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备战2025年高考化学【二轮·突破提升】专题复习讲义
专题29 有机合成与推断综合题
讲义包含四部分:把握命题方向►精选高考真题►高效解题策略►各地最新模拟
有机合成与推断综合题通常以药物、材料、新物质的合成为背景,考查有机物结构简式的推断、官能
团的名称、有机物命名、反应类型的判断、有机化学方程式的书写、同分异构体数目的判断、结合核磁共
振氢谱书写指定有机物的结构简式、合成路线设计等。总体来说,命题形式可以大致分为三类:
(1)完全推断型:即在合成路线中各物质的结构简式是未知的,需要结合反应条件、分子式、目标
产物、题给信息等进行推断;
(2)结构已知型:即合成路线中各物质的结构简式是已知的,此类试题中所涉及的有机物大多是陌
生且比较复杂的,需要根据前后的变化来分析其反应特点;
(3)“半推半知“型:即合成路线中部分有机物的结构简式是已知的,部分是未知的,审题时需要
结合条件及已知结构去推断未知有机物的结构。
预计在2025年高考命题中,有机合成与推断向着综合型、信息化、能力型方向发展,仍然以新材
料、新药物、新科技及社会热点为题材来综合考查考生的有机知识,同时碳原子的杂化方式、氢键等考点
也会出现。
1.(2025·浙江·高考真题)化合物I有特定发光性能,在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值,其
结构如下:
某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①
②
③ ( 等)
请回答:
(1)化合物I中体现酸性的官能团名称是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.化合物A的酸性比苯甲酸弱 B.化合物B既可与酸反应又可与碱反应
C.E→F反应过程中只发生加成反应 D.化合物H中存在分子内氢键
(3)G的结构简式是 。
(4)C+D→E的化学方程式是 。
(5)写出3个同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式 。
①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子;
②与过量 反应生成邻苯二酚( )。(已知 )
(6)以 、1,3-丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料,设计化合物 的合成路线
(用流程图表,无机试剂任选) 。
【答案】
(1)羟基
(2)BD
(3)
(4) +
(5) 、 、(6) ;
+CH =CHCOOH +
2
【详解】(1)由I结构可知,I中体现酸性的官能团名称是酚羟基;
(2)A.溴原子在苯环上具有吸电子效应使得A中羧基更容易电离出氢离子,使其酸性增强,故化合物A
中的酸性比苯甲酸强,错误;
B.化合物B中含有酯基,可以发生酸性水解也可以发生碱性水解,故既可与酸反应又可与碱反应,正
确;
C.E中硝基还原为氨基得到F,E→F反应过程中发生加成反应,同时铁和稀盐酸也会发生置换反应,错
误;
D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;化合物H中
酚羟基和临近氮能形成分子内氢键,正确;
故选BD;
(3)由分析,G为: ;
(4)CD发生已知②反应生成E,结合DE化学式,D为 、E为
,故C+D→E的化学方程式是 +
;
(5)B除苯环外含有1个溴、3个碳、2个氧、1个不饱和度;3个同时符合下列条件的化合物B的同分异
构体的:①核磁共振氢谱表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,则应该为对称结构;②与过量反应生成邻苯二酚,结合已知反应原理; 可以为: 、 、
;
(6)结合 结构,流程可以为 中甲基首先氧化为羧基得到
,再和乙醇发生取代反应生成 ,再和NH NH 转化为
2 2
;1,3-丁二烯、丙烯酸发生已知③反应生成 ,
和 发生已知②反应生成产物 ,故流程为:
;
+CH =CHCOOH +
2
。
2.(2024·天津·高考真题)天然产物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:(1)A因官能团位置不同而产生的异构体(不包含A)数目为 ;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的
结构简式为 ,系统命名为 。
(2)B的含氧官能团名称为 。
(3)写出 的化学方程式 。
(4)D的结构简式为 。
(5) 的反应类型为 。
(6)根据G与H的分子结构,判断下列说法正确的是 (填序号)。
a.二者互为同分异构体 b.H的水溶性相对较高 c.不能用红外光谱区分二者
(7)已知产物P在常温下存在如下互变异构平衡。下列说法错误的是 (填序号)。
a.P和 经催化加氢可得相同产物 b.P和 互为构造异构体
c.P存在分子内氢键 d. 含有手性碳原子
(8)已知氯代烃 与醇 在碱的作用下生成醚 。以甲苯和化合物C为原料,参照题
干路线,完成目标化合物的合成 (无机试剂任选)。【答案】
(1)2 1,2,3-苯三酚或苯-1,2,3-三酚
(2)羟基、(酮)羰基
(3)
(4)
(5)酯化反应或取代反应
(6)ab
(7)d
(8)
【详解】(1)A因官能团位置不同而产生的异构体有 、 共2种;其中核磁共振氢谱有四组峰的异构体的结构简式为 ,系统命名为1,2,3-苯三酚;
(2)B的含氧官能团名称为羟基、(酮)羰基;
(3) 发生取代反应,反应的化学方程式 +CH CHOH
3 2
+H O;
2
(4)C和D发生取代反应生成E和HCl,D的结构简式为 ;
(5)F中羟基和另一反应物中羧基反应生成酯基和水, 的反应类型为酯化反应或取代反应;
(6)a.G与H的分子式相同但结构不同,二者互为同分异构体,a正确;
b.H含有羟基,是亲水基团,能与水形成分子间氢键,H的水溶性相对较高,b正确;
c.G不含有羟基,H含有羟基,G和H的官能团种类不同,能用红外光谱区分二者,c错误;
故选ab;
(7)a.P中碳碳双键、(酮)羰基能与氢气加成, 中(酮)羰基能与氢气加成,P和 经催化加氢可得相同
产物为 ,a正确;
b.已知P在常温下存在互变异构得到 ,两者分子式相同但结构不同,P和 互为构造异构体,b正确;
c.电负性较大的O可与H形成氢键,其中P分子中碳碳双键上相连的羟基上H原子与相近的(酮)羰基的O
形成分子内氢键,c正确;
d.连接四种不同基团的碳为手性碳原子,因为 关于连接羟基上的碳和对位的碳轴对称,所以 不含有
手性碳原子,d错误;
故选d;
(8)先用 和氯气在光照条件下发生取代反应生成 ,已知氯代烃 与醇在碱的作用下生成醚 ,化合物C和 反应生成 ,经过稀盐酸
得到 ,甲苯在酸性高锰酸钾氧化下生成 , 和
发生酯化反应生成 ,在一定条件下生成
,合成路线为:
。
3.(2024·福建·高考真题)软珊瑚素的关键中间体(L)的某合成路线如下。(不考虑立体异构)已知: 和 为保护基团。
(1)B中官能团有碳碳双键、 、 。(写名称)
(2)Ⅱ的反应类型为 ; 的空间结构为 。
(3)Ⅲ的化学方程式为 。
(4)Ⅳ的反应条件为 。
(5)由J生成L的过程涉及两种官能团的转化,分别示意如下:
① ②
K的结构简式为 。
(6)Y是A的同分异构体,且满足下述条件。Y的结构简式为 。
①Y可以发生银镜反应。②Y的核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为9:1。
【答案】
(1)酮羰基 碳溴键
(2)还原反应 正四面体形
(3)
(4)I ,碱,CHCl
2 2 2(5)
(6)
【详解】(1)由合成流程图中B的结构简式可知,B中官能团有碳碳双键、酮羰基、碳溴键;
(2)由分析可知,Ⅱ即B中的酮羰基转化为C中的羟基,该反应的反应类型为还原反应; 中中心原
子B周围的价层电子对数为:4+ =4,没有孤电子对,故该离子的空间结构为正四面体形;
(3)由题干合成路线图可知,根据D和E的结构简式可知,Ⅲ即D与HCON(CH ) 发生取代反应生成E
3 2
的化学方程式为: ;
(4)由题干A到B的转化条件可知,Ⅳ的反应条件为:I,碱,CHCl;
2 2 2
(5)由分析结合题干信息:由J生成L的过程涉及两种官能团的转化可知,K的结构简式为
;
(6)由题干流程图中A的结构简式可知,A的分子式为:C H O,不饱和度为3,故Y是A的同分异构
7 10
体,且满足下述条件①Y可以发生银镜反应即含有醛基,②Y的核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为
9:1则可知含有3个甲基,故Y的结构简式为 。
4.(2024·广西·高考真题)化合物H是合成某姜黄素类天然产物的中间体,其合成路线如下。回答下列问题:
(1)A可由R( )合成,R的化学名称是 。
(2)由A生成B的化学方程式为 。
(3)D中含氧官能团的名称是 。
(4)F生成G的反应类型为 。
(5)符合下列条件的C的含苯环同分异构体共有 种,其中能与NaHCO 溶液反应产生气体的同分异
3
构体的结构简式为 (任写一种)。
①遇Fe3+发生显色反应;②分子结构中含 ;③核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为
6:2:2:1:1。
(6)上述路线中用 保护酚羟基,某同学用乙酸酐( )代替 ,设计了如下更
简短的合成路线,由J推出K的结构简式为 。该设计路线中A→J的转化 (填“合理”或
“不合理”),理由是 。【答案】
(1)邻二溴苯(或1,2-二溴苯)
(2) + +K CO +KCl+KHCO
2 3 3
(3)醚键和酮羰基
(4)还原反应
(5)8 或 或 (任写一种)
(6) 不合理 I→J时加入NaOH溶液,会使酯基发生水解,生成-
ONa,后续加入 时,不能转化为-OOCCH
3
【详解】(1)R为 ,R的化学名称是邻二溴苯(或1,2-二溴苯)。
(2)A( )与 在KCO 作用下发生取代反应生成B( )和HCl,KCO 和
2 3 2 3
HCl反应生成KCl和KHCO ,化学方程式为 + +K CO
3 2 3+KCl+KHCO 。
3
(3)由D的结构简式,可确定D的含氧官能团的名称是醚键和酮羰基。
(4)F在NaBH 作用下发生反应生成G时,F分子中的酮羰基转化为醇羟基,则反应类型为还原反应。
4
(5)C的分子式为C H O,不饱和度为5,C的同分异构体符合下列条件:“①遇Fe3+发生显色反应;
10 12 3
②分子结构中含 ;③核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积比为6:2:2:1:1,说明C的含苯环同分异
构体分子中,在分子的某对称位置上含有2个甲基,另外,还含有1个苯环、1个酚羟基,1个酯基或1个
羧基,则有 、 、 、 、 、
、 、 ,共8种,其中能与NaHCO 溶液反应产生气体的同分异构体(含羧
3
基)的结构简式为 或 或 (任写一种)。
(6)参照题给流程中D→E的信息,依据J的结构简式和K的分子式,可由J推出K的结构简式为
。该同学设计的路线中,I→J时加入NaOH溶液,会使酯基发生水解,生成-ONa,后
续加入 时,不能转化为-OOCCH ,则此转化不合理。
3
5.(2024·重庆·高考真题)氘代药物M可用于治疗迟发性运动障碍。M的合成路线I如下所示(部分试剂
及反应条件略)。已知:
(1)A→B的反应类型为 。
(2)B中所含官能团的名称为醛基和 。
(3)C的化学名称为 。
(4)在酸催化和加热条件下,G与 反应的化学方程式为 。
(5)K的结构简式为 。
(6) 的同分异构体能同时满足以下条件的有 个(不考虑立体异构体)。
(i)含环戊烷基:(ii)含两个甲基:(iii)含碳氧双键
其中,核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为 )的同分异构体的结构简式为 (只写一个)。
(7)为了减少G的用量,利用上述合成路线I中的相关试剂,并以F为原料,设计M的合成路线Ⅱ.假定每
一步反应的产率均为a,合成路线I和Ⅱ中 均生成 ,理论上G的用量最少的合成路线Ⅱ为
(涉及合成路线I中的化合物用对应字母表示)。
【答案】
(1)氧化反应
(2)羟基
(3)硝基甲烷
(4)(5)
(6)11 、
(7)F M
【详解】(1)根据分析可知,A→B的反应类型为氧化反应;
(2)B分子中含醛基和羟基;
(3)硝基取代甲烷分子中的一个氢原子,形成硝基甲烷;
(4) 与 在酸催化和加热条件下发生反应,符合酯化反应规律,化学方程式:
;
(5)根据分析可知,K结构简式: ;
(6) 的同分异构体能满足:(i)含环戊烷基:(ii)含两个甲基:(iii)含碳氧双键,①若环戊烷基上
连接2个取代基,2个取代基为—CH 和 ,2个取代基可连在同碳、邻碳、间碳上,有3种结构;
3
②若环戊烷基上连接3个取代基,分别为2个甲基和1个醛基,2个甲基有三种位置,如图 、
、 ),醛基在环上的位置依次有2、3、3种,共有8种结构;符合条件的同分异
构体有11种;核磁共振氢谱显示五组峰(峰面积比为 ),说明2个甲基对称,则符合要求的同分异构体结构简式: 、 ;
(7)每一步反应的产率均为a, 均生成 ,说明F生成M分三步进行,F中醛基可与G发生
副反应导致G用量多,则可选择先使F发生已知反应成环,进一步与L发生反应,最后与G发生取代,具
体路线如下:F M。
6.(2024·江西·高考真题)托伐普坦是一种治疗心血管疾病的药物,其前体(L)合成步骤如图(部分试剂和
条件略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A (填“能”或“不能”)形成分子内氢键。
(2)写出由C生成D的化学反应方程式 。
(3)写出G的结构简式 。(4)H到I的反应类型是 。
(5)参照上述合成路线,试剂X的化学式是 。
(6)K完全水解后,有机产物的名称是 。
(7)E的消去产物(C H O)的同分异构体中,同时满足下列条件a、b和c的可能结构有 种(立体异构
6 10 2
中只考虑顺反异构);写出只满足下列条件a和c,不满足条件b的结构简式 (不考虑立体异构)。
a)能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生CO;
2
b)红外光谱中有碳碳双键特征吸收峰;
c)核磁共振氢谱峰面积比例为3∶3∶2∶1∶1。
【答案】
(1)能
(2) + → +HCl
(3)
(4)取代反应
(5)SnCl
2
(6)邻甲基苯甲酸
(7)9
【详解】(1)根据化合物A的结构简式以及形成氢键的条件,A中的羟基与-NO 处于邻位,可形成分子
2
内氢键,故答案为能;
(2)对比C、D的结构简式可知,C中氨基上的1个“N-H”断裂,另一反应物上的“S-Cl”键断裂,C→D的反应类型为取代反应,其化学反应方程式为 + →
+HCl;故答案为 + →
+HCl;
(3)采用对比的方法,如F的分子式为C H ClNOS,G分子式为C H ClNOS,少了1个C,4个H,1
21 24 6 20 20 5
个O,即F→G去掉了1个CHOH,对比H的结构简式可知,可知G的结构简式为 ,
3
故答案为 ;
(4)由H和I的结构简式可知,H到I的反应类型为取代反应;故答案为取代反应;
(5)B→C、I→J均为-NO →-NH ,因此X化学试为SnCl ,故答案为SnCl ;
2 2 2 2
(6)对比J和L的结构简式以及K的分子式,可推知K的结构简式为 ,完全水解后生成得到
,名称为邻甲基苯甲酸;故答案为邻甲基苯甲酸;
(7)E的消去产物为CH=CHCHCOOCH CH,满足条件a、b、c的同分异构体中含有1个-COOH,1个
2 2 2 3
碳碳双键,2个不相同的-CH,符合条件的同分异构体有CHCHC(COOH)=CHCH (存在顺反异构)、
3 3 2 3
CHCHCH=C(COOH)CH (存在顺反异构)、CHCH(COOH)C(CH )=CH 、CHCHC(CH)=CH(COOH)(存在
3 2 3 3 3 2 3 2 3
顺反异构)、CHCH=C(CH )CHCOOH(存在顺反异构),共有9种结构;只满足条件a和c,不满足b的分子
3 3 2中不含碳碳双键,应含有1个-COOH,2个不相同的-CH,1个碳环,结构简式为 ;故答案
3
为9; 。
7.(2024·广东·高考真题)将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化
技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
(1)化合物I的分子式为 ,名称为 。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团的名称是 。化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱图上只
有4组峰,且能够发生银镜反应,其结构简式为 。
(3)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法正确的有_______。
A.由化合物I到Ⅱ的转化中,有 键的断裂与形成
B.由葡萄糖到葡萄糖酸内酯的转化中,葡萄糖被还原
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成氢键
D.由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C、O原子杂化方式的改变,有手性碳原子形成
(4)对化合物Ⅲ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①
② 取代反应
(5)在一定条件下,以原子利用率 的反应制备 。该反应中:
①若反应物之一为非极性分子,则另一反应物为 (写结构简式)。
②若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为 (写结构简式)。(6)以2-溴丙烷为唯一有机原料,合成 。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应的化学方程式为 (注明反应条件)。
②第一步反应的化学方程式为 (写一个即可,注明反应条件)。
【答案】
(1)C H 苯乙烯
8 8
(2)酮羰基
(3)ACD
(4)H ;催化剂、加热 加成反应 HBr;加热
2
(5) CH CH=CH
3 2
(6)
(或 )
【详解】(1)由I的结构可知,其分子式为C H;名称为:苯乙烯;
8 8
(2)由Ⅱ的结构可知,其含氧官能团为:酮羰基;化合物Ⅱ的某同分异构体含有苯环,在核磁共振氢谱
图上只有4组峰,且能够发生银镜反应,即具有4种等效氢,含有醛基,符合条件的结构简式为:
;
(3)A.由化合物I到Ⅱ的转化中,I的碳碳双键先与水加成得到 , 上的羟
基催化氧化得到Ⅱ,有π键的断裂与形成,故A正确;
B.葡萄糖为HOCH -(CHOH)CHO,被氧化为葡萄糖酸:HOCH -(CHOH)COOH,葡萄糖酸中的羧
2 4 2 4基和羟基发生酯化反应生成葡萄糖酸内脂,由该过程可知,葡萄糖被氧化,故B错误;
C.葡萄糖为HOCH -(CHOH)CHO,有多个羟基,能与水分子形成氢键,使得葡萄糖易溶于水,故C
2 4
正确;
D.化合物Ⅱ 图中所示C为sp2杂化,转化为Ⅲ 图中所示C为sp3杂化,C原子杂
化方式改变,且该C为手性碳原子,O的杂化方式由sp2转化为sp3,故D正确;
故选ACD;
(4)①由Ⅲ的结构可知,Ⅲ中的苯环与H 加成可得新结构 ,反应试剂、条件为:H,催
2 2
化剂、加热,反应类型为加成反应;
②Ⅲ可发生多种取代反应,如:Ⅲ与HBr在加热的条件下羟基被Br取代,反应试剂、条件为:HBr,加
热,反应形成新结构 ,(其他合理答案也可);
(5)原子利用率 的反应制备 ,反应类型应为加成反应,
①若反应物之一为非极性分子,该物质应为H,即该反应为 与H 加成;
2 2
若反应物之一为V形结构分子,该物质应为HO,即该反应为CHCH=CH 与HO加成;
2 3 2 2
(6) 与NaOH水溶液在加热条件下反应得到 , 与
NaOH醇溶液在加热条件下反应得到CHCH=CH,CHCH=CH 被酸性高锰酸钾溶液氧化为CHCOOH,
3 2 3 2 3
和CHCOOH在浓硫酸作催化剂,加热的条件下发生酯化反应生成
3
,具体合成路线为:。
①最后一步为 和CHCOOH在浓硫酸作催化剂,加热的条件下发生酯化反应生成
3
,反应化学方程式为: ;
②第一步的化学方程式为: 或
。
8.(2024·湖南·高考真题)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件忽
略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有 组吸收峰;
(2)化合物D中含氧官能团的名称为 、 ;
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是 ;
(4)在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为 (填标号);① ② ③
(5)化合物 的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为
;
(6)依据以上流程信息,结合所学知识,设计以 和 为原料合成 的路
线 (HCN等无机试剂任选)。
【答案】
(1)6
(2)醛基 醚键
(3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)①③②
(5) ;
(6)
【详解】(1)由A的结构可知,A有6种等效氢,即核磁共振氢谱上有6组吸收峰;
(2)由D的结构可知,化合物D中含氧官能团的名称为:醛基、醚键;
(3)反应③和④的顺序不能对换,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化;
(4) 中F的电负性很强,-CF 为吸电子基团,使得-OOCH中C-O键更易断裂,水解反
3
应更易进行, 中-CH 是斥电子基团,使得-OOCH中C-O键更难断裂,水解反应更难进
3
行,因此在同一条件下,化合物水解反应速率由大到小的顺序为:①③②;
(5)化合物G→H的合成过程中,G发生取代反应羟基上的H被-CHCOCH 取代,得到
2 3, 中的醛基被相邻取代基中的-CH 加成得到
2
, 中的羟基发生消去反应得到 ,
其中加成反应的化学方程式为: ;
(6) 和ClCHOCH 在TiCl 的作用下发生类似反应⑥的反应得到 , 与HCN加
2 3 4
成得到 , 酸性水解得到 ,
发生缩聚反应得到 ,具体合成路线为:
。
9.(2024·江苏·高考真题)F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和 。
(2) 中有副产物 生成,该副产物的结构简式为 。
(3) 的反应类型为 ;C转化为D时还生成 和 (填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式: 。
碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均
有2种不同化学环境的氢原子,Y能与 溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知: 与 性质相似。写出以 、 、
和 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)
【答案】
(1)羰基
(2)
(3)消去反应 N(CH )
3 3(4)
(5)
【详解】(1)根据题中A分子的结构可知,其含氧官能团有醚键和羰基;
(2)A生成B的过程是甲醛与A中羰基相连的甲基发生加成反应,得到的羟基与(CH)NH发生取代反
3 2
应,结合副产物的分子式 ,可推断该副产物是一分子A结合了两分子的HCHO和(CH)NH,
3 2
结构简式为 。
(3)据分析, 的反应类型为消去反应;C转化为D时还生成 和N(CH )
3 3。
(4)由题中F的结构简式可知其分子式是C H O,其不饱和度为6,其芳香族同分异构体在碱性条件下
13 16 4
水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物,推断该同分异构体中含有两个酯基,X分子中含有一个手性
碳原子,则有一个碳原子连接着四种互不相同的原子或原子团;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢
原子,Y能与 溶液发生显色反应,则Y含有酚羟基,推断Y的结构简式是 ,Z不能被银氨溶液
氧化,则Z不含醛基,推断Z的结构简式是CHCOOH;则X分子中共含有5个C原子,其中有-COOH,
3
则推断其结构简式是 ;综上分析,该芳香族同分异构体的一种结构简式是 。
(5)结合物质 E 生成 F 的结构变化可推断 与 反应可生成目标产物的
部分;产物的 部分可由 生成 后与
HCHO 反 应 增 长 碳 链 得 到 , 故 设 计 合 成 路 线 :
。
10.(2024·河北·高考真题)甲磺司特(M)是一种在临床上治疗支气管哮喘、特应性皮炎和过敏性鼻炎等疾
病的药物。M的一种合成路线如下(部分试剂和条件省略)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2) 的反应类型为 。
(3)D的结构简式为 。
(4)由F生成G的化学方程式为 。
(5)G和H相比,H的熔、沸点更高,原因为 。
(6)K与E反应生成L,新构筑官能团的名称为 。(7)同时满足下列条件的I的同分异构体共有 种。
(a)核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为 ;
(b)红外光谱中存在 和硝基苯基( )吸收峰。
其中,可以通过水解反应得到化合物H的同分异构体的结构简式为 。
【答案】
(1)丙烯酸
(2)加成反应
(3)
(4) +HO-NO +H O
2 2
(5)H分子中存在羟基,能形成分子间氢键
(6)酰胺基
(7)6
【详解】(1)由A→B的反应条件和B的结构简式可知该步骤为酯化反应,因此A为 ,其名
称为丙烯酸。
(2)B与 发生加成反应, 和 分别加到双键碳原子上生成C。
(3)
结合C和E的结构简式以及C→D和D→E的反应条件,可知C→D为C先在碱性条件下发生水解反应后
酸化,D为 ,D与亚硫酰氯发生取代反应生成E。
(4)F→G的反应中,结合I的结构可知,苯环上碳氯键的对位引入硝基,浓硫酸作催化剂和吸水剂,吸
收反应产物中的水,硝化反应的条件为加热,反应的化学方程式是: +HO-NO
2
+H O。
2(5)由分析可知,G的结构简式为 ,H的结构简式为 ,H分子中存在羟基,能形成分子间氢
键,G分子不能形成分子间氢键,分子间氢键会使物质的熔、沸点显著升高。
(6)根据分析可知,K与E反应生成L为取代反应,反应中新构筑的官能团为酰胺基。
(7)I的分子式为 ,其不饱和度为6,其中苯环占4个不饱和度, 和硝基各占1个不饱和
度,因此满足条件的同分异构体中除了苯环、 和硝基之外没有其他不饱和结构。由题给信息,结构中
存在“ ”,根据核磁共振氢谱中峰面积之比为 可知,结构中不存在羟基、存在甲
基,结构高度对称,硝基苯基和 共占用3个O原子,还剩余1个O原子,因此剩余的O原子只能插入
两个相邻的C原子之间。不考虑该O原子,碳骨架的异构有2种,且每种都有3个位置可以插入该O原
子,如图: , (序号表示插入O原子的位置),
因此符合题意的同分异构体共有6种。其中,能够水解生成H( )的结构为
。
11.(2024·新课标卷·高考真题)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一
条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。已知反应Ⅰ:
已知反应Ⅱ: 为烃基或H,R、 、 、 为烃基
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为 ;加入 的作用是 。
(2)D分子中采用 杂化的碳原子数是 。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用 也能进行,原因是 。
(4)E中含氧官能团名称是 。
(5)F的结构简式是 ;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为 ,其结构简式是
。
(6)G中手性碳原子是 (写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ.
则H的可能结构是 。
【答案】(1)取代反应 与生成的HBr反应,促进反应正向进行
(2)5
(3)D分子中同时存在—OH和
(4)酯基
(5)
(6)3和4
(7) 、
【详解】(1)根据分析,反应①的反应类型为取代反应,反应中加入KCO 的作用为与生成的HBr反
2 3
应,促进反应正向进行。
(2)根据分析,D分子中采用sp3杂化的碳原子数为5个,分别为 。
(3)已知反应Ⅰ为—OH与 发生取代反应,生成的小分子HCl与 结合生成铵盐。由D
的结构简式可知,D分子中同时存在—OH和 ,故反应③不使用 也能进行。
(4)由E的结构简式可知,E中含氧官能团的名称为酯基。
(5)已知反应⑤分两步进行,结合F的结构简式知,E→F过程中,第二步为第一步产物发生已知反应
Ⅱ,结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知,第一步产物的结构简式为 。
(6)手性碳原子指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子,由G的结构简式知,其中手性碳原子为3
和4号碳原子。(7)由思路分析可知,B的结构简式为 ,其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ,说明其具有
或 结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构简
式有 、 。
12.(2024·安徽·高考真题)化合物I是一种药物中间体,可由下列路线合成( 代表苯基,部分反应条件
略去):
已知:
i)
ii) 易与含活泼氢化合物( )反应: 代表 、 、 、
等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为 、 。
(2)E在一定条件下还原得到 ,后者的化学名称为 。
(3)H的结构简式为 。
(4)E→F反应中、下列物质不能用作反应溶剂的是 (填标号)。a. b. c. d.
(5)D的同分异构体中,同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构),写出其中一种同分异构体的结
构简式 。
①含有手性碳 ②含有2个碳碳三键 ③不含甲基
(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)。
【答案】
(1)羟基 醛基
(2)1,2-二甲基苯(邻二甲苯)
(3)
(4)bc
(5)4 CH≡C-CH -CH-CH-CH(NH)-C≡CH
2 2 2 2
(6):
【详解】(1)根据流程中A和B的结构,A中的含氧官能团为羟基,B中的含氧官能团为醛基。
(2)根据题目中的结构,该结构的化学名称为1,2-二甲基苯(邻二甲苯)。(3)根据分析,H的结构简式为 。
(4)根据已知条件ii,RMgX可以与含有活泼氢的化合物(HO、ROH、RNH 、RC≡CH等)发生反应,
2 2
b中含有羟基,c中含有N-H,其H原子为活泼H原子,因此不能用b、c作溶剂。
(5)根据题目所给条件,同分异构体中含有2个碳碳三键,说明结构中不含苯环,结构中不含甲基,说明
三键在物质的两端,同分异构体中又含有手性碳原子,因此,可能的结构有:CH≡C-CH -CH-CH-
2 2 2
CH(NH)-C≡CH、CH≡C-CH -CH-CH(NH)-CH -C≡CH、HC≡C-CH(CH NH )-CH -CH-C≡CH、HC≡C-
2 2 2 2 2 2 2 2 2
CH(CH CHNH )-CH -C≡CH,共4种。
2 2 2 2
(6)根据题目给出的流程,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,随后将物质与
Mg在无水醚中反应生成中间产物,后再与CFCOCF 在无水醚中反应再水解生成目标化合物,具体的流程
3 3
如下:
。
【策略1】掌握有机合成中碳骨架构建的方法
(1)碳链的增长:
①与HCN的加成反应;
②加聚或缩聚反应;
③酯化反应。
(2)碳链的减短:
①脱羧反应:R—COONa+NaOH――→R—H+NaCO。
2 3
②氧化反应:
;
R—CH===CH ―――――――→RCOOH+CO↑。
2 2
③酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。
④烃的裂化或裂解反应:C H ――→C H +C H 。
16 34 8 18 8 16
(3)常见碳链成环的方法①二元醇成环,如
。
②羟基酸酯化成环,如
。
③氨基酸成环,如
。
④二元羧酸成环,如
。
⑤利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环:
【策略2】掌握有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
官能团 引入方法
①烃、酚的取代;
碳卤键 ②不饱和烃与HX、X 的加成;
2
③醇与氢卤酸(HX)的取代
①烯烃与水加成;
②醛、酮与氢气加成;
羟基 ③卤代烃在碱性条件下的水解;
④酯的水解;
⑤葡萄糖发酵产生乙醇①某些醇或卤代烃的消去;
碳碳双键 ②炔烃的不完全加成;
③烷烃的裂化
①醇的催化氧化;
②连在同一个碳上的两个羟基脱水;
碳氧双键
③低聚糖和多糖水解可引入醛基;
④含碳碳三键的物质与水加成
①醛基氧化;
②酯、酰胺基、蛋白质、羧酸盐的水解;
羧基
③含—CHOH结构的醇、苯的同系物(与苯环直接相连的碳
2
上有氢原子)被酸性高锰酸钾溶液氧化;
苯环上引入不同的官能团
①卤代:X 和Fe(或X 和FeX);
2 2 3
②硝化:浓硝酸和浓硫酸共热;
③烃基氧化;
④先卤代后水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环等)。
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。
③通过加成或氧化反应消除醛基。
④通过水解反应消除酯基、酰胺基、碳卤键。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变,如R—CHOH R—CHO――→R—COOH。
2
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如
CHCHOH――――――→CH===CH ――――――→X—CH CH—X――→HO—CH CH—OH。
3 2 2 2 2 2 2 2
。③通过某种手段改变官能团的位置,如
CHCHCHOH――――――→CHCH===CH ――――――→CHCHClCH ――→CHCH(OH)CH 。
3 2 2 3 2 3 3 3 3
【策略3】有机合成路线的设计与实施
1.有机合成路线的设计
(1)正推法
基础原料→中间体→目标化合物。
即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(或者官能团的转化),从而设计出合理的合成路线。如以乙烯为原料合成乙酸乙
酯,可采用正推法:
(2)逆推法
目标化合物→中间体→基础原料。
即从目标分子着手,分析目标分子的结构,然后由目标分子逆推出原料分子,并进行合成路线的设
计。如采用逆推法,通过对苯甲酸苯甲酯( )的结构分析可知合成该有机化合物的是苯
甲酸与苯甲醇,继续逆推可得出原料分子为甲苯,如图所示:
设计合成路线时,要选择反应步骤少,试剂成本低,操作简单,毒性小,污染小,副产物少的路线,
即2.最佳合成途径的选择
(1)合成基本原则:原理正确,原料价廉,操作简便,步骤简单,条件适宜,易于分离。
具体而言:
①起始原料、溶剂和催化剂要廉价、易得、低毒性、低污染。
②应尽量选择步骤较少的合成路线。为了减少合成步骤,应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。
③合成路线要符合“绿色、环保”的要求,高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原
子,使之转化到目标化合物中。
④有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现、不污染环境或污染小。
⑤要按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应。综合运用有机反应中官能团的衍
变规律及有关的信息,掌握正确的解题方法,有时则要综合运用顺推和逆推的方法导出最佳的合成路线。
对于多种合理路线的选择,要综合考虑诸多因素:原料的来源和价格、能耗、反应速率、反应物的利
用率、生产设备和技术条件是否具备、是否有污染物产生或排放等。
(2)有机合成路线的选择
①一元合成路线
以乙烯为例:② ,
③ ,
⑤ 。
②二元合成路线以乙烯为例:② ,
④ ,
⑤ 。
③芳香族化合物合成路线
a. 。
b.
。
3.有机合成中常见官能团的保护
如:
(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—OH变为—ONa将其保护
起来,待氧化后再酸化将其转变为—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 HCl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(—NH)的保护:
2
如在利用对硝基甲苯( )合成对氨基苯甲酸( )的过程中应先把
—CH 氧化成—COOH之后,再把—NO 还原为—NH ,防止当KMnO 氧化—CH 时,—NH (具有还原性)
3 2 2 4 3 2
也被氧化。
【策略4】熟悉有机合成与推断的突破口
1.通过物理特征突破
有机化合物中各类代表物的状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点,解题时可考虑
通过物理特征找到题眼。2.根据反应物、产物分子式特征推断有机物结构及反应类型
分析反应物、产物的分子式特征,根据其差异,联想已有有机化学知识,猜想可能的有机反应类型,
由此确定反应物、产物的结构特点,结合框图中的其他物质,确定具体的结构。如:―→:对比F与G的
分子式,G比F的分子式少1个H,多1个NO ,可判断反应类型可能为取代反应,F若为苯酚,则G可能
2
为硝基苯酚。
3.从实验现象突破
反应现象 思考方向
溴水褪色 可能含有碳碳双键、碳碳三键或酚羟基、醛基等
可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或有机物为
苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上含有H)、醇(含
使酸性KMnO 溶液褪色
4
结构)等
①遇FeCl 溶液显紫色
3
含有酚羟基
②与浓溴水反应产生白色沉淀
加入新制Cu(OH) 并加热有砖
2
红色沉淀生成,或加入银氨溶 含有醛基或甲酸酯基或甲酸
液水浴加热有银镜出现
加入Na,有H 产生 可能有—OH或—COOH
2
加入NaHCO 溶液有气体放出 含—COOH
3
4.从反应条件突破
反应条件 可能的有机化合物及反应
①醇的消去反应;
浓硫酸,加热 ②酯化反应;
③苯的硝化反应
浓硝酸、浓硫酸,加热 苯环上的取代
①酯的水解反应;
稀硫酸,加热
②二糖、多糖的水解反应等
氢卤酸(HX),加热 醇的取代
①卤代烃的水解反应;
强碱的水溶液,加热
②酯的水解反应等
强碱的醇溶液,加热 卤代烃的消去反应新制Cu(OH) 或银氨溶
2 醛基(醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等)的氧化反应
液,加热
①烯烃、炔烃的氧化反应;
酸性KMnO 溶液或酸
4 ②某些苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上含有H)的氧化反应;
性重铬酸钾溶液
③醇、醛、苯酚的氧化反应
①醇的催化氧化反应;
O、Cu(或Ag),加热
2
②醛的氧化;
①烯烃、炔烃的加成反应;
②芳香烃的加成反应;
H、催化剂,加热
2
③醛、酮还原为醇
特别注意:羧基、酯基、酰胺基中的碳氧双键不能加成
溴水或溴的CCl 溶液 烯烃、炔烃的加成反应
4
①苯酚的取代反应;
浓溴水 ②碳碳双键和碳碳三键的加成;
③醛的氧化
①烃的取代反应;
Cl,光照
2
② 中侧链的取代反应
铁粉或卤化铁、X 苯环上的卤代反应
2
如:
(1)――――――→:反应类型可能为取代反应(酯化反应),联想乙酸乙酯的制备,则F结构中可能有羧
基,G结构中可能有酯基。
(2)―――――→:反应类型可能为加成反应,通过分子式即可验证,联想乙烯与溴的四氯化碳溶液反
应,则C结构中应该存在一个碳碳双键。
5.根据相关数据确定官能团的数目
(1)烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X )。
2
(2) 的加成:与H、Br 、HCl、HO等加成时按物质的量之比为1∶1反应。
2 2 2
(3)含—OH的有机物与Na反应时:2 mol —OH生成1 mol H 。
2
(4)1 mol —CHO对应2 mol Ag;或1 mol —CHO对应1 mol Cu O(注意:HCHO中相当于有2个—
2CHO)。
(5)物质转化过程中相对分子质量的变化
(关系式中M代表第一种有机化合物的相对分子质量)
6.从转化关系突破
(1)连续氧化关系:
结论Ⅰ A为醇、B为醛、C为羧酸、D为酯
结论Ⅱ A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同
结论Ⅲ A分子结构中与羟基相连的碳原子上至少有2个氢原子,即含—CHOH
2
若D能发生银镜反应,则A为CHOH,B为HCHO,C为HCOOH,D为
结论Ⅳ 3
HCOOCH
3
(2)重要的“三角”转化关系:
①卤代烃在强碱的醇溶液中加热,醇在浓硫酸、加热条件下均发生消去反应生成烯烃。
②烯烃在一定条件下分别与HX(X为卤素原子)、HO发生加成反应生成卤代烃、醇。
2
③卤代烃在强碱的水溶液中加热发生取代反应生成醇,醇与浓HX在加热条件下发生取代反应生成卤
代烃。
在有机推断中灵活运用以上转化关系,并根据题目的限制条件拓展和完善,可起到事半功倍的效果。
(3)有机反应各类物质的转化关系:7.有机推断中常考的“陌生信息”
(1)羟醛缩合:RCHO+R′CHCHO―――――→ +HO(R、R′表示烃基或氢)
2 2
(2)利用格氏试剂发生加成反应
(R代表烃基,R′、R″代表烃基或氢)。
(3)烯烃的氧化:
(4)成环反应:
1.(2025·陕西宝鸡·一模)丹皮酚(G)具有抗心律失常、增强免疫力等多种药理作用,一种合成丹皮酚及
其衍生物H的合成路线如下:(1)B的化学名称为 ,D中的官能团名称 。
(2)B生成C的反应类型为 。
(3)请用*标记出D分子结构中所有的手性碳原子 。
(4)E转变为F的化学方程式为 。
(5)F生成G的过程中可能生成另一种与G具有相同官能团的有机物副产物,这种副产物的结构简式为
。
(6)在G的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);①与 溶液反应放
出 ;②与 溶液显色;③苯环上有两个取代基。其中核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为
的同分异构体的结构简式为 。
【答案】
(1)苯甲醛 羟基、氨基
(2)加成反应
(3)
(4)
(5)
(6)6
【详解】(1)根据B的结构,其化学名称为苯甲醛;根据D的结构,其官能团名称为羟基、氨基。
(2)据分析,B生成C的反应为CHCHNO 与苯甲醛发生加成反应生成 ,其反应类型为加
3 2 2
成反应。
(3)手性碳一定是sp3杂化的碳原子,且该碳原子上存在四个不同的取代基,D分子上有2个手性碳原子,为: 。
(4)E转变为F的反应为 与乙酸在ZnCl 催化下反应生成 和水,化学方
2
程式为 。
(5)F生成G的过程为羟基与CHI反应生成-OCH ,F具有2个羟基,因此生成的与G具有相同官能团的
3 3
有机物副产物的结构简式为 。
(6)根据题干可知,满足条件的G的同分异构体为-OH和-C HCOOH二取代的苯环,-OH和-C HCOOH
2 4 2 4
取代基位置可以为邻、间、对位三种,由于-C HCOOH具有两种结构: 和
2 4
,因此满足条件有6种同分异构体;核磁共振氢谱显示为6组峰,则取代基为对位,且峰
面积比为 ,则一定具有甲基,则此同分异构体的结构简式为 。
2.(2024·黑龙江大庆·二模)甲磺酸贝舒地尔片(化合物J)是一种甲磺酸盐,用于治疗慢性抗宿主病,其合
成路线如下图所示。已知:①
② 为甲磺酸,一种常见的有机酸,其结构简式为
回答下列问题:
(1)C的结构简式为 。
(2)I的含氧官能团名称是 。
(3)以下说法正确是 (填字母)。
a.化合物A中所有原子可能共面
b.化合物B的化学名称是 丙胺
c.酸性:
d.生成E的反应中 的作用:中和 ,提高原料的转化率
(4)F生成G的化学方程式是 。
(5)G成环制得H的过程中涉及两步反应,反应类型依次是加成反应和 。
(6)D的同分异构体中能满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液发生显色反应
②苯环上有两个取代基且苯环上的一氯代物有两种结构③红外光谱中存在“ ”吸收峰
(7)H到I分两步进行,已知 是常用的卤化试剂,可将羟基转化为氯原子,则合成过程中H与
反应生成的有机产物的结构简式为 。
【答案】
(1)
(2)醚键、酰胺基
(3)bd
(4) + +H O
2
(5)消去反应
(6)7
(7)
【详解】(1)结合A、B结构以及已知1可得C的结构简式为 ;
(2)由I的结构可知,其含氧官能团为:醚键、酰胺基;
(3)a.化合物A中右侧C为sp3杂化,空间结构为四面体形,不可能所有原子共面,a错误;
b.化合物B主链有3个碳,2号碳上有一个氨基,故化学名称是 丙胺,b正确;
c.F的电负性大, 中F的吸电子能力大于 中的H, 中氢离子更易解离,故酸
性: ,c错误;
d.C和D反应生成E的反应为取代反应还有HBr生成,加入 可中和 ,提高原料的转化率,d
正确;
故选bd。
(4)F的结构简式为 ,F与 发生取代反应生成G和水,反应方程式为: +
+H O
2
(5)由分析可知,G成环制得H的过程中涉及两步反应,反应类型依次是加成反应和消去反应;
(6)D的分子式为C HO,其同分异构体①能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含酚羟基,②苯环上有
8 8 3
两个取代基且苯环上的一氯代物有两种结构,说明两个取代基位于苯环对位,且其中一个为酚羟基,③红
外光谱中存在“ ”吸收峰,则其同分异构体有: 、
、 、 、
、 、 共7种;
(7)由分析可知,合成过程中H与 反应生成的有机产物的结构简式为
。
3.(2025·广东深圳·一模)新型催化技术实现了乙酰丙酸乙酯的绿色高效合成,示意图如下:
(1)化合物I的分子式为 ,其环上取代基的名称是 。
(2)化合物II的某同分异构体,仅含一个五元环且不含其他环状结构,不发生银镜反应,在核磁共振氢谱图
上只有2组峰,峰面积比为1:2,其结构简式为 (任写一种)。
(3)化合物I制备化合物IV( )的反应可以表示为: ,则化合物M为
(填化学式);化合物M易溶于水,其原因是 。
(4)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的有_____(填标号)。
A.化合物I到Ⅱ反应的原子利用率为 ,有 双键的断裂与形成
B.化合物II是乙醇的同系物,能与金属钠反应
C.化合物III在碱性环境中水解时,可消耗等物质的量的D.化合物II到化合物III的转化中,存在 原子杂化方式的改变
(5)对化合物II,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
①
② 取代反应
(6)利用羟醛缩合反应R-CHO+ +H O(R、R'为烃基或H)的原理,以乙烯
2
为唯一有机原料,合成 。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①第一步为烯烃直接制醇的反应,其化学方程式为 。
②其中,羟醛缩合前后各涉及一步氧化反应,其氧化产物分别为 和 (写结构简式)。
【答案】
(1) 醛基
(2) 或 或 或
(3) 与 之间可形成氢键
(4)AB
(5) 、催化剂,加热 加成反应(或还原反应) 浓HBr,加热或乙酸、浓硫酸,加热
或
(6)
【详解】(1)由化合物Ⅰ的结构简式可知其分子式为: ;其环上取代基的名称是醛基;
(2)化合物II的某同分异构体,仅含一个五元环且不含其他环状结构,不发生银镜反应,可知不含醛
基;在核磁共振氢谱图上只有2组峰,峰面积比为1:2,可知其结构具有对称性;符合的结构有:或 或 或 ;
(3)化合物I可与M(N H)先发生加成反应再发生消去发反应制备化合物IV( ),NH
2 4 2 4
与 之间可形成氢键,因此其易溶于水;
(4)A.化合物I到Ⅱ反应为醛基与氢气的加成反应,原子利用率为 ,有 双键的断裂,但不存
在 双键的形成,故A错误;
B.化合物Ⅱ与乙醇的结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.化合物Ⅲ中只含一个酯基,在碱性环境中水解时,可消耗等物质的量的 ,故C正确;
D.化合物Ⅱ到化合物Ⅲ的转化中,碳碳双键断裂,Ⅲ中形成多个碳碳单键,因此存在 原子杂化方式的
改变,故D正确;
故选:AB。
(5)化合物Ⅱ中碳碳双键与氢气,在催化剂加热条件,发生加成反应转化为 ;化合物Ⅱ中
的醇羟基与浓HBr,加热条件下,发生取代反应生成 ;化合物Ⅱ中的醇羟基与乙酸在浓硫
酸,加热条件下,发生酯化反应生成 ;
(6)①合成 需要乙醇,乙醇可由乙烯与水发生加成反应得到,反应方程式为:
;
②合成 可由乙醇与 发生酯化反应得到,而 可由乙醛
先发生羟醛缩合生成 , 再经氧化得到 ;而乙醛可由乙
醇催化氧化得到,因此羟醛缩合前后所涉及氧化反应,氧化产物分别为 和 。
4.(2025·福建·一模)琥珀酸普芦卡必利是一种恢复受损肠道活动能力的药物,其关键中间体化合物Ⅰ的
一种合成路线如下。回答下列问题:
(1)B的结构简式为 。
(2)C→D的反应类型为 。
(3)E→G反应过程中加入 的作用是 。
(4)F的化学名称为 。
(5)G中含氧官能团的名称为醚键、 和 。
(6)H与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(7)A的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种。
①遇 溶液显紫色;②含有两种官能团;③红外光谱中存在 吸收峰。
其中核磁共振氢谱显示为四组峰且峰而积比为 的同分异构体的结构简式为 。(任写一
种)
【答案】
(1)
(2)取代反应
(3)与生成的HBr反应,促进反应正向进行
(4)1, 二溴乙烷
(5)酯基 酰胺基(6)
(7)12 或
【详解】(1)由分析可知,B的结构简式为 ;
(2)由分析可知,C→D的反应为 与SO Cl 发生取代反应生成 ;
2 2
(3)由分析可知,E→G的反应为 与BrCHCHBr发生取代反应生成
2 2
后溴化氢,反应过程中加入的碳酸钾能与与生成的溴化氢反应,减小生成物的
浓度,有利于促进反应正向进行;
(4)由分析可知,F的结构简式为BrCHCHBr,名称为1, 二溴乙烷;
2 2
(5)由结构简式可知,G中含氧官能团的名称为醚键、酯基、酰胺基;(6)由结构简式可知,H与氢氧化钠溶液的反应为 与氢氧化钠溶液反应生成
、乙酸钠和甲醇,反应的化学方程式为
;
(7)A的同分异构体遇氯化铁溶液显紫色,说明同分异构体分子中含有酚羟基,含有两种官能团,红外光
谱中存在C=O吸收峰说明同分异构体分子中含有酰胺基,则同分异构体的结构可以视作邻苯二酚、间苯二
酚、对苯二酚分子中苯环上的氢原子被—NHOCH或—CONH 取代所得结构,共有(2+3+1) ×2=12种,其中
2
核磁共振氢谱显示为四组峰且峰而积比为 的结构简式为 、 。
5.(2025·广西·一模)天然有机物P是具有除草活性的植物化感物质,其合成路线如下:
(1)A的名称为 。(2)C的含氧官能团名称为羟基、 、 。
(3)写出 的化学方程式 。
(4)吡啶( )和吡咯( )分子中均存在6个电子参与形成的大π键,请从结构的角度解释吡啶碱性
比吡咯强的原因 。
(5)根据G与H的分子结构,下列方法可用来鉴别G与H的是 (填序号)。
a.红外光谱 b.与酸性高锰酸钾溶液反应
c.比较水溶性
(6)满足下列条件的B的同分异构体有 种(考虑顺反异构)。
①可以发生银镜反应 ②能与 溶液反应 ③分子中有两个
写出核磁共振氢谱有三组峰的同分异构体的结构简式 。
(7)已知氯代烃( )与醇( )在碱的作用下生成醚( )。以甲苯和化合物C为原料,参照题
干路线合成化合物 (无机试剂任选) 。
【答案】
(1)1,3,5-苯三酚或间苯三酚
(2)(酮)羰基 醚键
(3)
(4)在吡咯中,氮原子的孤对电子参与了大π键的形成,这使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其
碱性
(5)ac
(6)3(7)
【详解】(1)根据A的结构简式,可知其名称为1,3,5-苯三酚或间苯三酚;
(2)根据C的结构简式,可知其含有的含氧官能团有羟基、羰基、醚键;
(3)由分析可知D的结构简式为CHOCH Cl, 为取代反应,化学方程式为
3 2
;
(4)吡咯是一个五元杂环化合物,其中氮原子与两个碳原子相连,形成一个环状结构,在吡咯中,氮原
子的孤对电子参与了大π键的形成,这使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,故碱性:吡
啶>吡咯;
(5)a.G与H含有的官能团不同,用红外光谱可以鉴别,故a选;
b.G和H中都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,故b不选;
c.H中含有羟基,在水中的溶解性应该大于G,可以鉴别,故c选;
答案选ac;
(6)B的结构简式为 ,其同分异构体满足:①可以发生银镜反应 ,说明有醛基;②能与
溶液反应,说明有羧基;③分子中有两个 ;一个羧基和一个醛基将用去3个O以及两个不
饱和度,剩余4个碳原子和一个不饱和度,则符合的结构有: 、 、
,共3种;核磁共振氢谱有三组峰的同分异构体的结构简式为 ;(7)结合题中氯代烃( )与醇( )在碱的作用下生成醚( ), 与
反应生成 , 在盐酸条件下水解生成
, 与Cl 在光照条件下生成 ,合成路线为
2
。
6.(2025·重庆·一模)某药物中间体J的合成路线如下(部分反应条件省略);
已知: ; 。
(1)已知 名称为2,4,6-三溴苯酚,则A的名称为 (用系统命名法)。(2)C中所含官能团的名称为 ;C→D的反应类型是 。
(3)G和H互为同分异构体,G→H反应的化学方程式是 。
(4)A→B反应的目的是 。
(5)E的同分异构体能同时满足以下条件的有 个(不考虑立体异构)。
①含 结构;②含有羧基( );③苯环上有两个取代基,且处于对位位置。
其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积比为6:2:2:2:2:1)的结构简式为 (只写一个)。
(6)参照上述合成路线,以苯、1-溴丙烷为主要原料制备 的合成路线为 (其他原料、试
剂任选)。
【答案】
(1)3-硝基苯酚
(2)氨基、醚键 取代反应
(3)
(4)保护酚羟基
(5)12 或
(6)
【详解】(1)A的结构为 ,则用系统命名法为3-硝基苯酚;(2)C的结构为 ,所含官能团为氨基、醚键;由分析可知,C→D的反应类型是取代反应;
(3)由分析可知,G的结构简式为 ,H的结构简式为 ,所以
G→H反应的化学方程式是 ;
(4)A→B是将酚羟基转化为醚键,在后面E→F中又将醚键转化为了酚羟基,所以A→B反应的目的是保
护酚羟基;
(5)满足条件①含 结构;②含有羧基( );③苯环上有两个取代基,且处于对位位置
的E( )的同分异构体有 、
、 、
、 、 、
、 、 、
、 、 ,共12种;其中核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积比为6:2:2:2:2:1)的结构简式为 或
;
(6) 发生硝化反应生成 , 将硝基还原为氨基得到 ,
和乙酸发生取代反应生成 , 与1-溴丙烷反应生成
,故答案为:
。
7.(2025·重庆·一模)有机物Ⅵ是一种重要的药物中间体,其合成路线如下:
(1)Ⅰ的分子中一定共平面的碳原子有 个,Ⅱ中官能团名称是 。
(2)Ⅱ→Ⅲ和Ⅲ→Ⅳ的反应类型分别是 、 。
(3)Ⅳ→Ⅴ第①步生成的有机物为 ,则其发生第②步反应的化学方程式为
。(4)原料Ⅰ中混有杂质 ,则Ⅴ中混有与Ⅴ互为同分异构体的副产物Y,Y也含有1个含氮
五元环。该副产物Y的结构简式为 。
(5)有机物W的分子比Ⅱ少1个碳原子,符合下列条件的 的同分异构体有 种(不考虑立体异
构)。
①分子中含有-NH ,含1个手性碳原子;
2
②酸性条件下能水解生成两种芳香族化合物,水解生成的羧基直接连在苯环上,且水解产物遇FeCl 溶液
3
均不显色。
(6)以CHMgBr和 为原料制备 的部分合成路线如下,请将流程补充完整
3
(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】
(1)15 醚键、氨基
(2)取代反应 还原反应
(3)
(4)
(5)16
(6)【详解】(1)Ⅰ的结构简式为 ,在每个苯分子中,12个原子共平面,则三个苯
环构成的菲环中,所有碳原子一定共平面,因此分子中一定共平面的碳原子有15个(红框中的碳原子),Ⅱ
的结构简式为 ,官能团名称是醚键、氨基。
(2)由Ⅱ( )→Ⅲ( ),可看出-NH 中的1个氢原子被-
2
COCH 取代,Ⅲ( )→Ⅳ( )可看成乙酰基被还原为乙基,
3
则反应类型分别是:取代反应、还原反应。
(3)Ⅳ( )→Ⅴ( )第①步生成的有机物为
,则其发生第②步反应时, 与CO 发生反应生成
2
和LiOH,化学方程式为
。(4)原料Ⅰ中混有杂质 ,则Ⅰ中杂质经过几步反应转化为Ⅳ时,生成
;则Ⅳ→Ⅴ的第一步反应中,Ⅴ中混有与Ⅴ互为同分异构体的副产物Y(含有1个含氮
五元环)的结构简式为 。
(5)有机物W的分子比Ⅱ( )少1个碳原子(不饱和度减少1),符合下列条件:“①
分子中含有-NH ,含1个手性碳原子;②酸性条件下能水解生成两种芳香族化合物,水解生成的羧基直接
2
连在苯环上,且水解产物遇FeCl 溶液均不显色”的W的同分异构体,不饱和度应为9,即含有2个苯
3
环、1个酯基和1个手性碳原子,则可能结构简式为: 、
、 、 、
(氨基在苯环上各有邻、间、对3种位置,共6种)、
(甲基在苯环上各有邻、间、对3种位置,共6种),共有4+6+6=16种(不考虑
立体异构)。
(6)以CHMgBr和 为原料制备 时,由题给部分合成路线,
3与CHMgBr、HO+反应转化为 ; 被KMnO 氧化为 ,
3 3 4
在浓硫酸作用下脱水可生成 ;在(CFCO) O、NaN 作用下,-COOH可转化
3 2 3
为-NH ,从而制得目标有机物。则补充流程为:
2
。
8.(2025·云南昆明·一模)吡螨胺(H)是一种快速高效、广谱、安全性高的新型杀螨剂,常用于葡萄、柑
橘、棉花等植物防治各类螨类。吡螨胺的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 ,吡螨胺(H)中含氧官能团的名称是 。
(2) 的反应类型是 。
(3) 的化学反应方程式是 。(4)C与 反应除了得到D之外,还可以得到一种与D有相同官能团的同分异构体D',D'的结
构简式是 。
(5)符合下列条件的G的芳香族同分异构体有 种(不考虑立体异构),写出其中含有手性碳原子的
同分异构体的结构简式 。
①含有 ②含有
(6)结合上述合成路线和已知信息,设计以乙酸乙酯和甲肼( )为原料合成 的路线
(其他试剂任选)。
【答案】
(1)乙二酸二乙酯 酰胺基
(2)还原反应
(3)
(4)
(5)16
(6)
【详解】(1)A是二元酯,对应的酸是乙二酸,醇是乙醇,名称为乙二酸二乙酯;
H中的含氧官能团为酰胺基;
(2)F到G发生-CN上加氢反应,属于还原反应;
(3)由分析可知,A到C发生已知信息的反应,属于取代反应,生成C和乙醇,方程式为:
;(4)C的结构简式为: 与 反应除了得到D ,还可
以得到一种甲基连接在另一个碳原子上的同分异构体D',D'的结构简式是: ;
(5)G的结构简式为: 符合①含有 ②含有 芳香族同分
异构体有:苯环上存在3个侧链 、-CH、-NH ,有 (氨基位置有4个)4种,
3 2
(氨基位置有4个)4种, (氨基位置有2个)2种,两个侧链有
、 、 (氨基位置有邻间对3种)、一个测链的有
1种,共4+4+2+1+1+3+1=16种;
手性碳原子是一个碳原子周围连接4个不同的原子或原子团的碳原子,含有手性碳原子的同分异构体的结
构简式为: ;
(6)根据题目中C到D的信息,制备 需要CHNHNH 和 ,
3 2
可以由乙酸乙酯在乙醇钠作用下得到,故合成路线为:
。
9.(2025·上海崇明·一模)Daprodustat是一种用于治疗贫血的药物,其中间体J的合成路线如下图所示。已知:
(1)A是一种芳香族化合物,则反应I的试剂和条件是 。
(2)C含有的官能团名称为 。
(3)D→E的反应类型是 。
F不能水解,G的核磁共振氢谱中有2组峰。
(4)G的结构简式为 ,与NaOH溶液反应,1mol G消耗 mol NaOH。
(5)H与乙二胺(H NCH CHNH )在一定条件下反应生成七元环状化合物的结构简式是 。
2 2 2 2
(6)H与乙醇在一定条件下生成M(分子式C H O)的方程式是 。
7 12 4
(7)下列关于J的说法中,正确的有___________。(双选)
A.J分子中含有2种官能团 B.J分子中存在手性碳原子
C.J存在含有苯环和酯基的同分异构体 D.J在一定条件下水解可得到D
(8)由中间体J合成Daprodustat的过程中需经历以下三步。
其中试剂1的分子式为C HON,J生成K为加成反应,则试剂1和L的结构简式分别为 和
5 7 3
。
【答案】
(1)浓HNO 浓HSO 加热
3 2 4
(2)氨基
(3)加成反应
(4)CH ClCOOH 2
2(5)
(6)
(7)CD
(8)
【详解】(1)A为 ,苯与浓硝酸、浓硫酸共热反应生成的B为 ,则反应I的条件是浓
硝酸、浓硫酸、加热;
(2)由分析可知,C为 ,含有的官能团名称为氨基;
(3)D→E的反应是 与 发生加成反应生成E( ),则反应类型是加
成反应;
(4)由分析可知,G为 ;G中含有碳氯键和羧基都可以和NaOH溶液反应,故1mol G消耗2mol
NaOH;
(5)H为 ,H与乙二胺(H NCH CHNH )在一定条件下反应生成七元环状化合物的化学方程式
2 2 2 2
为:HOOCCH COOH+H NCH CHNH +2H O,则该七元环状化合物的结构简式是
2 2 2 2 2 2
;
(6)H( )与乙醇在一定条件下发生酯化反应,其方程式为:;
(7)A.J是 ,只含有酰胺基1种官能团,A错误;
B.连有4个不同的原子或原子团的碳原子属于手性碳原子,则 分子中不存在手性碳
原子,B错误;
C. 不饱和度为6,含有3个氧原子,可以存在含有苯环和酯基的同分异构体,C正
确;
D. 在一定条件下水解可得到D( ),D正确;
故选CD;
(8)L发生酯的水解脱去C HOH,结合Daprodustat中羧基的位置可知,L的结构简式为
2 5
,试剂1的分子式为C HON,J生成K为加成反应,K→L是异构化,则
5 7 3
试剂1中含-COOC H,结合L的结构简式可知试剂1的结构简式为 ,碳氮
2 5
双键发生加成反应。
10.(2025·云南·模拟预测) 是一种具有抗癌活性的药物,某研究小组的合成路线如下(略去部
分试剂和条件,忽略立体化学)。已知:
可答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称为 ,B中最多有 个碳原子共平面。
(2) 和 完全反应生成D时,有 乙醇生成,则C的结构简式为 。
(3)参照 的反应原理,D和 (填名称)反应可生成 。
(4) 的反应类型为 , 中引入 基团的作用为 。
(5) 的化学方程式为 。
(6)A中溴原子被氢原子取代得到K,同时满足下列条件K的同分异构体有 种。
①含有苯环;
②属于 -氨基酸(结构通式为: ,其中 为氢原子或者烃基)。
(7)用“*”标出 中的手性碳原子 。【答案】
(1)羧基 9
(2)
(3)苯甲醛
(4)水解反应(取代反应) 保护氨基
(5)
(6)4
(7)
【详解】(1)A中含氧官能团的名称为羧基;苯环上碳原子共面,C-C单键可以旋转,B最多有9个碳原
子共面;
(2)由分析可知, 完全反应生成D时,有 乙醇生成,则C的结构简式为:
;
(3)D到E发生先加成后脱水成环,参照 的反应原理,D和苯甲醛反应可生成
;
(4)E到F发生酯基和酰胺基水解反应,也是取代反应;F到G引入 基团的作用为保护-NH-,防止被
氧化;
(5)G到H发生醇羟基氧化为醛基的反应,反应的化学方程式为:;
(6)A的结构简式为: ,A中溴原子被氢原子取代得到K,K的结构式为
,K的同分异构体中含有苯环,属于α-氨基酸的有 、
(邻间对三种),共4种结构;
(7)一个碳原子周围连接四个不同原子或原子团称为手性碳原子,EMU-116结构中,有2个手性碳原
子,手性碳原子位置如图: 。
11.(2025·福建福州·模拟预测)氯雷他定在治疗过敏性疾病方面具有优异的临床表现,其中间产物I的合
成路线如图:已知:
(1)试剂B的系统命名为 。
(2)流程中反应①③的目的是 。
(3)试剂D的结构简式为 。
(4)化合物E中含有的官能团为 。(已知: 中没有官能团)
(5)由G→H的反应方程式为 。
(6)已知: 具有类似苯的芳香性。A的具有芳香性和氰基(-CN)的同分异构体中,在核磁共振氢谱上有
三组峰且峰的面积比为 的可能结构简式有 。
【答案】
(1)2-甲基-2-丙醇
(2)保护氰基
(3)
(4)酰胺基、碳氯键
(5)
(6) 、
【详解】(1)B为 ,其系统命名为2-甲基-2-丙醇;
(2)由分析可知,反应①③的目的是保护—CN;(3)由分析可知,D结构简式为 ;
(4)根据化合物E的结构简式,E中含有的官能团为酰胺基、碳氯键;
(5)由G→H发生已知信息的反应,反应方程式为
+H O;
2
(6)同分异构体分两类:第1类:含苯环结构。取代基可能是-NHCN(1种);-NH 、-CN(3种);第2类:
2
含 结构。①含1个取代基:-CHCN(3种);②含2个取代基-CN、-CH,采用定一移一法进行讨论,
2 3
、 、 ,再取代甲基,(a)有3种(除A本身外);(b)有4种;(c)有2种;
所以符合条件的同分异构体有16种;其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为1∶1∶1,则对称性
较高,符合条件的结构简式为 或 。
12.(2024·浙江·一模)某研究小组按下列路线合成抗癌药物吉非替尼已知: ; 。
请回答:
(1)化合物A的含氧官能团名称是 。
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是___________。
A.化合物B一定条件下可发生银镜反应
B. 的反应类型为取代反应
C.化合物G的碱性强于
D.化合物H可在酸性或碱性条件下水解
(4)写出 的化学方程式 。
(5)设计以环氧乙烷( )和 为原料合成化合物I的路线 (用流程图表示,无机试剂任
选)。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物I的同分异构体的结构简式 。
①分子中含有一个六元环,环上的杂原子只有氮原子。② 谱检测表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子。
【答案】
(1)羧基和醚键
(2)
(3)C
(4) + +2HO
2
(5) 或
(6) 、 、 、 、
【详解】(1)由A的结构简式可知A的含氧官能团名称是:羧基和醚键;
(2)根据分析化合物F的结构简式是: ;
(3)A. B的结构中有醛基,一定条件下可发生银镜反应,A正确;
B. 根据分析可知, 的反应类型为取代反应,B正确;
C. 化合物G的结构简式为: ,F和Cl电负性大,是吸电子基,使 N
原子电子云密度小,不易结合H+,碱性弱于 ,C错误;D. 化合物H中有酯基,可在酸性或碱性条件下水解,D正确;
答案选C;
(4)由分析可知, 的化学方程式为: +
+2HO;
2
(5)化合物I的结构简式为: ,可以由 和 发生取代反应得
到, 可以由HN(CHCHOH) 分子内脱水得到,HN(CHCHOH) 可以由环氧乙烷( )和NH 发
2 2 2 2 2 2 3
生开环加成得到,故合成路线为:
;
(6)I的结构简式为: ,同分异构体中符合①分子中含有一个六元环,环上的杂原子
只有氮原子。② 谱检测表明:分子中有4种不同化学环境的氢原子,结构处于对称位置,同分
异构体有: 、 、 、 、 。