有機(jī)化學(xué) 課件 模塊11、12 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)導(dǎo)航

模塊十一生命的物質(zhì)基礎(chǔ)主題1糖主題2氨基酸主題3蛋白質(zhì)主題4核酸任務(wù)訓(xùn)練11從茶葉中提取咖啡因目錄點(diǎn)贊中國(guó)1.知道糖的分類；2.會(huì)給氨基酸命名；3.知道糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)特征；4.掌握單糖、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)；5.能進(jìn)行氨基酸及蛋白質(zhì)的鑒定。學(xué)習(xí)目標(biāo)【問題引入】中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所提出了一種顛覆性的淀粉制備方法，不依賴植物光合作用，以二氧化碳、電解產(chǎn)生的氫氣為原料，成功生產(chǎn)出淀粉，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能，取得原創(chuàng)性突破。相關(guān)成果在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

淀粉是糧食最主要的成分，也是一種重要的工業(yè)原料。此次研究中，科研人員從頭設(shè)計(jì)、構(gòu)建了11步反應(yīng)的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑。實(shí)驗(yàn)室初步測(cè)試顯示，人工合成淀粉的速率是自然合成淀粉速率的8.5倍，理論1m3大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于目前我國(guó)0.33公頃玉米地的年產(chǎn)淀粉量，這是從分子生物學(xué)到合成生物學(xué)的一項(xiàng)重大突破?！締栴}引入】在社會(huì)重大需求中提煉科學(xué)問題，在回答科學(xué)問題中取得重要突破，就可以進(jìn)一步挖掘潛力，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和作出更大貢獻(xiàn)。下圖為淀粉的結(jié)構(gòu)式。淀粉屬于哪種糖類？在生活中有什么作用？我們熟悉的葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維等都屬于糖，糖類在自然界中分布很廣，它是植物光合作用的產(chǎn)物，它與蛋白質(zhì)、脂肪酸一起組成了生命體營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)，同時(shí)為食品、釀造、紡織、造紙、建筑等工業(yè)提供豐富的有機(jī)原料。最初發(fā)現(xiàn)的糖類化合物分子中的氫和氧原子數(shù)的比為2:1，恰好等于水分子中的氫氧之比，可用通式Cn(H2O)m表示，所以糖類被稱為碳水化合物。但后來發(fā)現(xiàn)的鼠李糖（C6H12O5）、脫氧核糖（C5H10O4）的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與糖類化合物相似，但分子中的氫和氧原子數(shù)的比并不為2:1。而乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3）在組成上符合Cn(H2O)m，但不屬于糖類化合物。蛋白質(zhì)是組成生物機(jī)體，特別是動(dòng)物機(jī)體的重要物質(zhì)。動(dòng)物的肌肉、骨骼、皮膚、毛發(fā)、角、爪、鱗片、羽毛、腱、神經(jīng)，以及血液中輸送氧氣的血紅蛋白，新陳代謝中起調(diào)節(jié)作用的激素，生物合成的催化劑——酶，致病的病毒和有免疫作用的抗體等都是蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)中的絕大多數(shù)在酸、堿或酶的作用下都能水解生成α—氨基酸的混合物。核酸最初是從細(xì)胞核中分離出來的，具有酸性，所以稱為核酸。也是具有重要生理作用的高分子化合物，不僅決定生物體的遺傳特征，而且參與蛋白質(zhì)的生物合成。主題1糖一、糖的分類與結(jié)構(gòu)從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，碳水化合物是多羥基醛或多羥基酮以及水解后能生成多羥基醛或多羥基酮的物質(zhì)。例如：葡萄糖是多羥基醛；果糖是多羥基酮；蔗糖水解生成葡萄糖和果糖；淀粉和纖維素也能水解生成葡萄糖。1．糖的分類根據(jù)糖類能否水解和水解后產(chǎn)物的情況可分成三類：（1）單糖不能水解成更小分子的多羥基醛或酮。例如葡萄糖、果糖、核糖、半乳糖等。（2）二糖水解后能生成兩分子單糖。例如：麥芽糖、蔗糖、乳糖。（3）多糖水解后能生成十個(gè)以上（甚至成百上千個(gè)）單糖。例如：淀粉、纖維素等?！窘涣髋c討論】葡萄糖的化學(xué)式為C6H12O6，被鈉汞齊（Na-Hg齊）還原后得己六醇，進(jìn)一步被HI還原后得到正己烷，說明葡萄糖具有什么樣的結(jié)構(gòu)？葡萄糖可與羥胺、苯肼等羰基試劑作用，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明什么問題？葡萄糖與乙酸酐作用，可以生成五乙酰基衍生物，能得出什么結(jié)論？（1）單糖的結(jié)構(gòu)2.糖的結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上，分子中含有醛基的單糖稱醛糖，分子中含有酮基的單糖稱為酮糖。葡萄糖是已醛糖，通過葡萄糖化學(xué)性質(zhì)，可以知道單糖既有開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)又有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。①單糖的開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)單糖的開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)采用費(fèi)歇爾(Fisher)投影式表示時(shí)，把含有手性碳原子的主鏈豎直放置，命名時(shí)編號(hào)最小的碳原子放在最上端。最簡(jiǎn)單的單糖是2,3-二羥基丙醛（甘油醛或丙醛糖）和丙酮糖（二羥基丙酮）。丙酮糖分子中沒有手性碳原子；丙醛糖分子中有一個(gè)手性碳原子，其對(duì)映異構(gòu)體為：?jiǎn)翁菢?gòu)型的標(biāo)注是以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定-OH寫在右邊的為右旋-（+）-甘油醛，構(gòu)型標(biāo)記為D型；-OH寫在左邊的為左旋-（-）-甘油醛，構(gòu)型標(biāo)記為L(zhǎng)型。凡費(fèi)歇爾(Fisher)投影式中最下面的一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型，若與D-甘油醛的結(jié)構(gòu)相同，則屬于D型；若與L-甘油醛的結(jié)構(gòu)相同，則屬于L型。天然界中存在的單糖大部分是D型。

L型糖和D型糖是對(duì)映異構(gòu)體，可以根據(jù)D型糖的結(jié)構(gòu)推出相應(yīng)的L型糖的結(jié)構(gòu)小貼士

單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)葡萄糖雖然具有一個(gè)醛基，但只能和一分子的醇形成縮醛；葡萄糖的醛基不能和飽和NaHSO4發(fā)生加成反應(yīng)。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，D－葡萄糖在不同條件下結(jié)晶，可以得到兩種物理性質(zhì)不同的晶體，一種是從乙醇中析出的晶體，熔點(diǎn)為146℃，比旋光度2為+112℃；另一種是從吡啶溶液中析出的晶體，熔點(diǎn)為150℃，比旋光度為+18.7℃。這兩種晶體的水溶液，隨著時(shí)間的變化，比旋光度都會(huì)發(fā)生變化，并且都在達(dá)到+52.7℃后穩(wěn)定不變。這種比旋光度會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為變旋現(xiàn)象。人們從一般醛與醇相互作用生成半縮醛的反應(yīng)得到啟示：葡萄糖分子內(nèi)同時(shí)存在的醛基和醇羥基，可能發(fā)生分子內(nèi)反應(yīng)，生成環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)。一般是第五個(gè)碳原子上的羥基與醛基作用，形成半縮醛，這是一個(gè)穩(wěn)定的六元氧環(huán)式結(jié)構(gòu)。在葡萄糖的開鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為氧環(huán)式結(jié)構(gòu)過程中，羰基碳原子轉(zhuǎn)化成新的手性碳原子，稱為苷原子。苷原子上的半縮醛羥基又稱為苷羥基。通常人們將半縮醛羥基與C5上的羥基在同側(cè)的構(gòu)型稱為α型，而半縮醛羥基與C5上的羥基在異側(cè)的構(gòu)型稱為β型。在溶液中，葡萄糖可以三種不同的形式存在，當(dāng)三種形式達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，溶液的比旋光度為+52.7℃。小貼士③哈沃斯式結(jié)構(gòu)單糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)雖然能夠很好的解釋變旋現(xiàn)象，但是無法反應(yīng)出分子中的原子和基團(tuán)在空間的相互關(guān)系，為此哈沃斯提出了透視式結(jié)構(gòu)。D－葡萄糖由費(fèi)歇爾投影式轉(zhuǎn)化為哈沃斯式結(jié)構(gòu)建議按下列規(guī)則：將費(fèi)歇爾投影式中，連在手性碳原子的右邊的羥基，在哈沃斯式中位于平面的下方，反之位于平面的上方。費(fèi)歇爾投影式中的D－型糖的羥甲基在哈沃斯式中位于平面的上方，L-型糖的羥甲基位于環(huán)平面的下方。由于葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是由五個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子組成的六元環(huán)，其骨架形式與吡喃相似，故葡萄糖又稱為吡喃型單糖。(2)二糖的結(jié)構(gòu)①蔗糖的結(jié)構(gòu)蔗糖的化學(xué)式為C12H22O11，在酸或酶的催化作用下，水解生成一分子的D-(+)-葡萄糖和一分子的D-(-)-果糖。物理方法測(cè)定表明，蔗糖是α-D-(+)-吡喃葡萄糖和β-D-(-)-呋喃果糖以1,2-苷鍵連接而成的二糖，其結(jié)構(gòu)式為：②麥芽糖的結(jié)構(gòu)蔗糖的化學(xué)式為C12H22O11，一分子的麥芽糖水解得到兩分子的D-(+)-葡萄糖；麥芽糖只能被α-葡萄糖苷酶水解；麥芽糖有變旋現(xiàn)象，具有還原性，說明麥芽糖是兩分子的D-(+)-葡萄糖的縮水產(chǎn)物，分子中存在苷羥基。麥芽糖是一分子D-吡喃葡萄糖C4上的羥基和另一分子是α-D-吡喃葡萄糖的苷羥基的縮水產(chǎn)物。其結(jié)構(gòu)式為：③纖維二糖的結(jié)構(gòu)纖維二糖的化學(xué)式為C12H22O11,一分子的纖維二糖水解得到兩分子的D-(+)-葡萄糖；纖維二糖具有還原性，被溴氧化得到纖維二糖酸；纖維二糖能被β-葡萄糖苷酶水解，說明纖維二糖是兩分子的D-(+)-葡萄糖的縮水產(chǎn)物，分子中存在苷羥基。麥芽糖是一分子D-吡喃葡萄糖C4上的羥基和另一分子是β-D-吡喃葡萄糖的苷羥基的縮水產(chǎn)物。其結(jié)構(gòu)式為：（3）多糖的結(jié)構(gòu)①淀粉的結(jié)構(gòu)淀粉經(jīng)熱水處理后得到20%的直鏈淀粉和80%的支鏈淀粉，直鏈淀粉是一種線型聚合物，由于分子內(nèi)的氫鍵作用，使得其結(jié)構(gòu)卷曲為螺旋狀。直鏈淀粉是由葡萄糖的α-1,4苷鍵結(jié)合而成的大分子化合物。其結(jié)構(gòu)為：支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)除了有葡萄糖的α-1,4苷鍵外，還有α-1,6苷鍵。支鏈淀粉的主鏈?zhǔn)瞧咸烟菃卧ㄟ^α-1,4苷鍵結(jié)合，支鏈通過α-1,6苷鍵結(jié)合。其結(jié)構(gòu)式為：

纖維素的結(jié)構(gòu)纖維素用高濃度的酸進(jìn)行水解，可以得到纖維二糖、纖維三糖和纖維四糖，最終水解產(chǎn)物為D-(+)-葡萄糖。與淀粉不同的是，纖維素的構(gòu)成單元是β-D-葡萄糖。纖維素是由許多D-(+)-葡萄糖單元通過β-1,4苷鍵連接而成的直鏈多糖。纖維素大分子鏈外側(cè)的羥基呈現(xiàn)相同的分布，分子鏈鍵有充分的氫鍵結(jié)合，所以纖維素的分子鏈基本上是線型的，各分子鏈相互纏繞成線樣的。二、單糖單糖是無色的結(jié)晶，有甜味，易溶于水，溶于乙醇，難溶于乙醚和非極性有機(jī)溶劑。果糖與氫氧氣鈣生成的絡(luò)合物C6H12O6·Ca（OH）2·H2O極難溶于水，可用于果糖的檢驗(yàn)。單糖分子中含有羥基，具有醇的性質(zhì)；含有羰基，具有醛、酮的性質(zhì)；羥基和羰基的相互影響，又具有其它特殊的性質(zhì)。【交流與討論】你知道醫(yī)院檢驗(yàn)病人是否患有糖尿病的原理嗎？1.氧化反應(yīng)醛糖和酮糖均可以被弱氧化劑菲林試劑或托倫斯試劑氧化，分別生成氧化亞銅和銀鏡。實(shí)例：能與菲林試劑或托倫斯試劑反應(yīng)的糖叫做還原性糖，不發(fā)生反應(yīng)的糖叫做非還原性糖。這個(gè)反應(yīng)用于單糖的定性和定量測(cè)定，但不能用于鑒別醛糖和酮糖（單糖都是還原性糖））。實(shí)例：

pH=5時(shí)溴水可以氧化醛糖生成糖酸，但不能氧化酮糖，常常用于醛糖和酮糖的鑒別。醛糖被稀硝酸氧化時(shí)，醛基和羥基均被氧化成羧基，生成糖二酸。小貼士2.還原反應(yīng)硼氫化鈉（NaBH4)可以選擇性將糖分子中醛基還原為羥基，也可以采用催化加氫將羰基還原，例如：D-葡萄糖催化加氫還原為D-山梨醇；L-古洛糖還原成D-山梨醇。3.成脎反應(yīng)單糖與過量的苯肼作用生成不溶于水的苯腙。實(shí)例：葡萄糖的成脎反應(yīng)：實(shí)例：果糖的成脎反應(yīng)：糖脎是難溶于水的黃色晶體，不同的糖生成的糖脎晶體形狀和熔點(diǎn)不相同，成脎所需時(shí)間也不同，因此成脎反應(yīng)常用于鑒別不同的糖類。實(shí)例：甘露糖的成脎反應(yīng)：4.成苷反應(yīng)苷是糖的氧環(huán)式結(jié)構(gòu)中苷羥基與其它含有羥基的化合物（醇或酚）反應(yīng)，失水形成的縮醛或縮酮，例如：在少量干燥HCl的作用下，D-(+)-葡萄糖與熱的甲醇溶液作用，生成α-、β-兩種異構(gòu)體。在中性或堿性條件下苷比較穩(wěn)定，不與苯肼、菲林試劑、托倫斯試劑反應(yīng)。但在酸性條件下，苷易水解為原來的糖和甲醇。另外，單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中存在苷羥基和醇羥基，具有醇的性質(zhì)。單糖與適當(dāng)?shù)脑噭┳饔每梢缘玫絾翁堑拿押椭惢衔?。?shí)例：三、二糖二糖是由兩分子的單糖通過苷鍵連接而成的低聚糖。其物理性質(zhì)與單糖相似，能形成晶體，易溶于水并有甜味。形成二糖的兩分子單糖之間的苷鍵有兩種方式：一種是一分子單糖的苷羥基與另一分子單糖的醇羥基脫水結(jié)合，形成的二糖中仍然有苷羥基存在，如麥芽糖、纖維二糖等，這類糖具有單糖的性質(zhì)，能與苯肼、托倫斯試劑、菲林試劑起反應(yīng)，稱為還原性二糖。第二種是兩個(gè)單糖都以苷羥基脫水結(jié)合，形成的二糖中不存在苷羥基，不能與苯肼作用，不能被托倫斯試劑、菲林試劑氧化，為非還原性二糖，如蔗糖?！窘涣髋c討論】設(shè)計(jì)一個(gè)除去蔗糖中含有少量麥芽糖的方案。1.蔗糖蔗糖大量存在于甘蔗、甜菜中，是自然界中分布最廣、最重要的二糖。蔗糖是無色的晶體，熔點(diǎn)180℃，易溶于水。蔗糖是人類基本的食品添加劑之一，人類對(duì)蔗糖的認(rèn)識(shí)和使用已有幾千年歷史。蔗糖是植物光合作用的主要產(chǎn)物，廣泛分布與植物體內(nèi)，尤其是甜菜、甘蔗和水果中蔗糖含量極高。日常生活中使用的白糖、紅糖和冰糖都是蔗糖。蔗糖在酸性條件下水解生成一分子D-(+)-葡萄糖和一分子D-(-)-果糖，蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果然的縮水產(chǎn)物。蔗糖是非還原性糖，不與托倫斯試劑、菲林試劑反應(yīng)，說明形成蔗糖的葡萄糖和果糖之間是通過苷羥基脫水結(jié)合。2.麥芽糖自然界中僅少量存在麥芽中。淀粉經(jīng)淀粉酶水解可得到麥芽糖。麥芽糖是無色晶體，熔點(diǎn)160—165℃。麥芽糖是兩分子的D-(+)-葡萄糖的縮水產(chǎn)物，形成的是α-葡萄糖苷，分子中存在苷羥基，能與苯肼成脎；具有還原性，能與托倫斯試劑、菲林試劑反應(yīng)；能被溴水氧化生成麥芽糖酸。3.纖維二糖纖維二糖是通過纖維素的部分水解得到的無色晶體，熔點(diǎn)225℃。纖維二塘是兩分子的D-(+)-葡萄糖的縮水產(chǎn)物，形成的是β-葡萄糖苷。其化學(xué)性質(zhì)與麥芽糖相似，也是還原性糖，被溴水氧化生成纖維二糖酸。雖然纖維二糖與麥芽糖在結(jié)構(gòu)上的唯一區(qū)別是：纖維二糖成苷半縮醛羥基是β型的，麥芽糖成苷半縮醛羥基是α型的。但在生理上存在很大的差別。麥芽糖有甜味，纖維二糖無味；麥芽糖可以被人體消化吸收，但纖維素是牛、羊、馬等動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)食料。四、多糖多糖是由數(shù)百至數(shù)千個(gè)單糖通過苷鍵結(jié)合而成的天然高分子化合物。多糖水解只生成一種單糖的稱為同多糖，水解生成兩種或兩種以上的稱為雜多糖。植物的骨架、昆蟲的甲殼、植物的粘液、樹膠等都是有多糖組成的，同時(shí)為植物和動(dòng)物的生命活動(dòng)提供了營(yíng)養(yǎng)成分。多糖中最重要的是淀粉和纖維素。多糖沒有甜味，大多不溶于水。多糖的末端含有苷羥基，但苷羥基的比例很小，因此多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象?！窘涣髋c討論】取少許青澀的蘋果肉，往其中加入幾滴碘液，觀察到果肉慢慢變藍(lán)，另取一支試管加入少許成熟的蘋果汁，往其中加入托倫試劑后并水浴加熱，將會(huì)觀察到試管壁有光亮的銀鏡，能解釋上述現(xiàn)象嗎？1．淀粉淀粉是無色無味的顆粒，大量存在于植物的果實(shí)、根莖和種子中。淀粉是動(dòng)植物生命活動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)成分之一，是制備乙醇、丁醇、丙酮、葡萄糖等的工業(yè)原料。淀粉的分子式為(C6H10O5)n，在酸或酶的作用下，淀粉水解生成糊精，進(jìn)一步水解，最終水解產(chǎn)物為葡萄糖。根據(jù)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，淀粉分為直連淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉是一種線型聚合物，由于分子內(nèi)的氫鍵作用，使得其結(jié)構(gòu)卷曲為螺旋狀，內(nèi)部具有空腔。當(dāng)?shù)夥肿鱼@入淀粉分子的螺旋鏈中的空腔時(shí)，被吸附生成深藍(lán)色的淀粉-I2絡(luò)合物，此反應(yīng)非常靈敏，加熱藍(lán)色消失，冷卻藍(lán)色出現(xiàn)，常用于檢驗(yàn)碘的存在。支鏈淀粉的許多羥基暴露在外側(cè)，易與水形成氫鍵，水溶性好。支鏈淀粉遇碘呈紫紅色。2.纖維素纖維素是自然界分布最廣的一種多糖，是構(gòu)成植物體的主要成分。廣泛分布棉花、亞麻、木材、果殼、稻草、蘆葦?shù)戎参镏?。纖維素的分子式為(C6H10O5)n，是天然高分子化合物。純纖維素?zé)o色、無味、無臭，不溶于水和一般的有機(jī)溶劑，其分子內(nèi)含有大量的羥基，具有一定的吸濕性。纖維素分子中含有羥基，具有醇的性質(zhì)，能發(fā)生成醚和成酯反應(yīng)；不具有還原性，不能與托倫斯試劑、菲林試劑反應(yīng)。例如：在濃硫酸的催化下，纖維素和硝酸反應(yīng)生成硝化纖維素酯。根據(jù)硝化程度的不同，含氮量不同。含氮量為11%左右的，稱為膠棉，易燃而無爆炸性，與樟腦混合可制備賽璐璐塑料以及呵啰叮油漆等；含氮量為13%左右的，稱為火棉，易燃易爆，可用于制造無煙火藥。在少量濃硫酸的催化下，纖維素與乙酸酐和醋酸混合液作用，生成醋酸纖維素酯。醋酸纖維素酯部分水解得到的二醋酸纖維素酯，不易燃燒，可用于制造高質(zhì)量的人造絲和電影膠片。纖維素在堿性條件下與鹵代烷作用，得到纖維素醚。例如，纖維素與堿作用生成的纖維素鈉，在高溫高壓下與氯甲烷反應(yīng)，生成甲基纖維素。纖維素鈉與氯乙酸鈉反應(yīng)生成羧甲基纖維素鈉（C6上的羥基醚化）。羧甲基纖維素鈉可用于紡織工業(yè)的上漿劑、粘合劑，石油工業(yè)的泥漿穩(wěn)定劑，造紙工業(yè)的膠料及合成洗滌劑的填料，牙膏和冰淇淋的穩(wěn)定劑等。纖維素與氫氧化鈉和二硫化碳作用，生成纖維素黃原酸酯鈉鹽，在稀硫酸中水解生成黏膠纖維。主題2氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基的化合物稱為氨基酸。不同來源的蛋白質(zhì)中的絕大多數(shù)在酸、堿或酶的作用下完全水解，生成α-氨基酸的混合物。α-氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元。一、氨基酸的分類與命名1．氨基酸的分類氨基酸可以看成是羧酸分子中烴基上的一個(gè)或幾個(gè)氫原子被氨基取代后生成的化合物。根據(jù)氨基酸性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，氨基酸的分類如下：（1）根據(jù)分子中烴基的不同，氨基酸可分為：脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和雜環(huán)氨基酸。（2）根據(jù)脂肪族氨基酸分子中氨基和羧基的相對(duì)位置分為α-，β-，γ-，...,ω-氨基酸。α-氨基酸β-氨基酸γ-氨基酸實(shí)例：（3）根據(jù)分子中所含氨基和羧基數(shù)目的不同，分為中性氨基酸（氨基和羧基的數(shù)目相同）；酸性氨基酸（羧基的數(shù)目多于氨基的）；堿性氨基酸（氨基的數(shù)目多于羧基的）。中性氨基酸氨基的數(shù)目和羧基相同酸性氨基酸羧基的數(shù)目多于氨基的堿性氨基酸氨基的數(shù)目多于羧基的實(shí)例：2．氨基酸的命名氨基酸的系統(tǒng)命名法原則與羧酸的相同，通常將羧酸看成是母體，氨基看成是取代基。4-甲基-2-氨基戊酸2-氨基-3-羥基丙酸2-氨基戊二酸天然的α-氨基酸按照來源和性質(zhì)所得的俗名來命名。實(shí)例：甘氨酸，等電點(diǎn):5.97丙氨酸，等電點(diǎn):6.00絲氨酸，等電點(diǎn):5.68半胱氨酸，等電點(diǎn):5.05光氨酸，等電點(diǎn):4.08蘇氨酸，等電點(diǎn):5.7蛋氨酸，等電點(diǎn):5.74纈氨酸，等電點(diǎn):5.96常見的氨基酸亮氨酸，等電點(diǎn):6.02異亮氨酸，等電點(diǎn):5.92苯丙氨酸，等電點(diǎn):5.48酪氨酸，等電點(diǎn):5.66脯氨酸，等電點(diǎn):6.30色氨酸，等電點(diǎn):5.80常見的氨基酸天門冬氨酸，等電點(diǎn):2.77谷氨酸，等電點(diǎn):3.22精氨酸，等電點(diǎn):10.76組氨酸，等電點(diǎn):7.59賴氨酸，等電點(diǎn):9.74常見的氨基酸二、氨基酸的性質(zhì)氨基酸分子中含有氨基和羧基，分子間或分子內(nèi)可以形成氫鍵，因此具有較高的熔點(diǎn)。大多數(shù)氨基酸為高熔點(diǎn)的無色晶體，少數(shù)為粘稠液體。大多數(shù)氨基酸容易受熱分解。一般易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等溶液中，在水中具有一定的溶解度，難溶于非極性溶劑。由于氨基酸分子中存在-NH2和-COOH，因此分別具有-NH2和-COOH的性質(zhì)，如氨基的?；⑼榛?，羧基的成酯、成酰氯等。此外，氨基酸還有一些特性?！窘涣髋c討論】為什么烹飪菜肴時(shí)，通常在臨起鍋時(shí)才加入味精？1.酸堿性和等電點(diǎn)氨基酸分子中的酸性羧基和堿性氨基相互作用，形成了內(nèi)鹽。內(nèi)鹽分子中含有正、負(fù)離子，也稱為偶極離子。氨基酸分子中的氨基顯示堿性，羧基顯示酸性，在不同的溶液中，氨基酸以偶極離子、正離子、負(fù)離子的形式形成一個(gè)平衡體系。在電場(chǎng)中不同pH的氨基酸溶液表現(xiàn)不同行為，酸性溶液中，主要以正離子的形式存在，會(huì)向電場(chǎng)的陰極移動(dòng)；堿性溶液中，主要以負(fù)離子的形式存在，會(huì)向陽極移動(dòng)。當(dāng)溶液pH為一定數(shù)值，氨基酸主要以偶極離子的形式存在，其正、負(fù)電荷相等時(shí)，不會(huì)向電場(chǎng)的陽極或陰極移動(dòng)。此時(shí)，溶液的pH就是該氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。不同組成的氨基酸等電點(diǎn)不同。中性氨基酸的等電點(diǎn)為：6.2～6.8。酸性氨基酸的等電點(diǎn)為：2.8～3.2。堿性氨基酸的等電點(diǎn)為：7.6～10.8。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸具有一些特性：（1）溶解度最小。利用等電點(diǎn)，可分離提取各種不同的氨基酸。（2）等電點(diǎn)是每一種氨基酸的特定常數(shù)，氨基酸不同，等電點(diǎn)不同。所以可以通過測(cè)定氨基酸的等電點(diǎn)來鑒別氨基酸。2.與亞硝酸的反應(yīng)氨基酸中的氨基（伯胺）與亞硝酸反應(yīng)，生成羥基酸，并定量的放出氮?dú)?。通過測(cè)定放出的氮?dú)獾牧浚梢杂?jì)算出氨基酸分子中氨基的含量。3.脫水反應(yīng)氨基酸受熱或與脫水劑供熱，發(fā)生脫水或脫氨反應(yīng)，分子中氨基和羧基的相對(duì)位置不同，產(chǎn)物不同。α-氨基酸受熱時(shí)，兩分子間的羧基和氨基相互酯化脫水生成交酰胺。γ-氨基酸和δ-氨基酸很容易脫水生成穩(wěn)定五元環(huán)和六元環(huán)的內(nèi)酰胺。γ-丁內(nèi)酰胺δ-戊內(nèi)酰胺交酰胺和內(nèi)酰胺在酸或堿的催化下，水解為原來的氨基酸。4.顯色反應(yīng)氨基酸（伯胺）能與茚三酮的水合物反應(yīng)生成藍(lán)紫色的化合物。水合茚三酮藍(lán)紫色化合物此反應(yīng)用于氨基酸的定性和定量實(shí)驗(yàn)。主題3蛋白質(zhì)

α-氨基酸的氨基與羧基分子間失水生成以相連的縮合產(chǎn)物，稱為肽。兩個(gè)氨基酸縮合成二肽；三個(gè)氨基酸縮合成三肽；3-50個(gè)氨基酸縮合成多肽。蛋白質(zhì)是由多種α-氨基酸以一定的順序縮合而成的多肽鏈，再按照一定的順序結(jié)合而成的高分子化合物。多肽和蛋白質(zhì)并無嚴(yán)格的區(qū)別，相對(duì)分子質(zhì)量在10000以上的多肽叫做蛋白質(zhì)。一、蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和分類1．蛋白質(zhì)的組成由元素分析可知，蛋白質(zhì)含有C、H、O、N和少量S，有的蛋白質(zhì)還含有微量的P、Fe、Zn、Mo等元素。干燥蛋白質(zhì)的元素組成如下：2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。不僅存在多肽內(nèi)氨基酸的種類和排列順序不同——構(gòu)造異構(gòu)，而且還存在多肽鏈空間結(jié)構(gòu)的不同——構(gòu)型和構(gòu)象異構(gòu)。（1）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)各種氨基酸按照一定的排列順序構(gòu)成的蛋白質(zhì)肽鏈骨架是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，又稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)。（2）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)肽鏈的局部在空間盤旋和折疊而形成的特定的空間排列，稱為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。氫鍵在蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)中起著很重要的作用，通過最大程度的氫鍵結(jié)合，形成了比較穩(wěn)定的構(gòu)象。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)有兩種：ɑ-螺旋結(jié)構(gòu)和β-褶皺片狀結(jié)構(gòu)，如圖所示：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（ɑ-螺旋結(jié)構(gòu)）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（β-褶皺片狀結(jié)構(gòu)）（3）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)整體繼續(xù)卷曲、盤旋和折疊，就形成了蛋白質(zhì)復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)。在折疊時(shí)，親水性的極性基團(tuán)暴露于表面，疏水性的非極性基團(tuán)包在中間。維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有：氫鍵、二硫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力等。（4）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)有些蛋白質(zhì)分子中，不止含有一條多肽鏈，例如，血紅蛋白是有四條多肽鏈依靠靜電引力聚集在一起，形成了緊密的結(jié)構(gòu)。涉及整個(gè)分子中肽鏈的聚集狀態(tài)的即為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。3．蛋白質(zhì)的分類按照溶解度的不同，蛋白質(zhì)分為：纖維蛋白質(zhì)（不溶于水）和球蛋白質(zhì)（能溶于水、酸、堿或鹽溶液）。按照水解產(chǎn)物的不同，蛋白質(zhì)分為：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)（水解只生成α-氨基酸），如清蛋白、球蛋白等；結(jié)合蛋白質(zhì)（水解除α-氨基酸外，還生成非蛋白質(zhì)物質(zhì)，如糖、脂肪等），如：核蛋白、糖蛋白等。二、蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)是高分子化合物，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，分子中含有許多官能團(tuán)，這些基團(tuán)彼此相互影響，使得蛋白質(zhì)呈現(xiàn)特殊的性質(zhì)，如溶液的膠體性質(zhì)、鹽析與變性等。【交流與討論】雞蛋為什么要在高溫下蒸熟、煮熟或炒熟了才吃？感冒打點(diǎn)滴前為什么要用酒精擦拭扎針部位？重金屬如Hg2+、Pb2+等為什么可以使人體中毒？1．兩性與等電點(diǎn)與氨基酸相似，蛋白質(zhì)也是兩性的，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽。某一蛋白質(zhì)在一定pH時(shí)，所帶有的正電荷和負(fù)電荷數(shù)量相同，在電場(chǎng)中不移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH就是該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。不同的蛋白質(zhì)有不同的等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)在水中的溶解度最小，最容易析出沉淀。不同的蛋白質(zhì)分子大小、所帶電荷的性質(zhì)、數(shù)量不同，在電泳池中移動(dòng)的速度不同，在同一pH溶液中，可以進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離和分析。2．鹽析向蛋白質(zhì)的水溶液中加入濃的無機(jī)鹽如硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂或氯化鈉溶液，可以使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀出來，這種作用稱為鹽析。鹽析出來的蛋白質(zhì)可再溶于水，而不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)。不同的蛋白質(zhì)析出時(shí)，所需鹽的最低濃度不同，利用鹽析可以分離蛋白質(zhì)。3．變性在受熱、紫外線、X射線或某些化學(xué)試劑如硝酸、三氯乙酸、單寧酸、苦味酸、重金屬鹽、尿素、丙酮等的作用下，蛋白質(zhì)的一些物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。例如蛋白質(zhì)的溶解度降低，甚至凝結(jié)析出沉淀。小貼士4．變色反應(yīng)蛋白質(zhì)分子中含有不同的氨基酸，可與不同的試劑發(fā)生特殊的顏色反應(yīng)。（1）茚三酮反應(yīng)茚三酮能與分子中含有結(jié)構(gòu)的化合物，例如α-氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽等，生成藍(lán)紫色的物質(zhì)。（2）縮二脲反應(yīng)在蛋白質(zhì)的氫氧化鈉溶液中，加入稀硫酸銅溶液，發(fā)生了縮二脲反應(yīng)，溶液呈現(xiàn)紫色或粉紅色。二肽以上的肽和蛋白質(zhì)都有此顯色反應(yīng)。（3）黃蛋白反應(yīng)某些蛋白質(zhì)遇到硝酸會(huì)變成黃色，可能是蛋白質(zhì)中的苯環(huán)發(fā)生了硝化反應(yīng)。例如人的皮膚或指甲遇濃硝酸變?yōu)辄S色。主題4核酸核酸是由許多核苷酸通過磷酸酯鍵按照一定的順序結(jié)合而成的生物高分子化合物。最初核酸是從細(xì)胞核內(nèi)分離出來，具有酸性，因此稱為核酸。核酸不僅存在于細(xì)胞核（DNA）內(nèi)，也存在于細(xì)胞質(zhì)（RNA）中。在生物體內(nèi)，核酸控制細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂，并參與蛋白質(zhì)的合成，對(duì)遺傳信息的傳遞和儲(chǔ)存等起著重要的作用。一、核酸的組成1．雜環(huán)堿核酸分子中的雜環(huán)堿有兩類：嘌呤堿和嘧啶堿。主要有以下5種：腺嘌呤(A)鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)2．核糖和脫氧核糖核酸水解得到的戊醛糖有兩種：核糖和脫氧核糖。核糖脫氧核糖水解后得到核糖的核酸叫做核糖核酸（簡(jiǎn)稱為RNA）；水解后得到脫氧核糖的核酸叫做脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱為DNA）。3．核苷核苷是由核糖或脫氧核糖分子中的C1’羥基(苷羥基）與嘌呤堿N9-H或嘧啶堿N1-H脫水結(jié)合而成的。根據(jù)核苷中所含核糖的不同，核糖分為：核糖核苷和脫氧核糖核苷。核糖核苷脫氧核糖核苷B：堿基堿基＝Ａ:腺嘌呤核糖核苷

G:鳥嘌呤核糖核苷

C:胞嘧啶核糖核苷

U:尿嘧啶核糖核苷堿基＝Ａ:腺嘌呤脫氧核糖核苷

G:鳥嘌呤脫氧核糖核苷

C:胞嘧啶脫氧核糖核苷

T:胸腺嘧啶脫氧核糖核苷鳥嘌呤核糖核苷和胸腺嘧啶脫氧核糖核苷的結(jié)構(gòu)式如下：實(shí)例：鳥嘌呤核糖核苷胸腺嘧啶脫氧核糖核苷4．核苷酸核苷酸是核苷的磷酸酯。核糖或脫氧核糖分子中C5’上羥基與磷酸以酯鍵結(jié)合而成。核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸二、核酸的結(jié)構(gòu)核酸是由一個(gè)核苷酸C5’上的磷酸酯基與另一個(gè)核苷酸C3’上的羥基之間脫水形成磷酸二酯連接而成的線型聚合物。由核糖核苷酸聚合而成的稱為RNA鏈；由脫氧核糖核酸聚合而成的稱為DNA鏈。一種核酸中含有多種堿基，核酸鏈中含有不同堿基的各種核苷酸是按一定的排列次序相互連接的，這就形成了核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)示意圖三、核酸的生物功能核酸在生物體內(nèi)主要與蛋白質(zhì)結(jié)合成核蛋白質(zhì)。核酸具有極其重要的生理功能，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。DNA是遺傳信息的攜帶者，它的結(jié)構(gòu)決定生物合成蛋白質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)，并保證把這種特性遺傳給下一代。RNA是以DNA為模板而形成的，并且直接參與蛋白質(zhì)的生物合成。DNA是RNA的模板，RNA又是蛋白質(zhì)的模板。存在于DNA分子上的遺傳信息就是由DNA傳遞給RNA，在傳遞給蛋白質(zhì)。任務(wù)訓(xùn)練11從茶葉中提取咖啡因一、工作任務(wù)從茶葉中提取咖啡因二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知識(shí)目標(biāo)2．素質(zhì)目標(biāo)3．能力目標(biāo)（1）通過查找資料，了解反應(yīng)物的物性參數(shù)；（2）知道索氏提取器、升華操作的原理。（1）會(huì)查找資料；（2）學(xué)會(huì)規(guī)范操作，樹立安全意識(shí)；（3）具有嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度及認(rèn)真仔細(xì)的工作態(tài)度。（1）能從茶葉中提取咖啡因；（2）會(huì)操作索氏提取器；（3）會(huì)升華操作技術(shù)。三、學(xué)習(xí)要求（1）組長(zhǎng)組織組員召開小組會(huì)議，領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)行任務(wù)分工；（2）結(jié)合所學(xué)的有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)討論理解實(shí)驗(yàn)原理；（3）討論實(shí)驗(yàn)安全事項(xiàng)。四、任務(wù)落實(shí)1．資料查詢、收集與整理。通過查閱資料，填寫表11－22.實(shí)驗(yàn)原理和儀器（1）實(shí)驗(yàn)原理為了提取茶葉中的咖啡因，本實(shí)驗(yàn)利用咖啡因易溶于乙醇，易升華等特點(diǎn)，以95%乙醇作溶劑，通過索氏提取器進(jìn)行連續(xù)提取，經(jīng)濃縮、焙炒得到粗咖啡因。

粗咖啡因中還含有其他一些生物堿和雜質(zhì)，通過升華提取得到純咖啡因。萃取分離技術(shù)：萃取是利用反應(yīng)體系中各組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作，有兩種方式。

①液-液萃取。用選定的溶劑分離液體混合物中某種組分，溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶，具有選擇性的溶解能力，而且必須有好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，毒性低，腐蝕性小。如用苯分離煤焦油中的酚；用有機(jī)溶劑分離石油餾分中的烯烴等。②固-液萃?。ㄒ步薪。?。用溶劑分離固體混合物中的組分，如用水浸取甜菜中的糖類；用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量；用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏等。

萃取方法：浸泡法；連續(xù)萃取法。

萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用來提純和純化化合物的手段之一，操作過程不改變被萃取物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以萃取操作是一個(gè)物理過程。通過萃取，能從固體或液體混合物中提取出所需要的化合物。（2）材料清單索氏提取器、電熱套、表面皿、蒸發(fā)皿、漏斗。酒精、茶葉3．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)裝置（2）實(shí)驗(yàn)流程五、任務(wù)評(píng)價(jià)1．產(chǎn)品外觀

白色針狀結(jié)晶。2.產(chǎn)品產(chǎn)量稱量并計(jì)算收率，填寫產(chǎn)品質(zhì)量及其評(píng)價(jià)表產(chǎn)品外觀實(shí)際產(chǎn)量/g理論產(chǎn)量/g產(chǎn)率%六、注意事項(xiàng)

1.濾紙?zhí)状笮〖纫o貼器壁，又能方便取放，其高度不得超過虹吸管；濾紙包茶葉末時(shí)要包緊，防止茶葉末漏出堵塞虹吸管；紙?zhí)咨厦嬲鄢砂夹?，以保證回流液均勻浸潤(rùn)被萃取物。2.索氏提取器的虹吸管極易折斷，安裝和拆卸裝置時(shí)必須特別小心。3.套筒內(nèi)萃取液顏色稍淺時(shí)，即可停止萃取。4.蒸餾分離乙醇時(shí)，不可蒸得太干，否則殘液很黏，轉(zhuǎn)移時(shí)損失較大。六、注意事項(xiàng)

5.生石灰起吸水和中和的作用，以除去部分酸性雜質(zhì)（如鞣酸、單寧酸等），還可作為載體以利于后面的升華操作。6.升華操作是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。升華過程中，始終都需要控制升華的溫度，若溫度過低，升華速率慢甚至無法升華到濾紙上面而凝結(jié)在濾紙下端，掉回蒸發(fā)皿中無法收集；如溫度太高，會(huì)使產(chǎn)物發(fā)黃。點(diǎn)贊中國(guó)

核酸檢測(cè)的原理及中國(guó)成就

新型冠狀病毒出現(xiàn)后，我國(guó)科學(xué)家在極短的時(shí)間里完成了對(duì)新型冠狀病毒全基因組序列的解析，并通過與其它物種的基因組序列對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了新型冠狀病毒中的特異核酸序列。臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過程中，如果能在患者樣本中檢測(cè)到新型冠狀病毒的特異核酸序列，應(yīng)提示該患者可能被新型冠狀病毒感染。

核酸檢測(cè)的物質(zhì)是病毒的核酸。新型冠狀病毒是一種僅含有RNA的病毒，病毒中特異性RNA序列是區(qū)分該病毒與其它病原體的標(biāo)志物。核酸檢測(cè)是查找患者的呼吸道標(biāo)本、血液或糞便中是否存在外來入侵的病毒的核酸，來確定是否被新冠病毒感染。因此一旦檢測(cè)為核酸“陽性”，即可證明患者體內(nèi)有病毒存在。

檢測(cè)新型冠狀病毒特異序列的方法最常見的是熒光定量PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）。因PCR反應(yīng)模板僅為DNA，因此在進(jìn)行PCR反應(yīng)前，應(yīng)將新型冠狀病毒核酸（RNA）逆轉(zhuǎn)錄為DNA。在PCR反應(yīng)體系中，包含一對(duì)特異性引物以及一個(gè)Taqman探針，該探針為一段特異性寡核苷酸序列，兩端分別標(biāo)記了報(bào)告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)。探針完整時(shí)，報(bào)告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號(hào)被淬滅基團(tuán)吸收；如反應(yīng)體系存在靶序列，PCR反應(yīng)時(shí)探針與模板結(jié)合，DNA聚合酶沿模板利用酶的外切酶活性將探針酶切降解，報(bào)告基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離，發(fā)出熒光。每擴(kuò)增一條DNA鏈，就有一個(gè)熒光分子產(chǎn)生。熒光定量PCR儀能夠監(jiān)測(cè)出熒光到達(dá)預(yù)先設(shè)定閾值的循環(huán)數(shù)（Ct值）與病毒核酸濃度有關(guān)，病毒核酸濃度越高，Ct值越小。不同生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品會(huì)依據(jù)自身產(chǎn)品的性能確定本產(chǎn)品的陽性判斷值。

在這次疫情防控中，中國(guó)踐行命運(yùn)共同體的治國(guó)理念，生動(dòng)體現(xiàn)了“以人為本”的原則。中國(guó)向世界展現(xiàn)了負(fù)責(zé)任、文明、仁義的大國(guó)形象，中國(guó)文明、仁義的行動(dòng)獲得了世界人民的稱贊，聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)古特雷斯認(rèn)為中國(guó)為全人類做出了巨大貢獻(xiàn)。這些形象有力增進(jìn)了國(guó)際社會(huì)的相互信任，加強(qiáng)了國(guó)際社會(huì)的團(tuán)結(jié)，中國(guó)形象已成為中國(guó)團(tuán)結(jié)世界各國(guó)抗擊疫情最重要的力量。隨著疫情防控成效的持續(xù)好轉(zhuǎn)，中國(guó)已積極有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)韌性和消費(fèi)能力成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，而中國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行則會(huì)為世界經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展提供保障。Theend模塊十二有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)導(dǎo)航主題1認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化合物主題2命名有機(jī)化合物主題3鑒別有機(jī)化合物主題4制備有機(jī)化合物主題5有機(jī)化合物的制備技術(shù)目錄1．加深對(duì)有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化合物的認(rèn)識(shí)，鞏固有機(jī)化合物的命名；2.總結(jié)有機(jī)化合物鑒別的方法和規(guī)律；3.掌握各種有機(jī)化合物的制備方法和有機(jī)化合物的工業(yè)合成技術(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)【問題導(dǎo)入】前面我們學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化合物的知識(shí)，你知道眾多有機(jī)化合物的命名、反應(yīng)與合成有什么規(guī)律嗎？各類有機(jī)化合物之間有什么內(nèi)在聯(lián)系？

歸納和總結(jié)是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的重要環(huán)節(jié)，找出它們的共性和不同官能團(tuán)化合物的個(gè)性之間的關(guān)系，從而可以做到舉一反三。有機(jī)化合物的制備是有機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，只要勤于思考、善于歸納總結(jié)，培養(yǎng)自學(xué)能力，不斷提高分析問題和解決問題的能力，熟練掌握化合物的性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，一切問題都會(huì)迎刃而解。第一節(jié)認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化合物一、基本概念（1）有機(jī)化學(xué)：研究有機(jī)化合物的化學(xué)（2）有機(jī)化合物：碳?xì)浠衔锛捌溲苌锒?、烴類的通式（1）烷烴（2）烯烴及環(huán)烷烴（3）炔烴及二烯烴（4）鹵代烴通式（5）醇的通式（7）醚的通式（8）醛的通式（9）酮的通式（10）羧酸的通式（6）酚的通式ROH

（11）羧酸衍生物的通式（12）含氮化合物的通式主題2命名有機(jī)化合物一、命名原則系統(tǒng)命名法命名時(shí)遵循以下原則：1.選擇主鏈選擇含有官能團(tuán)的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈，有取代基時(shí)，選擇含取代基（支鏈）最多的最長(zhǎng)碳鏈。2.主鏈編號(hào)從距離官能團(tuán)最近一端開始。如果有兩種以上的編號(hào)方法，則以取代基之和最小為原則。3.命名順序以先取代基后母體的順序命名，取代基按“優(yōu)先基團(tuán)后列出”的順序出現(xiàn)，母體前標(biāo)明官能團(tuán)的位置。4.烯炔的命名分子中同時(shí)含有雙鍵和三鍵時(shí)，以“烯炔”命名。選擇含有雙鍵及三鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈，編號(hào)時(shí)先使雙鍵、三鍵位次之和最小，同樣情況下先使雙鍵位次最小，在烯炔前分別標(biāo)明雙、三鍵位次。5.多官能團(tuán)化合物的命名多官能團(tuán)化合物命名時(shí)，一般是按照第X章表-所列官能團(tuán)的優(yōu)先次序來確定母體和取代基。處于最前面的官能團(tuán)為優(yōu)先基團(tuán)，由它決定母體名稱，其他官能團(tuán)都作為取代基來命名。二、取代基的命名1.烷基從烷烴分子中去掉一個(gè)氫原子后剩余基團(tuán)，稱為烷基。甲基乙基丙基異丙基異戊基異丁基異丁基叔丁基丁基新戊基2．烯基從烯烴分子中去掉一個(gè)氫原子后剩余基團(tuán)，稱為烯基。3．環(huán)基從單環(huán)脂環(huán)烴分子中去掉一個(gè)氫原子后的剩余基團(tuán)，稱為環(huán)基。乙烯基烯丙基丙烯基異丙烯基2-丁烯基3-丁烯基環(huán)丙基環(huán)丁基2-環(huán)戊烯基2-甲基環(huán)己基4．芳基從芳香烴分子中去掉一個(gè)氫原子后的剩余基團(tuán)，稱為芳基。5．烷氧基6．氨基苯基對(duì)甲苯基芐基甲氧基乙氧基丙氧基異丙氧基乙氨基二甲氨基甲乙氨基氨甲基7．?；阴；揭阴；被柞；u代甲?；黝}3鑒別有機(jī)化合物有機(jī)物在生產(chǎn)、研究及檢驗(yàn)過程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問題：2種或2種以上的化合物的標(biāo)簽丟失，雖知道這其中有什么物質(zhì)，但無法一一對(duì)應(yīng)。對(duì)分別存放的2種或2種以上的有機(jī)物進(jìn)行定性辨認(rèn)的過程，稱有機(jī)化合物的鑒別，它是有機(jī)化學(xué)知識(shí)的一個(gè)基本應(yīng)用。鑒別中的待鑒別物，一般為純凈物，鑒別的依據(jù)是幾種物質(zhì)的不同特性。特性可以是物質(zhì)的顏色、氣味、溶解性以及溶解時(shí)的熱效應(yīng)等物理性質(zhì)，也可以是某一種有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)。一、鑒別有機(jī)物常用方法1．水溶性法通過觀察有機(jī)物是否溶于水以及溶于水的密度大小進(jìn)行判斷。有機(jī)物中只有少數(shù)物質(zhì)易溶于水，大部分有機(jī)物都不易溶于水。2．燃燒法通過觀察有機(jī)物燃燒現(xiàn)象進(jìn)行鑒別。如通過煙霧的顏色、燃燒時(shí)的氣味等。3．官能團(tuán)法官能團(tuán)決定有機(jī)物的主要化學(xué)性質(zhì)，通過官能團(tuán)的特征反應(yīng)可鑒別有機(jī)物。鑒別時(shí)，并不是化合物的所有化學(xué)性質(zhì)都可以用于鑒別，必須具備一定的條件。如：化學(xué)反應(yīng)中有顏色變化；化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著明顯的溫度變化（放熱或吸熱）；反應(yīng)產(chǎn)物有氣體產(chǎn)生；反應(yīng)產(chǎn)物有沉淀生成或反應(yīng)過程中沉淀溶解、產(chǎn)物分層等。鑒別時(shí)最好是該化合物的特征反應(yīng)，以排除是別的物質(zhì)的可能性。同時(shí)要求反應(yīng)的操作要簡(jiǎn)便易行，步驟較少?！窘涣髋c討論】實(shí)驗(yàn)室有4瓶失去標(biāo)簽的無色液體，已知是正己烷、1-己炔、1，3-環(huán)戊二烯、2-甲基-1-丁烯，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)鑒別方案并貼上正確標(biāo)簽。二、鑒別不飽和烴1．與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)烯烴、炔烴與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，溴的紅棕色立即消失。2．與高錳酸鉀溶液反應(yīng)烯烴、炔烴很容易使高錳酸鉀的紫色褪去，利用此性質(zhì)可鑒別不飽和烴。3．與銀氨溶液或氯化亞銅的氨溶液反應(yīng)末端炔烴與銀氨溶液（硝酸銀的氨溶液）或氯化亞銅的氨溶液反應(yīng)，分別生成白色炔銀和紅棕色炔亞銅沉淀，用此反應(yīng)可鑒別末端炔烴?！窘涣髋c討論】現(xiàn)有3瓶丟失標(biāo)簽的無色液體，是正戊烷、1-戊烯、環(huán)丙烷，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)鑒別方案并貼上正確標(biāo)簽。三、鑒別脂環(huán)烴1．鑒別小環(huán)烴與其他環(huán)烴脂環(huán)烴中環(huán)丙烷像烯烴一樣，在常溫下即與鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵代烴。環(huán)丁烷需加熱才能與鹵素反應(yīng)。2．鑒別小環(huán)烴與不飽和烴常溫下，即使較活潑的環(huán)丙烷與一般的氧化劑（如高錳酸鉀水溶液）也不起反應(yīng)，這與不飽和烴的性質(zhì)不同?！窘涣髋c討論】實(shí)驗(yàn)室有4瓶失去標(biāo)簽的無色液體，可能為叔丁基氯，2-溴丁烷，碘乙烷，烯丙基溴，請(qǐng)將其一一鑒別。四、鑒別鹵代烴鹵代烴與硝酸銀的乙醇溶液作用，生成硝酸酯和鹵化銀沉淀。根據(jù)鹵代烴的反應(yīng)活性對(duì)產(chǎn)生沉淀快慢的影響，及鹵化銀顏色的差別，該反應(yīng)既可用于鑒別不同類別的烴基，也可用于鑒別不同的鹵原子。反應(yīng)速率：伯鹵代烴需要加熱才能反應(yīng)，乙烯型和苯型鹵代烴加熱也不反應(yīng)。五、鑒別醇1．與盧卡斯試劑反應(yīng)反應(yīng)速率：（不反應(yīng)，加熱后反應(yīng)）（10min反應(yīng)）（立即反應(yīng)）2．與活潑金屬反應(yīng)可用此反應(yīng)鑒別C6以下的低級(jí)醇。由于含活潑氫的有機(jī)化合物較多，因此該反應(yīng)并不是醇所獨(dú)有的特征反應(yīng)。3．氧化反應(yīng)伯醇被K2Cr2O7、KMnO4、濃HNO3等氧化劑氧化。此反應(yīng)中溶液由橙紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，以此鑒別醇。仲醇由于其α-C上只有一個(gè)氫原子，所以它被氧化的產(chǎn)物為酮。而叔醇在室溫下不易被氧化，故可用氧化反應(yīng)區(qū)別叔醇。4．鄰二醇的鑒別丙三醇、乙二醇等相鄰位置具有兩個(gè)羥基的多元醇都能與新配制的氫氧化銅溶液作用，生成絳藍(lán)色產(chǎn)物，此反應(yīng)可用于鄰二醇的鑒別。甘油銅（藍(lán)色）六、鑒別酚1．與溴水反應(yīng)2．與三氯化鐵反應(yīng)酚與三氧化鐵溶液發(fā)生顏色反應(yīng)，酚的結(jié)構(gòu)不同，顏色也不同，因此可利用該反應(yīng)鑒別酚。七、鑒別醚醚分子中氧原子上帶有未共用電子對(duì)，能與強(qiáng)酸（如濃硫酸和濃鹽酸）作用形成鹽，而溶于濃酸中。鹽很不穩(wěn)定，遇水分解成原來的醚。利用此性質(zhì)可從烷烴或鹵代烴混合物中鑒別和分離醚。八、鑒別醛、酮1．與2，4—二硝基苯肼反應(yīng)醛酮與2，4—二硝基苯肼反應(yīng)，生成2，4—二硝基苯腙的黃色沉淀，現(xiàn)象明顯、便于觀察，是鑒別羰基化合物最常用的試劑。不同的醛、酮生成的腙都有固定的熔點(diǎn)，常用于醛、酮的鑒別。2．銀鏡反應(yīng)醛能與托倫試劑作用發(fā)生銀鏡反應(yīng)，而酮不反應(yīng)，故常用來鑒別醛、酮。3．與斐林試劑反應(yīng)脂肪醛與斐林試劑反應(yīng)，產(chǎn)生紅色沉淀，而芳香醛卻不能發(fā)生此反應(yīng)，即而可進(jìn)一步區(qū)分脂肪醛與芳香醛。4．碘仿反應(yīng)具有結(jié)構(gòu)的醛酮，或具有結(jié)構(gòu)的醇易被次碘酸鈉氧化，生成黃色碘仿沉淀，可用于鑒別具有這些特殊結(jié)構(gòu)的醛、酮或醇。5．與亞硫酸氫鈉醛、脂肪族甲基酮及8個(gè)碳原子以下的環(huán)酮，與飽和的亞硫酸氫鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，生成白色沉淀，可以用于定性鑒別。九、鑒別羧酸1．酸性反應(yīng)羧酸是比碳酸酸性強(qiáng)的有機(jī)酸。2．甲酸的氧化反應(yīng)甲酸分子中由于含有醛基這個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，使它具有還原性，不僅容易被高錳酸鉀氧化，還能被托倫試劑氧化而發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能與斐林試劑反應(yīng)生成銅鏡，這也是甲酸的鑒定反應(yīng)。3．草酸的氧化反應(yīng)草酸也有還原性，易被高錳酸鉀氧化生成二氧化碳和水，而且反應(yīng)是定量進(jìn)行的，所以常用草酸作為標(biāo)定高錳酸鉀溶液濃度的基準(zhǔn)物質(zhì)。【交流與討論】設(shè)計(jì)鑒別苯胺、鄰甲基苯胺、N-甲基苯胺、N、N-二甲基苯胺的方案。十、鑒別胺1．磺?；磻?yīng)伯胺與苯磺酰氯反應(yīng)的產(chǎn)物溶于強(qiáng)堿而成鹽；仲胺與苯磺酰氯反應(yīng)的產(chǎn)物不溶于堿，而是呈固體狀態(tài)析出；叔胺不發(fā)生磺?；磻?yīng)。興斯堡反應(yīng)常用于伯、仲、叔胺的鑒別和分離。2．亞硝酸反應(yīng)由于伯、仲、叔胺與亞硝酸反應(yīng)后產(chǎn)物的顏色和狀態(tài)各不相同，可以用來鑒別三種胺。伯胺與亞硝酸反應(yīng)，放出氮?dú)狻Ｖ侔放c亞硝酸反應(yīng)，生成不溶于水的黃色油狀物——亞硝酸胺。脂肪族叔胺一般不與亞硝酸反應(yīng)。芳香族叔胺與亞硝酸作用，則是在芳環(huán)上發(fā)生親電取代反應(yīng)，生成有顏色的對(duì)亞硝基化合物。3.苯胺的鑒別在常溫下苯胺與溴水作用，立即生成不溶于水的三溴苯胺的白色沉淀。該反應(yīng)是定量進(jìn)行的，可用于苯胺的定性和定量分析。注意，苯酚也能與溴水生成白色沉淀。主題4制備有機(jī)化合物有機(jī)制備是從較簡(jiǎn)單的無機(jī)物和有機(jī)物通過化學(xué)反應(yīng)合成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的有機(jī)物，并將所需要的產(chǎn)品從混合物中分離純化的過程。有機(jī)化合物的制備包括有機(jī)合成及有機(jī)產(chǎn)物的后處理兩個(gè)過程。它是有機(jī)化學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在化工生產(chǎn)企業(yè)，合成崗位也是核心崗位。要想完成某一物質(zhì)的合成，要對(duì)待制備物的結(jié)構(gòu)加以分析，從而設(shè)計(jì)和選擇有機(jī)化合物的合成路線。經(jīng)合成得到的產(chǎn)品是包含了目標(biāo)化合物的混合物，必須經(jīng)后處理才能得到符合要求的產(chǎn)品。粗產(chǎn)品的后處理是一個(gè)典型的分離純化過程，實(shí)施前仍需仔細(xì)分析混合物組成，確定后處理方案，針對(duì)不同混合物采用不同的單元操作進(jìn)行分離純化。一、烷烴的來源與制備烷烴的天然來源主要是石油和天然氣。1.天然烷烴（1）天然氣天然氣的組成因產(chǎn)地不同而變化很大。天然氣分為干氣(干性天然氣)和濕氣(濕性天然氣)兩類。干氣的成分主要是甲烷；濕氣除主要成分甲烷外，還含有乙烷、丙烷、丁烷等。（2）石油石油主要是烴類的混合物。從地下開采出來的石油一般是深褐色液體，叫做原油。原油的組成與質(zhì)量因油田不同而有顯著的差異。有些地區(qū)的原油含有大量的烷烴，甚至幾乎全部是烷烴；有些地區(qū)的原油含有環(huán)烷烴；有些地區(qū)的原油含有芳烴。（3）可燃冰可燃冰是在特定低溫高壓條件下形成的天然氣水合物，它是一種似冰狀的白色固體物質(zhì)，因含有大量甲烷而能夠燃燒，所以被稱為“可燃冰”。據(jù)科學(xué)家預(yù)算，1m3的可燃冰，在常溫常壓下可釋放164m3甲烷氣體和0.8m3的淡水。2．烷烴的制法（1）實(shí)驗(yàn)室一般通過羧酸鹽的熱分解（2）不飽和烴加氫①烯烴的還原②炔烴的催化加氫（3）通過鹵代烴制備①鹵代烴與金屬鈉作用②格氏試劑水解（4）醛、酮的還原羰基化合物醛、酮的羰基可以還原成亞甲基，得到相應(yīng)的烴。①克萊門森(Clemmenson)還原法②沃爾夫-基希納-黃鳴龍（Wolff-Kisshner-Huangminglon）還原法這個(gè)反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行的，故羰基化合物中不能含有對(duì)堿敏感的基團(tuán)(如鹵原子等)。此法可與克萊門森還原法相互補(bǔ)充，這是在苯環(huán)上間接引入直鏈烷基的最好方法。二、烯烴的制備與合成烯烴中最重要的是乙烯，其次是丙烯，它們主要來自石油裂解氣和煉廠氣，都是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料。1．烯烴的工業(yè)制備在高溫和無氧條件下，烷烴分子中的碳碳鍵或碳?xì)滏I發(fā)生斷裂，發(fā)生裂化反應(yīng)生成較小的分子。2．鹵代烴脫鹵化氫這是制備烯烴，也是生成碳碳雙鍵的一種方法。為了制備烯烴，最好選用叔或仲鹵代烴，因?yàn)椴u代烴生成烯烴的產(chǎn)率一般較低。3．醇脫水

（1）實(shí)驗(yàn)室制法（2）工業(yè)制法工業(yè)上，把乙醇的蒸氣通過加熱至360℃氧化鋁催化劑表面上，使醇發(fā)生氣相脫水而生成烯烴。4．單烯烴的其他制法

（1）炔烴加氫選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，可以使炔烴的加氫停留在烯烴階段。常用活性較低的林德拉催化劑(Pd-BaSO4/喹啉或Pd-CaCO3/醋酸鉛)，可使炔烴只加一分子氫，加成反應(yīng)停留在烯烴階段。若分子中同時(shí)含有雙鍵和三鍵時(shí)，加氫反應(yīng)首先發(fā)生在三鍵上。（2）烷烴脫氫三、炔烴的制備【交流與討論】設(shè)計(jì)由2-丁烯制備2-丁炔的方案。1．乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法2．乙炔的工業(yè)制備乙炔是有機(jī)化工的重要原料之一。目前，工業(yè)上生產(chǎn)乙炔的主要方法有電石法和甲烷部分氧化法兩種。（1）電石法此法是生產(chǎn)乙炔較為古老的方法。將石灰和焦炭在電弧高溫爐中加熱至2300℃，生成碳化鈣(俗稱電石)，碳化鈣遇水立即生成乙炔。該方法耗電量大，成本高，但技術(shù)成熟，乙炔含量較高，生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單，應(yīng)用較普遍。隨著石油工業(yè)的飛速發(fā)展，以天然氣為原料通過裂解生產(chǎn)乙炔已成為發(fā)展方向。（2）甲烷部分氧化法天然氣的主要成分是甲烷，將甲烷在1500～1600℃的高溫下部分氧化裂解可以得到乙炔、氫和一氧化碳(俗稱水煤氣)。3．其他炔烴的制備（1）炔化物的烴化（2）由二鹵代烷脫鹵化氫

（3）由1,1,2,2-四鹵代物脫鹵素四、鹵代烴的制備1．烴的直接鹵化（1）烷烴鹵代反應(yīng)（2）烯丙型烯烴的α－H高溫取代（3）芳烴取代反應(yīng)①環(huán)上鹵化②側(cè)鏈鹵代2．從不飽和制備鹵代烴（1）烯烴、炔烴加鹵素（2）烯烴、炔烴加鹵化氫3．從醇制備鹵代烴（1）醇與氫鹵酸作用試中：X=Cl,Br,I此法對(duì)制備叔鹵代烴不適用，因?yàn)槭宕寂c強(qiáng)酸作用時(shí)容易發(fā)生消除反應(yīng)而生成烯烴。此外，有些醇與氫鹵酸作用會(huì)發(fā)生重排反應(yīng)，得到混合物不易分離提純。（2）醇與鹵化磷作用醇與三鹵化磷或五氯化磷作用，是制備溴代烷和碘代烷的常用方法。三溴化磷或三碘化磷不必事先制備，只需將溴或碘與赤磷共熱即可生成。此法不適合制備鹵代烷，因?yàn)橛懈碑a(chǎn)品亞磷酸酯[P(OR)3]產(chǎn)生，造成鹵代烷產(chǎn)率較低。

（3）醇與亞硫酰氯作用亞硫酰氯即二氯亞砜，性質(zhì)較為活潑，可與醇作用生成氯代烴。4．利用重氮化合物制備在一定條件下，重氮鹽中的重氮基可以被氟、氯、溴、碘鹵原子取代，生成芳烴衍生物，同時(shí)放出氮?dú)狻＃?）被氟原子取代（2）被氯原子取代（3）被溴原子取代（4）被碘原子取代重氮基被鹵原子取代的反應(yīng)，通常用于合成用其他方法不易或不能得到的一些鹵代芳烴。5．其他制備鹵代烴的方法（1）從醚制備（2）苯氯甲基化（3）從鹵烷置換（4）從丙酮制備【交流與討論】試用三種RMgX與羰基化合物的組合形式制備五、醇的制備與合成1．烯烴水合法（1）烯烴間接水合烯烴與濃硫酸作用生成硫酸氫酯，對(duì)加成產(chǎn)物硫酸氫酯與水共熱，則水解生成相應(yīng)的醇。反應(yīng)如下：（2）烯烴直接水合一般情況下，烯烴不能和水直接發(fā)生加成反應(yīng)。但在酸的催化作用下，烯烴和水可以發(fā)生加成反應(yīng)生成醇。反應(yīng)如下：2．鹵代烴水解在強(qiáng)堿介質(zhì)中，鹵代烷烴可與水共熱發(fā)生取代反應(yīng)，鹵原子被羥基取代而生成醇。反應(yīng)寫成：3．醛、酮的還原（1）催化加氫在加熱、加壓下，醛、酮催化加氫分別生成伯醇和仲醇。（2）還原劑的還原選擇還原劑氫化鋁鋰(LiAlH4)、硼氫化鈉(NaBH4)等，也可以將醛、酮還原到醇的程度。通式寫成：4．羧酸及衍生物的還原（1）羧酸的還原在一般條件下，羧酸不易被還原。實(shí)驗(yàn)室中常用強(qiáng)還原劑氫化鋁鋰(LiAlH4)，將羧酸還原成醇。（2）羧酸衍生物的還原羧酸衍生物中，酰鹵、酸酐和酯在強(qiáng)還原劑如氫化鋁鋰(LiAlH4)的作用下，都可以還原成伯醇。其中，酯還原時(shí)，多種還原劑均可以使用，且生成兩種伯醇。①酯的催化氫化②酯的化學(xué)還原酯還能被醇和金屬鈉還原而不影響分子中的雙鍵，這在工業(yè)生產(chǎn)上具有實(shí)際意義。月桂酸甲酯月桂醇油酸丁酯油醇5．格氏試劑合成法（1）格氏試劑與環(huán)氧乙烷反應(yīng)（2）格氏試劑與醛、酮親核加成①與甲醛反應(yīng)制伯醇②與其他醛反應(yīng)制仲醇③與甲基酮反應(yīng)制叔醇（4）格氏試劑與酯反應(yīng)在干醚中，過量的格氏試劑與酯進(jìn)行反應(yīng)，然后水解，可以得到高產(chǎn)率的醇。這是制備仲醇和叔醇的一種方法。六、酚的制備與合成酚的制備有苯磺酸鈉堿熔法、鹵苯水解法和異丙苯氧化法等。近年來，開發(fā)了異丙苯法制苯酚的新工藝，該法仍以異丙苯生產(chǎn)苯酚的反應(yīng)為基礎(chǔ)，聯(lián)產(chǎn)的丙酮進(jìn)行氫化生成異丙醇。然后，異丙醇與苯進(jìn)行烷基化反應(yīng)生成異丙苯。異丙苯可以再進(jìn)入到原有的異丙苯法生產(chǎn)過程中，經(jīng)氧化、分解生成苯酚和丙酮。1．鹵代苯水解法鹵苯中的鹵原子很不活潑，一般條件下，很難水解，需在高溫、高壓和催化劑作用下，和氫氧化鈉水溶液作用生成苯酚鈉，經(jīng)酸化得到苯酚。如果鹵原子的鄰位或?qū)ξ簧线B有較強(qiáng)的吸電子基時(shí)，則較易水解成相應(yīng)的酚。2．苯磺酸鈉堿熔法苯磺酸鈉堿熔法是苯酚較早的工業(yè)制法。其原理是將苯磺酸鈉與氫氧化鈉共熔(稱為堿熔)，得到酚鈉，再酸化，即得苯酚。3．異丙苯氧化法在無水氯化鋁催化下，苯與丙烯反應(yīng)生成異丙苯，然后用空氣氧化為氫過氧化異丙苯，最后用稀硫酸使之分解為苯酚和丙酮。此法最大的優(yōu)點(diǎn)是原料價(jià)廉易得，可以連續(xù)生產(chǎn)并能同時(shí)獲得苯酚和丙酮兩種重要的原料，是目前工業(yè)上生產(chǎn)苯酚最重要的方法。4．重氮鹽水解法在合成上常通過重氮鹽來制備一些不能由磺化、堿熔法制備的酚類。該法雖然工藝復(fù)雜一些，但反應(yīng)條件溫和。例如，間氯苯酚不宜用間氯苯磺酸通過堿熔法制備，因?yàn)槁仍釉趬A熔的高溫條件下也會(huì)被羥基取代。常采用下面的方法來制備。七、醚的制備與合成1．醇分子間脫水在酸(如濃硫酸、芳磺酸或三氟化硼)催化下，醇分子間脫水生成醚。這是制備低級(jí)單醚的方法。2．威廉森法合成用威廉森法制備醚時(shí)，必須注意原料的選擇。伯鹵代烷生成醚的產(chǎn)率較好，叔鹵代烷在強(qiáng)堿條件下幾乎都是消除產(chǎn)物。例如，合成乙基叔丁基醚，需采用鹵乙烷與叔丁醇鈉反應(yīng)，而不采用叔丁基鹵和乙醇鈉反應(yīng)，因?yàn)楹笳邔⒅饕玫较N。制備芳基醚時(shí)，用酚鈉和鹵代烷，而不用鹵代芳烴和酚鈉。因?yàn)辂u代芳烴非常不活潑。3．環(huán)醚的制備在催化劑存在下對(duì)烯烴進(jìn)行氧化，相同的反應(yīng)物隨著反應(yīng)條件的不同，產(chǎn)物也不同。例如，工業(yè)上采用銀作為催化劑，用空氣或氧氣氧化，則乙烯C＝C雙鍵中的π鍵斷裂，生成環(huán)氧化合物——環(huán)氧乙烷。八、醛的制備與合成1．烯烴的氧化隨著石油化工的迅速發(fā)展，乙烯、丙烯等直接氧化制備醛和酮，已成為重要的方法。2．炔烴的水合在汞鹽催化下，炔與水生成烯醇，烯醇重排后得到相應(yīng)的羰基化合物。乙炔水合生成乙醛。其他炔水合生成酮。3．醇的氧化或脫氫由于醛比醇更容易氧化，生成相應(yīng)的羧酸。因此，用伯醇氧化制醛產(chǎn)率較低，且需要選擇合適的氧化劑(如Cr2O3/吡啶)。工業(yè)上將醇的蒸汽通過加熱的催化劑(銅或銀等)，也可使伯醇、仲醇脫氫生成相應(yīng)的醛、酮，這是制備醛、酮的重要方法。4．醛的其他制法（1）羥醛縮合反應(yīng)2-丁烯醛催化加氫，即得正丁醇。這是工業(yè)上用乙醛為原料，經(jīng)羥醛縮合和催化加氫制備正丁醇的方法。（2）交叉羥醛縮合除乙醛外，其他醛經(jīng)羥醛縮合，所得產(chǎn)物都是在α-碳上帶有支鏈的羥基醛或烯醛具有α-氫原子的酮也能發(fā)生類似的縮合反應(yīng)，但比較困難。羥醛縮合是一種增碳的反應(yīng)，在有機(jī)合成中具有重要用途。常用來制備β-羥基醛(酮)和α、β-不飽和醛或酮。5．烯烴的醛基化

α-烯烴與CO和H2在催化劑作用下，生成比原烯烴多一個(gè)碳原子的醛。這個(gè)合成法稱為烯烴的羰基合成。常用的催化劑為八羰基二鈷。九、酮的制備與合成1．烯烴的氧化2．炔烴的水合3．仲醇氧化成酮4．芳烴的酰基化芳烴的?；侵苽浞纪闹匾椒?，常用的酰基化試劑是酰鹵或酸酐。5．交叉羥醛縮合制備酮十、羧酸的制備1．氧化法（1）烴的氧化①烷烴的氧化：高級(jí)脂肪烴(如石蠟)加熱到120℃和在催化劑硬脂酸錳存在的條件下通入空氣，可被氧化生成多種脂肪酸的混合物。②烯烴的氧化：烯烴通過氧化，碳鏈在雙鍵處斷裂得到羧酸。③環(huán)烯的氧化④芳香烴的氧化環(huán)狀烯烴通過氧化得到二元羧酸有α-H的烷基苯在高錳酸鉀、重鉻酸鉀等氧化劑作用下，不論碳鏈長(zhǎng)短均被氧化成苯甲酸。（2）伯醇或醛的氧化伯醇和醛氧化法制羧酸是一種常用的方法。常用的氧化劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、三氧化鉻等。乙醛空氣氧化(或氧氣氧化)是工業(yè)生產(chǎn)乙酸的方法之一。不飽和醇和醛也可氧化成相應(yīng)的羧酸，但需要選用相應(yīng)的弱氧化劑，以避免不飽和鍵被氧化。（3）酮的氧化甲基酮的碘仿反應(yīng)此法可制備比原來的酮少一個(gè)碳原子的羧酸。2．氰的水解3．格氏試劑與CO2作用4．羧酸的其他制法（1）羧酸衍生物的水解（2）通過康尼查羅反應(yīng)十一、胺的制備1．硝基化合物的還原2．氨或胺的烴基化（1）氨與鹵代烴反應(yīng)（2）氨或胺與醇反應(yīng)工業(yè)上，也常用醇和氨反應(yīng)制備胺。3．腈的還原4．酰胺的還原5．酰胺的霍夫曼降解反應(yīng)酰胺與次鹵酸鈉作用，脫去羰基，生成少一個(gè)碳原子的伯胺。主題5有機(jī)化合物的制備技術(shù)有機(jī)制備是有機(jī)化學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它要求由簡(jiǎn)單的無機(jī)物和有機(jī)物通過化學(xué)反應(yīng)合成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的有機(jī)物，為生產(chǎn)和科研服務(wù)。1．掌握有機(jī)制備反應(yīng)需注意的問題（1）熟悉各類有機(jī)化合物的重要反應(yīng)以及各官能團(tuán)之間、鏈與環(huán)之間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。