2023届高考化学二轮复习专题十二有机化学基础学案

这是一份2023届高考化学二轮复习专题十二有机化学基础学案，共56页。

专题十二　有机化学基础

明·课程标准
MINGKECHENGBIAOZHUN　　　　　　对应学生用书学案P137
1．认识有机化合物的结构特点及分子结构的测定方法。
2．认识烃及烃的衍生物、基本营养物质的组成和结构特点，了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。
3．了解聚合物的组成与结构特点，认识单体和单体单元(链节)及其与聚合物结构的关系。了解加聚反应和缩聚反应的特点。
4．认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。

品·高考真题
PINGAOKAOZHENTI　　　　　　对应学生用书学案P137

真题细研
1．(2022·全国甲卷)用N－杂环卡宾碱(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的化学名称为苯甲醇　。
(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消去反应　。
(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硝基、酯基和羰基　。
(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 5　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B与CH3CHO发生加成反应生成再发生消去反应生成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。(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。
2．(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 3-氯丙烯　。
(2)C的结构简式为　。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式
＋H2O　。
(4)E中含氧官能团的名称为羟基、羧基　。
(5)由G生成H的反应类型为取代反应　。
(6)I是一种有机物形成的盐，结构简式为　。
(7)在E的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为 10　种。
a)含有一个苯环和三个甲基；
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；
c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为。
【解析】　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；D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E，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；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；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；据此作答。(1)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。(2)根据分析，C的结构简式为。(3)E的结构简式为，F的结构简式为，E生成F的化学方程式为＋H2O。(4)E的结构简式为，其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基。(5)G结构简式为，H的结构简式为，G与SOCl2发生取代反应生成H。(6)根据分析，I的结构简式为。(7)E的结构简式为，E的分子式为C11H12O3，不饱和度为6；E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2，结合分子式中O原子的个数，说明含1个羧基，能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有3种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有6种位置；若3个甲基在苯环上的位置为时，羧基、醛基在苯环上有1种位置；故符合题意的同分异构体共有3＋6＋1＝10种；上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6∶3∶2∶1的结构简式为
3．(2021·全国乙卷T26)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：


回答下列问题：
(1)A的化学名称是 2-氟甲苯(或邻氟甲苯)　。
(2)写出反应③的化学方程式

＋HCl

(3)D具有的官能团名称是氨基、羰基、卤素原子(溴原子、氟原子)　(不考虑苯环)。
(4)反应④中，Y的结构简式为　。
(5)反应⑤的反应类型是取代反应　。
(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 10　种。
(7)写出W的结构简式。
【解析】　(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，故答案为＋HCl；(3)含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基；(4)D为，E为，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，可出现的结构有故其同分异构体为10种；(7)根据已知及分析可知，与乙酸、乙醇反应生成。
4．(2021·全国甲卷)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：

回答下列问题：
(1)A的化学名称为间苯二酚(或1，3－苯二酚)　。
(2)1molD反应生成E至少需要 2　mol氢气。
(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称酯基，醚键，羟基(任写两种)　。
(4)由E生成F的化学方程式为



(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)的反应类型为取代反应　。
(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有 C　(填标号)。
a．含苯环的醛、酮
b．不含过氧键(—O—O—)
c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
(7)根据上述路线中的相关知识，以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物，写出合成路线

【解析】　(1)A为，化学名称为间苯二酚(或1，3－苯二酚)；
(2)D为与氢气发生加成反应生成
碳碳双键及酮羰基都发生了加成反应，所以1 mol D反应生成E至少需要2 mol氢气；
(3)E为含有的含氧官能团的名称为酯基，醚键，羟基(任写两种)，故答案为：酯基，醚键，羟基(任写两种)；(4)E为发生消去反应生成
化学方程式为H2O；(5)由G生成H分两步进行：反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应2)是将酯基水解生成羟基，反应类型为取代反应；(6)化合物B为，同分异构体中能同时满足下列条件：a.含苯环的醛、酮；b.不含过氧键(—O—O—)；c.核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1，说明为醛或酮，而且含有甲基，根据要求可以写出：故有4种；(7)以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成题图所示的有机物，可以将丙烯在m－CPBA的作用下生成环氧化合物，环氧化合物在酸催化下与水发生加成反应，然后再与碳酸二甲酯发生酯化反应即可，故合成路线为

5．(2020·全国卷Ⅰ·36)有机碱，例如二甲基胺()、苯胺()，吡啶()等，在有机合成中应用很普遍，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：

已知如下信息：

③苯胺与甲基吡啶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　。
(2)由B生成C的化学方程式为
＋KOH＋KCl＋H2O　。
(3)C中所含官能团的名称为碳碳双键、氯原子　。
(4)由C生成D的反应类型为取代反应　。
(5)D的结构简式为　。
(6)E的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有 6　种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为　。



【解析】　(1)由题中信息可知，A的分子式为C2HCl3，其结构简式为ClHC===CCl2，其化学名称为三氯乙烯。(2)B与氢氧化钾的醇溶液共热发生消去反应生成C()，该反应的化学方程式为＋KOH＋KCl＋H2O。(3)由C的分子结构可知其所含官能团有碳碳双键和氯原子。(4)C()与过量的二环己基胺发生反应生成D，D与E发生信息②的反应生成F，由F的分子结构可知，C的分子中的两个氯原子被二环己基胺基所取代，则由C生成D的反应类型为取代反应。(5)由D的分子式及F的结构可知D的结构简式为。(6)已知苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体。E()的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，则其分子中含有羟基；核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6∶2∶2∶1的有共6种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为
6．(2020·全国卷Ⅱ·36)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)


回答下列问题：
(1)A的化学名称为 3－甲基苯酚(或间甲基苯酚)　。
(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的反应类型为加成反应　。
(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 c　个(不考虑立体异构体，填标号)。
①含有两个甲基
②含有酮羰基(但不含C===C===O)
③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 CH2===CHCH(CH3)COCH3()　。
【解析】　结合“已知信息a”和B的分子式可知B为；结合“已知信息b”和C的分子式可知C为；结合“已知信息c”和D的分子式可知D为。(1)A为，化学名称3－甲基苯酚(或间甲基苯酚)；(2)由分析可知，B的结构简式为；(3)由分析可知，C的结构简式为；(4)反应⑤为加成反应，H加在羰基的O上，乙炔基加在羰基的C上；(5)反应⑥为中的碳碳三键和H2按1∶1加成，反应的化学方程式为，有2个不饱和度，含酮羰基但不含环状结构，则分子中含一个碳碳双键，一个酮羰基，外加2个甲基，符合条件的有8种，如下：CH3CH===CHCOCH2CH3、CH3CH===CHCH2COCH3、
CH3CH2CH===CHCOCH3、CH2===CHCH(CH3)COCH3、
CH2===C(C2H5)COCH3、CH2===C(CH3)COCH2CH3、
CH2===C(CH3)CH2COCH3、CH2===CHCOCH(CH3)2，其中，含有手性碳的为CH2===CHCH(CH3)COCH3()。

考情预判
有机框图推断与合成题是高考中的常见题型，在近年逐步向综合型、信息型、能力型方向发展。有机推断题主要以框图为主线，常将有机物的组成、结构、性质、合成(制备)融为一体，具有较强的综合性，并多与新信息、新材料、新药物等紧密结合。有机合成题常利用一些基本原料，并限定合成路线或设计合成路线来获得目标产物，并与有机物的结构简式、同分异构体、反应类型、化学方程式的书写等基础知识结合起来进行考查。有机综合推断是考查有机化学的重要题型，在高考中占有霸主地位。预计今后高考中可能延续以高分子材料、医药或特定性能的有机合成为载体来进行考查。


悟·核心要点
WUHEXINYAODIAN　　　　　　对应学生用书学案P140
考点一　有机化合物的结构与性质


核心知识·整合
1．常见官能团的结构与性质

官能团
结构
性质
碳碳
双键

易加成、易氧化、易聚合
碳碳
三键
—C≡C—
易加成、易氧化
卤素
原子
—X(X表
示Cl、Br等)
易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯)
醇羟基
—OH
易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170℃条件下生成乙烯)、易催化氧化、易被强氧化剂氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液的作用下被氧化为乙醛甚至乙酸)
酚羟基
—OH
极弱酸性(酚羟基中的氢能与NaOH溶液反应，但酸性极弱，不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基

易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)、易还原
羰基

易还原(如丙酮在催化剂、加热条件下被H2还原为2-丙醇)
羧基

酸性(如乙酸的酸性强于碳酸，乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
酯基

易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解，乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解)
醚键
R—O—R
如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇
硝基
—NO2
如酸性条件下，硝基苯在铁粉催化下被还原为苯胺：

2．有机物原子共面共线的解题思路
(1)“等位代换不变”原则：基本结构上的氢原子，无论被什么原子替代，所处空间结构维持原状。
(2)单键可以沿键轴旋转，双键和三键不能沿键轴旋转。若平面间靠单键相连，所连平面可以绕键轴旋转，可能转到同一平面上，也可能旋转后不在同一平面上。
(3)若平面间被多个点固定，且不是单键，则不能旋转，一定共平面。
(4)分拆原则：可把复杂的构型，分拆成几个简单构型，再分析单键旋转时可能的界面。
3．有机反应类型的推断
(1)由官能团转化推测反应类型。从断键、成键的角度掌握各反应类型的特点，如取代反应的特点就是有上有下。
(2)由反应条件推测反应类型。
反应条件
可能的有机反应
浓硫酸，加热
①醇的消去反应；②酯化反应；③苯的硝化反应
稀硫酸，加热
①酯的水解反应；②二糖、多糖的水解反应；③—COONa或—ONa的酸化
NaOH的水溶液，加热
①卤代烃的水解反应；②酯的水解反应；③、羧酸的中和反应
强碱的乙醇溶液，加热
卤代烃的消去反应
新制Cu(OH)2或银氨溶液，加热
醛基的氧化反应
酸性KMnO4溶液
①烯烃、炔烃的氧化反应；②苯的同系物的氧化反应；③醇、醛、苯酚的氧化反应
O2、Cu，加热
醇的催化氧化反应
H2、催化剂，加热
①烯烃、炔烃的加成反应；②芳香烃的加成反应；③醛、酮还原为醇
特别注意：羧基、酯基、肽键不能加成
浓溴水
苯酚的取代反应
溴的CCl4溶液
烯烃、炔烃的加成反应
Cl2，光照
①烷烃的取代反应；
②中侧链的取代反应

(3)卤代反应、硝化反应、磺化反应、酯化反应、水解反应、皂化反应、分子间脱水等反应，本质上均属于取代反应。
(4)有机物的加氢、脱氧均属于还原反应；脱氢、加氧均属于氧化反应。

关键能力·突破

　考向1　有机合成中官能团辨识
典例1按要求回答下列问题。
(1)(2022·昆明模拟)2021年9月24日，中科院用CO2合成淀粉的成果发表于国际学术期刊《Science》。中官能团的名称为羟基、醚键　。
(2)(2022·开封模拟)有机物B的结构简式为：B中官能团名称是羟基　碳碳双键　羧基　。
(3)(2021·西安模拟)的官能团名称为酯基　醚键　。
(4)(2021·银川模拟)中含有的官能团的名称为醚键　羰基　。
【解析】　(1)由淀粉的结构简式可知淀粉是聚合物，官能团的名称为羟基、醚键；(2)B的结构简式为，其官能团为羟基、碳碳双键、羧基。(3)，官能团为酯基和醚键；(4)中官能团的名称为醚键、羰基。
〔迁移应用〕
1．(1)(2021·广东，21(1))化合物中含氧官能团有(酚)羟基、醛基　(写名称)。
(2)(2021·湖南，19(3))叶酸拮抗剂Alimta()中虚线框内官能团的名称为a：酰胺基　，b：羧基　。
　考向2　有机合成路线中结构简式、化学方程式书写
典例2(2022·合肥模拟)有机物F是我国最早批准的可用于抗新冠肺炎临床试验的药物之一，而最新文献研究也证实了其对新型冠状肺炎有治疗作用。F的合成路线如下图所示，已知：分子中—Ar表示—C6H5。


已知：RCOCH3＋R′COClRCOCH2COR′＋HCl
ROH＋(CH3CO)2O―→ROCOCH3＋CH3COOH
(1)写出F的分子式__C15H12O3__。
(2)A→B的反应类型是__取代反应__，B中含氧官能团的名称为__酯基、羰基__。
(3)写出G的结构简式__ArCOCl__。
(4)写出X→A的化学方程式___。
(5)某芳香族化合物K与C互为同分异构体，则符合下列条件K的同分异构体共有__13__种。
①与FeCl3发生显色反应
②可发生水解反应和银镜反应
其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为____。
【解析】　根据B、D的结构简式和B到C、C到D的转化条件可知，C的结构简式为，C与试剂G发生已知反应生成D，结合C和D的结构简式可知，试剂G的结构简式为ArCOCl。(1)根据F的结构简式可知，其分子式为C15H12O3；(2)A发生取代反应生成B，则A→B的反应类型是取代反应；结合B的结构简式可知，B中含氧官能团的名称为酯基、羰基；(3)由上述分析可知，G的结构简式为ArCOCl；(4)X()与(CH3CO)2O发生取代反应生成A()和CH3COOH，则X→A的化学方程式2CH3COOH；(5)C的结构简式为，芳香族化合物K与C互为同分异构体，K的同分异构体符合①与FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基，②可发生水解反应和银镜反应，则含有—OOCH，①若取代基为—OH、—CH3、—OOCH，当—OH、—CH3处于邻位时，—OOCH有4种位置，当—OH、—CH3处于间位时，—OOCH有4种位置，当—OH、—CH3处于对位时，—OOCH有2种位置；②若取代基为—OH和—CH2OOCH，两个取代基在苯环上的位置有邻间对3种，则符合条件的同分异构体共有4＋4＋2＋3＝13种，其中核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为
〔迁移应用〕
2．有机物G是合成治疗恶心、呕吐药物——盐酸阿扎司琼的一种中间体，其合成路线如下：


回答下列问题：
(1)物质G在核磁共振氢谱中显示有 5　种不同化学环境的氢原子，其个数比为 1∶1∶1∶2∶3　。
(2)写出物质C、F的结构简式：
、 ClCH2COCl　。
(3)指出反应④的反应类型：还原反应　。
(4)写出反应①的化学方程式

(5)实际生产过程中D的产率较低。请从C的结构特点及反应条件分析原因并提出改进措施： C物质中有酚羟基，易被氧化。将酚羟基保护后再硝化　。
(6)写出两种满足下列条件的有机物结构简式：。
①分子组成比D少一个氧原子
②苯环上的一氯代物只有一种
③1mol该物质最多可以和含4molNaOH的溶液反应(不考虑苯环上卤原子的水解)
④不能使FeCl3溶液显紫色
【解析】　(1)根据G的结构简式可知，G在核磁共振氢谱中显示有5种不同化学环境的氢原子，其个数比为1∶1∶1∶2∶3；(2)由D的结构简式及C生成D的反应条件可知，物质C为，F为ClCH2COCl；(3)由E的分子式可知，D生成E是—NO2转变为—NH2，反应④的反应类型为还原反应；(4)根据A、B的结构简式可知，反应①的化学方程式为J＋H2O；(5)实际生产过程中D的产率较低的原因是C物质中有酚羟基，易被氧化，要提高产率可以将酚羟基保护后再硝化；(6)满足条件①分子组成比D少一个氧原子，即分子中有4个氧原子，②苯环上的一氯代物只有一种，③1 mol该物质最多可以和含4 mol NaOH的溶液反应(不考虑苯环上卤原子的水解)，④不能使FeCl3溶液显紫色，说明不含有酚羟基，符合这样条件的有机物结构简式为

考点二　限定条件下同分异构体书写及数目判断


核心知识·整合
1．常见限制条件与结构关系总结

2．解题思路
(1)思维流程
①确定官能团——根据限定条件确定同分异构体中所含官能团。
②确定思维顺序——结合所给有机物有序思维：碳链异构―→官能团位置异构―→官能团类别异构。
③确定答案——确定同分异构体种数或根据要求书写结构简式。
(2)注意事项
①从有机物性质联想官能团或结构特征。
官能团异构：a.二烯烃和炔烃；b.醛与酮、烯醇；c.芳香醇与酚、醚；d.羧基、酯基和羟基醛；e.氨基酸和硝基化合物等。
②书写要有序进行。如书写酯类物质的同分异构体时，可采用逐一增加碳原子的方法。


关键能力·突破

　　　考向限定条件下同分异构体书写及数目判断
典例(1)(2018·全国卷Ⅰ·36节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1)　。
(2)(2018·全国卷Ⅱ·36节选)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物，由葡萄糖为原料合成E的过程如下：

F是B的同分异构体，7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有 9　种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。
(3)(2018·全国卷Ⅲ·36节选)近来有报道，碘代化合物E与化合物H在Cr—Ni催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物Y，其合成路线如下：

已知：RCHO＋CH3CHORCH===CHCHO＋H2O
X与D互为同分异构体，且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为3∶3∶2。写出3种符合上述条件的X的结构简式


【解析】　(1)属于酯类，说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1，说明氢原子分为两类，各是6个氢原子，因此符合条件的有机物结构简式为(2)B的分子式为C6H10O4，分子的不饱和度为2，因此7.30 g F的物质的量为0.05 mol，其与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，因此F分子中含有2个羧基。C4H10的二元羧酸的同分异构体的找法是先确定一元取代羧酸的结构，再确定二元取代羧酸的结构，一元取代羧酸有下列四种结构(H原子略去)C—C—C—C—COOH、然后找出上述四种结构的二元取代羧酸，因此④C—③C—②C—①C—COOH有4种结构(羧基分别在①～④号碳原子上)，有2种结构(羧基分别在①②号碳原子上)，有1种结构，有2种结构(羧基分别为①②号碳原子上)，因此总共有9种同分异构体。其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为3∶1∶1的结构简式为。(3)D为结合限定条件：“具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为3∶3∶2”，则X可能为

〔迁移应用〕
　按要求回答下列问题：
(1)X是的同分异构体。X在酸性条件下水解，生成2种核磁共振氢谱都显示4组峰的芳香族化合物，其中一种遇FeCl3溶液显紫色，符合条件的X有 5　种。
(2)C8H8O3有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有 19　种。
a．遇FeCl3溶液发生显色反应
b．能发生水解反应
(3)化合物M是E()的同分异构体，已知M与E具有相同的官能团，且M为苯的二元取代物，则M的可能结构有 15　种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为
【解析】　(1)X是的同分异构体。X在酸性条件下水解，生成2种核磁共振氢谱都显示4组峰的芳香族化合物，其中一种遇FeCl3溶液显紫色符合条件的X有
共5种。(2)C8H8O3的同分异构体，满足遇氯化铁发生显色反应，说明分子中含有酚羟基；能发生水解反应，说明含有酯基；则满足条件的有机物结构为苯环连接3个取代基—OH、—CH3、—OOCH的有10种；连接2个取代基—OH、—COOCH3的有3种，连接—OH、—CH2OOCH的有3种，连接—OH、—OOCCH3的有3种，故共19种；(3)M与具有相同的官能团，且M为苯的二元取代物，两个取代基可能为—CH2CH2CH3和—COOH、—CH(CH3)2和—COOH、—CH2CH3和—CH2COOH、—CH3和—CH2CH2COOH、—CH3和—CH(CH3)COOH，每种组合均有邻、间、对三种位置异构，则M的可能结构有15种，其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为

考点三　有机合成与推断


核心知识·整合
1．有机物结构的推断方法
(1)根据反应条件推断反应物或生成物
①“光照”为烷烃的卤代反应。
②“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应或酯()的水解反应。
③“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
④“浓HNO3(浓H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
⑤“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
⑥“浓H2SO4、170℃”是乙醇消去反应的条件。
(2)根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
①使溴水褪色，则表示有机物分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
②使酸性KMnO4溶液褪色，则该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或苯的同系物(连接苯环的碳原子上有氢原子)。
③遇FeCl3溶液显紫色或加入浓溴水出现白色沉淀，表示该物质分子中含有酚羟基。
④加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，有红色沉淀生成(或加入银氨溶液并水浴加热有银镜出现)，说明该物质分子中含有—CHO。
⑤加入金属钠，有H2产生，表示该物质分子中可能有—OH或—COOH。
⑥加入NaHCO3溶液有气体放出，表示该物质分子中含有—COOH。
(3)以特征产物为突破口来推断碳架结构和官能团的位置
①醇的氧化产物与结构的关系

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环境可确定碳架结构。
有机物取代产物种类越少或相同环境的氢原子数越多，说明该有机物分子结构的对称性越高，因此可由取代产物的种类或氢原子环境联想到该有机物碳架结构的对称性而快速解题。
④由加氢后的碳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高聚酯，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。
(4)根据关键数据推断官能团的数目

②2—OH(醇、酚、酸酸)H2；
③2—COOHCO2，—COOHCO2；

⑤RCH2OHCH3COOCH2R。
　(Mr)　　　　　　　(Mr＋42)
2．常见的有机合成路线
(1)一元合成路线
R—CH===CH2R—CH2—CH2X　一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯
(2)二元合成路线

(3)芳香化合物合成路线

3．官能团的引入
引入官能团
有关反应
羟基(—OH)
烯烃与水加成，醛/酮加氢，卤代烃水解，酯的水解，葡萄糖分解
卤素原子(—X)
烃与X2取代，不饱和烃与HX或X2加成，醇与HX取代
碳碳双键()
某些醇或卤代烃的消去，炔烃加氢
醛基(—CHO)
某些醇氧化，烯氧化，糖类水解，炔水化
羧基(—COOH)
醛氧化，酯酸性水解，羧酸盐酸化，苯的同系物被强氧化剂氧化
酯基()
酯化反应
4．有机合成中常见官能团的保护
(1)酚羟基的保护：因为酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变成—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：如由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。若先还原—NO2生成—NH2，再用酸性高锰酸钾溶液氧化—CH3时，—NH2也会被氧化。
5．有机合成路线的设计方法
(1)正推法
即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：
⇨……⇨⇨
如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法：

(2)逆推法
即从目标分子着手，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：
⇨……⇨⇨
如采用逆推法，通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知，合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得出原料分子为甲苯，如图所示：

设计合成路线时，要选择反应步骤少，试剂成本低，操作简单，毒性小，污染小，副产物少的路线，即

(3)正逆双向结合法
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：
⇨……⇦

关键能力·突破

　考向1　有机合成路线的设计
典例1(1)(2018·全国卷Ⅰ节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

苯乙酸苄酯()是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。

(2)(2017·全国卷Ⅲ节选)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下：

4－甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚()制备4－甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。

(3)(2016·全国卷Ⅰ节选)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：

参照上述合成路线，以(反，反)－2，4－己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线。


【解析】　(1)逆推法。要合成苯乙酸苄酯，需要，根据题给反应可知，需要需要苯甲醇和HCl反应即可生成(2)对比原料和目标产物，目标产物在苯甲醚的对位引入了—NHCOCH3。结合题干中合成路线的信息，首先在苯甲醚的对位引入硝基，再将硝基还原为氨基，最后与发生取代反应即可得到目标产物。(3)通过(反，反)－2，4－己二烯二酸写出(反，反)－2，4－己二烯，结合C→D→E实现链状烃到芳香烃，(反，反)－2，4－己二烯与乙烯发生加成反应生成，在Pd/C作用下生成，然后用酸性高锰酸钾溶液氧化生成
〔迁移应用〕
1．(2022·淄博高二检测)W是一种高分子功能材料，在生产、生活中有广泛应用。一种合成W的路线如图。

请设计以2，3－二氯丁烷、丙烯醛为原料合成苯甲醛的合成路线(无机试剂任选)

【解析】　要合成苯甲醛，依据题中信息，苯环可由二烯烃与烯醛反应生成六元环后在一定条件得到；2，3－二氯丁烷通过消去可得到丁二烯。故设计合成路线：
2．(2022·开封高二检测)G、H是中药甘草中的两种主要活性成分，其某种合成路线如下：

已知：RCOOHRCOCl设计以苯甲醇和(CH3CO)2O为起始原料，制备的合成路线：

【解析】　根据E→G的反应可以推出可由制得，根据“已知”可知

，根据A→B的反应可知，可以用可由经过氧化制得，故以苯甲醇和(CH3CO)2O为起始原料，制备的合成路线为
　考向2　有机化合物的合成与推断
典例2(2019·全国卷Ⅰ，36)化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：


回答下列问题：,
(1)A中的官能团名称是羟基　。
(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳
(3)写出具有六元环结构并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构，只需写出3个)。
(4)反应④所需的试剂和条件是 C2H5OH/浓H2SO4、加热　。
(5)⑤的反应类型是取代反应　。
(6)写出F到G的反应方程式

(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线

【解析】　(1)根据A的结构简式可知A中的官能团名称是羟基。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳，则根据B的结构简式可知B中的手性碳原子可表示为。(3)具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式中含有醛基，则可能的结构为。(4)反应④是酯化反应，所需的试剂和条件是乙醇、浓硫酸、加热。(5)根据以上分析可知⑤的反应类型是取代反应。(6)F到G的反应分两步完成，方程式依次为(7)由甲苯和乙酰乙酸乙酯可以先由甲苯合成，再根据题中反应⑤的信息由乙酰乙酸乙酯合成最后根据题中反应⑥的信息由合成产品具体的合成路线图为
〔迁移应用〕
3．(2022·太原模拟)普瑞巴林(pregabalin)常用于治疗糖尿病和带状疱疹引起的神经痛，其合成路线如下：


ⅱ.RCOOH＋CO(NH2)2RCONH2＋NH3↑＋CO2↑
回答下列问题：
(1)A的化学名称为 3-甲基丁醛或异戊醛　，—NH2的电子式
(2)B的结构简式为　。
(3)反应②的反应类型是加成反应　。
(4)D中有 2　个手性碳原子。
(5)写出反应④的化学方程式＋

(6)H是G的同系物，其碳原子数比G少四个，则H可能的结构(不考虑立体异构)有 5　种，其中—NH2在链端的有
(7)写出以1，6-己二酸为原料制备聚戊内酰胺()的合成路线

―→(其他无机试剂和有机溶剂任选)。
【解析】　(1)根据A的结构简式，A属于醛，按照系统命名的原则，该有机物A的名称为3-甲基丁醛；故答案为3－甲基丁醛或异戊醛；—NH2是氨气失去1个电子后生成的物质，其电子式为;(2)对比A和C的结构简式，A与NCCH2COOCH3发生已知i的反应，NCCH2COOCH3中的亚甲基上C与醛基上的碳原子以碳碳双键相连，同时生成水，则B的结构简式为；(3)对比B和C的结构简式，C中不含有碳碳双键，B→C的反应类型为加成反应，故答案为加成反应；(4)根据手性碳原子的定义，有机物D中含有的手性碳原子有2个，即(5)根据已知ⅱ可知，反应④的反应方程式为＋CO(NH2)2＋CO2↑＋NH3↑＋H2O；(6)H是G的同系物，碳原子比G少四个，即H中有四个碳原子，与G具有相同的官能团，H中应含有氨基和羧基，H可能的结构简式为其中—NH2在链端的有：(7)可以采用逆推法进行分析，聚戊内酰胺为高分子化合物，其单体为，根据F→普瑞巴林的路线，则生成的为物质为，根据信息ⅱ，推出生成的物质为，则合成路线为―→。


热点聚焦
REDIANJUJIAO　　　　　　对应学生用书学案P147
有机合成与推断大题研析
〔高考必备〕
1．有机推断题的解题思路
解有机推断题的关键点是寻找突破口，抓住突破口进行合理假设和推断。常见的突破口：(1)特殊颜色、特殊状态、特殊气味等物理性质；(2)特殊反应类型和反应条件，特殊反应现象和官能团所特有的性质，特殊制法和特殊用途等。
2．有机合成题的解题思路
①目标有机物的判断：首先判断目标有机物属于哪类有机物，其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。
②目标有机物的拆分：根据给定原料，结合信息，利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段，找出官能团引入、转换的途径及保护方法。
③思维方法的运用：找出关键点、突破点后，要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择最佳合成途径。
3．回答具体问题的相关策略或注意事项如下
(1)写合成路线中的化学方程式：注意反应条件、配平，不要漏写小分子等；
(2)设计某些步骤的目的：一般是保护某基团不被氧化或还原等；如无法确定反应原理则可回答保护某基团不被反应；
(3)未知物或副产物的判断
①流程中未知物的判断：圈出前后两种物质的相同点与不同点；分析反应条件可能给予的暗示；结合其他所给已知条件(如分子式、性质等)推断该物质的结构简式并验证；
②副产物的判断：按“流程中未知物”生成原理判断；值得一提的是：在物质旧键断裂的过程中，断键的部位可能不同，或者一个或多个相同基团同时断键，或者连接顺序不同，这是产生副产物的重要途径。
(4)同分异构体的书写策略
①残基的原子个数、不饱和度确保正确；②结构简式的规范书写；③若限制条件中有关于不同化学环境氢的种类的限定，一般来说要写的有机物是相对最对称的；④用条件去验证结构简式。
〔典例探究〕
典例(2019·全国卷Ⅱ，36)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：

已知以下信息：



回答下列问题：
(1)A是一种烯烃，化学名称为丙烯　，C中官能团的名称为氯原子　、羟基　。
(2)由B生成C的反应类型为加成反应　。
(3)由C生成D的反应方程式为(4)E的结构简式为
(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式
①能发生银镜反应
②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765g，则G的n值理论上应等于 8　。
【解析】　(1)由烯烃A的分子式C3H6可知A为丙烯(CH2===CHCH3)，根据反应条件和B的分子式可知B为CH2===CHCH2Cl，由B、C的分子式可知CH2===CHCH2Cl与HOCl(次氯酸)发生加成反应生成C，结构简式为CH2OHCHClCH2Cl或CH2ClCHOHCH2Cl，官能团的名称为氯原子、羟基。(2)由(1)分析可知B生成C的反应类型为加成反应。(3)由反应条件结合原子守恒可写出C生成D的反应方程式为或(4)由已知信息①，再结合F的结构简式可知，E的结构简式为(5)由“能发生银镜反应”知含有醛基—CHO；E的二氯代物一共含有6个氢原子，其同分异构体的核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1，一定含有1个甲基和1个醛基，另外2个氢原子对称，则结构简式为(6)由已知信息②③知，每发生反应②生成1 mol醚键，同时生成1 mol NaCl和1 mol H2O，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，即生成10 mol NaCl和10 mol H2O，则D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G时共形成10 mol与反应②类似的醚键，即1个G分子中含有10个反应②形成的醚键，结合G的结构简式，可知n值理论上应等于8。
〔预测演练〕
1．(2022·唐山模拟)中国科学院动物研究所康乐院士团队在《自然》上发表了一项揭示蝗虫聚群成灾奥秘的研究成果，发现了一种蝗虫群聚信息素分子4VA(4-乙烯基苯甲醚)。这项研究不仅揭示了蝗虫群居的奥秘，而且使蝗虫的绿色和可持续防控成为可能。4VA的一种合成路线如图。

(1)B的结构简式为　；C→D的反应类型为还原反应　。
(2)乙酸酐的结构简式为(CH3CO)2O，则B→C的化学方程式为

(3)C可以在催化剂、加热条件下与H2发生加成反应生成D，对比合成路线中的反应条件，说明不选择H2的主要原因苯环也可以在此条件下与H2发生加成反应，副产物较多，D的产率较低　。
(4)C有多种同分异构体，其中能满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为①能发生银镜反应，也能发生水解反应，且水解后的产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；
②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶1∶2∶6。
(5)H()是有机合成中重要的中间体，设计由1，3，5-三氯苯()制备H的合成路线。(无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选)


【解析】　通过观察，A属于芳香族化合物，根据A的分子式可推出A为苯酚；结合C的结构简式可知苯酚与碘甲烷发生取代反应得到B，所以B的结构简式为根据C和D结构简式可知，C→D的反应类型为还原反应。(1)由分析可知B的结构简式为，根据C和D结构简式可知，C→D的反应类型为还原反应；(2)对比B和C的结构简式可知，B与乙酸酐发生了取代反应，B→C的化学方程式为(3)C中含有苯环和羰基，C中羰基和苯环都可以在催化剂、加热条件下与H2发生加成反应，副产物较多，D的产率较低；(4)C的同分异构体属于芳香族化合物，说明含有苯环，能发生银镜反应且能水解，分子式中有两个O原子，说明是甲酸酯，水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，说明是甲酸酚酯，即含有结构结合核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为1∶1∶2∶6可知，结构中还有两个甲基，且两个甲基的位置对称，所以满足条件的结构简式为(5)采用逆推思维，根据题干合成路线可知可以由和H2发生加成反应得到，而和CH3I在碱催化条件下生成，可以由在碱性条件下水解再酸化后制得，由此可写出合成路线为
2．(2022·南昌模拟)本维莫德乳膏为全球第一个被批准同时治疗银屑病和湿疹的非激素类外用药，于2019年10月19日在中国上市，商品名为欣比克。其主要成分本维莫德的一种合成方法如图：


回答下列问题：
(1)A可由异丙基苯()制得，A的化学名称为对异丙基苯甲醛(或4-异丙基苯甲醛)　，E中官能团的名称为醛基、酯基　。
(2)B的结构简式为　，B→C的反应类型为取代反应　。
(3)D与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为

(4)D→E的目的是保护酚羟基　。
(5)M是A的同系物，相对分子质量比A小14，M的可能结构有 14　种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱有4组峰的一种分子的结构简式是　。
(6)根据上述路线中的相关知识，以甲苯为原料，设计制备()的合成路线(其他试剂任选)


【解析】　由有机物的转化关系可知在溴化铁做催化剂作用下与溴发生取代反应生成，则B为；在碘化亚铜做催化剂作用下，与CH3ONa发生取代反应生成在py作用下与碘化氢发生取代反应生成一定条件下与乙酸酐发生取代反应生成t—BuOK先后发生加成反应、消去反应、取代反应生成(1)A的结构简式为名称为对异丙基苯甲醛或4-异丙基苯甲醛；E的结构简式为，官能团为醛基和酯基，故答案为：对异丙基苯甲醛或4-异丙基苯甲醛；醛基、酯基；(2)B的结构简式为，B→C的反应为碘化亚铜做催化剂作用下，与CH3ONa发生取代反应生成和溴化钠；(3)碱性条件下，与新制的氢氧化铜悬浊液共热发生氧化反应生成氧化亚铜和水，反应的化学方程式为(4)由结构简式可知，D、F中都含有酚羟基，则D→E的目的是保护酚羟基，故答案为：保护酚羟基；(5)M是相对分子质量比A小14的同系物，则M比A少1个CH2原子团。苯环有1个取代基可能为—CH2CH2CHO或，苯环有2个取代基为—CH2CH3和—CHO或—CH3和—CH2CHO，苯环可以有3个取代基为2个—CH3和1个—CHO，其中取代基为—CH2CH2CHO和的各有1种，取代基为—CH2CH3和—CHO或—CH3和—CH2CHO的结构都有邻间对3种结构，取代基为2个—CH3和1个—CHO的结构有6种，则符合条件的结构简式有14种，其中核磁共振氢谱有4组峰的一种分子的结构简式为(6)由题给有机物的转化关系可知，以甲苯为原料制备的合成步骤为光照条件下与氯气发生取代反应生成在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成在铜做催化剂作用下，与氧气发生催化氧化反应生成与先后发生加成反应、消去反应生成合成路线为