化學選考部分 有機化學基礎 4 生命中的基礎化學物質 有機合成及推斷

第第4 4節(jié)生命中的基礎化學物質節(jié)生命中的基礎化學物質 有機合成及推斷有機合成及推斷-2-考綱要求:1.了解糖類、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及應用。2.了解糖類、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用。3.了解合成高分子的組成與結構特點。能依據(jù)簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。4.了解加聚反應和縮聚反應的含義。5.了解合成高分子在高新技術領域的應用以及在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質量方面中的貢獻。-3-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三糖類油脂蛋白質1.糖類(1)定義:從分子結構上看,糖類可定義為多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。(2)分類。-4-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(3)葡萄糖與果糖。組成和分子結構:-5-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三葡萄糖的化學性質: -6-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(4)二糖蔗糖與麥芽糖。 -7-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(5)淀粉與纖維素。相似點。a.都屬于高分子化合物,屬于多糖,分子式都可表示為(C6H10O5)n。b.都能發(fā)生水解反應,反應的化學方程式分別為c.都不能發(fā)生銀鏡反應。不同點。a.通式中n值不同;b.淀粉遇碘呈現(xiàn)特殊的藍色。-8-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三2.油脂(1)定義:油脂屬于酯,是高級脂肪酸和甘油形成的酯。(2)結構。-9-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(4)物理性質。油脂一般不溶于水,密度比水小。天然油脂都是混合物,沒有固定的熔、沸點。-10-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(5)化學性質。油脂的氫化(油脂的硬化)。經(jīng)硬化制得的油脂叫人造脂肪,也稱硬化油。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應的化學方程式為:-11-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三水解反應。油脂在酸性條件下水解生成高級脂肪酸和甘油,為可逆反應。寫出硬脂酸甘油酯在堿性條件下水解的化學方程式:-12-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三3.氨基酸與蛋白質(1)氨基酸的結構與性質。-13-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(2)蛋白質的性質。 -14-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)蛋白質水解的最終產(chǎn)物為多肽 ( )(2)麥芽糖屬于二糖,能發(fā)生水解,但不能發(fā)生銀鏡反應 ( )(3)氨基酸既可以與鹽酸反應,也可以與氫氧化鈉溶液反應 ( )(4)向蛋白質溶液中加入飽和硫酸鈉溶液,析出的沉淀不溶于水 ( )(5)油脂屬于高分子化合物,可發(fā)生水解反應 ( )(6)將(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質溶液,都出現(xiàn)沉淀,表明兩者均可使蛋白質變性 ( )(7)溫度越高,酶催化的化學反應越快 ( )(8)利用糧食釀酒經(jīng)歷了淀粉葡萄糖乙醇的化學變化過程 ( )(9)糖類、油脂和蛋白質均可發(fā)生水解反應 ( )-15-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三1.糖類的特征反應(1)葡萄糖的特征反應:堿性、加熱條件下,使新制的氫氧化銅產(chǎn)生磚紅色沉淀;堿性、加熱條件下,使銀氨溶液析出銀(銀鏡反應)。(2)淀粉的特征反應:淀粉遇碘變藍色。2.氨基酸的縮合反應(1)氨基酸的縮合機理。氨基酸的縮合類似于酯化反應,如-16-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-17-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-18-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三例1(2016課標全國,節(jié)選)秸稈(含多糖類物質)的綜合利用具有重要的意義。下面是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線:-19-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三回答下列問題:(1)下列關于糖類的說法正確的是(填標號)。 a.糖類都有甜味,具有CnH2mOm的通式b.麥芽糖水解生成互為同分異構體的葡萄糖和果糖c.用銀鏡反應不能判斷淀粉水解是否完全d.淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物(2)B生成C的反應類型為。 (3)D中的官能團名稱為,D生成E的反應類型為。 (4)F 的化學名稱是,由F生成G的化學方程式為 。 -20-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-21-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三解析:(1)a選項,糖類不一定都有甜味,如淀粉和纖維素無甜味,也不是都滿足CnH2mOm的通式,如鼠李糖為C6H12O5;b選項,麥芽糖水解產(chǎn)生葡萄糖,不產(chǎn)生果糖;c選項,水解是否完全需要檢驗淀粉是否存在,應該用碘水檢驗,正確;d選項,正確。(2)由B(C6H6O4)到C(C8H10O4),可推知1 mol B與2 mol CH3OH發(fā)生酯化反應得到C。(3)一分子D到E減少了4個H原子,生成了不飽和有機物和H2,發(fā)生的是消去反應。(4)F分子中含有6個C原子,且兩個羧基在兩端,命名為1,6-己二酸或己二酸。F分子中有2個COOH,與丁二醇分子中的2個OH發(fā)生縮聚反應。-22-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三易錯警示 (1)油脂雖然相對分子質量較大,但不屬于高分子化合物。天然油脂都屬于混合物。(2)液態(tài)油脂的烴基中含有不飽和鍵,能使溴水褪色。(3)糖類物質不一定具有甜味,有甜味的物質不一定屬于糖類。(4)葡萄糖發(fā)生銀鏡反應,與新制Cu(OH)2的反應都必須在堿性條件下進行。-23-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三跟蹤訓練跟蹤訓練1.下列反應不屬于取代反應的是()A.淀粉水解制葡萄糖B.石油裂解制丙烯C.乙醇與乙酸反應制乙酸乙酯D.油脂與濃NaOH溶液反應制高級脂肪酸鈉 答案解析解析關閉糖類水解反應、酯化反應、油脂的水解反應均屬于取代反應,石油的裂解反應屬于分解反應,故選B項。 答案解析關閉B-24-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三2.纈氨霉素是一種脂溶性的抗生素,是由12個分子組成的環(huán)狀化合物,它的結構簡式如圖所示,下列有關說法正確的是( ) A.纈氨霉素是一種蛋白質B.纈氨霉素完全水解可得到四種氨基酸C.纈氨霉素完全水解后的產(chǎn)物中有兩種產(chǎn)物互為同系物D.纈氨霉素完全水解,其中一種產(chǎn)物與甘油互為同分異構體 答案解析解析關閉 答案解析關閉-25-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三合成有機高分子1.有關高分子化合物的幾個概念聚合物的平均相對分子質量=鏈節(jié)的相對質量n-26-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三2.高分子化合物的基本性質(1)溶解性:線型高分子(如有機玻璃)能溶解在適當?shù)挠袡C溶劑中,網(wǎng)狀結構高分子(如硫化橡膠)不溶于有機溶劑,只有一定程度的溶脹。(2)熱塑性和熱固性:線型高分子具有熱塑性(如聚乙烯),網(wǎng)狀結構高分子具有熱固性(如電木、硫化橡膠)。(3)強度:高分子材料強度一般比較大。(4)電絕緣性:通常高分子材料電絕緣性良好。-27-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三3.合成高分子化合物的兩個基本反應(1)加聚反應:小分子物質以加成反應形式生成高分子化合物的反應,實例:-28-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(2)縮聚反應:單體分子間縮合脫去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反應。實例:常見的縮聚型高分子化合物-29-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-30-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)聚乙烯、蛋白質、淀粉等高分子化合物均屬于混合物 ( )(2)相對分子質量為105 000的聚丙烯其聚合度為2 500 ( )(3)由氨基酸合成蛋白質發(fā)生加聚反應 ( )(4)由1,3-丁二烯合成順丁橡膠發(fā)生加聚反應 ( )(5)棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物 ( )(6)盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞 ( )(7)天然橡膠是高聚物,不能使溴水褪色 ( )-31-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(9)聚乙烯塑料可包裝食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品 ( )-32-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三確定高分子化合物單體的方法(1)由加聚物推斷單體的方法。方法“彎箭頭法”:邊鍵沿箭頭指向匯合,箭頭相遇成新鍵,鍵尾相遇按虛線部分斷鍵成單體。實例。-33-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三(2)由縮聚物推斷單體的方法。方法“切割法”:斷開羰基和氧原子(或氮原子)上的共價鍵,然后在羰基碳原子上連接羥基,在氧原子(或氮原子)上連接氫原子。實例。-34-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-35-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三例2(2016上海化學)合成導電高分子化合物PPV的反應為: 答案解析解析關閉 答案解析關閉-36-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三方法技巧 判斷單體時,一定要先判斷高聚物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物,然后運用逆向思維反推單體,找準分離處,聚合時的結合點必為分離處。1.加聚反應的特點(1)單體往往是帶有雙鍵或三鍵的不飽和有機物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、異戊二烯等)。(2)高分子鏈節(jié)與單體的化學組成相同。(3)生成物只有高分子化合物,一般形成線型結構。2.縮聚反應的特點(1)單體不一定含有不飽和鍵,但必須含有兩個或兩個以上的反應基團(如OH、COOH、NH2、X等)。(2)縮聚反應不僅生成高聚物,而且還生成小分子。(3)所得高分子化合物的組成跟單體的化學組成不同。-37-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三跟蹤訓練跟蹤訓練3.某高分子化合物干餾后分解為A,A能使溴水褪色,1 mol A與4 mol H2加成后生成分子式為C8H16的烴,則該高分子化合物是( ) 答案解析解析關閉A能使溴水褪色,說明A中含有不飽和鍵,且1 mol A和4 mol H2加成后生成C8H16的烴,所以應是環(huán)烷烴,根據(jù)A與氫氣加成的物質的量之比可以判斷A是苯乙烯,故B項正確。 答案解析關閉B-38-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三4. A(C2H2)是基本有機化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(部分反應條件略去)如下所示:-39-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三回答下列問題:(1)A的名稱是,B含有的官能團是。 (2)的反應類型是,的反應類型是。(3)C和D的結構簡式分別為、。 (4)異戊二烯分子中最多有個原子共平面,順式聚異戊二烯的結構簡式為。 (5)寫出與A具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構體:(填結構簡式)。 (6)參照異戊二烯的上述合成路線,設計一條由A和乙醛為起始原料制備1,3-丁二烯的合成路線:。 -40-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-41-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-42-考點一考點二基礎梳理考點突破考點三-43-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破有機合成與推斷1.有機推斷題的常見“突破口”-44-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-45-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破2.有機合成中官能團的轉化(1)官能團的引入。-46-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破(2)官能團的消除。通過加成反應消除不飽和鍵通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基通過加成或氧化反應等消除醛基(3)官能團間的演變。-47-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破自主鞏固自主鞏固(1)有機物C的分子式為C7H8O,C能與鈉反應,不與堿溶液反應,也不能使Br2的CCl4溶液褪色。C的結構簡式為 。-48-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破1.有機物推斷的解題思路 -49-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-50-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破(5)某有機物與醋酸反應,相對分子質量增加42,則含有1個OH;增加84,則含有2個OH。即OH轉變?yōu)镺OCCH3。(6)由CHO轉變?yōu)镃OOH,相對分子質量增加16;若增加32,則含2個CHO。(7)當醇被氧化成醛或酮后,相對分子質量減小2,則含有1個OH;若減小4,則含有2個OH。-51-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破3.根據(jù)性質確定官能團的位置(1)若醇能氧化為醛或羧酸,則醇分子中應含有結構“CH2OH”;若能氧化成酮,則醇分子中應含有結構“CHOH”。(2)由消去反應的產(chǎn)物可確定“OH”或“X”的位置。(3)由一鹵代物的種類可確定碳架結構。(4)由加氫后的碳架結構,可確定“ ”或“CC”的位置。(5)由有機物發(fā)生酯化反應能生成環(huán)酯或聚酯,可確定有機物是羥基酸,并根據(jù)環(huán)的大小,可確定“OH”與“COOH”的相對位置。-52-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破4.依據(jù)新信息進行有機結構推斷有機推斷題中的信息常以化學方程式或轉化關系的形式出現(xiàn),要求通過分析、對比反應物和生成物在結構上的異同,找出反應的規(guī)律(如官能團的變化、反應的類型、斷鍵與成鍵的位置等),并運用到該題的推斷過程中。這類試題通常并不難,特點是“起點高、落點低”。-53-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破5.有機合成題的解題思路 -54-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破6.有機合成中常見官能團的保護(1)酚羥基的保護:因酚羥基易被氧化,所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應,把OH轉變?yōu)镺Na將其保護起來,待氧化后再酸化將其轉變?yōu)镺H。(2)碳碳雙鍵的保護:碳碳雙鍵也容易被氧化,在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應將其保護起來,待氧化后再利用消去反應轉變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(NH2)的保護:如在對硝基甲苯 對氨基苯甲酸的過程中應先把CH3氧化成COOH之后,再把NO2還原為NH2。防止當KMnO4氧化CH3時,NH2(具有還原性)也被氧化。-55-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破例3(2016北京理綜)功能高分子P的合成路線如下:-56-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破(1)A的分子式是C7H8,其結構簡式是。 (2)試劑a是。 (3)反應的化學方程式為。 (4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團是。(5)反應的反應類型是。 (6)反應的化學方程式為 。 以乙烯為起始原料,選用必要的無機試劑合成E,寫出合成路線(用結構簡式表示有機物,用箭頭表示轉化關系,箭頭上注明試劑和反應條件)。-57-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-58-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-59-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-60-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破方法技巧 解答有機合成題的基本思路(1)分析碳鏈的變化:有無碳鏈的增長或縮短,有無成環(huán)或開環(huán);(2)分析官能團的改變:引入了什么官能團,是否要注意官能團的保護;(3)讀懂信息:題中的信息可能是物質轉化中的重要一環(huán),因而要認真分析信息中涉及哪些官能團(或碳鏈的結構)與原料、產(chǎn)品或產(chǎn)物之間的聯(lián)系。(4)可以由原料正向推導產(chǎn)物,也可從產(chǎn)物逆向推導出原料,也可從中間產(chǎn)物出發(fā)向兩側推導。-61-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練5.(2016江蘇化學)化合物H是合成抗心律失常藥物決奈達隆的一種中間體,可通過以下方法合成:-62-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破(1)D中的含氧官能團名稱為(寫兩種)。 (2)FG的反應類型為。 (3)寫出同時滿足下列條件的C的一種同分異構體的結構簡式:。 能發(fā)生銀鏡反應;能發(fā)生水解反應,其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;分子中只有4種不同化學環(huán)境的氫。(4)E經(jīng)還原得到F。E的分子式為C14H17O3N,寫出E的結構簡式:。 -63-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-64-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破-65-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破解析 (1)“OH”稱為羥基,“ ”稱為羰基,“NHCO”稱為酰胺鍵。(2)F中的羥基被消去生成碳碳雙鍵。(3)能發(fā)生銀鏡反應且能發(fā)生水解反應,則含有甲酸某酯的結構,水解后產(chǎn)物能與FeCl3發(fā)生顯色反應,說明水解后產(chǎn)生酚羥基,比較C物質的結構知,還多余兩個飽和碳原子和一個氮原子,只要它們在苯環(huán)上呈對稱結構,就滿足分子中只有4種不同化學環(huán)境的H。(4)D中溴原子與酚羥基上的氫原子脫去后生成E,E中的羰基再經(jīng)還原可生成F中的羥基,由此可以寫出E的結構簡式。-66-考點三考點一考點二基礎梳理考點突破(5)本題要合成的物質,苯環(huán)上有兩個取代基且處于鄰位,合成過程中不可以先將甲苯氧化成苯甲酸,否則再進行硝化時,只能形成間位二取代物,所以應先將甲苯硝化生成鄰硝基甲苯,接著運用流程中A B的信息,將硝基轉化成氨基,然后再與(CH3CO)2O反應生成酰胺鍵,最后將甲基氧化成羧基。注意不可以氧化鄰甲基苯胺,因為苯胺也會被氧化,將氨基轉化為酰胺鍵,相當于保護了氨基。-67-1.3種天然物質的水解產(chǎn)物(1)淀粉和纖維素水解產(chǎn)物相同,都是葡萄糖;(2)油脂水解生成高級脂肪酸(或高級脂肪酸鹽)和甘油;(3)蛋白質水解的產(chǎn)物為氨基酸。2.4種檢驗方法(1)檢驗葡萄糖可用新制Cu(OH)2或銀氨溶液;(2)檢驗蛋白質可用濃硝酸,也可采用灼燒的方法;(3)檢驗淀粉用碘水;(4)檢驗油脂和礦物油可利用含酚酞的NaOH溶液。3.合成高分子化合物反應的特點(1)加聚反應:只有高分子化合物生成。(2)縮聚反應在高分子化合物生成的同時,也有小分子化合物生成。-68-4.有機推斷題的解題思路 -69-70-2131.(2017課標全國)化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體,一種合成G的路線如下:-71-213已知以下信息:A的核磁共振氫譜為單峰;B的核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6 1 1。D的苯環(huán)上僅有兩種不同化學環(huán)境的氫;1 mol D可與1 mol NaOH或2 mol Na反應?；卮鹣铝袉栴}:(1)A的結構簡式為。 (2)B的化學名稱為。 (3)C與D反應生成E的化學方程式為 。 (4)由E生成F的反應類型為。 (5)G的分子式為。 (6)L是D的同分異構體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,1 mol的L可與2 mol的Na2CO3反應,L共有種;其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為3 2 2 1的結構簡式為、。 -72-213-73-213-74-213-75-213-76-2132.聚乙酸乙烯酯廣泛用于制備涂料、黏合劑等,它和高聚物K的合成路線如下:其中J物質能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應,且苯環(huán)上的一元取代物有兩種。已知:當羥基與雙鍵碳原子相連時,易發(fā)生如下轉化:RCH=CHOHRCH2CHOONa連在烴基上不會被氧化請回答下列問題:-77-213(1)化合物H中官能團的名稱是,G的結構簡式是。(2)上述變化中GC+F的反應類型是;J在一定條件下能生成高聚物K,K的結構簡式是。 (3)下列有關說法正確的是(填序號)。 A.1 mol A完全燃燒消耗10.5 mol O2B.J與足量的碳酸氫鈉溶液反應能生成相應的二鈉鹽C.DH的反應試劑通常是酸性高錳酸鉀溶液D.J能發(fā)生加成、消去、取代、氧化等反應(4)寫出BC+D反應的化學方程式: 。 (5)同時符合下列條件的A的同分異構體有種。 .含有苯環(huán).能發(fā)生銀鏡反應.能發(fā)生水解反應-78-213-79-213-80-213-81-213-82-3123.氯吡格雷是一種用于抑制血小板聚集的藥物。以A為原料合成氯吡格雷的路線如下:-83-312請回答下列問題:(1)A中含氧官能團的名稱為,CD的反應類型是。 (2)Y的結構簡式為,在一定條件下Y與BrCl(一氯化溴,與鹵素單質性質相似)按物質的量1 1發(fā)生加成反應,生成的產(chǎn)物可能有種。 (3)C分子間可在一定條件下反應生成含有3個六元環(huán)的產(chǎn)物,該反應的化學方程式為 。 (4)由E轉化為氯吡格雷時,生成的另一種產(chǎn)物的結構簡式為。 (5)寫出A的所有屬于芳香族化合物的同分異構體的結構簡式:(不考慮立體異構)。 -84-312-85-312-86-312-87-312-88-312-89-312-90-312