2025届高考化学二轮复习：专题三十一 有机合成与推断综合 教案

这是一份2025届高考化学二轮复习：专题三十一 有机合成与推断综合 教案，共81页。教案主要包含了考查方式，解题技巧，真题链接等内容，欢迎下载使用。
【考查方式】
有机物结构与性质的基础考察
分子式、结构简式及命名：根据给定有机物的结构简式写出其分子式，或依据分子式及相关信息推断有机物的结构简式，并对其进行正确命名.
官能团的识别与性质：直接考查官能团的名称、符号及性质，要求考生掌握常见官能团如碳碳双键、羟基、羧基等的特征反应，也会通过有机物的性质来间接推断其所含官能团.
物质结构与性质的关系：结合有机物的结构变化，考查成键断键方式、原子杂化类型、手性碳、顺反异构等结构特点，以及这些结构特点对有机物性质的影响，如解释为什么具有某种官能团的有机物会表现出特定的化学性质.
有机反应类型的判断与方程式书写
反应类型判断：给出有机反应的方程式或描述反应过程，要求考生判断反应类型，如加成反应、取代反应、消去反应、氧化反应、还原反应等，可能是直接判断已知反应的类型，也可能是结合有机推断过程中不同步骤的反应来判断.
化学方程式书写：根据题目所提供的信息，书写有机反应的化学方程式，包括一般的有机反应方程式、加聚反应方程式和缩聚反应方程式等，需要注意反应条件、配平以及小分子产物的书写
有机合成路线的分析与设计
合成路线的分析：对于给定的有机合成路线，要求考生分析每一步反应的反应物、产物及反应条件，理解各步反应的目的和原理，以及不同官能团之间的转化关系，如某一步反应是为了引入特定的官能团，还是为了保护某个官能团等.
合成路线的设计：根据题目所给定的原料和目标产物，运用所学的有机化学知识，设计合理的有机合成路线，通常会以填空的形式要求考生写出关键步骤的反应物、反应条件或产物等，需要考生综合考虑官能团的引入、转化和保护等因素.
同分异构体的数目判断与结构书写
同分异构体数目判断：根据有机物的分子式或结构简式，计算符合特定条件的同分异构体的数目，如限定官能团种类、取代基位置等条件下的同分异构体数目.
同分异构体结构简式书写：写出满足题目要求的同分异构体的结构简式，考查考生对有机物结构多样性的理解和空间想象力，以及对官能团位置异构、类别异构等知识的掌握程度.
综合推断与信息应用
有机推断：通过给定的一系列反应条件、分子式、结构简式等信息，推断未知有机物的结构简式，可能是整个合成路线中某一中间产物的推断，也可能是最终目标产物的推断，要求考生能够熟练运用正推法、逆推法或正逆推相结合的方法进行推断1.
信息迁移应用：题目中通常会给出一些新的有机反应或有机物的性质等信息，要求考生能够理解并应用这些信息来解决有机合成与推断中的问题，考查考生的信息获取与加工能力、知识迁移能力和创新思维能力 。
【解题技巧】
有机综合推断
1.根据反应现象推断有机物含有的常见官能团或结构
2.根据有机反应中的定量关系推断化学反应
3.根据反应条件推断反应类型
见热点14 常考的有机反应类型
4.根据官能团的衍变推断反应类型
5.以题给“已知”中的信息推断
以信息反应为突破口进行推断其实是一个拓宽视野和“模仿”的过程，解题时首先应确定合成路线中哪一步反应是以信息反应为模型的，可通过对比特殊的反应条件进行确定，也可通过对比信息反应及合成路线中反应物和生成物的特殊官能团进行确定；然后分析信息反应中旧键的断裂和新键的形成，以及由此引起的官能团转化，将其迁移应用到合成路线中，即可推出物质的结构。
有机合成路线设计
1.有机合成的基本思路
说明 （1）从原料出发选择正向合成线路：对比原料分子和产物分子在碳骨架和官能团方面的异同 → 有目的地选择每一步转化反应。
（2）从目标产物出发选择逆向合成线路：目标产物的适当位置断裂化学键→较小中间体1→更小中间体2→……→基础原料。
2.有机合成的主要任务
（1）构建碳骨架
（2）引入官能团
（3）官能团的保护
常用保护技巧：①选择合适的氧化剂（或还原剂）。②合理安排官能团转换反应的先后顺序。③合成前引入保护基，合成后脱除保护基。
（4）苯环定位的原则
苯环上原有取代基能影响新导入取代基在苯环上的位置，常见基团的影响如表：
3.有机合成的线路优化（绿色理念）
（1）步骤少、副反应少、产率高。
（2）反应物、溶剂和催化剂尽可能廉价易得、无毒。
（3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。
（4）污染排放少。
有机合成中碳骨架的改变
有机合成中常见关于烃的衍生物的信息反应
【真题链接】
1．[2024年湖北高考真题]某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索：
回答下列问题：
（1）从实验安全角度考虑，A→B中应连有吸收装置，吸收剂为___________。
（2）C的名称为___________，它在酸溶液中用甲醇处理，可得到制备___________（填标号）的原料。
a.涤纶b.尼龙c.维纶d.有机玻璃
（3）下列反应中不属于加成反应的有___________（填标号）。
a.A→Bb.B→Cc.E→F
（4）写出C→D的化学方程式_____________________________________。
（5）已知（亚胺）。然而，E在室温下主要生成G（），原因是____________________________________________________。
（6）已知亚胺易被还原。D→E中，催化加氢需在酸性条件下进行的原因是____________________________________________________，若催化加氢时，不加入酸，则生成分子式为的化合物H，其结构简式为_______________________________。
2．[2024年江苏高考真题]F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如下：
（1）A分子中的含氧官能团名称为醚键和__________。
（2）A→B中有副产物生成，该副产物的结构简式为__________。
（3）C→D的反应类型为__________；C转化为D时还生成和__________（填结构简式）。
（4）写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式：__________。碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子；Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子，Y能与溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。
（5）已知：与性质相似。写出以、和HCHO为原料制备的合成路线流程图_________________________________________________________________________________（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干）。参考答案
1．答案：（1）NaOH（或KOH或）溶液
（2）甲基丙烯腈（或2-甲基丙烯腈或α-甲基丙烯腈）；d
（3）bc
（4）
（5）G可形成大π键更稳定
（6）防止催化加氢得到的氨基与羰基反应生成亚胺；促使反应正向进行；
解析：（1）A→B反应中用到剧毒的HCN气体，需吸收处理，HCN有弱酸性，可以用NaOH、KOH等碱性溶液吸收，可以与配位形成，故也可用亚铁盐吸收。
（2）C中含有碳碳双键、氰基，命名时以氰基为主官能团，母体为图中虚线所示，名为丙烯腈，主链从氰基中的C开始编号，甲基在2号位，可命名为2-甲基丙烯腈；与氰基直接相连的C为α—C，故也可命名为α-甲基丙烯腈。C在酸溶液中用甲醇处理，可发生反应：，产物为甲基丙烯酸甲酯，其发生加聚反应可得有机玻璃。
（3）A中碳氧双键断开，形成O—H、C—Cσ键，A→B属于加成反应，a不符合题意；B→C为消去反应，E→F为取代反应，b、c符合题意。
（4）对比C、D的结构可知，反应时C中碳碳双键断裂，与发生加成反应，结合D的结构可知，的结构简式为，则反应的化学方程式为。
（5）已知反应相当于酮羰基脱去O，氨基脱去2个H，共脱去1分子水。E中的氨基与酮羰基可发生类似已知信息中的反应生成：。与G互为同分异构体，G中的碳碳双键可以与相邻的碳氧双键形成大π键而提高其稳定性，则没有这样的结构优势，因此会转化为更稳定的G。
（6）D→E中，催化加氢将D中的氰基转化为氨基，在酸性条件下，氨基上的N原子会提供孤电子对与结合而形成—，从而促使反应正向进行，且可防止氨基与酮羰基反应生成亚胺；若不加酸，E会生成亚胺，结合已知信息“亚胺易被还原”，知在催化加氢的条件下，亚胺中的C=N双键易与发生加成反应：，产物分子式为。
2．答案：（1）酮羰基
（2） （3）消去反应；
（4）
（5）
解析：（1）A分子中的含氧官能团有醚键和酮羰基。
（2）副产物很可能与A→B的反应有关，A→B的反应为：。
其中A脱去酮羰基邻位C原子连接的H原子，甲醛脱去O原子，二甲胺脱去N原子连接的H原子，共脱去1分子，剩余部分结合生成B。副产物比B（分子式为）多1个N原子、3个C原子，可能是B中酮羰基邻位C原子连接的H原子再与1分子甲醛、1分子二甲胺发生类似A→B的反应：，产物分子式与题相符。
（3）C→D的反应中断裂了C—Hσ键、C—Nσ键，形成了C=C键，属于消去反应。根据原子守恒，C转化为D时还生成和。
（4）根据F的结构，该F的同分异构体（记为）中除含有6个苯环上的C原子外还有7个C原子，同时还有4个O原子，除苯环占据的4个不饱和度外还有2个不饱和度。水解后能生成三种有机物，说明其中含有2个酯基，即2个—COO—结构，占据了2个C原子、4个O原子，共2个不饱和度，还剩余5个C原子待分配。水解产物Y能与溶液发生显色反应，说明Y中含有苯环和酚羟基；Y分子中有2种不同化学环境的H原子，其中酚羟基上的H原子占1种，苯环上的H原子占1种，则Y只能是对苯二酚，其酚羟基来自中两个酯基的水解，Z不能被银氨溶液氧化，说明Z中不含有醛基，则的结构为，分别代表X、Z的烃基，共有5个饱和C原子。Z中有2种不同化学环境的H原子，其中羧基上的H原子占1种，则中只能有1种H原子，可能是甲基或叔丁基。若为，则中只剩下1个C，无法构成手性碳原子，因此为甲基。中含4个C，令其中1个C连接酯基，再连接1个H原子、1个甲基、1个乙基，即可形成手性碳原子（连接4个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子）。因此的结构简式为。
（5）参考E→F的反应，E中有类似的结构，可与丙酮反应形成F中的五元环结构（脱去虚线框内的2个H原子和1个O原子），反应为。则目标分子中右侧的部分结构来自原料与的反应，反应为。目标分子左侧的部分结构来自原料，发生水解反应后得到，再氧化即可。目标分子中间的部分结构可由曼尼希反应合成。注意中也含有酮羰基，遇到HCHO也会发生曼尼希反应：，因此必须先与发生反应，以保护其中的酮羰基。因此总合成路线为：。重难突破
1.有机物G的结构简式为，G是合成药物奥美拉唑的重要中间体，实验室可以通过如下合成路线合成G。
回答下列问题：
（1）下列关于G的说法正确的有______（填字母）。
a.易溶于水
b.能发生银镜反应
c.酸性、碱性环境下均能够发生水解反应
d.既能发生加成反应也能发生取代反应
（2）苯转化为A的反应条件与试剂是______；写出B所含有的官能团名称______。
（3）C→D、D→E的反应类型分别是______。
（4）X能够与烧碱溶液反应，化学方程式为______。
（5）写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式：______。
①能够与发生显色反应
②苯环上一溴代物仅有2种
以甲苯为有机原料（无机试剂任选）合成，设计其合成路线______。
2.贝格列净是一种新型口服降糖药，在医药中广泛应用。其前驱体合成路线为：
已知：①，摩尔质量：；
②—表示
（1）A的名称为__________________，E中含氧官能团的名称为__________________。
（2）D的结构简式为__________________。
（3）的反应方程式为_________________________。
（4）符合下列条件的B的同分异构体有_________种。
①遇显紫色
②在一定条件下，能发生水解反应和银镜反应
③苯环上有三个取代基
（5）J结构中有_________个手性碳原子。
（6）已知溴苯与水溶液在加热、加压、催化剂条件下可发生水解反应。
结合以上信息，设计以甲苯为原料（其他无机试剂任选）制备有机物A的合成路线。
3.化合物G是某化工生产中的重要中间体，其合成路线如下：
（注Me：Et:）
（1）A→B的反应类型为_____________。
（2）有机物B中含氧官能团的名称为____________。
（3）E→F的反应类型为加成反应，则F的结构简式为_________________。
（4）E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一种结构简式：_____________。
①能与溶液发生显色反应；
②有4种不同化学环境的氢原子。
（5）已知：，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）。
4.舍曲林（Sertraline）是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂，用于治疗抑郁症，其合成路线之一如下：
已知：
（ⅰ）手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
（ⅱ）
（ⅲ）
回答下列问题：
（1）①的反应类型为_______。
（2）B的化学名称为_______。
（3）写出一种能同时满足下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式_______。
（a）红外光谱显示有CO键；
（b）核磁共振氢谱有两组峰，峰面积比为1：1。
（4）合成路线中，涉及手性碳原子生成的反应步骤为_______、_______（填反应步骤序号）。
（5）H→I的化学方程式为_______；该反应可能生成与I互为同分异构体的两种副产物，其中任意一种的结构简式为_______（不考虑立体异构）。
（6）W是一种姜黄素类似物，以香兰素（）和环己烯（）为原料，设计合成W的路线（无机及两个碳以下的有机试剂任选）。
5.苄丙酮香豆素（H）常用于防治血栓栓塞性疾病，其合成路线如图所示（部分反应条件略去）。
已知：①（其中一种产物）；
②；
③烯醇式（）结构不稳定，容易结构互变，但当有共轭体系(苯环、碳碳双键、碳氧双键等）与其相连时变得较为稳定。
回答下列问题：
（1）H的分子式是_____。D中含氧官能团的名称为_____。
（2）写出化合物E的结构简式_____。
（3）反应⑤的化学方程式为_____。
（4）反应⑥的反应类型为_____。
（5）满足下列条件的化合物F的同分异构体有_____种。
①属于芳香族化合物但不能和溶液发生显色反应；
②1ml该有机物能与2mlNaOH恰好完全反应；
③图谱表明分子中共有4种氢原子。
（6）参照苄丙酮香豆素的合成路线，设计一种以E和乙醛为原料制备的合成路线_____。
6.氯氮平可治疗精神分裂症且价格低廉，广泛用于发展中国家，在我国属于基本药物，某文献报道的合成工艺如图所示：
回答下列问题：
（1）A的化学名称是_________。化合物B中所含官能团的名称为_________。
（2）化合物C的结构简式是_________；氯氮平的分子式是_________。
（3）E→F第①步反应的反应类型为_________。
（4）写出F→G的化学方程式：_________。
（5）符合下列条件的化合物C的同分异构体有_________种（不考虑立体异构）。
①含有苯环和氨基
②能发生银镜反应
③不含“—O—N—”键其中核磁共振氢谱有4种吸收峰，且峰面积之比为2：2：2：1的同分异构体的结构简式为_________。
（6）已知：
请设计以、和为原料合成的路线（用流程图表示，无机试剂任选）：_________。
7.新型介离子类杀虫剂二氯噻吡嘧啶是美国杜邦公司开发的新型介离子嘧啶酮类杀虫剂，其合成路线如下：
其中二氯噻吡嘧啶的合成主要由中间体2-（3，5-二氯苯基）丙二酰氯（1）与N-［（2-氯-5-噻唑）甲基］-3-甲基-2-吡啶胺（2）反应制得，其中间体（1）与中间体（2）合成路线如下：
缩写说明：DCM-二氯甲烷（）三乙胺（）二甲基甲酰胺（）
依据图示回答下列问题：
（1）已知有机化学反应中取代反应通式为，依据通式，写出反应（1）中有机物4被取代的基团__________。
（2）已知甲烷与氯气可以发生取代反应，请根据题（1）中给出的通式，写出甲烷与氯气合成的方程式__________________________。
（3）反应（1）中在合成有机物4的过程中需要先滴加溶液，再滴加溶液，请简述这样做的目的_____________________。
（4）请使用分子式表示反应（2）的化学方程式________________________（反应条件可省略）。
（5）请画出的电子式__________。
（6）依据元素周期律及取代反应通式，写出另外两种能与甲烷气体反应的卤素__________。
8.氨磺必利是一种多巴胺拮抗剂。以下为其合成路线之一（部分试剂和条件已略去）。
回答下列问题：
（1）Ⅰ的结构简式是_______。
（2）Ⅱ含有的官能团名称是磺酸基、酯基、_______和_______。
（3）Ⅲ→Ⅳ的反应类型是_______，Ⅵ→Ⅶ的反应中的作用是_______。
（4）Ⅴ是常用的乙基化试剂。若用a表示Ⅴ中的碳氢键，b表示Ⅴ中的碳氢键，则两种碳氢键的极性大小关系是a_______b（选填“>”“