文档文本内容
专题二十 高分子化合物与有机合成
考点 高分子化合物 有机合成与有机推断
课 了解合成高分子的组成与结构特点 能依据简单合成
１． ，
标 高分子的结构分析其链节和单体 掌握常见官能团的引入 消除和衍变及碳骨架增减的方法
１． 、
解 解读 了解加聚反应和缩聚反应的含义 能根据有机物的化学反应及衍变关系合成指定结构的物质
２． ２．
读 了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展 根据信息能设计有机化合物的合成路线
３． ３．
经济 提高生活质量方面的贡献
、
对本专题的考查综合性强 考查全面 对考生能力要求较高 主要考查学生对有机物结构及其性质的理解以及对有关信息
考情分析 ， ， ，
的加工处理能力
有机合成的推断和有机合成路线的设计已成为高考有机化学试题的标配 能全面 综合 有效地考查应用化学知识分析和
， 、 、
备考指导 解决实际问题的能力 更具有挑战性和创新性 在备考学习中 要注意以新药物 新材料等作为有机合成的载体 以有机
， 。 ， 、 ，
物之间的转化关系为主线 考查有机物的基本性质 同分异构体的书写 有机合成路线设计等试题
， 、 、
命题立意 解题指导 拓展延伸
本题以聚合物的结构为背景考查了有机 对有机物进行结构分析 引导学生通过结 注意高聚物水解单体的判断及计算
， （１） ；
物官能团的性质 反应类型 高聚物单体 构预测性质 从结构特征认识性质 进一 熟练判断酯在酸性条件下和碱性条件
、 、 ， ， （２）
的判断等知识 图示虽简单 但内含的信 步体会有机化合物结构与性质的关系 下的水解产物 明确加聚产物和缩聚
。 ， 。 ；（３）
息极为丰富 能很好地考查学生的分析推 试题体现了建立认知模型 并运用模型解 产物的结构特点
， ， 。
理能力 释化学现象的学科特点
。 。
１０８ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学专题二十 高分子化合物与有机合成 １０９
常见合成纤维
（２）
名称 单体 结构简式
考点一 高分子化合物
涤纶 ＨＯＯＣ ＣＯＯＨ、 Ｏ
一、高分子化合物基本概念
ＨＯＣ
ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
１链节：高分子化合物中不断重复的基本结构单元
． 。
２聚合度（ｎ）：链节的数目称为聚合度 用 ｎ 表示
． ， “ ” 。
３单体：形成高分子化合物的小分子
． 。
二、高分子化合物的分类
{纤维素
天然高分子化合物 淀粉
ì ï
高分子ï 蛋白质等
í
化合物ïï {合成橡胶
î 合成高分子化合物 合成纤维
塑料
合成高分子化合物按结构可分为线型高分子 体型高分子
、 。
合成高分子化合物按性质还可分为热塑性高分子 热固性
、
高分子 热塑性高分子具有受热熔化 冷却后凝固 受热又熔化
。 ， ，
的性质 热固性高分子一般一经加工成型就不会受热熔化
。 。
三、合成材料
１塑料
．
名称 单体 结构简式
聚乙烯
ＣＨ２ＣＨ２ ＣＨ２—ＣＨ２
聚丙烯
ＣＨ２ ＣＨ （丙纶） ＣＨ２ＣＨ—ＣＨ３
ＣＨ３
聚氯乙烯
ＣＨ２ ＣＨ
（氯纶） ＣＨ２ＣＨＣｌ
Ｃｌ
聚苯乙烯 ＣＨ２ ＣＨ
ＣＨ２ＣＨ Ｃ６Ｈ５
Ｃ６Ｈ５
聚甲基丙 ＣＨ３
烯酸甲酯 ＣＨ２ Ｃ ＣＯＯＣＨ３
ＣＨ２ Ｃ
（有机玻璃） ＣＨ３
ＣＯＯＣＨ３
２合成纤维
．
{天然纤维
纤维 人造纤维
（１）
合成纤维
比水轻的超轻铝晶体 美俄的科学家利用计算机模型设计出比水还轻的超轻晶体铝，有望
用于航天飞机和汽车等领域制造超轻部件。 这次获得的新晶体密度只有 ３，不仅密度显著低于传
０．６１ｇ／ｃｍ
统金属铝，还意味着其能漂浮在水面上。 以大家熟知的钻石为基础，将其中的每个碳原子用铝原子取代，
得到了类似钻石的四面体结构晶体铝。 进一步计算后发现，这是一种非常稳定的全新超轻晶体铝结构。
Ｏ
Ｃ
ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
锦纶 Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）５ＣＯＯＨ ＨＮＨ（ＣＨ２）５ＣＯＯＨ
腈纶 ＣＨ２ ＣＨ
ＣＨ２ＣＨ—ＣＮ
ＣＮ
维纶 ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＣＨＣＨ、 ＣＨ ＣＨ２ ＣＨ ＣＨ２
等
ＨＣＨＯ Ｏ ＣＨ２ Ｏ
３合成橡胶
．
橡胶的分类
（１）
根据来源不同 橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶
， 。
合成橡胶
（２）
合成橡胶的原料 以石油 天然气为原料
ａ． ： 、 。
合成橡胶的性质 具有高弹性 绝缘性 气密性 耐油 耐
ｂ． ： 、 、 、 、
高温或耐低温等性能
。
常见合成橡胶
（３）
名称 单体 结构简式
顺丁 ＣＨ２ ＣＨ２
橡胶 ＣＨ２ＣＨ ＣＨＣＨ２ ＣＣ
Ｈ Ｈ
丁苯 ＣＨ２ＣＨ ＣＨＣＨ２、 ＣＨ２ ＣＨＣＨ ＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ
橡胶
ＣＨＣＨ２
氯丁
ＣＨ２ＣＨ ＣＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨＣ ＣＨ２
橡胶
Ｃｌ Ｃｌ
丁腈
ＣＨ２ＣＨ ＣＨＣＨ２、 ＣＨ２ ＣＨＣＨ ＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ
橡胶
ＣＨ２ＣＨ ＣＮ ＣＮ
四、合成高分子化合物的途径
１加聚反应
．
加聚反应的实质是加成反应
。
单烯烃的加聚
（１）
催化剂
乙烯的加聚 ｎ
ａ． ： ＣＨ２ＣＨ２ → ＣＨ２—ＣＨ２。
催化剂
氯乙烯的加聚 ｎ
ｂ． ： ＣＨ２ＣＨ → ＣＨ２ ＣＨ 。
Ｃｌ Ｃｌ
催化剂
丁烯的加聚 ｎ
ｃ．２－ ： ＣＨＣＨ → ＣＨ ＣＨ 。
ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３
１１０ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
ａ ｂ ａ ｂ
催化剂
单烯烃加聚的基本规律 ｎ
： ＣＣ → Ｃ Ｃ 。
ｃ ｄ ｃ ｄ
二烯烃的加聚
（２）
共轭二烯烃加聚时 两个双键同时打开直接形成链节而成
，
为高分子化合物 例如
。 ：
催化剂
ｎ
Ｈ２ＣＣＨ—ＣＨＣＨ２ → ＣＨ２—ＣＨＣＨ—ＣＨ２
共聚
（３）
由两种或两种以上单体发生的加聚反应 例如
。 ：
催化剂
ｎ ｎ
ＣＨ２ＣＨＣＨ３＋ ＣＨ２ＣＨ—ＣＨＣＨ２ →
ＣＨ２ ＣＨ ＣＨ２ ＣＨＣＨ ＣＨ２
ＣＨ３
加聚反应的特点 高分子链节与单体的化学组成相同 生成
： ，
物为混合物
。
２缩聚反应
．
有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应叫
缩聚反应 该类反应的单体一般具有两个或两个以上的官能
。
团 如酚醛树脂的合成 氨基酸形成蛋白质等
。 、 。
醇羟基和羧基缩聚
（１）
二元羧酸和二元醇的缩聚 如合成聚酯纤维
ａ． ，
一定条件 ｎ ｎ
ＨＯＯＣ ＣＯＯＨ ＋ ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ →
Ｏ
ＨＯＣ
中国用生物质合成食用香料新路线 中国利用双功能高分散负载钯催化剂和固体碱催化
剂，实现了由生物质基 羟甲基呋喃（ ）转化为可食用香料甲基环戊烯醇酮（ ）。 科研人员首次采
５－ ＨＭＦ ＭＣＰ
用饱和环己烯水溶液为还原剂，制备高分散负载钯催化剂。 该催化剂在 催化加氢制备羟基己二酮中
ＨＭＦ
有很高活性和选择性。 所得产物无需分离，直接在氧化铝基固体碱上异构化得到 。 该路线中的原料
ＭＣＰ
价廉易得且为可再生资源。
Ｏ
Ｃ
ｎ
ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ ＋（２ －１）Ｈ２Ｏ
羟基酸的酯化缩聚
ｂ．
Ｏ
一定条件
ｎ
ＣＨ３ＣＨＣＯＯＨ → ＨＯ ＣＨ ＣＯＨ
ＯＨ ＣＨ３
ｎ
＋（ －１）Ｈ２Ｏ
氨基与羧基的缩聚
（２）
氨基酸自身的缩聚 如合成聚酰胺
ａ． ， ：
Ｏ
ｎ
Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）５ＣＯＯＨ → ＨＮＨ（ＣＨ２）５ＣＯＨ
ｎ
＋（ －１）Ｈ２Ｏ
二元羧酸和二元胺的缩聚
ｂ．
ｎ ｎ
ＨＯＯＣ—ＣＯＯＨ＋ Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２ →
Ｏ
ＨＯＣ
Ｏ
Ｃ
ｎ
ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨＨ ＋（２ －１）Ｈ２Ｏ
酚醛缩聚
（３）
ｎ
ＯＨ
Ｏ
ｎ
＋ Ｈ Ｃ
浓盐酸
Ｈ →
△
考点二 有机合成与有机推断
一、有机合成的分析方法
正合成分析法 采用正向思维方法 从已知原料入手 找
（１） ： ， ，
出合成所需要的直接或间接的中间体 逐步推向待合成的有机
，
物 其思维程序是 原料 中间体 产品
， ： → → 。
逆合成分析法 采用逆向思维方法 从产品的组成 结
（２） ： ， 、
构 性质入手 找出合成所需要的直接或间接的中间体 逐步推
、 ， ，
向未知原料 其思维程序是 产品 中间体 原料
， ： → → 。
如由乙烯合成草酸二乙酯 其思维过程概括如下
， ：
待合成的化合物 二元羧酸
原料 乙烯 中间产物 （
（ ） → →与一元醇形成的酯
）
第三程序 第二程序 第一程序
↑ ↑ ↑
根据原料性 确定合成 首先确定合成
③ ② ①
质按顺序写 有机物的必 有机物的类别 二
（
出最佳合成 ←需物质 草 ←元羧酸与一元醇
（
反应方程式 酸 乙醇 形成的酯
、 ） ）
具体路线
：
综合比较法 采用综合思维的方法 将正向或逆向推导 （３） ： ，
出的几种合成途径进行比较 从而得到最佳的合成路线
， 。
二、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
， ， 。
２有机合成路线的选择
．
一元合成路线
（１）
如 一元醇 一元醛
ＣＨ２ＣＨ２ → ＣＨ３ＣＨ２Ｘ → → →
一元羧酸 酯
→
二元合成路线
（２）
如 ＣＨ２Ｘ 二元醇 二元醛
ＣＨ２ＣＨ２ → → → →
ＣＨ２Ｘ
二元羧酸 链酯或环酯或聚酯
→
芳香化合物合成路线
（３）
如
ＯＨ
Ｈ ＣＨ２ＯＨ
＋（
ｎ
－１）Ｈ２Ｏ
ＣＨ３ →
ＣＨ２Ｃｌ → ＣＨ２ＯＨ
→
ＣＨＯ
→
ＣＯＯＨ
→
Ｃ
Ｏ
Ｏ ＣＨ２
专题二十 高分子化合物与有机合成 １１１
４根据某些产物推知官能团的位置
．
由醇氧化成醛 或羧酸 一定在链端 由醇氧化
（１） （ ），—ＯＨ ；
成酮 一定在链中 若该醇不能被催化氧化 则与 相
，—ＯＨ ； ， —ＯＨ
有机推断题的解题突破口 连的碳原子上无氢原子
。
１根据反应中的特殊条件进行推断 由消去反应的产物可确定 或 的位置
． （２） “—ＯＨ” “—Ｘ” 。
的水溶液 卤代烃 酯类的水解反应 由取代产物的种类可确定碳链结构
（１）ＮａＯＨ ——— 、 。 （３） 。
的醇溶液 加热 卤代烃的消去反应
（２）ＮａＯＨ ， ——— 。 由加氢后碳架结构确定 或
浓硫酸 加热 醇消去 酯化 苯环的硝化等反应 （４） “ ＣＣ ” “ ＣＣ ”
（３） ， ——— 、 、 。
溴水或溴的 溶液 烯烃 炔烃的加成反应 的位置
（４） ＣＣｌ４ ——— 、 。 。
加热 醇的催化氧化反应 例 （２０１９湖北１月联考，３６）芳纶可以制成防弹衣
（５）Ｏ２、Ｃｕ， ——— 。 、
新制的 悬浊液 加热 或银氨溶液 水浴加 防弹头盔 防弹装甲等 对位芳纶纤维 聚对苯二甲酰对苯二
（６） Ｃｕ（ＯＨ）２ ， （ ， 、 ， Ｊ（
热 醛与弱氧化剂的反应
胺 是重要的国防军工材料 化合物 乙烯 苯制备 的一种合
）——— 。
） 。 Ａ、 、 Ｊ
稀硫酸 酯的水解等反应
成路线如下
（７） ——— 。
：
催化剂 烯烃 炔烃的加成 芳香烃的加成 醛 酮
（８）Ｈ２， ——— 、 ， ， 、 ＣＨ３
还原成醇的反应
。 Ｃ２Ｈ４ 光照 烷基上的氢原子被卤素原子取代 →
（９） ——— 。 △
或 为卤素原子 苯环上的氢原子被卤
（１０）Ｆｅ ＦｅＸ３（Ｘ ）——— ＣＨ３
素原子取代 Ａ
。 ２根据有机物的性质推断官能团
． 有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性
质 这些都是有机物结构推断的突破口
， 。
能使溴的四氯化碳溶液褪色的物质可能含有
（１）
或是酚类物质
“ ＣＣ ”“ ＣＣ ” 。
能使酸性 溶液褪色的物质可能含有
（２） ＫＭｎＯ４ “ ＣＣ ”
或是酚类 苯的同系物等
“ ＣＣ ”“—ＣＨＯ” 、 。
能发生银镜反应或与新制 悬浊液反应生成红
（３） Ｃｕ（ＯＨ）２
色沉淀的物质一定含有
—ＣＨＯ。
能与 反应放出 的物质可能为醇 酚 羧酸等
（４） Ｎａ Ｈ２ 、 、 。
能与 溶液作用放出 或使石蕊试液变红的
（５） Ｎａ２ＣＯ３ ＣＯ２
有机物中含有
—ＣＯＯＨ。
能水解的有机物中可能含有酯基 肽键或是卤代烃
（６） 、 。
能发生消去反应的可能是醇或卤代烃等
（７） 。
３根据性质和有关数据推知官能团的数目
．
{
＋
［Ａｇ（ＮＨ３）２］
→２Ａｇ
（１）—ＣＨＯ 新制 悬浊液
Ｃｕ（ＯＨ）２
→Ｃｕ２Ｏ
醇 酚 羧酸 Ｎａ
（２）２—ＯＨ（ 、 、 ） →Ｈ２
２－ －
ＣＯ３ ＨＣＯ３
（３）２—ＣＯＯＨ →ＣＯ２，—ＣＯＯＨ →ＣＯ２
Ｂｒ Ｂｒ
加成 消去 加成
（４） ＣＣ → Ｃ Ｃ → ＣＣ →
Ｂｒ２ ２Ｂｒ２
Ｂｒ Ｂｒ
Ｃ Ｃ
Ｂｒ Ｂｒ
做 射线检查时为什么要服用“钡餐” 在医院用 射线做消化系统检查时，常要吞服“钡餐”。
Ｘ Ｘ
“钡餐”是高致密度的硫酸钡，它不溶于水也不溶于酸， 射线对它的穿透力较差。 为了查明器官内部组织的病变情
Ｘ
况，先吞服钡餐，使其分布于胃肠内壁，然后用 射线进行内腔比较、检查，可以通过硫酸钡的分布情况做出病情
Ｘ
诊断。
ＣＨ３
Ｐｄ／Ｃ →
△
ＣＨ３
Ｂ
ＣＨ３
ＫＭｎＯ４／Ｈ＋ →
△
ＣＨ３
Ｃ
ＣＯＯＨ
ＳＯＣｌ２ →
ＤＭＦ
ＣＯＯＨ
Ｄ
ＣＯＣｌ
ＣＯＣｌ
Ｅ
ＮＯ２
Ｆｅ／ＨＣｌ
→
Ｆ
ＮＨ２
一定条件 Ｈ２／Ｎｉ
→ ＮＮ ＮＨ２ →
Ｈ Ｇ
ù
ú
ú
一定
ú条件→Ｊ
ＮＨ２ ú ú
û
ＮＨ２
Ｉ
回答下列问题
：
的化学名称为
（１）Ａ 。
的反应类型是
（２）Ａ→Ｂ 。
实验室由苯制备 所需试剂 条件分别为
（３） Ｆ 、
。
中官能团的名称是
（４）Ｇ 。
与 反应生成 的化学方程式为
（５）Ｅ Ｉ Ｊ
。
写出只含酯基的 的同分异构体的结构简式 核磁共
（６） Ｄ （
振氢谱为四组峰 峰面积比为
， ２ ∶ ２ ∶ １ ∶ １）： 。
参照上述合成路线 以 戊二烯和丙烯为原料 无机
（７） ， １，３－ （
试剂任选 设计制备邻苯二甲酸的合成路线
）， 。
解题导引 有机合成题的解题思路
解析 （ ） 的结构简式为 ，其
１ Ａ ＣＨ３ＣＨＣＨＣＨＣＨＣＨ３
名称为 ， 己二烯。 （ ） 为共轭二烯，与乙烯发生 ， 加成
２ ４－ ２ Ａ １ ４－
反应形成六元环，所以 的反应是加成反应。 （ ） 中所含
Ａ→Ｂ ４ Ｇ
官能团为氨基。 （ ）由题意知 是聚对苯二甲酰对苯二胺，属于
５ Ｊ
高分子化合物，由 和 发生缩聚反应生成。 （ ） 的分子式为
Ｅ Ｉ ６ Ｄ
，不饱和度为 ，其同分异构体含 个酯基和 个苯环，
Ｃ８Ｈ６Ｏ４ ６ ２ １ ４
１１２ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
种等效氢原子的个数比为 ，可推测含 个甲酸酯基
２ ∶ ２ ∶ １ ∶ １ ２
（— ）且处于间位，结构简式为
ＯＯＣＨ
太阳能充电衣为随身设备充电 据报道，日本富士通公司和德国西门子公司的合资企业在英国剑桥
设有研究中心，研究中心的科研人员一直在研究如何把太阳能充电元器件“完美”地植入外套、裤子或其他衣物上，
使衣物也能把太阳能转化成电能。 未来如果拥有这样的衣物，当你在户外需要为手机等随身设备充电时，把这些设
备与衣物上的太阳能充电元器件连接起来，你的手机等设备就能再次“活跃”起来了。
ＨＣＯＯ ＯＯＣＨ
。
答案 （ ） ， 己二烯 １ ２ ４－
（ ）加成反应
２
（ ）浓硝酸 浓硫酸、加热
３ ／
（ ）氨基
４
（ ） ｎ ５
ＣＯＣｌ
ｎ ＋
ＣＯＣｌ
Ｏ
ＣｌＣ
ＮＨ２
一定条件 （ ｎ ） → ２ － １ ＨＣｌ ＋
ＮＨ２
Ｏ
Ｃ
Ｈ Ｈ
Ｎ ＮＨ
（ ）
６
ＨＣＯＯ ＯＯＣＨ
（ ）
７
→
△
Ｐｄ／Ｃ
→
△
＋ ＫＭｎＯ４／Ｈ
→
△
ＣＯＯＨ
ＣＯＯＨ
４官能团的保护
．
被保护的 被保护的官能
保护方法举例
官能团 团性质
有机合成题的解题思路
先用 溶液转化为酚钠 后
１碳骨架的增减 ① ＮａＯＨ ，
． 酸 化 重 新 转 化 为 酚
增长 有机合成题中碳链的增长 一般会以信息形式给 ：
出 ， 常
（
见
１）
方式为
：
有机物与 ＨＣＮ 反应以及
，
不饱和化合物间的加
ＯＨ Ｎ ａＯ Ｈ Ｈ ＋
溶
液
成 聚合等 易被氧气 臭
、 ； 、
变短 如烃的裂化和裂解 某些烃 如某些苯的同系物 氧 双氧水 酸 ＯＮａ
烯烃 （２ 的 ） 氧化 ： 脱羧反应等 、 （ 、 酚羟基 性 、 高锰酸钾 、 溶 ② 先转化为苯甲醚 ， 后用氢碘酸酸
） 、 。
液氧化 化重新转化为酚
２官能团的引入 ：
．
引入羟基 的反应 ＣＨ３Ｉ
（１） （—ＯＨ） ＯＨ
卤代烃的水解 醛 酮 还原 与 加成 烯烃与水加 ＨＩ
ａ． ；ｂ． （ ） （ Ｈ２ ）；ｃ．
成
；ｄ．
酯的水解
。
ＯＣＨ３
引入卤素原子 的反应
（２） （—Ｘ） 易被氧气 臭
、
不饱和烃 烯烃 炔烃 与 加成 不饱和烃 烯烃 炔
氧 双氧水 酸 先用盐酸转化为盐 后用 溶
ａ． （ 、 ） Ｘ２ ；ｂ． （ 、 氨基 、 、 ， ＮａＯＨ
烃 与 加成 烷烃的卤代反应 苯及其同系物的卤代反 性高锰酸钾溶 液重新转化为氨基
） ＨＸ ；ｃ． ；ｄ．
应 醇与 反应 液氧化
；ｅ． ＨＸ 。
引入碳碳双键 的反应 易与卤素单质
（３） （ ＣＣ ）
加成 易被氧 先用氯化氢加成转化为氯代物 后
， ，
卤代烃的消去 碱性条件 醇的消去 酸性条件 碳碳双键 气 臭氧 双氧 用 醇溶液消去重新转化为碳
ａ． （ ）；ｂ． （ ）。 、 、 ＮａＯＨ
引入碳氧双键的反应 醇的氧化 水 酸性高锰酸 碳双键
（４） ： 。 、
引入羧基的反应 钾溶液氧化
（５）
醛氧化 苯的同系物 与苯环直接相连的碳原子上连有
乙醇 或乙二醇 加成保护
ａ． ；ｂ． （ （ ） ：
氢原子 被酸性高锰酸钾溶液氧化 酯等物质的水解
） ；ｃ． 。 ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ
３官能团的消除 ＣＨＯ →
．
（１）
消除
ＣＣ 、 ＣＣ 、ＣＯ
等不饱和键
：
氢气催化加成
。
醛基 易被氧化
ＣＨ
ＯＣ２Ｈ５ Ｈ ＋ ／Ｈ２Ｏ
→
消除 消去或水解 ＯＣ２Ｈ５
（２） —Ｘ： 。
消除醇羟基 消去 氧化 酯化 与 发生取代反应等
（３） ： 、 、 、 ＨＸ 。 ＣＨＯ
消除 加成或氧化
（４） —ＣＨＯ： 。
消除 酯化或脱羧
（５） —ＣＯＯＨ： 。
专题二十 高分子化合物与有机合成 １１３
有机合成中的成环反应
在有机合成中 常出现成环反应 环系的建立通常分为非
， 。
环体系的环化和对已有环的修饰 成环的方式有通过加成反
。
应 聚合反应或通过消去反应实现等 高考题中通常直接给出
、 。
已知反应 要求学生通过观察结构变化 利用已知信息设计合成
， ，
路线中的成环反应
。
１高考中已经出现过的成环反应
．
六元环衍生物
（１）
年课标 第 题 环加成反应
（２０１６ Ⅰ ３８ ［４＋２］ ）
年江苏单科第 题 环加成反应
２０１８ １７ ［４＋２］ ：
年天津卷第 题 环加成反应
２０２０ １４ ［４＋２］ ：
年课标 第 题用苯基环丁烯酮
２０２０ Ⅲ ３６ （
与醛或酮发生 环加成反应
ＰＣＢＯ） ［４＋２］ ：
无处不在的太阳能应用 现在，太阳能电池的生产过程仍然非常复杂，所需原料也相当昂贵，因此现
在太阳能还远远达不到广泛应用的程度。 但是随着“薄膜”太阳能电池的出现，这一状况正在悄然发生变化。
“薄膜”是一种新型的低成本太阳能电池，它的厚度为普通硅片电池的 １ ，并且生产成本低。 这种新型电池不仅可
１００
以安装在屋顶，还可以安装在建筑物的侧墙或窗户上，甚至还可以印刷或装订于柔软的书脊或衣服上。
Ｏ
ＣＯＯＣ２Ｈ５ 催化剂
ＰＣＢＯ／
→
［４＋２］
ＯＨ
五元环衍生物
（２）
年课标 第 题羟基成环
２０１８ Ⅱ ３６ ：
催化剂
ＣＨ２ ＣＨ ＣＨ ＣＨ ＣＨ ＣＨＯ →
Ｈ２
ＯＨ ＯＨ ＯＨ ＯＨ ＯＨ
Ｈ２ＳＯ４，△
ＣＨ２ ＣＨ ＣＨ ＣＨ ＣＨ ＣＨ２ →
－２Ｈ２Ｏ
ＯＨ ＯＨ ＯＨ ＯＨ ＯＨ ＯＨ
年天津理综第 题 环加成反应
２０１９ ８ ［３＋２］ ：
Ｏ
四元环衍生物
（３）
年课标 第 题 环加成反应
２０１７ Ⅰ ３６ ［２＋２］ ：
三元环衍生物
（４）
年课标 第 题 环加成反应
２０２０ Ⅰ ３６ ［１＋２］ ：
２今后高考中可能出现的成环反应
．
三元环衍生物
（１）
消去反应 卤代酮 卤代酸酯 卤代腈等这些含活泼氢
１，３－ ： 、 、
化合物发生消去反应成环 如卤代酮
。 ：
环加成反应
［１＋２］ ：
五元环衍生物
（２）
双官能团化合物缩合
：
例 （２０２０山东等级考模拟，２０）酯类化合物与格氏试
剂 的反应是合成叔醇类化合物的重要方
（ＲＭｇＸ，Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）
法 可用于制备含氧多官能团化合物 化合物 的合成路线
， 。 Ｆ
如下
：
已知信息如下
：
（１）Ｂ２Ｈ６
①ＲＣＨＣＨ２ →－ ＲＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
（２）Ｈ２Ｏ２／ＯＨ
②
＋ ＣＨ３ＣＣＣＯＯＣ（ＣＨ３）３
Ｏ
ＣＨ３ＭｇＩ
膦催化剂→ ③ＲＣＯＯＣＨ３ →
ＯＭｇＩ
ＣＨ３ＭｇＩ
→ Ｒ ＣＨ３
Ｒ ＣＨ３ ＣＨ３
１１４ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考化学
＋ ＯＨ
Ｈ３Ｏ （ ）根据题目中要求， （ ）的同分异构体中需含有
→ Ｒ ＣＨ３ ２ Ｄ
ＣＨ３
回答下列问题 五 元 环、 羧 基 和 醛 基， 因 此 结 构
：
的结构简式为 的反应类型
（１）Ａ ，Ｂ→Ｃ 为
为 中官能团的名称为 的化
，Ｃ ，Ｃ→Ｄ
学方程式为
。
写出符合下列条件的 的同分异构体 （ ）化合物 中含有手性碳原子： 。
（２） Ｄ ： ３ Ｆ
填结构简式 不考虑立体异构
（ ， ）。
含有五元碳环结构
① ；
能与 溶液反应放出 气体 答案 （ ） 氧化反应 羰基和羧基
② ＮａＨＣＯ３ ＣＯ２ ； １
能发生银镜反应
③ 。
判断化合物 中有无手性碳原子 若有用 标出
（３） Ｆ ， “∗” 。 浓硫酸
＋ＣＨ３ＯＨ ＋Ｈ２Ｏ
△
已 知 羟 基 能 与 格 氏 试 剂 发 生 反 应 写 出 以
（４） 。 （ ） 、 、
２
和 格 氏 试 剂 为 原 料 制 备
ＨＯ ＣＨＯ 、 ＣＨ３ＯＨ
（ ）
３
的合成路线 其他试剂任选
（ ）。 （ ）
４
解析 由题目中所给信息，可推导出合成路线为：
（ ） 的结构简式为 ， 的过程为氧化过程； 中
１ Ａ Ｂ→Ｃ Ｃ
含有两个官能团，分别为羰基和羧基； 的过程发生的是酯
Ｃ→Ｄ
化反应。
日本发明廉价燃料电池催化剂 日本研究人员开发出一种含镍和钌的新型催化剂，可大幅降低燃料
电池的成本。 燃料电池在“发电”过程中，需要用昂贵的铂金作催化剂，而这种新型催化剂的主要成分是镍，其价格
不到铂金的十分之一。 燃料电池因高效环保一直受到高度重视，可避免排放二氧化碳的燃料电池车更是各大汽车企
业的重点研发项目。
