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2027 届上海市高三化学有机化学综合题(第 4 题)·教师卷
发布时间：2026-11-12 19:19:53 最近访问：2026-11-12 19:19:54
2027 届上海市高三化学有机化学综合题(第 4 题)·教师卷
一、试题 利伐沙班（rivaroxaban，商品名拜瑞妥）是全球首个口服直接 X 因子抑制剂，用于预防髋、膝关节置换术后的深静脉血栓形成，也可用于非瓣膜性心房颤动患者的卒中预防。其分子以 1,3-噁唑烷-2-酮为骨架，该骨架的一对对映体与 X 因子的结合能力相差悬殊，故工业上必须以单一构型的原料经不对称途径构建。工业上以苯胺为原料合成利伐沙班的路线如下（部分试剂和条件已略去）。
利伐沙班的工业合成路线 已知：
ⅰ. N , N ′-羰基二咪唑（CDI）可使分子中同时含 —NH— 与 —OH 且二者连在相邻碳原子上的氨基醇脱去咪唑，生成五元环状氨基甲酸酯（1,3-噁唑烷-2-酮）。例如：HOCH 2 CH 2 NH 2 + CDI → 噁唑烷-2-酮 + 咪唑。
ⅱ. 邻苯二甲酰亚胺钾与卤代烃反应生成 N -烷基邻苯二甲酰亚胺；后者与水合肼共热，放出邻苯二甲酰肼并使烷基上的氨基重新游离。药物合成中常以此实现氨基的保护与脱保护。回答以下问题：
（1） （1 分）反应③的反应类型是。
（2） （2 分）化合物 C 中含氧官能团的名称是、。
（3） （1 分）利伐沙班分子中手性碳原子的数目为。
（4） （2 分）反应④所需试剂和条件是。
（5） （3 分）化合物 G 的结构简式为。
（6） （2 分）写出反应⑧的化学方程式：
（7） （2 分）步骤⑦中，先使 G 与邻苯二甲酰亚胺钾反应，再用水合肼处理，而不直接用过量氨水与 G 反应。从反应选择性和产物纯度的角度说明这样设计的目的：
（8） （3 分）反应⑤所用的环氧氯丙烷的结构如下（分子式 C 3 H 5 ClO）：
环氧氯丙烷
它的同分异构体中，能发生银镜反应的有种，写出它们的结构简式：
（9） （4 分）以苯和环氧乙烷为原料（其他无机试剂任选），设计由苯合成化合物 C 的路线（用合成路线图表示，并注明各步反应的条件）：
二、参考答案 酰胺基（酰胺键）、醚键（各 1 分，共 2 分）。 1 个（1 分）。即 1,3-噁唑烷-2-酮环的 5 位碳。 H 2 、催化剂（Pd–C 或 Ni），加热（2 分）。答“铁粉、稀盐酸”亦可。 含氯甲基的 1,3-噁唑烷-2-酮（3 分）。 含氯甲基的噁唑烷酮
推理：F 中 —NH— 与 —OH 分别连在相邻的两个碳原子上，按已知ⅰ 与 CDI 脱去咪唑成五元环状氨基甲酸酯，—CH 2 Cl 留在环的 5 位碳上。 化合物 H 与 5-氯噻吩-2-甲酰氯发生酰化，生成利伐沙班与 HCl（2 分）。 含氨甲基的噁唑烷酮
+
5-氯噻吩-2-甲酰氯
→
利伐沙班
+ HCl
即 C 14 H 17 N 3 O 4 + C 5 H 2 Cl 2 OS → C 19 H 18 ClN 3 O 5 S + HCl。 ① 邻苯二甲酰亚胺钾只在酰亚胺氮上有一个亲核位点，与 G 中的 —CH 2 Cl 取代后不再继续反应，可避免过度烷基化（1 分）；② 若直接用过量氨水，生成的伯胺仍具亲核性，会继续与卤代烃反应生成仲胺、叔胺的混合物，且 G 中的酰胺键、氨基甲酸酯在碱性氨水中可能水解，产物难以分离（1 分）；③ 再用水合肼温和脱去邻苯二甲酰基，只释放出伯氨基，选择性好、纯度高。 2 种（1 分）：3-氯丙醛、2-氯丙醛（每种 1 分，共 2 分）。 ClCH₂CH₂CHO
CH₃CH(Cl)CHO
C 3 H 5 ClO 的不饱和度为 1。能发生银镜反应即含 —CHO，此时唯一的双键已被醛基占用，碳骨架只能为丙醛，氯原子只有 2-位、3-位两种连接方式；ClCH=CHCH 2 OH 等不含 —CHO，不符合条件。 C 6 H 6 —— 浓硝酸、浓硫酸，加热 → C 6 H 5 NO 2 —— H 2 /Pd，加热 → C 6 H 5 NH 2
C 6 H 5 NH 2 —— 环氧乙烷，加热 → C 6 H 5 NHCH 2 CH 2 OH —— 氯乙酰氯，再加 NaOH → 化合物 C
共 4 步，每步 1 分。第 3 步可写作苯胺与环氧乙烷开环加成（按已知ⅰ的定位规律，胺基连在取代较少的碳上）；第 4 步先由 —NH— 与氯乙酰氯酰化，再在碱中由 —OH 发生分子内取代关环。
说明：第（1）问答“硝化”“硝化反应”均可，答“加成反应”“氧化反应”不得分；第（2）问答“肽键、醚键”亦可；第（3）问答“1”或“一”均可；第（6）问有机结构正确而未配平扣 1 分，漏写 HCl 不得分；第（8）问只写数目不写结构简式最多得 1 分。
三、评分标准（分数等级 + 特征表现 + 典型样例） 1 分 ：答“取代反应”或“硝化反应”。特征：能按反应前后化学键的变化把硝化归入取代反应（宏观辨识与微观探析 · 水平 2）。 0 分 ：答“加成反应”“氧化反应”“还原反应”，或只写“硝化”以外的具体产物名称。 2 分 ：酰胺基（或酰胺键、肽键）与醚键均正确。特征：能从吗啉-3-酮环中把“—CO—N—”与“—O—”分别辨识出来（宏观辨识与微观探析 · 水平 2）。 1 分 ：只答对一个，或把羰基与醚键答对但把酰胺基写成“氨基”。 0 分 ：答“羟基”“羧基”“酯基”，或把苯环当作官能团。 1 分 ：答“1”。特征：能指出噁唑烷酮环上连有 —CH 2 NHCO— 的碳为唯一的手性碳（证据推理与模型认知 · 水平 3）。 0 分 ：答“2”“3”“0”，或把吗啉酮环上的碳误判为手性碳。 2 分 ：试剂（H 2 与 Pd–C／Ni，或铁粉与稀盐酸）与条件（加热）均写明。特征：能由“—NO 2 → —NH 2 ”判断这是还原反应并选择合适还原体系（变化观念与平衡思想 · 水平 3）。 1 分 ：只写“H 2 ”或只写“Fe、盐酸”，缺条件或催化剂。 0 分 ：答“浓硝酸、浓硫酸”“NaOH 溶液”等非还原性试剂。 3 分 ：五元环位置、—CH 2 Cl 的连接点、N 与芳环的连接方式均正确。特征：能把已知ⅰ的成环规则落到具体分子上，判断成环后剩余取代基的去向（证据推理与模型认知 · 水平 4）。 2 分 ：环正确、—CH 2 Cl 位置正确，但把 N 上的芳基写在环外氧上，或漏掉芳环上的吗啉酮。 1 分 ：只画出氨基甲酸酯链（未成环）或只写出含 —OH、—Cl 的开链结构。 0 分 ：把 —Cl 直接换成 —NH 2 ，或写成六元环。 2 分 ：反应物、产物结构正确，配平并写出 HCl。特征：能由路线中“酰氯 + 胺”的模式迁移到具体分子，正确写出酰胺键（证据推理与模型认知 · 水平 3）。 1 分 ：有机结构正确但未配平，或漏写 HCl。 0 分 ：把酰氯接到芳环上，或产物写成羧酸 + 胺（未成酰胺）。 2 分 ：既指出“邻苯二甲酰亚胺钾只有一个可取代位点、不会过度烷基化”，又指出“直接氨解会生成仲胺、叔胺混合物（或引起酰胺、氨基甲酸酯水解）”。特征：能从选择性与纯度两个角度评价保护—脱保护策略（科学探究与创新意识 · 水平 3）。 1 分 ：只答“保护氨基、避免副反应”而未说明副反应是什么；或只答“水合肼脱保护温和”。 0 分 ：答“邻苯二甲酰亚胺钾起催化作用”“水合肼提供氨基”等错误归因。 3 分 ：数目为 2，且两种结构均正确。特征：能由分子式算出不饱和度，再由“银镜反应”锁定醛基、穷举氯原子的位置（证据推理与模型认知 · 水平 4）。 2 分 ：数目正确、结构有一种错误；或数目错（答 1 或 3）而写出的两种结构正确。 1 分 ：只答对数目，或只写出一种结构。 0 分 ：写出 ClCH=CHCH 2 OH 等不含醛基的物质，或答“4 种”。 4 分 ：四步齐全、顺序正确、条件注明（硝化→还原→与环氧乙烷加成→酰化并关环）。特征：能逆向拆解目标分子的两个关键连接（N—苯环、环内酰胺），再从苯出发正向组线（科学探究与创新意识 · 水平 4）。 3 分 ：四步齐全但有一处条件缺失或试剂不当（如用 Fe 还原却未注明盐酸）。 2 分 ：缺一步或顺序颠倒（如先与环氧乙烷再硝化）。 1 分 ：只写出第一步或只写出目标分子的合成片段。 0 分 ：起始物不是苯，或引入含碳试剂超出“其他无机试剂任选”的限制。
四、命题说明 模块「有机化学基础」。主题 2「烃及其衍生物的性质与应用」（芳香烃的硝化、硝基的还原、卤代烃的取代、醇与环氧化合物的开环、胺与酰氯的酰化）；主题 1「有机化合物的组成与结构」（官能团辨识、手性碳、同分异构）；主题 3 延伸（有机合成路线的设计与评价）。 内容要求编号：1.2（有机化合物的结构特点）、2.3（卤代烃）、2.5（羧酸及其衍生物）、3.1（有机合成）。 教材落点（沪科版，上海考生实际使用版本） ： ① 芳香烃的硝化——选择性必修 3·2.2《芳香烃》·P31； ② 酰胺基、醚键、胺与酰化——选择性必修 3·3.3《羧酸及其衍生物》·P62（沪科版未把“胺、酰胺”单列，并入本节，已翻册核对）； ③ 手性碳与同分异构现象——选择性必修 3·1.2《有机化合物的结构》·P8（碳四价与同分异构亦见必修第二册·7.1·P71）； ④ 醛基与银镜反应——选择性必修 3·3.2《醛和酮》·P55； ⑤ 卤代烃的取代——选择性必修 3·2.3《卤代烃》·P37（沪科版把卤代烃置于“烃和卤代烃”章，命题按其“转化枢纽”定位）； ⑥ 有机合成路线设计——选择性必修 3·5.1《有机合成初步》·P103； ⑦ CDI 成环（已知ⅰ）、邻苯二甲酰亚胺钾的取代与肼解（已知ⅱ）——教材未单列，按 T6「补已知」处置。 （1） 1-2 「分类」——能从不同角度对化学反应分类； （2） 2-1 「辨识」——能辨识简单有机化合物分子中的常见官能团； （3） 3-1 「表示」——能用符号、图示表示物质的结构； （4） 3-2 「选择」——能结合实际应用问题选择和优化反应条件； （5） 3-1 「表示」——由已知与路线推断并书写中间体结构； （6） 3-1 「表示」——正确书写化学方程式； （7） 3-4 「评估」——能从资源综合利用与风险控制视角评估物质转化过程； （8） 4-1 「推测」——能依据组成数据推测物质的组成和结构； （9） 4-4 「设计」——能设计有机化合物合成的综合性方案并优化。 四方面覆盖 ：物质结构与性质 ✔（2、3、5、8）／化学反应规律 ✔（1、4、6）／物质转化与应用 ✔（7、9）； 化学实验探究未设问 ——上海卷 2025 年起实验不再独立成题、下沉到流程与制备题的操作与定量环节，本卷第 4 题为纯合成路线题，六年来该题位不设探究方案设计，若强行加入属题型错配，故缺项并在此说明理由。最高锚点 4-4 ，未越水平 4。 基础性：第（1）（2）（3）问（反应分类、官能团辨识、手性碳计数）；综合性：第（4）（6）问（还原体系选择、酰化方程式迁移）；应用性：第（7）问（保护—脱保护策略的评价）；创新性：第（5）（8）（9）问（成环推断、限定条件异构穷举、自选原料设计路线）。 类型：学术探索／生产实际（真实上市药物）。真实分子： 利伐沙班 （rivaroxaban），CAS 366789-02-8 （游离碱，C 19 H 18 ClN 3 O 5 S， M r = 435.89）；原研拜耳，商品名拜瑞妥（Xarelto）；应用：髋／膝关节置换术后深静脉血栓预防、非瓣膜性房颤卒中预防。 路线出处：①《利伐沙班的合成工艺改进及其对映异构体杂质的制备》，《精细化工中间体》2021, 51(4): 20–23（4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮 + R-环氧氯丙烷开环 → CDI 环合 → 邻苯二甲酰亚胺钾取代 → 水合肼脱保护 → 5-氯噻吩-2-甲酰氯酰化，总收率 46.1%）；②《抗凝血药物利伐沙班合成新方法研究》，《中国现代应用药学》（N-苯基乙醇胺 + 氯乙酰氯成 4-苯基吗啉-3-酮 → 混酸硝化 → 加氢 → (R)-环氧氯丙烷开环 → CDI 环合 → 叠氮化 → 加氢与酰化）。本题取二者主链拼接，共 8 步。 路径： 文献期刊（工业路线改造） 。 取用：苯胺与环氧乙烷加成、氯乙酰氯酰化并关环、混酸硝化、硝基加氢、手性环氧氯丙烷开环、CDI 成环、邻苯二甲酰亚胺钾取代与肼解脱保护、5-氯噻吩-2-甲酰氯酰化，共 8 步主链与 7 个关键中间体。 删改：① 删去全部工艺参数（异丙醇／水 9∶1、70 ℃、醋酸异戊酯回流、CDI 用量、甲胺脱保护、收率 46.1%／69.3%、e.e. 99%、纯度 99.8%、最大单杂 0.1%）——不承载高中考点；② 上游由“N-苯基乙醇胺”上移至苯胺，使第（9）问的“由苯出发”具备完整可设计的四步链；③ 第⑦步的“取代”与“肼解”合并为一支箭头（与本题参考的路线图表达方式一致），并单独设问水合肼的作用，考查其“脱保护”功能而非操作细节；④ 原文另有一条“叠氮化—加氢”路线，本题不取，避免引入叠氮化物的安全争议；⑤ 第（5）（8）（9）问为原创设计，不在原路线设问中。 构型核对 ：全卷手性中心均由 RDKit 依据楔形键计算 CIP 后导出 SMILES，利伐沙班为 (5 S )，中间体 F 为 ( R )-醇、G 与 H 为 (5 S )，与文献“( R )-环氧氯丙烷 → (5 S )-噁唑烷酮”一致（开环发生在端基碳，手性碳构型保持；成环时该碳所连基团的 CIP 优先次序由“—CH 2 —O—环”变为“—CH 2 —N—环”，故 R 转为 S ）。 反应类型判断（1）；官能团辨识（2）；手性碳计数（3）；试剂与条件（4）；中间体结构简式（5）；信息迁移方程式（6）；合成策略评价（7）；限定条件同分异构计数与书写（8）；自选原料路线设计（9）。 ① 情境：真实上市药物 + 可溯源工业路线，分子、CAS、应用三项齐全，路线不做虚构； ② 表达：沿用“长路线框图 + 两条已知 + 连号小问”的呈现方式，9 个节点三行排布，与上海卷 20 分有机题的信息密度一致； ③ 梯度：由反应分类（0.82）到条件选择（0.45）再到成环推断（0.58）、异构穷举（0.30），末问为上海卷 2022 年起连续 5/5 的自选原料路线设计（0.20）； ④ 迁移：第（7）问把“保护—脱保护”从操作层面提到策略层面，正面回应“为什么不直接氨解”，是本题的思维制高点；第（5）问要求把已知的成环规则落到具体分子上，而非照抄已知。 识记理解：第（1）（2）（3）问；应用分析：第（4）（5）（6）（8）问；综合评价与创新：第（7）（9）问。 主承载： 证据推理与模型认知 · 水平 4 （第（5）（8）问：由已知的成环规则与分子式数据推断结构、穷举异构体）； 科学探究与创新意识 · 水平 4 （第（9）问：自选原料设计四步合成路线；第（7）问：评价保护—脱保护策略）。 辅助： 宏观辨识与微观探析 · 水平 3 （第（2）（3）问：官能团与手性碳的辨识）； 变化观念与平衡思想 · 水平 3 （第（1）（4）（6）问，间接）； 科学态度与社会责任 · 水平 3 （单一构型药物的用药安全与工艺选择，第（3）（7）问情境承载）。 （1）1 分／0.82（ 1-2 ）；（2）2 分／0.78（ 2-1 ）；（3）1 分／0.58（ 3-1 ）；（4）2 分／0.45（ 3-2 ）；（5）3 分／0.58（ 3-1 ）；（6）2 分／0.38（ 3-1 ）；（7）2 分／0.32（ 3-4 ）；（8）3 分／0.30（ 4-1 ）；（9）4 分／0.20（ 4-4 ）。整题加权得分率 0.435 。 六要素见下表「五、命题蓝图」：核心素养（五素养名称）／学业质量（4 位编号）／核心知识／学业要求／问题任务类型／情境材料类型，另附分值、预设难度与预设作答时间。 依据省份 ：上海（沪科版，人教混用）。 卷型 ：五道非选择题，2025 年起每题 20 分（全卷 100 分）；本题取有机题位（2026 年为第 4 大题位），20 分、9 问，符合上海“每题 7–10 问”的稳定形态。 结构落点 ：上海卷结构并入原理题（合流），有机题只留 1 个结构落点——本题设第（3）问“手性碳数目”，1 分；不设杂化、晶胞、共平面。 末问题型 ：上海 2022 年起末问 5/5 为“自选原料设计路线”，本题第（9）问按此设置（限原料、要求注条件、4 步）。 难度 ：目标档 A（东部发达省市） p = 0.43；用 difficulty_calibrate.py --province 上海 --items items.json 逐问加权核算，Σ(分值× p 0 )/Σ分值 = 8.70/20 = 0.435 ，偏差 +0.005，在 ±0.02 容差内（✅ 达标）。未使用超纲试剂提难度，保留反应类型、手性碳两个送分位。 核算留痕：反应类型 1×0.82 + 官能团 2×0.78 + 手性碳 1×0.58 + 试剂与条件 2×0.45 + 结构简式 3×0.58 + 信息迁移方程式 2×0.38 + 策略解释 2×0.32 + 异构计数书写 3×0.30 + 路线设计 4 步 4×0.20 = 8.70。 据“氨基醇 + CDI → 五元环状氨基甲酸酯”判断 F 成环的位置，并确定 —CH 2 Cl 留在 5 位碳，据此写出 G 的结构简式 据“邻苯二甲酰亚胺钾取代—肼解”判断该序列是氨基的保护与脱保护，据此评价“为何不直接氨解”
删改留痕 ：原料配比、溶剂、温度、投料比、收率、e.e. 值、纯度、最大单杂等数据均不被设问调用，已从题面删除，仅在本说明第 4、5 项留档；文献中另有“叠氮化—催化加氢”路线，本题不取，以免与第⑦步的“保护—脱保护”策略重复且引入叠氮化物的安全争议。 题干复核 ：情境句只有两句（药物地位与骨架构型的重要性），其中“一对对映体活性相差悬殊”一句是第（3）（7）问的意义支撑，不予删除；CAS 号、 M r 、文献出处、收率等未被调用的数据只留在教师卷本说明内，学生卷不出现。
五、命题蓝图（六要素） 1-2 2-1 3-1 3-2 3-1 3-1 3-4 4-1 4-4
六、质量自检（26 项） ①题干路线 8 步（9 个节点），在 5–10 步内；②路线取自《精细化工中间体》2021 与《中国现代应用药学》两篇工艺研究，非虚构；③无超纲设问（CDI 成环、邻苯二甲酰亚胺钾的取代与肼解均补已知；酰氯酰化在路线中已呈现）；④无凑步数的回头步骤；⑤9 问结构与上海有机题骨架一致（反应类型—官能团—手性碳—试剂条件—结构简式—方程式—策略—异构—路线设计）；⑥梯度由 0.82 降至 0.20，最高锚点 4-4；⑦无“可从已知直接抄写”的设问（第（5）问须把成环规则落到具体分子，第（7）问须说明副反应）；⑧各步反应均有文献依据， R → S 构型变化已用 RDKit 复核；⑨末端结构即利伐沙班，与题干声明一致；⑩CAS 366789-02-8、应用实例、路线出处三项齐全。 ⑪ qc_item.py 退出码 0、判定合格；⑫全部结构式由 render_mol.py 、路线由 render_route.py 生成，无手写坐标；⑬题面包 .q 、答案包 .ans ，黑白／彩色双轨生效，打印回黑白；⑭断网可开， <head> 无外链；⑮标签 A–I 与设问称呼一一对应，G 为待推断框。 ⑯逐问 4 位编号，覆盖三方面并说明实验探究缺项理由，未越水平 4；素养写到“名称 · 水平 N”；⑰量斜体（ p 、 M r 、 N , N ′）、单位正体、真上下标、负号用 −、条件标签黑／红随区切换；⑱素材可核验、转化可行、一题一境、情境篇幅远小于题干一半。 ⑲同一物质全卷单一朝向（利伐沙班、G、H 各只画一种朝向）；⑳未使用保护基缩写；分子式按全结构计算（C 19 H 18 ClN 3 O 5 S）。 ㉑七个必答考点均按沪科版填出「版本 + 册次 + 章节 + 页码」，并已核对“胺、酰胺”在沪科版并入 3.3 的编排差异；未搬用教材插图；教材原文引用不超过一句。 ㉒省域适配四行已填；题位为五题之一、20 分、9 问，与上海 2025 起“每题 20 分、7–10 问”一致；末问为自选原料路线设计，符合上海 2022 起 5/5 的末问形态；㉓整题 p = 0.435，偏差 +0.005，未靠超纲或撤送分位。 ㉔已拆学生卷／教师卷，学生卷无答案区 DOM，E11 通过；㉕两条已知均标 data-used-by 且被第（5）（7）问调用，E12 通过；㉖教师卷页眉与文末署“见闻”，学生卷无署名，E13 通过。
命题 见闻 · 有机化学高考命题专家
命题 见闻 有机化学高考命题专家 · 教师用卷（学生卷不署名）
