新高考一輪復(fù)習(xí)通用版專題十七生物大分子有機合成課件（40張）

考點一生物大分子一、糖類和核酸1.糖類的概念:糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。1)葡萄糖與果糖二者分子式都為C6H12O6,互為同分異構(gòu)體;葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH

(CHOH)4CHO,果糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)3COCH2OH。2)葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)①還原性:能與新制Cu(OH)2懸濁液和銀氨溶液反應(yīng)。②加成反應(yīng):與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成己六醇。③酯化反應(yīng):葡萄糖分子中含有醇羥基,能與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)。④發(fā)酵生成乙醇:由葡萄糖發(fā)酵制乙醇的化學(xué)方程式為C6H12O6

2C2H5OH+2CO2↑。3)戊糖——核糖與脫氧核糖核糖和脫氧核糖分別是生物體的遺傳物質(zhì)RNA和DNA的重要組成部分,

核糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)3CHO,脫氧核糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH

(CHOH)2CH2CHO。3.二糖——蔗糖與麥芽糖二者分子式均為C12H22O11,互為同分異構(gòu)體;都能水解;蔗糖不含醛基,麥芽

糖含有醛基。4.多糖——淀粉與纖維素1)比較:二者都屬于高分子化合物,分子式可表示為(C6H10O5)n,因n值不確定,故二者都屬于混合物,且不互為同分異構(gòu)體。2)水解反應(yīng)

+nH2O

+nH2O

【注意】淀粉和纖維素都不發(fā)生銀鏡反應(yīng)。5.核酸——生命的遺傳物質(zhì)二、氨基酸、蛋白質(zhì)1)通式:

。官能團:—NH2和—COOH。2)氨基酸的化學(xué)性質(zhì)①兩性:如甘氨酸與HCl、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為

+HCl

、

+NaOH

+H2O。②成肽反應(yīng):兩分子氨基酸(可以相同,也可以不同)脫水縮合形成含有肽

鍵的化合物。如:

+

+H2O。多種氨基酸通過肽鍵最終可形成蛋白質(zhì)。1)組成與結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)含有C、H、O、N、S等元素,是由氨基酸通過縮聚

反應(yīng)形成的,是天然有機高分子化合物。2)性質(zhì)①水解:在酸、堿或酶的作用下,最終水解生成氨基酸。②兩性:與氨基酸類似。③鹽析:向蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機鹽[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]

溶液后,可以使蛋白質(zhì)的溶解度降低而使其從溶液中析出,為可逆過程,可用于分離和提純蛋白質(zhì)。④變性:加熱、紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽、一些有機物

(甲醛、乙醇、苯甲酸等)會使蛋白質(zhì)變性,屬于不可逆過程。⑤顯色反應(yīng):含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃HNO3變黃色,該性質(zhì)可用于含苯環(huán)的

蛋白質(zhì)的檢驗。⑥蛋白質(zhì)灼燒有燒焦羽毛的氣味。3.酶:酶是一類由細胞產(chǎn)生的、對生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的

有機化合物,其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。酶的催化反應(yīng)條件溫和,具有高效

性、專一性?？键c二高分子化合物一、高分子化合物基本概念1.鏈節(jié):高分子化合物中不斷重復(fù)的基本結(jié)構(gòu)單元。2.聚合度:鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度,用“n”表示。3.單體:合成高分子化合物的小分子化合物。二、有機高分子材料1.塑料:主要成分是合成樹脂。如聚乙烯塑料:無臭、無毒,具有優(yōu)良的耐低溫性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,常溫

下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良。2.橡膠:具有高彈性,可分為天然橡膠和合成橡膠。1)天然纖維:棉花、羊毛、蠶絲和麻等。2)合成纖維:聚酯纖維和聚酰胺纖維等。三、合成高分子化合物的兩個基本反應(yīng)1.加聚反應(yīng):由不飽和單體加成聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。如:

。2.縮聚反應(yīng):單體間相互作用生成高分子化合物,同時還生成小分子化合

物的聚合反應(yīng)。如:nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH

+(2n-1)H2O?？键c三有機合成方法加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng),醛或酮與HCN的加成。如:CH3CHO+HCN

。烷烴的裂化,酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng),烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)

及芳香烴側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化等。1)引入羥基(—OH)的反應(yīng)①鹵代烴的水解;②醛(酮)還原(與H2加成);③烯烴與水加成;④酯的水

解。2)引入鹵素原子(—X)的反應(yīng)①不飽和烴(烯烴、炔烴)與X2加成;②不飽和烴(烯烴、炔烴)與HX加成;

③烷烴的鹵代反應(yīng);④苯及其同系物的鹵代反應(yīng);⑤醇與HX反應(yīng)。3)引入碳碳雙鍵(

)的反應(yīng)①鹵代烴的消去(堿性條件);②醇的消去(酸性條件);③炔烴不完全加成;

④烷烴裂化。4)引入碳氧雙鍵的反應(yīng):醇的氧化。5)引入羧基的反應(yīng)①醛氧化;②苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上連有氫原子)被酸性高錳酸鉀溶液氧化;③酯等物質(zhì)的水解。1)通過加成反應(yīng)可以消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))。2)通過消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基。3)通過加成或氧化反應(yīng)等消除醛基。4)通過水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。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(yīng),把—OH轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾Na,待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾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(yīng)將其保護起來,待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘?/p>

碳雙鍵。3)氨基(—NH2)的保護:如用對硝基甲苯合成對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先

把—CH3氧化成—COOH,再把—NO2還原為—NH2。1)正推法;2)逆推法;3)正逆雙向結(jié)合法。綜合

有機推斷題的解題突破口1)NaOH的水溶液,加熱——鹵代烴、酯類的水解反應(yīng)。2)NaOH的醇溶液,加熱——鹵代烴的消去反應(yīng)。3)濃硫酸,加熱——醇的消去、酯化,苯環(huán)的硝化等反應(yīng)。4)溴水或溴的CCl4溶液——烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。5)O2、Cu,加熱——醇的催化氧化反應(yīng)。6)新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱(或銀氨溶液,水浴加熱)——醛與弱氧化劑

的反應(yīng)。7)稀硫酸——酯的水解等反應(yīng)。8)H2,催化劑——烯烴、炔烴的加成,芳香烴的加成,醛、酮還原成醇的反應(yīng)。9)光照——烷基上的氫原子被鹵素原子取代。10)Fe或FeX3(X為鹵素原子)——苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代。有機物的官能團往往具有一些特征反應(yīng)和特殊的化學(xué)性質(zhì),這些都是有

機物結(jié)構(gòu)推斷的突破口。1)能使溴的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì)可能含有

、

或是酚類物質(zhì)。2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物質(zhì)可能含有

、

、—CHO或是酚類、苯的同系物等。3)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀的物質(zhì)

一定含有—CHO。4)能與Na反應(yīng)放出H2的物質(zhì)可能為醇、酚、羧酸等。5)能與NaHCO3溶液作用放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物中含有—COOH。6)能水解的有機物中可能含有酯基、肽鍵或是碳鹵鍵。7)能發(fā)生消去反應(yīng)的可能是醇或鹵代烴等。1)烴和鹵素單質(zhì)的取代:取代1mol氫原子,消耗1mol鹵素單質(zhì)(X2)。2)

的加成:與H2、Br2、HCl、H2O等按物質(zhì)的量之比1∶1加成。3)含—OH的有機物與Na反應(yīng):2mol—OH對應(yīng)1molH2。4)發(fā)生銀鏡反應(yīng)時,1mol—CHO對應(yīng)2molAg,與新制Cu(OH)2懸濁液反

應(yīng)時,1mol—CHO對應(yīng)1molCu2O(注意:1個HCHO分子相當(dāng)于有2個—CHO)。5)2—COOH

CO2,—COOH

CO2。應(yīng)用新型有機反應(yīng)在有機合成中的應(yīng)用已知信息中常見的新型有機反應(yīng)如下1.苯環(huán)側(cè)鏈引入羧基:如

(R代表烴基)被酸性KMnO4溶液氧化生成

,此反應(yīng)可能縮短碳鏈。2.鹵代烴與氰化鈉溶液反應(yīng)再水解可得到羧酸:如CH3CH2Br

CH3CH2CN

CH3CH2COOH,這是增加一個碳原子的常用方法。3.烯烴通過臭氧氧化,再經(jīng)過鋅與水處理得到醛或酮;烯烴被酸性KMnO4

溶液氧化得到羧酸或酮。如CH3CH2CH

C(CH3)2

CH3CH2CHO+

。【注意】根據(jù)烯烴被O3氧化后的產(chǎn)物可以推斷原烯烴的結(jié)構(gòu)。4.雙烯合成:如1,3-丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應(yīng)得到環(huán)己烯,

+

,這是著名的雙烯合成反應(yīng),也是合成六元環(huán)的首選方法。5.羥醛縮合:有α-H的醛在稀堿(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作

用,生成β-羥基醛,稱為羥醛縮合反應(yīng)。如

CH3CH

CHCHO。6.苯環(huán)上的硝基被還原:

。7.醛、酮與HCN的加成反應(yīng):如CH3CHO+HCN

8.醛或酮與格氏試劑(R'MgX)發(fā)生加成反應(yīng),所得產(chǎn)物經(jīng)水解可得醇:

+R'MgX

。9.酯交換反應(yīng)(酯的醇解):R1COOR2+R3OH

R1COOR3+R2OH。10.羧酸的還原反應(yīng)和取代反應(yīng):羧酸很難通過催化加氫的方法被還原,用氫化鋁鋰能將羧酸還原為相應(yīng)的醇。羧酸分子中的α-H較活潑,易被取

代。RCOOH

RCH2OHRCH2COOH+Cl2

+HCl【例】(2020浙江1月選考,31節(jié)選)某研究小組以芳香族化合物A為起始

原料,按下列路線合成高血壓藥物阿替洛爾。

已知:

;RCOOR'

RCONH2。請回答:(4)設(shè)計從A到B的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任選)。解題導(dǎo)引有機推斷題是一類綜合性強、思維容量大的題型;要抓住基

礎(chǔ)知識,將其和新信息結(jié)合成新知識網(wǎng)絡(luò)。解析

(4)由C的結(jié)構(gòu)簡式可推出B為

,進一步推出A為

;A→B需將—CH3轉(zhuǎn)化為—CH2COOH,可先將A在Cl2、光照條件下反應(yīng),使—CH3上的一個H原子被Cl原子取代

得到—CH2Cl,再與NaCN發(fā)生已知信息中的反應(yīng)延長碳鏈,最后水解,將—CH2CN轉(zhuǎn)化為—CH2COOH。答案

(4)

創(chuàng)新雜環(huán)反應(yīng)在有機合成中的創(chuàng)新應(yīng)用雜環(huán)化合物及其衍生物是一類非常重要的化合物,該類化合物在有

機合成材料和醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。雜環(huán)種類很多,有含氮原子的雜

環(huán),如吡咯、吡啶等;含氧原子的雜環(huán),如呋喃;含硫原子的雜環(huán),如噻吩;還

有飽和雜環(huán)和不飽和雜環(huán),芳香環(huán)和非芳香環(huán),五元環(huán)和六元環(huán)等。高考

中出現(xiàn)過的雜環(huán)反應(yīng)總結(jié)如下:1)2021年浙江6月選考第31題

2)2021年廣東卷第21題

3)2021年湖南卷第19題

1)2018年江蘇單科第17題[4+2]環(huán)加成反應(yīng):4)2021年全國甲卷第36題

2)2020年天津卷第14題[4+2]環(huán)加成反應(yīng):

2019年天津理綜第8題[3+2]環(huán)加成反應(yīng):

+

【例】(2021浙江6月選考,31,12分)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:

請回答:(1)化合物A的結(jié)構(gòu)簡式是

;化合物E的結(jié)構(gòu)簡式是

。(2)下列說法不正確的是

。12H12N6O4(3)化合物C與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。(4)在制備聚合物P的過程中還生成了一種分子式為C20H18N6O8的環(huán)狀化

合物。用鍵線式表示其結(jié)構(gòu)

。(5)寫出3種同時滿足下列條件的化合物F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式(不考慮立體異構(gòu)體):

。①1H-NMR譜顯示只有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子②只含有六元環(huán)③含有

結(jié)構(gòu)片段,不含

鍵(6)以乙烯和丙炔酸為原料,設(shè)計如圖所示化合物的合成路線(用流程圖表示,

無機試劑、有機溶劑任選)。解題導(dǎo)引不能形成思維定式,認為聚酯類物質(zhì)一定是由縮聚反應(yīng)形成

的。應(yīng)先觀察已知反應(yīng)中斷鍵情況為

斷裂碳碳三鍵,與R1—N3中N原子形成環(huán),然后根據(jù)斷鍵原理,分析D與F反應(yīng)的情況。解析

(1)A的分子式為C8H10,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,結(jié)合D的結(jié)構(gòu)

簡式,可推知A為對二甲苯,B為對苯二甲酸,結(jié)合已知信息可推出E的結(jié)構(gòu)

簡式為HOCH2CH2Br。(2)C項,F為

,D與F反應(yīng)時,F斷裂碳碳三鍵與D中氮原子相連,形成高分子P,屬于加聚反應(yīng),不正確。(3)化合物C的結(jié)構(gòu)簡式為

,其中的2個酯基、2個溴原子均可以與NaOH發(fā)生反應(yīng),故1molC最多消耗4molNaOH。(4)D