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【新高考】2023年高考化学二轮题型精讲精练——专题32 有机推断及合成
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专题32 有机推断及合成
目录
一、热点题型归纳………………………………………………………………………………………………………1
【题型一】有机物的结构推断…………………………………………………………………………………………1
【题型二】有机合成路线设计…………………………………………………………………………………………6
【题型三】合成确定结构的有机物……………………………………………………………………………………11
【题型四】合成未知结构的有机物……………………………………………………………………………………19
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………………25
【题型一】有机物的结构推断
【典例分析】
【典例1】（2022·北京市等级考节选）碘番酸可用于X射线的口服造影液，其合成路线如图所示。
已知：R－COOH+R’－COOHR－－O－－R′+H2O
（1）A可发生银镜反应，其官能团为___________。
（2）B无支链，B的名称为___________。
（3）E是芳香族化合物，E→F的方程式为_______________________。
（4）G中有乙基，则G的结构简式为___________。
（5）碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原了上，碘番酸的相对分了质量为571，J的相对分了质量为193。则碘番酸的结构简式为___________。
【解析】因为A可发生银镜反应，则A为醛类物质，其可能的结构简式为CH3CH2CH2CHO或CH3－CHO，醛被氧化成CH3CH2CH2COOH或CH3－COOH，因为B无支链，则B一定是CH3CH2CH2COOH，A是CH3CH2CH2CHO。CH3CH2CH2COOH发生信息反应生成CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3，则D为CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3；E（C7H6O）是芳香族化合物，含1个苯环和一个侧链，不饱和度为5，则侧链有1个不饱和度，即侧链一定是醛基，所以E的结构简式为。结合J的结构简式，则在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成F（）；在催化剂作用下，与CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3反应生成CH3CH2CH2COOH和G，可以判断硝基没有发生变化，只能是醛基发生了变化，结合G的分子式C11H11NO4，原来醛基所在的侧链的化学式为－C5H7O2，其不饱和度为2，再结合J的结构简式中有羧基的存在，则该侧链上一定有1个碳碳双键，最可能是醛基上的氧原子与CH3CH2CH2COOH中的2个氢原子结合成水进而形成碳碳双键，则则G为；与在镍做催化剂条件下，与铝、氢氧化钠发生还原反应后，调节溶液pH生成。因为碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原了上，则说明是碘原子取代了苯环上的氢原子，每取代1个氢原子，相对分了质量增加（127－1）＝126，而实际相对分了质量增加了（571－193）＝378，378÷126＝3，即有3个碘原子取代了3个氢原子，所以碘番酸的结构简式为。（1）A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，官能团为醛基；（2）无支链的B的结构简式为CH3CH2CH2COOH，名称为丁酸；（3）E→F的反应为在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成和水，反应的化学方程式为+HNO3+H2O；（4）含有乙基的G的结构简式为；（5）相对分了质量为571的碘番酸的结构简式为。
【答案】（1）醛基（2）丁酸；（3）+HNO3+H2O
（4）（5）
【提分秘籍】
1．根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
（1）使溴水因发生反应而褪色，则表示该有机物中可能含有：、－C≡C－或－CHO。
（2）使酸性KMnO4溶液褪色，则该有机物中可能含有、－C≡C－、－CHO或苯的同系物（与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子）。
（3）遇FeCl3溶液发生显色反应或加入浓溴水出现白色沉淀，则该有机物中含有酚羟基。
（4）加入新制的氢氧化铜并加热，有砖红色沉淀生成（或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现），则该有机物中含有－CHO。
（5）加入金属钠，有H2产生，则该有机物中可能有－OH或－COOH。
（6）加入NaHCO3（或Na2CO3）溶液有气体放出，则该有机物中含有－COOH。
2．根据特征产物推断碳骨架结构或官能团的位置
（1）醇的催化氧化产物与分子结构的关系。
（2）由消去反应的产物可确定“－OH”或“－X”的位置。
（3）由取代产物的种类或氢原子化学环境可确定碳骨架结构。有机物取代产物越少或相同化学环境的氢原子数越多，说明该有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子种类联想到该有机物碳骨架结构的对称性而快速进行解题。
（4）由加氢后的碳骨架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
（5）由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚合物，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定 －OH与－COOH的相对位置。
3．根据有机反应的定量关系推断官能团的数目
【特别提醒】①1mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1mol H2；1mol碳碳三键消耗2mol H2；②1mol苯环消耗3mol H2；③羧基、酯基、酰胺基一般不与H2发生加成反应。
4．解答有机合成与推断题的基本思路
【变式演练】
1．（2022·海南省选择考）黄酮哌酯是一种解痉药，可通过如下路线合成：
回答问题：
（1）A→B的反应类型为_______________。
（2）已知B为一元强酸，室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________。
（3）C的化学名称为______________，D的结构简式为______________。
（4）E和F可用______________（写出试剂）鉴别。
【解析】根据合成路线，A（）在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B（），B与熔融NaOH反应生成和水、与HCl反应生成C（，苯酚），先与NaOH反应生成，和CO2在一定条件下反应，再与HCl反应生成D，D的分子式为C7H6O3，结合D与反应生成CH3CH2COCl发生取代反应生成E，则可以推知D为。由E、F的结构简式可知，F含有酚羟基，而E没有，因此可用FeCl3溶液鉴别二者，前者溶液变成紫色，后者无明显现象；
【答案】（1）取代反应或磺化反应
（2）+NaOH→+H2O
（3）苯酚；（4）FeCl3（溶液）或其他合理答案
2．（2022·湖南省等级考）物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
已知：①+［Ph3CH2R'］Br－；
②
回答下列问题：
（1）B的结构简式为_____________；
（2）C→D反应方程式为_______________________________；
【解析】已知：①+［Ph3CH2R'］Br－，其原理是：醛基上的氧原子结合［Ph3CH2R'］Br－中的两个氢原子形成碳碳双键，则A（）和反应生成B（C12H14O4）B的结构简式为；B和HCOONH4发生反应得到C（C12H16O4），多了两个氢原子，最可能是在侧链的碳碳双键上的碳原子上个加上1个氢原子，则C的结构简式为。“已知②”在多聚磷酸的作用下脱去羟基及邻位碳原子上的氢原子形成环酮，则D的结构简式为，反应的化学方程式为。
【答案】（1）
（2）
3．（2022·全国乙卷）左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐（化合物K）的一种合成路线（部分反应条件已简化，忽略立体化学）：
已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题：
（1）A的化学名称是_______。
（2）C的结构简式为_______。
（3）写出由E生成F反应的化学方程式_______________________________。
（4）E中含氧官能团的名称为_______。
（5）由G生成H的反应类型为_______。
（6）I是一种有机物形成的盐，结构简式为_____________。
【解析】A的结构简式为CH2＝CHCH2Cl，属于氯代烯烃，其化学名称为3－氯丙烯。A发生氧化反应生成B，B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D，对比B、D的结构简式，结合C的分子式C8H7N，可推知C的结构简式为CH2CN；D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E（），其中含氧官能团的名称为（醇）羟基、羧基。E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F，F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，F中不含羧基，F的分子式为C11H10O2，F在E的基础上脱去1个H2O分子，说明E发生分子内酯化生成F，则F的结构简式为，E生成F的化学方程式为+H2O。F与（C2H5）2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G，G与SOCl2、甲苯反应生成H，H的分子式为C15H20ClNO，H与I反应生成J，结合G（）、J的结构简式知，H的结构简式为，G与SOCl2发生取代反应生成H。；I的分子式为C8H4KNO2，I是一种有机物形成的盐，则I的结构简式为。
【答案】（1）3－氯丙烯（2）CH2CN
（3）+H2O
（4）羟基、羧基（5）取代反应（6）
【题型二】有机合成路线设计
【典例分析】
【典例2】（2020·山东省等级考）化合物F是合成吲哚－2－酮类药物的一种中间体，其合成路线如下：
已知：
Ar为芳基；X＝Cl，Br；Z或Z′＝COR，CONHR，COOR等。
【解析】逆推法设计有机合成路线：
（1）逆向分析：在分析过程中，可充分参考题给反应关系，其分析过程如下图所示：
（2）正向书写
以苯胺和为原料制得目标产物，可将苯胺与溴反应生成2，4，6－三溴苯胺，再将2，4，6－三溴苯胺与反应发生已知条件Ⅱ的取代反应，再发生已知条件Ⅲ的成环反应即可得到目标产物，反应的流程为：
【提分秘籍】
1．有机合成中官能团的变化
（1）官能团的引入（或转化）
－OH
①烯烃与水的加成反应；②卤代烃的水解反应；
③醛、酮与H2的加成反应；④酯的水解反应
－X
①烷烃的卤代反应；②烯（炔）烃与X2或HX的加成反应；
③醇的取代反应
①R－OH和R－X的消去反应；②炔烃的加成反应
－CHO
①某些醇（R－CH2OH）的氧化反应；②烯烃的氧化反应；
③炔烃与水的加成反应；④糖类的水解反应
－COOH
①－CHO的氧化；②某些苯的同系物被KMnO4（H+）溶液氧化；
③羧酸盐（RCOONa）酸化；④酯的水解；⑤酰胺基的水解
－COO－
酯化（取代）反应
（2）官能团的保护
官能团
被保护的官能团性质
保护方法
碳碳双键
①易与卤素单质加成
②易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物，后用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键
酚羟基
易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液等氧化
①用NaOH（Na2CO3）溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚：
②用碘甲烷先转化为苯甲醚，后用氢碘酸酸化重新转化为酚：
醛基
易被氧气
乙醇（或乙二醇）加成保护：
氨基
易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液等氧化
先用盐酸转化为盐酸盐，再用NaOH溶液重新转化为氨基
（3）消除官能团的常用方法
①双键（C＝C或C＝O）：加成反应；
②羟基（－OH）：消去、氧化、酯化反应；
③醛基（－CHO）：还原和氧化反应。
2．常见的增长（或缩短）碳链的方法
分类
应用举例
增长碳链
缩短碳链
3．解答有机合成路线设计题的流程。
（1）解题流程
表达方式
基础原料→中间产物→中间产物→…→目标有机产物
总体思路
根据目标有机物分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团的转化
始终抓住合成有机物的两大任务
设计关键
已知信息和原合成路线中流程的应用
对照有机物和原合成路线中关键有机物的结构，确定关键合成步骤
（2）根据题中的“显性信息”设计合成路线。
有机合成路线设计一般会用到已知信息中的反应，解题时首先要解读已知信息，对比官能团的变化，然后结合原料和目标产物的组成及结构，分析其他转化步骤，最后写出最佳合成路线。
（3）根据题中“隐性信息”设计合成路线。
若题中未提供已知信息，合成路线的设计需要根据原合成路线中某些关键步骤，挖掘“隐性信息”，一般先关注原合成路线中具有特殊合成条件的步骤，再与官能团的转化相结合，设计合理的合成路线。
【特别提醒】设计合成路线时，要选择合成步骤少，副反应少，反应产率高，试剂成本低、毒性小，反应条件温和，操作简单，污染物排放少的路线。
【变式演练】
1．（2022·广东省等级考）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线_______（不用注明反应条件）。
【答案】根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→V的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物，则合成路线为：。
2．（2022·海南省选择考）设计以CH3－CH3为原料合成的路线_______（其他试剂任选）。已知：COOH+CO2。
【解析】酸酐能与羟基化合物反应生成酯，则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水，故M和N的结构简式为COOH和H2O；（7）已知COOH+CO2，则以CH3－CH3为原料合成时，可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成，再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成，再与CH3COCl发生取代反应生成，氧化可得到，再与AlCl3反应可得到。
【答案】
3．（2022·湖南省等级考）物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
已知：①+［Ph3CH2R'］Br－；
②
参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线_______（无机试剂任选）。
【解析】结合G→I的转化过程可知，可先将和氢气发生加成反应生成，发生催化氧化转化为，再使和发生类似于“G→H”的反应生成，类似于“H→I”的反应最终转化为。
【答案】
【题型三】合成有确定结构简式的有机化合物
【典例分析】
【典例3】（2022·江苏省选择考）化合物G可用于药用多肽的结构修饰，其人工合成路线如下：
（1）A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
（2）B→C的反应类型为_______。
（3）D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分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。
（4）F的分子式为C12H17NO2，其结构简式为_______。
（5）已知：（R和R'表示烃基或氢，R''表示烃基）；写出以和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）_______。
【解析】A（）和CH3I发生取代反应生成B（）；B和SOCl2发生取代反应生成C（）；C和CH3OH发生取代反应生成D（）；D和NH2OH发生反应生成E（）；E经过还原反应转化为F，F再转化为G，其中F和G的分子式都是C12H17NO2，则F为，F和G互为手性异构体。（1）A分子中，苯环上的碳原子和双肩上的碳原子为sp2杂化，亚甲基上的碳原子为sp3杂化，即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。（2）B→C的反应中，B中的羟基被氯原子代替，该反应为取代反应。（3）D的分子式为C12H14O3，其一种同分异构体在碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化，说明该同分异构体为酯，且水解产物都含有醛基，则水解产物中，有一种是甲酸，另外一种含有羟基和醛基，该同分异构体属于甲酸酯；同时，该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。（4）由分析可知，F的结构简式为。（5）根据已知的第一个反应可知，与CH3MgBr反应生成，再被氧化为，根据已知的第二个反应可知，可以转化为，根据流程图中D→E的反应可知，和NH2OH反应生成；综上所述，的合成路线为：。
【答案】（1）sp2和sp3（2）取代反应（3）（4）
（5）
【提分秘籍】
1．重要的有机物间的转化关系
（1）基本转化关系
（2）以乙烯为起始反应物的一元转化关系
（3）以乙烯为起始反应物的二元转化关系
（4）醛与其他有机物间的转化（信息型）
2．有机合成常见分析方法
3．有机合成与推断题的基本框架结构如下：
4．有机合成题的解题思路
【变式演练】
1．（2022·辽宁省选择考）某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性，其合成路线如下：
已知：
回答下列问题：
（1）A的分子式为___________。
（2）在NaOH溶液中，苯酚与CH3OCH2Cl反应的化学方程式为___________。
（3）D→E中对应碳原子杂化方式由___________变为___________，PCC的作用为___________。
（4）F→G中步骤ⅱ实现了由___________到___________的转化（填官能团名称）。
（5）I的结构简式为___________。
（6）化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种（不考虑立体异构）；i．含苯环且苯环上只有一个取代基ii．红外光谱无醚键吸收峰其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________（任写一种）。
【解析】F中含有磷酸酯基，且F→G中步聚ⅰ在强碱作用下进行，由此可推测F→G发生题给已知信息中的反应；由F、G的结构简式及化合物Ⅰ的分子式可逆推得到Ⅰ的结构简式为；（1）由A的结构简式可知A是在甲苯结构基础上有羟基和硝基各一个各自取代苯环上的一个氢原子，所以A的分子式为C7H7NO3；（2）由题给合成路线中C→D的转化可知，苯酚可与CH3OCH2Cl发生取代反应生成与HCl，HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和H2O，据此可得该反应的化学方程式为：+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O；（3）根据D、E的结构简式可知，D→E发生了羟基到酮羰基的转化，对应碳原子杂化方式由“sp3”变为“sp2”；由D→E的结构变化可知，PCC的作用为“选择性将分子中的羟基氧化为羰基”；（4）由题给已知信息可知，F→G的步骤ⅰ中F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键，对比F与G的结构简式可知，步骤ⅱ发生了由“硝基”到“氨基”的转化；（5）根据分析可知，化合物I的结构简式为；（6）化合物Ⅰ的分子式为C10H14O，计算可得不饱和度为4，根据题目所给信息，化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环（已占据4个不饱和度），则其余C原子均为饱和碳原子（单键连接其他原子）；又由红外光谱无醚键吸收峰，可得苯环上的取代基中含1个羟基；再由分子中苯环上只含有1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种：（1、2、3、4均表示羟基的连接位置），所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12；其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基，则其结构简式为或。
【答案】（1）C7H7NO3（2）+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
（3）sp3、sp2；选择性将分子中的羟基氧化为羰基
（4）硝基；氨基（5）
（6）12；（或）
2．（2022·全国甲卷）用N－杂环卡其碱（NHCbase）作为催化剂，可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线（无需考虑部分中间体的立体化学）。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为_______。
（2）反应②涉及两步反应，已知第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为_______。
（3）写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式_______。
（4）E的结构简式为_______。
（5）H中含氧官能团的名称是_______。
（6）化合物X是C的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式_______。
（7）如果要合成H的类似物H′（），参照上述合成路线，写出相应的D′和G′的结构简式_______、_______。H′分子中有_______个手性碳（碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳）。
【解析】由合成路线，A的分子式为C7H8O，在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B，B的结构简式为，则A为，B与CH3CHO发生加成反应生成，再发生消去反应反应生成C，C的结构简式为，C与Br2/CCl4发生加成反应得到，再在碱性条件下发生消去反应生成D，D为，B与E在强碱的环境下还原得到F，E的分子式为C5H6O2，F的结构简式为，可推知E为，F与生成G，G与D反应生成H，据此分析解答。（1）由分析可知，A的结构简式为，其化学名称为苯甲醇；（2）由B、C的结构简式，结合反应条件，可知B（）先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成，再发生消去反应生成C（），故第二步的反应类型为消去反应；（3）根据分析可知，C与Br2/CCl4发生加成反应得到；（4）由分析，E的结构简式为；（5）H的结构简式为，可其分子中含有的含有官能团为硝基、酯基和羰基；（6）C的结构简式为，分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为：；（7）G与D反应生成H的反应中，D中碳碳双键断裂与G中HC－NO2和C＝O成环，且C＝O与－CHO成环，从而得到H，可推知，若要合成H′（），相应的D′为，G′为，手性碳原子为连有4各不同基团的饱和碳原子，则H′（）的手性碳原子为，共5个。
【答案】（1）苯甲醇（2）消去反应（3）
（4）（5）硝基、酯基和羰基（6）
（7）；；5
3．（2022·山东省等级考）支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下：
已知：Ⅰ．
Ⅱ．\Ⅲ．
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_______________________________。
（4）H的同分异构体中，仅含有－OCH2CH3和－NH2和苯环结构的有_______种。
（5）根据上述信息，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_______。
【解析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成，则A为、B为；在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成，与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成，则D为CH3COOC2H5、E为；在乙酸作用下与溴发生取代反应生成，则F为；一定条件下与（CH3）3CNHCH2ph发生取代反应，则G为；在Pd－C做催化剂作用下与氢气反应生成H。（1）由分析可知，A→B的反应为在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成和水；B的结构简式为为，含氧官能团为羟基、酯基，共有2种；（2）由分析可知，B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢，由B和H都含有酚羟基可知，B→C的目的是保护酚羟基；（3）由分析可知，D的结构简式为CH3COOC2H5；E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢，反应的化学方程式为+Br2+HBr；（4）H的同分异构体仅含有－OCH2CH3和－NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被－NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6种；（5）由题给信息可知，以4－羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成，发生信息Ⅱ反应生成，在Pd－C做催化剂作用下与氢气反应生成，合成路线为
。
【答案】（1）浓硫酸，加热；2（2）取代反应；保护酚羟基
（3）CH3COOC2H5；+Br2+HBr
（4）6（5）
【题型四】合成未知结构的有机化合物
【典例分析】
【典例4】（2021·全国乙卷）卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：
已知：（ⅰ）
（ⅱ）
回答下列问题：
（1）A的化学名称是_____________。
（2）写出反应③的化学方程式___________________________________________。
（3）D具有的官能团名称是_____________。（不考虑苯环）
（4）反应④中，Y的结构简式为_________________________。
（5）反应⑤的反应类型是___________________。
（6）C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
（7）写出W的结构简式_________________________。
【解析】A（）在酸性高锰酸钾的氧化下生成B（），与SOCl2反应生成C（），与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，与Y（）发生取代反应生成E（），与发生取代反应生成F（），F与乙酸、乙醇反应生成W（）。（1）由A（）的结构可知，名称为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯）；（2）反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成；（3）含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基；（4） D为，E为，根据结构特点，及反应特征，可推出Y为；（5） E为，F为，根据结构特点，可知与发生取代反应生成F；（6）C为，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有：
（编号为F原子可能的位置）有4种可能的结构；，有4种可能的结构；，有2种可能的结构，故其同分异构体为10种；（7）根据已知及分析可知，与乙酸、乙醇反应生成。
【答案】（1）2－氟甲苯（或邻氟甲苯）
（2）或
（3）氨基、羰基、卤素原子（溴原子、氟原子）（4）
（5）取代反应 （6）10 （7）
【提分秘籍】
一、读题干 抓信息
1．收集信息确定有机物结构
2．有机化学反应类型判断的基本思路
二、审要点 抓关键
1．根据反应物、产物分子式特征推断有机物结构及反应类型
分析反应物、产物的分子式特征，根据其差异，联想已有有机化学知识，猜想可能的有机反应类型，由此确定反应物、产物的结构特点，结合框图中的其他物质，确定具体的结构。例如：
（1）：对比F与G的分子式，G比F的分子式少1个H，多1个NO2，可判断反应类型可能为取代反应，F若为苯酚，则G可能为硝基苯酚。
（2）：对比C与D的分子式，D比C的分子式少2个Cl，多2个OH，根据分子式可判断反应类型可能为取代反应，是卤代烃碱性条件下的水解反应。
2．根据特定的反应条件进行推断
特定条件
常见反应
①烷烃的取代；
②芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；
③不饱和烃中烷基的取代。
碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基的加氢反应
①醇分子内脱水生成烯烃或炔烃（消去反应）
②酸和醇的酯化反应
③醇分子间脱水生成醚的反应
①卤代烃水解；
②酯类的碱性水解
卤代烃的消去反应
3．根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团。
4．以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置。
5．巧妙利用题给新信息进行解题
（1）苯环侧链引入羧基
如R（R代表与苯环相连的碳上有氢的烃基）被酸性KMnO4溶液氧化生成COOH，此反应可缩短碳链。
（2）卤代烃与氰化物反应再水解可以得到羧酸
如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH，卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是加长碳链的常用方法。
（3）烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮
（4）双烯合成
如1，3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环已烯：
这是著名的双烯合成，是合成六元环的重要方法。
（5）羟醛缩合
三、规范答 思拓展
1．新信息通常指题目提示或已知的有机化学方程式，破解有机化学新信息题通常分三步：
（1）读信息。题目给出教材以外的化学反应原理，需要审题时“阅读”新信息，即读懂新信息。
（2）挖信息。在阅读的基础上，分析新信息化学反应方程式中反应条件、反应物断裂化学键类型、产物形成化学键类型、有机反应类型等，掌握反应的实质，并在实际解题中做到灵活运用。
（3）用信息。在上述两步的基础上，利用有机反应原理解决题目设置的问题，这一步是关键。一般题目给出的“新信息”都会用到，根据框图中的“条件”提示，判断哪些需要用新信息。
2．解题模板
步骤1：寻找有机物的化学式、结构简式等分子组成与结构的信息。
步骤2：根据化学式或官能团推断有机物的类型和相关性质。
步骤3：认真阅读题中所给的有机物之间的转化关系。
步骤4：分析各步转化的化学反应及其反应类型。
步骤5：根据题目要求正确作答。
3．答题规范提示
（1）答题看清要求，是书写名称还是结构式、分子式。
（2）缩聚反应要注意端基原子和小分子水及数目。
（3）书写同分异构体要避免重复。
（4）书写化学方程式注意反应条件、小分子及个数。
（5）书写反应类型不要漏写“反应”两字。
【变式演练】
1．（2020·全国Ⅱ卷）维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α－生育酚（化合物E）含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。
已知以下信息：
a）
b）+
c）
回答下列问题：
（1）A的化学名称为______________。
（2）B的结构简式为______________。
（3）反应物C含有三个甲基，其结构简式为______________。
（4）反应⑤的反应类型为______________。
（5）反应⑥的化学方程式为。
（6）化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_______个（不考虑立体异构体，填标号）。
（ⅰ）含有两个甲基；
（ⅱ）含有酮羰基（但不含C＝C＝O）；
（ⅲ）不含有环状结构。
a．4 b．6 c．8 d．10
其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为____________。
【解析】（1）A分子中羟基直接连在苯环上属于酚类，甲基和羟基处于间位，故化学名称为3－甲基苯酚（或间甲基苯酚）。（2）由信息a）可知该反应条件下，－CH3取代羟基邻位上的氢原子，结合B的分子式可确定两个邻位氢原子都被取代，则B的结构简式为。（3）由信息b）及反应④前后有机物的结构简式可知，结合“C含有三个甲基”，确定其结构简式为。（4）反应⑤发生信息c）的反应，对照反应前后有机物的结构简式发现，羰基中的一个化学键断裂，氧原子连氢原子，碳原子连－C≡CH，故属于加成反应。（5）由信息c）的反应机理可确定D的结构简式为，反应⑥后碳碳三键变成了碳碳双键，则化学方程式为。（6）由（3）分析知C为，其同时满足题意三个条件的同分异构体：①碳链没有支链时：、、；②有一个支链：、、、、；共8种。其中中号碳原子为手性碳。
【答案】（1）3－甲基苯酚（或间甲基苯酚）（2）（3）（4）加成反应（5）（6）（c）
2．（2018·浙江4月学考真题）摩尔质量为32g·molˉ1的烃的衍生物A能与金属钠反应，F是由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下（含有相同官能团的有机物，通常具有相似的化学性质）：
请回答：
（1）D中的官能团的名称是________。
（2）B的结构简式是________。
（3）D→E的化学方程式是________。
（4）下列说法正确的是________。
A．石油裂解气和B都能使酸性KMnO4褪色
B．可以用碳酸钠溶液洗去C、E和F混合物中的C、E
C．相同物质的量的D、E或F充分燃烧时消耗等量的氧气
D．有机物C和E都能与金属钠反应
【解析】烃的衍生物A可以和钠反应生成氢气，可能的官能团为羧基或羟基，又因为相对分子质量为32，可知A为CH3OH，B为HCHO，C为HCOOH，C与E酯化得到F（两种酯混合物），可知D为丙烯，E为正丙醇与异丙醇混合物，F为甲酸丙酯和甲酸异丙酯混合物。（1）由推断过程可知D为丙烯，官能团为碳碳双键。（2）由上述推断可知B结构简式为HCHO。（3）考查了不对称烯烃的加成，产物为正丙醇和异丙醇，条件为催化剂、加热。（4）石油裂解气中含有小分子烯烃，B中含有醛基，故都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳酸钠溶液可以吸收酸、溶解醇，降低酯的溶解度，故B正确；等物质的量有机物（CxHyOz）耗氧量比较：x+y/4＝z/2，可知三者耗氧量不相等，C错误；C中含有羧基，E中含有羟基，均可以与金属钠反应，故D正确。
【答案】（1）碳碳双键（2）HCHO
（3）CH3CH＝CH2+H2OCH3CH2CH2OH
CH3CH＝CH2+H2OCH3－－CH3
（4）ABD
1．（2022~2023学年甘肃酒泉高三12月模拟）有机物A（C10H20O2）具有兰花香味，可用作香皂、洗发香波的芳香赋予剂。已知：
提示：①B分子中没有支链。②D能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳。③D、E互为具有相同官能团的同分异构体。E分子烃基上的氢若被氯取代，其一氯代物只有一种。④F可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
回答下列问题：
（1）B可以发生的反应有________（填序号）。
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④氧化反应
（2）D、F分子所含的官能团的名称分别是________、________。
（3）写出所有与D、E具有相同官能团的同分异构体的结构简式：__________________________________________________________。
（4）E可用于生产氨苄青霉素等。已知E的制备方法不同于其常见的同系物，据报道，可由2－甲基－1－丙醇和甲酸在一定条件下制取E。该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
【解析】由题干信息知A为酯，且A由B和E发生酯化反应生成，根据BCD可知B为醇，E为羧酸；又因D和E是具有相同官能团的同分异构体，说明B和E中碳原子数相同。结合A的分子式可知E中含有5个碳原子，又因E分子烃基上的氢若被氯取代，其一氯代物只有一种，可以确定E的结构简式为，进一步可知B的分子式为C5H12O，说明B为饱和一元醇，又因B中没有支链，可确定B的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2OH。
【答案】（1）①②④（2）羧基；碳碳双键
（3）CH3－CH2－－OH、CH3－CH2－－OH
（4）CH3－CH2－OH+HCOOH
2．（2021~2022学年江西瑞金高三3月模拟）化合物C是有机合成的中间体，在化学化工合成上有重要的意义，合成路线如图：
回答下列问题：
（1）A的结构简式为__________。
（2）化合物B中的官能团名称为__________。
（3）反应4、反应5的反应类型分别为__________、__________。
（4）设计反应1的目的是________________。
（5）写出反应2的化学方程式：_____________。
（6）满足下列条件的化合物C的同分异构体有_______种，任写出其中一种的结构简式：___________。①除苯环外无其他环状结构②1mol该物质最多可消耗4molNaOH溶液③不考虑立体异构
（7）结合上述流程中化合物C的合成路线，以苯为原料，设计合成苯酚的流程图____。（无机试剂任选）
【解析】和浓硫酸加热作用下反应生成HO3S－，HO3S－和浓硝酸在浓硫酸作用下反应生成，和一水合氢离子加热作用下反应生成，和酸性高锰酸钾反应生成，在Fe、氢离子作用下发生还原反应生成，在亚硝酸钠、硫酸低温下反应生成，和一水合氢离子加热作用下反应生成。（1）根据A和浓硫酸反应的产物得到A的结构简式为。（2）根据化合物B的结构简式得到B中的官能团名称为氨基、羧基。（3）反应4是甲基变为羧基，其反应类型为氧化反应，反应5是硝基变为氨基，其反应类型为还原反应。（4）设计反应1的目的是主要用磺酸基占位，防止反应2生成TNT。（5）反应2是HO3S－和浓硝酸在浓硫酸加热作用下反应，其化学方程式：。（6）化合物C（）的同分异构体满足①除苯环外无其他环状结构，②1mol该物质最多可消耗4molNaOH溶液，说明有每种结构中有2个酚羟基，1个甲酸酚酯或则1个酚羟基，1个－O－－OH，当有2个酚羟基，1个甲酸酚酯时，两个羟基在邻位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有两种位置的氢，即两种结构；两个羟基在间位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有三种位置的氢，即三种结构；两个羟基在对位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有一种位置的氢，即一种结构，共6种；1个酚羟基，1个－O－－OH，分别为邻间对三种结构，满足上述结构的同分异构体有9种，任写出其中一种的结构简式：或。（7）苯在浓硫酸作用下和浓硝酸加热条件下反应生成硝基苯，硝基苯在Fe、酸性条件下反应生成NH2，NH2和亚硝酸钠在硫酸、低温下反应生成N2+，N2+在一水合氢离子加热作用下生成苯酚，其合成路线为。
【答案】（1）（2）氨基、羧基（3）氧化反应；还原反应
（4）占位，防止反应2生成TNT
（5）
（6）9；（3个基团位置可动）或（邻、间、对三种）
（7）
3．（2022·宁夏吴忠高三3月模拟）双功能手性催化剂在药物合成中起到重要的作用。其中一种催化剂I的合成路线如下：
已知：R－NH2+
（1）A可与Na反应可生成H2，则A中的官能团名称是_________。
（2）下列关于A的说法中，正确的是_________。
A．与乙醇互为同系物
B．与B在一定条件下可发生缩聚反应
C．发生消去反应的试剂和条件是：NaOH的醇溶液、加热
（3）写出B→C的化学方程式：___________________________________。
（4）D的结构简式是__________。
（5）E→F的反应类型是___________。
（6）已知：NH3+→H2N－CH2CH2OH，NH3和物质K发生反应可以制备试剂a，K的结构简式是__________。
（7）F与对苯二胺（H2N－NH2）在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品，该反应的化学方程式是___________________________________。
（8）H的结构简式是___________。
【解析】根据已知反应R－NH2+，由F在一定条件下与试剂a反应生成G（）以及F的分子式C5H6O2Cl2，可推出F为，而a为，E与SOCl2反应生成F，可知E为，根据逆推示可知D为，C为C2H5OOCCH2COOC2H5，B为HOOC－CH2－COOH，A为HOCH2CH2CH2OH。加成反应生成H，H脱去水生成，加成时应形成环，推出H为，据此分析。（1）A为HOCH2CH2CH2OH，可与Na反应可生成H2，则A中的官能团名称是羟基；（2）HOCH2CH2CH2OH与乙醇所含有羟基数目不相同，结构不相似，不互为同系物，故错误；HOCH2CH2CH2OH与B分别为二元醇和二元羧酸，在一定条件下可发生缩聚反应，故正确；HOCH2CH2CH2OH发生消去反应的试剂和条件是：浓硫酸、加热，故错误；（3）B→C是HOOC－CH2－COOH与C2H5OH发生酯化反应生成C2H5OOC－CH2－COOC2H5和水，反应的化学方程式为：HOOC－CH2－COOH+2C2H5OHC2H5OOC－CH2－COOC2H5+2H2O；（4）D的结构简式是；（5）E→F是与SOCl2发生取代反应生成、二氧化硫和水，反应类型是取代反应；（6）已知：NH3+→H2N－CH2CH2OH，NH3和物质K发生反应可以制备试剂a，为开环加成，则K的结构简式是；（7）F与对苯二胺（H2N－NH2）在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品，该反应的化学方程式是n+nH2N－NH2+（2n－1）HCl；（8）H的结构简式是。
【答案】（1）羟基（2）b
（3）HOOC－CH2－COOH+2C2H5OHC2H5OOC－CH2－COOC2H5+2H2O
（4）（5）取代（6）
（7）n+nH2N－NH2+（2n－1）HCl
（8）
4．（广东省茂名市2022届高三下学期第二次综合测试）（14分）芳基烯炔在有机合成中有广泛的应用，尤其是对复杂环系、天然产物以及药品的合成有重大意义。一种芳基烯炔的合成路线如下：
已知：R－BrR－MgBr（R为烃基）。回答下列问题：
（1）A的命名为____________。
（2）B→C所需反应条件及试剂为________________。
（3）C→D的反应类型为____________。
（4）G中的含氧官能团名称是____________。
（5）D和E反应产物除了F外还有HBr，请写出E的结构简式________________。
（6）F的芳香同分异构体M中，满足下列条件的有种。请写出其中一种的结构简式：____________________。
a．苯环上只有两个取代基。
b．1molM和足量的银氨溶液反应可以生成4mol的Ag。
c．能使溴的四氯化碳溶液褪色。
d．分子中有一个手性碳（手性碳是指连有四个不同原子或者原子团的饱和碳原子）。
（7）根据上述信息，以甲苯为原料合成（其他试剂任选）。
【解析】（1）由A的结构可知，A的名称为间甲基苯酚或者3－甲基苯酚。（2）B到C发生的是苯环上的取代反应，应该是和液溴在铁粉或者溴化铁的催化下反应，在甲基的邻位引入一个溴原子。（3）对比C和D的结构，甲基变成了醛基，氧原子多了，氢原子少了，加氧去氢是氧化反应。（4）由G的结构可知，G的含氧官能团为羟基、醚键。（5）D和E反应产物除了F外还有HBr，说明D和E发生的是取代反应，D+EF+HBr，可推出E为CH≡C－CH3。（6）的芳香同分异构体苯环侧链有五个碳、两个氧、Ω＝3。要满足条件：1molM和足量的银氨溶液反应可以生成4mol的Ag，说明有两个醛基；能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明有一个碳碳双键，除此之外，还剩下一个饱和碳原子；考虑苯环上有两个取代基，分子中有一个手性碳，只可以是连在苯环上，苯环上还有一个醛基，两个基团位于苯环上有邻、间、对三种。（7）由甲苯合成，可用逆推法，模仿了F到G的反应，可逆推回前一步的反应物为CHO和CH2MgBr，CH2MgBr是来自CH2Br，CHO和CH2Br均可由甲苯合成，故合成路线为：。
【答案】（1）间甲基苯酚（3－甲基苯酚）（2）铁粉/溴化铁，液溴（3）氧化反应
（4）羟基、醚键（5）CHC－CH3（6）3种；
（7）
5．（2022·黑龙江大庆高三3月模拟）氯吡格雷是一种用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病的药物。以2－氯苯甲醛为原料合成该药物的路线如图：
（1）A中含氧官能团的名称为_________________，A发生银镜反应的化学方程式为_________________________________________________________。
（2）C生成D的反应类型为_______。
（3）X（C6H7BrS）的结构简式为_________________。
（4）写出C聚合成高分子化合物的化学反应方程式：______________________。
（5）物质G是物质A的同系物，其相对分子质量比A多14；符合以下条件的G的同分异构体共有_______种（考虑立体异构）。①属芳香族化合物；②与FeCl3溶液反应显紫色；③苯环上的氢原子种类有两种。其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰，且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为_________________。
（6）已知：，写出以乙烯、甲醇为有机原料制备化合物的合成路线_____（无机试剂任选）。
【解析】A与NaCN、NH4Cl反应生成B，B中氰基发生水解生成C，C中羧基与甲醇发生酯化反应生成D，结合D、E结构简式可知X结构简式为，E与发生取代反应生成最终产物。（1）A的结构简式为，官能团为醛基、碳氯键（旧教材称氯原子）；分子中含有醛基，能与银氨溶液共热发生银镜反应生成，反应的化学方程式为+2［Ag（NH3）2］OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O；（2）由题给流程可知，在无机酸的作用下，与甲醇在酸性条件下发生酯化反应生成和水，酯化反应属于取代反应。（3）由E和D的结构简式为和可知，X结构简式为；（4）C的结构简式是，分子中含有羧基和氨基，一定条件下能发生缩聚反应生成和水，反应的化学方程式为n+（n－1）H2O；（5）由G的同分异构体比A多一个碳原子，属于芳香族化合物说明结构中含有苯环，与氯化铁溶液反应显紫色可知苯环上有一个羟基，苯环上的氢原子种类有两种说明为对称结构，且含有－CH＝CHCl（有顺反异构）和－CCl＝CH2，共3种，符合核磁共振氢谱中有4个吸收峰，且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为；（6）由原料和产品的结构简式可知，以乙烯、甲醇为有机原料制备化合物的合成步骤为乙烯与溴发生加成反应生成BrCH2CH2Br，BrCH2CH2Br发生水解反应生成乙二醇，甲醇催化氧化生成甲醛，乙二醇与甲醛反应生成，合成路线流程为。
【答案】（1）①醛基、碳氯键
②+2［Ag（NH3）2］OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O
（2）酯化反应（取代反应）（3）
（4）n+（n－1）H2O
（5）3；
（6）
6．（广东省汕头市2022届高三下学期第一次模拟）有机合成在创新药研发中应用十分广泛，有机化合物F是目前最好的前列腺抗癌药物，其合成路线如下：
已知：①取代基－CH3可表示为Me；
②RCOOHRCOOR′；
③或；苯甲酸卤代时，主要生成间位产物
（1）化合物C中的官能团有溴原子、氟原子、___________。
（2）下列说法正确的是___________。
A．A→D的反应类型分别是：取代反应，还原反应，氧化反应
B．化合物F的分子式为C21H16N4O2F4S
C．中有手性碳
D．由甲苯合成A的过程是先将甲苯氧化为苯甲酸，然后再进行卤代
（3）化合物E的结构简式为___________。
（4）写出B→C的化学方程式（无须注明条件）__________________________。
（5）化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子，同时满足下列条件G的同分异构体共___________种。①苯环存在两个取代基，且每个取代基只含一个碳原子；②不含手性碳原子；③可发生银镜反应；④其中一个取代基中含N－F键；写出一种核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式：___________。
（6）写出由甲苯合成的合成路线图，条件不用标出，无机化合物任选_____________________________。
【解析】A与SOCl2发生－OH被Cl的取代反应产生B，B与MeNH2发生Cl原子与MeNH－的取代反应产生C，C与、CuCl、K2CO3作用下发生Br与－NH2上H原子的取代反应产生D，D与K2CO3、H2O、CH3I发生信息②的反应产生E：，E与反应产生F，据此分析解答。（1）根据化合物C结构简式可知：该物质分子中含有的官能团有溴元素、氟原子、酰胺基；（2）根据物质转化关系可知A→B、B→C、C→D的反应类型都是取代反应，A错误；根据物质结构简式可知物质F分子式是C21H16N4O2F4S，B正确；手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子，物质分子中的中间C原子连接了2个甲基、1个羧基、1个氨基，因此该物质分子中不存在手性碳原子，C错误；由已知信息③可知：苯甲酸发生卤代反应时主要生成间位取代产物，而甲苯发生取代反应时主要生成邻、对位上的取代产物，因此由甲苯制取A物质时，应该使甲苯与Br2、F2在Fe催化作用下发生卤代反应，发生甲基在苯环上对位上为Br原子，邻位上一个为F原子，然后与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，使甲基变为－COOH，就得到物质A，D错误；故合理选项是B；（3）根据上述分析可知化合物E结构简式为：；（4）B是，C是，则B与MeNH2发生取代反应产生C与HCl的反应方程式为：+MeNH2+HCl；（5）化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子，同时满足下列条件：①苯环存在两个取代基，且每个取代基只含一个碳原子；②不含手性碳原子；③可发生银镜反应，说明含有醛基；④其中一个取代基中含N－F键；则两个取代基可能结构有：①－CHO、－N（F）0CH3、②－CHO、－CH2NHF、③－CH3、－NH（F）CHO三种情况，每一种情况下两个取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对三种，故符合条件的G的同分异构体整理数目为3×3＝9种，其中核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式可以是；（6）甲苯与Br2在Fe催化下发生甲基对位上的取代反应产生，该物质被酸性KMnO4溶液氧化为，然后与SOCl2发生取代反应产生，再与NH2CH3发生取代反应产生目标产物，则由甲苯制取的流程图为：。
【答案】（1）酰胺基（2）B（3）（4）+MeNH2+HCl
（5）9；
（6）
7．（重庆市2023届高三上学期适应性考试）有机物J在有机化工领域具有十分重要的价值。2018年我国首次使用－溴代羰基化合物合成了J，其合成路线如图：
（1）A的名称是_______；F中官能团的名称是_______。
（2）H的结构简式是_______。
（3）下列反应属于取代反应的是_______（填序号）。
a．A→B b．B→C c．C→D d．H+F→J
（4）化合物E在一定条件下可脱水生成一种含有六元环的二元酯，该酯的结构简式是______________________。
（5）请写出D→E过程的反应①的化学方程式：___________________________。
（6）化合物X是D的同系物，且分子量比D大14，则X的同分异构体中满足下列条件的有_______种（不含X）。
a．能发生银镜反应 b．不含醚基（C－O－C）
请写出上述同分异构体中能发生水解反应，且核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式：_________________。
【解析】根据B反应生成推出B的结构简式为：，则A的结构简式为：，根据D能新制的氢氧化铜发生反应，故判断D中含有醛基，利用E中氧原子数为3判断，D中一个醛基被氧化，故D的结构简式为：；则E的结构简式为：；E和HBr的反应生成F；根据J的结构简式判断H的结构简式为：HO－NO2；（1）根据以上分析，A的结构简式为：，故名称为2−甲基丙烯；根据F的结构简式判断含有的官能团为碳溴键、羧基；（2）利用F和J的结构简式判断H的结构简式为：HO－NO2；（3）A→B根据结构简式的变化发现多了两个溴原子，利用分析判断A中又含有碳碳双键，故发生加成反应；B→C中发生变化的是两个羟基被溴原子取代，故发生了取代反应；故b符合题意；C→D是羟基转化为醛基的过程，属于氧化反应，故c不符合题意；H+F→J根据结构简式上的少氢和溴原子判断发生了取代反应；故d符合题意。选答案bd；（4）化合物E的结构简式为：，在一定条件下可脱水生成一种含有六元环的二元酯，该酯的结构简式；（5）D为，E为；D→E过程的反应①的化学方程式+2Cu（OH）2+NaOH+Cu2O↓+3H2O；（6）化合物X是D的同系物，且分子量比D大14，说明多了CH2的结构，D的结构简式为：；故X也含有羟基和醛基或是甲酸某酯：、、、、、、、、、、、、、、、；共16种，除去X本身还有15种，故答案为15；上述同分异构体中能发生水解反应，且核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式：。
【答案】（1）2−甲基丙烯；碳溴键、羧基（2）HO－NO2
（3）bd（4）
（5）+2Cu（OH）2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
（6）15；
8．（2022·福建省福州高级中学高三阶段练习）化合物F具有独特的生理药理作用，实验室由芳香化合物A制备F的一种合成路线如图：
已知：①
②RCH＝CH－COOH
回答下列问题：
（1）化合物A的名称是__________。
（2）B中含氧官能团的名称为__________；
（3）C生成香兰素的反应类型为__________。
（4）D的结构简式为______________________。
（5）写出F与足量NaOH溶液反应的化学方程式_________________________。
（6）G为香兰素的同分异构体，能使FeCl3溶液变紫色，苯环上只有两个取代基团，能发生水解反应，符合要求的同分异构体有_______种，请写出其中一种核磁共振氢谱图显示有4种不同环境的氢，且峰面积比为3∶2∶2∶1的G的结构简式_______。
【解析】由题干合成流程图可知，C与CH3ONa的发生信息①中的反应，结合香兰素结构，可知C为，根据B的分子式和C的结构简式可推知B为HO－CHO；A能与FeCl3溶液反应显紫色，说明含有酚羟基，根据A的分子式得到A为CH3－OH；香兰素发生信息②中的反应得到D为；E与CH3CH2OH酯化得到F，所以E为，D发生取代反应生成E，据此分析解题。（1）由分析可知，A的结构简式为：CH3－OH，则化合物A的名称是对甲基苯酚；（2）由分析可知，B的结构简式为：HO－CHO，则B中含氧官能团的名称为醛基和（酚）羟基；（3）由分析可知，C的结构简式为：，C生成香兰素的方程式为：+CH3ONa+NaBr，该反应的反应类型为取代反应；（4）由分析可知，D的结构简式为；（5）由题干可知，F的结构简式为：，故其与足量NaOH溶液反应的化学方程式为：+3NaOH++2H2O；（6）由题干信息可知，香兰素的结构简式为：，分子式为：C8H8O3，故G为香兰素的同分异构体，能使FeCl3溶液变紫色即结构中含有酚羟基，苯环上只有两个取代基团，能发生水解反应说明含有酯基，符合要求的两个基团其中一个为：－OH，另一个可以为：－OOCCH3、－COOCH3和－CH2OOCH三种情况，每一种情况都有邻、间、对三种位置关系，故符合条件的同分异构体有3×3＝9种，请写出其中核磁共振氢谱图显示有4种不同环境的氢，且峰面积比为3∶2∶2∶1的G的结构简式CH3COO－OH或HO－COOCH3。
【答案】（1）对甲基苯酚（2）醛基和（酚）羟基
（3）取代反应（4）
（5）+3NaOH++2H2O
（6）9；CH3COO－OH或HO－COOCH3
9．（江苏省扬州2021~2022学年高三3月模拟）制备天然化合物antofine的中间体F的一种合成路线如下：
注：PCC为吡啶和CrO3在盐酸溶液中的络合盐，。
（1）A中的含氧官能团名称为__________和_____________。
（2）X的分子式为C8H8O2，C→D是两苯环间脱2H成稠环，则X的结构简式为__________。
（3）B→C的反应类型为___________________。
（4）F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：________________（只写一种）。①分子中只有两种含氧官能团。②碱性水解后酸化，得到碳原子数相等的芳香化合物P和Q；P既能发生银镜反应又能与FeCl3溶液发生显色反应；P、Q中均只有四种不同化学环境的氢。
（5）写出以为原料制备的合成路线流程图（无机试剂、PCC和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。
【解析】C→D是两苯环间脱2H成稠环，则C应为，根据B生成C的反应条件可知该过程为酯化反应，根据C中酯基的位置可知B为；A与X反应生成B，X的分子式为C8H8O2，且X中含有苯环，结合B的结构简式可知X为H3CO－CHO。（1）根据A的结构简式可知其含氧官能团为醚键、羧基；（2）根据分析可知X的结构简式为H3CO－CHO；（3）B生成C为酯化反应，也属于取代反应；（4）F的同分异构体满足：①分子中只有两种含氧官能团；②碱性水解后酸化，得到碳原子数相等的芳香化合物P和Q，说明含有酯基；P既能发生银镜反应又能与FeCl3溶液发生显色反应，则P中含有－CHO和酚羟基；P、Q中均只有四种不同化学环境的氢，说明P、Q均为对称结构，则Q为或，P为或，F的同分异构体为、、、；（5）对比和的结构简式，需要将－CH2COOCH3转化为－CH2CHO、－CH＝CH2转化为－CH（OH）CH3；观察题目所给流程可知将－CH2COOCH3转化为－CH2CHO的步骤与D生成F的过程相似，而－CH＝CH2转化为－CH（OH）CH3可以直接与H2O加成，也可以先和卤化氢加成，再水解，所以合成路线为。
【答案】（1）醚键；羧基（2）H3CO－CHO（3）取代反应
（4）
（5）
10．（2022·沈阳高三下学期初考）2－氨－3－氯苯甲酸是白色晶体，是重要的医药中间体，其制备流程如图：
回答下列相关问题：
（1）的名称是____________，反应④的反应类型为____________。
（2）为了实现反应③的转化，通常可采用的试剂是________________。
（3）生成2－氨－3－氯苯甲酸的化学方程式为_______________________。
（4）与互为同分异体，且符合以下条件的芳香族化合物有____种。①除苯环外没有其它环状结构；②能发生银镜反应；③红外光谱显示有－NH2，其中核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1的有机物的结构简式为____________。
（5）事实证明上述流程的目标产物的产率很低；据此，研究人员提出将步骤⑥设计为以下三步，产率有了一定提高。
请从步骤⑥产率低的原因进行推测，上述过程能提高产率的因可能是___________________。若想要进一步提高产率，2－氨－3－氯苯甲酸的合成流程中，可以优化的步骤还有________________。
【解析】苯发生取代反应得到甲苯，甲苯和浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成，发生氧化反应得到，和Fe/HCl反应将硝基变为氨基，再和CH3COCl反应生成，通过取代反应生成，然后水解最终生成产物2－氨－3－氯苯甲酸。（1）的名称是邻硝基苯甲酸（2−硝基苯甲酸）。反应④为和Fe/HCl反应将硝基变为氨基，反应类型为还原反应。（2）反应③为苯环上甲基变为羧基的反应，通常可采用的试剂是强氧化剂酸性高锰酸钾溶液。（3）在酸性条件下水解生成2－氨－3－氯苯甲酸，化学方程式为+H2O +CH3COOH。（4）与互为同分异体，且①除苯环外没有其它环状结构，②能发生银镜反应，③红外光谱显示有－NH2，则应该含有醛基或甲酸酯；若取代基为2个，则为－NH2、－OCHO，则两者在苯环上有邻、间、对3种情况；若取代基为3个，则为－NH2、－CHO、－OH；－NH2、－CHO处于邻位，则－OH有4种情况；－NH2、－CHO处于间位，则－OH有4种情况；－NH2、－CHO处于对位，则－OH有2种情况；故共13种情况。其中核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1，则结构对称性较高，有机物的结构简式为。（5）从步骤⑥产率低的原因进行推测，上述过程能提高产率的原因可能是利用磺酸基占位，减少5号位上H原子的取代。若想要进一步提高产率，2−氨−3−氯苯甲酸的合成流程中，步骤②甲苯硝化反应时还可能生成其他的副产物，因此可以优化的步骤还有步骤②。
【答案】（1）①邻硝基苯甲酸（2−硝基苯甲酸）②还原反应
（2）酸性高锰酸钾溶液
（3）+H2O +CH3COOH
（4）①13②
（5）利用磺酸基占位，减少5号位上H原子的取代；步骤②
专题32 有机推断及合成
目录
一、热点题型归纳………………………………………………………………………………………………………1
【题型一】有机物的结构推断…………………………………………………………………………………………1
【题型二】有机合成路线设计…………………………………………………………………………………………6
【题型三】合成确定结构的有机物……………………………………………………………………………………11
【题型四】合成未知结构的有机物……………………………………………………………………………………19
二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………………25
【题型一】有机物的结构推断
【典例分析】
【典例1】（2022·北京市等级考节选）碘番酸可用于X射线的口服造影液，其合成路线如图所示。
已知：R－COOH+R’－COOHR－－O－－R′+H2O
（1）A可发生银镜反应，其官能团为___________。
（2）B无支链，B的名称为___________。
（3）E是芳香族化合物，E→F的方程式为_______________________。
（4）G中有乙基，则G的结构简式为___________。
（5）碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原了上，碘番酸的相对分了质量为571，J的相对分了质量为193。则碘番酸的结构简式为___________。
【解析】因为A可发生银镜反应，则A为醛类物质，其可能的结构简式为CH3CH2CH2CHO或CH3－CHO，醛被氧化成CH3CH2CH2COOH或CH3－COOH，因为B无支链，则B一定是CH3CH2CH2COOH，A是CH3CH2CH2CHO。CH3CH2CH2COOH发生信息反应生成CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3，则D为CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3；E（C7H6O）是芳香族化合物，含1个苯环和一个侧链，不饱和度为5，则侧链有1个不饱和度，即侧链一定是醛基，所以E的结构简式为。结合J的结构简式，则在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成F（）；在催化剂作用下，与CH3CH2CH2－－O－－CH2CH2CH3反应生成CH3CH2CH2COOH和G，可以判断硝基没有发生变化，只能是醛基发生了变化，结合G的分子式C11H11NO4，原来醛基所在的侧链的化学式为－C5H7O2，其不饱和度为2，再结合J的结构简式中有羧基的存在，则该侧链上一定有1个碳碳双键，最可能是醛基上的氧原子与CH3CH2CH2COOH中的2个氢原子结合成水进而形成碳碳双键，则则G为；与在镍做催化剂条件下，与铝、氢氧化钠发生还原反应后，调节溶液pH生成。因为碘番酸中的碘在苯环不相邻的碳原了上，则说明是碘原子取代了苯环上的氢原子，每取代1个氢原子，相对分了质量增加（127－1）＝126，而实际相对分了质量增加了（571－193）＝378，378÷126＝3，即有3个碘原子取代了3个氢原子，所以碘番酸的结构简式为。（1）A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，官能团为醛基；（2）无支链的B的结构简式为CH3CH2CH2COOH，名称为丁酸；（3）E→F的反应为在浓硫酸作用下，与发烟硝酸共热发生硝化反应生成和水，反应的化学方程式为+HNO3+H2O；（4）含有乙基的G的结构简式为；（5）相对分了质量为571的碘番酸的结构简式为。
【答案】（1）醛基（2）丁酸；（3）+HNO3+H2O
（4）（5）
【提分秘籍】
1．根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
（1）使溴水因发生反应而褪色，则表示该有机物中可能含有：、－C≡C－或－CHO。
（2）使酸性KMnO4溶液褪色，则该有机物中可能含有、－C≡C－、－CHO或苯的同系物（与苯环直接相连的碳原子上必须含有氢原子）。
（3）遇FeCl3溶液发生显色反应或加入浓溴水出现白色沉淀，则该有机物中含有酚羟基。
（4）加入新制的氢氧化铜并加热，有砖红色沉淀生成（或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现），则该有机物中含有－CHO。
（5）加入金属钠，有H2产生，则该有机物中可能有－OH或－COOH。
（6）加入NaHCO3（或Na2CO3）溶液有气体放出，则该有机物中含有－COOH。
2．根据特征产物推断碳骨架结构或官能团的位置
（1）醇的催化氧化产物与分子结构的关系。
（2）由消去反应的产物可确定“－OH”或“－X”的位置。
（3）由取代产物的种类或氢原子化学环境可确定碳骨架结构。有机物取代产物越少或相同化学环境的氢原子数越多，说明该有机物结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子种类联想到该有机物碳骨架结构的对称性而快速进行解题。
（4）由加氢后的碳骨架结构可确定碳碳双键或碳碳三键的位置。
（5）由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚合物，可确定该有机物是含羟基的羧酸；根据酯的结构，可确定 －OH与－COOH的相对位置。
3．根据有机反应的定量关系推断官能团的数目
【特别提醒】①1mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1mol H2；1mol碳碳三键消耗2mol H2；②1mol苯环消耗3mol H2；③羧基、酯基、酰胺基一般不与H2发生加成反应。
4．解答有机合成与推断题的基本思路
【变式演练】
1．（2022·海南省选择考）黄酮哌酯是一种解痉药，可通过如下路线合成：
回答问题：
（1）A→B的反应类型为_______________。
（2）已知B为一元强酸，室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________。
（3）C的化学名称为______________，D的结构简式为______________。
（4）E和F可用______________（写出试剂）鉴别。
【解析】根据合成路线，A（）在浓硫酸加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B（），B与熔融NaOH反应生成和水、与HCl反应生成C（，苯酚），先与NaOH反应生成，和CO2在一定条件下反应，再与HCl反应生成D，D的分子式为C7H6O3，结合D与反应生成CH3CH2COCl发生取代反应生成E，则可以推知D为。由E、F的结构简式可知，F含有酚羟基，而E没有，因此可用FeCl3溶液鉴别二者，前者溶液变成紫色，后者无明显现象；
【答案】（1）取代反应或磺化反应
（2）+NaOH→+H2O
（3）苯酚；（4）FeCl3（溶液）或其他合理答案
2．（2022·湖南省等级考）物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
已知：①+［Ph3CH2R'］Br－；
②
回答下列问题：
（1）B的结构简式为_____________；
（2）C→D反应方程式为_______________________________；
【解析】已知：①+［Ph3CH2R'］Br－，其原理是：醛基上的氧原子结合［Ph3CH2R'］Br－中的两个氢原子形成碳碳双键，则A（）和反应生成B（C12H14O4）B的结构简式为；B和HCOONH4发生反应得到C（C12H16O4），多了两个氢原子，最可能是在侧链的碳碳双键上的碳原子上个加上1个氢原子，则C的结构简式为。“已知②”在多聚磷酸的作用下脱去羟基及邻位碳原子上的氢原子形成环酮，则D的结构简式为，反应的化学方程式为。
【答案】（1）
（2）
3．（2022·全国乙卷）左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一，以下是其盐酸盐（化合物K）的一种合成路线（部分反应条件已简化，忽略立体化学）：
已知：化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题：
（1）A的化学名称是_______。
（2）C的结构简式为_______。
（3）写出由E生成F反应的化学方程式_______________________________。
（4）E中含氧官能团的名称为_______。
（5）由G生成H的反应类型为_______。
（6）I是一种有机物形成的盐，结构简式为_____________。
【解析】A的结构简式为CH2＝CHCH2Cl，属于氯代烯烃，其化学名称为3－氯丙烯。A发生氧化反应生成B，B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D，对比B、D的结构简式，结合C的分子式C8H7N，可推知C的结构简式为CH2CN；D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E（），其中含氧官能团的名称为（醇）羟基、羧基。E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F，F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，F中不含羧基，F的分子式为C11H10O2，F在E的基础上脱去1个H2O分子，说明E发生分子内酯化生成F，则F的结构简式为，E生成F的化学方程式为+H2O。F与（C2H5）2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G，G与SOCl2、甲苯反应生成H，H的分子式为C15H20ClNO，H与I反应生成J，结合G（）、J的结构简式知，H的结构简式为，G与SOCl2发生取代反应生成H。；I的分子式为C8H4KNO2，I是一种有机物形成的盐，则I的结构简式为。
【答案】（1）3－氯丙烯（2）CH2CN
（3）+H2O
（4）羟基、羧基（5）取代反应（6）
【题型二】有机合成路线设计
【典例分析】
【典例2】（2020·山东省等级考）化合物F是合成吲哚－2－酮类药物的一种中间体，其合成路线如下：
已知：
Ar为芳基；X＝Cl，Br；Z或Z′＝COR，CONHR，COOR等。
【解析】逆推法设计有机合成路线：
（1）逆向分析：在分析过程中，可充分参考题给反应关系，其分析过程如下图所示：
（2）正向书写
以苯胺和为原料制得目标产物，可将苯胺与溴反应生成2，4，6－三溴苯胺，再将2，4，6－三溴苯胺与反应发生已知条件Ⅱ的取代反应，再发生已知条件Ⅲ的成环反应即可得到目标产物，反应的流程为：
【提分秘籍】
1．有机合成中官能团的变化
（1）官能团的引入（或转化）
－OH
①烯烃与水的加成反应；②卤代烃的水解反应；
③醛、酮与H2的加成反应；④酯的水解反应
－X
①烷烃的卤代反应；②烯（炔）烃与X2或HX的加成反应；
③醇的取代反应
①R－OH和R－X的消去反应；②炔烃的加成反应
－CHO
①某些醇（R－CH2OH）的氧化反应；②烯烃的氧化反应；
③炔烃与水的加成反应；④糖类的水解反应
－COOH
①－CHO的氧化；②某些苯的同系物被KMnO4（H+）溶液氧化；
③羧酸盐（RCOONa）酸化；④酯的水解；⑤酰胺基的水解
－COO－
酯化（取代）反应
（2）官能团的保护
官能团
被保护的官能团性质
保护方法
碳碳双键
①易与卤素单质加成
②易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物，后用NaOH醇溶液通过消去反应重新转化为碳碳双键
酚羟基
易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液等氧化
①用NaOH（Na2CO3）溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚：
②用碘甲烷先转化为苯甲醚，后用氢碘酸酸化重新转化为酚：
醛基
易被氧气
乙醇（或乙二醇）加成保护：
氨基
易被氧气、臭氧、H2O2、酸性高锰酸钾溶液等氧化
先用盐酸转化为盐酸盐，再用NaOH溶液重新转化为氨基
（3）消除官能团的常用方法
①双键（C＝C或C＝O）：加成反应；
②羟基（－OH）：消去、氧化、酯化反应；
③醛基（－CHO）：还原和氧化反应。
2．常见的增长（或缩短）碳链的方法
分类
应用举例
增长碳链
缩短碳链
3．解答有机合成路线设计题的流程。
（1）解题流程
表达方式
基础原料→中间产物→中间产物→…→目标有机产物
总体思路
根据目标有机物分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团的转化
始终抓住合成有机物的两大任务
设计关键
已知信息和原合成路线中流程的应用
对照有机物和原合成路线中关键有机物的结构，确定关键合成步骤
（2）根据题中的“显性信息”设计合成路线。
有机合成路线设计一般会用到已知信息中的反应，解题时首先要解读已知信息，对比官能团的变化，然后结合原料和目标产物的组成及结构，分析其他转化步骤，最后写出最佳合成路线。
（3）根据题中“隐性信息”设计合成路线。
若题中未提供已知信息，合成路线的设计需要根据原合成路线中某些关键步骤，挖掘“隐性信息”，一般先关注原合成路线中具有特殊合成条件的步骤，再与官能团的转化相结合，设计合理的合成路线。
【特别提醒】设计合成路线时，要选择合成步骤少，副反应少，反应产率高，试剂成本低、毒性小，反应条件温和，操作简单，污染物排放少的路线。
【变式演练】
1．（2022·广东省等级考）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物VIII的单体。
写出VIII的单体的合成路线_______（不用注明反应条件）。
【答案】根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→V的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物，则合成路线为：。
2．（2022·海南省选择考）设计以CH3－CH3为原料合成的路线_______（其他试剂任选）。已知：COOH+CO2。
【解析】酸酐能与羟基化合物反应生成酯，则F与苯甲酸肝反应可生成G、苯甲酸和水，故M和N的结构简式为COOH和H2O；（7）已知COOH+CO2，则以CH3－CH3为原料合成时，可先将与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应生成，再依次与NaOH熔融条件下、HCl反应生成，再与CH3COCl发生取代反应生成，氧化可得到，再与AlCl3反应可得到。
【答案】
3．（2022·湖南省等级考）物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
已知：①+［Ph3CH2R'］Br－；
②
参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线_______（无机试剂任选）。
【解析】结合G→I的转化过程可知，可先将和氢气发生加成反应生成，发生催化氧化转化为，再使和发生类似于“G→H”的反应生成，类似于“H→I”的反应最终转化为。
【答案】
【题型三】合成有确定结构简式的有机化合物
【典例分析】
【典例3】（2022·江苏省选择考）化合物G可用于药用多肽的结构修饰，其人工合成路线如下：
（1）A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
（2）B→C的反应类型为_______。
（3）D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分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。
（4）F的分子式为C12H17NO2，其结构简式为_______。
（5）已知：（R和R'表示烃基或氢，R''表示烃基）；写出以和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）_______。
【解析】A（）和CH3I发生取代反应生成B（）；B和SOCl2发生取代反应生成C（）；C和CH3OH发生取代反应生成D（）；D和NH2OH发生反应生成E（）；E经过还原反应转化为F，F再转化为G，其中F和G的分子式都是C12H17NO2，则F为，F和G互为手性异构体。（1）A分子中，苯环上的碳原子和双肩上的碳原子为sp2杂化，亚甲基上的碳原子为sp3杂化，即A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3。（2）B→C的反应中，B中的羟基被氯原子代替，该反应为取代反应。（3）D的分子式为C12H14O3，其一种同分异构体在碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化，说明该同分异构体为酯，且水解产物都含有醛基，则水解产物中，有一种是甲酸，另外一种含有羟基和醛基，该同分异构体属于甲酸酯；同时，该同分异构体分子中含有4种不同化学环境的氢原子，则该同分异构体的结构简式为。（4）由分析可知，F的结构简式为。（5）根据已知的第一个反应可知，与CH3MgBr反应生成，再被氧化为，根据已知的第二个反应可知，可以转化为，根据流程图中D→E的反应可知，和NH2OH反应生成；综上所述，的合成路线为：。
【答案】（1）sp2和sp3（2）取代反应（3）（4）
（5）
【提分秘籍】
1．重要的有机物间的转化关系
（1）基本转化关系
（2）以乙烯为起始反应物的一元转化关系
（3）以乙烯为起始反应物的二元转化关系
（4）醛与其他有机物间的转化（信息型）
2．有机合成常见分析方法
3．有机合成与推断题的基本框架结构如下：
4．有机合成题的解题思路
【变式演练】
1．（2022·辽宁省选择考）某药物成分H具有抗炎、抗病毒、抗氧化等生物活性，其合成路线如下：
已知：
回答下列问题：
（1）A的分子式为___________。
（2）在NaOH溶液中，苯酚与CH3OCH2Cl反应的化学方程式为___________。
（3）D→E中对应碳原子杂化方式由___________变为___________，PCC的作用为___________。
（4）F→G中步骤ⅱ实现了由___________到___________的转化（填官能团名称）。
（5）I的结构简式为___________。
（6）化合物I的同分异构体满足以下条件的有___________种（不考虑立体异构）；i．含苯环且苯环上只有一个取代基ii．红外光谱无醚键吸收峰其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为___________（任写一种）。
【解析】F中含有磷酸酯基，且F→G中步聚ⅰ在强碱作用下进行，由此可推测F→G发生题给已知信息中的反应；由F、G的结构简式及化合物Ⅰ的分子式可逆推得到Ⅰ的结构简式为；（1）由A的结构简式可知A是在甲苯结构基础上有羟基和硝基各一个各自取代苯环上的一个氢原子，所以A的分子式为C7H7NO3；（2）由题给合成路线中C→D的转化可知，苯酚可与CH3OCH2Cl发生取代反应生成与HCl，HCl可与NaOH发生中和反应生成NaCl和H2O，据此可得该反应的化学方程式为：+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O；（3）根据D、E的结构简式可知，D→E发生了羟基到酮羰基的转化，对应碳原子杂化方式由“sp3”变为“sp2”；由D→E的结构变化可知，PCC的作用为“选择性将分子中的羟基氧化为羰基”；（4）由题给已知信息可知，F→G的步骤ⅰ中F与化合物Ⅰ在强碱的作用下发生已知信息的反应得到碳碳双键，对比F与G的结构简式可知，步骤ⅱ发生了由“硝基”到“氨基”的转化；（5）根据分析可知，化合物I的结构简式为；（6）化合物Ⅰ的分子式为C10H14O，计算可得不饱和度为4，根据题目所给信息，化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环（已占据4个不饱和度），则其余C原子均为饱和碳原子（单键连接其他原子）；又由红外光谱无醚键吸收峰，可得苯环上的取代基中含1个羟基；再由分子中苯环上只含有1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种：（1、2、3、4均表示羟基的连接位置），所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12；其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基，则其结构简式为或。
【答案】（1）C7H7NO3（2）+CH3OCH2Cl+NaOH+NaCl+H2O
（3）sp3、sp2；选择性将分子中的羟基氧化为羰基
（4）硝基；氨基（5）
（6）12；（或）
2．（2022·全国甲卷）用N－杂环卡其碱（NHCbase）作为催化剂，可合成多环化合物。下面是一种多环化合物H的合成路线（无需考虑部分中间体的立体化学）。
回答下列问题：
（1）A的化学名称为_______。
（2）反应②涉及两步反应，已知第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为_______。
（3）写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式_______。
（4）E的结构简式为_______。
（5）H中含氧官能团的名称是_______。
（6）化合物X是C的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式_______。
（7）如果要合成H的类似物H′（），参照上述合成路线，写出相应的D′和G′的结构简式_______、_______。H′分子中有_______个手性碳（碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳）。
【解析】由合成路线，A的分子式为C7H8O，在Cu作催化剂的条件下发生催化氧化生成B，B的结构简式为，则A为，B与CH3CHO发生加成反应生成，再发生消去反应反应生成C，C的结构简式为，C与Br2/CCl4发生加成反应得到，再在碱性条件下发生消去反应生成D，D为，B与E在强碱的环境下还原得到F，E的分子式为C5H6O2，F的结构简式为，可推知E为，F与生成G，G与D反应生成H，据此分析解答。（1）由分析可知，A的结构简式为，其化学名称为苯甲醇；（2）由B、C的结构简式，结合反应条件，可知B（）先与CH3CHO发生碳氧双键的加成反应生成，再发生消去反应生成C（），故第二步的反应类型为消去反应；（3）根据分析可知，C与Br2/CCl4发生加成反应得到；（4）由分析，E的结构简式为；（5）H的结构简式为，可其分子中含有的含有官能团为硝基、酯基和羰基；（6）C的结构简式为，分子式为C9H8O，其同分异构体X可发生银镜反应，说明含有醛基，又与酸性高锰酸钾反应后可得到对苯二甲酸，则X的取代基处于苯环的对位，满足条件的X的结构简式为：；（7）G与D反应生成H的反应中，D中碳碳双键断裂与G中HC－NO2和C＝O成环，且C＝O与－CHO成环，从而得到H，可推知，若要合成H′（），相应的D′为，G′为，手性碳原子为连有4各不同基团的饱和碳原子，则H′（）的手性碳原子为，共5个。
【答案】（1）苯甲醇（2）消去反应（3）
（4）（5）硝基、酯基和羰基（6）
（7）；；5
3．（2022·山东省等级考）支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下：
已知：Ⅰ．
Ⅱ．\Ⅲ．
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_______________________________。
（4）H的同分异构体中，仅含有－OCH2CH3和－NH2和苯环结构的有_______种。
（5）根据上述信息，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_______。
【解析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成，则A为、B为；在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成，与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成，则D为CH3COOC2H5、E为；在乙酸作用下与溴发生取代反应生成，则F为；一定条件下与（CH3）3CNHCH2ph发生取代反应，则G为；在Pd－C做催化剂作用下与氢气反应生成H。（1）由分析可知，A→B的反应为在浓硫酸作用下，与乙醇共热发生酯化反应生成和水；B的结构简式为为，含氧官能团为羟基、酯基，共有2种；（2）由分析可知，B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢，由B和H都含有酚羟基可知，B→C的目的是保护酚羟基；（3）由分析可知，D的结构简式为CH3COOC2H5；E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢，反应的化学方程式为+Br2+HBr；（4）H的同分异构体仅含有－OCH2CH3和－NH2可知，同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被－NH2取代所得结构，所得结构分别有1、3、2，共有6种；（5）由题给信息可知，以4－羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成，发生信息Ⅱ反应生成，在Pd－C做催化剂作用下与氢气反应生成，合成路线为
。
【答案】（1）浓硫酸，加热；2（2）取代反应；保护酚羟基
（3）CH3COOC2H5；+Br2+HBr
（4）6（5）
【题型四】合成未知结构的有机化合物
【典例分析】
【典例4】（2021·全国乙卷）卤沙唑仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如下：
已知：（ⅰ）
（ⅱ）
回答下列问题：
（1）A的化学名称是_____________。
（2）写出反应③的化学方程式___________________________________________。
（3）D具有的官能团名称是_____________。（不考虑苯环）
（4）反应④中，Y的结构简式为_________________________。
（5）反应⑤的反应类型是___________________。
（6）C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
（7）写出W的结构简式_________________________。
【解析】A（）在酸性高锰酸钾的氧化下生成B（），与SOCl2反应生成C（），与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成，与Y（）发生取代反应生成E（），与发生取代反应生成F（），F与乙酸、乙醇反应生成W（）。（1）由A（）的结构可知，名称为：2－氟甲苯（或邻氟甲苯）；（2）反应③为与在氯化锌和氢氧化钠的作用下，发生取代反应生成；（3）含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基；（4） D为，E为，根据结构特点，及反应特征，可推出Y为；（5） E为，F为，根据结构特点，可知与发生取代反应生成F；（6）C为，含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为：含有醛基，氟原子，氯原子，即苯环上含有三个不同的取代基，可能出现的结构有：
（编号为F原子可能的位置）有4种可能的结构；，有4种可能的结构；，有2种可能的结构，故其同分异构体为10种；（7）根据已知及分析可知，与乙酸、乙醇反应生成。
【答案】（1）2－氟甲苯（或邻氟甲苯）
（2）或
（3）氨基、羰基、卤素原子（溴原子、氟原子）（4）
（5）取代反应 （6）10 （7）
【提分秘籍】
一、读题干 抓信息
1．收集信息确定有机物结构
2．有机化学反应类型判断的基本思路
二、审要点 抓关键
1．根据反应物、产物分子式特征推断有机物结构及反应类型
分析反应物、产物的分子式特征，根据其差异，联想已有有机化学知识，猜想可能的有机反应类型，由此确定反应物、产物的结构特点，结合框图中的其他物质，确定具体的结构。例如：
（1）：对比F与G的分子式，G比F的分子式少1个H，多1个NO2，可判断反应类型可能为取代反应，F若为苯酚，则G可能为硝基苯酚。
（2）：对比C与D的分子式，D比C的分子式少2个Cl，多2个OH，根据分子式可判断反应类型可能为取代反应，是卤代烃碱性条件下的水解反应。
2．根据特定的反应条件进行推断
特定条件
常见反应
①烷烃的取代；
②芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；
③不饱和烃中烷基的取代。
碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基的加氢反应
①醇分子内脱水生成烯烃或炔烃（消去反应）
②酸和醇的酯化反应
③醇分子间脱水生成醚的反应
①卤代烃水解；
②酯类的碱性水解
卤代烃的消去反应
3．根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团。
4．以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置。
5．巧妙利用题给新信息进行解题
（1）苯环侧链引入羧基
如R（R代表与苯环相连的碳上有氢的烃基）被酸性KMnO4溶液氧化生成COOH，此反应可缩短碳链。
（2）卤代烃与氰化物反应再水解可以得到羧酸
如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH，卤代烃与氰化物发生取代反应后，再水解得到羧酸，这是加长碳链的常用方法。
（3）烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮
（4）双烯合成
如1，3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环已烯：
这是著名的双烯合成，是合成六元环的重要方法。
（5）羟醛缩合
三、规范答 思拓展
1．新信息通常指题目提示或已知的有机化学方程式，破解有机化学新信息题通常分三步：
（1）读信息。题目给出教材以外的化学反应原理，需要审题时“阅读”新信息，即读懂新信息。
（2）挖信息。在阅读的基础上，分析新信息化学反应方程式中反应条件、反应物断裂化学键类型、产物形成化学键类型、有机反应类型等，掌握反应的实质，并在实际解题中做到灵活运用。
（3）用信息。在上述两步的基础上，利用有机反应原理解决题目设置的问题，这一步是关键。一般题目给出的“新信息”都会用到，根据框图中的“条件”提示，判断哪些需要用新信息。
2．解题模板
步骤1：寻找有机物的化学式、结构简式等分子组成与结构的信息。
步骤2：根据化学式或官能团推断有机物的类型和相关性质。
步骤3：认真阅读题中所给的有机物之间的转化关系。
步骤4：分析各步转化的化学反应及其反应类型。
步骤5：根据题目要求正确作答。
3．答题规范提示
（1）答题看清要求，是书写名称还是结构式、分子式。
（2）缩聚反应要注意端基原子和小分子水及数目。
（3）书写同分异构体要避免重复。
（4）书写化学方程式注意反应条件、小分子及个数。
（5）书写反应类型不要漏写“反应”两字。
【变式演练】
1．（2020·全国Ⅱ卷）维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α－生育酚（化合物E）含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。
已知以下信息：
a）
b）+
c）
回答下列问题：
（1）A的化学名称为______________。
（2）B的结构简式为______________。
（3）反应物C含有三个甲基，其结构简式为______________。
（4）反应⑤的反应类型为______________。
（5）反应⑥的化学方程式为。
（6）化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_______个（不考虑立体异构体，填标号）。
（ⅰ）含有两个甲基；
（ⅱ）含有酮羰基（但不含C＝C＝O）；
（ⅲ）不含有环状结构。
a．4 b．6 c．8 d．10
其中，含有手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的化合物的结构简式为____________。
【解析】（1）A分子中羟基直接连在苯环上属于酚类，甲基和羟基处于间位，故化学名称为3－甲基苯酚（或间甲基苯酚）。（2）由信息a）可知该反应条件下，－CH3取代羟基邻位上的氢原子，结合B的分子式可确定两个邻位氢原子都被取代，则B的结构简式为。（3）由信息b）及反应④前后有机物的结构简式可知，结合“C含有三个甲基”，确定其结构简式为。（4）反应⑤发生信息c）的反应，对照反应前后有机物的结构简式发现，羰基中的一个化学键断裂，氧原子连氢原子，碳原子连－C≡CH，故属于加成反应。（5）由信息c）的反应机理可确定D的结构简式为，反应⑥后碳碳三键变成了碳碳双键，则化学方程式为。（6）由（3）分析知C为，其同时满足题意三个条件的同分异构体：①碳链没有支链时：、、；②有一个支链：、、、、；共8种。其中中号碳原子为手性碳。
【答案】（1）3－甲基苯酚（或间甲基苯酚）（2）（3）（4）加成反应（5）（6）（c）
2．（2018·浙江4月学考真题）摩尔质量为32g·molˉ1的烃的衍生物A能与金属钠反应，F是由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下（含有相同官能团的有机物，通常具有相似的化学性质）：
请回答：
（1）D中的官能团的名称是________。
（2）B的结构简式是________。
（3）D→E的化学方程式是________。
（4）下列说法正确的是________。
A．石油裂解气和B都能使酸性KMnO4褪色
B．可以用碳酸钠溶液洗去C、E和F混合物中的C、E
C．相同物质的量的D、E或F充分燃烧时消耗等量的氧气
D．有机物C和E都能与金属钠反应
【解析】烃的衍生物A可以和钠反应生成氢气，可能的官能团为羧基或羟基，又因为相对分子质量为32，可知A为CH3OH，B为HCHO，C为HCOOH，C与E酯化得到F（两种酯混合物），可知D为丙烯，E为正丙醇与异丙醇混合物，F为甲酸丙酯和甲酸异丙酯混合物。（1）由推断过程可知D为丙烯，官能团为碳碳双键。（2）由上述推断可知B结构简式为HCHO。（3）考查了不对称烯烃的加成，产物为正丙醇和异丙醇，条件为催化剂、加热。（4）石油裂解气中含有小分子烯烃，B中含有醛基，故都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳酸钠溶液可以吸收酸、溶解醇，降低酯的溶解度，故B正确；等物质的量有机物（CxHyOz）耗氧量比较：x+y/4＝z/2，可知三者耗氧量不相等，C错误；C中含有羧基，E中含有羟基，均可以与金属钠反应，故D正确。
【答案】（1）碳碳双键（2）HCHO
（3）CH3CH＝CH2+H2OCH3CH2CH2OH
CH3CH＝CH2+H2OCH3－－CH3
（4）ABD
1．（2022~2023学年甘肃酒泉高三12月模拟）有机物A（C10H20O2）具有兰花香味，可用作香皂、洗发香波的芳香赋予剂。已知：
提示：①B分子中没有支链。②D能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳。③D、E互为具有相同官能团的同分异构体。E分子烃基上的氢若被氯取代，其一氯代物只有一种。④F可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
回答下列问题：
（1）B可以发生的反应有________（填序号）。
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④氧化反应
（2）D、F分子所含的官能团的名称分别是________、________。
（3）写出所有与D、E具有相同官能团的同分异构体的结构简式：__________________________________________________________。
（4）E可用于生产氨苄青霉素等。已知E的制备方法不同于其常见的同系物，据报道，可由2－甲基－1－丙醇和甲酸在一定条件下制取E。该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
【解析】由题干信息知A为酯，且A由B和E发生酯化反应生成，根据BCD可知B为醇，E为羧酸；又因D和E是具有相同官能团的同分异构体，说明B和E中碳原子数相同。结合A的分子式可知E中含有5个碳原子，又因E分子烃基上的氢若被氯取代，其一氯代物只有一种，可以确定E的结构简式为，进一步可知B的分子式为C5H12O，说明B为饱和一元醇，又因B中没有支链，可确定B的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2OH。
【答案】（1）①②④（2）羧基；碳碳双键
（3）CH3－CH2－－OH、CH3－CH2－－OH
（4）CH3－CH2－OH+HCOOH
2．（2021~2022学年江西瑞金高三3月模拟）化合物C是有机合成的中间体，在化学化工合成上有重要的意义，合成路线如图：
回答下列问题：
（1）A的结构简式为__________。
（2）化合物B中的官能团名称为__________。
（3）反应4、反应5的反应类型分别为__________、__________。
（4）设计反应1的目的是________________。
（5）写出反应2的化学方程式：_____________。
（6）满足下列条件的化合物C的同分异构体有_______种，任写出其中一种的结构简式：___________。①除苯环外无其他环状结构②1mol该物质最多可消耗4molNaOH溶液③不考虑立体异构
（7）结合上述流程中化合物C的合成路线，以苯为原料，设计合成苯酚的流程图____。（无机试剂任选）
【解析】和浓硫酸加热作用下反应生成HO3S－，HO3S－和浓硝酸在浓硫酸作用下反应生成，和一水合氢离子加热作用下反应生成，和酸性高锰酸钾反应生成，在Fe、氢离子作用下发生还原反应生成，在亚硝酸钠、硫酸低温下反应生成，和一水合氢离子加热作用下反应生成。（1）根据A和浓硫酸反应的产物得到A的结构简式为。（2）根据化合物B的结构简式得到B中的官能团名称为氨基、羧基。（3）反应4是甲基变为羧基，其反应类型为氧化反应，反应5是硝基变为氨基，其反应类型为还原反应。（4）设计反应1的目的是主要用磺酸基占位，防止反应2生成TNT。（5）反应2是HO3S－和浓硝酸在浓硫酸加热作用下反应，其化学方程式：。（6）化合物C（）的同分异构体满足①除苯环外无其他环状结构，②1mol该物质最多可消耗4molNaOH溶液，说明有每种结构中有2个酚羟基，1个甲酸酚酯或则1个酚羟基，1个－O－－OH，当有2个酚羟基，1个甲酸酚酯时，两个羟基在邻位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有两种位置的氢，即两种结构；两个羟基在间位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有三种位置的氢，即三种结构；两个羟基在对位，－O－－H取代另外位置的氢，苯环上有一种位置的氢，即一种结构，共6种；1个酚羟基，1个－O－－OH，分别为邻间对三种结构，满足上述结构的同分异构体有9种，任写出其中一种的结构简式：或。（7）苯在浓硫酸作用下和浓硝酸加热条件下反应生成硝基苯，硝基苯在Fe、酸性条件下反应生成NH2，NH2和亚硝酸钠在硫酸、低温下反应生成N2+，N2+在一水合氢离子加热作用下生成苯酚，其合成路线为。
【答案】（1）（2）氨基、羧基（3）氧化反应；还原反应
（4）占位，防止反应2生成TNT
（5）
（6）9；（3个基团位置可动）或（邻、间、对三种）
（7）
3．（2022·宁夏吴忠高三3月模拟）双功能手性催化剂在药物合成中起到重要的作用。其中一种催化剂I的合成路线如下：
已知：R－NH2+
（1）A可与Na反应可生成H2，则A中的官能团名称是_________。
（2）下列关于A的说法中，正确的是_________。
A．与乙醇互为同系物
B．与B在一定条件下可发生缩聚反应
C．发生消去反应的试剂和条件是：NaOH的醇溶液、加热
（3）写出B→C的化学方程式：___________________________________。
（4）D的结构简式是__________。
（5）E→F的反应类型是___________。
（6）已知：NH3+→H2N－CH2CH2OH，NH3和物质K发生反应可以制备试剂a，K的结构简式是__________。
（7）F与对苯二胺（H2N－NH2）在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品，该反应的化学方程式是___________________________________。
（8）H的结构简式是___________。
【解析】根据已知反应R－NH2+，由F在一定条件下与试剂a反应生成G（）以及F的分子式C5H6O2Cl2，可推出F为，而a为，E与SOCl2反应生成F，可知E为，根据逆推示可知D为，C为C2H5OOCCH2COOC2H5，B为HOOC－CH2－COOH，A为HOCH2CH2CH2OH。加成反应生成H，H脱去水生成，加成时应形成环，推出H为，据此分析。（1）A为HOCH2CH2CH2OH，可与Na反应可生成H2，则A中的官能团名称是羟基；（2）HOCH2CH2CH2OH与乙醇所含有羟基数目不相同，结构不相似，不互为同系物，故错误；HOCH2CH2CH2OH与B分别为二元醇和二元羧酸，在一定条件下可发生缩聚反应，故正确；HOCH2CH2CH2OH发生消去反应的试剂和条件是：浓硫酸、加热，故错误；（3）B→C是HOOC－CH2－COOH与C2H5OH发生酯化反应生成C2H5OOC－CH2－COOC2H5和水，反应的化学方程式为：HOOC－CH2－COOH+2C2H5OHC2H5OOC－CH2－COOC2H5+2H2O；（4）D的结构简式是；（5）E→F是与SOCl2发生取代反应生成、二氧化硫和水，反应类型是取代反应；（6）已知：NH3+→H2N－CH2CH2OH，NH3和物质K发生反应可以制备试剂a，为开环加成，则K的结构简式是；（7）F与对苯二胺（H2N－NH2）在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品，该反应的化学方程式是n+nH2N－NH2+（2n－1）HCl；（8）H的结构简式是。
【答案】（1）羟基（2）b
（3）HOOC－CH2－COOH+2C2H5OHC2H5OOC－CH2－COOC2H5+2H2O
（4）（5）取代（6）
（7）n+nH2N－NH2+（2n－1）HCl
（8）
4．（广东省茂名市2022届高三下学期第二次综合测试）（14分）芳基烯炔在有机合成中有广泛的应用，尤其是对复杂环系、天然产物以及药品的合成有重大意义。一种芳基烯炔的合成路线如下：
已知：R－BrR－MgBr（R为烃基）。回答下列问题：
（1）A的命名为____________。
（2）B→C所需反应条件及试剂为________________。
（3）C→D的反应类型为____________。
（4）G中的含氧官能团名称是____________。
（5）D和E反应产物除了F外还有HBr，请写出E的结构简式________________。
（6）F的芳香同分异构体M中，满足下列条件的有种。请写出其中一种的结构简式：____________________。
a．苯环上只有两个取代基。
b．1molM和足量的银氨溶液反应可以生成4mol的Ag。
c．能使溴的四氯化碳溶液褪色。
d．分子中有一个手性碳（手性碳是指连有四个不同原子或者原子团的饱和碳原子）。
（7）根据上述信息，以甲苯为原料合成（其他试剂任选）。
【解析】（1）由A的结构可知，A的名称为间甲基苯酚或者3－甲基苯酚。（2）B到C发生的是苯环上的取代反应，应该是和液溴在铁粉或者溴化铁的催化下反应，在甲基的邻位引入一个溴原子。（3）对比C和D的结构，甲基变成了醛基，氧原子多了，氢原子少了，加氧去氢是氧化反应。（4）由G的结构可知，G的含氧官能团为羟基、醚键。（5）D和E反应产物除了F外还有HBr，说明D和E发生的是取代反应，D+EF+HBr，可推出E为CH≡C－CH3。（6）的芳香同分异构体苯环侧链有五个碳、两个氧、Ω＝3。要满足条件：1molM和足量的银氨溶液反应可以生成4mol的Ag，说明有两个醛基；能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明有一个碳碳双键，除此之外，还剩下一个饱和碳原子；考虑苯环上有两个取代基，分子中有一个手性碳，只可以是连在苯环上，苯环上还有一个醛基，两个基团位于苯环上有邻、间、对三种。（7）由甲苯合成，可用逆推法，模仿了F到G的反应，可逆推回前一步的反应物为CHO和CH2MgBr，CH2MgBr是来自CH2Br，CHO和CH2Br均可由甲苯合成，故合成路线为：。
【答案】（1）间甲基苯酚（3－甲基苯酚）（2）铁粉/溴化铁，液溴（3）氧化反应
（4）羟基、醚键（5）CHC－CH3（6）3种；
（7）
5．（2022·黑龙江大庆高三3月模拟）氯吡格雷是一种用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病的药物。以2－氯苯甲醛为原料合成该药物的路线如图：
（1）A中含氧官能团的名称为_________________，A发生银镜反应的化学方程式为_________________________________________________________。
（2）C生成D的反应类型为_______。
（3）X（C6H7BrS）的结构简式为_________________。
（4）写出C聚合成高分子化合物的化学反应方程式：______________________。
（5）物质G是物质A的同系物，其相对分子质量比A多14；符合以下条件的G的同分异构体共有_______种（考虑立体异构）。①属芳香族化合物；②与FeCl3溶液反应显紫色；③苯环上的氢原子种类有两种。其中核磁共振氢谱中有4个吸收峰，且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为_________________。
（6）已知：，写出以乙烯、甲醇为有机原料制备化合物的合成路线_____（无机试剂任选）。
【解析】A与NaCN、NH4Cl反应生成B，B中氰基发生水解生成C，C中羧基与甲醇发生酯化反应生成D，结合D、E结构简式可知X结构简式为，E与发生取代反应生成最终产物。（1）A的结构简式为，官能团为醛基、碳氯键（旧教材称氯原子）；分子中含有醛基，能与银氨溶液共热发生银镜反应生成，反应的化学方程式为+2［Ag（NH3）2］OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O；（2）由题给流程可知，在无机酸的作用下，与甲醇在酸性条件下发生酯化反应生成和水，酯化反应属于取代反应。（3）由E和D的结构简式为和可知，X结构简式为；（4）C的结构简式是，分子中含有羧基和氨基，一定条件下能发生缩聚反应生成和水，反应的化学方程式为n+（n－1）H2O；（5）由G的同分异构体比A多一个碳原子，属于芳香族化合物说明结构中含有苯环，与氯化铁溶液反应显紫色可知苯环上有一个羟基，苯环上的氢原子种类有两种说明为对称结构，且含有－CH＝CHCl（有顺反异构）和－CCl＝CH2，共3种，符合核磁共振氢谱中有4个吸收峰，且峰值比为2∶2∶2∶1的结构简式为；（6）由原料和产品的结构简式可知，以乙烯、甲醇为有机原料制备化合物的合成步骤为乙烯与溴发生加成反应生成BrCH2CH2Br，BrCH2CH2Br发生水解反应生成乙二醇，甲醇催化氧化生成甲醛，乙二醇与甲醛反应生成，合成路线流程为。
【答案】（1）①醛基、碳氯键
②+2［Ag（NH3）2］OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O
（2）酯化反应（取代反应）（3）
（4）n+（n－1）H2O
（5）3；
（6）
6．（广东省汕头市2022届高三下学期第一次模拟）有机合成在创新药研发中应用十分广泛，有机化合物F是目前最好的前列腺抗癌药物，其合成路线如下：
已知：①取代基－CH3可表示为Me；
②RCOOHRCOOR′；
③或；苯甲酸卤代时，主要生成间位产物
（1）化合物C中的官能团有溴原子、氟原子、___________。
（2）下列说法正确的是___________。
A．A→D的反应类型分别是：取代反应，还原反应，氧化反应
B．化合物F的分子式为C21H16N4O2F4S
C．中有手性碳
D．由甲苯合成A的过程是先将甲苯氧化为苯甲酸，然后再进行卤代
（3）化合物E的结构简式为___________。
（4）写出B→C的化学方程式（无须注明条件）__________________________。
（5）化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子，同时满足下列条件G的同分异构体共___________种。①苯环存在两个取代基，且每个取代基只含一个碳原子；②不含手性碳原子；③可发生银镜反应；④其中一个取代基中含N－F键；写出一种核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式：___________。
（6）写出由甲苯合成的合成路线图，条件不用标出，无机化合物任选_____________________________。
【解析】A与SOCl2发生－OH被Cl的取代反应产生B，B与MeNH2发生Cl原子与MeNH－的取代反应产生C，C与、CuCl、K2CO3作用下发生Br与－NH2上H原子的取代反应产生D，D与K2CO3、H2O、CH3I发生信息②的反应产生E：，E与反应产生F，据此分析解答。（1）根据化合物C结构简式可知：该物质分子中含有的官能团有溴元素、氟原子、酰胺基；（2）根据物质转化关系可知A→B、B→C、C→D的反应类型都是取代反应，A错误；根据物质结构简式可知物质F分子式是C21H16N4O2F4S，B正确；手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子，物质分子中的中间C原子连接了2个甲基、1个羧基、1个氨基，因此该物质分子中不存在手性碳原子，C错误；由已知信息③可知：苯甲酸发生卤代反应时主要生成间位取代产物，而甲苯发生取代反应时主要生成邻、对位上的取代产物，因此由甲苯制取A物质时，应该使甲苯与Br2、F2在Fe催化作用下发生卤代反应，发生甲基在苯环上对位上为Br原子，邻位上一个为F原子，然后与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，使甲基变为－COOH，就得到物质A，D错误；故合理选项是B；（3）根据上述分析可知化合物E结构简式为：；（4）B是，C是，则B与MeNH2发生取代反应产生C与HCl的反应方程式为：+MeNH2+HCl；（5）化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子，同时满足下列条件：①苯环存在两个取代基，且每个取代基只含一个碳原子；②不含手性碳原子；③可发生银镜反应，说明含有醛基；④其中一个取代基中含N－F键；则两个取代基可能结构有：①－CHO、－N（F）0CH3、②－CHO、－CH2NHF、③－CH3、－NH（F）CHO三种情况，每一种情况下两个取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对三种，故符合条件的G的同分异构体整理数目为3×3＝9种，其中核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式可以是；（6）甲苯与Br2在Fe催化下发生甲基对位上的取代反应产生，该物质被酸性KMnO4溶液氧化为，然后与SOCl2发生取代反应产生，再与NH2CH3发生取代反应产生目标产物，则由甲苯制取的流程图为：。
【答案】（1）酰胺基（2）B（3）（4）+MeNH2+HCl
（5）9；
（6）
7．（重庆市2023届高三上学期适应性考试）有机物J在有机化工领域具有十分重要的价值。2018年我国首次使用－溴代羰基化合物合成了J，其合成路线如图：
（1）A的名称是_______；F中官能团的名称是_______。
（2）H的结构简式是_______。
（3）下列反应属于取代反应的是_______（填序号）。
a．A→B b．B→C c．C→D d．H+F→J
（4）化合物E在一定条件下可脱水生成一种含有六元环的二元酯，该酯的结构简式是______________________。
（5）请写出D→E过程的反应①的化学方程式：___________________________。
（6）化合物X是D的同系物，且分子量比D大14，则X的同分异构体中满足下列条件的有_______种（不含X）。
a．能发生银镜反应 b．不含醚基（C－O－C）
请写出上述同分异构体中能发生水解反应，且核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式：_________________。
【解析】根据B反应生成推出B的结构简式为：，则A的结构简式为：，根据D能新制的氢氧化铜发生反应，故判断D中含有醛基，利用E中氧原子数为3判断，D中一个醛基被氧化，故D的结构简式为：；则E的结构简式为：；E和HBr的反应生成F；根据J的结构简式判断H的结构简式为：HO－NO2；（1）根据以上分析，A的结构简式为：，故名称为2−甲基丙烯；根据F的结构简式判断含有的官能团为碳溴键、羧基；（2）利用F和J的结构简式判断H的结构简式为：HO－NO2；（3）A→B根据结构简式的变化发现多了两个溴原子，利用分析判断A中又含有碳碳双键，故发生加成反应；B→C中发生变化的是两个羟基被溴原子取代，故发生了取代反应；故b符合题意；C→D是羟基转化为醛基的过程，属于氧化反应，故c不符合题意；H+F→J根据结构简式上的少氢和溴原子判断发生了取代反应；故d符合题意。选答案bd；（4）化合物E的结构简式为：，在一定条件下可脱水生成一种含有六元环的二元酯，该酯的结构简式；（5）D为，E为；D→E过程的反应①的化学方程式+2Cu（OH）2+NaOH+Cu2O↓+3H2O；（6）化合物X是D的同系物，且分子量比D大14，说明多了CH2的结构，D的结构简式为：；故X也含有羟基和醛基或是甲酸某酯：、、、、、、、、、、、、、、、；共16种，除去X本身还有15种，故答案为15；上述同分异构体中能发生水解反应，且核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式：。
【答案】（1）2−甲基丙烯；碳溴键、羧基（2）HO－NO2
（3）bd（4）
（5）+2Cu（OH）2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
（6）15；
8．（2022·福建省福州高级中学高三阶段练习）化合物F具有独特的生理药理作用，实验室由芳香化合物A制备F的一种合成路线如图：
已知：①
②RCH＝CH－COOH
回答下列问题：
（1）化合物A的名称是__________。
（2）B中含氧官能团的名称为__________；
（3）C生成香兰素的反应类型为__________。
（4）D的结构简式为______________________。
（5）写出F与足量NaOH溶液反应的化学方程式_________________________。
（6）G为香兰素的同分异构体，能使FeCl3溶液变紫色，苯环上只有两个取代基团，能发生水解反应，符合要求的同分异构体有_______种，请写出其中一种核磁共振氢谱图显示有4种不同环境的氢，且峰面积比为3∶2∶2∶1的G的结构简式_______。
【解析】由题干合成流程图可知，C与CH3ONa的发生信息①中的反应，结合香兰素结构，可知C为，根据B的分子式和C的结构简式可推知B为HO－CHO；A能与FeCl3溶液反应显紫色，说明含有酚羟基，根据A的分子式得到A为CH3－OH；香兰素发生信息②中的反应得到D为；E与CH3CH2OH酯化得到F，所以E为，D发生取代反应生成E，据此分析解题。（1）由分析可知，A的结构简式为：CH3－OH，则化合物A的名称是对甲基苯酚；（2）由分析可知，B的结构简式为：HO－CHO，则B中含氧官能团的名称为醛基和（酚）羟基；（3）由分析可知，C的结构简式为：，C生成香兰素的方程式为：+CH3ONa+NaBr，该反应的反应类型为取代反应；（4）由分析可知，D的结构简式为；（5）由题干可知，F的结构简式为：，故其与足量NaOH溶液反应的化学方程式为：+3NaOH++2H2O；（6）由题干信息可知，香兰素的结构简式为：，分子式为：C8H8O3，故G为香兰素的同分异构体，能使FeCl3溶液变紫色即结构中含有酚羟基，苯环上只有两个取代基团，能发生水解反应说明含有酯基，符合要求的两个基团其中一个为：－OH，另一个可以为：－OOCCH3、－COOCH3和－CH2OOCH三种情况，每一种情况都有邻、间、对三种位置关系，故符合条件的同分异构体有3×3＝9种，请写出其中核磁共振氢谱图显示有4种不同环境的氢，且峰面积比为3∶2∶2∶1的G的结构简式CH3COO－OH或HO－COOCH3。
【答案】（1）对甲基苯酚（2）醛基和（酚）羟基
（3）取代反应（4）
（5）+3NaOH++2H2O
（6）9；CH3COO－OH或HO－COOCH3
9．（江苏省扬州2021~2022学年高三3月模拟）制备天然化合物antofine的中间体F的一种合成路线如下：
注：PCC为吡啶和CrO3在盐酸溶液中的络合盐，。
（1）A中的含氧官能团名称为__________和_____________。
（2）X的分子式为C8H8O2，C→D是两苯环间脱2H成稠环，则X的结构简式为__________。
（3）B→C的反应类型为___________________。
（4）F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：________________（只写一种）。①分子中只有两种含氧官能团。②碱性水解后酸化，得到碳原子数相等的芳香化合物P和Q；P既能发生银镜反应又能与FeCl3溶液发生显色反应；P、Q中均只有四种不同化学环境的氢。
（5）写出以为原料制备的合成路线流程图（无机试剂、PCC和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。
【解析】C→D是两苯环间脱2H成稠环，则C应为，根据B生成C的反应条件可知该过程为酯化反应，根据C中酯基的位置可知B为；A与X反应生成B，X的分子式为C8H8O2，且X中含有苯环，结合B的结构简式可知X为H3CO－CHO。（1）根据A的结构简式可知其含氧官能团为醚键、羧基；（2）根据分析可知X的结构简式为H3CO－CHO；（3）B生成C为酯化反应，也属于取代反应；（4）F的同分异构体满足：①分子中只有两种含氧官能团；②碱性水解后酸化，得到碳原子数相等的芳香化合物P和Q，说明含有酯基；P既能发生银镜反应又能与FeCl3溶液发生显色反应，则P中含有－CHO和酚羟基；P、Q中均只有四种不同化学环境的氢，说明P、Q均为对称结构，则Q为或，P为或，F的同分异构体为、、、；（5）对比和的结构简式，需要将－CH2COOCH3转化为－CH2CHO、－CH＝CH2转化为－CH（OH）CH3；观察题目所给流程可知将－CH2COOCH3转化为－CH2CHO的步骤与D生成F的过程相似，而－CH＝CH2转化为－CH（OH）CH3可以直接与H2O加成，也可以先和卤化氢加成，再水解，所以合成路线为。
【答案】（1）醚键；羧基（2）H3CO－CHO（3）取代反应
（4）
（5）
10．（2022·沈阳高三下学期初考）2－氨－3－氯苯甲酸是白色晶体，是重要的医药中间体，其制备流程如图：
回答下列相关问题：
（1）的名称是____________，反应④的反应类型为____________。
（2）为了实现反应③的转化，通常可采用的试剂是________________。
（3）生成2－氨－3－氯苯甲酸的化学方程式为_______________________。
（4）与互为同分异体，且符合以下条件的芳香族化合物有____种。①除苯环外没有其它环状结构；②能发生银镜反应；③红外光谱显示有－NH2，其中核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1的有机物的结构简式为____________。
（5）事实证明上述流程的目标产物的产率很低；据此，研究人员提出将步骤⑥设计为以下三步，产率有了一定提高。
请从步骤⑥产率低的原因进行推测，上述过程能提高产率的因可能是___________________。若想要进一步提高产率，2－氨－3－氯苯甲酸的合成流程中，可以优化的步骤还有________________。
【解析】苯发生取代反应得到甲苯，甲苯和浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成，发生氧化反应得到，和Fe/HCl反应将硝基变为氨基，再和CH3COCl反应生成，通过取代反应生成，然后水解最终生成产物2－氨－3－氯苯甲酸。（1）的名称是邻硝基苯甲酸（2−硝基苯甲酸）。反应④为和Fe/HCl反应将硝基变为氨基，反应类型为还原反应。（2）反应③为苯环上甲基变为羧基的反应，通常可采用的试剂是强氧化剂酸性高锰酸钾溶液。（3）在酸性条件下水解生成2－氨－3－氯苯甲酸，化学方程式为+H2O +CH3COOH。（4）与互为同分异体，且①除苯环外没有其它环状结构，②能发生银镜反应，③红外光谱显示有－NH2，则应该含有醛基或甲酸酯；若取代基为2个，则为－NH2、－OCHO，则两者在苯环上有邻、间、对3种情况；若取代基为3个，则为－NH2、－CHO、－OH；－NH2、－CHO处于邻位，则－OH有4种情况；－NH2、－CHO处于间位，则－OH有4种情况；－NH2、－CHO处于对位，则－OH有2种情况；故共13种情况。其中核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为2∶2∶2∶1，则结构对称性较高，有机物的结构简式为。（5）从步骤⑥产率低的原因进行推测，上述过程能提高产率的原因可能是利用磺酸基占位，减少5号位上H原子的取代。若想要进一步提高产率，2−氨−3−氯苯甲酸的合成流程中，步骤②甲苯硝化反应时还可能生成其他的副产物，因此可以优化的步骤还有步骤②。
【答案】（1）①邻硝基苯甲酸（2−硝基苯甲酸）②还原反应
（2）酸性高锰酸钾溶液
（3）+H2O +CH3COOH
（4）①13②
（5）利用磺酸基占位，减少5号位上H原子的取代；步骤②
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