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第44 讲 有机化合物中的常见官能团及推断题
1. 掌握常见的官能团。
2.根据合成路线图学会推断有机物的结构，判断反应条件及熟练书写化学方程式。
3.根据信息能设计有机化合物的合成路线。。
考点一 官能团的结构与性质
1.常见有机物或官能团性质总结
类型
官能团
主要化学性质
烷烃
①在光照下发生卤代反应；②不能使酸性KMnO4溶液褪色；③高温
分解
不饱
和烃
烯烃
①跟X2、H2、HX、H2O 等发生加成反应；②加聚；③易被氧化，可
使酸性KMnO4溶液褪色
炔烃
—C≡C—
①跟X2、H2、HX、H2O 等发生加成反应；②易被氧化，可使酸性
KMnO4溶液褪色；③加聚
苯
①取代——硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe 或Fe3＋作催化剂)；
②与H2发生加成反应
苯的
同系物
①取代反应；
②使酸性KMnO4溶液褪色
卤代烃
—X
①与NaOH 溶液共热发生取代反应；
②与NaOH 醇溶液共热发生消去反应
醇
—OH
①跟活泼金属Na 等反应产生H2；②消去反应，加热时，分子内脱
水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应
酚
—OH
①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀；③遇FeCl3溶液呈紫色
醛
①与H2加成为醇；②被氧化剂(如O2、[Ag(NH3)2]＋、Cu(OH)2等)氧化
为羧酸
羧酸
①酸的通性；
②酯化反应
酯
发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇
2.常见重要官能团的检验方法
官能团种类
试剂与条件
判断依据
任务目标
必备知识
1
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碳碳双键或
碳碳三键
溴水
橙红色褪去
酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
卤素原子
NaOH 溶液，加热，AgNO3
溶液和稀硝酸
有沉淀产生
醇羟基
钠
有H2放出
酚羟基
FeCl3溶液
显紫色
浓溴水
有白色沉淀产生
羧基
NaHCO3溶液
有CO2气体放出
醛基
银氨溶液，水浴加热
有银镜生成
新制Cu(OH)2
悬浊液，煮沸
有红色沉淀生成
酯基
NaOH 与酚酞的
混合物，加热
红色褪去
1.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息
素的分子结构简式如图所示，关于该化合物说法不正确的是( )
A．属于烷烃
B．可发生水解反应
C．可发生加聚反应
D．具有一定的挥发性
2.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 C8H11NO2
要点突破
2
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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3 种不同化学环境的氢原子
3. 大黄素是中药大黄的主要成分，有广泛的药理作用。下列有关大黄素的说法正确的是( )
A．分子中有4 种官能团
B．在空气中可发生氧化反应
C．能与NaHCO3溶液反应
D．常温下能与Br2发生取代反应和加成反应
考点二 有机合成路线的设计
1．有机合成的任务
2．有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染；
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线；
(3)原子经济性高，具有较高的产率；
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
3．有机合成题的解题思路：
4．逆推法分析合成路线：
必备知识
3
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(1)基本思路。
逆推法示意图：
在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。当
得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。
(2)一般程序。
5．构建碳骨架
(1)碳链增长
当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时，可以通过引入含碳原子的官能团等方式使碳
链增长。
① 炔烃与HCN 的加成反应：炔烃和醛中的不饱和键与HCN 发生加成反应生成含有氰基（一CN）的物
质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺。
② 醛与HCN 的加成反应
③ （醛与醛）羟醛缩合反应：醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子（αH）受羰基吸电子作用的影
响，具有一定的活性。分子内含有αH 的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β羟基醛，该产物易失水，
得到α，β不饱和醛。
(2) 碳链缩短
氧化反应可以使烃分子链缩短。如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩
短的羧酸或酮。
4
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① 烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化
② 炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化
③ 芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化
(3) 碳链成环
① 第尔斯阿尔德反应：共轭二烯烃与含碳碳双键（三键）的化合物在一定条件下反应，得到环加成
产物，构建了环状碳骨架。
② 二元酸与二元醇的酯化反应
6．有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
引入官能团
引入方法
引入卤素原子
①烃、酚的取代；
②不饱和烃与HX、X2的加成；
③醇与氢卤酸(HX)反应
引入羟基
①烯烃与水加成；
②醛、酮与氢气加成；
③卤代烃在碱性条件下水解；
④酯的水解
引入碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去；
②炔烃不完全加成；
③烷烃裂化
引入碳氧双键
①醇的催化氧化；
②连在同一个碳上的两个羟基脱水；
③含碳碳三键的物质与水加成
引入羧基
①醛基氧化；
5
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②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应可以消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键、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等消除醛基；
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变，如
R—CH2OHR—CHO――→R—COOH；
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如
CH3CH2OH――→CH2==CH2――→Cl—CH2—CH2Cl――→HO—CH2—CH2—OH；
③通过某种手段改变官能团的位置，如
。
7．官能团的保护与恢复
含有多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保
护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。
被保护的
官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双
氧水、酸性高锰酸钾
溶液氧化
①NaOH 溶液与酚羟基反应，先转化为酚钠，最后再酸化，重新
转化为酚羟基：
②用碘甲烷先转化为苯甲醚，最后再用氢碘酸酸化，重新转化为
酚：
氨基
易被氧气、臭氧、双
氧水、酸性高锰酸钾
溶液氧化
用盐酸先转化为盐，最后再用NaOH 溶液重新转化为氨基
碳碳双键
易与卤素单质加成，
易被氧气、臭氧、双
氧水、酸性高锰酸钾
溶液氧化
用氯化氢先与烯烃加成转化为氯代物，最后用NaOH 醇溶液通过
消去反应，重新转化为碳碳双键
醛基
易被氧化
醛基保护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)
8．有机推断题的常见“突破口”
6
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根据有机物的特殊反应确定有机物分子中的官能团
突破口
常见实例
反应条件
①浓硫酸加热可能是乙醇制乙烯或酯化反应；②NaOH 的醇溶液可能是卤代烃
发生消去反应生成不饱和键；③NaOH 的水溶液可能是卤代烃发生取代反应生
成醇；④光照可能是烷烃或苯环侧链发生卤代反应；⑤Fe 或FeX3作催作剂可
能是苯环卤代反应；⑥浓硫酸、浓硝酸可能是苯环发生硝化；⑦稀硫酸或
NaOH 溶液可能是酯的水解；⑧Cu/O2可能是醇氧化生成醛
特征现象
①加FeCl3溶液发生显色反应，可能是酚类；②能与银氨溶液或新制的氢氧化
铜反应一定含醛基结构；③能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的含有碳碳双键
或碳碳三键；④与Na 反应生成H2的含有—OH 或—COOH；⑤与碳酸盐反应
生成CO2的含有—
COOH
；
⑥能水解的含有酯基或—X(X 表示卤素)
转化关系
①连续氧化，醇→醛→羧酸；②既能被氧化又能被还原的是醛；③A(i：
NaOH 溶液：ii：H＋)→B，则A、B 可能分别为酯、酸
特定的量
①相对分子质量增加16，可能是加进了一个氧原子；②根据发生酯化反应生
成物(有机物)减小的质量就可以求出羟基或羧基的个数；③银镜反应中由Ag
的质量可确定醛基的个数
1.下列反应能使前者碳链缩短的是
A．乙醛发生自身羟醛缩合反应
B．乙苯和酸性KMnO4溶液反应
C．乙醛和银氨溶液反应
D．乙烯和HCN 发生加成反应
2.下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是（）
A．由乙醇制备乙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步水解
B．由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步取代
C．由1-溴丁烷制1,3-丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去
D．由1-溴丁烷制1，2-二溴丁烷，第一步消去，第二步加成
3.工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯
，其合成路线如图所示(反应条件没有全
部注明)。
要点突破
7
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试回答下列问题：
(1)有机物A 的结构简式为___________。
(2)反应⑤的化学方程式为___________(有机物写结构简式，并注明反应条件)。
(3)反应②的反应类型是___________(填序号，下同)，反应④的反应类型为___________。
A．取代反应 B．加成反应 C．氧化反应 D．酯化反应
(4)在合成路线中，设计第③和⑥两步反应的目的是___________。
考点三 有机综合推断
1．根据转化关系推断有机物的类别
有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系，经常是在一系列衍变关系中有部
分产物已知或衍变条件已知，因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。
转化关系
参与物质
A
B
C
A――→B――→C
醇
醛
羧酸
酯
①酸作催化剂：醇和羧酸②碱
作催化剂：醇和羧酸盐
表示烯烃、卤代烃和醇三类物质之间的转化
2．根据试剂或特征现象推知官能团的种类
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(注意：苯、CCl4
等与溴水不反应，但能萃取溴水中的溴单质，使水层褪色)
酸性高锰酸钾溶液褪色
可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或苯的同系物等
遇氯化铁溶液显紫色
含有酚羟基
生成银镜或砖红色沉淀
含有醛基或甲酸酯基
与钠反应产生H2
可能含有羟基或羧基
加入碳酸氢钠溶液产生CO2
含有羧基
加入浓溴水产生白色沉淀
含有酚羟基
3．根据有机反应中定量关系推断官能团的数目
官能团
化学反应
定量关系
必备知识
8
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与X2、HX、H2等加成
1∶1
—C≡C—
与X2、HX、H2等加成
1∶2
—OH
与钠反应
2 mol 羟基最多生成 1 mol H2
—CHO
与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液
反应
1 mol 醛基最多生成2 mol Ag；1 mol 醛基最多生
成1 mol Cu2O；
1 mol HCHO 相当于含2 mol 醛基，最多生成4 mol
Ag
—COOH
与碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、
钠反应
1 mol 羧基最多生成 1 mol CO2
2 mol 羧基最多生成 1 mol H2
1 mol 羧基最多中和1 mol 氢氧化钠
(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(X2)。
(2)物质转化过程中相对分子质量的变化
①RCH2OH―→RCHO―→RCOOH
M M－2 M＋14
②RCH2OH―――――→CH3COOCH2R
M M＋42
③RCOOH―――――→RCOOCH2CH3
M M＋28
(关系式中M 代表第一种有机物的相对分子质量)
4．根据反应条件推断反应类型
反应条件
思考方向
氯气、光照
烷烃的取代、苯的同系物侧链上的取代
液溴、催化剂
苯的同系物发生苯环上的取代
浓溴水
碳碳双键和三键加成、酚取代、醛氧化
氢气、催化剂、加热
苯、醛、酮加成
氧气、催化剂、加热
某些醇、醛氧化
酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液
烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化
银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液
醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化
氢氧化钠溶液、加热
卤代烃水解、酯水解等
氢氧化钠的醇溶液、加热
卤代烃消去
浓硫酸，加热
醇消去、酯化反应
浓硝酸、浓硫酸，加热
苯环上取代
稀硫酸，加热
酯水解、二糖和多糖等水解
氢卤酸(HX)，加热
醇取代反应
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5．根据官能团的衍变推断反应类型
6．根据题目提供的信息推断
常见的有机新信息总结如下：
题给信息
推断结论
芳香化合物
含有苯环
某有机物能与FeCl3溶液发生显色反应
该有机物含有酚羟基
某有机物(G)不能与FeCl3 溶液发生显色反应，但水
解产物之一能发生此反应
G 中不含酚羟基，水解后生成物中含有酚羟基
某有机物能发生银镜反应
该有机物含有醛基或
某有机物若只含有一个官能团，既能发生银镜反
应，又能发生水解反应(或皂化反应)
该有机物可能为甲酸某酯
某有机物能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
该有机物含有羧基
0.5 mol 某有机酸与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g
CO2
该有机酸是二元羧酸，一个分子中含有2 个 —
COOH
某有机物的核磁共振氢谱中有4 组峰，且峰面积比
为6∶2∶2∶1
该有机物含有四种不同化学环境的氢原子，且氢
原子的个数比为6∶2∶2∶1
某气态有机物的密度是同温同压下H2密度的28 倍
该气态有机物的摩尔质量为56 g·mol－1
(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)卤代烃与氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸
如CH3CH2Br――→CH3CH2CN――→CH3CH2COOH；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。
(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，发生碳碳双键断裂生成羧酸，通过该反应可推断碳碳双键的位置。
(4)双烯合成
(5)羟醛缩合
7．根据流程中某些已知有机物猜测可能的结构及反应类型
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分析流程中某些已知有机物的分子式或结构特征，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。
1.已知酸性
，综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素，将
转变为
的最佳方法是( )
A．与稀硫酸共热后，加入足量NaOH 溶液
B．与稀硫酸共热后，加入足量Na2CO3溶液
C．与足量的NaOH 溶液共热后，再加入适量稀硫酸
D．与足量的NaOH 溶液共热后，再通入足量CO2
2.4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下，下列说法正确的是
A．X、Y、Z 都属于芳香族化合物
B．①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C．由化合物Z 一步制备化合物Y 的转化条件是：NaOH 醇溶液，加热
D．化合物Y 先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
3.治疗抑郁症的药物帕罗西汀的合成路线如下。
已知：
i.R1CHO+CH2(COOH)2
R1-CH=CH-COOH
要点突破
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ii.R2-OH
→R2-O-R3
(1)A 分子含有的官能团是_______。
(2)已知B 为反式结构，下列有关B 的说法正确的是_______。
a．B 的核磁共振；氢谱共有5 种峰
b．B 可以使KMnO4酸性溶液褪色
c．B 具有含2 个六元环的酯类同分异构体
d．B 具有含苯环、碳碳三键的羧酸类同分异构体
(3)E→G 的化学方程式是_______。
(4)J 分子中有3 个官能团，包括1 个酯基，J 的结构简式是_______。
(5)L 的分子式为C7H6O3，它的结构简式是_______。
(6)已知：
i.RCH=HCR'
RCHO+R'CHO
ii.
以黄樟素(
)为原料合成L 的路线(N 是黄樟素的同分异构体)如下：
N→P→Q
L
写出N、P、Q 的结构简式：_______、_______、_______。
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