2024屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第九章有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第4講生物大分子合成高分子課件

第4講生物大分子合成高分子第九章內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破研專項(xiàng)前沿命題03【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)高分子、糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物在生產(chǎn)、生活中的重要作用。2.認(rèn)識(shí)糖類和蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)特點(diǎn)。了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關(guān)系,了解葡萄糖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要性質(zhì)與應(yīng)用。知道糖類在食品加工和生物質(zhì)能源開發(fā)上的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì),知道氨基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系,了解氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能。認(rèn)識(shí)人工合成多肽、蛋白質(zhì)、核酸的意義,體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。3.了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn);認(rèn)識(shí)塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。4.能對(duì)單體和高分子進(jìn)行相關(guān)推斷,能分析高分子的合成路線,能寫出典型的加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式。強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、生物大分子1.糖類(1)糖類的定義和分類。①定義:從分子結(jié)構(gòu)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組成:含

碳、氫、氧

三種元素。大多數(shù)糖類化合物符合通式Cm(H2O)n,所以糖類也叫碳水化合物。

糖類不一定都符合該通式,如脫氧核糖(C5H10O4),符合該通式的不一定是糖,如乙酸(C2H4O2)。③分類:(2)單糖——葡萄糖、果糖、核糖與脫氧核糖①組成和分子結(jié)構(gòu):名稱分子式結(jié)構(gòu)簡式官能團(tuán)葡萄糖C6H12O6

CH2OH(CHOH)4CHO

—OH、—CHO果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OH

、—OH核糖C5H10O5CH2OH(CHOH)3CHO—OH、—CHO脫氧核糖C5H10O4CH2OH(CHOH)2CH2CHO—OH、—CHO②葡萄糖的化學(xué)性質(zhì):(3)二糖——蔗糖和麥芽糖

比較項(xiàng)目蔗糖麥芽糖相同點(diǎn)分子式均為

C12H22O11

化學(xué)性質(zhì)都能發(fā)生

水解反應(yīng)

不同點(diǎn)是否含醛基

不含有

含有

能否發(fā)生銀鏡反應(yīng)

不能

能

水解產(chǎn)物葡萄糖和果糖

葡萄糖

(4)多糖——淀粉與纖維素①相似點(diǎn):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(yīng),如淀粉水解的化學(xué)方程式為c.都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。②不同點(diǎn):a.結(jié)構(gòu)不同;通式中n值不同;b.淀粉遇碘顯

藍(lán)色

。

2.氨基酸、蛋白質(zhì)(1)氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)①定義羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代后的產(chǎn)物。α-氨基酸的通式為

,官能團(tuán)為

—NH2

和

—COOH

。

有的氨基酸會(huì)有兩個(gè)羧基或氨基,還可能含有巰基(—SH)等官能團(tuán)②氨基酸的性質(zhì)a.兩性:甘氨酸與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為

HOOC—CH2—NH2+HCl→HOOC—CH2—NH3Cl

,

H2N—CH2—COOH+NaOH→H2N—CH2—COONa+H2O

。

b.成肽反應(yīng):兩個(gè)氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定條件下,通過氨基與羧基間縮合脫去水,形成含肽鍵的化合物,發(fā)生成肽反應(yīng)。兩分子氨基酸脫水形成二肽,如:n肽是n個(gè)氨基酸參與反應(yīng),脫去(n-1)H2O(2)蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)①組成與結(jié)構(gòu):a.蛋白質(zhì)主要含有C、H、O、N、S等元素。b.蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過

肽鍵

等相互連接形成的一類生物大分子。

②性質(zhì):a.蛋白質(zhì)鹽析仍然具有生物活性;蛋白質(zhì)變性失去生物活性用于消毒。b.蛋白質(zhì)燃燒產(chǎn)生SO2等刺激性氣體。3.核酸(1)核酸的形成(2)核糖核酸(RNA)與脫氧核糖核酸(DNA)比較

物質(zhì)核糖核酸(RNA)脫氧核糖核酸(DNA)元素組成

C、H、O、N、P

基本組成單位核糖核苷酸(4種)脫氧核糖核苷酸(4種)化學(xué)組成戊糖

核糖

脫氧核糖

堿基

U(尿嘧啶)

T(胸腺嘧啶)

A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)磷酸相同一般結(jié)構(gòu)由一條

核糖核苷酸

鏈構(gòu)成

由兩條

脫氧核糖核苷酸

鏈構(gòu)成

分布主要在

細(xì)胞質(zhì)

中

主要在

細(xì)胞核

中

易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)淀粉水解制葡萄糖不屬于取代反應(yīng)。(

×

)(2)大豆富含蛋白質(zhì),研磨豆?jié){煮沸后蛋白質(zhì)變成了氨基酸。(

×

)(3)淀粉、纖維素的分子式均為(C6H10O5)n,它們互為同分異構(gòu)體。(

×

)(4)向蛋白質(zhì)溶液中加入(NH4)2SO4溶液會(huì)變性。(

×

)(5)核酸是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。(

×

)(6)核苷酸由一分子磷酸,一分子核糖和一分子堿基構(gòu)成。(

×

)(7)DNA和RNA的區(qū)別只是戊糖不同。(

×

)二、合成高分子1.有機(jī)合成(1)有機(jī)合成的主要任務(wù)(2)有機(jī)合成遵循的原則①起始原料要廉價(jià)、易得、低毒性、低污染。②應(yīng)盡量選擇步驟較少的合成路線。③原子經(jīng)濟(jì)性高,具有較高的產(chǎn)率。④有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)。(3)有機(jī)合成的分析方法①正向合成分析法的過程:②逆向合成分析法的過程:2.有機(jī)合成的常用方法(1)有機(jī)合成中分子骨架的構(gòu)建①鏈增長的反應(yīng)。a.加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng)。b.炔烴和醛中的不飽和鍵與HCN發(fā)生加成反應(yīng)生成含有氰基(—CN)的物質(zhì),再經(jīng)水解生成羧酸,或經(jīng)催化加氫還原生成胺。c.羥醛縮合反應(yīng)。

經(jīng)加成、消去反應(yīng)得到“烯醛”②鏈縮短的反應(yīng):烷烴的裂化反應(yīng);酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng);烯烴、炔烴及芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化,生成碳鏈縮短的羧酸或酮。③由鏈成環(huán)的方法。a.羥基酸酯化成環(huán)。(2)有機(jī)合成中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化①官能團(tuán)的引入。

引入官能團(tuán)引入方法鹵素原子①烴與鹵素單質(zhì)(X2)發(fā)生取代反應(yīng);②不飽和烴與X2或HX發(fā)生加成反應(yīng);③醇與HX發(fā)生取代反應(yīng)羥基①烯烴與水發(fā)生加成反應(yīng);②鹵代烴堿性條件下發(fā)生水解;③醛或酮與H2發(fā)生加成反應(yīng);④酯的水解;⑤酚鈉鹽中滴加酸或通入CO2碳碳雙鍵或碳碳三鍵①某些醇或鹵代烴的消去;②炔烴與H2、X2(鹵素單質(zhì))或HX發(fā)生加成反應(yīng);③烷烴裂化醛基含—CH2OH結(jié)構(gòu)的醇催化氧化羧基①醛被O2、銀氨溶液或新制Cu(OH)2氧化;②酯在酸性條件下水解;③某些苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化②官能團(tuán)的消除。a.通過

加成反應(yīng)

消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))。

b.通過

消去

、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基。

c.通過

加成

或氧化反應(yīng)等消除醛基。

d.通過

水解(取代)

反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。

③官能團(tuán)的保護(hù)。

④官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的順序。如在對(duì)硝基甲苯

對(duì)氨基苯甲酸的過程中,應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后,再把—NO2還原為—NH2,防止當(dāng)KMnO4氧化—CH3時(shí),—NH2(具有還原性)也被氧化。3.高分子化合物(1)高分子化合物的組成①單體:能夠進(jìn)行

聚合

反應(yīng)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(xué)組成相同、可重復(fù)的最小結(jié)構(gòu)單元。③聚合度:高分子中含有鏈節(jié)的

數(shù)目

。如

(2)高分子化合物的分類

(3)高分子化合物的合成方法①加聚反應(yīng)。加成聚合反應(yīng)簡稱加聚反應(yīng),指不飽和單體通過

加成

反應(yīng)生成高分子化合物的反應(yīng),如生成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為②縮聚反應(yīng)?？s合聚合反應(yīng)簡稱縮聚反應(yīng),是由單體分子間通過縮合反應(yīng)生成高分子,同時(shí)還生成小分子副產(chǎn)物(如水等)的聚合反應(yīng)。例如己二酸與乙二醇之間的縮合聚合反應(yīng):應(yīng)用提升

(1)高分子化合物都是混合物,沒有固定的熔、沸點(diǎn)。(2)凡鏈節(jié)中含有酚羥基結(jié)構(gòu)的高分子化合物,其單體一般為酚和醛,如易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)天然橡膠是高聚物,不能使溴水褪色。(

×

)(2)為防止污染,可以將塑料購物袋直接燒掉。(

×

)(3)天然橡膠的主要成分聚異戊二烯()為純凈物。(

×

)(4)酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料。(

×

)(5)合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可以分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)三類。(

√

)增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一生物大分子【能力概述】【新教材·新高考】新教材變化

新教材在糖的分類中將水解后產(chǎn)生2~10個(gè)單糖的稱為寡糖或低聚糖;通過“資料卡片”新加了糖類分子的手性;氨基酸的α-碳原子具有手性;對(duì)核酸新教材從組成、結(jié)構(gòu)和生物功能角度出發(fā)進(jìn)行了全面的介紹新高考高頻考點(diǎn)

高考題對(duì)生物大分子物質(zhì)的考查重點(diǎn)在STSE以及特征反應(yīng)方面,難度較小預(yù)測考向

新的一年高考會(huì)在分子結(jié)構(gòu)方面加強(qiáng)考查,特別是手性碳原子的數(shù)目,或增加信息考查含較少手性碳原子的有機(jī)化合物包含立體異構(gòu)在內(nèi)的同分異構(gòu)體數(shù)目考向1.糖類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)典例突破淀粉在人體內(nèi)的變化過程如圖:下列說法不正確的是(

)A.n<m B.麥芽糖屬于二糖C.③的反應(yīng)是水解反應(yīng) D.④的反應(yīng)為人體提供能量答案

A解析

淀粉在酸或淀粉酶作用下發(fā)生分解和水解時(shí),大分子的淀粉首先轉(zhuǎn)化成為小分子的中間物質(zhì)糊精,則n>m,A不正確;1

mol麥芽糖在一定條件下水解為2

mol單糖,屬于二糖,B正確;過程③為麥芽糖生成葡萄糖的反應(yīng),是水解反應(yīng),C正確;④的反應(yīng)為葡萄糖分解為二氧化碳和水的過程,并釋放大量的能量,為人體提供能量,D正確。針對(duì)訓(xùn)練1.(2021山東卷)某同學(xué)進(jìn)行蔗糖水解實(shí)驗(yàn),并檢驗(yàn)產(chǎn)物中的醛基,操作如下:向試管Ⅰ中加入1mL20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加熱5分鐘。打開盛有10%NaOH溶液的試劑瓶,將玻璃瓶塞倒放,取1mL溶液加入試管Ⅱ,蓋緊瓶塞;向試管Ⅱ中加入5滴2%CuSO4溶液。將試管Ⅱ中反應(yīng)液加入試管Ⅰ,用酒精燈加熱試管Ⅰ并觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中存在的錯(cuò)誤有幾處?(

)A.1 B.2C.3 D.4答案

B解析

第1處錯(cuò)誤:利用新制氫氧化銅檢驗(yàn)蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基時(shí),溶液需保持弱堿性,否則作水解催化劑的酸會(huì)將氫氧化銅反應(yīng),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,題干實(shí)驗(yàn)過程中蔗糖水解后溶液未冷卻并堿化;第2處錯(cuò)誤:NaOH溶液具有強(qiáng)堿性,不能用玻璃瓶塞,否則NaOH與玻璃塞中SiO2反應(yīng)生成具有黏性的Na2SiO3,會(huì)導(dǎo)致瓶蓋無法打開,共2處錯(cuò)誤,B正確。2.某化學(xué)活動(dòng)小組在探究葡萄糖分子的組成和結(jié)構(gòu)時(shí),設(shè)計(jì)并完成了一組實(shí)驗(yàn):分別取下列四種液體2mL加入2mL新制Cu(OH)2中,充分振蕩。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如表所示:液體葡萄糖溶液乙醇溶液甘油(丙三醇)溶液水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象氫氧化銅溶解,溶液呈絳藍(lán)色氫氧化銅不溶解,顏色無明顯變化氫氧化銅溶解,溶液呈絳藍(lán)色氫氧化銅不溶解,顏色無明顯變化根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象能夠得出的正確結(jié)論是(

)A.葡萄糖分子中含有醛基 B.葡萄糖分子中含有多個(gè)羥基C.葡萄糖的分子式是C6H12O6 D.葡萄糖分子中碳鏈呈鋸齒形答案

B解析

乙醇是一元醇,不能與氫氧化銅反應(yīng),氫氧化銅也不溶于水中;而甘油是三(多)元醇,能溶解氫氧化銅并得到絳藍(lán)色溶液,當(dāng)向葡萄糖溶液中加入氫氧化銅時(shí),也得到了相同的現(xiàn)象,故可得出結(jié)論:在葡萄糖的結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)羥基,B項(xiàng)正確。實(shí)驗(yàn)中未加熱,沒有紅色沉淀生成,故不能證明醛基的存在。歸納總結(jié)淀粉水解程度的判斷方法(1)實(shí)驗(yàn)流程(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論注意:①檢驗(yàn)部分水解剩余淀粉時(shí)必須直接取水解液。②檢驗(yàn)水解生成的葡萄糖時(shí),水解液必須加NaOH至堿性再加新制Cu(OH)2或銀氨溶液檢驗(yàn)。情況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論①溶液呈藍(lán)色未產(chǎn)生銀鏡淀粉未水解②溶液呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡淀粉部分水解③溶液不呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡淀粉完全水解考向2.氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)典例突破褪黑素是一種內(nèi)源性生物鐘調(diào)節(jié)劑,在人體內(nèi)由食物中的色氨酸轉(zhuǎn)化得到。下列說法不正確的是(

)A.色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成具有較高熔點(diǎn)的內(nèi)鹽B.在色氨酸水溶液中,可通過調(diào)節(jié)溶液的pH使其形成晶體析出C.在一定條件下,色氨酸可發(fā)生縮聚反應(yīng)D.褪黑素與色氨酸結(jié)構(gòu)相似,也具有兩性化合物的特性答案

D解析

色氨酸分子中同時(shí)含有羧基和氨基,不僅能和強(qiáng)堿或強(qiáng)酸反應(yīng),而且還可在分子內(nèi)形成內(nèi)鹽

,該鹽是離子化合物,熔點(diǎn)較高,A項(xiàng)正確;氨基酸在不同pH時(shí)的溶解度不同,因此可以通過調(diào)節(jié)溶液pH來分離或提純氨基酸,B項(xiàng)正確;α-氨基酸分子間可以發(fā)生脫水反應(yīng)生成酰胺類高聚物,屬于縮聚反應(yīng),C項(xiàng)正確;色氨酸為α-氨基酸,褪黑素不是α-氨基酸,兩者結(jié)構(gòu)不相似,褪黑素的官能團(tuán)中的酰胺鍵,不具有兩性化合物的特性,D項(xiàng)錯(cuò)誤?？碱}點(diǎn)睛

針對(duì)訓(xùn)練1.纈氨霉素是一種脂溶性的抗生素,是由12個(gè)分子組成的環(huán)狀化合物,它的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,有關(guān)說法正確的是(

)A.纈氨霉素是一種蛋白質(zhì)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(gòu)體答案

C2.下列對(duì)氨基酸和蛋白質(zhì)的描述正確的是(

)A.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸B.氨基酸和蛋白質(zhì)遇重金屬離子均會(huì)變性C.α-氨基丙酸與α-氨基苯丙酸混合物脫水成肽,只生成2種二肽D.氨基酸溶于過量氫氧化鈉溶液中生成的離子,在電場作用下向負(fù)極移動(dòng)答案

A解析

蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸,A項(xiàng)正確;只有蛋白質(zhì)遇重金屬離子會(huì)變性,氨基酸不能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;α-氨基丙酸和α-氨基苯丙酸均自身脫水成二肽,有2種,二者兩兩脫水成二肽有2種,共4種二肽,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氨基酸有兩性,與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨基酸鈉,陰離子在電場作用下向正極移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)氨基酸的縮合反應(yīng)(1)氨基酸的縮合機(jī)理。(2)分子間或分子內(nèi)脫水成環(huán)。

(3)氨基酸分子縮聚成高分子化合物。

考點(diǎn)二合成高分子化合物【能力概述】【新教材·新高考】新教材變化

新教材對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了整合,且在原有的基礎(chǔ)上增加了酚醛樹脂在兩種不同條件下的縮聚反應(yīng),并對(duì)產(chǎn)物特點(diǎn)進(jìn)行了介紹;也增加了聚酯纖維、聚酰胺纖維等可降解高分子化合物的介紹新高考高頻考點(diǎn)

新的一年高考對(duì)高分子化合物的考查主要以選擇題進(jìn)行,考查內(nèi)容以組成、結(jié)構(gòu)方面為主預(yù)測考向

從新教材的介紹來看,預(yù)計(jì)高分子化合物的合成方式在有機(jī)合成與推斷綜合題會(huì)變得普遍考向1.合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)典例突破可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的結(jié)構(gòu)片段如下圖。下列有關(guān)L的說法不正確的是(

)A.制備L的單體分子中都有兩個(gè)羧基B.制備L的反應(yīng)是縮聚反應(yīng)C.L中的官能團(tuán)是酯基和醚鍵 D.m、n、p和q的大小對(duì)L的降解速率有影響答案

C針對(duì)訓(xùn)練1.(2022湖南卷)聚乳酸是一種新型的生物可降解高分子材料,其合成路線如下:下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.m=n-1B.聚乳酸分子中含有兩種官能團(tuán)C.1mol乳酸與足量的Na反應(yīng)生成1molH2D.兩分子乳酸反應(yīng)能夠生成含六元環(huán)的分子答案

B解析

本題考查乳酸和聚乳酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。由乳酸生成聚乳酸的反應(yīng)為縮聚反應(yīng),n分子乳酸縮聚生成聚乳酸

,同時(shí)生成(n-1)個(gè)水分子,A項(xiàng)說法正確;聚乳酸分子中存在酯基,鏈端還有羧基和羥基,B項(xiàng)說法錯(cuò)誤;乳酸分子中的羥基和羧基均能與Na反應(yīng),1

mol乳酸與足量的Na反應(yīng)可生成1

mol氫氣,C項(xiàng)說法正確;兩分子乳酸通過分子間酯化反應(yīng)可以生成六元環(huán)狀分子

,D項(xiàng)說法正確。2.(2022山東卷)下列高分子材料制備方法正確的是(

)答案

B歸納總結(jié)單體與高聚物互推的方法聚合時(shí)找準(zhǔn)結(jié)合點(diǎn),反推單體時(shí)找準(zhǔn)分離處,“結(jié)合點(diǎn)必為分離處”。(1)由單體推斷高聚物的方法①單烯烴型單體加聚時(shí),“斷開雙鍵,鍵分兩端,添上括號(hào),n寫后面”。②共軛二烯烴型單體加聚時(shí),“單變雙,雙變單,破兩頭,移中間,添上括號(hào),n寫后面”。③分別含有一個(gè)雙鍵的兩種單體聚合時(shí),“雙鍵打開,中間相連,添上括號(hào),n寫后面”。(2)高聚物單體的推斷方法推斷單體時(shí),一定要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物,并找準(zhǔn)分離處。①加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子,按“凡雙鍵,四個(gè)碳;無雙鍵,兩個(gè)碳”的規(guī)律畫線斷鍵,然后半鍵閉合、單雙鍵互換。考向2.有機(jī)化合物的合成典例突破聚乙二醇(PEG)是一種非離子性惰性溶劑和綠色有機(jī)合成的重要催化劑,如圖是合成PEG等的簡單流程,其中E是一種聚碳酸酯高分子化合物。請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題:(1)反應(yīng)②所需的試劑和反應(yīng)條件

;反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型是

。

(2)物質(zhì)F的名稱為

。

(3)物質(zhì)E的結(jié)構(gòu)簡式為

;反應(yīng)⑦的另一種產(chǎn)物為水,則G的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(4)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為

。

(5)M與D的組成元素相同,且M中各原子數(shù)目為D中各原子數(shù)目的2倍,寫出符合下列條件的M的結(jié)構(gòu)簡式:

(只寫一種)。

a.能與新制的氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀b.能在稀硫酸中發(fā)生水解反應(yīng)(6)解析

根據(jù)有機(jī)合成圖,A為乙烯,③為縮聚反應(yīng),根據(jù)逆推法,PEG為聚乙二醇,則單體C為乙二醇CH2OH—CH2OH,則B為含有兩個(gè)鹵原子取代的乙烷;④為脫水反應(yīng),與二氧化碳結(jié)合后發(fā)生加聚反應(yīng),D斷裂碳氧鍵生成E;⑤為氧化反應(yīng),根據(jù)題目資料,F和G反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物,則G為NC—CH2—CN。(1)鹵代烴水解生成醇,反應(yīng)②所需的試劑和反應(yīng)條件NaOH水溶液,加熱;E是一種聚碳酸酯高分子化合物,根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型是加聚反應(yīng)。(2)根據(jù)命名規(guī)則,物質(zhì)F的名稱為乙二醛?？碱}點(diǎn)睛

針對(duì)訓(xùn)練(2022山東卷)支氣管擴(kuò)張藥物特布他林(H)的一種合成路線如下:回答下列問題:(1)A→B反應(yīng)條件為

;B中含氧官能團(tuán)有

種。(2)B→C反應(yīng)類型為

,該反應(yīng)的目的是

。(3)D結(jié)構(gòu)簡式為

;E→F的化學(xué)方程式為

。

(4)H的同分異構(gòu)體中,僅含有—OCH2CH3、—NH2和苯環(huán)結(jié)構(gòu)的有

種。(5)根據(jù)上述信息,寫出以4-羥基鄰苯二甲酸二乙酯為主要原料制備

的合成路線。解析

本題考查有機(jī)反應(yīng)的條件、反應(yīng)類型、反應(yīng)目的,結(jié)構(gòu)簡式的書寫,官能團(tuán)的識(shí)別,化學(xué)方程式的書寫,同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷,有機(jī)合成。(1)由C的結(jié)構(gòu)簡式和有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,結(jié)合已知信息Ⅰ可知,A為(4)由H的同分異構(gòu)體中僅含有—OCH2CH3和—NH2可知,分子中有3個(gè)—OCH2CH3和1個(gè)—NH2,因此H的同分異構(gòu)體可以視作歸納總結(jié)常見的經(jīng)典有機(jī)合成路線(1)一元合成路線(2)二元合成路線

(3)芳香化合物的合成路線。

研專項(xiàng)前沿命題有機(jī)合成與推斷題的解法探討

題型考查內(nèi)容非選擇題考查知識(shí)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)模塊知識(shí)綜合考查核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知例題.苯基環(huán)丁烯酮(

PCBO)是一種十分活潑的反應(yīng)物,可利用它的開環(huán)反應(yīng)合成一系列多官能團(tuán)化合物。近期我國科學(xué)家報(bào)道用PCBO與醛或酮發(fā)生[4+2]環(huán)加成反應(yīng),合成了具有生物活性的多官能團(tuán)化合物(E),部分合成路線如下:已知如下信息:回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱是

。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(3)由C生成D所用的試劑和反應(yīng)條件為

;該步反應(yīng)中,若反應(yīng)溫度過高,C易發(fā)生脫羧反應(yīng),生成分子式為C8H8O2的副產(chǎn)物,該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(4)寫出化合物E中含氧官能團(tuán)的名稱

;E中手性碳(注:連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳)的個(gè)數(shù)為

。

(5)M為C的一種同分異構(gòu)體。已知:1molM與飽和碳酸氫鈉溶液充分反應(yīng)能放出2mol二氧化碳;M與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸。M的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(6)對(duì)于,選用不同的取代基R',在催化劑作用下與PCBO發(fā)生的[4+2]反應(yīng)進(jìn)行深入研究,R'對(duì)產(chǎn)率的影響見下表:請(qǐng)找出規(guī)律,并解釋原因

。

R'—CH3—C2H5—CH2CH2C6H5產(chǎn)率/%918063思路指導(dǎo)(1)有機(jī)化合物的命名反應(yīng)原理圖示如下:(3)①根據(jù)有機(jī)反應(yīng)整體框架,確定反應(yīng)C→D的試劑和反應(yīng)條件。第一步,根據(jù)反應(yīng)物和生成物的結(jié)構(gòu)簡式,明確反應(yīng)過程和反應(yīng)類型:第二步,判斷反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件由上述分析可知,該反應(yīng)為酯化反應(yīng),反應(yīng)試劑為乙醇,反應(yīng)條件為濃硫酸、加熱。②根據(jù)題給信息寫出副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

(4)①根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式判斷有機(jī)化合物E中含氧官能團(tuán)名稱。

第二步,寫出含氧官能團(tuán)的名稱:有機(jī)化合物E中含氧官能團(tuán)的名稱為酯基和(醇)羥基。②手性碳原子的判斷。第一步,提取信息,明確要求:手性碳原子上連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán);第二步,根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式判斷:E分子中標(biāo)“*”的碳原子為手性碳原子,手性碳原子個(gè)數(shù)為2。(5)限定條件下同分異構(gòu)體的書寫——?dú)埢ǖ谝徊?確定官能團(tuán)。由“1molM與飽和碳酸氫鈉溶液充分反應(yīng)能放出2mol二氧化碳”可知,M分子中含有兩個(gè)羧基;第二步,確定其他限定條件。由“M與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸”可知,M苯環(huán)上含有兩個(gè)基團(tuán),且位于苯環(huán)的對(duì)位;第三步,書寫符合要求的同分異構(gòu)體。C的分子式為C9H8O4,減去2個(gè)—COOH、1個(gè)—C6H4—,剩余1個(gè)—CH2—,由此可寫出M的結(jié)構(gòu)簡式為(6)根據(jù)題給信息分析判斷由表格中數(shù)據(jù)分析可得出規(guī)律:隨著取代基R'體積的增大,產(chǎn)物的產(chǎn)率降低。其原因是隨R'體積增大,反應(yīng)位阻增大,導(dǎo)致產(chǎn)率降低。答案

(1)2-羥基苯甲醛(或水楊醛)突破方法(1)有機(jī)合成分析(2)確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)簡式的方法

①根據(jù)特征現(xiàn)象推知官能團(tuán)種類

反應(yīng)現(xiàn)象思考方向溴水褪色可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或酚羥基、醛基等酸性高錳酸鉀溶液褪色可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、羥基或苯的同系物等與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)含有酚羥基生成銀鏡或磚紅色沉淀含有醛基或甲酸酯基與鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2可能含有羥基或羧基加入碳酸氫鈉溶液產(chǎn)生CO2含有羧基加入濃溴水產(chǎn)生白色沉淀含有酚羥基②根據(jù)有機(jī)反應(yīng)中定量關(guān)系推斷a.烴和鹵素單質(zhì)的取代:取代1

mol氫原子,消耗1

mol鹵素單質(zhì)(X2)。b.

的加成:與H2、Br2、HCl、H2O等加成時(shí)按物質(zhì)的量之比為1∶1加成。c.含—OH的有機(jī)化合物與Na反應(yīng)時(shí):2

mol

—OH生成1

mol

H2。d.1

mol

—CHO對(duì)應(yīng)2

mol

Ag;1

mol

—CHO對(duì)應(yīng)1

mol

Cu2O(注意:1

mol

HCHO中相當(dāng)于有2

mol

—CHO)。e.物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中相對(duì)分子質(zhì)量的變化(關(guān)系式中M代表第一種有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量):(3)判斷有機(jī)反應(yīng)類型的方法①根據(jù)官能團(tuán)的衍變推斷反應(yīng)類型②根據(jù)反應(yīng)條件推斷有機(jī)反應(yīng)類型

反應(yīng)條件思考方向氯氣、光照烷烴取代、苯的同系物側(cè)鏈上的取代液溴、催化劑苯的同系物發(fā)生苯環(huán)上的取代濃溴水碳碳雙鍵和碳碳三鍵加成、酚取代、醛氧化氫氣、催化劑、加熱苯、醛、酮加成氧氣、催化劑、加熱某些醇氧化、醛氧化酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液烯烴、炔烴、苯的同系物、醛、醇等氧化反應(yīng)條件思考方向銀氨溶液或新制氫氧化銅醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化氫氧化鈉水溶液、加熱鹵代烴水解、酯水解等氫氧化鈉的醇溶液、加熱鹵代烴消去濃硫酸,加熱醇消去、酯化反應(yīng)濃硝酸、濃硫酸,加熱苯環(huán)上取代稀硫酸,加熱酯水解、低聚糖和多糖等水解氫鹵酸(HX),加熱醇取代反應(yīng)針對(duì)訓(xùn)練1.(2021湖南卷)葉酸拮抗劑Alimta(M)是一種多靶向性抗癌藥物。以苯和丁二酸酐為原料合成該化合物的路線如下:回答下列問題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(2)A→B,D→E的反應(yīng)類型分別是

;

。

(3)M中虛線框內(nèi)官能團(tuán)的名稱為a

,b

。

(4)B有多種同分異構(gòu)體,同時(shí)滿足下列條件的同分異構(gòu)體有

種(不考慮立體異構(gòu));

①苯環(huán)上有2個(gè)取代基②能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)③與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)其中核磁共振氫譜有五組峰,且峰面積之比為6∶2∶2∶1∶1的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(5)結(jié)合上述信息,寫出丁二酸酐和乙二醇合成聚丁二酸乙二醇酯的反應(yīng)方程式