静药物氯硝西泮重温经典，感悟高考已知回答：（5）聚乳酸()是一种可降解高分子，可通过化合物X()开环聚合得到，设计以乙炔为原料合成X的路线_______(用流程图表示，无机试剂任选)。2、以碳骨架转化为主的题型2024浙江1月

与题中信息无关，用储备知识解决

重温经典，感悟高考结合原料乙炔，需增加C原子，且转化为-COOH，再结合-CN的引入方案CH3CHOCH≡CHH2O逆推CH3CHOCH≡CHH2OHCNH+浓H2SO42、以碳骨架转化为主的题型3、以题给信息的模仿为主的题型2024安徽

化合物1是一种药物中间体，可由下列路线合成(Ph代表苯基，部分反应条件略去)重温经典，感悟高考RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应：

HY代表H2O、ROH、RNH2、

等。已知（6）参照上述合成路线，设计以

和不超过3个碳的有机物为原料，制备一种光刻胶单体的

合成路线(其他试剂任选)。对照原料和产物，苯环左部分先将原料中的羰基还原为羟基，后利用浓硫酸脱水生成双键，右部分将物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物，结合已知后再与CF3COCF3在无水醚中反应再水解生成目标化合物重温经典，感悟高考重温经典，感悟高考3、以题给信息的模仿为主的题型2024江苏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)结合E到F,可知HSCH2CH2SH与

反应可生成目标产物的部分再结合A到B，由生成

再与HCHO反应增长碳链即可重温经典，感悟高考3、以题给信息的模仿为主的题型合成路线为储备知识（教材）题中信息（吃透模仿）2024山东

心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下：已知1、2、(5)C→E的合成路线设计如下：试剂X为

(填化学式)；试剂Y不能选用KMnO4，原因是

。2024山东

对比B（C14H11N）和C（C14H10BrN）的分子式，结合F的结构简式可知，B甲基上的1个H被Br取代得到C,C、D在乙醇的作用下得到F，对比C、F的结构简式可知D,E与D发生类似已知Ⅱ的反应，所以E为ABFDEC2024山东

FECGNaOH、H2OCu/O2NaOH水溶液

试剂Y不能用KMnO4，G中的-CH2OH会被KMnO4,氧化为-COOH，无法得到E重温经典，感悟高考3、以题给信息的模仿为主的题型(2023广东)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的路线如下(加料顺序、反应条件略)：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。基于反应③反应原理，由苯到溴苯到和乙烯生成的环氧乙烷生成中间体，再转化为碘代烃，利用反应⑤的原理，和溴苯转化的苯酚、CO反应即可实现目标重温经典，感悟高考3、以题给信息的模仿为主的题型(2023广东)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。基于反应③反应原理，由苯生成溴苯，和乙烯生成的环氧乙烷生成中间体，再转化为碘代烃，利用反应⑤的原理，和溴苯转化的苯酚、CO反应即可实现目标卤代烃和环醚反应增长碳链碘代烃和羟基、CO反应CH3CH2OH反应③反应⑤合成路线（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)：(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：占位思想（2023海南）局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如下：(7)结合下图合成路线的相关信息。以苯甲醛和一两个碳的有机物为原料，设计路线合成合成思路：苯环的侧链碳链增长，结合题目A到B，并找到碳链拼接的地方寻找碳链拼接的方法:醛和酯反应CH3CH=CHCOOHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3已知某药物合成中间体D的合成路线如下：设计方案，以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备苏教137页借助题干中方法，模仿运用合成路线思路：先引入硝基，将硝基还原为氨基，乙酰化之后再将甲基氧化为羧基。思考：能不能先将甲基氧化再引入硝基？羧基间位定位基甲基邻位定位基模型建构PART0404

一、有机合成的分析方法与原则1.正合成分析法从已知的原料入手，找出合成目标化合物所需的直接或间接的中间体，逐步推向待合成的目标化合物，其思维方法为：如何以乙烯为基础原料，无机原料可以任选，合成下列物质：CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3乙烯氧化水化乙醇乙酸乙酸乙酯联系化工实际生产，体现学科价值，尽量减少反应步骤

一、有机合成的分析方法与原则2.逆合成分析法

将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体又可由更上一步的中间体得到，依次类推