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第4讲 生物大分子 合成高分子_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考化学一轮复习讲义+课件(全国版)_2023年高考化学一轮复习讲义(全国版)

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第4讲 生物大分子 合成高分子_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考化学一轮复习讲义+课件(全国版)_2023年高考化学一轮复习讲义(全国版)
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第 4 讲 生物大分子 合成高分子 课 程 标 准 知 识 建 构 1.能对单体和高分子进行相互推断,能分析高分子的 合成路线,能写出典型的加聚反应和缩聚反应的反 应方程式。 2.能列举典型糖类物质,能说明单糖、二糖和多糖的 区别与联系,能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀 粉、纤维素的典型性质。 3.能辨识蛋白质结构中的肽键,能说明蛋白质的基 本结构特点,能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解 产物。能分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关 系。 4.能举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结 构特点,能列举重要的合成高分子化合物,说明它们 在材料领域中的应用。 一、糖类、蛋白质、核酸 1.糖类 (1)概念:多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。由碳、氢、氧三种元素组 成,大多数糖类化合物的通式为C (H O) 。 n 2 m (2)分类: (3)单糖——葡萄糖、果糖和戊糖: ①葡萄糖、果糖的组成和分子结构 分子式 结构简式 官能团 二者关系 葡萄糖 CH OH(CHOH) CHO —OH、—CHO 2 4 同分异 C H O 6 12 6 果糖 CH OH(CHOH) COCH OH 构体 2 3 2 —OH、②葡萄糖的化学性质 ③核糖与脱氧核糖 核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸 (DNA)的重要组成部分,它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。 核糖的结构简式: ; 脱氧核糖的结构简式: 。 (4)二糖——蔗糖和麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 分子式 均为C H O 12 22 11 相同点 性质 都能发生水解反应 是否含醛基 不含 含有 不同点 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 (5)多糖——淀粉和纤维素 ①相似点 a.都属于天然有机高分子化合物,属于多糖,分子式都可表示为(C H O ) 。 6 10 5 n b.都能发生水解反应,如淀粉水解的化学方程式为 。 c.都是非还原性糖,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.氨基酸与蛋白质 (1)氨基酸的概念:羧酸分子中烃基的氢原子被氨基取代后的产物。天然蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸,其通式为 ,官能团为 — NH 2 和 — COOH 。 (2)氨基酸的化学性质 ①两性:如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 ②成肽反应:如丙氨酸分子成肽反应方程式为: (3)蛋白质的结构与性质 ①组成与结构:蛋白质含有C、H、O、N、S等元素,是由氨基酸通过缩聚反应 生成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。 ②性质 (4)酶 大部分酶是一种蛋白质,具有蛋白质的性质。酶是一种生物催化剂,催化作 用具有以下特点: ①条件温和,不需加热②具有高度的专一性 ③具有高效催化作用 3.核酸 (1)核酸的组成 核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷 核苷继续水解得到戊糖和碱基。 (2)核酸的结构 (3)碱基互补配对原则 碱基互补配对原则是碱基间的一种一一对应的关系,在 DNA或某些双链 RNA分子结构中,由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距 离保持不变,使得碱基配对必须遵循一定的规律,这就是腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧 啶(T)配对[在RNA中腺嘌呤(A)与尿嘧啶(U)配对],鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配 对,反之亦然。 (4)核酸的生物功能 核酸是生物体遗传信息的载体。有一定的碱基排列顺序的DNA片段含有特 定的遗传信息,被称为基因。DNA分子上有许多基因,决定了生物体的一系列性 状。RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。 【诊断1】 判断下列说法是否正确,正确的打√,错误的打×。 (1)葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物( ) (2)凡是符合C (H O) 通式的有机物都是糖( ) n 2 m (3)核酸是大多数生物体的遗传物质( ) (4)淀粉和纤维素的通式相同,水解的最终产物都是葡萄糖( ) (5)天然蛋白质水解的最终产物是α-氨基酸( ) (6)将(NH ) SO 、CuSO 溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均 4 2 4 4可使蛋白质变性( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× 二、合成有机高分子 1.基本概念 (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: 2.两种合成反应 (1)加聚反应:小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应。 (2)缩聚反应:单体分子间缩合脱去小分子(如H O、HX等)生成高分子化合物 2 的反应。 3.分类及性质特点 高分子化合物――→ 其中,塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 4.常见高分子化合物的结构简式和单体 名称 单体 结构简式 涤纶 HOCH CH OH 2 2 腈纶 CH ===CH—CN 2 聚丙烯腈 顺丁橡胶 CH ===CH—CH===CH CH —CH===CH—CH  2 2 2 2 CH ===CH—CH===CH 2 2 丁苯橡胶(SBR) 氯丁橡胶 【诊断2】 判断下列说法是否正确,正确的打√,错误的打×。 (1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶的主要成分都属于天然高分子化合物( )(2)聚乙烯与乙烯的组成、结构、性质相同( ) (3)天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色( ) (4)为防止污染,可以将塑料购物袋直接烧掉( ) (5) 的单体是CH ===CH 和Cl—CH===CH ( ) 2 2 2 (6)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料( ) (7)聚乙烯可包装食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品( ) (8)聚苯乙烯与苯乙烯互为同分异构体( ) (9)合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× 三、有机合成的思路和方法 1.有机合成题的解题思路 2.有机合成中碳骨架的构建 (1)碳链增长的反应 ①加聚反应; ②缩聚反应; ③酯化反应; ④利用题目信息所给反应,如:醛酮中的羰基与HCN加成。 (2)碳链减短的反应 ①烷烃的裂化反应; ②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应; ③烯烃、炔烃的氧化反应; ④羧酸盐的脱羧反应…… (3)常见由链成环的方法 写出相应条件下的化学反应方程式:①二元醇成环: 如:HOCH CH OH――→ ; 2 2 ②羟基酸酯化成环: 如: ――→ ; ③氨基酸成环: 如:H NCH CH COOH―→ ; 2 2 2 ④二元羧酸成环: 如:HOOCCH CH COOH――→ +H O; 2 2 2 ⑤利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环: 3.有机合成中官能团的转化 (1)官能团的引入 引入官能团 引入方法 ①烃、酚的取代; 引入卤素原子 ②不饱和烃与HX、X 的加成; 2 ③醇与氢卤酸(HX)反应 ①烯烃与水加成; ②醛酮与氢气加成; 引入羟基 ③卤代烃在碱性条件下水解; ④酯的水解 ①某些醇或卤代烃的消去; 引入碳碳双键 ②炔烃不完全加成; ③烷烃裂化①醇的催化氧化; 引入碳氧双键 ②连在同一个碳上的两个羟基脱水; ③含碳碳三键的物质与水加成 ①醛基氧化; 引入羧基 ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 (2)官能团的消除 ①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键、苯环); ②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基; ③通过加成或氧化反应等消除醛基; ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 【诊断3】 以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图,则下列说法正确 的是( ) A.A的结构简式是 B.①②的反应类型分别是取代、消去反应 C.反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照 D.酸性KMnO 溶液褪色可证明 已完全转化为 4 答案 B 考点一 基本营养物质的组成、结构和性质 【典例1】 下列说法不正确的是( ) A.检验淀粉是否水解完全的方法是:在水解液中先加入过量的氢氧化钠溶 液,然后滴加碘水,未变蓝,说明已水解完全 B.检验皂化反应是否完全的方法是:用玻璃棒蘸取反应液滴到盛有热水的 烧杯中,振荡,观察是否有油滴浮在水面上 C.利用蛋白质盐析的性质,可进行分离提纯 D.氨基酸分子中含有氨基(—NH )、羧基(—COOH),所以其既能和酸反应又 2 能和碱反应 答案 A 解析 氢氧化钠过量,碘单质能与NaOH溶液发生反应,因此溶液未变蓝,不 能说明淀粉已完全水解,故A错误;油脂不溶于水,油脂发生皂化反应,生成高级脂肪酸(盐)和甘油,两者都溶于水,用玻璃棒蘸取反应液滴到盛有热水的烧杯中, 振荡,如果水面上没有油滴,则说明水解完全,反之,没有水解完全,故B正确;盐 析是降低蛋白质溶解度使之析出,蛋白质仍具有活性,可进行分离提纯,故C正 确;氨基酸中含有氨基和羧基,氨基具有碱性,羧基具有酸性,因此氨基酸既能与 酸反应又能与碱反应,故D正确。 【对点练1】 (基本营养物质的性质)(2020·临海市白云高级中学高三月考)下 列说法正确的是( ) A.皂化反应后的溶液中加饱和食盐水,析出的固体沉于底部 B.蛋白质遇福尔马林发生变性,可以用于食品的消毒杀菌 C.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧只生成CO 和H O 2 2 D.淀粉和纤维素分子组成均为(C H O ) ,且均能用于生产酒精 6 10 5 n 答案 D 解析 皂化反应后的溶液中加饱和食盐水,析出的固体为高级脂肪酸盐,密 度比水小,悬浮于液面,A错误;蛋白质遇福尔马林发生变性,福尔马林有毒,不 可以用于食品的消毒杀菌,B错误;棉、麻为纤维素,丝、毛为蛋白质,蛋白质完全 燃烧生成 CO 和 H O 和含氮的物质,C 错误;淀粉和纤维素分子组成均为 2 2 (C H O ) ,且均能在一定条件下水解生成葡萄糖,再用于生产酒精,D正确。 6 10 5 n 【对点练2】 (氨基酸成肽)下列对氨基酸和蛋白质的描述不正确的是( ) A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸 B.蛋白质遇重金属离子会变性 C.α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽 D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子,在电场作用下向正极移动 答案 C 解析 蛋白质遇重金属离子会变性,B项正确;两种氨基酸可以自身脱水形 成二肽,也可以相互之间脱水形成二肽,故可以生成4种二肽,C项错误;氨基酸 中存在羧基,与OH-反应生成羧酸根阴离子,在电场作用下向正极移动,D项正 确。 【对点练3】 (核酸的组成和性质)因为核酸是生命的基础物质,是病毒的“身 份证”,所以新冠肺炎患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正 确的是( ) A.核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的 B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基C.核酸、核苷酸都是高分子化合物 D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重 要作用 答案 D 解析 A错误;核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的。B错 误;核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基。C错误;核酸是高分子化合物,但 核苷酸不是高分子化合物。 氨基酸成肽特点和类型 (1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不 同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽: (2)分子间或分子内脱水成环: (3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物: 考点二 合成有机高分子化合物 【典例2】 下列关于合成材料的说法中,不正确的是( ) A.结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分 子的单体是乙炔 B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH ===CHCl 2C.合成酚醛树脂( )的单体是苯酚和甲醇 D.合成顺丁橡胶( )的单体是CH ===CH—CH===CH 2 2 答案 C 解析 A项,根据加聚产物的单体推断方法,凡链节的主链上只有两个碳原 子(无其他原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将两半键闭合即可知其单体为 CH≡CH,正确;B项,聚氯乙烯的单体是CH ===CHCl,正确;C项,合成酚醛树 2 脂的单体是苯酚和甲醛,错误;顺丁橡胶含有双键,则单体是 CH ===CH— 2 CH===CH ,D正确。 2 高聚物单体的推断方法 推断单体时,一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物,并找准分离处。 (1)加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳” 的规律画线断键,然后半键闭合、单双键互换。如 的单 体为CH ===CH 和CH ===CHCN, 2 2 2 的单体为 CH ===CHCH 和 CH ===CH 2 3 2 —CH===CH 。 2 (2)缩聚产物的链节中不全为碳,一般有“ ”等结构,在 或 画线处断键,碳原子上连—OH,氧原子和氮原子上连— H,即得单体。 【对点练4】 (高聚物的组成结构)今有高聚物对此分析正确的是( ) A.它是一种体型高分子化合物 B.其单体是CH ===CH 和 2 2 C.其链节是 D.其单体是 答案 D 解析 高聚物 为线型高分子化合物,其链 节为 ,是 的加聚产物,据此进行判断。 【对点练5】 (高聚物单体的判断)填写下列空白。 (1)__________________的单体是 和HO(CH ) OH。 2 2 (2) 的单体是________和________。 (3) 的单体是________。 (4) 的单体是________和________。 (5) 的单体是________和________。 答案 (1) (2) HOCH CH OH 2 2 (3)CH CH(OH)COOH 3 (4) HCHO(5)H N—(CH ) —NH HOOC—(CH ) —COOH 2 2 6 2 2 4 【对点练6】 (合成高分子化合物反应方程式的书写)按要求完成下列方程式 并指出反应类型。 (1)由苯乙烯合成聚苯乙烯_______________________________________。 (2)由对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶_______________________________。 (3)由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡胶____________________________。 (4)由 与NH RNH 合成尼龙______________________________。 2 2 答案 (1) 加聚反应 (2) 缩聚反应 (3) 加聚反应 (4) 缩聚反应 加聚反应、缩聚反应方程式的书写方法 (1)加聚反应的书写方法 ①单烯烃型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”。例如:②二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下 写n”。例如: nCH ===CH—CH===CH ――→CH —CH===CH—CH 。 2 2 2 2 ③含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,右下 写n”。例如: (2)缩聚反应的书写方法 书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时,与加成聚合物(简称加聚物)结构式 写法有点不同,缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团 而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。例如: ①聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH —CH OH+nHOOC—COOH――→ 2 2 nHOCH —CH —COOH――→ 2 2 ②聚氨基酸类:—NH 与—COOH间的缩聚 2 nH N—CH COOH――→ +(n-1)H O。 2 2 2 ③酚醛树脂类: 考点三 有机合成 【典例3】 (2020·河北唐山市高三模拟)莽草酸(E)主要作为抗病毒和抗癌药物中间体, 作为合成治疗禽流感药物达菲(Tamiflu)的主要原料之一。其合成路线如 下: 回答下列问题: (1)A的化学名称是________。D的分子式为________。莽草酸(E)中含氧官能 团的名称是________。 (2)①的化学反应类型为________。 (3)C与足量NaOH稀溶液反应的化学方程式为_______________________。 (4)设计步骤②、③的目的是________。 (5)F是B的一种同分异构体,能与 FeCl 溶液发生显色反应且核磁共振氢谱 3 只有两组峰,则F的结构简式为________。 (6)有机材料G(属降冰片烯酸类,结构简式: )用作医药中间体,依 据题中合成路线设计以A(CH ===CH—COOH)和 为起始原料制备G的 2 合成路线(无机试剂任选)。 答案 (1)丙烯酸 C H O 羧基、羟基 13 18 6 (2)加成反应 (3) +2CH COONa+H O 3 2 (4)保护羟基 (5) (6)解析 (1)A含有官能团碳碳双键和羧基,化学名称为丙烯酸,根据D的结构 确定其分子式为C H O ,根据莽草酸(E)的结构可知其含氧官能团的名称是羧 13 18 6 基、羟基;(2)经过反应① A、B中碳碳双键断裂形成了环,发生了加成反应;(3)C 中含有的官能团为碳碳双键、酯基、羧基,能与NaOH稀溶液以1∶3比例反应, 化学方程式为 +2CH COONa+H O;(4) 3 2 设计步骤②、③的目的是保护羟基;(5)F能与FeCl 溶液发生显色反应且核磁共 3 振氢谱只有两组峰,则F含有酚羟基,其中的取代基呈对称结构,其结构简式为 ;(6)G的结构与C有相似之处,参照A和B反应原理,采用逆合成 设计合成路线,合成路线为 。 【对点练7】 (有机合成路线的分析)(2020·启东市期末)四氢呋喃是常用的有 机溶剂,可由有机物A(分子式:C H O)通过下列路线制得 4 8 已知:R X+R OH――→R OR +HX 1 2 1 2 下列说法不正确的是( ) A.A的结构简式是CH CH===CHCH OH 3 2 B.C中含有的官能团为醚键和溴原子 C.D、E均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.①③的反应类型分别为加成反应、消去反应 答案 A 解析 A分子式为C H O,且A能和Br /CCl 反应,说明A分子中含有碳碳 4 8 2 4 双键,由信息卤代烃和醇反应生成醚,结合四氢呋喃的结构,可知 A 为CH ===CHCH CH OH,故B为CH BrCH BrCH CH OH,C为 ,D和E分别 2 2 2 2 2 2 2 为 、 中的一种。由分析可知A的结构简式为:CH ===CHCH CH OH,故A 2 2 2 错误;物质C为 ,含有的官能团有醚键、溴原子,故B正确;D和E分别为 或 中的一种,含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确; 反应①是CH ===CHCH CH OH与溴发生加成反应生成CH BrCHBrCH CH OH, 2 2 2 2 2 2 反应③是 转化为 或 ,发生消去反应,故D正确。 【对点练8】 (有机合成路线的补充与完善)化合物 可由1-氯 丁烷经过四步反应合成: CH CH CH CH Cl――→X――→Y――→ 3 2 2 2 CH CH CH COOH――→ 3 2 2 反应1的反应条件为_____________________________________________, 反应2的化学方程式为_____________________________________________。 答案 NaOH水溶液、加热 2CH CH CH CH OH+O ――→2CH CH CH CHO+2H O 3 2 2 2 2 3 2 2 2 解析 反应1为CH CH CH CH Cl的水解反应,反应条件为NaOH水溶液、 3 2 2 2 加热。反应2为CH CH CH CH OH的催化氧化反应。 3 2 2 2 【对点练9】 (给定原料的有机合成路线的设计)(2020·湖北七市州联考)化合 物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下: 已知:乙酸酐的结构简式为 。请回答下列问题: (1)G中含氧官能团的名称是________。(2)反应①的化学方程式为_____________________________________。 (3)反应⑤所需的试剂和条件是________,该反应类型是________。 (4)设计以 为原料制备 的合成路线(无机试 剂任选)。 答案 (1)羧基、醚键 (2) (3)浓硫酸、加热 消去反应 (4) 解析 (1)根据G的结构简式,G中的含氧官能团是醚键、羧基; (2)对比A和B的结构简式,A中氧氢键断裂,乙酸酐中 从 虚 线 中 断 裂 , 该 反 应 为 取 代 反 应 , 反 应 方 程 式 为 ; (3)F→G显然发生加成反应,说明F中含有不饱和键,即E生成F发生消去反 应,所需试剂和条件为浓硫酸、加热; (4)对比原料和目标产物,模仿B→C,先让 在AlCl 发生反 3应生成 ,然后羰基与H 在钯作催化剂下,发生加成反应,由于酚羟 2 基的影响,使得苯环上的邻位和对位上的氢变得活泼,容易发生取代,最后与浓 溴水发生取代反应,即合成路线为 。 中学常见的有机合成路线 (1)一元合成路线 R—CH===CH ――――→卤代烃――――――→一元醇→一元醛→一元羧 2 酸→酯 (2)二元合成路线 CH ===CH ――→ ――――→ 2 2 二元醇→二元醛→二元羧酸→ 1.(2020·北京卷)高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线 如图: 下列说法不正确的是( ) A.试剂a是甲醇B.化合物B不存在顺反异构体 C.化合物C的核磁共振氢谱有一组峰 D.合成M的聚合反应是缩聚反应 答案 D 解析 CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B,HOOCCH===CHCOOH分子 内脱水生成C,B和C聚合生成M,根据聚合物M的结构式可知,M的单体为 CH ===CH—O—CH 和 ,由此可知 B 为 CH ===CH—O—CH ,C 为 2 3 2 3 。根据分析,试剂a 为CH OH,名称是甲醇,故A正确;化合物B为 3 CH ===CH—O—CH ,要存在顺反异构,碳碳双键上的每个碳原子连接的两个原 2 3 子或原子团不同时能形成顺反异构,B的结构中一个双键碳上连接的两个原子相 同,不存在顺反异构体,故B正确;化合物C为 ,其结构对称,只含有一 种氢原子,则核磁共振氢谱有一组峰,故C正确;聚合物M是由CH ===CH—O 2 —CH 和 中的碳碳双键上发生加成聚合反应,不是缩聚反应,故D错误 3 2.(2020·7月浙江选考,14)下列说法不正确的是( ) A.相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加 B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分 C.根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花 D.淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物 答案 A 解析 单位质量H元素燃烧放出的热量大于C元素,甲烷为含氢量最高的烃 则相同条件下,等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,氢气放出的热量最多,甲烷 次之,汽油最少,A项错误;油脂在碱性条件下的水解即为皂化反应,得到的高级 脂肪酸盐是肥皂的主要成分,B项正确;蚕丝是蛋白质,燃烧时有烧焦羽毛的气 味,棉花的主要成分是纤维素,燃烧时没有此气味,可用燃烧时产生的气味区别 蚕丝与棉花,C项正确;淀粉、纤维素和蛋白质均属于高分子化合物,D项正确。 3.(2019·北京理综,9)交联聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确 的是(图中—表示链延长)( )A.聚合物P中有酯基,能水解 B.聚合物P的合成反应为缩聚反应 C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得 D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构 答案 D 解析 由图示可知,X连接Y,P的结构中存在酯基结构,该结构能水解,A项 正确;对比 X、Y 的结构可知,制备 P 的两种单体是 、 ,由此可知合成P的反应为缩聚反应,B项正确;油脂水 解生成甘油和高级脂肪酸(盐),C项正确;因乙二醇只有2个羟基,故邻苯二甲酸 与乙二醇只能形成链状结构的聚合物,不能形成交联结构的聚合物,D项错误。 4.(2020·北京卷)淀粉在人体内的变化过程如下: ――→――→――→――→ 下列说法不正确的是( ) A.n<m B.麦芽糖属于二糖 C.③的反应是水解反应 D.④的反应为人体提供能量 答案 A 解析 淀粉在加热、酸或酶的作用下发生分解和水解时,大分子的淀粉首先 转化为小分子的中间物质糊精,因此m<n,A项错误;1分子麦芽糖水解生成2 分子葡萄糖,因此麦芽糖属于二糖,B 项正确;③的反应为 C H O + 12 22 11 H O―→2C H O ,为水解反应,C项正确;④的反应为葡萄糖在人体内发生氧化 2 6 12 6 反应,为生命活动提供能量,D项正确。 5.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试,9)山梨酸是一种高效安全的防腐保鲜剂。其合成路线如图所示,下列说法正确的是( ) A.反应1属于缩聚反应 B.反应2每生成1 mol山梨酸需要消耗1 mol水 C.可用酸性高锰酸钾溶液检验山梨酸中是否含有巴豆醛 D.山梨酸与K CO 溶液反应可生成水溶性更好的山梨酸钾 2 3 答案 D 解析 A项,反应1中原子守恒,无小分子生成,属于加聚反应(巴豆醛中 C===O、乙烯酮中C===C发生加聚),错误;B项,反应2先是酯的水解,再发生醇 羟基的消去,根据原子守恒,不需要消耗水,错误;C项,山梨酸中碳碳双键,巴豆 醛中碳碳双键和醛基均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法检验,错误;D项,羧基 能与K CO 反应生成水溶性更好的山梨酸钾,正确。 2 3 6.(2019·课标全国Ⅰ,36)化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下 回答下列问题: (1)A中的官能团名称是________。 (2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构 简式,用星号(*)标出B中的手性碳________。 (3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的 B的同分异构体的结构简式 ________。(不考虑立体异构,只需写出3个) (4)反应④所需的试剂和条件是___________________________________。(5)⑤的反应类型是_____________________________________________。 (6)写出F到G的反应方程式______________________________________。 (7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH COCH COOC H )制备 的合成 3 2 2 5 路线________(无机试剂任选)。 答案 (1)羟基 (2) (3) (4)C H OH/浓H SO 、加热 (5)取代反应 2 5 2 4 (6) (7)C H CH ――→C H CH Br 6 5 3 6 5 2 CH COCH COOC H ――――――――――→ 3 2 2 5 解析 A为醇,高锰酸钾氧化A生成酮(B);B与甲醛在碱溶液中发生加成反 应生成C,C与酸性高锰酸钾反应生成 D( ),将—CH OH氧化成— 2 COOH,观察E的结构简式知,D与乙醇在浓硫酸加热条件下反应生成E,E在一 定条件下引入丙基生成F,F水解并酸化生成G。结合E、G的结构简式可知F为 。 (1)A中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子定义,B中—CH —上没有手性 2 碳, 上没有手性碳,故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基,所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲 基、醛基取代,或一个氢原子被—CH CHO取代。(4)反应④所需的试剂和条件是 2 乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应⑤中,CH CH CH Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶 3 2 2 液中水解生成羧酸盐,再酸化得到G。 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.(2020·滨州模拟《) 内经》曰: “五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。 合理膳食,能提高免疫力。下列说法错误的是( ) A.蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖 B.食用油在酶作用下水解为高级脂肪酸和甘油 C.苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH COOH]是乙二酸的同系物 2 D.天然蛋白质水解后均得到α氨基酸,甘氨酸和丙氨酸两种分子间可生成两 种二肽 答案 C 解析 蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,二者互为同分异构体,故A正确;油脂 是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在体内酶的催化作用下水解,生成相应的羧酸与 甘油,故B正确;苹果酸中含有羟基和羧基,乙二酸只含有羧基,官能团不同,故 C错误;甘氨酸脱去氨基上的氢,丙氨酸脱去羟基,得到一种二肽;甘氨酸脱去羟 基,丙氨酸脱去氨基上的氢,得到一种二肽,共生成两种二肽,故D正确。 2.(2020·青岛模拟)疫情防控期间,中国留学生收到了大使馆赠送的“健康 包”。口罩、抗菌洗手液和连花清瘟胶囊是健康包的标配。以下有关说法错误的是( ) A.制作口罩的主要原料聚丙烯,是一种含有双键的混合物 B.防护口罩从外到内依次为防水层、过滤层、舒适层,能有效阻挡附着在气 溶胶颗粒上的病毒、细菌等有害物质 C.抗菌洗手液中含有对氯二甲苯酚,可使细菌、病毒的蛋白质变性 D.连花清瘟胶囊成分中的薄荷脑( )分子间可形成氢键 答案 A 解析 聚丙烯中不存在碳碳双键,故A错误;附着在气溶胶颗粒上的病毒、 细菌等有害物质,不能通过过滤层,防护口罩从外到内依次为防水层、过滤层、舒适层,能有效阻挡附着在气溶胶颗粒上的病毒、细菌等有害物质,故B正确;抗菌 洗手液中含有对氯二甲苯酚,能使细菌、病毒的蛋白质变性,能快速消灭细菌、病 毒,故C正确;连花清瘟胶囊成分中的薄荷脑( )分子中含羟基,羟基氢 原子和另一分子中的氧原子间可以形成氢键,故D正确。 3.下列有关核酸的叙述中,正确的是( ) A.除病毒外,一切生物都有核酸存在 B.核酸是由C、H、O、P、N等元素组成的小分子有机物 C.核酸是大多数生物体的遗传物质 D.组成核酸的基本单元是脱氧核苷酸 答案 C 解析 一般来说,病毒由核酸和蛋白质组成,A错误;核酸是由C、H、O、N、P 等元素组成的有机高分子物质,B错误;核酸按戊糖的不同分为核糖核酸(RNA) 和脱氧核糖核酸(DNA)两大类,其中DNA的基本单元是脱氧核苷酸,D错误。 4.(2020·北京市第十二中学期末)下列说法不正确的是( ) A.利用盐析可分离提纯蛋白质 B.用碘水检验淀粉是否发生水解 C.棉花的主要成分为纤维素,属于天然纤维 D.油脂的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,可用于制取肥皂 答案 B 解析 盐析可实现蛋白质的分离提纯,A项正确;检验淀粉是否发生水解,要 检验溶液中是否含葡萄糖,试剂是银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液,B项错误; 棉花的主要成分是纤维素,属于天然纤维,C项正确;油脂的主要成分是高级脂 肪酸的甘油酯,其在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,工业上可用油脂制肥 皂,D项正确。 5.下列说法正确的是( ) A.蛋白质、纤维素、淀粉都是高分子化合物 B.硬脂酸甘油酯和乙酸乙酯都属于酯类物质,都能发生皂化反应 C.所有氨基酸分子中都只含有一个羧基(—COOH)和一个氨基(—NH ) 2 D.鸡蛋清溶液中加入浓的(NH ) SO 溶液产生沉淀,加水后沉淀不溶解 4 2 4 答案 A 解析 硬脂酸甘油酯属于油脂,能发生皂化反应,乙酸乙酯在碱性条件下可以水解,但不是皂化反应,不能生成高级脂肪酸盐,故B项错误;所有氨基酸分子 中都含有羧基(—COOH)和氨基(—NH ),不一定只有一个,故C项错误;鸡蛋清 2 溶液中加入浓的(NH ) SO 溶液产生沉淀,发生盐析,加水后沉淀溶解,故D项错 4 2 4 误。 6.科学家发现半胱氨酸能增强艾滋病毒感染者的免疫力,对控制艾滋病毒的 蔓延有奇效。已知半胱氨酸的结构简式为 ,下列关于半胱氨酸说法不 正确的是( ) A.能溶于水、乙醇等溶剂 B.既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应 C.与 (高半胱氨酸)互为同系物 D.官能团不变的同分异构体有2种 答案 D 解析 半胱氨酸中含有羧基,与水、乙醇分子间能形成氢键(或结构相似),故 能溶于水、乙醇等溶剂,A项正确;半胱氨酸中含有氨基,可与盐酸反应,含有羧 基,可与NaOH溶液反应,B项正确;高半胱氨酸与半胱氨酸结构相似,在分子组 成上相差一个CH 原子团,C项正确;半胱氨酸官能团不变的同分异构体的结构: 2 巯基与氨基换位,巯基和氨基同在α-碳原子上或同在β-碳原子上,共有3种, D项错误。 7.美国天文学家在亚利桑那州一天文观测台探测到了距银河系中心2.6亿光 年处一巨大气云中的特殊电磁波,这种电磁波表明那里可能有乙醇醛糖分子存在 下列有关乙醇醛糖(HOCH CHO)的说法不正确的是( ) 2 A.HOCH CHO能发生取代反应、加成反应、氧化反应和还原反应 2 B.乙醇醛糖属于醛和糖的混合物 C.HOCH CHO与乙酸、甲酸甲酯互为同分异构体 2 D.乙醇醛糖与葡萄糖具有相似的化学性质 答案 B 解析 乙醇醛糖分子中含有醛基和羟基,故能发生取代反应、加成反应、氧化 反应和还原反应,A项正确;乙醇醛糖属于纯净物,B项错误;HOCH CHO与乙酸、 2 甲酸甲酯的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C项正确;乙醇醛糖与葡萄糖均含有醛基和羟基,具有相似的化学性质,D项正确。 8.(2020·滨州二模)如图是以秸秆为原料制备某种聚酯高分子化合物的合成 路线,下列有关说法正确的是( ) A.X的化学式为C H O 4 6 4 B.Y分子中有1个手性碳原子 C.生成聚酯Z的反应类型为加聚反应 D.制备聚酯Z,消耗Y和1,4丁二醇的物质的量之比为1∶1 答案 D 解析 X的分子式为C H O ,故A错误;Y分子中不含手性碳原子,故B错 6 6 4 误;Y和1,4丁二醇发生缩聚反应生成聚酯Z,故C错误;由Z可知,Y和1,4丁二 醇发生缩聚反应,按1∶1反应,故D正确。 9.下列有关蛋白质的说法正确的是 ( ) A.氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 B.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、S C.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 D.用甘氨酸(H N—CH COOH)和丙氨酸( )缩合最多可形成四种 2 2 二肽 答案 D 解析 A.淀粉属于高分子化合物,氨基酸不属于高分子化合物,错误;B.蛋 白质是由氨基酸缩合而成的高分子化合物,都含有C、H、O、N,有的也含S,错误; C.如甘氨酸和丙氨酸缩合形成的两种二肽互为同分异构体,但水解产物相同,错 误;D.两种氨基酸自身缩合可形成两种二肽,交叉缩合又可形成两种二肽,故最 多能形成四种二肽,正确。 10.脱氧核糖核酸的结构片段如图(其中以“…”或者“……”表示氢键):它在酶和稀盐酸中可以逐步发生水解,下列关于该高分子的说法不正确的是 ( ) A.完全水解产物中,含有磷酸、戊糖和碱基 B.完全水解产生的单个分子中,一定含有官能团—NH 和—OH 2 C.氢键对该高分子的性能有很大影响 D.其中碱基的一种结构简式为 答案 B 解析 B错误,生成的戊糖、磷酸中不含—NH ;C正确,分子中存在O…H— 2 N、N—H…N等氢键,影响高分子的性能。 11.(2020·山西省实验中学模拟)近年来,由于石油价格不断上涨,以煤为原 料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以烃 A为原料生产人造羊毛的合 成路线: 下列说法正确的是( ) A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应 B.A生成C的反应属于加成反应 C.A生成D的反应属于取代反应 D.烃A的结构简式为CH ===CH 2 2 答案 B 解析 人造羊毛的单体是CH ===CH—CN和CH ===CH—OOCCH ,推测A 2 2 3 生成C的反应属于加成反应,即A为乙炔,由此推测A生成D的反应属于加成反 应。12.(2020·济南模拟)通过氢键作用自组装是合成手性材料的有效途径。研究 发现,BBIB和TBIB能与L-TA自组装形成手性材料。下列说法正确的是( ) A.通过氢键作用自组装形成的手性材料一般热稳定性较差 B.BBIB分子中所有原子一定位于同一平面内 C.TBIB分子中氮原子的杂化方式均为sp3 D.LTA分子内没有手性碳原子 答案 A 解析 氢键是分子间作用力,通过氢键作用自组装形成的手性材料一般热稳 定性较差,故A正确;分子结构中的N原子形成三个单键,BBIB分子中所有原子 一定不位于同一平面内,故B错误;分子结构中的氮原子形成三个单键的氮原子 是sp3杂化,形成碳氮双键的氮原子是sp2杂化,故C错误;LTA分子内,中间连羟 基的两个碳原子为手性碳原子,分子中有两个手性碳原子,故D错误。 二、非选择题(本题包括3小题) 13.已知氨基酸可发生如下反应: 且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生物质转化关系如图 所示: (1)写出B、D的结构简式:B_________________________, D_______________________________________。 (2)写出C→E的化学方程式:___________________________________。 (3)写出C→D的化学方程式:___________________________________。14.有机物A含碳72.0%、含氢6.67%,其余为氧。用质谱法分析得知A的相 对分子质量为150,A在光照条件下生成一溴代物B,B分子的核磁共振氢谱中有 4组峰,峰面积之比为2∶2∶2∶3,B可发生如下转化关系(无机产物略): 已知:①K与氯化铁溶液发生显色反应,且环上的一元取代物只有两种结构 ②当羟基与双键碳原子相连时,会发生如下转化: RCH===CHOH―→RCH CHO。 2 请回答下列问题: (1)B中官能团的名称是________________,反应④属于________反应。 (2)A的结构简式:_____________________________________________。 (3)F与银氨溶液反应的离子方程式为:__________________________。 答案 (1)溴原子、酯基 缩聚 (2) (3)CH CHO+2[Ag(NH ) ]++2OH- 3 3 2 CH COO-+NH+2Ag↓+3NH +H O 3 3 2 15.(2021·安徽合肥高三调研检测)中药葛根是常用袪风解表药物,其有效成 分为葛根大豆苷元,用于治疗高血压引起的头疼、头晕、突发性耳聋等症。其合成 线路如下:(1)C的名称为_________________________________________________, F中含氧官能团的结构简式为____________________________________。 (2)A→B的反应方程式为________________________________________; C→D的反应类型为________。 (3)E 的 结 构 简 式 为 ________________ ; 葛 根 大 豆 苷 元 的 分 子 式 为 _________________________________________。 (4)写出同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式______________。 ①能与Fe3+发生显色反应 ②可以发生水解反应 ③分子中有五种不同化学环境的氢原子 (5)已知:① (主要产物) (主要产物) ②氨基易被氧化 写出以 和CH CH OH为原料制备 的合成路线流程图 3 2 (无机试剂任选)。 答案 (1)对硝基苯乙酸(或4-硝基苯乙酸) —OH、解析 合成路线中,物质间转化关系为: (1)C的苯环对位上连有—NO 和—CH COOH,其名称为对硝基苯乙酸(或4 2 2 -硝基苯乙酸)。F中的含氧官能团有—OH、 。(2)根据反应条件,可知A→B 为 和浓硝酸的取代反应,结合C的结构简式,知取代的是—CH CN对 2 位上的氢原子,故化学方程式为C→D是硝基被还 原成氨基的反应。(3)根据E的分子式及F的结构简式,可推知E的结构简式为 。根据葛根大豆苷元的结构简式,可推知其分子式为C H O 。 15 10 4 (4)E的结构简式为HOOCOH,根据①能与Fe3+发生显色反应,知含有酚羟基,② 可以发生水解反应,知含有酯基,③分子中含有五种不同化学环境的氢原子,则 符合条件的同分异构体的结构简式为 。 微专题37 常见有机反应类型 1.常见有机反应类型与有机物类型的关系 基本类型 有机物类别 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物等 酯化反应 醇、羧酸、糖类等 取代 水解反应 卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等 反应 硝化反应 苯和苯的同系物等 磺化反应 苯和苯的同系物等 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 燃烧 绝大多数有机物 氧化 酸性KMnO 溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物等 4 反应 直接(或催化)氧化 酚、醇、醛、葡萄糖等 还原反应 醛、葡萄糖、麦芽糖等 聚合 加聚反应 烯烃、炔烃等 反应 缩聚反应 苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等 2.判断有机反应类型的常用方法 (1)根据官能团种类判断发生的反应类型。 (2)根据特定的反应条件判断反应类型。 (3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。 【典例1】 (2020·江苏卷节选)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体其合成路线如下: (1)A中的含氧官能团名称为硝基、________和________。 (2)B的结构简式为________。 (3)C→D的反应类型为________。 答案 (1)醛基 (酚)羟基 (2) (3)取代反应 解析 (1)A中含氧官能团有—NO 、—CHO、—OH,名称分别为硝基、醛基、 2 (酚)羟基。(2)根据合成路线可知,B→C为醛基还原为羟基的反应,可推知B的结 构简式为 。(3)根据C、D的结构简式可知,C→D为C中—OH被 —Br取代的反应,故反应类型为取代反应。 【典例2】 化合物E是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药,可以通过下图 所示的路线合成:(1)指出下列反应的反应类型。 反应1:________________; 反应2:________________; 反应3:________________; 反应4:________________。 (2)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式: __________________________________________________________。 答案 (1)氧化反应 取代反应 取代反应(或酯化反应) 取代反应 (2) +CH COONa+CH OH+H O 3 3 2 1.(2020·山西大学附中月考)工业上可用甲苯合成苯甲醛: ,下列说法正确的是( ) A.甲苯分子中最多有12个原子共面 B.反应①②③的反应类型相同 C.反应①的条件是氯化铁作催化剂 D.苯甲醇可与金属钠反应,也可被氧化为苯甲酸 答案 D 解析 甲苯分子中含有苯环和一个甲基,苯环为平面形结构,甲基为四面体 结构,故最多有13个原子共面,A错误;反应①为取代反应,反应②为水解(取代) 反应,反应③为氧化反应,反应类型不相同,B错误;反应①的条件是加热或光照, C错误;苯甲醇含有羟基,可与金属钠反应,也可被氧化为苯甲酸,D正确。 2.(2021·甘肃武威十八中月考)有机物A的结构简式为 ,它可通过不同化学反应分别制得B、C、D和E四种物质。 请回答下列问题: (1)指出反应的类型:A→C:________。C中的含氧官能团的名称是________。 (2)在A~E五种物质中,互为同分异构体的是________(填代号)。 (3)A中所含有的官能团名称为________。写出下列化学方程式并指明反应类 型: A→B:______________________________________,属于________反应; A→D:______________________________________,属于________反应。 (4)C能形成高聚物,该高聚物的结构简式为________,属于________反应。 (5)写出D与NaOH溶液共热反应的化学方程式为 ___________________________________________________________。 答案 (1)消去反应 羧基 (2)C和E (3)羧基、羟基 (4) 加聚反应 (5) +HCOONa+H O 2 解析 (1)对比A和C的结构简式可知,A中羟基发生消去反应生成C;C中 的含氧官能团为羧基;(2)五种物质中C和E的分子式均为C H O ,但结构不同, 9 8 2 互为同分异构体;(3)A所含的官能团为羧基和羟基;A中羟基被催化氧化生成 B,化学方程式为 ,属于 氧 化 反 应 ; A 和 HCOOH 发 生 酯 化 反 应 生 成 D , 化 学 方 程 式 为,属于酯化反应(或 取代反应);(4)C中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高聚物,结构简式为 ;(5)D中羧基和酯基均可以和NaOH溶液反应,所以化学方程式为 +HCOONa+H O。 2 3.请观察下图中化合物A~H的转化反应的关系(图中副产物均未写出),并 填写空白: (1)写出图中化合物C、G、H的结构简式: C__________________________________________________________, G__________________________________________________________, H__________________________________________________________。 (2)属于取代反应的有________(填数字代号)。 (3)属于消去反应的是________。 (4)写出⑨的化学方程式并指明其反应类型: ____________________________________________,________________。 答案 (1)C H CH===CH C H C≡CH 6 5 2 6 5 (2)①③⑥⑧ (3)②④⑦ (4) 加成反应 解析 结合框图可以推断C H 是乙苯C H CH CH 。由乙苯逆推,可知化合 8 10 6 5 2 3物A是乙苯侧链乙基上的氢原子被溴原子取代的产物,进一步可推知,化合物C 是苯乙烯,化合物G是苯乙炔,化合物D是乙酸苯乙酯。 微专题38 有机合成推断题的解题策略 1.根据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 间的相互转化关系如图所示: 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: ①A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。 ②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。 ③A分子中含—CH OH结构。 2 2.根据试剂或特征现象推知官能团的种类 熟记下列特征现象与官能团的关系 (1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“ ”或“—C≡C—”等结 构。 (2)使KMnO (H+)溶液褪色,则该物质中可能含有“ ”“—C≡C—” 4 或“—CHO”等结构或为苯的同系物。 (3)遇FeCl 溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚 3 羟基。 (4)加入新制的Cu(OH) 悬浊液,加热有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热 2 有银镜生成,表示含有—CHO。 (5)加入Na放出H ,表示含有—OH或—COOH。 2 (6)加入NaHCO 溶液产生气体,表示含有—COOH。 3 3.根据反应条件推断反应类型 (1)在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应也可能是卤代 烃的水解反应。 (2)在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。 (3)在浓H SO 存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应或成醚 2 4反应等。 (4)能与溴水或溴的CCl 溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。 4 (5)能与H 在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反应 2 或还原反应。 (6)在O 、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。 2 (7)与 O 或新制的 Cu(OH) 悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是— 2 2 CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O ,则为醇―→醛―→羧酸的过程) 2 (8)在稀H SO 加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。 2 4 (9)在光照、X (表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X 条 2 2 件下发生苯环上的取代反应。 【典例】 (2020·山东学业水平等级考试,19)化合物F是合成吲哚-2-酮类药 物的一种中间体,其合成路线如下: Ar为芳基;X=Cl,Br;Z或Z′=COR,CONHR,COOR等。 回答下列问题: (1)实验室制备A的化学方程式为_________________________________, 提高A产率的方法是________;A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原 子,其结构简式为________。 (2)C→D的反应类型为________;E中含氧官能团的名称为________。 (3)C的结构简式为________,F的结构简式为________。(4)Br 和 的 反 应 与 Br 和 苯 酚 的 反 应 类 似 , 以 2 2 为原料合成 ,写出能获得更多目标产物 的较优合成路线(其他试剂任选)。 答案 (1)CH COOH+CH CH OHCH COOC H +H O 3 3 2 3 2 5 2 及时蒸出产物(或增大乙酸或乙醇的用量) (2)取代反应 羰基、酰胺基 (3)CH COCH COOH 3 2 解析 (1)根据题给已知信息Ⅰ,由 B 的结构简式逆推可知 A 为 CH COOC H ,实验室利用乙醇与乙酸为原料,通过酯化反应可制备乙酸乙酯,反 3 2 5 应的化学方程式是CH COOH+CH CH OHCH COOC H +H O。该反应 3 3 2 3 2 5 2 为可逆反应,及时将反应体系中的乙酸乙酯蒸出,或增大反应物(乙酸、乙醇)的量 可提高乙酸乙酯的产率。乙酸乙酯分子有 1个不饱和度(可判断其同分异构体含 双键或环状结构),且含4个碳原子和2个氧原子,由A的这种同分异构体只有1 种化学环境的碳原子,则可判断该同分异构体为高度对称的分子,故其结构简式 为 。 (2) 在碱性、加热条件下水解,再酸化可得C,C的结构简式是,由题给已知信息Ⅱ可知C生成D发生的是羧基结构中的—OH被 Cl取代的反应,则D为 ,E为 ,E的含氧官能团是 羰基、酰胺基。 (3)由上述分析可知C为CH COCH COOH,结合F的分子式,根据题给已知 3 2 信息Ⅲ可知 发生分子内反应生成的F为 。 (4) 发生溴代反应生成 发生类似题给已知信息Ⅱ的反应,生成 ,根据题给已知信 息Ⅲ,可知 发生分子内脱去 HBr的反应,生成目标产物 。 1.(2021·1月辽宁普高校招生考试适应性测试,19)化合物H是合成一种能治疗头 风、痈肿和皮肤麻痹等疾病药物的重要中间体,合成路线如下: INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\D19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\D19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\D19.TIF" \* MERGEFORMATINET已知下列信息: ①RCOOCH + +CH OH 3 3 ② 回答下列问题: (1)A的分子式为________;D中官能团的名称为________。 (2)C的结构简式为____________。 (3)合成路线中D到E的反应类型为____________。 (4)鉴别E和F可选用的试剂为__________(填字母)。 a.FeCl 溶液 b.溴水 3 c.酸性KMnO 溶液 d.NaHCO 溶液 4 3 (5)G到H的反应方程式为____________________________________。 (6)有机物W是C的同系物,且具有以下特征: ⅰ.比C少3个碳原子; ⅱ.含甲基,能发生银镜反应; 符合上述条件的 W 有__________种;其中核磁共振氢谱峰面积之比为 1∶2∶2∶2∶3的W的结构简式为______________。 答案 (1)C H Br 羰基 (2) INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D23A.TIF" 7 7 \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D23A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D23A.TIF" \* MERGEFORMATINET (3)还原反应 (4)d(5) INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D24A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D24A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D24A.TIF" \* MERGEFORMATINET (6)13 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D25AA.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D25AA.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D25AA.TIF" \* MERGEFORMATINET 、 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D26AA+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D26AA+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\D26AA+.TIF" \* MERGEFORMATINET 解析 (1)根据C的成键特点,A的分子式为C H Br;D中含有的官能团为羰基。 7 7 (2) 根 据 已 知 信 息 ① 的 反 应 机 理 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \ \D25A+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D25A+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D25A+.TIF" \* MERGEFORMATINET ,由D 的结构简式逆推 C 的结构简式, INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D26A+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D26A+.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\ \D26A+.TIF" \* MERGEFORMATINET 。(3)D→E反应过 程中,D中的羰基被还原为羟基,所以反应类型为还原反应。(4)E和F的结构上相差一个—COOH,应该利用—COOH的性质验证F和E的不同,只有NaHCO 可 3 以和羧基反应,所以答案为d。(5)根据已知信息②,可以推断G的结构简式为 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D27A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D27A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D27A.TIF" \* MERGEFORMATINET ,G和CH OH在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应,化学方程式为 3 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D28A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D28A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D28A.TIF" \* MERGEFORMATINET 。 (6)由于W是C的同系物且比C少3个碳原子,所以W的分子式为C H O ,W 9 10 2 的结构中含有一个 和一个 ,又因为W可以发生银镜反应,所以可 以推断W中一定含有醛基,且醛基的存在形式为 ,符合条件的W的 结 构 简 式 有 、 、 、 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D29A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课件\\D29A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D29A.TIF" \* MERGEFORMATINET、 INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D30A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D30A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021 课 件 \\D30A.TIF" \* MERGEFORMATINET 共13种; 核磁共振氢谱图中有5个信号峰,且面积比为1∶2∶2∶2∶3,符合条件的 W的结构简式为 、 。 2.(2020·山东模考)化合物Ⅰ是合成含六元环甾类化合物的一种中间体。利用 Robinson成环反应合成Ⅰ的路线如下,回答下列问题: (1)B→C的反应方程式为__________________________________。 (2)化合物E和I的结构简式分别是________、________。 (3)C→D和F→G的反应类型分别是________、________。 (4)写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式________。 ①与氢氧化钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶3;②有4种不同化学环 境的氢原子。(5)写出以甲醇、苯甲酸、乙酸甲酯和 为原料合成 的合成 路线(其它试剂任选)。 答案 (1) (2) (3)氧化反应 取代反应 (4) (5) 解析 由信息①可知,E→F发生的反应与信息①类似,由F的结构及E的化 学式C H O 可知,E的结构为 ;依据框图中的转化关系,由E的结构及 8 14 4 转化条件进一步逆推可知,D为 ,C为 ,B为 ,A为 。依据信 息②,由H的结构推知I的结构 。G的结构为 ,G的同分异构体中 与NaOH完全反应时,二者的物质的量比为1∶3,说明其分子结构中含有3个酚 羟基,因其分子结构中有 4 种不同化学环境的氢原子,故为 或 。依据题目提供的信息及框图转化关系可知,其合成路线为