2027步步高大一轮复习化学鲁琼版第十五章　第66讲　有机综合推断

有机综合推断第十五章

第66讲

1.掌握烃及其衍生物的转化关系，基于官能团的变化认识其转化关系。2.分析合成路线图中有机物的转化条件及部分有机物的分子结构，推断未知有机物的结构简式，掌握推断未知有机物分子结构的技巧。复习目标1.掌握典型有机物的转化关系：2.官能团、反应类型的推断(详见第63讲)3.熟悉常见的成环反应(1)烯烃环氧化反应RCH==CH2。(2)双烯合成第尔斯⁃阿尔德反应，如：。(3)二元醇脱水成醚

。(4)羟基羧酸分子内酯化

。(5)氨基酸分子内脱水形成酰胺基

。(6)活泼α-H原子的取代a.逆向分析可知，②位α-H代替了两个Br原子的位置。b.逆向分析可知，②位α⁃H代替了两个①③羰基碳原子上乙氧基(—OC2H5)的位置。4.分子内的重排和异构化(1)“重排”指有机物分子中的一个基团迁移到另外一个原子上，其分子式不变，异构反应发生后有机物往往转化成更稳定的物质。如：由D合成F的路线如图所示。E分子中含有酯基，则E的结构简式为

。(2)常见的异构化反应①同一碳原子上既有羟基又有碳碳双键会重排成羰基，该过程称为烯醇重排，如：⥫⥬。②

和

不稳定，能分别快速异构化为

和

。5.有机综合推断的审题方法——“三看”流程图提取有效信息一看碳链结构变化：根据已知物质的结构简式，确定反应前后碳链的增减、形状的变化(如碳链变成碳环)，确定反应过程。二看官能团变化：如果反应中已经给出了部分物质的结构简式，可对比这些物质的结构简式，确定未知物质的结构和反应过程。三看反应条件：观察反应过程的条件，可推断物质变化过程中可能发生的反应和反应类型。6.规范解答有机综合大题的注意事项有机推断过程完成后，分析题中问题，确定所要书写的有机物的结构、重要的反应等，解答时要注意规范书写有机物的结构简式。此外，有些题目的问题中也蕴含着解题的信息，应注意合理运用。一、侧重碳链增减和官能团的转化1.化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如右：回答下列问题：(1)右述转化过程中，属于氧化反应的是①和③。官能团的变化分别是

转变为

，

转变为

(填官能团的名称)。羟基酮羰基羟基羧基(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子。用星号(*)标出B中的手性碳原子：

。(3)反应④所需的试剂和条件是

。(4)⑤的反应类型是

。C2H5OH/浓H2SO4、加热取代反应(5)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线(无机试剂任选)。答案

；CH3COCH2COOC2H5

题述流程中，由A到D，以及F到G过程均涉及官能团的变化。由E到F的过程，从结构可以判断，该过程是E(

)中和酯基相连接的环上的碳原子上的H原子被CH3CH2CH2—所取代，得到F(

)。由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备

，可以先由甲苯合成

，再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯、反应合成

，

最后根据题中反应⑥的信息由

水解生成产品

。2.阿斯巴甜(G)是一种广泛使用的非糖类甜味食品工业的添加剂。它具有高甜度的特性，甜度大约是蔗糖的200倍，因此只需少量就能产生甜味，同时具有含热量极低的优点。一种合成阿斯巴甜(G)的路线如图：

已知：

。回答下列问题：(1)物质A的化学名称是

。(2)A→B的反应类型是

。苯乙醛加成反应

A→B是醛基和HCN发生亲核加成反应，可知B为

，C→D根据已知信息可知，D为

，D在浓硫酸、加热的条件下和甲醇发生酯化反应生成E(

)，E和F生成阿斯巴甜，以此解题。苯乙醛和HCN加成生成B(

)，所以A→B的反应类型为加成反应。(3)物质C与M()中，酸性较强的是

(填字母)。C

C中与羧基相邻碳原子上连有—OH，为吸电子基团，使羧基中O—H极性增大，酸性增强，故C的酸性更强。(4)阿斯巴甜(G)中含有

个手性碳原子，写出其中含氮官能团的名称：

。2氨基、酰胺基

连接4个不同原子或基团的碳原子为手性碳原子，G中含有两个手性碳原子，如图

，含氮官能团为氨基和酰胺基。(5)写出D→E的化学方程式：_____________________________________________________。+CH3OH+H2O(6)参照右述路线，写出由丙酮和甲醇合成有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，)的合成路线(其他无机试剂任选)。答案

丙酮与HCN先加成，再水解可以得到

，在浓硫酸且加热的条件下发生消去反应可以得到甲基丙烯酸，甲基丙烯酸与甲醇发生酯化反应得甲基丙烯酸甲酯，在一定条件下发生加成聚合反应即得PMMA。二、涉及官能团的转化与保护问题3.(2022·山东，19)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如右：已知：Ⅰ.PhOH+PhCH2Cl

PhOCH2Ph

PhOH

Ph—=Ⅱ.PhCOOC2H5+

Ⅲ.R1Br+R2NHCH2Ph

R1，R2=烷基回答下列问题：(1)A→B反应条件为

；B中含氧官能团有

种。(2)B→C反应类型为

，该反应的目的是

。(3)D结构简式为

；E→F的化学方程式为

。浓硫酸，加热2取代反应保护酚羟基CH3COOC2H5+Br2

+HBr(4)H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有

种。(5)根据题述信息，写出以4⁃羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成

的路线。6答案通过逆推法可推断物质A为

，A→B发生酯化反应生成

，B→C的过程中，酚羟基发生反应，羟基氢被PhCH2—取代，最终物质H中酚羟基又重新出现，判断B→C的过程是为了保护酚羟基。三、涉及成环、开环、异构化问题4.有机物M和有机物N是重要的化工产品，可用于航空、医疗等领域，其合成路线如图所示。已知：①

；②回答下列问题：(1)E的化学名称为

。

(2)B的结构简式为

。

(3)M中官能团的名称为

。(4)B→C的第①步反应的化学方程式为

。(5)试剂1和试剂2分别为

、

。异丙基苯酯基、酮羰基Br2、FeBr3NaOH的乙醇溶液(6)N的结构简式为

。(7)C的同分异构体中，同时满足下列条件的共有

种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱显示有五组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为

。

16、①苯环上有3个取代基；②1mol该物质与足量NaHCO3溶液反应可得到2molCO2。5.喹啉(

)及其衍生物是合成药物的重要原料，E是一种取代喹啉醇。由D合成E需要三步反应，合成路线如图所示：已知：ⅰ.+；ⅱ.。中间产物1、中间产物2的结构简式分别是

、

。该过程中还会生成副产物H，H也是一种取代喹啉醇且与E互为同分异构体，则H的结构简式为

。精练高频考点提升关键能力课时精练(A)答案12341.(1)

取代反应

(2)(3)醛基1

(4)

(5)NaOH水溶液G中的—CH2OH会被KMnO4氧化为—COOH，无法得到E答案12342.(1)醚键、酯基(2)(3)++HCl

(4)取代反应(5)(或

、)(6)6

答案12343.(1)硝基、碳氯键

(2)KMnO4(H+)

(3)

(4)还原反应(5)16(6)答案12344.(1)2⁃羟基丙酸乙酯(2)

(3)碳氟键(4)取代反应(5)4

(6)1.(2024·山东，17)心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如右：已知：Ⅰ.

+Ⅱ.R1—CHO

R1CH2NHR21234答案回答下列问题：(1)A结构简式为

；B→C反应类型为

。

取代反应1234答案(2)C+D→F化学方程式为

。

结合已知Ⅰ和F中苯环的连接特点，可逆向推出A为

，B为

，对比B和C的分子式，结合F的结构简式可知，B甲基上的1个H被Br取代得到C，C为

，B→C为取代反应；C、D在乙醇的作用下得到F，对比C、F的结构简式可知，D为

，E与D发生类似已知信息Ⅱ的反应，可得E为

。1234答案1234答案

C(

)与D(

)在乙醇的作用下发生取代反应得到F和HBr。1234答案(3)E中含氧官能团名称为

；F中手性碳原子有

个。

醛基11234答案

E为

，含氧官能团为醛基；F中手性碳原子有1个，位置如图：

。1234答案(4)D的一种同分异构体含硝基和3种不同化学环境的氢原子(个数比为6∶6∶1)，其结构简式为

。

1234答案

D为

，含硝基(—NO2)和3种不同化学环境的氢原子(个数比为6∶6∶1)的D的同分异构体结构简式为

。1234答案(5)C→E的合成路线设计如下：C

G(C14H11NO)

E试剂X为

(填化学式)；试剂Y不能选用KMnO4，原因是

。NaOH水溶液G中的—CH2OH会被KMnO4氧化为—COOH，无法得到E1234答案

C为

，E为

，结合

C→E的合成路线可知，C在NaOH水溶液的作用下，Br被羟基取代，得到G

，G与试剂Y(合适的氧化剂，如O2)发生氧化反应得到E，试剂X为NaOH水溶液，试剂Y不能选用KMnO4，原因是G中的—CH2OH会被KMnO4氧化为—COOH，无法得到E。2.(2025·河南，18)化合物I具有杀虫和杀真菌活性，右面为其合成路线之一(部分反应条件已简化)。已知：回答下列问题：1234答案(1)I中含氧官能团的名称是

。醚键、酯基1234答案

结合B的结构简式，A与Cl2在FeCl3催化下，发生苯环上的取代反应，故A的结构简式为

；E在Fe、HCl作用下发生还原反应生成F，则E的结构简式为

；D与

发生取代反应生成E，结合C、E的结构简式与D的分子式知，D的结构简式为

。由I的结构简式可知，I中含氧官能团为醚键和酯基。(2)A的结构简式为

。(3)由B生成C的化学方程式为_____________

。反应时，在加热搅拌下向液体B中滴加异丙醇；若改为向异丙醇中滴加B则会导致更多副产物的生成，副产物可能的结构简式为____________(写出一种即可)。1234答案+

―→+HCl1234答案

B生成C的化学方程式为

+―→+HCl；若向异丙醇中滴加B，异丙醇过量，B中的酰基氯、苯环上的氯原子均可能与异丙醇发生取代反应，生成副产物

。(4)由D生成E的反应类型为

。1234答案取代反应

结合D、E的结构简式，D与

发生取代反应生成E和HCl。(5)由F生成H的反应中可能生成中间体J，已知J的分子式为C23H26F3NO3，则J的结构简式为_____________________________________________________(写出一种即可)。1234答案(或

、

)1234答案

根据已知信息RNH2+，F与G反应先生成

，再异构化为

与

。(6)G的同分异构体中，含有碳氧双键的还有

种(不考虑立体异构)；其中，能发生银镜反应，且核磁共振氢谱显示为两组峰的同分异构体的结构简式为

。1234答案61234答案

G的结构简式为

，其同分异构体中含有碳氧双键的官能团可为

或—CHO，碳架异构有C—C—C—C、

。当官能团为

时，采用“插入法”，

可在如图

和

中的“①、②”2个位置；当官能团为—CHO时，采用“移动变位法”，—CHO可在如图

和

中的“①、②、③、④”4个位置，故符合条件的G的同分异构体一共有6种。1234答案

能发生银镜反应(分子中含—CHO)，且核磁共振氢谱显示为两组峰(分子中只有2种不同化学环境的氢原子)的G的同分异构体的结构简式为

。3.(2025·青岛一模)化合物L是一种用于治疗充血性心力衰竭药物的合成中间体。其一种合成路线如图所示：回答下列问题：(1)B中官能团的名称为

。(2)试剂X是

，D的结构简式为

。

1234答案硝基、碳氯键KMnO4(H+)

结合K、L的结构简式，可推测E为

，D为

，C为

，结合A和B的分子式，推测B为

，A为

，结合G的分子式，推测G为

，结合H和K的结构简式和J的分子式，推测J为

，据此解答。1234答案1234答案

生成

，发生氧化反应，所以试剂X是KMnO4(H+)。(3)E+K―→L的化学方程式为

。(4)F→G的反应类型为

。

1234答案还原反应

F中的硝基被还原为G中的氨基，所以反应类型为还原反应。(5)与J具有相同官能团的芳香族同分异构体有

种。

1234答案161234答案

与J(

)具有相同官能团的芳香族同分异构体，根据苯环上取代基进行书写，苯环上有3个取代基时为

、

、

、

、

、

、

、

、

，1234答案

苯环上有2个取代基时为

、

、

、

、

、

，苯环上有1个取代基时为

，共有16种。(6)以1，4⁃丁二醇和流程中的E为原料(无机试剂任选)合成化合物

，写出合成路线图。1234答案答案4.(2025·潍坊一模)左氧氟沙星是一种具有广谱抗菌作用的药物，其前体K的合成路线如右：已知：ⅰ.R—OH

R—OPHT

R—OH(其中DHP、PPTS是有机试剂缩写)ⅱ.R1—COOR2R1—CH2OH+R2OHⅲ.1234答案(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、

。

1234答案2⁃羟基丙酸乙酯碳氟键(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

。1234答案取代反应1234答案

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；依据已知ⅰ，可确定C为CH3CH(OPHT)COOC2H5；依据已知ⅱ可确定D为CH3CH(OPHT)CH2OH，由X的分子式为C6H2NO2F3，可确定X为

；依据已知ⅰ，可确定F为

；

依据G的分子式，可确定G为

；由已知ⅲ可确定H为

；结合K的结构简式，H脱水得到I，其结构简式为

，再脱去C2H5OH，得到J的结构简式为

，J发生酯基的水解反应，从而得到K。1234答案1234答案

I中含有两个酯基、两个六元环，则I为

，H(

)→I的反应类型为取代反应。(5)F的同分异构体中满足下列条件的有

种(不考虑立体异构)。

①为α⁃氨基酸；②核磁共振氢谱图显示有5组峰，且峰面积比为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。1234答案41234答案

F为

，F的同分异构体中满足条件的结构简式可能为

、

、

、

，共有4种(不考虑立体异构)。(6)K的另一种制备途径如下：写出M、P的结构简式：

、

。

1234答案1234答案

由流程图

N

P，参照原料和产品的结构简式，可逆推出P为

，由已知ⅲ及N可脱去2个HF，可推出M为

。精练高频考点提升关键能力课时精练(B)答案12341.(1)酮羰基醚键羧基(2)中和反应

(3)异丁酸(或2⁃甲基丙酸)

(4)提高原料(溴)的利用率，减少损失(5)

(6)

+2NaOH

+NaBr+2H2O

(7)答案2.(1)硝基(酚)羟基(2)BrCH2CH2CH2OCH3(3)还原反应(4)5(5)+2HCl+NaNO2

+NaCl+2H2O(6)AC12342.(7)答案12343.(1)(酮)羰基碳碳双键(2)

(3)氧化反应(4)可能(5)

(6)(7)1234答案4.(1)酯基13间氯苯胺(或3⁃氯苯胺)(2)浓硝酸、浓硫酸还原反应(3)

+2NaOH―→

+CH3CH2OH+H2O(4)

(5)20答案12341.(2025·河北，18)依拉雷诺(Q)是一种用于治疗非酒精性脂肪性肝炎的药物，其“一锅法”合成路线如右：回答下列问题：(1)Q中含氧官能团的名称：

、

、

。(2)A→B的反应类型：

。答案酮羰基醚键羧基中和反应1234

结合A的结构简式及A→B的反应条件可知，A中的酚羟基与氢氧化钠反应生成

，发生中和反应。答案1234(3)C的名称：

。(4)C→D反应中，在加热条件下滴加溴时，滴液漏斗末端位于液面以下的目的：

。异丁酸(或2-甲基丙酸)提高原料(溴)的利用率，减少损失

C→D反应中加热，而溴易挥发，为提高原料的利用率，故滴加溴时将滴液漏斗末端伸入液面以下。答案1234(5)“一锅法”合成中，在NaOH作用下，B与D反应生成中间体E，该中间体的结构简式：

。答案1234(6)合成过程中，D也可与NaOH发生副反应生成M，图甲、图乙分别为D和M的核磁共振氢谱，推断M的结构，写出该反应的化学方程式：________________________________________

。+2NaOH

+NaBr+2H2O答案1234

根据图乙可知M中存在2种不同化学环境的氢原子，且原子个数比为3∶2(或2∶3)，再结合D中含有碳溴键，且与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，故D可在NaOH的醇溶液中发生消去反应，且羧基也可与氢氧化钠反应，故M的结构简式为

，由此可写出D与NaOH反应生成M的化学方程式。答案1234(7)写出满足下列条件A的芳香族同分异构体的结构简式：

。(a)不与FeCl3溶液发生显色反应；(b)红外光谱表明分子中不含C==O键；(c)核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为1∶1∶3；(d)芳香环的一取代物有两种。答案1234

A的芳香族同分异构体除苯环外，还剩余1个不饱和度、3个碳、2个氧，联系满足的条件，则只能为环状结构，芳香环的一取代物有两种，则其结构对称，且2个甲基不能在苯环上，故2个甲基只能在杂环上，符合条件的同分异构体的结构简式为

。答案12342.(2025·陕晋青宁，18)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)，合成路线如右(部分试剂、反应条件省略)。已知：回答下列问题：(1)A中官能团的名称是

、

。(2)B的结构简式为

。硝基(酚)羟基BrCH2CH2CH2OCH3答案1234

对比A、C的结构，从

中虚线处断开，左侧为A的部分，则右侧为B的部分，断开处连接Br原子，故B的结构简式为BrCH2CH2CH2OCH3。答案1234(3)由C转变为D的反应类型是

。还原反应

C中硝基转化为D中氨基，为“去氧加氢”的还原反应。答案1234(4)同时满足下列条件的B的同分异构体有

种(不考虑立体异构)。①含有两个甲基；②与钠反应产生氢气。5答案1234

C4H9—有两种碳链，第1种：

和第2种：

，第1种2、3号碳上氢原子化学环境相同，1、4号碳作为两个甲基，能与钠反应产生H2，则含有羟基，将羟基连在2号碳上，溴原子可以在2号碳上，也可以在3号碳上，共有2种；第2种1、2、3号碳原子上氢原子化学环境相同，由于只能存在2个甲基，故其中一个碳原子上必须要连羟基或溴原子，让1、3号碳作为两个甲基，在2号碳上连羟基，则2、4号碳上可以连溴原子，有2种；若在4号碳上连羟基，则在2号碳原子上连溴原子，有1种，故共有5种符合条件的同分异构体。答案1234(5)由D转变为E的过程中经历了两步反应，第一步反应的化学方程式是______________________________________________

(要求配平)。+2HCl+NaNO2―→+NaCl+2H2O答案1234

由已知信息可知，D转变为E的第一步为D与NaNO2、HCl反应生成

，由原子守恒可知，产物中还有NaCl和H2O，由此可得反应的化学方程式。答案1234(6)下列关于F说法正确的有

。

A.F能发生银镜反应B.F不可能存在分子内氢键C.右面路线中E+F―→G的反应产生了氢气D.已知醛基吸引电子能力较强，与

相比F的N—H键极性更小AC答案1234

F中含有醛基，可以发生银镜反应，A正确；F中—NH—中的H可以与苯环上的F原子形成分子内氢键，B错误；E+F―→G的反应机理为E中Cl原子与F中—NH—中的H结合生成HCl，HCl与NaH反应生成NaCl和H2，C正确；

中醛基为吸电子基团，会使得N—H键的极性增强，D错误。答案1234(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。答案答案1234

目标产物

中含有“

”结构，类比流程中D→E，可将原料

转化为

；目标产物

中含有

，类比流程中G→H，

可转化为

，

与

发生类似E→G的反应生成

。答案12343.(2025·湖南，17)化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如右(略去部分试剂和条件)：已知：(1)A的官能团名称是

、

。(2)B的结构简式是

。(酮)羰基碳碳双键答案1234(3)E生成F的反应类型是

。(4)F所有的碳原子

共面(填“可能”或“不可能”)。氧化反应可能

苯环是平面结构，酮羰基也是平面结构，五元杂环也是平面结构，则F中所有的碳原子可能共面。答案1234(5)B在生成C的同时，有副产物G生成。已知G是C的同分异构体，且与C的官能团相同。G的结构简式是

、

(考虑立体异构)。

B→C的反应是其中一个溴原子发生消去反应得到碳碳双键，G是C的同分异构体，且与C官能团相同，可以考虑另外一个溴原子发生消去反应，则G的结构简式为

、(考虑顺反异构)。答案1234(6)C与

生成E的同时，有少量产物I生成，此时中间体H的结构简式是

。答案1234

根据已知条件，

存在一系列的互变平衡，结合I的结构简式可知，

可转换为

，与C发生加成反应后得到的中间体H的结构简式为

，再发生取代反应，即可得到I。答案1234(7)依据右面流程信息，结合所学知识，设计以

和H2C==CH—CN