有机化学推断与有机合成

专题08有机化学推断与有机合成

1．【优质试题新课标1卷】化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：

回答下列问题：

（1）A的化学名称是__________。

（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。

（3）E的结构简式为____________。

（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________。

（5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出2种符合要求的X的结构简式____________。

（6）写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线________（其他试剂任选）。【答案】（1）苯甲醛（2）加成反应取代反应（3）

1

（4）

（5）、、、（任写两种）

（6）

【解析】已知各物质转变关系分析如下：G是甲苯同分异构体，结合已知②的反应物连接方式，则产物H左侧圈内结构来源于G，G为，F为

，E与乙醇酯化反应生成F，E为，根据反应条件，D→E为消去反应，结合D的分子式及D的生成反应，则D为，所以C为

，B为，再结合已知反应①，A为。

（1）根据以上分析可知A的名称是苯甲醛。

（2）C→D为C=C与Br2的加成反应，E→F是酯化反应；（3）E的结构简式为。

（4）F生成H的化学方程式为。

（5）F为，根据题意，其同分异构体中含有苯环、—COOH ，先考虑对称2

结构，一种情况是其余部分写成两个—CH=CH2，则连接在苯环上不符合要求，其次是写成两个—CH3和一个—C≡CH，则其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1的有机物

结构简式为、、、。

（6）根据已知②，环己烷需要先转变成环己烯，再与2-丁炔进行加成就可以连接两个碳链，再用Br2与碳链上双键加成即可，即路线图为：

。

【名师点睛】高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定，通常是以生产、生活的陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识，涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系，涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的识别和书写等知识的考查。它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用所学知识分析、解决实际问题，这高考有机化学复习备考的方向。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等。这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进行设计。同分异构体类型通常有：碳链异构、官能团异构、位置异构等，有时还存在空间异构，要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。物质的合成路线不同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断，从已知反应物到目标产物。本题较全面的考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力。

2．【优质试题新课标2卷】化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：

3

4

已知以下信息：

①A 的核磁共振氢谱为单峰；B 的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。

②D 的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D 可与1 mol NaOH 或2 mol Na 反应。

回答下列问题：

（1）A 的结构简式为____________。

（2）B 的化学名称为____________。

（3）C 与D 反应生成E 的化学方程式为____________。

（4）由E 生成F 的反应类型为____________。

（5）G 的分子式为____________。

（6）L 是D 的同分异构体，可与FeCl 3溶液发生显色反应，1 mol 的L 可与2 mol 的Na 2CO 3反应，L 共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________、____________。

【答案】（1） （2）2-丙醇（或异丙醇）

（3）

（4）取代反应 （5）C 18H 31NO 4 （6）6

【解析】A 的化学式为C 2H 4O ，其核磁共振氢谱为单峰，则A 为

；B 的化学式为C 3H 8O ，核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1，则B 的结构简式为CH 3CH(OH)CH 3；D 的化学式为C 7H 8O 2

，其苯

环上仅有两种不同化学环境的氢，1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应，则苯环上有酚羟基和—CH2OH，且为对位结构，则D的结构简式为。

（1）根据上述分析，A的结构简式为。

（2）根据上述分析B的结构简式为CH3CH(OH)CH3，依据醇的命名，其化学名称为2-丙醇或异丙醇。

（3）HOCH2CH2OCH(CH3)2和发生反应生成E的化学方程式为：

。

（4）的分子式为C3H5OCl，E的分子式为C12H18O3，E与的分子式之和比F的分子式少

了一个HCl，则E和发生了取代反应生成F。

（5）根据有机物成键特点，有机物G的分子式为C18H31NO4。

（6）L是的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，1 mol 的L可与2 mol的Na2CO3反应，说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基，当二个酚羟基在邻位时，苯环上甲基的位置有2种，当二个酚羟基在间位时，苯环上甲基的位置有3种，当二个酚羟基在对位时，苯环上甲基的位置有1种，满足条件的L共有6种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积

比为3∶2∶2∶1的结构简式为、。

【名师点睛】高考化学试题中对有机化学基础的考查题型比较固定，通常是以生产、生活的陌生有机物的合成工艺流程为载体考查有机化学的核心知识，涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系，涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体数目的判断等知识的考查；它要求学生能够通过题给情境中适当迁移，运用所学知识分析，解决实际问题，这是高考有机化学复习备考的方向。有机物的考查主要是围绕官能团的性质进行，常见的官能团：醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基、卤素原子等，这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化5

6

学题的基础。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进行设计。同分异构体类的判断，要充分利用题目提供的信息判断同分异构体中含有结构或官能团，写出最容易想到或最简单的那一种，然后根据类似烷烃同分异构体的书写规律展开去书写其余的同分异构体；物质的合成路线不同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断，从已知反应物到目标产物。本题较全面地考查了考生对有机物的性质、物质的反应类型、物质之间的相互转化关系和一些基本概念、基本理论的掌握和应用能力；进行结构简式的判断时，注意结合题目中已知的进行分析，找出不同之处，这些地方是断键或生成键，一般整个过程中碳原子数和碳的连接方式不变，从而确定结构简式，特别注意书写，如键的连接方向。

本部分内容是有机化学的核心考点，高考对本模块的考查主要以有机综合题出现。高考对本模块的考查为理解和综合应用，试题难度为较难或难，考查的形式选择题以有机物的结构或有机反应为背景考查有机基础知识，有机综合题以药物合成为背景考查综合应用能力。以某一新型有机物的合成为载体，应用题给信息，推断合成中间产物，正确书写有机结构简式，判断反应条件，应注意，应用题给信息设计简短合成路线仍是命题的趋势，而这些正是考生最容易失分的地方。

高考有机简答题仍将紧密结合生产、生活实际、创设情境，引入信息，根据有机物官能团的性质及相互转化关系组成综合性的有机化学试题将有机物分子式、结构简式与限制条件同分异构体的推导、书写、命名和化学方程式的书写、有机合成及合成路线设计等揉合在一起进行综合考查。

有机合成与推断已成为高考试题中的保留题型几乎每年的高考试题中都会有无机、有机相互渗透的综合推断类型的大题。试题以一种“新”有机物及“新”信息为载体，考查考生在新情景下解决问题的能力。此类题型阅读是基础，分析是关键，信息迁移是能力。信息题常与有机推断题、框图题有机结合起来，考查学生分析问题和解决问题的能力。对学生的要求明显提高，难度也随之增大，因此在复习时应注意无机与有机之间的知识的联系，同时加大相应题型的训练。

高考对本模块的考查主要以有机综合题出现，分值约25

分左右。高考对本模块的考查为理解和综合应

用，试题难度为较难或难，考查的形式选择题以有机物的结构或有机反应为背景考查有机基础知识，有机综合题以药物合成为背景考查综合应用能力。预计优质试题年高考将以有机物的组成、结构、性质和用途等主千知识为线索，要求考生对未知物的结构进行推断，考查考生对有机化学知识的理解和掌握情况；提供一些新信息，要求考生抓住新信息中的有效信息和隐含信息，推断未知有机物的结构，考查考生接受信息、整合信息的能力；或以“新有机物”的合成为载体，创设新情境，将有机合成路线以流程图的形式呈现出来，综合考查有机推断，从而考查考生的科学探究与创新意识。其中，设计合成路线是命题新趋势。另外需要注意以下新旧大纲的变化：明确了“物理方法（如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等）”；由“能判断简单有机化合物的同分异构体”调整为“能正确书写有机化合物的同分异构体”；“比较它们在组成、结构、性质上的差异”提高为“掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质”；由“了解”提高为“掌握卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化”；增加：“根据信息能设计有机化合物的合成路线”。

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。

4、应用特征产物逆向推断：

5、确定官能团的方法

（1）根据试剂或特征现象推知官能团的种类：

①使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“”或“”结构。

7

8

②使KMnO 4(H ＋)溶液褪色，则该物质中可能含有“

”、“”或“—CHO ”等结

构或为苯的同系物。 ③遇FeCl 3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。

④遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。

⑤遇I 2变蓝则该物质为淀粉。

⑥加入新制的Cu (OH )2悬浊液，加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成，表示含有—CHO 。

⑦加入Na 放出H 2，表示含有—OH 或—COOH 。

⑧加入NaHCO 3溶液产生气体，表示含有—COOH 。

（2）根据数据确定官能团的数目：

①

。 ②2—OH (醇、酚、羧酸)a N ??→ H 2。

③2—COOH 23Na CO ???→CO 2，—COOH 3NaHCO ????→CO 2。

④21molBr ???→，—C ≡C —(或二烯、烯醛)22molH

???→—CH 2CH 2—。 ⑤某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个—OH ；增加84，则含有2个—OH 。即—OH 转变为—OOCCH 3。

⑥由—CHO 转变为—COOH ，相对分子质量增加16；若增加32，则含2个—CHO 。

⑦当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个—OH ；若相对分子质量减小4，则含有2个—OH 。

（3）根据性质确定官能团的位置：

①若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH 2OH ”；若能氧化成酮，则醇分子中应含有结构“—CHOH —”。

②由消去反应的产物可确定“—OH ”或“—X ”的位置。

③由一卤代物的种类可确定碳架结构。

④由加氢后的碳架结构，可确定“”或“—C≡C—”的位置。

⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小，可确定“—OH”

与“—COO－。

6、“三招”突破有机推断与合成

（1）确定官能团的变化：有机合成题目一般会给出产物、反应物或某些中间产物的结构等，在解题过程中应抓住这些信息，对比物质转化中官能团的种类变化、位置变化等，掌握其反应实质。

（2）掌握两条经典合成路线：

①一元合成路线：RCH＝CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯。

②二元合成路线：RCH＝CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯)(R代

表烃基或H)。

③芳香化合物合成路线：例如；

（3）按要求、规范表述有关问题：即应按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避免书写官能团名称时出现错别字、书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况，确保答题正确。

7、有机合成中常见官能团的保护：

（1）酚羟基的保护，因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH 变为—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：如在对硝基甲苯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。防止当KMnO4氧化—CH3时。—NH2(具有还原性)也被氧化。

8、合成路线给定型的有机推断题的解题要领：该类题综合性强，思维容量大，常以框图题或变相框图题的

形式出现，解决这类题的关键是以反应类型为突破口，以物质类别判断为核心进行思考。经常在一系列推导关系中有部分物质已知，这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。可以由原料结合反应条

9

件正向推导产物，也可以从产物结合条件逆向推导原料，也可以从中间产物出发向两侧推导，审题时要抓住基础知识，结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系，不仅要注意物质官能团的衍变，还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变，这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。由定性走向定量是思维深化的表现，将成为今后高考命题的方向之一。

1．阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药，对预防血栓和脑梗有很好的作用，M是一种防晒剂，它们的结构简式分别为

，它们的合成路线如下：

已知：Ⅰ．E的俗称水杨酸，学名2-羟基苯甲酸?

IV．苯的同系物与氯气的反应遵循“催化在苯环，光照在侧链”。

根据以上信息回答下列问题

（1）阿司匹林中官能团的名称为______?

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（2）B→D过程的反应类型为______?请写出C和I的结构简式___________?

（3）由E→F的过程是缩聚反应，该过程化学方程式为_________?

（4）下列关于阿司匹林和防晒剂M说法正确的是_________(双选)?

A．M的分子式是C15H20O3

B．其中阿司匹林不能发生氧化反应

C．1mol阿司匹林完全水解，需消耗2molNaOH

D．1molM与足量氢气发生加成反应，最多消耗4molH2

（5）阿司匹林有多种同分异构体，请写出同时满足下列条件的任意一种同分异构体的结构简式________

ⅰ.苯环上有2个取代基;

ⅱ.能发生水解反应，能发生银镜反应，还能与NaHCO3产生CO2

iii.核磁共振氢谱有5组峰，峰面积之比为1:1:2:2:2

（6）写出由I到M的合成路线(第一步已给出)：合成路线示例如下：

__________________________

【答案】羧基和酯基取代，

AD

11

【解析】(1).-COOH为羧基和-OOR’为酯基；

(2).B到D，由Cl取代H原子，为取代反应；由已知得A中含有苯环，则结构比为甲苯，由M的结

构可得，C与I为对位官能团，即C为，H为-OH将甲基上的两个H取代，由已知ⅡⅢ得：I为Cl-苯环-CH=CH-CHO。

(3).Cl取代甲基上3个H，和临位苯环上1个H，后经催化4个Cl全部被-OH取代，由Ⅱ得，E为

HOOC-苯环（临位）-OH，经脱水缩合的反应为：

(4).A由已知得，A正确；B．阿司匹林含有苯环，可以燃烧，即可以发生氧化反应，B错误；C．阿

司匹林水解产物水杨酸和乙酸，其中水杨酸含有酚羟基和羧基，则1mol该物质最多可与3mol NaOH 发生反应，C错误；D．苯环可与3mol氢气加成，碳碳双键可以使1mol氢气加成，D正确。故选择AD。

(5)．含有酯基、醛基、羧基，同时H原子由5种化学状态，所以要存在HCOOR-，苯环，-COOH，

由于碳原子总数为8，则R为-CH2-，所以同分异构体可写为：HCOO-CH2-苯环-COOH。

(6).CH3-O-苯环-CH=CHCHO在加热条件下与Ag（NH3）2OH发生银镜反应，生成CH3-O-苯环

-CH=CHCOONH3，再与酸反应生成CH3-O-苯环-CH=CHCOOH，与HOCH2CH2CH(CH3)2在热的浓硫酸作用下脱水合成M。

2．盐酸氯丙嗪也叫冬眠灵,是第一个抗精神病药，开创了药物治疗精神疾病的历史，某研究小组利用下列途径合成盐酸氯丙嗪。

已知：

12

13 请回答：

(1) B 中含有官能团名称为__________________；

(2) 下列说法不正确的是____________；

A ．化合物

B 可以发生加成反应

B ．化合物D 在一定条件下既可与酸反应，又可以与碱反应

C ．合成路线中属于取代反应的为(1) (3) (4) (6)

D ．反应(7)是为了提高氯丙嗪的水溶性

(3) 写出E →F 的化学反应方程式________________________________________________。

(4) 该研究小组在实验中发现，苯环上直接用Cl 2取代的产率一般不到10%，请你设计合理步骤，利用甲苯为原料，合成化合物C ________。(注：苯甲酸的苯环上发生取代反应时，取代主要发生在羧基的间位)

(5) 请写出符合下列条件的所有E 的同分异构体________。

a ．分子中含有一个萘环

，且为萘的邻位二取代物(邻位不包括)；

b ．分子中有一个五元环；

c ．1H -NMR 显示分子中有8种氢。

【答案】 氨基，氯原子 C

【解析】根据题目已知信息和D 的结构式可推知A 为、B 为、C 为，

根据D 和E 的分子式并结合盐酸氯丙嗪的结构式可知，E 为

，F 为。

(1)．B为，含有的官能团是氨基和氯原子，故答案为：氨基、氯原子；

(2)．A．化合物B中含有苯环，可以和氢气发生加成反应，故A正确；B．化合物D的分子结构中所

含的官能团有氨基和羧基，既可以和酸发生反应也可以和碱发生反应，故B正确；C．根据D和E的结构式可知，合成路线(4)不是取代反应，故C错误；D．通过反应(7)在有机物分子中引入HCl，可以增加有机物分子的极性，提高氯丙嗪的水溶性，故D正确；答案选C；

(3)．E与S和I2在加热的条件下生成F，化学反应方程式为：

，故答案为：；

(4)．根据题目提供的已知信息，用甲苯合成化合物C，可以由甲苯发生硝化反应生成邻

硝基甲苯，在Fe/HCl的条件下生成邻氨基甲苯，邻氨基甲苯在条件下生成邻氯甲苯，邻氯甲苯被酸性高锰酸钾氧化生成，合成路线为：

，故答案为：

；

(5).分子中含有一个萘环，且为萘的邻位二取代物(邻位不包括)，则其取代的

位置可能是或，又因分子中有一个五元环，1H-NMR显示分子中有8种氢，则根据E的结构式可知，符合条件的E的同分异构体有：、14

15 、、 ，故答案为：

。

3．芳香族化合物A (C 9H 12O )可用于医药及香料的合成，A 有如下转化关系:

已知信息:

①A 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色；

②

；

③3RCOCH R CHO RCOCH CHR '+='一定条件

回答下列向题: (1)B →D 与H →I 的反应类型分别为:_________、_________。

(2)K 所含官能闭的名称为___________，B 的结构简式为____________。

(3)由E 生成F 的反应方程式为___________________________。

(4)J 为一种具有3个六元环的酯，则其结构简式为_________________。

(5)F 的同分异构体中，能与NaHCO 3反应生成CO 2，且核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积比为6:2:1:1的结构有_________种。

(6)糖叉丙酮()是一种重要的医药中间体，请参考上述合成路线，设计一条由叔丁基氯[(CH 3)3CCl ]和糠醛(

)为原料制备糖叉丙酮的合成路线(无机试剂任用) _______

。合成

流程图示例如下

: