高三化学一轮复习第4单元生命活动的物质基础有机合成教师用书苏教版选修5

高三化学一轮复习第4单元生命活动的物质基础有机合成教师用书苏教版选修5

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第四单元 生命活动的物质基础 有机合成 考纲定位 1.了解糖类、氨基酸、蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。 2.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。 3.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和 单体。 4.了解加聚反应和缩聚反应的含义。 5.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的 贡献。 6.有机物综合推断与合成。 考点 1| 生命活动的物质基础 [基础知识自查] 1．糖类 (1)糖类的概念和分类 ①概念：从分子结构上看，糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 ②组成：主要包含 C、H、O 三种元素。大多数糖类化合物的通式为 Cn(H2O)m，所以糖类 也叫碳水化合物。 ③分类 (2)单糖—葡萄糖、果糖 ①组成和分子结构 名称 分子式 结构简式 官能团 二者 关系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4 CHO —OH、—CHO 同分异构 体果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3 COCH2OH ②葡萄糖的化学性质 a．还原性：能与新制 Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液反应。 b．加成反应：与 H2发生加成反应生成己六醇。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 c．酯化反应：葡萄糖含有醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。 d．发酵生成乙醇：由葡萄糖发酵制乙醇的化学方程式为 C6H12O6――→ 酒化酶 2C2H5OH＋2CO2↑。 (3)蔗糖与麦芽糖 ①相同点 a．组成相同，分子式均为 C12H22O11，二者互为同分异构体。 b．都属于双糖，能发生水解反应。 ②不同点 a．官能团不同：蔗糖中不含醛基，麦芽糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，能还原 新制 Cu(OH)2。 b．水解产物不同：蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为 (4)淀粉与纤维素 ①相同点 a．都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。 b．都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 c．都不能发生银镜反应。 ②不同点 a．通式中 n 值不同； b．淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。 2．油脂 (1)概念：油脂属于酯类化合物，是高级脂肪酸和甘油形成的酯。 常见形成油脂的高级脂肪酸有 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 饱和脂肪酸 硬脂酸：C17H35COOH 软脂酸：C15H31COOH 不饱和脂肪酸 油酸：C17H33COOH 亚油酸：C17H31COOH (2)结构 ，官能团： ，有的可能含有 ，若 R、R′、R″ 相同，称为简单甘油酯；若 R、R′、R″不同的油脂，称为混合甘油酯。 (3)物理性质 ①油脂一般不溶于水，密度比水小。 ②天然油脂都是混合物，没有恒定的熔、沸点。 a．含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈液态。 b．含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈固态。 (4)化学性质 ①油脂的氢化(油脂的硬化) 经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。如油酸甘油酯与 H2发生加成反应的化学 方程式为 ②水解反应 写出硬脂酸甘油酯在酸性和碱性条件下水解的化学方程式分别为 3．氨基酸、蛋白质 (1)氨基酸的结构与性质 ①氨基酸的组成和结构：氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 团为—COOH 和—NH2。 α氨基酸结构简式可表示为 。 ②氨基酸的化学性质 a．两性(以 为例) 与盐酸反应的化学方程式： ， 与 NaOH 溶液反应的化学方程式： 。 b．成肽反应 两分子氨基酸缩水形成二肽 。 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。 (2)蛋白质的结构与性质 ①组成与结构 a．蛋白质含有 C、H、O、N、S 等元素。 b．蛋白质是由氨基酸组成的，通过缩聚反应产生，蛋白质属于天然有机高分子化合物。 ②性质 a．水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 b．两性：具有氨基酸的性质。 c．盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使 蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。 d．变性：加热、紫外线、X 射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、 苯甲酸等)会使蛋白质变性，属于不可逆过程。 e．颜色反应：含有苯基的蛋白质遇浓 HNO3变黄色，该性质可用于蛋白质的检验。 f．蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 (3)酶 ①酶是一种蛋白质，易变性。 ②酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点： a．条件温和，不需加热； b．具有高度的专一性； c．具有高效催化作用。 4．糖类、油脂、蛋白质的用途 [考点多维探究] 角度 1 糖类的组成、结构、性质及应用 1．(2017·泉州模拟)检验淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液，依次可分别使用的试剂和对应 的现象正确的是( ) 【导学号：37742349】 A．碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色；新制 Cu(OH)2，砖红色沉淀 B．浓硝酸，变黄色；新制 Cu(OH)2，砖红色沉淀；碘水，变蓝色 C．新制 Cu(OH)2，砖红色沉淀；碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色 D．碘水，变蓝色；新制 Cu(OH)2，砖红色沉淀；浓硝酸，变黄色 A [淀粉遇 I2变蓝，含苯基的蛋白质遇浓 HNO3变黄，葡萄糖与新制 Cu(OH)2悬浊液共热 生成砖红色沉淀。] 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 2．(2016·德州期末)制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为 下列说法正确的是( ) A．淀粉与纤维素互为同分异构体 B．M 的分子式为 C12H22O11 C．N 的结构简式为 C2H4O2 D．④的反应类型属于取代反应 D [淀粉或纤维素完全水解产物为葡萄糖(C6H12O6)，N 为乙酸(CH3COOH)。] 3．分别取 1 mol 葡萄糖进行下列实验： (1)银镜反应时，生成 Ag 的物质的量为________mol，反应后葡萄糖变为________，其 结构简式是________。 (2)与乙酸反应生成酯，从理论上讲完全酯化需要________g 乙酸。 (3)若使之完全转化为 CO2和 H2O，所需氧气的体积在标准状况下为________L，反应的 化学方程式是___________________________________ _____________________________________________________________。 [ 答 案 ] (1)2 葡 萄 糖 酸 铵 CH2OH(CHOH)4COONH4 (2)300 (3)134.4 CH2OH(CHOH)4CHO＋6O2――→ 点燃 6CO2＋6H2O 角度 2 油脂的组成、结构与性质 4．某物质的结构为 ，关于该物质的叙述正确的是( ) 【导学号：37742350】 A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯 C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分 D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种 C [从其结构简式可以看出，该物质属于油脂，且相应的高级脂肪酸各不相同，因此选 项 A、B 均不正确，而选项 C正确；与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两 种，选项 D不正确。] 5．直链型的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应可以制得非天然油脂，其反应示意图如 下所示(注：图的反应式不完整)： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 则下列说法不正确的是( ) A．甘油和蔗糖在一定条件下都可以发生消去反应 B．天然油脂、蔗糖、非天然油脂都能发生水解反应 C．该非天然油脂与氢氧化钠溶液共热，可以发生皂化反应，水解后的产物可与溴的四 氯化碳溶液反应 D．植物油、非天然油脂都可以与 H2发生加成反应 C [非天然油脂不属于油脂，即在碱性条件下的水解反应不是皂化反应。] 油脂和矿物油的辨析 油脂 矿物油 脂肪 油 组成 多种高级脂肪酸甘油酯 多种烃(石油及其分馏产品) 含饱和烃基多 含不饱和烃基多 性质 具有酯类的性质，能水解，油兼有烯烃的性质 具有烃的性质，不能水解 鉴别 加入含酚酞的 NaOH 溶液，加热，红色变浅 加入含酚酞的 NaOH 溶液，加 热，无明显变化 角度 3 氨基酸、蛋白质的结构与性质 6．下列说法正确的是( ) ①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都 含有 C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物一定不一致 ④用甘 氨酸( )和丙氨酸( )缩合最多可形成四种二肽 A．② B．②③ C．①② D．②④ D [①氨基酸不属于高分子化合物；③若两种二肽互为同分异构体，二者水解产物可能 相 同 ； 如 和 形 成 的 二 肽 ： 和 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 。] 7．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是( ) 【导学号：37742351】 ①蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，有沉淀析出，再加入蒸馏水，沉淀不溶解 ②人工合成的具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素是我国科学家在 1965 年首次合 成的 ③重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒 ④浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了显色反应 ⑤蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜 A．①④ B．①④⑤ C．①⑤ D．④⑤ B [①属于蛋白质的盐析，再加蒸馏水沉淀溶解；④蛋白质遇浓硝酸变黄色属于颜色反 应；⑤蛋白质溶液属于胶体，蛋白质分子不能透过半透膜。] 8．(2017·泰安模拟)由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能产生的氨基酸是 ( ) A． B．H2NCH2CH2CH2COOH A [ 根 据 蛋 白 质 的 分 子 结 构 片 段 可 知 在 胃 液 中 水 解 可 以 产 生 NH2CH2COOH、H2N—CH2CH2COOH，A 项符合题 意。] 蛋白质盐析和变性的比较 盐析 变性 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低而 析出 一定条件下，使蛋白质失去原有生理 活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、 Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X 射线、重金属盐、 强酸、强碱、甲醛等 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入 饱和 Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析 出 消毒，灭菌，给果树施用波尔多液， 保存动物标本等 考点 2| 有机高分子材料的合成 [基础知识自查] 1．有机高分子化合物的组成和结构 (1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 (2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。 (3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。 如合成聚乙烯 CH2—CH2 的单体为 CH2===CH2，链节为—CH2CH2—，聚合度为 n。 2．高分子材料的分类及性质 1 高 分 子 化 合 物 ――→ 根据来源 天然高分子化合物 合成 高分 子化 合物 ――→ 按结构 线型结构： 具有热塑性， 如低压聚乙烯 支链型结构： 具有热塑性， 如高压聚乙烯 网状结构： 具有热固性， 如酚醛树脂 2 高分子材料 传统高分子材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 新型高分子材料 功能高分子材料 复合材料 (3)纤维的分类 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 纤维 天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等 化学纤维 人造纤维：如人造丝、人造棉等 合成纤维：如“六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、 丙纶、维纶、氯纶 3．合成方法 (1)加聚反应 由单体通过加成反应的方式生成高分子化合物，既属于加成反应，又属于聚合反应，如 合成聚异戊二烯的化学方程式为 。 (2)缩聚反应 单体通过分子间的缩合而生成高分子化合物，反应过程中伴随小分子(如 H2O、HX 等)的 生成。如对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为 。 [应用体验] 填写下列单体或高分子化合物的结构简式 (1)CH2===CH—CN 的聚合物为________。 (2)CH2===CH—CH===CH2的聚合物为________。 (3) 的单体为 _____________________________________________________________。 (4)________的单体是 和 HO(CH2)2OH。 (5) 的单体是________。 (6) 的单体是________和________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 (7)________的单体是 。 (8) 的单体是________和________。 [提示] (1) (8)H2N—CH2—COOH H2N—CH2CH2—COOH [考点多维探究] 角度 高分子材料的组成、结构、性质与合成 1．(2015·北京高考)合成导电高分子材料 PPV 的反应： 下列说法正确的是( ) 【导学号：37742352】 A．合成 PPV 的反应为加聚反应 B．PPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元 C． 和苯乙烯互为同系物 D．通过质谱法测定 PPV 的平均相对分子质量，可得其聚合度 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 D [A.加聚反应的实质是加成聚合，加聚反应中不会有小分子物质生成。结合题干中所 给的反应方程式，分析其化学键的变化可知该反应为缩聚反应。B.聚苯乙烯的结构简式为 ， 重 复 结 构 单 元 ( 链 节 ) 为 ； PPV 的 链 节 为 。C.同系物是指结构相似，在分子组成上相差 n 个“CH2”的有机化合 物。 相差“C2H2”，故不可能互为同系物。D.利用 质谱法可测定 PPV 的平均相对分子质量，再利用其平均相对分子质量求聚合度。] 2．聚碳酸酯 的透光率良好，可制作车、船、 飞机的挡风玻璃，以及眼镜镜片、光盘、唱片等。原来合成聚碳酸酯的一种原料是用有毒的 光气(又称碳酰氯 COCl2)，现在改用绿色化学原料碳酸二甲酯 与 ________缩合聚合而成。 A．二醇类 B．二酚类 C．二醛类 D．二炔类 [答案] B 3．下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。请回答下列问题： (1)写出反应类型：反应①________，反应②________。 (2)写出结构简式：PVC________，C________。 (3)写出 A―→D 的化学反应方程式：____________________________ _____________________________________________________________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 (4)与 D 互为同分异构体且可发生碱性水解的物质有________种(不包括环状化合物)， 写出其中一种的结构简式______________________________________。 [解析] 由 推导其单体，将主链上的单键变双键，满足 每个碳四价，超过四价的碳碳键切断，则其单体 C、D 分别是 CH2===CHCN、CH2===CHOOCCH3， 反推导出 A为 CH≡CH。 [答案] (1)加成反应 加聚反应 单体的确定方法 找单体时，一定要先判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维反推单体， 找准分离处，聚合时的结合点必为分离处。 (1)加聚反应的特点。①单体往往是带有双键或三键的不饱和有机物(如乙烯、 氯乙烯、 甲基丙烯酸、异戊二烯等)；②高分子链节与单体的化学组成相同；③生成物只有高分子化 合物，一般形成线型结构。 (2)缩聚反应的特点。①单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应 基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X 等)；②缩聚反应不仅生成高聚物，而且还生成小分子； ③所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。 专项突破 22 有机物的合成与推断 命题点 1 有机合成的设计 类型 1 有机合成中碳骨架的构建 1．链增长的反应 加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目信息所给反应。 如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应…… (1)醛、酮与 HCN 加成： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 (2)醛、酮与 RMgX 加成： (3)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有αH)： (4)卤代烃与活泼金属作用：2R—Cl＋2Na―→R—R＋2NaCl 2．链减短的反应 (1)烷烃的裂化反应；(2)酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；(3)利用题目信息所给的 反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应…… 3．成环的方法 (1)二元醇脱水成环键；(2)二元醇与二元羧酸成环酯；(3)羟基酸分子间成环酯；(4) 氨基酸分子间成环等。 类型 2 常见官能团转化 1．官能团的引入 (1)引入卤素原子的方法 ①烃与卤素单质(X2)发生取代反应； ②不饱和烃与卤素单质(X2)或卤代氢(HX)发生加成反应； ③醇与 HX 发生取代反应。 (2)引入羟基(—OH)的方法 ①烯烃与水发生加成反应； ②卤代烃碱性条件下发生水解反应； ③醛或酮与 H2发生加成反应； ④酯的水解； ⑤酚钠盐中滴加酸或通入 CO2。 (3)引入碳碳双键或碳碳叁键的方法 ①某些醇或卤代烃的消去反应引入 或 ； 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 ②烃炔与 H2、X2或 HX 发生加成反应引入 。 (4)引入—CHO 的方法 某些醇的催化氧化(含有—CH2OH 结构的醇)。 (5)引入—COOH 的方法 ①醛被 O2或银氨溶液或新制 Cu(OH)2悬浊液氧化； ②酯在酸性条件下水解； ③苯的同系物被酸性 KMnO4溶液氧化。 (6)通过某些化学途径使一个官能团变成两个 如①CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2XCH2X―→CH2OHCH2OH； ②CH2===CHCH2CH3―→CH3CHXCH2CH3―→ CH3CH===CHCH3―→CH3CHXCHXCH3―→ CH2===CHCH===CH2。 (7)通过某些手段改变官能团的位置 如 CH3CHXCHXCH3―→H2C===CHCH===CH2―→CH2XCH2CH2CH2X。 2．官能团的消除 (1)通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)。 (2)通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。 (3)通过加成或氧化反应消除醛基。 (4)通过水解反应消除酯键、肽键、卤素原子。 3．官能团的保护 (1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与 NaOH 反应， 把—OH 变为—ONa 将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 (2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与 HCl 等 的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化 成—COOH 之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当 KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也 被氧化。 [对点训练 1] (2015·广东高考节选)有机锌试剂(RZnBr)与酰氯( )偶联可 用于制备药物Ⅱ： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 16 (1)化合物Ⅲ含 3 个碳原子，且可发生加聚反应。按照途径 1合成路线的表示方式，完 成途径 2 中由Ⅲ到Ⅴ的合成路线：_______________________________ _____________________________________(标明反应试剂，忽略反应条件)。 (2) 化 合 物 Ⅵ 与 Ⅶ 反 应 可 直 接 得 到 Ⅱ ， 则 化 合 物 Ⅶ 的 结 构 简 式 为 ________________________。 [解析] (1)根据Ⅵ和反应条件可推知Ⅴ的结构简式为 BrCH2CH2COOCH2CH3；根据化合物 Ⅲ含 3个碳原子，且可发生加聚反应可知，Ⅲ的结构简式为 CH2===CHCOOH；所以Ⅳ的结构简式是 BrCH2CH2COOH 或 CH2===CHCOOCH2CH3 。 Ⅲ 到 Ⅴ 的 合 成 路 线 为 ： CH2===CHCOOH――→ HBr BrCH2CH2COOH ――→ CH3CH2OH BrCH2CH2COOCH2CH3或 CH2===CHCOOH ――→ CH3CH2OH CH2===CHCOOCH2CH3――→ HBr BrCH2CH2COOCH2CH3。 (2)根据化合物Ⅱ、Ⅵ的结构简式以及偶联反应的反应机理，可推断化合物Ⅶ的结构简 式为 。 [答案] (1)CH2===CHCOOH――→ HBr BrCH2CH2COOH ――→ CH3CH2OH BrCH2CH2COOCH2CH3或 CH2===CHCOOH ――→ CH3CH2OH CH2===CHCOOCH2CH3――→ HBr BrCH2CH2COOCH2CH3 (2) [对点训练 2] (2016·黄冈质检)有机物 A 是制造新型信息材料的中间体，B 是制备血 管紧张素抑制剂卡托普利的原料，它们有如下的转化关系： 【导学号：37742353】 试回答下列问题： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 17 (1)B 的名称是______________，C 含有的官能团名称是________。 (2)C→E 的反应类型是__________，C→F 的反应类型是____________。 (3)A 的结构简式为________________。 (4)写出与 F 具有相同官能团的 F 的所有同分异构体： _______________________________________________________________( 填 结 构 简 式)。 (5)已知 ，请以 2甲基丙醇和甲醇为原料，设计制备有 机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路线。合成路线流程图示例如下： A ――→ 反应试剂 反应条件 B…… ――→ 反应试剂 反应条件 目标产物 [解析] A 在稀 H2SO4的作用下生成 B 和 C，在稀 NaOH 溶液加热的作用下得到 D 和 E， 推断 A可能是酯。C 能够发生连续催化氧化反应，所以可推断 C 为醇，F为羧酸，F 在 NaOH 的醇溶液中加热得到 D，该反应属于卤代烃的消去反应，可以推断 D 中含有碳碳双键，D 与 稀 H2SO4反应得到 B，可知 B中也含有碳碳双键，且 B 和 C 具有相同的碳原子数。E 能连续两 次催化氧化生成 ，所以 E 是 ，E 由 C 经 NaOH 溶液加热 得到，该反应为卤代烃的水解反应，所以 C应为 。 综 上 可 以 得 到 F 为 ， D 为 ， B 为 ，则 A 的结构简式为 。(5)聚甲基丙烯酸 甲酯是由甲基丙烯酸甲酯聚合得到，根据甲基丙烯酸甲酯的结构 可知， 合成的关键是根据 2甲基丙醇得到甲基丙烯酸，可以用连续催化氧化的方法得到 2甲基丙 酸，再根据 可以 得 到 ， 再 经 消 去 反 应 引 入 碳 碳 双 键 ， 就 得 到 了 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 18 再通过与甲醇酯化、加聚即得目标产物。 [答案] (1)2甲基丙烯酸 羟基、氯原子 (2)取代反应(或水解反应) 氧化反应 有机合成的 4步分析法 命题点 2 有机综合推断题的分析与解答 1．根据特定的反应条件进行推断 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 19 (1)“――→ 光照 ”这是烷烃和烷基中的氢原子被取代的反应条件，如 a.烷烃的取代；b.芳 香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中烷基的取代。 (2)“――→ Ni △ ”为不饱和键加氢反应的条件，包括 、—C≡C—、 与 H2 的加成。 (3)“ ――→ 浓 H2SO4 △ ”是 a.醇消去 H2O 生成烯烃或炔烃；b.酯化反应；c.醇分子间脱水生成醚 的反应；d.纤维素的水解反应。 (4)“ ――→ NaOH 醇溶液 △ ”或“ ――→ 浓 NaOH 醇溶液 △ ”是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条 件。 (5)“ ――→ NaOH 水溶液 △ ”是 a.卤代烃水解生成醇；b.酯类水解反应的条件。 (6)“ ――→ 稀 H2SO4 △ ”是 a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应条 件。 (7)“ ――→ Cu 或 Ag △ ”“――→ [O] ”为醇氧化的条件。 (8)“――→ Fe ”为苯及其同系物苯环上的氢原子被卤素原子取代的反应条件。 (9)溴水或 Br2的 CCl4溶液是不饱和烃加成反应的条件。 (10)“ ――→ O2或 Cu OH 2 或 Ag NH3 2OH ”“――→ [O] ”是醛氧化的条件。 2．根据试剂或特征现象推断官能团的种类 (1)使溴水褪色，则表示该物质中可能含有 或 结构。使 KMnO4(H ＋ ) 溶液褪色，则该物质中可能含有 、 、—CHO 或为苯的同系物等结构。 (2)遇 FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。 (3)遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯基结构的蛋白质。 (4)遇 I2变蓝则该物质为淀粉。 (5)加入新制的 Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入新制银氨溶液加热 有银镜生成，表示含有—CHO。加入 Na 放出 H2，表示含有—OH 或—COOH。加入 NaHCO3溶液 产生气体，表示含有—COOH。 3．根据性质确定官能团的位置 (1)若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构—CH2OH；若能氧化成酮，则醇分子 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 20 中应含有结构—CHOH—。 (2)由消去反应的产物可确定—OH 或—X 的位置。 (3)由一卤代物的种类可确定碳骨架结构。由加氢后的碳骨架结构，可确定 的位置。 (4)由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大 小，可确定—OH 与—COOH 的相对位置。 4．根据数据确定官能团的数目 (1) (2)2—OH(醇、酚、羧酸)――→ Na H2 (3)2—COOH――→ Na2CO3 CO2，—COOH――→ NaHCO3 CO2 (5)某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加 42，则含有 1 个—OH；增加 84，则含有 2 个—OH。 (6)由—CHO 转变为—COOH，相对分子质量增加 16；若增加 32，则含 2个—CHO。 (7)当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小 2，则含有 1 个—OH；若相对分子质量 减小 4，则含有 2 个—OH。 5．依据有机物之间的转化关系推断有机物的类别 醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口，它们之间相互转 化关系可用下图表示： 上图中，A能连续氧化生成 C，且 A、C在浓硫酸存在下加热生成 D，则： (1)A 为醇、B 为醛、C 为羧酸、D 为酯； (2)A、B、C三种物质中碳原子数相同，碳骨架结构相同； (3)A 分子中含—CH2OH 结构； (4)若 D 能发生银镜反应，则 A 为 CH3OH，B 为 HCHO、C 为 HCOOH，D 为 HCOOCH3。 6．根据核磁共振氢谱推断有机物的结构 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 21 有机物的分子中有几种氢原子，在核磁共振氢谱中就出现几种峰，峰面积的大小和氢原 子个数成正比。 [对点训练 3] (2017·河南焦作一模)有机化合物 X、Y、A、B、C、D、E、F、G 之间的 转化关系如下图。 【导学号：37742354】 已知以下信息： ①RCHO――→ HCN ――――――→ H2O/H ＋、△ ②RCOOH――→ SOCl2 ――→ R′OH RCOOR′(R、R′代表烃基) ③X 在催化剂作用下可与 H2反应生成化合物 Y ④化合物 F的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰 问答下列问题： (1)X 的含氧官能团的名称是________，X 与 HCN 反应生成 A 的反应类型是________。 (2)酯类化合物 B 的分子式是 C15H14O3，其结构简式是__________________。 (3)X 发生银镜反应的化学方程式是_______________________________ _____________________________________________________________。 (4)G 在 NaOH 溶液中发生水解反应的化学方程式是 _____________________________________________________________。 (5) 的同分异构体中：①能发生水解反应；②能发生银镜反应； ③能与氯化铁溶液发生显色反应；④含氧官能团处在对位。 满足上述条件的同分异构体共有________种(不考虑立体异构)，写出核磁共振氢谱图中 有五个吸收峰的同分异构体的结构简式_______________________。 (6)写出以 C2H5OH 为原料合成乳酸( )的路线(其他试剂任选)。 (合成路线常用的表示方式为：A ――→ 反应试剂 反应条件 B…… ――→ 反应试剂 反应条件 目标产物) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 22 [解析] 根据扁桃酸的结构简式结合信息①不难推出 A 为 ，X 为 ，则 C 为 ，由 C――→ SOCl2 D 结合信息②可知 D 为 。高 聚物 是由 缩聚而成，由 信息④知 F的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，则 F 为 ，E 为 ，D＋ E―→G，G 的结构简式为 。由信息③可知，化合物 Y 是 X 与 H2 反应的生成物，结合扁桃酸和 B的分子式可推知 Y应为 ，则 B 为扁桃酸与 Y 的酯化产物，结构简式为 。至此，九种物质的结构全部推出。 (5) 的同分异构体能与 FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟 基，还能发生水解反应和银镜反应，说明含有甲酸酯(HCOO—)结构，再根据含氧官能团处在 对位，可写出 三种结构，其中核磁共振氢谱图中 有五个吸收峰的是 。 (6)由 C2H5OH 合成 涉及碳链的增长，可利用信息①，先将 C2H5OH 氧 化为 CH3CHO，再由 CH3CHO 与 HCN 反应，再经水解即得乳酸。 [答案] (1)醛基 加成反应 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 23 (2) (3)C6H5CHO＋2Ag(NH3)2OH――→ △ C6H5COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O [课堂小结·反馈达标 1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向 1．一个高考题，展示高考怎么考 (2016·全国乙卷)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原 料合成聚酯类高分子化合物的路线： 回答下列问题： (1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号) a．糖类都有甜味，具有 CnH2mOm的通式 b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖 c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全 d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物 (2)B 生成 C的反应类型为____________。 (3)D 中的官能团名称为______________，D 生成 E 的反应类型为________。 (4)F 的化学名称是________，由 F生成 G 的化学方程式为_____________。 (5)具有一种官能团的二取代芳香化合物 W 是 E 的同分异构体，0.5 mol W 与足量碳酸 氢钠溶液反应生成 44 g CO2，W 共有________种(不含立体结构)，其中核磁共振氢谱为三组 峰的结构简式为_________________________________。 (6)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和 C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 24 备对苯二甲酸的合成路线 _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 [解析] a 选项，不是所有的糖都有甜味，如纤维素等多糖没有甜味，也不是所有的糖 都具有 CnH2mOm的通式，如脱氧核糖的分子式为 C5H10O4，所以说法错误；b 选项，麦芽糖水解 只生成葡萄糖，所以说法错误；c选项，如果淀粉部分水解生成葡萄糖，也可以发生银镜反 应，即银镜反应不能判断溶液中是否还含有淀粉，因此只用银镜反应不能判断淀粉水解是否 完全，所以说法正确；d选项，淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物，所以说法正 确。 (2)B 生成 C的反应是酸和醇生成酯的反应，属于取代(或酯化)反应。 (3)通过观察 D 分子的结构简式，可判断 D 分子中含有酯键和碳碳双键；由 D 生成 E 的 反应为消去反应。 (4)F 为分子中含 6 个碳原子的二元酸，名称为己二酸，己二酸与 1,4丁二醇发生缩聚 反应，其反应的化学方程式为 。 (5)W 为二取代芳香化合物，因此苯环上有两个取代基，0.5 mol W 与足量碳酸氢钠溶液 反应生成 44 g CO2，说明 W 分子结构中含有两个羧基，还有两个碳原子，先将两个羧基和苯 环相连，如果碳原子分别插入苯环与羧基间，有一种情况，如果两个取代基分别在苯环的邻、 间、对位，有 3种同分异构体；如果 2 个碳原子只插入其中一个苯环与羧基之间，有—CH2CH2— 和—CH(CH3)—两种 情况，两个取代基分别在苯环上邻、间、对位，有 6种同分异构体；再将苯环上连接一个甲 基，另一个取代基为一个碳原子和两个羧基，即—CH(COOH)2，有一种情况，两个取代基分 别在苯环的邻、间、对位，有 3 种同分异构体；因此共有 12 种同分异构体，其中核磁共振 氢谱为三组峰的结构简式为 。 (6)由题给路线图可知，己二烯与乙烯可生成环状烯，环状烯可转化为对二甲苯，用高 锰酸钾可将对二甲苯氧化为对苯二甲酸，所以其合成路线为： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 25 。 [答案] (1)cd (2)取代反应(酯化反应) (3)酯键、碳碳双键 消去反应 (4)己二酸 (5)12 (6) 2．一个模拟题，预测高考考什么 ———————————————————————— (2017·湖北宜昌调研)我国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而 获得 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素的一种化学合成方法的部分工艺流程如图所示： 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 26 ———————————————————————— 已知：①C6H5—表示苯基； ② 。 (1)化合物 E 中含有的含氧官能团有_________________________________ 和羰基(写名称)。 [考查含氧官能团名称] (2)1 mol 化合物 B 最多可与________mol H2发生加成反应。 [考查加成反应] (3)合成路线中设计 E―→F、G―→H 的目的是____________。 [考查合成路线] (4)反应 B―→C，实际上可看作两步进行，依次发生的反应类型是________、________。 [考查有机反应类型] (5)下图以乙烯为原料制备苄基乙醛( )的合成路线流程图。 CH2===CH2 ――→ H2O 催化剂，△ 物 质 1 ――→ O2 Cu，△ 物 质 2――→ 试剂 X 条件 3 ――→ H2/Rh 请填写下列空白(有机物写结构简式)： 物质 1为________；物质 2 为________；试剂 X为________。条件 3 为________。 [考查有机物结构简式书写和有机反应的条件] [解析] (2)1 mol B 中含有 2 mol 和 1 mol 苯环，故最多可与 5 mol H2发生加 成反应。 (3)由 E―→F， 参与了反应，由 G―→H， 又被还原回来，整个过程真正 参加反应的是 E 中的—CHO。考虑到 和—CHO 的性质相似，为防止—CHO 反应时， 也参与反应，设计了 E―→F，将 保护起来，—CHO 反应完后再设计 G―→H 将 再还原回来。 (4)B―→C的反应是已知信息②的具体应用，对比反应前后分子式及结构的变化不难发 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 27 现，反应后少了两个 H原子和一个氧原子，即脱去了一个 H2O 分子，同时碳氧双键变为了碳 碳双键，碳碳双键的产生应是醇羟基发生消去反应所致，而醇羟基又是 发生加成反 应而来，即 。 [答案] (1)醛基、酯键 (2)5 (3)保护羰基 (4)加成反应 消去反应 (5)CH3CH2OH CH3CHO 氢氧化钡、△(或加热)