2025年高考化学总复习第九章有机化学基础第7讲有机合成推断与路线设计

第九章有机化学基础

第7讲有机合成推断与路线设计

课标要求核心考点五年考情核心素养对接

有机综

1.认识有机合成的关键是碳骨每年必考1.证据推理与模型认知：能通过

合推断

架的构建和官能团的转化，了分析有机物的结构特点，对有

2023湖南,TI8：2023年

解设计有机合成路线的一般方机合成路线中涉及的中间产物

6月浙江，T21；2023年1

法。体会有机合成在创造新物进行正确推导：能结合陌生复

月浙江，T21；2023江

质、提高人类生活质量及促进杂信息或陌生反应信息对有机

苏，T15；2023海南,

社会发展方面的重要贡献。化合物的组成、结构、性质和

T18：2023广东，T20；

2.能基于官能团、化学键的特反应进行系统推理，对有机化

2022广东，T2I：2022湖

点与反应规律分析和推断含有有机合成合物的有机合成路线进行综合

南,T19；2022山东，

典型官能团的有机化合物的化路线设计推断、设计或评价。

T19；2021全国甲,136；

学性质。根据有关信息书写相2.科学态度与社会责任：具有

2021山东,T19；2021海

应的反应式。“绿色化学”观念，能运用所

南，TI8；2021湖南，

3.能综合应用有关知识完成推学知识分析和探讨某些化学过

T19：2021广东,T21：

断有机化合物、检验官能团、程对人类健康、社会可持续发

2021河北，T18；2020ill

设计有机合成路线等任务展可能带来的双重影响

东，T19：2020海南，T18

1.非选择题侧重以“陌生有机物”的合成路线为载体，创设新情境，织

合考查疔机合成与推断。其中，有机合成路线的设计是命题热点，重点

考查学生对新信息的接受和处理能力、知识迁移应用能力以及分析推理

命题分析预测

能力。

2.预计2025年高考可能会加强与其他模块的融合，考查物质结构、原因

分析等

知识导图W3W

考点1有机综合推断

:教材帮）读透教材融会贯通一

知识整合坡材读厚

I.根据反应现象推断有机物含有的常见官能团或结构

反应现象有机物含有的常见官能团或结构

浪水褪色碳碳双键、碳碳三键、酚羟基、醛基等

碳碳双键、碳碳三键、蜉羟基、酚羟基、醛基、苯的同系

酸性KMnO4溶液褪色

物（与苯环相连的C上有H）等

酸性KMnCh溶液褪色，溟的CCL溶液不

羟基、苯的同系物（与苯环相连的C上有H）

褪色

遇FeCL溶液显紫色或加入浓澳水产生白色

酚羟基

沉淀

醛基（如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖

生成银镜或砖红色沉淀

等）

与Na反应产生气体与2）羟基、陵基

加入碳酸氢钠溶液产生气体（CO?）按基

与少量碳酸钠溶液反应，但无气体放出酚羟基

遇浓硝酸变黄含有苯环结构的蛋白质

2.根据有机反应中的定量关系推断化学反应

物质化学反应定量关系

与Xz、HX、％等加成（X=

烯燃1mol—C-C—〜1molX2（HX、H2）

Cl、Br、I）

与X2、HX、出等加成（X=

焕煌1mol—C=C----T112molX2（HX>H2）

Cl、Br、I）

与Na、HX<X-CkBr、I）1mol—OH-lmolNa-[2]0.5molH2

醉

反应1mol—OH-1molHX

1mol—CHO〜2molAg或1molC112O

与银氨溶液或新制氢氧化铜悬

醍

1inolHCHO〜4molAg或2molCu2O（1molHCHO相当于含2

浊液反应

mol—CHO）

与Na2co3、NaHCCh反应，1mol—COOH〜0.5molNazCCh〜⑶（）.5molCO?

拨酸

酯化反应

1mol—COOH〜1molNaHCO3~[4]_I_molCO2

1mol—OH〜1molNa〜⑸（）.5molH2

酚与Na、NaOH、Na2cO3反应1mol—OH〜1molNaOH

1mol—OH〜⑹1molNa2co3

去与此的加成1molC6H6〜3molH2

酯与NaOH反应1mol—COOR（醇酯，R为烷基，后同）〜1molNaOH

1molRCOO-Ph（酚酯，Ph为基基，后同）〜⑺2mol

NaOH

1molR—X（X=C1、Br、I）〜1molNaOH

卤代燃与NaOH反应

1molPh—X（X=CKBr、I）〜⑻2molNaOH

3.根据反应条件推断反应类型

见热点14常考的有机反应类型

4.根据官能团的衍变推断反应类型

5.以题给“已知”中的信息推断

以信息反应为突破口进行推断其实是一个拓宽视野和“模仿”的过程，解题时首先应确定合成路线中哪一

步反应是以信息反应为模型的，可通过对比特殊的反应条件进行确定，也可通过对比信息反应及合成路线

中反应物和生成物的特殊官能团进行诵定：然后分析信息反应中旧键的断裂和新键的形成，以及由此引起

的官能团转化，将其迁移应用到合成路线中，即可推出物质的结构。

f----------------------------：高考帮）研透高考明确方向------------------------------

命题点有机综合推断

I.［以燃为基础的有机推断］［全国III高考］氟他胺G是•种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香姓A制备G

的合成路线如I'：

回答下列问题:

（I）A的结构筒式为。C的化学名称是三瓠（甲苯。

（2）③的反应试剂和反应条件分别是浓HNCh/浓HSOj、加热，咳反应的类型是取代反应。

53

+HC,

仪+«(AL

(3)⑤的反应方程式为\"1H0毗咤是一种有机碱，其作用

是一吸收反应产生的HCL提米反应转化率。

(4)G的分子式为C11H1C3N2O30

(5)H是G的同分异构体，其苯环上的取代基与G的相同但位置不同，则H可能的结构有9种。

(6)4一甲氧基乙酰苯胺(乂8«ANH8cHl)是重要的精细化工中间体，写出由笨甲雄(H,CAC〉)

✓—侬HNOjz&9\F。/»—i\

制备4一甲氧基乙酰荒胺的合成路线_________________________________________________________________

CH.COCI/=\

________________________________(其他试剂任选)。

解析(1)根据B的分子式可知A是含有7个碳原子的芳香煌，A是甲苯。6是甲苯分子中甲基上的

3个无原子被3个就原子取代的产物，名称是三款甲苯。(2)反应③在苯环上引入了硝基，所用试剂是浓

硫酸与浓硝酸的混合物，反应条件是股热。该反应的实质是硝基取代了苯环上的一个氢原子，所以是取代

o

反应。(3)观察G的结构简式可知，反应⑤是E中氮基上的氢原子与C1中的氯原子结合成HC1,同

时生成F,据此可写出反应⑤的化学方程式。该反应中有HC1生成，而叱。定是一种有机碱，可与HC1反

应，因而能够促使上述反应正向进行，提高原料的利用率。(4)G的分子式为C11H11F3N2O3。(5)G的

笨环上有3个不同的取代基，不妨设为一X、一Y、—Zo可以先确定一X、一Y在笨环上的相对位置，得

到邻、间、对3种同分异构体，再将一Z分别取代上述3种同分异构体中苯环上的氢原子，分别得到4

种、4种、2种同分异构体，共有10种，则H可能的结构有9种。(6)对比原料和目标产物，目标产物

在苯甲融的对位引入了一NHCOCH3。结合题干中合成路线的信息，运用逆合成分析法，首先在苯甲酸的

O

I

对位引入硝基，再将硝基还原为氨基，最后与C1-C-CH,发生取代反应即可得到目标产物。

命题拓展

(1)A的名称为甲苯；A中最多有为个原子共平面。

(2)④的反应类型：还原反应.

(3)E中宜能团的名称为宏基、碳/键°

2.［以埠的衍生物为基础的有机推断“2022北京］碘番酸是一种口服造影剂，用于胆部X—射线检查。其合成

路线如图：

22

已知：R'COOH+RCOOH催化■利R'-C-O-C-R+H20

(1)A可发生银镜反应，A分子含有的官能团是醛分。

(2)B无支链，B的名称是正丁酸。B的•种同分异构体，其核磁共振氢谱只有•组峰，结构简式是.

(3)E为芳香族化合物，E-F的化学方程式是

(4)G中含有乙基，G的结构简式是,

(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分子质量为571,J的相对分子质量

为193。碘番酸的结构筒式是

(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定，步骤如下。

步骤一：称取amg口服造影剂，加入Zn粉、NaOH溶液，加热回流，将碘番酸中的碘完全转化为I，冷

却、洗涤、过滤，收集滤液。

步骤二：调节滤液pH,用bmo卜LMgNCh标准溶液滴定至.终点，消耗AgNCh溶液的体枳为cmL°

己知口服造影剂中不含其他含碘物质,计算□服造影剂中碘番酸的质量分数吟-

解析据反应条件可知，E-*F为硝化反应，J中苯环上两个取代基相间，结合(3)中信息可推知E为

cun9*°

0,F为根据A可发生银钱反应，B无支捱，可推出A为CH3cH2cH?CHO、B为

oo

CH3cH2cH2coOH,B发生已知信息日的反应得到的D为CH’CHzCHz—C—OY-CH2cHzc乩：D和F发生

反应生成B和G,根据G的分子式及G中含有乙基，可推知G为G在锲作催化剂条件

下，与铝、氢氧化钠发生反应后调节溶液PH生成=.,儿，u、,也与I。反应生成

（碘番酸）。（2）B为CH3cH2cH2co0H,名称为正丁酸，其同分异构体中只有一种环境

的氢，说明结构对称,

信息可知和硝酸银之间存在关系：，人人1、凡〜31一〜3AgNO3,由滴定消耗cmL〃

,一.，方,■・.I、》.bmo）L_1xcxlO-"3Lxix571gmol_1571bc

mol-L।硝酸银可知，碘番酸的质量分数为---------------——------=二竺之

axio_3g3a

3.［以胺、酰胺为基础的有机推断］［全国［高考］有机碱，例如二甲基胺【/"H）、苯胺（C-NHz）、

毗咤（C、）等，在有机合成中应汨很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注。以下为有机

超强碱F的合成路线

、入川

Q人Q

F

己知如下信息:

C2cl

CCI,COONa

.H,C=CH,△

①乙二黑二甲触/△

②R、1-2HCIR?=NR

③米胺与甲基毗咤互为芳香同分异构体

回答下列问题:

(1)A的化学名称为三氯乙烯.

醉

+KOH-+KCI+H20

由B生成C的化学方程式为.

(3)C中所含官能团的名称为碳碳双键、碳氯键。

(4)由C生成D的反应类型为取代反应。

&Ao

（5）D的结构简式为Q0。

解析结合A的分子式和已知信息①可知A的结构式为HZ\1,B的结构简式为।

:结合D

4-E——»F.E和F的姑构简式、已知信息②以及D的分子式可确定D的姑构简式为;结合

B、D的结构简式以及B—C发生消去反应可确定C的结构简式如X（1）由A的结构式可确定其

化学名称为三氯乙烯。（2）由B、C的结构简式可确定反应时一分子B消去一分子HCI,由此可写出反应

的化学方程式。（3）根据C的结构简式可知C中含有碳碳双键和碳氯键两种官能团。（4）C与二环己基

胺（om）发生取代反应生成D。

考点2有机合成路线设计

（教材帮）读透教材融会贯通

知识整合教材读厚1

1.有巩合成的基本思路

说明（1）从原料出发选择正向合成线路：对比原料分子和产物分子在碳骨架和官能团方面的异同-有

目的地选择每一步转化反应。

（2）从目标产物出发选择逆向合成线路：目标产物的适当位置断裂化学键一较小中间体IT更小中间体

2T...T基础原料。

2.有机合成的主要任务

（1）构建碳骨架

目标常用反应

增长加成反应：碳碳双键或碳碳三键或醛基+HCN（增加一个碳原子）：

碳链羟醛缩合（增加多个碳原子）

缩短氧化反应：碳碳双键或碳碳三键或苯的同系物+酸性高钛酸钾溶液

璇跳

碳链ZCOOHCOOH

（环）加成反应：狄尔斯-阿尔德反应（如—CX）

成环

（2）引入官能团

目标常用途径或反应

碳碳双键或

卤代烽或醉的消去反应；烷烧裂化；怏始不完全加成

碳碳三键

碳卤健烯烬或块烧与X2、HX加成，：烷烧、苯环的卤代反应：醉与HX的取代反应

羟基囱代运或酯水解；醛基或叛基还原；烯燃与水加成

醛基或酮臻基醇的催化氧化；碳碳双键被氧化

酯基、酰胺基、鼠基（-CN）、一CCI3水解：醛基、碳碳双键、碳碳三键、米的同系

拔基

物等的氧化

酯基酯化反应

隧键羟基间脱水

酰胺基拔基与氨基间脱水

氨基稍基、祇基（一CN）加氢还原、R—X与NH3反应

（3）官能团的保护

常用保护技巧：①选择合适的氧化剂（或还原剂）。②合理安排官能团转换反应的先后顺序。③合成前引

入保护基，合成后脱除保护基。

先将羟基转化为醛键，使醇或酚转化为在一般反应条件下比较稳定的壁。相关合成反应结

束后，再在•定条件下脱除保护基，恢复羟基。

羟基的保护

脱除保护必

K—0H引入保护巴R-o-ir壁熙喧R"—()—R'

R—()11

（1）先与盐酸反应转化为盐，待氧化其他基团后再与NaOH溶液反应重新转化为氨基：

氨基的（2）注意官能团的转化顺序。如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把一CH3氧

保护化成一COOH,再把一NO?还原为一NH2，以防止KMnCh氧化一CH&时，一NHz（具有还

原性）也被氧化

先与卤素单质、卤化氢等发生加成反应，待氧化其他基团后再利用消去反应将其重新转化

为碳碳双键，如：

碳碳双键、、/||||

C=C+Br,―►—C—C—；—C—C—+

的保护/、IIII

BrBrBrBr

\/

Zn-►C=C+ZnBr,

OR'

盛基的R-CH

保护醛与醇反应生成缩醛：R—CHO+2ROH——>OR'+H20,生成的缩醛比较稳定，与

稀碱溶液或氧化剂均难反应，但在稀酸溶液中微热，缩醛会水解为原来的醛

（4）苯环定位的原则

苯环上原有取代基能影响新导入取代基在苯环上的位置，常见基团的影响如表：

原有取代基定位基

一0—、一NR2、一NH2、一OH、一OCH3、—NHCOCHj.—OCOCH；、一CH3、一

邻、对位

CH=CHi.—Ph（苯基）、一F、—CL—Br、—I

-NCh、-CN、一SO3H、一CHO、一COR、一COOH、一COOR、-CONH2.一

间位

CFa、—CC13

3.有机合成的线路优化（绿色理念）

（1）步骤少、副反应少、产率高。

（2）反应物、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、无毒。

（3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。

（4）污染排放少。

知识活用一材读活i

I.下列合成路线中不可行的是（C）

ClC1

A.用氯苯合成环己烯：6黑NaOH,醇0

催化剂一△~

,H?。，催化剂f）n傕住剂

B.用乙烯合成乙酸：CH2^=CH3------------------BHACHZOH'Z'LUCH；CHC）U2，1隹1乜介」CH3cOQH

△,加压一~（

C1

C,用乙烯合成乙二醇：cn,-cih电，催化剂CH3cH3―±<H2cleH2cl吧吧吧HOCH2cH20H

△1hv△

2.设计合成路线完成下列转化。

（I）［碳骨架的建构］由乙醇得到乳酸（a一羟基丙酸）。

CH3cH20HCu或AgCH3cHo2!SJLcH3cH（OH）CN（OH）COOH（第三步通常由已

△*02,A

知给出）

（2）［引入官能团］由1一丙醇得到丙烘。

CH,CH—CHjBr

浓硫酸RdINaOH的醉溶液

CH3cH2cH20H-------->CH3cH==---------------»CH（CH

△△

3.设计合成路线完成下列转化。

（1）［双键的保护］利用酸性高钵酸钾溶液，实现转化（其他试剂任选）：

CH2=_CH—CH2—CHO->CH2=_CH—CH2—COOHo

CH>—CH—€H,-CHOCH,—€H—€H,—COOH

:

CH2^=CH-CH2-CHOJI5IBfKMT1O2/H+Br

NaOH的醉溶液o+

---------»CH2=CH—CH2—COONa_!L_CH2=CH—CH2—COOH

△

(2)l羟基的保护］已知：

OHOCH,

DCH?OHOHOH

②♦COOHJ△COOH,请写出以4CH,为初始反应物合成0COOH的路线。

(3)［氨基的保护］写出CHJY3-N6合成HOOCYZ^NH?的路线。

J

CH,—(_y-NO,KMnCVir.HOOC-《y-NO,［QHOOC—

(4)［醛基的保护］已知：

(I产，

［此一€—H、-K

•浓虢酸

(小，

O

H,()

铲

O

LiAiH,

I2IR-C-OR,----'KCII/HI.

请以C2H5coeH£OOH为初始反应物，经三步反应合成有机物C2H5coeH2CH2OH,写出合成路线。

C2Hs()H

C2Hse()C112COOH

浓硫酸

()C2H5

IJAIH4

C2Hs十—CCOOC2H5

OC,H?

C,H5—C—CH,CH;OH

OC2Hs

C2H5COCH2CII2OI1

（-----------------------------二高考超J研透高考明确方向

命题点有机合成路线设计

I」苯环的定位］［2023湖南］含有哦喃莱酸骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一种合成该类化合

物的路线如下（部分反应条件已简化）：

回答卜.列问题:

H,COBr

(1)B的结构简式为.0H

从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是一消去反应、加成反应。

(3)物质G所含官能团的名称为3^、碳碳双键.

OH

HOOCI

(4)依据上述流程提供的信息，下列反应产物J的结构简式为HOOC

HOOCCOOH

2)HCIJ

(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是③，①〉②（写标号）。

①O-SG,H

②H»c-O-s°»H

③F3C-O-S0，H

(6)$A?(妖喃)是一种重要的化工原料，其能够发生银镜反应的同分异构体中，除H^-C-CH-CHO

外，还有4种。

(7)甲苯与澳在FeBn催化F发生反应，会同时生成对浪甲苯和邻滨甲苯。依据由C到D的反应信息，

设计以甲苯为原料选择性合成邻澳甲苯的路线(无机试剂任选)。

(2)由F、中间体、

G的结构可知，F先发生消去反应得到中间体，中间体再与。夫喃发生加成反应得到(G)o

（4）HOOC^^COOH和力

(3)物质G的结构简式为含有的官能团有融健、碳或双键。

OH

HOOCY

|卯口Yji

发生类似中间体G的加成反应得到‘二”“，M・，和HC1发生类似GH的反应得到HOOC^^,故

OH

HOOC|

)6—s-OH

产物J的结构简式为HOOC(5)F的电负性大，一CF3为吸电子基团，由于诱导效应使O

中O—H犍极性搪强，一C%为推电子民团，由于线施就应使O—H镀极性减弱，故酸性：

FQ一。一SO,H>O—SOjH>H£—0—SO,H。(6)「伯勺不饱和度为3,其同分异构体能发生策

镜反应，则含有醛基，除了H,(X-CH-CHO外，还有H(«：-CH：CHO、CHj-CK-CHO、

CH,CH,

\、V"共4种。(7)由CD可知，一SO3H取代d)中一CH3的对位，则先令d)和浓硫

CH,CH,CH,CH,

.bbr

酸发生取代反应生成so4H,SO4H再和液汶发生取代反应生成SO4H,最后加热SO.H得到

2」碳骨架的架沟|[2023湖北]碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,

针对二能H设计了如下合成路线：

H2C=CH,―>CH5CH2Br中TCH*MgBr

AB

比(二011

l)CH3coeH一无水乙醛X—4CHJALO,

Clh△

2)H2O,H*

L)

H,CCH,H,COH

\/KMnO,AI2O3r—1

CHNaOH溶THOCH,△'凹

E阻0〜5也

F

(5y

Eg

0

H

回答下列问题：

(1)由A-B的反应中，乙烯的碳碳兀键断裂(填“兀”或“e”).

(2)D的同分异构体中，与其具有相同官能团的有工一种(不考虑对映异构)，其中核磁共振氢谱有三组

CH,

：—CHjOH

峰，峰面积之比为9：2：1的结构简式为___________________0

(3)E与足量酸性KMnCh溶液反应生成的有机物的名称为一乙酸、丙酮。

H,CCH：

、/

CH—C

(4)G的结构简式为______________(”。

CH,0

0T*Jf

(5)已知：2HjCCHjNaOH溶液H、C屋H-HO,

2H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建

△

双环结构，主要产物为I(4c02)和另一种a,[3—不饱和酮J,

J的结构简式为

若经此路线由H合成I,存在的问题有ab(填标号)。

a.原子利用率低b.产物难以分离

C.反应条件苛刻d.严重污染环境

解析(1)A-B为碳碳双键的加成反应，故断裂的化学键为乙坤的碳碳乃镀。(2)由D的结构葡式可

知，D的分子式为C5H12O,与其具有相同官能团的为CsHuOH,由于C5H1QH共有8种结构，除去D本

身，满足条件的D的同分异构体有7种，其中核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为9：2：1的结构简式

CH,

HaHj

CH,—C—CH2OH\/

为CH,o（3）E为CH,,与足量酸性KMnCh溶液反应时，发生氧化反应，碳碳双

O

键断裂，生成CH3coOH和CH3-C-CH,,其名称分别为乙酸和丙酮。（4）根据D—E、F—G的反应条

件可推知FTG与DTE的反应类型相同，均为醉的消去反应，再结合H的结构简式分析可得G的结构简

H2CCH,y

式为CH,o（5）由题目信息可知，另一种a,。一不饱和明J的结构简式为"'LCH；经此

路线由H合成I,生成的两种产物均为不饱和酮，二者互溶，难以分离，且由于有副产物生成，原子利用

率较低，故选ab。

*T号界靠、

方法点拨

解答有机合成路线设计题的常见方法

此类试题情境新颖，体现化学的应用性，拓宽学生视野，但不用纠结于情境，灵活运用正推法和逆推法即

可，具体如下：

—

—

—

—

—

|11II—

••*

加

二

正

巴

合巴

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