2026年高考化学二轮复习（全国）清单03 有机合成线路的设计（解析版）

清单03有机合成线路的设计内容导览|内容导览|知识·方法·能力清单第一部分命题解码洞察命题意图，明确攻坚方向第二部分方法建模构建思维框架，提炼通用解法流程建模技法清单技法01有机合成路线设计的方法技法02有机合成的常用方法第三部分思维引路示范思考过程，贯通方法应用母题精讲思维解析变式应用类型01有机合成线路的设计第四部分分级实战分级强化训练，实现能力跃迁有机合成和推断综合题中对合成线路的设计的考查一般有两种形式，一是根据已知信息，设计完整的合成线路；二是给出合成线路的部分信息，补全合成线路或分析其中的部分步骤等。以这两种考查形式进行命题，难度比较大，需要考生结合题目所给合成线路、已知信息以及已学知识进行中和运用。有机合成和推断综合题中对合成线路的设计的考查一般有两种形式，一是根据已知信息，设计完整的合成线路；二是给出合成线路的部分信息，补全合成线路或分析其中的部分步骤等。以这两种考查形式进行命题，难度比较大，需要考生结合题目所给合成线路、已知信息以及已学知识进行中和运用。流程建模第一步：确定目标产物的结构观察目标产物的结构特点，特别是观察目标产物中所含官能团。第二步：分析合成思路（类比+拆分）①根据目标产物的结构，类比已知信息中的物质结构、合成线路中的物质结构（不同之中找相同）；②类比原料结构，对目标产物或中间产物进行拆分，得到原料。第三步：设计合成线路根据之前拆分的步骤和关键物质，从原料进行梳理，设计合成线路。技法清单技法01有机合成路线设计的方法1．给定信息设计有机合成路线解题流程表达方式Aeq\f(反应物,反应条件)Beq\o(→,\s\up7(反应物),\s\do5(反应条件))C……→D总体思路根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化设计关键信息及框图流程的运用常用方法正向合成法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，其思维程序为逆向合成法从目标分子着手，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，其思维程序为正逆双向合成法采用正推和逆推相结合的方法，是解决合成路线题的最实用的方法，其思维程序为2．常见合成线路(1)一元合成路线(2)二元合成路线(3)芳香化合物的合成路线①②技法02有机合成的常用方法1．分子骨架的构建(1)增长碳链①炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含有氰基(—CN)的物质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺。eq\o(→,\s\up7(HCN),\s\do7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(H2O/H＋),\s\do7(△))R—CH=CHCOOH。eq\o(→,\s\up7(HCN),\s\do7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do7(催化剂))。②卤代烃与炔钠反应。如CH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr。③羟醛缩合反应实际上是醛自身的加成反应，醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)较活泼，能与另外一分子的醛基发生加成反应，生成β－羟基醛，该产物易失水，得到α、β-不饱和醛。＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))eq\o(→,\s\up7(催化剂))④醇与酸发生酯化反应。(2)成环反应①形成环烃：共轭二烯烃[如异戊二烯()]与含碳碳双键或碳碳三键的化合物在一定条件下发生反应得到环状加成产物。+eq\o(→,\s\up7(△))。②形成醚环：2eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))+2H2O③形成脂环：++2H2O2+2H2O③形成肽环：(3)开环反应①脂环、肽环的水解反应(2)醚环的开环加成：+H2O—→(4)缩短碳链①不饱和烃在酸性高锰酸钾溶液的作用下不饱和键发生断裂：eq\o(→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))CH3COOH＋；CH3CH2C≡CCH3eq\o(→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))CH3CH2COOH＋CH3COOH。②某些苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸：eq\o(→,\s\up7(酸性KMnO4溶液))。③羧酸或羧酸盐的脱羧反应。如CH3COONa＋NaOHeq\o(=,\s\up7(CaO),\s\do7(△))CH4↑＋Na2CO3。2．有机合成中官能团的转化(1)常见官能团的引入(或转化)方法引入的官能团引入(或转化)官能团的常用方法—OH烯烃与水的加成反应、卤代烃的水解反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合等—X(卤素原子)烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质在光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等醇类或卤代烃的消去反应等—CHORCH2OH(伯醇)氧化、烯烃臭氧氧化等—COOH醛类的氧化、等有机物被酸性KMnO4氧化成、酯类的水解等—COO—酯化反应—NO2硝化反应—NH2硝基的还原(Fe/HCl)(2)官能团的消除官能团消除的常用方法双键加成反应、氧化反应羟基消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应醛基还原反应、氧化反应—X取代反应、消去反应(3)官能团的保护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(—NH2)的保护：如在利用对硝基甲苯()合成对氨基苯甲酸()的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2，防止当KMnO4氧化—CH3时—NH2(具有还原性)也被氧化。④醛基(—CHO)的保护：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)eq\o(→,\s\up7(HOCH2CH2OH))eq\o(→,\s\up7(H＋/H2O))。类型01有机合成线路的设计母题精讲1．（2025·湖南卷）化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件)：已知：(7)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(无机试剂和溶剂任选)。思维解析【答案】(7)【第一步确定目标产物的结构】目标产物为，目标产物含有酯基。【第二步分析合成思路（类比+拆分）】【类比】根据已知条件，通过的异构化反应转化为，与目标产物相似。【拆分】可由酯化反应得到；由发生水解反应得到；根据C→E，和H2C=CH－CN发生加成反应生成。【第三步设计合成线路】结合C→E的过程，首先发生异构化反应转化为，再和H2C=CH－CN发生加成反应生成，再发生水解反应生成，再发生酯化反应得到目标产物，具体流程是。变式应用1．（2025·广东卷）我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破，光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成，其中的一个反应如下(反应条件略：Ph-代表苯基)。(4)一定条件下，与丙酮发生反应，溴取代丙酮中的，生成化合物3a．若用核磁共振氢谱监测该取代反应，则可推测：与丙酮相比，产物3a的氢谱图中。(5)已知：羧酸在一定条件下，可发生类似于丙酮的取代反应。根据上述信息，分三步合成化合物Ⅱ。①第一步，引入溴：其反应的化学方程式为。②第二步，进行(填具体反应类型)：其反应的化学方程式为(注明反应条件)。③第三步，合成Ⅱ：②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。(6)参考上述三组分反应，直接合成化合物Ⅲ，需要以1a、(填结构简式)和3a为反应物。【答案】(4)丙酮的单一甲基峰消失，出现两个新信号峰：峰面积之比为3：2，且峰的位置较丙酮有所偏移(5)酯化反应(6)【详解】（4）丙酮的氢谱：两个甲基等效：核磁共振氢谱出现单峰；α−溴代丙酮的氢谱：受溴吸电子效应影响，甲基与亚甲基上的氢不等效，核磁共振氢谱图会出现两组峰，面积之比为3：2；故氢谱变化：丙酮的单一甲基峰消失，出现两个新信号峰：峰面积之比为3：2，且峰的位置较丙酮有所偏移；（5）比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知，主要在右侧含氧官能团不同，化合物Ⅱ含有酯基，故推测合成Ⅱ发生的反应有酯化反应；①已知羧酸在一定条件下，可发生类似于丙酮的取代反应，则第一步反应为羧酸中的取代反应引入溴，化学方程式为；②第二步与甲醇发生酯化(取代)反应，化学方程式为，题目要求填具体反应类型，故此处填酯化反应；③第三步1a、2a发生碳碳双键的加成反应，生成，再与发生取代反应得到；（6）结合化合物Ⅲ的结构简式，将其断键，左侧表示1a基团，右侧是3a基团，则需要合成Ⅲ的还差，即合成流程是1a与先发生1，4加成反应，生成，再与3a发生取代反应得到目标产物。2．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下：(6)参考上述路线，设计如下转化。X和Y的结构简式分别为和。【答案】(6)【流程分析】A为邻羟基苯甲酸，与甲醇发生酯化反应生成B（），在LiAlH4的作用下，发生还原反应生成C（），C被氧气氧化为D（），D和CBr4反应生成E（），E在CuI作用下，生成F（），F与反应生成G，结合H的结构可推出G为，G与反应生成H，H在一定条件下转化为M（），M与PtCl2反应生成N（），据此解答。【详解】（6）参考上述路线，可先将消去生成，再与反应生成，与在一定条件下得到目标产物，故答案为：；。巩固提升4．（2025·重庆卷）(6)Q的一种合成路线为：已知：根据已知信息，由R和T生成X的化学方程式为。【答案】(6)【详解】（6）由已知信息的反应可知，T的结构简式为，R中即含有氨基，又含有羧基，由X的结构简式，以及已知信息的反应，可推断出，R中氨基和羧基处于邻位，R的结构简式为，则由R和T生成X的化学方程式为。2．（2025·江苏卷）G是一种四环素类药物合成中间体，其合成路线如下：(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和两碳以下的有机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。【答案】(5)【详解】（5）根据目标产物逆向分析，目标产物为聚酯，其单体为和，其中可由先水解再酸化获得，而含有2个，流程中物质G含有结构，该结构是由被还原而来，则可由被还原而来，而可视为的亚甲基上的H原子被环己基取代，这一步骤与题给流程中的反应类似，因此可由与在和作用下反应生成，可由与HBr反应制得。3．（2025·山东卷）麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下：已知：Ⅰ．Ⅱ．(6)以，，为主要原料合成。利用上述信息补全合成路线。【答案】(6)【详解】（6）根据题目中的信息，与发生取代反应生成，与1-溴丙烷发生取代反应生成，与氢气加成得到，若先与氢气加成，得到，两处-NH-均可发生取代，因此，先发生取代反应，所以需要补充的合成路线为。4．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）我国某公司研发的治疗消化系统疾病的新药凯普拉生(化合物H)，合成路线如下(部分试剂、反应条件省略)。已知：(7)结合合成H的相关信息，以、和含一个碳原子的有机物(无机试剂任选)为原料，设计化合物的合成路线。【答案】(7)【详解】（7）目标产物的结构简式与G类似，则其是由和发生取代反应而合成，而可由苯胺发生D→E的反应合成，可由苯甲醛发生G→H的反应合成，故合成路线为。5．（2025·北京卷）一种受体拮抗剂中间体P合成路线如下。已知：①②试剂a是。(4)以G和M为原料合成P分为三步反应。已知：①M含有1个sp杂化的碳原子。M的结构简式为。②Y的结构简式为。【答案】(4)【详解】（4）①根据M的分子式和M含有1个sp杂化的碳原子，得出M的结构简式为：；②M()与G在N=C双键上先发生加成反应得到X，X的结构简式为：，X在碱性条件下脱除CH3OH得到Y，Y的结构简式为：，最后发生已知的反应得到P，Y的结构简式为：。6．（2025·安徽卷）有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体，均可以苯为起始原料按下列路线合成(部分反应步骤和条件略去)：(7)已知酮可以被过氧酸(如间氯过氧苯甲酸，)氧化为酯：参照题干合成路线，写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯()的合成路线(其他试剂任选)。【答案】(7)【详解】（7）根据已知的反应可知，得到苯甲酸苯酯，需要合成，模仿D→F的合成路线，苯在无水AlCl3作用下与CCl4发生取代反应生成，再发生E→F的反应得到，具体合成路线为。7．（2025·甘肃卷）毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物，可按下图路线合成(部分试剂省略)：(6)毛兰菲的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性，可由多取代苯甲醛J出发，经多步合成得到(如下图)。已知J的谱图显示四组峰，峰面积比为。J和I的结构简式为，。【答案】(6)【详解】（6）根据流程中E和F的反应，J经过一系列转化形成的结构类似于F，且其分子式为C9H10O4，峰面积比为1：1：2：6，则其结构简式为；I为毛兰菲的同分异构体，类似G转化为毛兰菲的过程，可推出I的结构简式为：。8．（2025·上海卷）已知：(9)以和为原料，合成(无机试剂任选)。【答案】(9)。【详解】（9）和甲醛发生已知反应生成，羟基发生消去反应生成，再发生加聚反应生成产物，故流程为：。9．（2025·浙江1月卷）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：①②③(等)(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(用流程图表示，无机试剂任选)。【答案】(6)。【详解】（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NH2NH2转化为；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。冲刺突破10．（2025·青海西宁·二模）有机物M具有抗微生物、抗氧化等作用，其合成路线如下。其中流程中为三苯基膦，R为烃基。(6)以、、为原料，制备设计的一种合成路线为：，其中X、Y的结构简式分别为、。【答案】(6)【详解】（6）由发生催化氧化生成X，则X为，与乙醛发生反应生成Y，结合产品结构，推断Y的结构为。11．（2025·广西南宁·三模）化合物G是一种化疗药物的活性成分，一种合成路线如图所示(部分条件和溶剂已省略)：(6)氨基具有较强的还原性。参照上述合成路线，以和甲醇为原料，一种合成的路线如下：①写出M的结构简式：M。②步骤Ⅰ与步骤Ⅱ顺序(填“能”或“不能”)可以互换，原因是。【答案】(6)不能氨基具有较强还原性，若先还原步骤Ⅱ，在步骤Ⅰ的浓硫酸、加热条件下氨基可能会发生副反应，不利于最后一步形成酰胺基【详解】（6）与在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应（步骤Ⅰ），生成L（），L在HCl、Fe条件下，硝基被还原为氨基，发生反应Ⅱ得到M（）；步骤I是羟基的酯化，步骤II是硝基被还原为氨基，若互换顺序，先还原硝基得到氨基，氨基具有较强还原性，后续与甲醇发生酯化反应时（浓硫酸、加热条件），氨基会与浓硫酸反应，所以不能互换。12．（2025·河北保定·三模）研究表明，肉桂硫胺(F)对一些流感病毒有抑制作用，其合成路线如下：已知：R1－CH2－COOH+R2－CHOeq\o(→,\s\up7((CH3CO)2O))+H2O(，均为烷基)。(5)参照上述流程，设计以为原料，合成的路线如下：有机物P、Q的结构简式分别为、。【答案】(5)【详解】（5）由提示：R1－CH2－COOH+R2－CHOeq\o(→,\s\up7((CH3CO)2O))+H2O，可知羧基能与醛基反应实现加碳的目标，所以将原料进行转化生成和，即可合成目标产物。具体路线如下：，故答案为：；。13．（2025·辽宁抚顺·三模）化合物Ⅰ是一种新型杀菌剂，广泛应用于谷物病虫害的防治。以下为化合物Ⅰ的简化部分条件的合成路线。已知：①(R为烃基)。②。(6)E→F过程发生一系列反应，如下图所示，其中Y为加成反应产物，Y在酸性条件下水解的产物除F外，还有有机物Z和盐类物质(已略去)，则X和Z的结构简式分别为、。【答案】(6)【详解】（6）与Mg生成（X），与生成中间产物Y，其中Y为加成反应产物，则Y为：，再与HCl反应生成F和Z（），流程为，故X为，Z为。14．（2025·云南大理·二模）某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”（部分反应条件已简化）已知：(6)补充完整以下合成路线流程图：写出第①、③处有机物的结构简式和②处所需试剂及反应条件①②③。【答案】(6)、Cu、（加热）【详解】（6）CH3CHO与HCN发生加成反应生成，在、Cu、（加热）下被氧气氧化生成，发生水解生成，与发生已知信息反应生成，再发生已知信息第二步反应生成。15．（2025·贵州毕节·二模）抗癌药物（G）对胃肠道肿瘤、胰腺癌有一定治疗作用，合成G的一种方法如下：已知：遇