高考复习有机合成中的还原反应

6.有机合成中的还原反应高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026原理分析风向预测目录索引

原理分析一、常用还原试剂与反应类型1.催化氢化使用氢气(H2)与过渡金属催化剂(如Pd、Ni)还原不饱和键(如碳碳双键、碳碳三键、醛基、酮羰基等)。2.金属氢化物还原(1)氢化铝锂(LiAlH4):广泛用于羧酸还原生成伯醇,反应条件温和且产率高。例如,羧酸在LiAlH4作用下直接还原为相应伯醇,过程中释放氢气,需在通风橱中操作。(2)硼烷(BH3):选择性还原羧酸为醇,条件温和且反应速度快,对分子中的硝基、卤素等基团无影响。二、反应机理与选择性1.羧酸还原机理:氢化铝锂通过提供强还原性氢负离子(H-)攻击羧酸羰基,生成醇盐中间体,随后水解得伯醇。2.选择性控制:硼烷因空间位阻和电子效应差异,可优先还原羧酸而不干扰其他敏感官能团。3.溶剂选择:常用醚类溶剂(如四氢呋喃)溶解金属氢化物并促进反应进行。风向预测1.(催化加氢)黄芩素是一种抑制病毒活性较强的药物,其结构如图所示。下列说法正确的是(

)

A.黄芩素的核磁共振氢谱显示有7组峰B.1mol黄芩素最多能与7molH2加成C.黄芩素分子式为C15H12O5D.黄芩素与足量氢气加成后,连有氧原子的碳原子中有6个手性碳原子D解析:由结构简式可知,黄芩素分子中含有8种不同化学环境的氢原子,核磁共振氢谱显示有8组峰,A错误;黄芩素分子中含有的苯环、羰基和碳碳双键在一定条件下均能与氢气发生加成反应,则1

mol黄芩素最多能与8

mol氢气加成,B错误;由结构简式可知,黄芩素分子式为C15H10O5,C错误;黄芩素与足量氢气加成后所得产物为

,连有氧原子的碳原子中有6个手性碳原子(标注“*”),D正确。A3.(硼烷还原羧基成醇)利用硼烷独特温和的化学选择性可还原羧酸﹐其机理如下:下列说法错误的是(

)A.过程①的进行与硼原子的缺电子有关B.整个过程中硼的杂化方式不发生改变C.过程⑥的反应类型属于取代反应D.根据上述机理猜测硼烷还可还原酯基B解析:过程①的进行与硼原子的缺电子有关,B提供空轨道,O提供孤电子对,形成配位键,A正确;反应①得到的产物中硼原子为sp3杂化,而BH3中硼原子为sp2杂化,则整个过程中硼的杂化方式发生改变,B错误;过程⑥是R—CH2OBH2与H2O发生取代反应生成RCH2OH和BH2(OH),C正确;根据上述机理,硼烷作用于碳氧双键,则猜测硼烷还可还原酯基,D正确。4.(NaBH4还原羰基成醇)化合物G是合成一种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:(1)D→E的反应类型为__________。

(2)A的结构简式为__________。

(3)F→G的转化中生成一种与G互为同分异构的副产物H,H的结构简式为______________。

(4)B被NaBH4还原后生成化合物J(

),J的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:__________。

①含2个苯环,酸性条件下能够水解生成3种不同的物质;②3种水解产物都只有2种不同化学环境的氢原子。还原反应

5.(Fe/HCl还原硝基成氨基)4-(4-氨基苯基)吗啉-3-酮常用于膝关节置换手术中的药物,其合成路线如图所示:已知:—NO2可以在Fe/HCl的条件下被还原为—NH2。

回答下列问题:(1)C的分子式为__________;D中含氧官能团的名称是__________。

(2)C→D的反应类型为__________。

(3)G的结构简式为__________。

(4)D→F的化学方程式为____________________________。

C6H4BrNO2硝基、羟基

取代反应

(5)满足下列条件的D的同分异构体是___________(写一种结构简式)。①苯环上有3个取代基,其中两个氨基(—NH2)直接和苯环相连;②与NaHCO3溶液反应有气体生成,分子中无—COOOH结构;③核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为4∶2∶2∶1∶1。6.(LiAlH4还原酯成醇)左氧氟沙星是一种具有广谱抗菌作用的药物,其前体K的合成路线如下:(1)B的系统命名是_______________。

(2)已知试剂X的分子式为C6H2NO2F3,X的结构简式为____________。

(3)F分子中官能团名称为羟基、醚键、硝基、________________。

(4)I中含有两个酯基、两个六元环,H→I的反应类型为__________,I→J的化学方程式是______________________________。

2-羟基丙酸乙酯

碳氟键(或氟原子)取代反应

(5)F的同分异构体中满足下列条件的结构有__________种(不考虑立体异构)。

①为α-氨基酸;②核磁共振氢谱显示有5组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶3;③1mol该物质与Na反应,消耗3molNa;④能与FeCl3溶液发生显色反应。4(6)K的另一种制备途径如下:写出M、P的结构简式:__________________、__________________。

解析:采用逆推法,由E的结构简式,参照A的分子式,可确定A为CH3CH(OH)COOH;A与C2H5OH发生酯化反应,生成B为CH3CH(OH)COOC2H5;依据已