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第 34 讲 烃的衍生物
1.以乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团，认识乙醇、乙酸的结构及其主要性质与
应
用，结合典型实例认识官能团与性质的关系，知道氧化、加成、取代、消去、聚合等有机反应类型。
2.认识官能团与有机物特征性质的关系，认识同一分子中官能团之间存在相互影响，认识一定条件下
官能团可以相互转化。知道常见官能团的鉴别方法。
3.认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重
要应用。
【核心素养分析】
1.宏观辨识与微观探析：认识烃的衍生物的多样性，并能从官能团角度认识烃的衍生物的组成、结构
和性质，形成“结构决定性质”的观念。
2.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对烃的衍生物的组成、结构及其变化提出可能的
假设。能运用相关模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.科学探究和创新精神：认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。确定探
究目的，设计探究方案，进行实验探究；在探究中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
知识点一 卤代烃
1.卤代烃的概念
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃
基)。
(2)官能团是卤素原子。
2.卤代烃的物理性质
(1)沸点：比同碳原子数的烃沸点要高；
(2)溶解性：水中难溶，有机溶剂中易溶；
(3)密度：一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余比水大。
3.卤代烃的化学性质(1)卤代烃水解反应和消去反应的比较
反应类型 取代反应(水解反应) 消去反应
反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热
断键方式
相邻的两个碳原子间脱去小分子HX；
卤代烃分子中—X被水中的—
反应本质 OH所取代，生成醇；R—CH
2
—X＋NaOH
和通式
＋NaOH――→ ＋NaX
――→R—CHOH＋NaX
2 ＋HO
2
引入—OH，生成含—OH 消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的
产物特征
的化合物 不饱和键的化合物
(2)消去反应的规律
消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如HO、HBr等)，而生
2
成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点 实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子 CHCl
3
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但
邻位碳原子上无氢原子
、
②有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：
＋NaOH――→CH==CH—CH —CH(或CH—CH==CH—CH )＋NaCl＋HO
2 2 3 3 3 2
③ 型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡R—C，如BrCHCHBr＋
2 2
2NaOH――→CH≡CH↑＋2NaBr＋2HO
2
4.卤代烃的获取方法
(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应
如CH—CH==CH ＋Br ――→CHCHBrCH Br；
3 2 2 3 2
CH—CH===CH＋HBr――→
3 2
CH≡CH＋HCl――→ CH==CHCl。
2(2)取代反应
如乙烷与Cl：CHCH＋Cl――→CHCHCl＋HCl；
2 3 3 2 3 2
苯与Br ： ＋Br ――→ ＋HBr；
2 2
C HOH与HBr：C HOH＋HBr――→C HBr＋HO。
2 5 2 5 2 5 2
知识点二 醇、酚
1．醇、酚的概念
(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为C H OH(n≥1)。
n 2n＋1
(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚( )。
(3)醇的分类
2．醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性
低级脂肪醇易溶于水。
(2)密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm－3。
(3)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃。
3．苯酚的物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。
(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大，当温度高于65_℃时，能与水混溶，苯酚易溶于酒精。
(3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。
4．由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的
氢活泼。(1)弱酸性
苯酚电离方程式为C HOH C HO－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变红。
6 5 6 5
苯酚与NaOH反应的化学方程式：
＋NaOH―→ ＋HO。
2
(2)苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应，产生白色沉淀，反应的化学方程式为
＋3Br ―→ ↓＋3HBr。
2
(3)显色反应
苯酚跟FeCl 溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。
3
知识点三 醛、羧酸、酯
1．醛
(1)醛：由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物，可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元
醛分子的通式为C H O(n≥1)。
n 2n
(2)甲醛、乙醛
物质 颜色 气味 状态 密度 水溶性
甲醛 无色 刺激性气味 气体 易溶于水
乙醛 无色 刺激性气味 液体 比水小 与水互溶
2.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为
醇 醛――→羧酸
【特别提醒】
(1)醛基只能写成—CHO或 ，不能写成—COH。
(2)醛与新制的Cu(OH) 悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
2
(3)银镜反应口诀：银镜反应很简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。
3．羧酸
(1)羧酸：由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。饱和一元羧酸分子的通式为C H O(n≥1)。
n 2n 2
(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质 分子式 结构简式 官能团
甲酸 CHO HCOOH —COOH和—CHO
2 2
乙酸 C HO CHCOOH —COOH
2 4 2 3
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
①酸的通性
乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液中的电离方程式为CHCOOH CHCOO－＋H＋。
3 3
②酯化反应
CHCOOH和CHCHOH发生酯化反应的化学方程式为CHCOOH＋C HO H CHCO18OC H＋
3 3 3 2 3 2 5
HO。
2
4．酯
(1)酯：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′，官能团为 。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
＋H O ＋R′OH。
2
＋NaOH――→ ＋R′OH。
【特别提醒】酯的水解反应为取代反应；在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧
酸，反应能完全进行。
(4)酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。②酯还是重要的化工原料。
5．酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
CHCOOH＋HOC H CHCOOC H＋HO
3 2 5 3 2 5 2
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如
2CHCOOH＋ ＋2HO
3 2
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
＋2CHCHO H ＋2HO
3 2 2
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如
＋ HOOC—COOCH CHOH＋HO
2 2 2
(普通酯)
＋ ＋2HO
2
(环酯)
nHOOC—COOH＋nHOCH CHOH――→ ＋(2n－1)H O
2 2 2
(高聚酯)
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚
酯。如
＋HO
2
(普通酯)
＋2HO
2
(环酯)――→ ＋(n－1)H O
2
(高聚酯)
高频考点一 醇的重要化学性质
【例1】 (2022·河北卷)茯苓新酸DM是从中药茯苓中提取的一种化学物质，具有一定生理活性，其结
构简式如图。关于该化合物，下列说法不正确的是
A. 可使酸性 溶液褪色 B. 可发生取代反应和加成反应
C. 可与金属钠反应放出 D. 分子中含有3种官能团
【答案】D
【解析】由题干有机物的结构简式可知，分子中含有碳碳双键，故可使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正
确；由题干有机物的结构简式可知，分子中含有碳碳双键，故可发生加成反应，含有羧基和羟基故能发生
酯化反应，酯化反应属于取代反应，B正确；由题干有机物的结构简式可知，分子中含有羧基和羟基，故
能与金属钠反应放出H，C正确；由题干有机物的结构简式可知，分子中含有碳碳双键、羧基、羟基和酯
2
基等四种官能团，D错误；故选D。
【变式探究】（2020·浙江卷）有关 的说法正确的是( )
A. 可以与氢气发生加成反应 B. 不会使溴水褪色
C. 只含二种官能团 D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗1molNaOH
【答案】A
【解析】 分子中含有苯环和碳碳双键，都能与H 发生加成反应， A正确； 分子中含有碳
2碳双键，能与溴水发生加成反应导致溴水褪色， B错误； 分子中含有羟基、酯基和碳碳双键三种
官能团， C错误；1mol该物质酯基水解后生成的酚羟基和羧基均能和NaOH反应，1mol该物质与足量的
NaOH溶液反应时最多可消耗2molNaOH，D错误。
高频考点二 酚的性质及与醇、酚相关的有机推断
【例2】（2022·湖北卷）莲藕含多酚类物质，其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错
误的是
A. 不能与溴水反应 B. 可用作抗氧化剂
C. 有特征红外吸收峰 D. 能与 发生显色反应
【答案】A
【解析】苯酚可以和溴水发生取代反应，取代位置在酚羟基的邻、对位，同理该物质也能和溴水发生
取代反应，A错误；该物质含有酚羟基，酚羟基容易被氧化，故可以用作抗氧化剂，B正确；该物质红外
光谱能看到有O-H键等，有特征红外吸收峰，C正确；该物质含有酚羟基，能与铁离子发生显色反应，D
正确；故选A。
【变式探究】（2022·山东卷） 崖柏素具天然活性，有酚的通性，结构如图。关于 崖柏素的说法
错误的是
A. 可与溴水发生取代反应
B. 可与 溶液反应
C. 分子中的碳原子不可能全部共平面
D. 与足量 加成后，产物分子中含手性碳原子
【答案】B
【解析】由题中信息可知，γ-崖柏素中碳环具有类苯环的共轭体系，其分子中羟基具有类似的酚羟基
的性质。此外，该分子中还有羰基可与氢气发生加成反应转化为脂环醇。酚可与溴水发生取代反应，γ-崖柏素有酚的通性，且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H，故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应，A说法正
确；酚类物质不与NaHCO 溶液反应，γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO 溶液反应的官能团，故其不可与
3 3
NaHCO 溶液反应，B说法错误；γ-崖柏素分子中有一个异丙基，异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原
3
子不共面，故其分子中的碳原子不可能全部共平面，C说法正确；γ-崖柏素与足量H 加成后转化为
2
，产物分子中含手性碳原子（与羟基相连的C原子是手性碳原子），D说法正确；综上所述，本
题选B。
【举一反三】（2021·北京卷）我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关
于黄芩素的说法不正确的是
A．分子中有3种官能团 B．能与NaCO 溶液反应
2 3
C．在空气中可发生氧化反应 D．能和Br 发生取代反应和加成反应
2
【答案】A
【解析】根据物质结构简式可知：该物质分子中含有酚羟基、醚键、羰基、碳碳双键四种官能团，A
错误；黄芩素分子中含有酚羟基，由于酚的酸性比NaHCO 强，所以黄芩素能与NaCO 溶液反应产生
3 2 3
NaHCO ，B正确；酚羟基不稳定，容易被空气中的氧气氧化，C正确；该物质分子中含有酚羟基，由于羟
3
基所连的苯环的邻、对位有H原子，因此可以与浓溴水发生苯环上的取代反应；分子中含有不饱和的碳碳
双键，可以与Br 等发生加成反应，D正确；故选A。
2
【变式探究】（2021·辽宁卷）我国科技工作者发现某“小分子胶水”(结构如图)能助力自噬细胞“吞
没”致病蛋白。下列说法正确的是
A．该分子中所有碳原子一定共平面 B．该分子能与蛋白质分子形成氢键
C． 该物质最多能与 反应D．该物质能发生取代、加成和消去反应
【答案】B
【解析】该分子中存在2个苯环、碳碳双键所在的三个平面，平面间单键连接可以旋转，故所有碳原子可能共平面，A错误；由题干信息可知，该分子中有羟基，能与蛋白质分子中的氨基之间形成氢键，B
正确；由题干信息可知， 该物质含有2mol酚羟基，可以消耗2molNaOH，1mol酚酯基，可以消耗
2molNaOH，故最多能与 反应，C错误；该物质中含有酚羟基且邻对位上有H，能发生取代反
应，含有苯环和碳碳双键，能发生加成反应，但没有卤素原子和醇羟基，不能发生消去反应，D错误；故
选B。
高频考点三 醛、酮的结构与性质
【例3】（2022·浙江卷）染料木黄酮的结构如图，下列说法正确的是
A.分子中存在3种官能团
B.可与 反应
C. 该物质与足量溴水反应，最多可消耗
D. 该物质与足量 溶液反应，最多可消耗
【答案】B
【解析】根据结构简式可知分子中含有酚羟基、羰基、醚键和碳碳双键，共四种官能团，A错误；含
有碳碳双键，能与HBr发生加成反应，B正确；酚羟基含有四种邻位或对位H，另外碳碳双键能和单质溴
发生加成反应，所以最多消耗单质溴5mol，C错误；分子中含有3个酚羟基，所以最多消耗3molNaOH，
D错误；故选B。
【变式探究】（2020·新课标Ⅲ）金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，
结构式如下：
下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是
A. 可与氢气发生加成反应 B. 分子含21个碳原子
C. 能与乙酸发生酯化反应 D. 不能与金属钠反应【答案】D
【解析】该物质含有苯环和碳碳双键，一定条件下可以与氢气发生加成反应，故A正确；根据该物质
的结构简式可知该分子含有21个碳原子，故B正确；该物质含有羟基，可以与乙酸发生酯化反应，故C
正确；该物质含有普通羟基和酚羟基，可以与金属钠反应放出氢气，故D错误。
高频考点四 酸的结构与性质
【例4】（2021·河北卷）番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性，结构简式如图。下列说法错误的是（
）
A. 1mol该物质与足量饱和NaHCO 溶液反应，可放出22.4L(标准状况)CO
3 2
的
B. 一定量 该物质分别与足量Na、NaOH反应，消耗二者物质的量之比为5：1
C. 1mol该物质最多可与2molH 发生加成反应
2
D. 该物质可被酸性KMnO 溶液氧化
4
【答案】BC
【解析】根据分子的结构简式可知，1 mol该分子中含有1mol -COOH，可与NaHCO 溶液反应生成
3
1molCO ，在标准状况下其体积为22.4L，A正确；1mol分子中含5mol羟基和1mol羧基，其中羟基和羧基
2
均能与Na发生置换反应产生氢气，而只有羧基可与氢氧化钠发生中和反应，所以一定量的该物质分别与
足量Na和NaOH反应，消耗二者物质的量之比为6：1，B错误；1 mol分子中含1mol碳碳双键，其他官
能团不与氢气发生加成反应，所以1mol该物质最多可与1molH 发生加成反应，C错误；分子中含碳碳双
2
键和羟基，均能被酸性KMnO 溶液氧化，D正确；故选BC。
4
【变式探究】（2021·湖南卷）已二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了
一条“绿色”合成路线：
下列说法正确的是A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色
B．环己醇与乙醇互为同系物
C．已二酸与 溶液反应有 生成
D．环己烷分子中所有碳原子共平面
【答案】C
【解析】A．苯的密度比水小，苯与溴水混合，充分振荡后静置，有机层在上层，应是上层溶液呈橙
红色，故A错误；B．环己醇含有六元碳环，和乙醇结构不相似，分子组成也不相差若干CH 原子团，不
2
互为同系物，故B错误；C．己二酸分子中含有羧基，能与NaHCO 溶液反应生成CO，故C正确；D．环
3 2
己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构，因此所有碳原
子不可能共平面，故D错误；答案选C。
【变式探究】（2021·全国乙卷）一种活性物质的结构简式为 ，下列有关该物质
的叙述正确的是
A．能发生取代反应，不能发生加成反应
B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C．与 互为同分异构体
D． 该物质与碳酸钠反应得
【答案】C
【解析】A．该物质含有羟基、羧基、碳碳双键，能发生取代反应和加成反应，故A错误；B．同系
物是结构相似，分子式相差1个或n个CH 的有机物，该物质的分子式为C H O，而且与乙醇、乙酸结
2 10 18 3
构不相似，故B错误；C．该物质的分子式为C H O， 的分子式为C H O，
10 18 3 10 18 3
所以二者的分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，故C正确；D．该物质只含有一个羧基，1mol该
物质与碳酸钠反应，最多生成0.5mol二氧化碳，最大质量为22g，故D错误；故选C。
高频考点五 酯的结构与性质
【例5】（2021·浙江卷）制备苯甲酸甲酯的一种反应机理如图(其中Ph-代表苯基)。下列说法不正确的
是A. 可以用苯甲醛和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯 B. 反应过程涉及氧化反应
C. 化合物3和4互为同分异构体 D. 化合物1直接催化反应的进行
【答案】D
【解析】由图中信息可知，苯甲醛和甲醇分子在化合物2的催化作用下，参与催化循环，最后得到产
物苯甲酸甲酯，发生的是酯化反应，故A项正确；由图中信息可知，化合物4在HO 的作用下转化为化合
2 2
物5，即醇转化为酮，该过程是失氢的氧化反应，故B项正确；化合物3和化合物4所含原子种类及数目
均相同，结构不同，两者互为同分异构体，故C项正确；由图中信息可知，化合物1在NaH的作用下形成
化合物2，化合物2再参与催化循环，所以直接催化反应进行的是化合物2，化合物1间接催化反应的进行，
故D项错误；故答案为D。
【变式探究】（2021·湖北卷）氢化可的松乙酸酯是一种糖皮质激素，具有抗炎、抗病毒作用，其结构
简式如图所示。有关该化合物叙述正确的是
A．分子式为C H O B．能使溴水褪色
23 33 6
C．不能发生水解反应 D．不能发生消去反应
【答案】B
【解析】由图可知该化合物的分子式为C H O，故A错误；由图可知该化合物含有碳碳双键，能与
23 32 6
溴发生加成反应而使溴水褪色，故B正确；由图可知该化合物含有酯基，能发生水解反应，故C错误；由
图可知该化合物含有羟基，且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子，能发生消去反应，故D错
误；故选B。【变式探究】（2020·山东卷）α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如下。下列关于α-氰基
丙烯酸异丁酯的说法错误的是
A. 其分子式为 C H NO
8 11 2
B. 分子中的碳原子有3种杂化方式
C. 分子中可能共平面的碳原子最多为6个
D. 其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子
【答案】C
【解析】结合该分子的结构简式可以看出，其分子式为C H NO ，故A正确；该分子中含
8 11 2
（氰基）、 （碳碳双键）以及碳碳单键，它们采用的杂化类型分别是sp杂化、sp2杂化和sp3杂化共3
种杂化方式，故B正确；碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、 （氰基）共直线，O原子采用sp3
杂化，为V型结构，链状的碳碳单键中最多有两个C原子共平面，则该分子中可能共平面的C原子可表示
为： ，故C错误；该分子中的不饱和度为4，含苯环的同分异构体中，等效氢原子种类最
少的应具有对称结构，其同分异构体之一的结构简式如 ，该分子的等效氢为4种，故
D正确。
高频考点六 多官能团有机物性质的分析
【例6】（2022·海南卷）化合物“E7974”具有抗肿痛活性，结构简式如下，下列有关该化合物说法正
确的是A. 能使 的 溶液褪色 B. 分子中含有4种官能团
C. 分子中含有4个手性碳原子 D. 1mol该化合物最多与2molNaOH反应
【答案】AB
【解析】根据结构，“E7974”含有碳碳双键，可使Br 的CCl 溶液褪色，A正确；由结构简式可知，分
2 4
子中含有如图 其中有两个酰胺基，共4种官能团，B正确；连有4个不同基
团的饱和碳原子是手性碳原子，因此化合物“E7974”含有的手性碳原子如图 ，共
3个，C错误；分子中 均能与NaOH溶液反应，故1mol该化合物最多与
3molNaOH反应，D错误；故选AB。
【变式探究】（2022·浙江卷）关于化合物 ，下列说法正确的是
A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子
C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO 稀溶液褪色
4
【答案】C
【解析】 图中所示的C课理解为与甲烷的C相同，故右侧所连的环可以不与其
在同一直线上，分子中至少有5个碳原子共直线，A错误； ，分子中含有2个手性碳
原子，B错误；该物质含有酯基，与酸或碱溶液反应都可生成盐，C正确；含有碳碳三键，能使酸性KMnO 稀溶液褪色，D错误；故选C。
4
【变式探究】（2020·山东卷）从中草药中提取的 calebin A(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。
下列关于 calebin A的说法错误的是
A. 可与FeCl 溶液发生显色反应
3
B. 其酸性水解的产物均可与NaCO 溶液反应
2 3
C. 苯环上氢原子发生氯代时，一氯代物有6种
D. 1mol该分子最多与8molH 发生加成反应
2
【答案】D
【解析】根据结构简式可知，该有机物含有碳碳双键、酚羟基、酯基、羰基、醚键等官能团。该有机
物中含有酚羟基，可以与FeCl 溶液发生显色反应，A正确；该有机物中含有酯基，酯在酸性条件下水解
3
生成羧基，羧基能与NaCO 溶液反应生成CO，B正确；该有机物中含有两个苯环，每个苯环上都含有三
2 3 2
个氢原子，且无对称结构，所以苯环上一氯代物有6种，C正确；该有机物中含有两个苯环、两个碳碳双
键、一个羰基，每个苯环可以与3个氢气加成，每个双键可以与1个氢气加成，每个羰基可以与1个氢气
加成，所以1mol分子最多可以与2×3+2×1+1=9mol氢气发生加成反应，D错误。答案选D。
高频考点七 烃的衍生物转化关系及应用
【例7】（2022·山东卷）支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下：
已知：
Ⅰ.Ⅱ.、
Ⅲ.
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 、 和苯环结构的有_______种。
（5）根据上述信息，写出以 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）CHCOOC H +Br +HBr （4）6
3 2 5 2
（5）
【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， 与乙醇共热发生酯
化反应生成 ，则A为 、B为 ；在碳酸钾作用下 与phCHCl发
2
生取代反应生成 ， 与CHCOOC H 发生信息Ⅱ反应生成 ，则D
3 2 5为CHCOOC H、E为 ；在乙酸作用下 与溴发生取代反应生成
3 2 5
，则F为 ；一定条件下 与(CH)CNHCH ph发生取代反应
3 3 2
，则G为 ； 在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成
H。
（1）由分析可知，A→B的反应为在浓硫酸作用下， 与乙醇共热发生酯化反应生成 和
水；B的结构简式为为 ，含氧官能团为羟基、酯基，共有2种；
（2）由分析可知，B→C的反应为在碳酸钾作用下 与phCHCl发生取代反应生成
2
和氯化氢，由B和H都含有酚羟基可知，B→C的目的是保护酚羟基；
（3）由分析可知，D的结构简式为CHCOOC H；E→F的反应为在乙酸作用下 与溴发
3 2 5
生取代反应生成 和溴化氢，反应的化学方程式为 +Br
2+HBr；
（4）H的同分异构体仅含有-OCH CH 和-NH 可知，同分异构体的结构可以视作 、
2 3 2
、 分子中苯环上的氢原子被—NH 取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6
2
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phCHCl发生取代反应生成发生取代反应生成 ， 发生
2
信息Ⅱ反应生成 ， 在Pd—C做催化剂作用下与氢气反应生成 ，
合成路线为 。
【变式探究】（2021·广东卷）天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍
生物Ⅵ的路线如下(部分反应条件省略，Ph表示-C H)：
6 5已知：
（1）化合物Ⅰ中含氧官能团有_______(写名称)。
（2）反应①的方程式可表示为：I+II=III+Z，化合物Z的分子式为_______。
（3）化合物IV能发生银镜反应，其结构简式为_______。
（4）反应②③④中属于还原反应的有_______，属于加成反应的有_______。
（5）化合物Ⅵ的芳香族同分异构体中，同时满足如下条件的有_______种，写出其中任意一种的结构
简式：_______。
条件：a.能与NaHCO 反应；b. 最多能与2倍物质的量的NaOH反应；c. 能与3倍物质的量的Na发生
3
放出H 的反应；d.核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子；e.不含手性碳原子(手性碳原子
2
是指连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子)。
（6）根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH CHCl为原料合成 的路线
2 2
_______(不需注明反应条件)。
【答案】（1）（酚）羟基、醛基 （2）C H OP （3）
18 15
（4）② ②④ （5）10
（6）
【解析】
（1）根据有机物Ⅰ的结构，有机物Ⅰ为对醛基苯酚，其含氧官能团为（酚）羟基、醛基；
（2）反应①的方程式可表示为：Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ+Z，根据反应中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的分子式和质量守恒定律可
知，反应前与反应后的原子个数相同，则反应后Z的分子式为C H OP；
18 15
（3）已知有机物Ⅳ可以发生银镜反应，说明有机物Ⅳ中含有醛基，又已知有机物Ⅳ可以发生反应生
成 ，则有机物Ⅳ一定含有酚羟基，根据有机物Ⅳ的分子式和 可以得出，有机物Ⅳ的结构简式为 ；
（4）还原反应时物质中元素的化合价降低，在有机反应中一般表现为加氢或者去氧，所以反应②为
还原反应，其中反应②④为加成反应；
（5）化合物Ⅳ的分子式为C H O，能与NaHCO 反应说明含有羧基，能与NaOH反应说明含有酚羟
10 12 4 3
基或羧基或酯基，最多能与2倍物质的量的NaOH反应，说明除一个羧基外还可能含有酚羟基、羧基、酯
基其中的一个，能与Na反应的挂能能团为醇羟基、酚羟基、羧基，能与3倍物质的量的发生放出的反
应，说明一定含有醇羟基，综上该分子一定含有羧基和醇羟基，由于该分子共有4个碳氧原子，不可能再
含有羧基和酯基，则还应含有酚羟基，核磁共振氢谱确定分子中有6个化学环境相同的氢原子，说明含有
两个甲基取代基，并且高度对称，据此可知共有三个取代基，分别是-OH、-COOH和 ，
当-OH与-COOH处于对位时， 有两种不同的取代位置，即 和
；当-OH与 处于对位时，-COOH有两种不同的取代位置，即和 ；当-COOH与 处于对位时，-OH有两种不同
的取代位置，即 和 ；当三个取代基处于三个连续碳时，共有三种情况，即
、 和 ；当三个取代基处于间位时，共有
一种情况，即 ，综上分析该有机物的同分异构体共有十种。
（6）根据题给已知条件对甲苯酚与HOCH CHCl反应能得到 ，之后水解反应得到
2 2，观察题中反应可知得到目标产物需要利用反应④，所以合成的路线为
。
【变式探究】（2020·新课标Ⅲ）苯基环丁烯酮( PCBO)是一种十分活泼的反应物，
可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成
反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物(E)，部分合成路线如下：
已知如下信息：
回答下列问题：(1)A的化学名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)由C生成D所用的试别和反应条件为___________；该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧
反应，生成分子式为C HO 的副产物，该副产物的结构简式为________。
8 8 2
(4)写出化合物E中含氧官能团的名称__________；E中手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)
的个数为___________。
(5)M为C的一种同分异构体。已知：1 mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2 mol二氧化碳；
M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为__________。
(6)对于 ，选用不同的取代基R'，在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深
入研究，R'对产率的影响见下表：
R' —CH —C H —CHCHC H
3 2 5 2 2 6 5
产率/% 91 80 63
请找出规律，并解释原因___________。
【答案】 (1). 2−羟基苯甲醛(水杨醛) (2). (3). 乙醇、浓硫酸/加热
(4). 羟基、酯基 (5).
(6). 随着R'体积增大，产率降低；原因是R'体积增大，位阻增大
【解析】根据合成路线分析可知，A( )与CHCHO在NaOH的水溶液中发生已知反应生成
3B，则B的结构简式为 ，B被KMnO 氧化后再酸化得到C( )，C
4
再与CHCHOH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到D( )，D再反应得到E(
3 2
)，据此分析解答问题。
(1)A的结构简式为 ，其名称为2-羟基苯甲醛(或水杨醛)；
(2)根据上述分析可知，B的结构简式为 ；
(3)C与CHCHOH在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应得到D( )，即所用试
3 2
剂为乙醇、浓硫酸，反应条件为加热；在该步反应中，若反应温度过高，根据副产物的分子式可知，C发
生脱羧反应生成 ；(4)化合物E的结构简式为 ，分子中的含氧官能团为羟基和酯基，E
中手性碳原子共有位置为 的2个手性碳；
(5)M为C的一种同分异构体，1molM与饱和NaHCO 溶液反应能放出2mol二氧化碳，则M中含有两
3
个羧基(—COOH)，又M与酸性高锰酸钾溶液溶液反应生成对二苯甲酸，则M分子苯环上只有两个取代基
且处于对位，则M的结构简式为 ；
(6)由表格数据分析可得到规律，随着取代基R′体积的增大，产物的产率降低，出现此规律的原因可能
是因为R′体积增大，从而位阻增大，导致产率降低。
