总结规律 厘清转化 探究解法——全国卷有机合成与推断试题的命题分析与解答策略

黑龙江 栾厚福

有机化学试题是历年高考全国卷中选做题之一，试题具有综合性强，得分率普遍较低的特点。为了梳理这类试题的命题特点和规律，提高推断的准确性和试题的得分率，笔者结合近三年的8套全国卷，主要从以下近10个角度进行统计和对比分析。

表1 2019—2021年全国卷有机化学综合题考情统计

分析以上8套试题可知，高考试题大多以新型药物、具有特定结构和功能的有机化合物为目标产物，结合8～10种物质的相互转化综合考查有机化学知识的综合运用，同时渗透证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想等学科核心素养。试题中常给出1～2条陌生信息，考生需读懂信息，并能运用题中信息和已有的知识等云完成框图转化，结合反应条件和题中信息等完成各物质的推断。

完成有机物的推断是解答有机合成与推断试题的基础。从近3年高考试题来看，一般设置5～7个小题，综合考查以下三方面的知识。

1.有机化学基础知识。这部分主要考查有机化合物的命名、官能团名称或结构简式的书写；结合具体反应考查反应类型的判断或化学方程式的书写等，以上五方面在高考中考频非常高，如有机物的命名、官能团名称和反应类型均是8卷7考，结构简式、化学方程式的书写均是8卷6考。以上考点考查较为基础，完成合成路线推断即可得分，除了以上常见考查形式外，还可能考查反应条件和试剂、分子式的确定、手性碳原子数目、简单计算等，试题难度相对都较小。

2.考查同分异构体。同分异构体在高考试题中的考频更高，做到8卷8考。主要结合某具体物质和2～4个特定的限定条件，考查符合限定条件的同分异构体的数目，并根据核磁共振氢谱中吸收峰的面积比，书写可能的结构简式等。一般来说，考查同分异构体结构简式书写的物质具有特殊官能团或对称结构。同分异构体的考查难度较大，区分度较高，很多学生由于审题等原因导致同分异构体种类判断错误。从近2年试题来看，同分异构体数目的判断有难度降低的趋势，大部分同分异构体数目的试题由填空题调整为数目判断的选择题了。

3.合成路线的设计。这部分试题难度较大，考频略低，但此类试题能较好地考查考生的必备能力与核心素养。根据初始原料合成目标化合物，不仅考查学过的常见有机物间的相互转化，还要参考题中合成路线中的信息以及试题中给予的信息等，进行综合分析判断，实现官能团的转化和碳链的改变等，合成目标化合物。

从近几年试题得分率来看有机合成与推断试题的推断难度略有降低，重点考查卤代烃、醇酚、醛、羧酸和酯类等多种有机物间的相互转化等。这类试题只要能准确推出未知物质的结构简式，化学名称、官能团、反应类型、结构简式和化学方程式的书写等基础问题都能解决，基础较好的考生也可确定符合限定条件的物质的结构简式。试题的信度、效度及区分度均较好，符合选拔性考试的命题要求。

解决有机合成与推断试题的关键就是根据所学知识和框图转化、试题信息等完成各物质的推断。下面笔者列举例题分析这类试题的解答策略。

【例1】(2020·全国卷Ⅱ·36节选)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。图1是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。

图1

已知以下信息：

回答下列问题：

(1)A的化学名称为________。

(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________。

(5)反应⑥的化学方程式为____________________。

【参考答案】(1)3-甲基苯酚(或间甲基苯酚)

在解题时，应结合试题中框图转化和试题中相关信息，快速找到解答有机合成与推断的突破口。

(2)结合给予信息推断。在推断前要多角度认真领会给予信息：①反应条件，在有机推断中能根据相同或相似的条件判断该反应；②弄清楚反应的机理，明白反应中断键和成键情况等，并能在合成路线中根据已知或待推的物质确定生成物等。能做到信息和已有知识的活学活用。

(3)根据已有知识综合推断。结合教材中学过的烃、卤代烃、醇酚、醛、羧酸和酯等有机物间的相互转化关系进行推断，或根据某些物质的特殊结构推断，如根据加聚或缩聚产物，可确定其单体，由单体再进行推断等。推断时可根据试题的不同采用顺推或逆推等进行综合分析推理。

总之，推断时一定要利用好一切可以利用的信息，整合信息和已有知识，逐一确定各物质的结构简式。

【例2】(2021·全国甲卷·36节选)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图2：

图2

回答下列问题：

(2)1 mol D反应生成E至少需要________mol氢气。

(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称：________。

(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有________(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

【参考答案】(2)2

(3)酯基、醚键、羟基(任写两种)

(6)C

学生可通过该例题应掌握符合限定条件的同分异构体数目的判断方法。首先，确定可能的官能团。根据所给的限定条件分析同分异构体中可能含有的官能团。如表2所示。

表2

有机合成路线的设计综合性很强，能综合考查考生对给予信息的理解和灵活运用所学知识的能力。做好这类试题需明确以下几点：

1.增长碳链的方法。通过聚合反应、酯化反应、醇脱水成醚均能增长碳链，还有醛(或酮)与HCN或R—MgX加成、醛的加成反应或给予信息等均能实现增长碳链。

2.缩短碳链的方法。通过酯类水解反应、烷烃的裂化、烯烃或炔烃的氧化反应等均能实现缩短碳链。

4.官能团引入或消除的方法。结合所学知识学生应掌握引入卤原子、羟基、碳碳双键和羧基等官能团的常见反应，以及在苯环上不同位置引入官能团的方法等。通过加成反应可消除不饱和键，通过水解反应可消除酯基、肽键和卤原子，通过加成或氧化反应可消除醛基等。

以上改变碳链和官能团的方法学生在实际做题中的陌生合成环境下应做到灵活运用，设计合成路线时可采用逆合成分析法等，结合起始原料和目标化合物等进行综合分析设计出最佳的合成路线。