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第一篇
高考专题
专题五 有机化学基础
微主题8 有机推断与合成
高考溯源
1. (2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是( )
A. X分子中所有碳原子共平面
B. 1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C. Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D. Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
1
有机物的结构与性质
【解析】 X分子中含有多个饱和C原子，所有碳原子不可能共平面，A错误；Y分子中含有1个羰基和1个碳碳双键，1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应，B错误；Z分子中含有碳碳双键，可与Br2的CCl4溶液反应，C错误。
D
2. (2023·江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如图：
下列说法正确的是( )
A. X不能与FeCl3溶液发生显色反应
B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C. 1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应
D. X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
(2023·江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如图：
D
【解析】 X分子中含有酚羟基，X能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基和醚键，B错误；苯环和醛基均能与氢气发生加成反应， 1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误。
3. (2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
下列说法不正确的是( )
D
4. (2021·江苏卷)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由如图反应制得。下列有关X、Y、Z的说法正确的是( )
A. 1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B. Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C. Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D. X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
D
【解析】 X中的醛基含有π键，则1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误；Y中碳碳双键与HBr发生加成反应，连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子，则加成后与溴原子相连的碳原子为手性碳原子，B错误；Y含羟基、羧基，均为亲水基团，Z含羟基、酯基，酯基为疏水基团，则Y在水中的溶解度大，C错误；羟基、醛基、碳碳双键均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，则X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物均为对苯二甲酸，D正确。
5. (2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如图：
2
有机推断与合成
(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C15H24N2O2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H2O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FeCl3溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。
(酮)羰基
消去反应
N(CH3)3
答案：
6. (2023·江苏卷)化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如图：
(1)A的酸性比环己醇的___(填“强”“弱”或“无差别”)。
(2)B的分子式为C2H3OCl，可由乙酸与SOCl2反应合成，B的结构简式为
______________________________。
(3)A→C中加入(C2H5)3N是为了结合反应中产生的_________(填化学式)。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：_____________。
①碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色；
②加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1组峰。
(5)G的分子式为C8H8Br2，F→H的反应类型为____________。
强
HCl
取代反应
7. (2022·江苏卷)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____________。
sp2、sp3
取代反应
(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_________________。
8. (2021·江苏卷)F是一种天然产物，具有抗肿瘤等活性，其人工合成路线如图：
(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是___。
(2)B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分子中不同化学环境的氢原子个数之比是2∶2∶2∶1；
②苯环上有4个取代基，且有2种含氧官能团。
7
(3)A＋B→C的反应需经历A＋B→X→C的过程，中间体X的分子式为C17H17NO6。X→C的反应类型为____________。
(4)E→F中有一种分子式为C15H14O4的副产物生成，该副产物的结构简式为
_________________。
消去反应
9. (2020·江苏卷)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：
(1)A中的含氧官能团名称为硝基、_________________。
(2)B的结构简式为_________________。
(3)C→D的反应类型为____________。
(4)C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能与FeCl3溶液发生显色反应；
②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含苯环。
醛基、(酚)羟基
取代反应
核心突破
1. 有机物结构特点
(1)链状结构与环状结构
①链状结构存在主链与支链
— 能力提升 —
1
有机物结构概述
(2)碳原子的杂化类型(sp、sp2、sp3)
(3)碳碳之间的化学键(单键、双键、三键)
2. 不饱和度(Ω)
不饱和度 官能团或取代基举例
Ω＝1 碳碳双键、碳氧双键、环(无论几元环)、—NO2
Ω＝2 碳碳三键、—CN(氰基)、2个碳碳双键(或1个双键和1个环)
Ω＝3 3个双键、2个双键和1个环
Ω＝4 考虑可能含苯环
3. 有机化合物常见官能团与分类
4. 限定条件下的有机物同分异构体的书写
(1)当Ω≥4时，则考虑含苯环且结构对称，以满足限定的几种不同化学环境的氢原子。
(2)根据总的不饱和度(结合含苯环的不饱和度为4)推测有机物结构与官能团。
(3)根据性质分析可能存在的官能团或结构。如下表为几种常考的同分异构体的性质和结构特点。
(4)常见含氧官能团的结构与性质
官能团 结构 性质
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)、乙醇在催化条件下可被氧化生成乙醛、醇在强氧化剂条件下(酸性K2Cr2O7或KMnO4溶液)可被氧化成羧酸 (注意：醇羟基不与氢氧化钠反应)
酚羟基 —OH 酚羟基能与NaOH溶液反应(但酸性极弱，不能使石蕊试液变色)、易被氧化(苯酚在空气中易被氧化，变为红色物质)、显色反应(苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基 易被氧化(如乙醛与银氨溶液加热发生银镜反应)、可被还原为醇
(5)其他限定结构
5. 1 mol官能团最多能消耗的NaOH、Br2、H2的物质的量的确定
被消耗物 举例 说明(最多能消耗)
NaOH ①1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH
②1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH
③1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH
④醇羟基不消耗NaOH
⑤1 mol羧基消耗1 mol NaOH
⑥1 mol卤素原子消耗1 mol NaOH
Br2 ①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2
③酚羟基邻、对位上的1 mol H原子均消耗1 mol Br 2
被消耗物 举例 说明(最多能消耗)
H2 ①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①在高考题中，一般羧基不被还原
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
例 某有机物结构简式如图所示，写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式：____________________。
①能发生银镜反应；
②能发生水解反应；
③与FeCl3溶液发生显色反应；
④分子中只有4种不同化学环境的氢原子。
[图示解题过程]
[归纳总结]
①根据结构简式确定除苯环外含有的C、O、N原子个数与不饱和度。
②根据限定条件确定含有的官能团种类及数目。
③结合含有不同化学环境的氢原子种数、不饱和度有序书写。
④检查删除重复的、不符合限定条件的结构简式。
[及时巩固]写出符合限定条件的同分异构体的结构简式。
1. 烯烃(以丙烯为例)
2
常见有机物的主要化学性质
2. 二烯烃(以1,3-丁二烯为例)
3. 苯
4. 甲苯
5. 卤代烃(以溴乙烷为例)
6. 醇(以乙醇为例)
7. 酚(以苯酚为例)
8. 醛、酮(以乙醛、丙酮为例)
[及时巩固] 写出下列有机反应的主要产物。
(2)羰基化合物与格氏试剂反应：
9. 羧酸、酯
10. 胺、酰胺(以苯胺为例)
1. 有机反应的类型
3
有机反应的基本规律
2. 有机成环反应与开环反应
3. 形成碳氮单键和碳氮双键
1. 有机物转化中间体结构简式的书写
在有机物转化的流程中，试题常常以有机物结构简式→“字母”代替有机物(或分子式)→有机物结构简式来考查有机物中间体，要求书写用“字母”代替的有机物(或有机试剂或副产物)的结构简式。
(1)比较反应前后(往往要分析几步转化)有机物结构变化的部位；
(2)分析转化目的、反应条件与结构变化之间的关系；
4
有机物转化的推断与有机合成设计
例 (2024·北京卷节选)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
(1)A→B的化学方程式是__________________________________________。
①K的结构简式是________。
②判断并解释K中氟原子对α－H的活泼性的影响：______________________。
(3)M的分子式为C13H7ClF4N2O4。除苯环外，M分子中还有一个含2个氮原子的六元环，在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知，在生成M时，L分子和G分子断裂的化学键均为C—O和________，M的结构简式是________________。
[解题思路]流程图中有机物结构分析：
[及时巩固] 根据合成路线流程图反应前后有机物结构简式的差别进行推测。
2. 有机合成线路的设计
(1)常见的有机物之间的转化关系
①烯烃转化为卤代烃、醇、醛、羧酸和酯：
②醛或酮增长碳链，转化为羟基酸、“α-β”不饱的醛或酮、醇：
③苯或甲苯为原料的转化：
(2)常见官能团的引入(或转化)方法
[常见官能团的引入]
引入的官能团 引入(或转化)官能团的常用方法
—OH 卤代烃水解反应、烯烃与水加成反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合反应、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下的水解反应等
—X 烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质在光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等
[官能团的消除]
官能团的消除 常用方法
双键 加成反应、氧化反应
羟基 消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应
醛基 还原反应、氧化反应
—X 取代反应、消去反应
[官能团的保护]
有机合成过程中，为了避免有些官能团发生变化，必须采取措施保护官能团，待反应完成后再使其复原。
(3)利用题给信息，设计有机合成线路
在有机合成线路设计时，经常要利用有机物转化流程图中的反应信息的条件来完成有机合成设计。
[及时巩固] 完成下列有机合成线路设计。
(1)以CH2==CH2为原料，无机试剂与有机溶剂任选，设计合成路线。
答案：合成1：
合成2：
合成3：
答案：
合成1：
合成2：
合成3：
合成4：
合成5：
答案：
合成1：
合成2：
合成3：
合成4：
合成5：
例1 (2024·镇江)有机物Z是合成药物的中间体，其合成路线如下。下列说法不正确的是( )
A. 1 mol X最多能与3 mol NaOH反应
B. Y存在顺反异构体
C. 可用NaHCO3溶液鉴别X与Y
D. Z中含有1个手性碳原子
— 举题固法 —
1
有机物的结构和性质
A
【解析】 醇羟基不与氢氧化钠反应，故1 mol X最多能与2 mol NaOH反应，A错误；Y分子中的碳碳双键的两端都是连的不同原子或原子团，存在顺反异构体，B正确；Y分子中含有羧基，羧基与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，因此可用NaHCO3溶液鉴别X与Y，C正确；Z分子中含有1个手性碳原子， D正确。
[充分利用流程图中的反应信息设计合成线路]
例2 (2024·南通四模)化合物G是一种抗焦虑药物的中间体，其合成路线如下：
2
有机推断与合成
(1)A与足量氢气加成后的产物中含有___个手性碳原子。
2
消去反应
(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能与FeCl3溶液发生显色反应，不能发生银镜反应；
②分子中不同化学环境的氢原子数目之比为9∶9∶6∶2。
答案：
[苯环上的定位效应及基团的转化]
例3 (2023·南通三调)化合物H是一种抗失眠药物，其合成路线如下：
3
有机推断与合成
(1)B→C所需的试剂为___________________。
(2)若用KOH代替AlCl3，D→E会生成一种与E互为同分异构体的有机物，该有
机物的结构简式为___________________________。
KMnO4(H＋)
(3)G→H转化过程中另一产物为_________。
(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结构简式：
______________________。
①能发生银镜反应；②含有2个苯环，分子中有3种不同化学环境的氢原子。
H2O
答案：
[增长碳链]
例4 (2024·南通)化合物F用于治疗甲癣，其合成路线如下：
(1)B分子中碳原子的杂化轨道类型为____________。
(2)D的结构简式为_____________。
(3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：_____________。
分子中含有3种不同化学环境的氢原子；能发生银镜反应；分子中含有1个手性碳原子。
(4)E→F的副产物与F互为同分异构体，写出该副产物的结构简式：_________。
sp2、sp3
答案：
[形成碳氮单键]
例5 (2024·南京、盐城期末)匹唑派(G)是—种新型精神类药品，其合成路线之一如下：
回答下列问题：
(1)C分子中采取sp3杂化的碳原子数目是___。
(2)D→E过程中______(填“能”或“不能”)用KOH替换K2CO3。
(3)E→F过程中还生成一种分子式为C3H6O3的酯类产物，该产物的结构简式为
_______________________________________。
3
不能
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式为
______________________________________。
① 分子中含有2个苯环和1个硝基；
② 分子中不同化学环境的氢原子个数之比是1∶2∶2∶1。
答案：
[形成碳氮双键]
例6 (2023·苏锡常镇一调)化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体，其合成路线之一如下。
(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)C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分子中有4种不同化学环境的氢原子，能与FeCl3溶液发生显色反应，但不能与溴水发生取代反应；
②在碱性条件下发生水解反应，酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
sp2、sp3
还原反应
(4)D→E的反应需经历D→M→E的过程，M的分子式为C11H13NO4，则M的结构
简式为_________________________。
答案：
[有机成环反应——形成碳环]
例7 (2024·苏州三模)一种合成抗病毒生物活性类化合物G的路线部分如下：
(1)X的化学式为C7H7BrO2，写出其结构简式：_______________。B→C过程中，N(C2H5)3的作用是____________________________________。
(2)D是一种不稳定的中间体，C→D的反应类型是____________。
吸收生成的HCl，促进反应正向进行
消去反应
③①②
(4)写出满足下列条件的一种F的同分异构体：
_____________________________________________。
①能发生银镜反应且能使溴的CCl4溶液褪色；②碱性条件水解后酸化的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应；③核磁共振氢谱中存在4组峰。
[形成杂环]
例8 (2024·泰州一模)化合物H是治疗胃癌的小分子靶向抗肿瘤药物，其合成路线如下：
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型有___种。
(2)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：
_________________________________________________。
①苯环上有4个取代基，能与FeCl3溶液发生显色反应；②核磁共振氢谱图中有3组峰。
3
(3)D→E、E→G的反应中均有CH3OH生成，则F的结构简式为_________。
(4)G→H的反应中有一种与H互为同分异构体的副产物生成，其结构简式为
___________________。
答案：
[有机合成中基团的保护]
例9 (2024·盐城联考)化合物G可通过如下图所示的方法进行合成：
(1)1 mol E分子中采取sp2杂化的碳原子数约为__________________。
(2)A→B的反应需经历A→X→B的过程，X的分子式为C10H13NO6，则X的结构
简式为___________________。
(3)E→F的反应类型为____________。
8×6.02×1023
取代反应
(4)B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能发生银镜反应，能与FeCl3溶液发生显色反应。
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为1∶2∶2∶6。
1. (2024·安徽卷)化合物I是一种药物中间体，可由下列路线合成(Ph代表苯基，部分反应条件略去)：
— 高考借鉴 —
(1)A、B中含氧官能团名称分别为______、______。
羟基
醛基
1,2-二甲基苯
(邻二甲苯)
(3)H的结构简式为________________。
(4)E→F反应中，下列物质不能用作反应溶剂的是______(填字母)。
a. CH3CH2OCH2CH3 b. CH3OCH2CH2OH
(5)D的同分异构体中，同时满足下列条件的有___种(不考虑立体异构)，写出其
中一种同分异构体的结构简式：_________________________________________。
①含有手性碳原子；②含有2个碳碳三键；③不含甲基。
bc
4
答案：
2. (2024·湖南卷)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，合成路线如下(部分条件忽略，溶剂未写出)：
回答下列问题：
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有___组吸收峰。
(2)化合物D中含氧官能团的名称为_______________。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是________________________。
(4)在同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为_________(填序号)。
6
醛基、醚键
防止酚羟基被氧化
①③②
(5)化合物G→H的合成过程中，经历了取代、加成和消去三步反应，其中加成
反应的化学方程式为________________________________________。
答案：
能力评价
1. (2024·海门)化合物F是一种重要的药物中间体，其人工合成路线如下：
(1)B分子中所含σ键和π键数目之比为_________。
(3)G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能与FeCl3溶液发生显色反应；②在酸性条件下能发生水解，所得产物分子中均含有3种不同化学环境的氢原子。
5∶1
消去反应
2. (2024·南京、盐城一模)索拉非尼(H)可用于肝癌的治疗，其一种合成路线如下：
(1)欲确定CH3OH中存在C—O和O—H化学键，可采取的仪器分析方法为___(填字母)。
A. 原子发射光谱 B. 核磁共振氢谱
C. 质谱 D. 红外光谱
D
(3)D的熔点比邻硝基苯酚的____(填“高”或“低”或“无法确定”)。
(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：
_________________________。
分子中所有碳原子轨道杂化类型相同；1 mol该物质完全水解最多消耗3 mol NaOH，水解产物之一的分子中不同化学环境的氢原子个数之比为2∶1。
3∶1
高
(5)G的分子式为C8H3ClF3NO，其结构简式为___________________。专题五 有机化学基础
微专题8 有机推断与合成
纲举目张
有机物的结构与性质
1. (2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是(D)
A. X分子中所有碳原子共平面
B. 1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C. Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D. Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
【解析】 X分子中含有多个饱和C原子，所有碳原子不可能共平面，A错误；Y分子中含有1个羰基和1个碳碳双键，1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应，B错误；Z分子中含有碳碳双键，可与Br2的CCl4溶液反应，C错误。
2. (2023·江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如图：
下列说法正确的是(D)
A. X不能与FeCl3溶液发生显色反应
B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C. 1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应
D. X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
【解析】 X分子中含有酚羟基，X能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基和醚键，B错误；苯环和醛基均能与氢气发生加成反应，1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误。
3. (2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物，X→Z的反应机理如下：
下列说法不正确的是(D)
A. X与 互为顺反异构体
B. X能使溴的CCl4溶液褪色
C. X与HBr反应有副产物 生成
D. Z分子中含有2个手性碳原子
【解析】 X与 互为顺反异构体，A正确；X中含有碳碳双键，故能使溴的CCl4溶液褪色，B正确；X中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应，生成两种产物：、，C正确；Z分子中含有的手性碳原子如图：，只含有1个手性碳原子，D错误。
4. (2021·江苏卷)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由如图反应制得。下列有关X、Y、Z的说法正确的是(D)
A. 1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B. Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C. Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D. X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
【解析】 X中的醛基含有π键，则1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误；Y中碳碳双键与HBr发生加成反应，连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子，则加成后与溴原子相连的碳原子为手性碳原子，B错误；Y含羟基、羧基，均为亲水基团，Z含羟基、酯基，酯基为疏水基团，则Y在水中的溶解度大，C错误；羟基、醛基、碳碳双键均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，则X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物均为对苯二甲酸，D正确。
有机推断与合成
5. (2024·江苏卷)F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如图：
(1) A分子中的含氧官能团名称为醚键和(酮)羰基。
(2) A→B中有副产物C15H24N2O2生成，该副产物的结构简式为。
(3) C→D的反应类型为消去反应；C转化为D时还生成H2O和N(CH3)3
(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FeCl3溶液发生显色反应，Z不能被银氨溶液氧化。
(5) 已知：HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、HSCH2CH2SH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)。
答案：
【解析】 (2)A分子中与(酮)羰基相连的碳原子上有3个α-H，由A→B转化可知，其中一个α-H引入了一个—CH2N(CH3)2，由副产物的分子式可知，副产物中含有2个—CH2N(CH2)2，则消耗了2个α-H，故可推得该副产物的结构简式见答案。(4)F的分子式是C13H16O4，其不饱和度为6，则符合条件的同分异构体的结构中除了含有一个苯环外还应含有2个不饱和度，该同分异构体在碱性条件下水解后酸化，生成X、Y和Z三种有机产物，推断该同分异构体中含有2个酯基，Y能与FeCl3溶液发生显色反应，且分子中只有2种不同化学环境的氢原子，则Y是，Z不能被银氨溶液氧化，则Z分子中不含，结合Z分子中含有2种不同化学环境的氢原子可推断Z是CH3COOH；由于X分子中含有一个手性碳原子，结合F的分子式以及Y、Z的结构可知，X分子中共含有5个C原子，且含有一个羧基，则X的结构简式是，综上分析，该芳香族同分异构体的一种结构简式见答案。
6. (2023·江苏卷)化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如图：
(1)A的酸性比环己醇的强(填“强”“弱”或“无差别”)。
(2)B的分子式为C2H3OCl，可由乙酸与SOCl2反应合成，B的结构简式为(或或CH3COCl)。
(3)A→C中加入(C2H5)3N是为了结合反应中产生的HCl(填化学式)。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：。
①碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色；
②加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1组峰。
(5)G的分子式为C8H8Br2，F→H的反应类型为取代反应。
(6)写出以、和CH2==CH2为原料制备的合成路线流程图(须用NBS和AIBN，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)。
答案：
【解析】 (3)A与B()反应除生成C外，还生成了HCl，(C2H5)3N分子中含有氨基，属于胺，胺与氨气结构相似，具有碱性，可与酸(如HCl)反应生成类似的铵盐，HCl被消耗，促进A→C的平衡正向移动。(4)碱性条件水解后酸化生成两种产物(酸和醇)，说明该同分异构体分子中含有酯基；加热条件下，铜催化另一产物(醇)与氧气反应，氧化产物可能是醛或酮，由所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1组峰可知，氧化产物是甲醛或丙酮，则该醇可能是甲醇或2-丙醇；产物之一的分子中含有羧基，羧基碳原子采取sp2杂化，由产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO4溶液褪色可知，一定含有苯环，该酸是苯甲酸，则醇分子中含有3个C原子，应该是2-丙醇；符合条件的C的同分异构体的结构简式见答案。(5)F()与G()在K2CO3作用下发生取代反应生成H。
7. (2022·江苏卷)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sp2、sp3。
(2)B→C的反应类型为取代反应。
(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：①
(R和R′表示烃基或氢，R″表示烃基)；
②＋。
写出以和CH3MgBr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)。
答案：
【解析】 (1)A分子中，苯环上的碳原子和碳氧双键上的碳原子为sp2杂化，亚甲基上的碳原子为sp3杂化。(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下水解，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，则可写出该同分异构体的结构简式。(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。
8. (2021·江苏卷)F是一种天然产物，具有抗肿瘤等活性，其人工合成路线如图：
(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是7。
(2)B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：(或)。
①分子中不同化学环境的氢原子个数之比是2∶2∶2∶1；
②苯环上有4个取代基，且有2种含氧官能团。
(3)A＋B→C的反应需经历A＋B→X→C的过程，中间体X的分子式为C17H17NO6。X→C的反应类型为消去反应。
(4)E→F中有一种分子式为C15H14O4的副产物生成，该副产物的结构简式为。
(5)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)。
答案：
【解析】 (1)采取sp2杂化的碳原子价层电子对数为3，A分子中苯环上碳原子、醛基中碳原子采取sp2杂化，甲基中碳原子采取sp3杂化，故采取sp2杂化的碳原子数目是7。(2)B的一种同分异构体分子中不同化学环境的氢原子个数之比是2∶2∶2∶1，说明存在对称结构，且苯环上有4个取代基，有2种含氧官能团，4个取代基为—NH2、—CHO、2个—OH，符合条件的同分异构体为、。(3)中间体X的分子式为C17H17NO6，C的分子式为C17H15NO5，对比各物质的结构可知，X分子内脱去1分子水形成碳碳双键，X→C的反应类型为消去反应。(4)对比E、F的结构可知，E分子中1个—OCH3转化为—OH而生成F，副产物的分子式为C15H14O4，应是2个—OCH3都转化为—OH，故副产物结构简式为。
9. (2020·江苏卷)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：
(1)A中的含氧官能团名称为硝基、醛基、(酚)羟基。
(2)B的结构简式为。
(3)C→D的反应类型为取代反应。
(4)C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能与FeCl3溶液发生显色反应；
②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含苯环。
(5)写出以CH3CH2CHO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)。
答案：CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
【解析】 (2)根据A、C的结构简式，B与NaBH4发生还原反应生成C，可写出B的结构简式。(3)比较C、D的结构简式可知，C中醇羟基被溴原子代替，属于取代反应。(4)C分子除了苯环外，还有2个C、4个O、1个不饱和度，能与氯化铁溶液发生显色反应，则含有酚羟基；能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，含有结构，另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含有苯环，则要求结构高度对称，结构简式为。(5)要合成，根据流程E→F可知，要先合成，进而推出要合成 CH3CH2CH2Br，根据C→D可知，要合成CH3CH2CH2OH，可将CH3CH2CHO 还原为CH3CH2CH2OH。
有机物结构概述
1. 有机物结构特点
(1)链状结构与环状结构
①链状结构存在主链与支链
②环状结构(稳定性：＜＜＜)
(2)碳原子的杂化类型(sp、sp2、sp3)
(3)碳碳之间的化学键(单键、双键、三键)
(4)大π键(如、、、等存在大π键，如中存在)
(6)与官能团相连的邻位碳上的氢原子称为α-H，如等。
2. 不饱和度(Ω)
不饱和度 官能团或取代基举例
Ω＝1 碳碳双键、碳氧双键、环(无论几元环)、—NO2
Ω＝2 碳碳三键、—CN(氰基)、2个碳碳双键(或1个双键和1个环)
Ω＝3 3个双键、2个双键和1个环
Ω＝4 考虑可能含苯环
3. 有机化合物常见官能团与分类
类别 官能团
结构 名称
烃 烷烃 — —
烯烃 碳碳双键
炔烃 —C≡C— 碳碳三键
芳香烃 — —
烃的衍生物 卤代烃 (或—X) 碳卤键(或卤素原子)
醇 —OH (醇)羟基
酚 —OH (酚)羟基
醚 醚键
醛 醛基
酮 (酮)羰基
羧酸 羧基
酯 酯基
胺 —NH2 氨基
酰胺 酰胺基
硝基化合物 —NO2 硝基
磺酸基化合物 —SO3H 磺酸基
4. 限定条件下的有机物同分异构体的书写
(1)当Ω≥4时，则考虑含苯环且结构对称，以满足限定的几种不同化学环境的氢原子。
(2)根据总的不饱和度(结合含苯环的不饱和度为4)推测有机物结构与官能团。
(3)根据性质分析可能存在的官能团或结构。如下表为几种常考的同分异构体的性质和结构特点。
同分异构体 性质或结构特点
能水解，水解后酸化得到的分子()中所有碳原子杂化类型相同
能水解，水解后酸化，产物(和)都能发生银镜反应
一定条件下能水解，水解后酸化产物()能与NaOH反应
或 含有苯环；能与FeCl3溶液发生显色反应；能发生银镜反应；含有4种不同化学环境的氢原子
(4)常见含氧官能团的结构与性质
官能团 结构 性质
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)、乙醇在催化条件下可被氧化生成乙醛、醇在强氧化剂条件下(酸性K2Cr2O7或KMnO4溶液)可被氧化成羧酸 (注意：醇羟基不与氢氧化钠反应)
酚羟基 —OH 酚羟基能与NaOH溶液反应(但酸性极弱，不能使石蕊试液变色)、易被氧化(苯酚在空气中易被氧化，变为红色物质)、显色反应(苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)
醛基 易被氧化(如乙醛与银氨溶液加热发生银镜反应)、可被还原为醇
酮羰基 能发生加成反应(如与格氏试剂反应)、可被还原(在催化剂、加热条件下与氢气发生加成反应生成醇)
羧基 能与碳酸钠溶液反应(如乙酸酸性强于碳酸)、能与醇发生酯化反应
酯基 易水解 (酯在加热条件下发生酸性水解的反应为可逆反应；在碱性条件下可完全水解)
醚键 开环反应如
(5)其他限定结构
限定结构 结构解读
芳香族化合物 含有苯环()
含有手性碳原子 手性碳原子()：连有四个不同基团的碳原子如： (标“*”碳原子为手性碳原子)
α-氨基酸 结构为的水解产物之一是α-氨基酸()
5. 1 mol官能团最多能消耗的NaOH、Br2、H2的物质的量的确定
被消耗物 举例 说明(最多能消耗)
NaOH ①1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH②1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH③1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH④醇羟基不消耗NaOH⑤1 mol羧基消耗1 mol NaOH⑥1 mol卤素原子消耗1 mol NaOH
Br2 ①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2③酚羟基邻、对位上的1 mol H原子均消耗1 mol Br 2
H2 ①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2③1 mol苯环消耗3 mol H2
①在高考题中，一般羧基不被还原②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
例 某有机物结构简式如图所示，写出同时满足下列条件的该有机物的一种同分异构体的结构简式：____________________。
①能发生银镜反应；
②能发生水解反应；
③与FeCl3溶液发生显色反应；
④分子中只有4种不同化学环境的氢原子。
[图示解题过程]
[归纳总结]
①根据结构简式确定除苯环外含有的C、O、N原子个数与不饱和度。
②根据限定条件确定含有的官能团种类及数目。
③结合含有不同化学环境的氢原子种数、不饱和度有序书写。
④检查删除重复的、不符合限定条件的结构简式。
[及时巩固]写出符合限定条件的同分异构体的结构简式。
举例 限定条件
Ⅰ. (2023·南京六校联考) 与C2H5OH发生酯化反应的有机产物有多种同分异构体，其中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：或 ①分子中不同化学环境的氢原子个数之比是6∶2∶2∶1∶1；②能发生水解反应，且1 mol该物质完全水解时消耗2 mol NaOH
Ⅱ. (2018·江苏卷)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分子中含有苯环，能与FeCl3溶液发生显色反应，不能发生银镜反应；②碱性条件水解生成两种产物，酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢原子
Ⅲ. (2017·江苏卷)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：或或或 ①含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；②能发生水解反应，水解产物之一是α-氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢原子
Ⅳ. (2016·江苏卷)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式为或或 ①能发生银镜反应；②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；③分子中只有4种不同化学环境的氢原子
Ⅴ. (2015·江苏卷)写出同时满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式：或 ①含有2个苯环；②分子中含有3种不同化学环境的氢原子
Ⅵ. (2014·江苏卷)写出满足下列条件的的一种同分异构体的结构简式： ①能发生银镜反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；②分子中含有6种不同化学环境的氢原子，且分子中含有2个苯环
常见有机物的主要化学性质
1. 烯烃(以丙烯为例)
加成反应 ①CH2===CH—CH3＋Br2―→②CH2===CH—CH3＋HBr―→(马氏规则)③CH2===CH—CH3＋H2O (马氏规则)④CH2===CH—CH3＋H2CH3—CH2—CH3
氧化反应 ①CH2===CH—CH3②CH2===CH—CH3③CH2===CH—CH3④CH2===CH—CH3
取代反应 CH2===CH—CH3＋Cl2
加聚反应 nCH2===CH—CH3
2. 二烯烃(以1,3-丁二烯为例)
加成反应 1,2-加成：CH2==CH—CH==CH2＋Cl2―→1,4-加成：CH2==CH—CH==CH2＋Cl2
加聚反应 nCH2===CH—CH===CH2?CH2—CH===CH—CH2?
Diels-Alder反应
3. 苯
取代反应
加成反应
4. 甲苯
取代反应
氧化反应
5. 卤代烃(以溴乙烷为例)
取代反应
消去反应 说明：检验卤代烃中卤素原子的实验步骤可分以下3步：①先在NaOH的溶液中加热(卤代烃发生水解)；②加稀硝酸酸化；③再加AgNO3溶液。根据卤化银沉淀的颜色鉴别卤代烃中含有的卤素原子
6. 醇(以乙醇为例)
取代反应 CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O
消去反应 CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O注意：在140 ℃时，乙醇在浓硫酸作用下，发生分子间脱水反应：CH3CH2OH＋HO—CH2CH3CH3CH2—O—CH2CH3＋H2O
氧化反应 2CH3CH2OH＋O2
7. 酚(以苯酚为例)
酸性
取代反应
8. 醛、酮(以乙醛、丙酮为例)
加成反应 [羟醛缩合反应(α-H反应)]
氧化反应
缩聚反应
[及时巩固] 写出下列有机反应的主要产物。
(2)羰基化合物与格式试剂反应：
9. 羧酸、酯
酯化反应(取代反应)
酯的水解反应(取代反应)
10. 胺、酰胺(以苯胺为例)
碱性
取代反应
酰胺的水解反应
有机反应的基本规律
1. 有机反应的类型
反应类型 重要的有机反应
取代反应 (1)烷烃的卤代(以CH4为例)CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(可继续反应生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4)(2)α-H的取代反应①CH2==CH—CH3＋Cl2CH2===CH—CH2Cl＋HCl②③④RCH2COOH(3)苯环上的取代反应①傅氏反应：苯环上基团的定位效应：①邻、对位取代基：—R、—OH、—NH2、—OR、—X(Cl、Br、I)等；②间位取代基：—NO2、—SO3H、—CHO、—COOH、—COOR等(为吸电子基)(4)卤代烃的水解：CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr(5)醇分子间脱水：CH3CH2—OH＋HO—CH2CH3CH3CH2—O—CH2CH3＋H2O(6)酯化反应：CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O、＋H2O(7)皂化反应：(8)糖类的水解：①②(9)二肽水解：
加成反应 (1)炔烃的加成反应：CH≡CH＋Br2―→CHBr===CHBr、CHBr===CHBr＋Br2―→CHBr2—CHBr2(2)烯烃的不对称加成反应：CH3—CH===CH2＋HBrCH3—CHBr—CH3(马氏规则)、CH3—CH===CH2＋HBrCH3—CH2—CH2Br(反马氏规则)
消去反应 (1)醇的消去反应：C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O(2)卤代烃的消去反应：
加聚反应 (1)合成聚氯乙烯：(2)共轭二烯烃的加聚：
缩聚反应 (1)二元醇与二元羧酸之间的缩聚：＋nHOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O(2)α-羟基酸之间的缩聚：(3)α-氨基酸之间的缩聚：
氧化反应 (1)醇氧化生成醛(或酮)：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O(2)醛氧化生成羧酸：(3)烯烃的氧化①酸性高锰酸钾：②乙烯氧化生成环氧乙烷：CH2===CH2＋O2(4)酸性高锰酸钾氧化苯环侧链碳(含α-H)：①
还原反应 (1)醛(或酮)催化加氢还原：CH3CHO＋H2CH3CH2OH(2)羰基的还原：①(3)酯的还原：(4)硝基被还原为氨基：(5)油脂的氢化反应：不饱和油脂氢化(人造奶油)(也是加成反应)
注意事项 ①LiAlH4和NaBH4都是较强的还原剂；②在高中阶段，羧基不能被还原
2. 有机成环反应与开环反应
类型 举例
脱水成环 ③ ＋H2O④
羟醛缩合反应
二元酯成环
Diels-Alder反应 、
二氯代烃与Na成环
形成杂环化合物
开环反应 ①＋HClHO—CH2—CH2—Cl②
3. 形成碳氮单键和碳氮双键
形成碳氮单键 (1)R—NH2R—NH—CH2—CH3(2) (3)
形成碳氮双键 (1)醛、酮与羟胺反应：(2)醛、酮与肼反应：(3)醛、酮与苯肼反应：
有机物转化的推断与有机合成设计
1. 有机物转化中间体结构简式的书写
在有机物转化的流程中，试题常常以有机物结构简式→“字母”代替有机物(或分子式)→有机物结构简式来考查有机物中间体，要求书写用“字母”代替的有机物(或有机试剂或副产物)的结构简式。
(1)比较反应前后(往往要分析几步转化)有机物结构变化的部位；
(2)分析转化目的、反应条件与结构变化之间的关系；
例 (2024·北京卷节选)除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
(1)A→B的化学方程式是__________________________________________。
(2)已知：。
①K的结构简式是________。
②判断并解释K中氟原子对α－H的活泼性的影响：________________________。
(3)M的分子式为C13H7ClF4N2O4。除苯环外，M分子中还有一个含2个氮原子的六元环，在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知，在生成M时，L分子和G分子断裂的化学键均为C—O和________，M的结构简式是________________。
[解题思路]流程图中有机物结构分析：
[解析](1)A→B的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应，化学方程式为
(2)①根据已知反应可知，酯基的α-H与另一分子的酯基发生取代反应，在J→K的反应中，中的酯基的邻位碳上不存在H原子，故产物K的结构简式为。②氟原子为吸电子基团，降低相连碳原子的电子云密度，使得碳原子的正电性增加，有利于增强α-H的活泼性。
(3)M分子中除苯环外还有一个含2个氮原子的六元环，在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。再结合其分子式，可推测为G分子与L分子中N—H与酯基分别发生反应，形成酰胺基，所以断裂的化学键均为C—O和N—H，M的结构简式为。
[及时巩固] 根据合成路线流程图反应前后有机物结构简式的差别进行推测。
举例 依据
(1)反应①中加入的试剂X的分子式为C8H8O2，X的结构简式为 分子式、结构简式
(2)B的结构简式为 分子式、结构简式、反应条件
(3)实现D→E的转化中，加入的化合物X能发生银镜反应，X的结构简式为 物质的化学性质、结构简式
(4)合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G，G的结构简式为(H—1，C—12，N—14，Cl—35.5，Br—80) 相对分子质量、结构简式
(5)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为 结构简式、反应过程
2. 有机合成线路的设计
(1)常见的有机物之间的转化关系
①烯烃转化为卤代烃、醇、醛、羧酸和酯：
②醛或酮增长碳链，转化为羟基酸、“α-β”不饱的醛或酮、醇：
③苯或甲苯为原料的转化：
(2)常见官能团的引入(或转化)方法
[常见官能团的引入]
引入的官能团 引入(或转化)官能团的常用方法
—OH 卤代烃水解反应、烯烃与水加成反应、醛(酮)催化加氢反应、酯类水解反应、多糖发酵、羟醛缩合反应、醛(酮)与格氏试剂反应后在酸性条件下的水解反应等
—X 烷烃与卤素单质的取代反应、烯烃α-H(或苯环上的烷基)与卤素单质在光照下的取代反应、烯烃(炔烃)与卤素单质或HX的加成反应、醇类与HX的取代反应等
醇类或卤代烃的消去反应
RCH2OH(伯醇)氧化、羟醛缩合、烯烃臭氧氧化等
醛类的氧化、被酸性KMnO4溶液氧化成、酯类的水解、醛(酮)与HCN加成后在酸性条件下水解生成α-羟基酸等
酯化反应
硝化反应
硝基的还原(Fe/盐酸)
[官能团的消除]
官能团的消除 常用方法
双键 加成反应、氧化反应
羟基 消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应
醛基 还原反应、氧化反应
—X 取代反应、消去反应
[官能团的保护]
有机合成过程中，为了避免有些官能团发生变化，必须采取措施保护官能团，待反应完成后再使其复原。
被保护的官能团 被保护的官能团性质 保护方法
酚羟基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 ①用NaOH溶液将酚羟基转化为酚钠，最后酸化重新转化为酚羟基：；②用CH3I先转化为苯甲醚，最后用氢碘酸酸化重新转化为酚羟基：
氨基 易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 用盐酸先转化为盐，最后再用NaOH溶液重新转化为氨基
碳碳双键 易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 用氯化氢将烯烃转化为氯代物，最后在NaOH醇溶液中发生消去反应重新转化为碳碳双键：
醛基 易被氧化 一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)：
(3)利用题给信息，设计有机合成线路
在有机合成线路设计时，经常要利用有机物转化流程图中的反应信息的条件来完成有机合成设计。
[及时巩固] 完成下列有机合成线路设计。
(1)以CH2===CH2为原料，无机试剂与有机溶剂任选，设计合成路线。
答案：合成1：
合成2：
合成3：
(2)以和1～2个碳原子的有机物为原料，根据已知信息，无机试剂与有机溶剂任选，设计合成路线。已知：
答案：
合成1：
合成2：
合成3：
合成4：
合成5：
(3)以和含1～2个碳原子的有机物为原料，无机试剂与有机溶剂任选，设计合成路线。已知：
答案：
合成1：
合成2：
合成3：
合成4：
合成5：
有机物的结构和性质
例1 (2024·镇江)有机物Z是合成药物的中间体，其合成路线如下。下列说法不正确的是(A)
A. 1 mol X最多能与3 mol NaOH反应
B. Y存在顺反异构体
C. 可用NaHCO3溶液鉴别X与Y
D. Z中含有1个手性碳原子
【解析】 醇羟基不与氢氧化钠反应，故1 mol X最多能与2 mol NaOH反应，A错误；Y分子中的碳碳双键的两端都是连的不同原子或原子团，存在顺反异构体，B正确；Y分子中含有羧基，羧基与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，因此可用NaHCO3溶液鉴别X与Y，C正确；Z分子中含有1个手性碳原子， D正确。 有机推断与合成
[充分利用流程图中的反应信息设计合成线路]
例2 (2024·南通四模)化合物G是一种抗焦虑药物的中间体，其合成路线如下：
(1)A与足量氢气加成后的产物中含有2个手性碳原子。
(2)E→F中经历E→XY→F的过程，X与E互为同分异构体，写出中间体X的结构简式：。Y→F的反应类型为消去反应。
(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能与FeCl3溶液发生显色反应，不能发生银镜反应；
②分子中不同化学环境的氢原子数目之比为9∶9∶6∶2。
(4)写出以、HCHO及CH3Li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)。
答案：
【解析】 A与甲醛发生取代反应生成B，B中醛基的碳氧双键与丙酮先发生加成反应、后发生消去反应生成C，C中羰基发生还原反应生成D，D发生酯化反应生成E，X与E互为同分异构体，则E发生分子重组生成X，X为，X分子中酯基发生水解生成Y，Y为，Y分子中的羟基发生消去反应生成F；F分子中羧基中羟基被甲基取代生成G。(1)A与氢气发生加成反应后生成(标“*”碳原子为手性碳原子)，即含有2个手性碳原子。(2)Y到F的反应类型为消去反应。(3)能与FeCl3溶液发生显色反应，不能发生银镜反应，说明该同分异构体中含酚羟基，不含有醛基和，结合分子不同化学环境的氢原子数目之比为9∶9∶6∶2，可写出结构简式(见答案)。
有机推断与合成
[苯环上的定位效应及基团的转化]
例3 (2023·南通三调)化合物H是一种抗失眠药物，其合成路线如下：
已知：一元取代苯进行二元取代反应时，已有基团会对其他基团进入苯环的位置产生影响。如：—CH3为邻、对位定位基，；—NH2为邻、对位定位基，—NO2、—COOH为间位定位基。
(1)B→C所需的试剂为KMnO4(H＋)。
(2)若用KOH代替AlCl3，D→E会生成一种与E互为同分异构体的有机物，该有机物的结构简式为。
(3)G→H转化过程中另一产物为H2O。
(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结构简式：。
①能发生银镜反应；②含有2个苯环，分子中有3种不同化学环境的氢原子。
(5)设计以乙二酸(HOOCCOOH)和苯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)。
答案：
【解析】 (1)由C的结构简式可知，两个取代基位于邻位，由于—CH3是邻位定位基，—COOH是间位定位基，故A→B的反应为甲苯的溴代反应，B→C的反应为邻溴甲苯的氧化反应，需要的试剂为KMnO4(H＋)。(2)由D、E的结构简式可知，D分子中的Cl原子与对溴苯胺分子中氨基邻位C原子上的H原子结合生成HCl，剩余部分结合得到E，在KOH作用下，D分子中的Cl原子可与对溴苯胺分子中氨基上的H原子结合生成HCl，剩余部分结合，得到。(3)由H的结构简式可知，其分子式为C17H14O2N2Br2，结合G的分子式C17H16O3N2Br2可知，另一种产物为H2O。(4)能发生银镜反应，说明分子中含有醛基，分子中只有3种不同化学环境的H原子，则分子不可能还含有氨基，则N原子只能位于两个苯环的中间，且分子高度对称，2个Br原子处于对称位置，则符合要求的同分异构体的结构简式为。(5)由目标产物的结构简式以及原料之一为乙二酸可知，产物可由乙二酸与在浓硫酸作用下发生酯化反应得到，分子中的羟基可由分子中羰基与H2发生加成反应得到，结合原流程图中D→E的原理可知，可由在AlCl3作用下得到，可由原料苯发生硝化反应得到，而可由乙二酸与SOCl2反应得到，具体合成路线流程图见答案。
[增长碳链]
例4 (2024·南通)化合物F用于治疗甲癣，其合成路线如下：
(1)B分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3。
(2)D的结构简式为。
(3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式：。
分子中含有3种不同化学环境的氢原子；能发生银镜反应；分子中含有1个手性碳原子。
(4)E→F的副产物与F互为同分异构体，写出该副产物的结构简式：。
(5)已知：①；②＋。
写出以CH3MgBr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)。
答案：
【解析】 (2)结合E为环氧结构和过氧化氢为氧化剂的信息可得出D的结构简式为。(3)该同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基；分子中含有1个手性碳原子，结合碳原子数以及所含卤素原子，则可写出该同分异构体的结构简式(见答案)。(4)E→F为环氧开环反应，连在不同碳原子得到互为同分异构体的F和副产物(结构简式见答案)。(5) 先与氯气发生取代反应转化为，根据已知信息①，在酸性条件下转化为，后经过2步反应：①CH3MgBr，②酸性条件下转化为，再经催化氧化转化为，再与NaOH在加热条件下发生信息②的反应转化为。
[形成碳氮单键]
例5 (2024·南京、盐城期末)匹唑派(G)是—种新型精神类药品，其合成路线之一如下：
已知：Boc—结构简式为。
回答下列问题：
(1)C分子中采取sp3杂化的碳原子数目是3。
(2)D→E过程中不能(填“能”或“不能”)用KOH替换K2CO3。
(3)E→F过程中还生成一种分子式为C3H6O3的酯类产物，该产物的结构简式为[或CO(OCH3)2]。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件，该同分异构体的结构简式为或。
① 分子中含有2个苯环和1个硝基；
② 分子中不同化学环境的氢原子个数之比是1∶2∶2∶1。
(5)已知：。
写出以苯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和流程中的有机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
答案：
【解析】 (2)D分子中含有酰胺基，D在KOH强碱性环境下能水解，故不能用KOH替换K2CO3。(3)对比E、F的结构简式可知，E中的Boc—被H原子代替，另一产物为，该产物在HCl、CH3OH存在下先水解生成，再与CH3OH反应生成分子式为C3H6O3的酯，即生成的酯为。(4)C的一种同分异构体分子中含有2个苯环和1个硝基，不再含有其他不饱和键，结合C的分子式C13H12O2N2可知，该同分异构体中含有4种不同化学环境中的H原子，个数分别为2、4、4、2，故分子中含有—NH2或—CH2—，符合要求的同分异构体的结构简式见答案。
[形成碳氮双键]
例6 (2023·苏锡常镇一调)化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体，其合成路线之一如下。
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3。
(2)B→C的反应类型为还原反应。
(3)C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：或。
①分子中有4种不同化学环境的氢原子，能与FeCl3溶液发生显色反应，但不能与溴水发生取代反应；
②在碱性条件下发生水解反应，酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
(4)D→E的反应需经历D→M→E的过程，M的分子式为C11H13NO4，则M的结构简式为。
(5)请写出以和甲酸乙酯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)。
答案：
【解析】 (1)A分子中，甲基碳原子采用sp3杂化，羰基碳原子以及苯环上的碳原子均采用sp2杂化。(2)由B、C的结构简式可知，在该过程中，B分子中的硝基变为C分子中的氨基，则该反应的反应类型为还原反应。(3)①分子中有4种不同化学环境的氢原子，说明结构高度对称，能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，但不能与溴水发生取代反应，说明酚羟基的邻位、对位都有取代基。②由于C分子除苯环外只含有一个不饱和度，且在碱性条件下能发生水解反应，说明分子中含有一个酯基或一个酰胺基，酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团，结合分子中含有对称结构可知，分子中只能含有酰胺基，且含有处于对称位置的两个酚羟基，故符合条件的C的同分异构体见答案。(4)D到E的反应需经历D→M→E的过程，D中氨基、醛基发生加成反应生成M，M发生消去反应生成E，再结合M的分子式可知，M的结构简式为。(5)根据目标产物的结构简式结合原流程图中E→F的原理可知，产物可由与POCl3在甲苯作用下反应生成，结合原流程图中C→D的原理可知，由与甲酸乙酯在正丁醇钠作用下反应生成，可由催化氧化得到，而可由水解得到，该卤代烃可由与HCl发生加成反应得到，具体合成路线流程图见答案。
[有机成环反应——形成碳环]
例7 (2024·苏州三模)一种合成抗病毒生物活性类化合物G的路线部分如下：
已知：。
(1)X的化学式为C7H7BrO2，写出其结构简式：。B→C过程中，N(C2H5)3的作用是吸收生成的HCl，促进反应正向进行。
(2)D是一种不稳定的中间体，C→D的反应类型是消去反应。
(3)物质A呈酸性的原因是—SO3H(结构为)中羟基的氧氢键断裂，且极性越强，氧氢键越易断裂。下列物质的酸性由强到弱的顺序是③①②(填序号)。
(4)写出满足下列条件的一种F的同分异构体：。
①能发生银镜反应且能使溴的CCl4溶液褪色；②碱性条件水解后酸化的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应；③核磁共振氢谱中存在4组峰。
(5)写出以、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)。
答案：
【解析】 (1)N(C2H5)3显碱性，在B→C过程中，能吸收反应生成的酸，促进反应正向进行。(2)C→D的过程中和—Br发生消去反应形成三键。(3)F元素的电负性很强，—CF3为吸电子基团，使得—SO3H中羟基的氧氢键极性较大，—CH3为推电子基团，使得—SO3H中羟基的氧氢键极性较小，因此的酸性由强到弱的顺序为③①②。(4)该同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基；碱性条件水解后酸化的一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应，即可水解得到酚羟基，存在结构；能使溴的CCl4溶液褪色，即存在碳碳双键或碳碳三键结构；再根据碳原子数和核磁共振氢谱中存在4组峰，可写出符合条件的F的同分异构体(见答案)。
[形成杂环]
例8 (2024·泰州一模)化合物H是治疗胃癌的小分子靶向抗肿瘤药物，其合成路线如下：
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型有3种。
(2)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：或。
①苯环上有4个取代基，能与FeCl3溶液发生显色反应；②核磁共振氢谱图中有3组峰。
(3)D→E、E→G的反应中均有CH3OH生成，则F的结构简式为。
(4)G→H的反应中有一种与H互为同分异构体的副产物生成，其结构简式为。
(5)写出以、、和CH3OH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)。
答案：
【解析】 (1)A分子中苯环上的碳原子杂化类型为sp2，—CH2CN中亚甲基碳原子杂化类型为sp3，—CN上碳原子杂化类型为sp，即碳原子杂化轨道类型有3种。(2)能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基；结合苯环上有4个取代基以及核磁共振氢谱图中有3组峰，则可写出该同分异构体的结构简式(见答案)。(3)D→E、E→G的反应中均有CH3OH生成，说明D和发生取代反应生成E和甲醇，结合G的结构简式，则E和发生取代反应生成G，则E为，F为。(4)G→H的反应中，根据断键位置不同分析得到其副产物的结构简式(见答案)。(5)根据题意，由和甲醇反应生成，苯和浓硝酸在浓硫酸加热作用下反应生成硝基苯，硝基苯和氢气在Pd/C作用下反应生成，和反应生成，最后与，在NH3、CH3OH作用下反应生成目标产物。
[有机合成中基团的保护]
例9 (2024·盐城联考)化合物G可通过如下图所示的方法进行合成：
(1)1 mol E分子中采取sp2杂化的碳原子数约为8×6.02×1023。
(2)A→B的反应需经历A→X→B的过程，X的分子式为C10H13NO6，则X的结构简式为。
(3)E→F的反应类型为取代反应。
(4)B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：或或或。
①能发生银镜反应，能与FeCl3溶液发生显色反应。
②分子中含有4种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为1∶2∶2∶6。
(5)设计以和CH3CH2Cl为原料制取的合成路线流程图(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)。
答案：
【解析】 (1)E分子中苯环上的碳原子均为sp2杂化，苯环侧链上碳氧双键中的碳原子也为sp2杂化，则E分子中含有8个sp2杂化的碳原子，所以1 mol E分子中sp2杂化的碳原子数约为8×6.02×1023。(2)A→B的反应需经历A→X→B的过程，结合X的分子式为C10H13NO6，与先发生加成反应生成X为，发生分子内成环脱水生成B(该步反应目的是保护醛基)。(3)结合E和F的结构简式，E发生分子内成环取代反应生成F。(4)①能发生银镜反应，说明含醛基；能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含酚羟基；②分子中含有4种不同化学环境的氢原子，峰面积之比为1∶2∶2∶6，即H原子数之比为1∶2∶2∶6，该分子中应含2个甲基，结合分子式为C10H11NO5，可写出该同分异构体的结构简式(见答案)。
1. (2024·安徽卷)化合物I是一种药物中间体，可由下列路线合成(Ph代表苯基，部分反应条件略去)：
已知：i. ；
ii. RMgX易与含活泼氢的化合物(HY)反应：，HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
(1)A、B中含氧官能团名称分别为羟基、醛基。
(2)E在一定条件下还原得到，该物质的化学名称为1,2-二甲基苯(邻二甲苯)。
(3)H的结构简式为。
(4)E→F反应中，下列物质不能用作反应溶剂的是bc(填字母)。
a. CH3CH2OCH2CH3 B. CH3OCH2CH2OH
C. D.
(5)D的同分异构体中，同时满足下列条件的有4种(不考虑立体异构)，写出其中一种同分异构体的结构简式：。
①含有手性碳原子；②含有2个碳碳三键；③不含甲基。
(6)参照上述合成路线，设计以和不超过3个碳的有机物为原料，制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。
答案：
【解析】 (3)A中的羟基在MnO2的氧化下生成醛基，B与Ph3CCl发生取代反应生成C；D中的氨基被—Br取代生成E，格氏试剂F与醛基反应生成G，G在MnO2的氧化下生成H，结合H与格氏试剂反应生成I的结构，可知H为。(4)根据已知条件ii，RMgX可以与含活泼原子的化合物(H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等)发生反应，b中含有—OH，c中含有N—H，其H原子为活泼H原子，因此不能用b、c作溶剂，故选bc。(5)D化学式为C8H11N，不饱和度为4,2个碳碳三键的不饱和度为4，剩下的都是饱和碳原子和饱和氮原子，手性碳原子需连接4个各不相同的原子或原子团，可推断手性碳连1个氢原子，另外3个原子团中分别含—C≡CH和—NH2，且—C≡CH和—NH2要在链端，则可能的结构：、、、，共4种。
2. (2024·湖南卷)化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物，合成路线如下(部分条件忽略，溶剂未写出)：
回答下列问题：
(1)化合物A在核磁共振氢谱上有6组吸收峰。
(2)化合物D中含氧官能团的名称为醛基、醚键。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是防止酚羟基被氧化。
(4)在同一条件下，下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为①③②(填序号)。
(5)化合物G→H的合成过程中，经历了取代、加成和消去三步反应，其中加成反应的化学方程式为。
(6)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以和Cl2CHOCH3为原料合成的路线(HCN等无机试剂任选)。
答案：
【解析】 (3)C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生反应得到D，D再被氧化剂氧化为E，若反应③和④对换，则酚羟基也易被氧化。(4) 中F的电负性很强，—CF3为吸电子基团，使得—OOCH中C—O更易断裂，水解反应更易进行，是推电子基团，使得—OOCH 中C—O难断裂，水解反应比较难以进行，因此在同一条件下，化合物水解反应速率由大到小的顺序为①③②。(5)G→H的合成过程中，G分子羟基上的H原子被取代，得到，然后分子内醛基、羰基发生加成得到，然后分子内发生消去反应得到H。(6) 和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到，与HCN加成得到，酸性水解后得到，再发生缩聚反应得到目标产物。
1. (2024·海门)化合物F是一种重要的药物中间体，其人工合成路线如下：
已知：①；②(R1、R2、R3为烃基或氢原子)。
(1)B分子中所含σ键和π键数目之比为5∶1。
(2)C→D过程中经历CXYZD。Z结构简式为；
Z→D的反应类型为消去反应。
(3)G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：(或其他合理答案)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应；②在酸性条件下能发生水解，所得产物分子中均含有3种不同化学环境的氢原子。
(4)设计以、CH2(COOC2H5)2为原料制备的合成路线(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。
答案：
【解析】 (1)该分子中含有6个C—H、2个C—C、1个C==O和1个碳碳双键，即含10个 σ 键和2个π键，σ键和π键数目之比为5∶1。(2)C→D过程中经历如下几步：。则Z结构简式为；Z→D的反应类型为消去反应。(3)G的分子式为C12H14O3，该同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应，含有酚羟基；在酸性条件下能发生水解，则该同分异构体的分子中含酯基，酯基水解生成的产物分子中均含有3种不同化学环境的氢原子，则可能结构简式为或或。
2. (2024·南京、盐城一模)索拉非尼(H)可用于肝癌的治疗，其一种合成路线如下：
(1)欲确定CH3OH中存在C—O和O—H化学键，可采取的仪器分析方法为D(填字母)。
A. 原子发射光谱 B. 核磁共振氢谱
C. 质谱 D. 红外光谱
(2)C在酸性条件下不稳定，B→C的反应中应控制的投料比不低于3∶1。
(3)D的熔点比邻硝基苯酚的高(填“高”或“低”或“无法确定”)。
(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：。
分子中所有碳原子轨道杂化类型相同；1 mol该物质完全水解最多消耗3 mol NaOH，水解产物之一的分子中不同化学环境的氢原子个数之比为2∶1。
(5)G的分子式为C8H3ClF3NO，其结构简式为。
(6)请设计以和CH3CH2NH2为原料制备合成路线(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)。
答案：
【解析】 (1)原子发射光谱可测定元素的含量，核磁共振氢谱确定物质中氢原子种类和数目，质谱法能确定物质的相对分子质量，红外光谱可确定化学基团和鉴定未知物质结构，故选D。(2)由图示可知，B→C的过程中，B分子中的酰氯结构中Cl原子被—NHCH3取代，结合B()的结构可知，在反应过程中，B分子中被取代的Cl原子以及HCl均能与CH3NH2反应，故应控制的投料比不低于3∶1。(3)邻硝基苯酚存在分子内氢键，而对硝基苯酚主要存在分子间氢键，而分子内氢键降低物质的熔、沸点，使得D的熔点比邻硝基苯酚的高。(4)由F的结构简式可知，除甲基上的C原子采用sp3杂化外，所有的C原子都采取sp2杂化，当所有的C原子杂化方式相同时，则符合要求的同分异构体含有两个苯环，结合要求“水解产物之一的分子中不同化学环境的氢原子个数之比为2∶1”以及F分子中含有3个N原子，可考虑水解产物之一的分子中含有3个氨基且处于对称位置()，再结合1 mol该同分异构体完全水解最多消耗3 mol NaOH，可知满足条件的物质结构为。(5)F与G、CH2Cl2发生反应生成H，结合F与H的结构简式以及G的分子式(C8H3ClF3NO)推知G为。
请老师布置同学们及时完成《配套热练》中的练习。)
