高考化學(xué)大題逐空突破系列（全國通用）05 ?？碱}空5 有機(jī)合成路線的設(shè)計 （附答案解析）

④氧化反應(yīng)R—CHCH2RCOOH＋CO2↑R1—CHCH—R2R1CHO+R2CHO【例題精講】類型一、根據(jù)已知信息設(shè)計合成路線1．已知：，試寫出以1，3－丁二烯和乙炔為原料(無機(jī)試劑及催化劑任用)合成的合成路線(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機(jī)物，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)2．已知香草醛的結(jié)構(gòu)簡式為，還知信息反應(yīng)：CH3CHO＋CH2OHCH2CH2OH。根據(jù)已有知識和題中信息，以香草醛和2-氯丙烷為原料，可合成香草醛縮丙二醇()，寫出合戊成流程圖(無機(jī)試劑任選)3．已知：，設(shè)計由苯甲醇()為原料合成化合物的路線(其他試劑任選)。4．結(jié)合已知反應(yīng)，設(shè)計以乙醇和苯甲醛()為原料(無機(jī)試劑任選)，制備的合成路線。已知：類型二、從題目的轉(zhuǎn)化關(guān)系中提取信息設(shè)計合成路線5．化合物F是合成某藥物的中間體，其合成路線如下：參考本題信息，寫出以間二甲苯與H2NCH2CH3為原料制備下圖有機(jī)物的合成線路(無機(jī)試劑任選)6．G是合成某新型藥物的中間體，如圖是合成G的流程。已知：乙酸酐的結(jié)構(gòu)簡式為。以乙酸酐和為原料，制備的部分流程如下。請結(jié)合相關(guān)信息和已學(xué)知識，將合成路線補(bǔ)充完整(無機(jī)試劑任選)。7．有機(jī)物G是合成免疫抑制劑藥物霉酚酸的中間體，可由如下路徑合成得到：已知：直接與苯環(huán)相連的鹵素原子難與NaOH溶液發(fā)生取代反應(yīng)。根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息，設(shè)計以、HCHO為原料制備的合成路線(無機(jī)試劑任選)8．化合物G是重要的藥物中間體，以有機(jī)物A為原料制備G，其合成路線如下：參考上述合成線路，寫出以1－丙醇、丙二酸二甲酯(CH3OOCCH2COOCH3)、尿素[CO(NH2)2]為起始原料制備的合成線路(其他試劑任選)【真題演練】1．(2022年·浙江卷)某研究小組按下列路線合成藥物氯氮平已知：①②設(shè)計以CH2＝CH2和CH3NH2為原料合成的路線(用流程圖表示，無機(jī)試劑任選)2．(2022年·廣東卷)基于生物質(zhì)資源開發(fā)常見的化工原料，是綠色化學(xué)的重要研究方向。以化合物I為原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工產(chǎn)品，進(jìn)而可制備聚丙烯酸丙酯類高分子材料。選用含二個羧基的化合物作為唯一的含氧有機(jī)原料，參考上述信息，制備高分子化合物VIII的單體。寫出VIII的單體的合成路線(不用注明反應(yīng)條件)3．(2022年·湖南卷)物質(zhì)J是一種具有生物活性的化合物。該化合物的合成路線如下：已知：①＋；②參照上述合成路線，以和為原料，設(shè)計合成的路線(無機(jī)試劑任選)4．(2022年·山東卷)支氣管擴(kuò)張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下：已知：Ⅰ．

Ⅱ．Ⅲ．根據(jù)上述信息，寫出以羥基鄰苯二甲酸二乙酯為主要原料制備合成的路線5．(2022年·海南卷)黃酮哌酯是一種解痙藥，可通過如下路線合成：設(shè)計以為原料合成的路線(其他試劑任選)已知：+CO26．(2021年·山東卷)一種利膽藥物F的合成路線如圖：已知：Ⅰ.+Ⅱ.已知：，綜合上述信息，寫出由和制備的合成路線7．(2021年·浙江卷)某課題組研制了一種具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物P，合成路線如下：已知：以乙烯和丙炔酸為原料，設(shè)計化合物()的合成路線(用流程圖表示，無機(jī)試劑、有機(jī)溶劑任選)8．(2021年·湖南卷)葉酸拮抗劑Alimta(M)是一種多靶向性抗癌藥物。以苯和丁二酸酐為原料合成該化合物的路線如圖：②參照上述合成路線，以乙烯和為原料，設(shè)計合成的路線(其他試劑任選)。【經(jīng)典模擬】1．化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體。實(shí)驗室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下：已知：①②寫出用環(huán)戊烷和2－丁炔為原料制備化合物的合成路線(其他試劑任選)2．PETG是一種新型材料，可回收利用，對環(huán)境不構(gòu)成任何威脅，其結(jié)構(gòu)簡式如下：已知：RCOOR1＋R2OHRCOOR2＋R1OH(R、R1、R2表示烴基)。采用如下圖所示的合成路線可合成PETG：已知：請寫出由D及其他必要物質(zhì)可合成的反應(yīng)歷程3．高分子化合物I為重要的化工原料。其合成路線如下：已知：①；②參照上述合成路線，寫出由1，3－丁二烯和乙烯為起始原料制備化合物的合成路線(無機(jī)試劑任選)4．由烴A制備抗結(jié)腸炎藥物H的一種合成路線如圖所示(部分反應(yīng)略去試劑和條件)：已知：Ⅰ．Ⅱ．已知：易被氧化，苯環(huán)上連有烷基時再引入一個取代基，常取代在烷基的鄰、對位，而當(dāng)苯環(huán)上連羧基時則取代在間位。寫出以A為原料(其他試劑任選)制備化合物的合成路線5．物質(zhì)J是一種藥物合成的中間體，其合成路線如下(部分條件省略)：已知：,設(shè)計以乙醇為主要原料制備C2H5COCl的合成路線(無機(jī)試劑任選)6．化合物F是合成某種抗腫瘤藥物的重要中間體，其合成路線如圖：已知：R—OH＋KHSR—SH＋KOH，參考題干信息，寫出以為原料制備的合成路線(無機(jī)試劑和有機(jī)溶劑自選，合成路線流程圖示例見本題題干)7．有機(jī)物M可用于治療室性早搏、室性心動過速、心室顫動等心血管疾病，其合成路線如圖所示：已知乙烯在催化劑作用下與氧氣反應(yīng)可以生成環(huán)氧乙烷()，參照題干的合成路線流程圖，寫出以鄰甲基苯酚()和乙醇為原料制備的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任選)8．磷酸氯喹可用于新型冠狀病毒肺炎的治療，磷酸氯喹可由氯喹和磷酸在一定條件下制得。氯喹J的合成路線如圖：已知：①當(dāng)苯環(huán)有RCOO—、烴基、—X(X表示鹵素原子)時，新導(dǎo)入的基團(tuán)進(jìn)入原有基團(tuán)的鄰位或?qū)ξ?，原有基團(tuán)為—COOH、—NO2時，新導(dǎo)入的基團(tuán)進(jìn)入原有基團(tuán)的間位；②苯酚、苯胺()易氧化。設(shè)計以為原料制備的合成路線(無機(jī)試劑任選)。9．化合物A是合成雌酮激素的中間體，科學(xué)家們采用下列合成路線來制備：已知：CH3COOHCH3COCl設(shè)計由1，2－二溴乙烷合成CH3COCOCH3的合成路線(其他試劑任選)10．化合物H是合成藥物鹽酸沙格雷酯的重要中間體，其合成路線如下：已知：。化合物是合成抗癌藥物美發(fā)倫的中間體，請寫出以和為原料制備該化合物的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用)【?？碱}空5有機(jī)合成路線的設(shè)計】答案類型一、根據(jù)已知信息設(shè)計合成路線1．解析：和HC≡CH發(fā)生加成反應(yīng)生成和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)生成發(fā)生水解反應(yīng)生成2．解析：根據(jù)信息反應(yīng)和目標(biāo)產(chǎn)物可知要合成目標(biāo)產(chǎn)物，先合成前者為所給試劑。主要是合成后者，根據(jù)已有知識可逆向思維：3．解析：由苯甲醇為原料制備化合物，可由發(fā)生酯化反應(yīng)得到，可由發(fā)生水解反應(yīng)得到，可由苯甲醛和HCN發(fā)生加成反應(yīng)得到，苯甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成苯甲醛，其合成路線見答案。4．解析：將目標(biāo)產(chǎn)物水解可得和CH3CH2OH，利用題目信息可知用和CH3CHO在堿性條件下發(fā)生已知信息的反應(yīng)得到，進(jìn)一步把醛基(—CHO)氧化成—COOH即可生成，即可設(shè)計出相應(yīng)的合成路線。5．解析：由原料和產(chǎn)物對比分析，間二甲苯需要先引入硝基，后經(jīng)過氧化將—CH3轉(zhuǎn)化為—COOH，與SOCl2發(fā)生取代反應(yīng)得到酰氯，然后可以與氨基發(fā)生反應(yīng)脫HCl生成肽鍵。6．解析：參照流程圖中A→B→C和D→E可寫出合成路線。即乙酸苯酯在氯化鋁作用下發(fā)生重排，生成(Ⅰ)，Ⅰ在濃硫酸作用下與乙酸酐反應(yīng)生成(Ⅱ)，Ⅱ在鈀催化下和H2反應(yīng)生成(Ⅲ)，最后Ⅲ在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物。7．(先酯化后除去溴原子也可)解析：分析①：目標(biāo)有機(jī)物與原料的結(jié)構(gòu)及差異物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)2結(jié)構(gòu)3結(jié)構(gòu)4目標(biāo)有機(jī)物羥基—OH苯環(huán)亞甲基—CH2—甲酸酯基HCOO—原料1羥基—OH苯環(huán)2個溴原子—Br原料2HCHO醛基—CHO差異目標(biāo)有機(jī)物比原料1少2個溴原子，多了側(cè)鏈—CH2OOCH(位于羥基的鄰位)分析②：從表中分析來看，目標(biāo)有機(jī)物中的結(jié)構(gòu)1與結(jié)構(gòu)2在原料1中都存在，因此不需要轉(zhuǎn)變。目標(biāo)有機(jī)物中的結(jié)構(gòu)3和結(jié)構(gòu)4合起來為—CH2OOCH，即為酯類，因此需要用HCOOH與—CH2OH反應(yīng)得到。分析原料可知，HCOOH可由HCHO經(jīng)氧化得到。而—CH2OH可由—CH2Cl經(jīng)水解得到，因此如何引入—CH2Cl是關(guān)鍵，此基團(tuán)可由—CH3通過氯代得到，但根據(jù)已學(xué)的知識在苯環(huán)上引入一個—CH3無法實(shí)現(xiàn)，此時需要應(yīng)用其他方法。分析有機(jī)物G的合成路線，可知D→E引入了—CH2Cl，問題得到解決。目標(biāo)有機(jī)物中沒有溴原子，而原料1中有溴原子，因此必須想辦法將其去掉?；貞浰鶎W(xué)知識，沒有這方面的講解，故必須在題中尋找，發(fā)現(xiàn)C→D可實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化。分析③：由分析②可知，有3個順序需要確定，一是引入—CH2Cl，二是除去溴原子，三是酯化反應(yīng)。從有機(jī)物G的合成路線中C→E看，會誤認(rèn)為可以先除去溴原子，再引入—CH2Cl，出現(xiàn)這樣的錯誤是由于沒有弄清反應(yīng)的原理，D物質(zhì)中—OH的鄰、對位已部分被其他基團(tuán)占據(jù)，故再引入—CH2Cl，不會出現(xiàn)大量副產(chǎn)物，而若先除去中溴原子，則得到，此時再引入—CH2Cl，會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，故應(yīng)引入—CH2Cl之后再除去溴原子。由題給信息知在引入—CH2Cl之后，可在NaOH溶液中水解(此時苯環(huán)上的溴原子不水解)，使—CH2Cl轉(zhuǎn)變?yōu)椤狢H2OH，再進(jìn)行酯化反應(yīng)和除去溴原子即可。8．解析發(fā)生取代反應(yīng)生成，接著與尿素發(fā)生取代反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，合成路線見答案。【真題演練】1．；CH3CH2Cl，NH3解析：乙烯首先氧化得到環(huán)氧乙烷，乙烯和HCl加成生成CH3CH2Cl，之后NH3和反應(yīng)生成，再和反應(yīng)生成，結(jié)合信息②和CH3CH2Cl反應(yīng)得到，具體流程為：；CH3CH2Cl，NH3；2．解析：根據(jù)化合物Ⅷ的結(jié)構(gòu)簡式可知，其單體為，其原料中的含氧有機(jī)物只有一種含二個羧基的化合物，原料可以是，發(fā)生題干Ⅳ→V的反應(yīng)得到，還原為，再加成得到，和發(fā)生酯化反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，則合成路線為。3．解析：結(jié)合G→I的轉(zhuǎn)化過程可知，可先將轉(zhuǎn)化為，再使和反應(yīng)生成，并最終轉(zhuǎn)化為；綜上所述，合成路線為：。4．解析：由題給信息可知，以4—羥基鄰苯二甲酸二乙酯制備的合成步驟為在碳酸鉀作用下與phCH2Cl發(fā)生取代反應(yīng)生成發(fā)生取代反應(yīng)生成，發(fā)生信息Ⅱ反應(yīng)生成，在Pd—C做催化劑作用下與氫氣反應(yīng)生成，合成路線為。5．解析：已知+CO2，則以為原料合成時，可先將與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成，再依次與NaOH熔融條件下、HCl反應(yīng)生成，再與CH3COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成，氧化可得到，再與AlCl3反應(yīng)可得到。6．解析：由和制備過程需要增長碳鏈，可利用題干中A→B的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，然后利用信息反應(yīng)I得到目標(biāo)產(chǎn)物，目標(biāo)產(chǎn)物中碳碳雙鍵位于端基碳原子上，因此需要與HBr在40℃下發(fā)生加成反應(yīng)生成，和反應(yīng)生成，根據(jù)信息Ⅰ.+得到反應(yīng)生成，因此合成路線為7．。解析：由逆向合成法可知，丙炔酸應(yīng)與通過酯化反應(yīng)得到目標(biāo)化合物，而中的羥基又能通過水解得到，乙烯與Br2加成可得8．解析以乙烯和為原料合成的路線設(shè)計過程中，可利用E＋F→G的反應(yīng)類型實(shí)現(xiàn)，因此需先利用乙烯合成，中醛基可通過羥基催化氧化而得，中溴原子可利用D→E的反應(yīng)類型實(shí)現(xiàn)?！窘?jīng)典模擬】1．解析：根據(jù)已知②，環(huán)己烷需要先轉(zhuǎn)變成環(huán)己烯，再與2-丁炔進(jìn)行加成就可以連接兩個碳鏈，再用Br2與碳鏈上雙鍵加成即可。2．HOCH2CH2OHeq\o(→,\s\up11(Cu/O2),\s\do4(加熱))OHC—CHOeq\o(→,\s\up11(CH3CHO),\s\do4(一定條件))eq\o(→,\s\up11(濃硫酸),\s\do4(△))解析：根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物，以及題中信息，生成，應(yīng)是OHCCH2CH(OH)CH(OH)CH2CHO發(fā)生消去反應(yīng)生成，依據(jù)＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(一定條件))，應(yīng)是OHC—CHO與CH3CHO發(fā)生，乙二醇氧化產(chǎn)生乙二醛。3．解析：由已知可得，1,3-丁二烯與乙烯反應(yīng)生成，與溴單質(zhì)加成生成，與HCN取代生成，在酸性條件下水解生成。4．eq\o(→,\s\up11(濃硫酸),\s\do4(濃硝酸，△))eq\o(→,\s\up11(KMnO4/H＋),\s\do4())eq\o(→,\s\up11(Fe),\s\do4(鹽酸))解析：C發(fā)生信息Ⅰ中的反應(yīng)生成D，D發(fā)生氧化反應(yīng)生成E，結(jié)合C的原子數(shù)及相關(guān)反應(yīng)條件