總結規律 厘清轉化 探究解法
——全國卷有機合成與推斷試題的命題分析與解答策略

黑龍江 欒厚福

有機化學試題是歷年高考全國卷中選做題之一，試題具有綜合性強，得分率普遍較低的特點。為了梳理這類試題的命題特點和規律，提高推斷的準確性和試題的得分率，筆者結合近三年的8套全國卷，主要從以下近10個角度進行統計和對比分析。

表1 2019—2021年全國卷有機化學綜合題考情統計

分析以上8套試題可知，高考試題大多以新型藥物、具有特定結構和功能的有機化合物為目標產物，結合8～10種物質的相互轉化綜合考查有機化學知識的綜合運用，同時滲透證據推理與模型認知、變化觀念與平衡思想等學科核心素養。試題中常給出1～2條陌生信息，考生需讀懂信息，并能運用題中信息和已有的知識等云完成框圖轉化，結合反應條件和題中信息等完成各物質的推斷。

完成有機物的推斷是解答有機合成與推斷試題的基礎。從近3年高考試題來看，一般設置5～7個小題，綜合考查以下三方面的知識。

1.有機化學基礎知識。這部分主要考查有機化合物的命名、官能團名稱或結構簡式的書寫；結合具體反應考查反應類型的判斷或化學方程式的書寫等，以上五方面在高考中考頻非常高，如有機物的命名、官能團名稱和反應類型均是8卷7考，結構簡式、化學方程式的書寫均是8卷6考。以上考點考查較為基礎，完成合成路線推斷即可得分，除了以上常見考查形式外，還可能考查反應條件和試劑、分子式的確定、手性碳原子數目、簡單計算等，試題難度相對都較小。

2.考查同分異構體。同分異構體在高考試題中的考頻更高，做到8卷8考。主要結合某具體物質和2～4個特定的限定條件，考查符合限定條件的同分異構體的數目，并根據核磁共振氫譜中吸收峰的面積比，書寫可能的結構簡式等。一般來說，考查同分異構體結構簡式書寫的物質具有特殊官能團或對稱結構。同分異構體的考查難度較大，區分度較高，很多學生由于審題等原因導致同分異構體種類判斷錯誤。從近2年試題來看，同分異構體數目的判斷有難度降低的趨勢，大部分同分異構體數目的試題由填空題調整為數目判斷的選擇題了。

3.合成路線的設計。這部分試題難度較大，考頻略低，但此類試題能較好地考查考生的必備能力與核心素養。根據初始原料合成目標化合物，不僅考查學過的常見有機物間的相互轉化，還要參考題中合成路線中的信息以及試題中給予的信息等，進行綜合分析判斷，實現官能團的轉化和碳鏈的改變等，合成目標化合物。

從近幾年試題得分率來看有機合成與推斷試題的推斷難度略有降低，重點考查鹵代烴、醇酚、醛、羧酸和酯類等多種有機物間的相互轉化等。這類試題只要能準確推出未知物質的結構簡式，化學名稱、官能團、反應類型、結構簡式和化學方程式的書寫等基礎問題都能解決，基礎較好的考生也可確定符合限定條件的物質的結構簡式。試題的信度、效度及區分度均較好，符合選拔性考試的命題要求。

解決有機合成與推斷試題的關鍵就是根據所學知識和框圖轉化、試題信息等完成各物質的推斷。下面筆者列舉例題分析這類試題的解答策略。

【例1】(2020·全國卷Ⅱ·36節選)維生素E是一種人體必需的脂溶性維生素，現已廣泛應用于醫藥、營養品、化妝品等。天然的維生素E由多種生育酚組成，其中α-生育酚(化合物E)含量最高，生理活性也最高。圖1是化合物E的一種合成路線，其中部分反應略去。

圖1

已知以下信息：

回答下列問題：

(1)A的化學名稱為________。

(2)B的結構簡式為________。

(3)反應物C含有三個甲基，其結構簡式為________。

(4)反應⑤的反應類型為________。

(5)反應⑥的化學方程式為____________________。

【參考答案】(1)3-甲基苯酚(或間甲基苯酚)

在解題時，應結合試題中框圖轉化和試題中相關信息，快速找到解答有機合成與推斷的突破口。

(2)結合給予信息推斷。在推斷前要多角度認真領會給予信息：①反應條件，在有機推斷中能根據相同或相似的條件判斷該反應；②弄清楚反應的機理，明白反應中斷鍵和成鍵情況等，并能在合成路線中根據已知或待推的物質確定生成物等。能做到信息和已有知識的活學活用。

(3)根據已有知識綜合推斷。結合教材中學過的烴、鹵代烴、醇酚、醛、羧酸和酯等有機物間的相互轉化關系進行推斷，或根據某些物質的特殊結構推斷，如根據加聚或縮聚產物，可確定其單體，由單體再進行推斷等。推斷時可根據試題的不同采用順推或逆推等進行綜合分析推理。

總之，推斷時一定要利用好一切可以利用的信息，整合信息和已有知識，逐一確定各物質的結構簡式。

【例2】(2021·全國甲卷·36節選)近年來，以大豆素(化合物C)為主要成分的大豆異黃酮及其衍生物，因其具有優良的生理活性而備受關注。大豆素的合成及其衍生化的一種工藝路線如圖2：

圖2

回答下列問題：

(2)1 mol D反應生成E至少需要________mol氫氣。

(3)寫出E中任意兩種含氧官能團的名稱：________。

(6)化合物B的同分異構體中能同時滿足下列條件的有________(填標號)。

a.含苯環的醛、酮

b.不含過氧鍵(—O—O—)

c.核磁共振氫譜顯示四組峰，且峰面積比為3∶2∶2∶1

A.2個 B.3個 C.4個 D.5個

【參考答案】(2)2

(3)酯基、醚鍵、羥基(任寫兩種)

(6)C

學生可通過該例題應掌握符合限定條件的同分異構體數目的判斷方法。首先，確定可能的官能團。根據所給的限定條件分析同分異構體中可能含有的官能團。如表2所示。

表2

有機合成路線的設計綜合性很強，能綜合考查考生對給予信息的理解和靈活運用所學知識的能力。做好這類試題需明確以下幾點：

1.增長碳鏈的方法。通過聚合反應、酯化反應、醇脫水成醚均能增長碳鏈，還有醛(或酮)與HCN或R—MgX加成、醛的加成反應或給予信息等均能實現增長碳鏈。

2.縮短碳鏈的方法。通過酯類水解反應、烷烴的裂化、烯烴或炔烴的氧化反應等均能實現縮短碳鏈。

4.官能團引入或消除的方法。結合所學知識學生應掌握引入鹵原子、羥基、碳碳雙鍵和羧基等官能團的常見反應，以及在苯環上不同位置引入官能團的方法等。通過加成反應可消除不飽和鍵，通過水解反應可消除酯基、肽鍵和鹵原子，通過加成或氧化反應可消除醛基等。

以上改變碳鏈和官能團的方法學生在實際做題中的陌生合成環境下應做到靈活運用，設計合成路線時可采用逆合成分析法等，結合起始原料和目標化合物等進行綜合分析設計出最佳的合成路線。