（新課標）高考化學總復習第四節(jié)生命中的基礎有機物質有機合成講義.docx

第四節(jié)生命中的基礎有機物質有機合成高考備考指南考綱定位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)展經濟、提高生活質量方面中的貢獻。6.根據信息能設計有機化合物的合成路線。核心素養(yǎng)1.變化觀念糖類、油脂和蛋白質的性質及利用。2.科學探究糖類、油脂和蛋白質的性質的相關實驗探究。3.模型認知運用乙醇和乙酸模型解釋對應的化學性質。4.社會責任糖類、油脂和蛋白質與生活的密切關系及合理利用，能作出正確的價值判斷?；緺I養(yǎng)物質(對應復習講義第152頁)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1 mol糖水解后能生成210 mol單糖的糖，如蔗糖、麥芽糖單糖(3)葡萄糖與果糖組成和分子結構名稱分子式結構簡式官能團兩者關系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHOOH、CHO果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OHCO、OH互為同分異構體葡萄糖的化學性質能發(fā)生氧化反應，能與新制的Cu(OH)2懸濁液反應或與銀氨溶液反應C6H12O6(s)6O2(g)6CO2(g)6H2O(l)(4)二糖蔗糖與麥芽糖比較項目蔗糖麥芽糖相同點組成分子式均為C12H22O11性質都能發(fā)生水解反應不同點是否含醛基否是水解產物葡萄糖和果糖葡萄糖相互關系互為同分異構體(5)淀粉與纖維素相似點a都屬于天然高分子化合物，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(2)蛋白質的結構與性質蛋白質的組成與結構蛋白質含有C、H、O、N等元素。蛋白質是由氨基酸通過縮聚反應生成的，蛋白質屬于天然有機高分子化合物。蛋白質的性質含有NH2顯堿性，含有COOH顯酸性某些濃的無機鹽可降低蛋白質的溶解度而使蛋白質從水溶液中析出(膠體)，為可逆過程?？捎糜诜蛛x、提純蛋白質加熱、紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽、一些有機物會使蛋白質變性，屬于不可逆過程是殺菌、消毒原理提醒油脂不是高分子化合物，單糖不能水解，液態(tài)油脂含不飽和鍵，能使溴水褪色。(1)天然植物油常溫下一般呈液態(tài)，有恒定的熔、沸點。()(2)油脂硬化和水解的反應都屬于取代反應。 ()(3)糖類均有甜味、易水解，符合通式Cn(H2O)m。()(4)通過鹽析可提純蛋白質，并保護其生理活性。 ()(5)葡萄糖與果糖，蔗糖與麥芽糖，淀粉和纖維素均互為同分異構體。 ()(6)玉米制醇、蛋白質變性和納米銀粒子的聚集都是化學變化。 ()(7)蛋白質的水解產物都含有羧基和羥基。 ()(8)將(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質溶液中，都出現(xiàn)沉淀，表明兩者均可使蛋白質變性。()(9)溫度越高，酶催化的化學反應速率越快。()(10)利用糧食釀酒經歷了淀粉葡萄糖乙醇的化學變化過程。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)1(2017全國卷)下列說法錯誤的是()A糖類化合物也可稱為碳水化合物 B維生素D可促進人體對鈣的吸收C蛋白質是僅由碳、氫、氧元素組成的物質D硒是人體必需的微量元素，但不宜攝入過多C糖類化合物可稱為碳水化合物，A正確。維生素D可促進人體對鈣的吸收，B正確。蛋白質中一定含有碳、氫、氧、氮元素，有些蛋白質還含硫、磷等元素，C錯誤。硒是人體必需的微量元素，但是微量元素的攝取不宜過多，D正確。2(2019定州模擬)下列關于蛋白質的說法中不正確的是()A蛋白質屬于天然有機高分子化合物，沒有蛋白質就沒有生命BHCHO溶液或Na2SO4溶液均能使蛋白質變性C某些蛋白質跟濃硝酸作用會變黃D可以采用多次鹽析或多次滲析的方法分離、提純蛋白質B蛋白質屬于天然有機高分子化合物，是生命活動的主要物質基礎，沒有蛋白質就沒有生命，A正確；Na2SO4溶液能使蛋白質發(fā)生鹽析，B錯誤；某些含有苯環(huán)的蛋白質跟濃硝酸作用會變黃，C正確；可以采用多次鹽析或多次滲析的方法分離、提純蛋白質，D正確。3(2018揭陽模擬)下圖是幾種常見有機物之間的轉化關系，下列有關說法正確的是 ()淀粉水解程度的判斷，應注意檢驗產物中是否生成葡萄糖，同時還要確定淀粉是否還存在，可以用銀氨溶液或新制的Cu(OH)2懸濁液和碘水來檢驗淀粉在水溶液中是否發(fā)生水解及水解是否進行完全，實驗步驟如下：淀粉溶液)o(sup7(稀硫酸)sdo5(微熱)水解液o(sup7(NaOH溶液)中和液o(sup7(銀氨溶液)sdo5(水浴加熱)現(xiàn)象Aavs4al(o(sup7(碘水)sdo5()現(xiàn)象B實驗現(xiàn)象及結論：現(xiàn)象A現(xiàn)象B結論未出現(xiàn)銀鏡溶液變藍色淀粉尚未水解出現(xiàn)銀鏡溶液變藍色淀粉部分水解出現(xiàn)銀鏡溶液不變藍色淀粉完全水解)合成有機高分子材料(對應復習講義第154頁)1幾個重要概念(1)單體：能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。(2)鏈節(jié)：高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位。(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。2合成高分子化合物的兩類基本反應(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：單體結構簡式聚合物CH2=CHCH3CH2CHCH3CH2=CHClCH2CHClCH2=CHCNCH2CHCNCH3COOCH=CH2CHCH2OOCCH3CH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2CHCHCH=CH(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。HOC(CH2)5OHO的單體是HOC(CH2)5OHO。HOCOCO(CH2)2OHO的單體是HOCOCOHO和HO(CH2)2OH。HOHCH2OH的單體是OH和HCHO。HNHCH2CONCH2CH2HCOHO的單體是H2NCH2COHO和H2NCH2CH2COOH。3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。4高分子化合物的分類其中，塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為“三大合成材料”。(1)聚乙烯與乙烯的組成、結構、性質相同。 ()(2)高分子化合物均屬于化合物，為純凈物。 ()(3)棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物。()(4)盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞。 ()(5)天然橡膠是高聚物，不能使溴水褪色。 ()(6)CH2CHCCH2Cl的單體是CH2=CH2和CHCH2Cl。()(7)聚乙烯可包裝食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)角度1高分子材料的組成、結構與性質1(2017全國卷)下列生活用品中主要由合成纖維制造的是()A尼龍繩B宣紙C羊絨衫 D棉襯衣A尼龍繩主要由合成纖維制造；宣紙和棉襯衣的主要成分是纖維素，屬于天然纖維；羊絨衫主要由羊絨制造，其主要成分為蛋白質，屬于天然纖維。2(2019長沙模擬)聚甲基丙烯酸甲酯(CH2CCOOCH3CH3)的縮寫代號為PMMA，俗稱有機玻璃。下列說法中錯誤的是 ()A合成PMMA的單體是甲基丙烯酸和甲醇B聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示為(C5H8O2)nC聚甲基丙烯酸甲酯屬于有機高分子合成材料D甲基丙烯酸甲酯CH2=C(CH3)COOCH3中碳原子可能都處于同一平面A聚甲基丙烯酸甲酯的單體為CH2=C(CH3)COOCH3，故A錯誤；由題給結構簡式可知，聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示為(C5H8O2)n，故B正確；聚甲基丙烯酸甲酯屬于有機高分子合成材料，故C正確；甲基丙烯酸甲酯中碳碳雙鍵、CO均為平面結構，且直接相連，則通過單鍵的旋轉碳原子可能都處于同一平面，故D正確。 3聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑，聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘，其結構表示如下：(圖中虛線表示氫鍵)下列說法不正確的是()A聚維酮的單體是B聚維酮分子由(mn)個單體聚合而成C聚維酮碘是一種水溶性物質D聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應BA項，聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘，由聚維酮碘的結構可知，聚維酮是由經加聚反應生成的，故聚維酮的單體為，正確；B項，由聚維酮碘的結構推知，聚維酮分子由(2mn)個單體聚合而成，錯誤；C項，由聚維酮碘的結構可知，該物質屬于鹽類，易溶于水，正確；D項，由聚維酮碘的結構可知，該結構中含有CON，在一定條件下能發(fā)生水解反應，正確。角度2高分子材料的合成4滌綸廣泛應用于衣料和裝飾材料。合成滌綸的反應如下：nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH滌綸(2n1)H2O下列說法正確的是 ()A合成滌綸的反應為加聚反應B對苯二甲酸和苯甲酸互為同系物C1 mol滌綸與NaOH溶液反應，理論上最多可消耗2n mol NaOHD滌綸的結構簡式為HOCOCOCH2CH2OHOC合成滌綸的反應為縮聚反應，A項錯誤；結構相似、分子組成相差一個或若干個“CH2”原子團的有機化合物互稱為同系物，但對苯二甲酸(HOOCCOOH)和苯甲酸(COOH)分子組成相差一個CO2，不可能互為同系物，B項錯誤；1 mol滌綸水解會產生2n mol羧基，與NaOH溶液反應，理論上最多可消耗2n mol NaOH，C項正確；根據“酸脫羥基醇脫氫”可知，分子中的端基原子和端基原子團錯誤， 滌綸的結構簡式為HOCOCOCH2CH2OHO，D項錯誤。確定高分子化合物單體的方法(1)由加聚物推單體的方法方法“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。實例加聚物方法示意圖單體CH2CH2CH2=CH2CH2CCH3CHCH2CCH3CH2CHCH2CHCH3CH2CH2CH2CH3CH=CH2和CH2=CH2可以簡單概括為“單變雙，雙變單，遇阻斷鍵”。(2)由縮聚物推單體的方法方法“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。實例縮聚物HOCOCOCH2CH2OHO聚對苯二甲酸乙二酯CHRHHNCNCHCOHOHRO多肽方法示意圖單體HOOCCOOH(對苯二甲酸)和HOCH2CH2OH(乙二醇)RCHCOHNH2O和RCHCOHNH2O有機物的合成(對應復習講義第155頁)1有機合成的基本思路2有機合成中碳骨架的構建(1)鏈增長的反應加聚反應；縮聚反應；酯化反應；利用題目信息所給的反應，如鹵代烴的取代反應，醛酮的加成反應(2)鏈減短的反應烷烴的裂化反應；酯類、糖類、蛋白質等的水解反應；利用題目信息所給的反應，如烯烴、炔烴的氧化反應，羧酸及其鹽的脫羧反應(3)常見由鏈成環(huán)的方法二元醇成環(huán)：如HOCH2CH2OHH2CCH2OH2O。羥基酸酯化成環(huán)：如HO(CH2)3COHOCH2CCH2CH2OOH2O。氨基酸成環(huán)：如H2NCH2CH2COOHNHCOCH2CH2H2O。二元羧酸成環(huán)：如HOOCCH2CH2COOHCH2CH2COOCOH2O。3典型的有機合成路線(1)一元合成路線RCH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線CH2=CH2XCH2CH2X二元醇二元醛二元羧酸(3)芳香化合物合成路線a.ClOHbCH3CH2ClCH2OHCHOCOOH芳香酯4經典的有機物轉化關系烴鹵代烴醇醛羧酸酯(聚酯)(1)甲苯的一系列常見的衍變關系CH3CH2ClCH2OHCHOCOOHCOOCH3CH3CHCl2CHOCOOHCH3BrCH3H3COHH3COHH3C(2)二甲苯的一系列常見的衍變關系CH3CH3CHCl2CHCl2OHCCHOHOOCCOOH【例】(2017全國卷)氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物。實驗室由芳香烴A制備G的合成路線如下：回答下列問題：(1)A的結構簡式為_。C的化學名稱是_。(2)的反應試劑和反應條件分別是_，該反應的類型是_。(3)的反應方程式為_。吡啶是一種有機堿，其作用是_。(4)G的分子式為_。(5)H是G的同分異構體，其苯環(huán)上的取代基與G的相同但位置不同，則H可能的結構有_種。(6)4甲氧基乙酰苯胺(H3CONHCOCH3)是重要的精細化工中間體，寫出由苯甲醚(H3CO)制備4甲氧基乙酰苯胺的合成路線_(其他試劑任選)。思路點撥已知芳香烴A，結合題中轉化關系反應可推出A是CH3；注意轉化關系中官能團變化，反應在苯環(huán)上引入NO2，反應NO2轉化為NH2，由反應逆推出F；指出范圍，是判斷取代基位置不同的異構體。解析(1)根據B的分子式與反應的試劑和條件可知，氯原子應取代A分子中甲基上的氫原子，因此A的結構簡式為CH3；根據甲苯的名稱和三氯甲烷的名稱，可判斷C的化學名稱為三氟甲苯。(2)該反應為苯環(huán)上的硝化反應，反應條件為加熱，反應試劑為濃HNO3和濃H2SO4；該反應的類型為取代反應。(3)根據G的結構簡式可知，反應發(fā)生的是取代反應，因此反應方程式為CF3NH2OClCF3NHOHCl；CF3NH2有堿性，由題給信息“吡啶是一種有機堿”可知，吡啶可以與該反應生成的HCl反應，防止HCl與反應物CF3NH2發(fā)生反應，從而提高反應產率。(4)通過觀察法可寫出G的分子式為C11H11F3N2O3。(5)根據“定二移一”法可判斷苯環(huán)上有三個不同的取代基的結構共有10種，所以除G外還有9種。(6)根據原料和目標產物的不同，以及流程圖中的提示，可用逆推法設計合成路線：OCH3NO2OCH3NH2OCH3NHCOCH3OCH3。答案(1)CH3三氟甲苯(2)濃HNO3/濃H2SO4、加熱取代反應(3)CF3NH2OClCF3NHOHCl吸收反應產生的HCl，提高反應轉化率(4)C11H11F3N2O3(5)9(6)OCH3NO2OCH3NH2OCH3NHCOCH3OCH3有機合成中官能團的引入、消除與轉化1.官能團的引入(1)引入鹵素原子的方法烴與鹵素單質(X2)發(fā)生取代反應；不飽和烴與鹵素單質(X2)或鹵化氫(HX)發(fā)生加成反應；醇與HX發(fā)生取代反應。(2)引入羥基(OH)的方法烯烴與水發(fā)生加成反應；鹵代烴堿性條件下發(fā)生水解反應；醛或酮與H2發(fā)生加成反應；酯的水解；酚鈉鹽中滴加酸或通入CO2。(3)引入碳碳雙鍵或碳碳三鍵的方法某些醇或鹵代烴的消去反應引入CC或CC；炔烴與H2、X2或HX發(fā)生加成反應引入CC。(4)引入CHO的方法某些醇的催化氧化(含有CH2OH結構的醇)。(5)引入COOH的方法醛被O2或銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液氧化；酯在酸性條件下水解；苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。2官能團的消除(1)通過加成反應消除不飽和鍵(碳碳雙鍵、碳碳三鍵)。(2)通過消去、氧化、酯化反應消除羥基。(3)通過加成或氧化反應消除醛基。(4)通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。3官能團的轉化(1)通過官能團之間的轉化關系改變官能團如醇醛酸。(2)通過某些化學途徑使一個官能團變成兩個。(3)通過某些手段改變官能團的位置如CH3CHXCHXCH3H2C=CHCH=CH2CH2XCH2CH2CH2X。對點訓練1(2018菏澤模擬)化合物M是一種光致抗蝕劑，可用于印刷電路和集成電路工藝中，其合成路線如下：已知：.COR1HCHHR2CHOCR2R1CHCHOH2O(R1、R2為烴基或氫).羥基直接連接在碳碳雙鍵的碳原子上的有機物是不穩(wěn)定的?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列關于M的說法正確的是_(填字母代號)。aM屬于高分子化合物bM在堿性溶液中能穩(wěn)定存在cM能使酸性高錳酸鉀溶液褪色d1 mol M與足量氫氣反應時，最多消耗4 mol H2(2)C中官能團的名稱為_，由E生成F的反應類型為_。(3)F的化學名稱為_，由F生成G的化學方程式為_。(4)二取代芳香族化合物W(只含苯環(huán)，不含其他的環(huán)，且不含“C=C=C”結構)是D的同分異構體，W能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應，則W的結構共有_種(不含立體異構)，其中核磁共振氫譜為五組峰的結構簡式為_。(5)參照上述合成路線，設計一條以HCCH為原料(其他無機試劑任選)制備G的合成路線。(已知：HCCHH2OCH3CHO)解析A和乙醛反應生成B，分子中增加了7個C原子，再根據信息和D中含有苯環(huán)，推出A為苯甲醛，則B為CHCHCHO，C為CHCHCOOH。由信息可知，羥基直接連接在碳碳雙鍵的碳原子上的有機物是不穩(wěn)定的，推出F到G發(fā)生的是加聚反應，而不是酯的水解反應，因為F水解后會生成一個不穩(wěn)定的有機物(乙烯醇)，它會自動發(fā)生分子結構重排轉化為乙醛，只有發(fā)生加聚反應之后再水解，才能轉化為H(聚乙烯醇)。(1)因為M是合成高分子化合物，含有碳碳雙鍵和酯基，所以M能在堿性條件下發(fā)生水解反應，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，1 mol M有n mol鏈節(jié)，與氫氣發(fā)生加成反應時，每個鏈節(jié)能與4個氫氣分子加成，所以1 mol M最多消耗4n mol H2，故a、c正確，b、d錯誤。(2)C為