有机合成路线的设计（解析版）-2025年高考化学答题技巧与模板构建（新高考）

模板03有机合成路线的设计

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鹤•题型解读考情分析+命题预测/技巧解读

则.模板构建答题模板+技巧点拨

技法01常见的有机合成路线I技法02有机合成的常用方法

____________________________I____________________

蓬•模板运用真题示例+模板答题+变式训练

球•模板演练最新模拟、预测考向

高考试卷中，对合成线路的设计的考查一般有两种形式，一是根据已知信息，设计完整的合成线路;

二是给出合成线路的部分信息，补全合成线路或分析其中的部分步骤等。以这两种考查形式进行命

题，难度比较大，需要考生结合题目所给合成线路、已知信息以及已学知识进行中和运用。

◎横通木建

❷土模板

第一步：确定目标产物的结构观察目标产物的结构特点，特别是观察目标产物中所含官能团。

第二步：分析合成思路（类比+拆①根据目标产物的结构，类比已知信息中的物质结构、合成线

分）路中的物质结构（不同之中找相同）；

②类比原料结构，对目标产物或中间产物进行拆分，得到原料。

第三步：设计合成线路根据之前拆分的步骤和关键物质，从原料进行梳理，设计合成

线路。

❽技巧点拨

技法01常见的有机合成路线

1.一元合成路线

2.二元合成路线

3.芳香化合物的合成路线

技法02有机合成的常用方法

1.分子骨架的构建

(1)增长碳链

①烘煌和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含有氟基(一CN)的物质，再经水解生成竣酸，或经

催化加氢还原生成胺。

R—C=CH&R-CH=CHCNH^TR—CH=CHCOOH。

催化剂△

RROH

\,HCN\/H2R-CH—CH2NH,

ZC=0催化前/C\催化前OH°

HHCN

②卤代煌与快钠反应。如CH3cH2Br+CH3c三CNa—>CH3C=CCH2CH3+NaBro

③羟醛缩合反应实际上是醛自身的加成反应，醛基邻位碳原子上的氢原子(a-H)较活泼，能与另外一分

子的醛基发生加成反应，生成0—羟基醛，该产物易失水，得到a、隹不饱和醛。

OH

OWC-CH。3

十。Ba

CH—CH=CHCHO+HO

CH3-C-HCHUCHO32

H

④醇与酸发生酯化反应。

(2)成环反应

①形成环煌：

CH,=C—CH=CH,

共辗二烯烧［如异戊二烯(［)］与含碳碳双键或碳碳三键的化合物在一定条件下发生

CH3

反应得到环状加成产物。

COOH△COOH

+/——

②形成酸环:

y20H浓硫酸/°\

产仔氏

乙I+20

A弋。严

CH2OH

③形成脂环:

COOHCHOH俅硫酸COOCH

I+I2产誉4II2+2H0

COOHCH20H△COOCH22

CH3

I

CH

CH3-CH-COOH逸*0=/\

OH>

CH3

③形成肽环：

c

Z\

CH2NH

II

NHCH+2H2O

\Z2

c

(3)开环反应

①脂环、肽环的水解反应

(2)酸环的开环加成：

CHr—CH>

Y+H20—-»OJ,OH

(4)缩短碳链

①不饱和燃在酸性高镒酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂:

c

3

I酸性KMnO4溶液o

cCH3COOH+II

H3

CH3—c—CH3

酸性KMnCh溶液

CH3cH2c三CCH3--------------CH3cH2coOH+CH3coOH。

②某些苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸:

CH,-CH—CH3酸性KMnCU溶液,^pCOOH

cH

3

③竣酸或竣酸盐的脱竣反应。如CH3COONa+NaOH^=CH4t+Na2co3。

2.有机合成中官能团的转化

（1）常见官能团的引入（或转化）方法

引入的官能团引入（或转化）官能团的常用方法

烯燃与水的加成反应、卤代燃的水解反应、醛（酮）催化加氢反应、酯类水解

—OH

反应、多糖发酵、羟醛缩合等

烷烧与卤素单质的取代反应、烯煌a-H（或苯环上的烷基）与卤素单质在光照

—X（卤素原子）下的取代反应、烯煌（焕煌）与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取

代反应等

\/

c=c醇类或卤代燃的消去反应等

/\

—CHORCH20H（伯醇）氧化、烯煌臭氧氧化等

CH3COOH

醛类的氧化、O等有机物被酸性KMnO4氧化成6、酯类的水

—COOH

解等

—COO—酯化反应

硝化反应

—NO2

一NH2硝基的还原（Fe/HCl）

（2）官能团的消除

官能团消除的常用方法

双键加成反应、氧化反应

羟基消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应

醛基还原反应、氧化反应

—X取代反应、消去反应

（3）官能团的保护

①酚羟基的保护：

因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把一OH变为一ONa将其保护

起来，待氧化后再酸化将其转变为一OH。

②碳碳双键的保护：

碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HC1等的加成反应将其保护起来，待氧化后

再利用消去反应转变为碳碳双键。

③氨基（一NH2）的保护：

如在利用对硝基甲苯（）合成对氨基苯甲酸（NH,YI^COOH）的过程中应先

把一C%氧化成一COOH之后，再把一NO2还原为一NFh,防止当KMnCU氧化一CH3时一NH2（具有还原性）

也被氧化。

④醛基（一CHO）的保护：

HOCH2cH20H

一般是把醛基制成缩醛，最后将缩醛水解得到醛基（常用乙二醇）CHO

广上空"《＞CH。。

x

o—CH2

【解题技巧】

给定信息设计有机合成路线解题流程

,反应物、反应物「n

表达方式A反应条件B反应条件,一＞D

总体思路根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化

设计关键信息及框图流程的运用

从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构（碳骨架

及官能团），对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入（或

正向合成法

者官能团的转化），从而设计出合理的合成路线，其思维程序为

|一础除科->中间产物|……TH中间产物目标有机物］

从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出

常用

原料分子，并进行合成路线的设计，其思维程序为

方法逆向合成法

|目标有机物卜*1中间产物....f中间产物-＞基础悦料

采用正推和逆推相结合的方法，是解决合成路线题的最实用的方

正逆双向合成

法，其思维程序为

法

|甚础原料->中间产物....卜||间产物<-1目标仃机物1

金横板运用

❽真题示例

o0

1.（2023•河北选考）已知：人+大lNaNH2

2H+/HO

,2

RCH2RR"OCH3

H3COC（CH3）3

阿伏苯宗是防晒霜的添加剂之一。试以碘甲烷（CH3I）、对羟基苯乙酮（HO）和对叔丁基

CH3

甲苯［H3C^襄C（CH3）3］为原料，设计阿伏苯宗的合成路线。（无机试剂和三

个碳以下的有机试剂任选）

③里6答题

【答案】

00

CH3I

NaOH/H2O

CHCH3

CHCOOHCOOCHDNaNHz

2)H*/H2O

KMnO,CH3OH

H+酸

C(CH)C(CH)

3333C(CH3)3

【第一步确定目标产物的结构】目标产物为

H3coC(CH3)3

【第二步分析合成思路（类比+拆分）】

【类比】目标产物与已知条件中的产物结构相似。

COOCH3

0

【拆分】可由与在l)NaNH2.

CH3

C(CH3)3

2）H+/H2O作用下合成得至h

【第三步设计合成线路】

oo

可由与CH3l发生取代反应制得;

CH3CH3

COOCH3COOH

可由H3c,再与CH30H发生酯化反应

C（CH3）3先发生氧化反应生成

CCH

(3)3C(CH3)3

制得。由此可得合成路线为

0

CHI

3*CH3O

NaOH/HQ

CH3CH3

DNaNH

CH3COOHCOOCH32

2)H*/H2O

KMnO4CH3OH

H+酸

CCH)

（3）C(CH3)3C(CH33

2.（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、碘代烧类等，合成化合物团的路线如下（加料顺序、反应条件略工

⑸以苯、乙烯和co为含碳原料，利用反应③和⑤的原理，合成化合物团。

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）相关步骤涉及到烯烧制醇反应，其化学方程式为

⑹从苯出发，第一步的化学方程式为.（注明反应条件）。

传里6答题

CH2=CH2+H2O>CH3CH2OH

【第一步确定目标产物的结构】目标产物为

【第二步分析合成思路（类比+拆分）】

【类比】目标产物结构相似。

【拆分】根据流程图反应⑤，可将CH3CH2OH和C0„

【类比】根据流程图，由与HI反应合成，由O^Br和8

合成。

【第三步设计合成线路】

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。乙烯与水在催化剂加热加压条件

下合成乙醇；乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醛；苯在铁催化作用下与溟生成澳苯，谟苯与环氧乙醪生

成，与HI反应合成，最后根据反应⑤的原理，与乙醇、

CO合成化合物viii。

(a)最后一步反应中，有机反应物为和CH3cHqH。

(b)相关步骤涉及到烯烧制醇反应，其化学方程式为CHzuCHz+HqT^^CH3cH20H。

(c)从苯出发，第一步的化学方程式为+Br2+HBro

命交式训练

1.(2023・湖南选考)甲苯与澳在FeBn催化下发生反应，会同时生成对澳甲苯和邻澳甲苯，依据反应

CH3

浓H2s。4车

设计以甲苯为原料选择性合成邻澳甲苯的路线

△Y

SO3H

D

_______(无机试剂任选)。

CH

3浓H2s04

【答案】

△

SO3HSO3H

【解析】甲苯和澳在FeBn的条件下生成对澳甲苯和邻澳甲苯，因题目中欲合成邻澳甲苯，因此需要对甲

基的对位进行处理，结合C生成D的反应知，先将甲苯与硫酸反应生成对甲基苯磺酸，再将对甲基苯磺酸

CH3

中的磺酸基水解得到目标化合物，具体的合成流程为

浓H2so4

△

SO3H

2.(2023・辽宁卷)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。

己知:

①Bn为《-

②R4R：R，NH：~；>N-K（Ri为燃基,氏、&为堤基或H）

（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_______

【解析】（6）根据题目中给的反应条件和已知条件，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,作用位置为有机物N的N=C上，故有机物

N的结构为,有机物M可以发生已知条件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的结构为

1.（2022•全国甲卷）用N-杂环卡其碱（NHCbase）作为催化剂，可合成多环化合物。下面是一种多环化合物

H的合成路线（无需考虑部分中间体的立体化学）。

参照上述合成路线，写出相应的D和G，的结构简

式、。H，分子中有个手性碳（碳原子上连有4个不同的原子或基团时,

该碳称为手性碳）。

【答案】（7）NO25

【解析】（7）G与D反应生成H的反应中，D中碳碳双键断裂与G中HC—NO?和C=0成环，且C=0与

—CHO成环，从而得到H,可推知，若要合成Hf（

手性碳原子为连有4各不同基团的饱和碳原子,

5个。

2.（2022•天津卷）光固化是高效、环保、节能的材料表面处理技术。化合物E是一种广泛应用于光固化产

品的光引发剂，可采用异丁酸（A）为原料，按如图路线合成:

RR

（6）已知：/、比R=烷基或较基

J催化剂，△"u

参照以上合成路线和条件,利用甲苯和苯及必要的无机试剂，在方框中完成制备化合物F的合成路

【解析】（6）甲苯在酸性高锌酸钾溶液条件下被氧化为苯甲酸，苯甲酸和氢气在催化剂作用下生成

COOHC0C1C0C1

0和苯在催化剂加热条件下反应生成

和SOC12在加热条件下反应生成

3.（2023•浙江卷）某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。

CH3CHO

A催化氧化人

?J

CHO

.小HZNOHRCUHKNM%C“H,.N,0

OHOH—±_

ABE催化剂F0

C/C1N」

OCH<H,N(CH)(IY^N/丫^

CD"kA。〜N、

CH,O^^COOH1

、1依托比利

CH3OCH3O

已知：?HY①。>_CH=N—

CH—N—

请回答：

CH2NHOC

人）。利用以上合成线路中

（5）研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N-苇基苯甲酰胺（「

的相关信息，设计该合成路线___________（用流程图表示,无机试剂任选）

CH=NOHCHNH

X«2An

CHO呵04

【答案】（5）亡|—►Urf>——催化2__剂>U/+CrH.NHOCA

-6—61//

催化剂'

CHO

【解析】（5）由题给信息可知，用苯甲醛为原料合成药物N-茉基苯甲酰胺的合成步骤为与NH20H

CH=NOHCH=NOHCH2NH2

反应生成［\，催化剂作用下

与氢气发生还原反应生成;催化剂作

CHOCOOHCOOH

用下，与氧气发生催化氧化反应生成,与S0C12发生取代反应生成

COCIcociCH2NH2CHNHOC

也2白,合成路线为

xU,与发生取代反应生成

4.0V是一种有机合成的中间体，设计以苯甲醛和为原料制备Cj的合成

HH

路线O（无机试剂任选）

反应转化为，

HCHQ>HC1X

5.已知：Q>CljQ,以苯和甲醛为主要原料制备QTCOOCH3的合成路

NaOII

HC1

【解析】根据题目信息，苯和甲醛、HC1反应生成fYXci,、C1与NaCN反应生成CN，

在氢氧化钠溶液中水解后酸化生成（J、COOHj^\cOOH与甲醇反应生成

COOCH合成路线为QHCH5HC1广「ci2.ICCCN」鬻

、彳HC1

CH30H

COOCH

浓H2SO4

6.化合物M是一种功能高分子材料。实验室由A制备M的一种合成路线如下:

RiR3Ri

KCrO/H+\

已知：①C=C227C=0+R3COOH

/\/

R.H

OO

OR3COOR4IIII

R1CCHCR3

②II乙醛

RiCCH.R,Na/I

R2

参照上述合成路线和信息，以CH2=C(CH3)CH2cH2cH=CH2和甲醇为原料(其他试剂任选)，分三步合

成化合物VJ。

(1)CH2=C(CH3)CH2CH2CH=CH2的化学名称为o

(2)第一步反应生成的相对分子质量较大的有机产物的结构简式为o

(3)第三步反应的化学方程式为o

【答案】(1)2-甲基-1,5-己二烯(2)CH3coeH2cH2co0H

(3)CH3coeH2cH2coOCH3丽乙醛>+CH30H

【解析】(D根据烯姓的命名，CH2=C(CH3)CH2cH2cH=CH2的化学名称为2-甲基-1,5-己二烯。(2)参照

上述合成路线和信息，以CH2=C(CH3)CH2cH2cH=CH2和甲醇为原料(其他试剂任选)，分三步合成化合

物℃厂°,第一步用酸性重倍酸钾氧化CH?=C(CH3)CH2cH2cH==CH2,得CH3coeH2cH2coOH,第

二步，CH3coeH2cH2coOH与甲醇在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得CH3COCH2CH2COOCH3,第三

步，CH3coeH2cH2coOCH3与Na在乙醛中发生反应得℃厂°；第一步反应生成的相对分子质量较大的

有机产物的结构简式为CH3coeH2cH2coOH。(3)由②中分析，第三步，CH3coeH2cH2coOCH3与Na在

乙醛中发生反应得℃厂°,化学方程式为NA/ZIBO<Q

CH3COCH2CH2COOCH3^>^V+CH3OHO

7.硫酸沙丁胺醇(舒喘灵)的一种合成新工艺流程如下:

口上nnv!NTtJ乙醇、加热、力口压n,„v

已知：R-X+NH3----------------------------->R—NH2+HX

OH

参照上述流程，设计以CH3CHO和2-甲基丙烯为原料合成人反的流程图.（无机试

剂、有机溶剂任选）。

【答案】

根据题中信息和题中合成路线得到Y和HBr在催化剂、加热条件下反应生成B，

【解析】

与氨气在乙醇、加热、加压条件下反应生成反

HBr

催化剂、加热

H其合成路线为

N

S(CH)X()

CH3CHO---------3--3--

0

HnOc玉0H］的路线

8.已知苯胺具有强还原性。以对硝基甲苯为原料，设计合成塑料

__________________________（其他无机试剂任选）o

CH3COOHCOOH

KMnOFe/HCl

【答案】4

NO2NO2NHo

COOH

【解析】硝基苯中的甲基被酸性高镒酸钾氧化为竣基，硝基再被还原为氨基，可以得到单体||/

NH2

COOHCH3COOH

KMnO4Fe/HCl

由II发生缩聚反应即可得到目标产物，合成路线为口--------->

NH、。2NO

22

COOH

NH2

Lj+

9.已知:①R—Cl+NaCN-RCN+NaCl,@RCN------>RCOOH(R为炫基)。苯乙酸苇酯0)

是花香型香料，设计以苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苇酯的合成路线:

.(无机试剂任选)。

CH20HCH,ClCH,CN口CH,COOH.口门口门口

HC1NaCNIH2SO4IC6H5cH20H

浓硫酸

【解析】苯甲醇与发生取代反应产生与发生取代反应产生

HC1CH2C1,CHoClNaCN

-

酸化得到C)CH2c00H与苯甲醇发生酯化反应产生

CH2CN,2coOH，

吟CH?OHCH2cl

。人口,故由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苇酯的合成路线为

CHoCNCHoCOOH

NaCNH2SO4C6H5cH20H

浓硫酸

10.普瑞巴林(G)是一种抗癫痫的药物，其合成路线如下:

已知：

(1)RCHO+CH2(COOH)2RCH=C(COOH)2+H2O

②RCONH2BQNaOH>RJ^

③E中有一个六元环

④两个羟基连在同一个碳上是不稳定的

NO,

aCOOHT2

）为原料，合成,（用流程图表

COOH口J

\^^COOH

示，无机试剂任选｝

/^/COOH

【答案】（5）|NH3H2。）

\^\COOH

【解析】（5）竣基为间位取代基，则先与浓硝酸在浓硫酸催化下反应引入硝基，再根据路线中D生成G的

NH3H2O）

11.利用N-杂环卡其碱（NHCbase）作为催化剂,可合成多环化合物。某研究小组按下列线路合成多环化合

物G（无需考虑部分中间体的立体化学）。

NHCbase

Na2cO3

⑤

④

NiH

已知：a.RCHO+CH3CHOf>R-CH=CHCHO+H2Oo

b.化学键极性越强，发生化学反应时越容易断裂。

（5）以乙烯、化合物B为原料，设计BfC的转化路线：（用流程图表示，无机试剂、有机

溶剂任选）。合成路线常用的表示方式为A—黑黑—>B……一器黑—>目标产物。

【答案】（5）

CHO

CHO

【解析】（5）B为S，B与CH3cHO发生已知信息a的加成反应生成再与Bn/CCL发

生加成反应得到,再在碱性条件下发生消去反应生成C；以乙烯、化合物B为原料，乙烯

与氧气发生氧化反应生成乙醛，设计B-C的转化路线为:

CH2=CH2

12.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丙烯出发，针对酮类有机物H设计

了如下合成路线:

已知:

写出生成J的化学方程式

o

【解析】

0

与两分子CH3CHB1CH3发生类似于B到D的取代反应生成1(

CH3CHBrCH3发生类似于B到D的取代反应生成另一种副产物J(),方程式为

13.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)

CH

oOH1I3

IIHC=CHIC-