第十二章 生命活动的物质基础 有机合成
第 1 节 生命活动的物质基础
5%#
一、糖类
1.单糖
葡萄糖与果糖
(１)
物质 分子式 结构简式 官能团 二者关系
葡萄糖
C６H１２O６ CH２OH(CHOH)４CHO —OH、—CHO
果糖 O
C６H１２O６CH２OH(CHOH)３COCH２OH
—OH、 C
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １４１
续表
物质 蔗糖 麦芽糖
二者
互为同分异构体
关系
注意 乳糖也是一种常见的二糖.
3.多糖
互为同
淀粉与纤维素
分异
(１)
构体
物质 淀粉 纤维素
葡萄糖的化学性质 分子式
(２)
(C６H１０O５)n (C６H１０O５)n
6*JJ 不互为同分异构体n值不同 均为混合物
二者 ① ( ),
E
6$V 0) 关系 (
n值不确定
)
都是天然有机高分子
)**F ②
分子中无醛基 与银
FF $ ) 0 FF$) 0) $0 ① 氨溶液 新制 , ① 分子中无醛基 , 与银
992 、 Cu(OH)２ 氨溶液 新制
F
不反应 、 Cu(OH)２
*)! $) 0 0$0 )0 不反应
能发生酯化反应
② 能发生酯化反应
戊糖 核糖与脱氧核糖 能水解 最终生成葡 ②
(３) ——— 化学 ③ 萄糖 化学 , 方程式为 ③ 能水解 , 最终生成葡
核糖和脱氧核糖分别是生物体的遗传物质 性质 , 萄糖 化学方程式为
n ,
(C６H１０O５)n＋ H２O n
和 的重要组成部分 核糖的结构 淀粉 (C６H１０O５)n ＋ H２O
纤维素
RNA DNA , 酸或酶
简式为 脱氧核糖 n 酸或酶
CH２OH(CHOH)３CHO, → C 葡 ６H 萄 １ 糖 ２O６ → n C６H１２O６
葡萄糖
的结构简式为 遇碘单质变蓝
CH２OH(CHOH)２CH２CHO. ④
2.二糖——蔗糖与麦芽糖
注意 纤维素在人体中不能水解,无法吸收和利用.
物质 蔗糖 麦芽糖 但食物中的纤维素可刺激肠道蠕动,有助于消化.
分子式 淀粉水解程度的判断
C１２H２２O１１ C１２H２２O１１ (２)
水解生成葡萄糖和 实验流程
①
果糖 化学方程式为 水解生成葡萄糖 化学
, , 稀硫酸 溶液 中和液
方程式为 淀粉 → 水解液 NaOH → 呈碱性
C１２H２２O１１ ＋ H２O ( )
蔗糖
C１２H２２O１１ ＋ H２O 碘水 银氨溶液
酸或酶 麦芽糖
↓ ↓
现象 现象
化学 → C 葡 ６H 萄 １２ 糖 O６ ＋ 酸或酶 A B
→２C６H１２O６ 实验现象及结论
葡萄糖
性质 ②
C６H１２O６
果糖
情况 现象 现象 结论
A B
分子中无醛基 为非
, 分子中有醛基 为还原 溶液呈蓝色 未产生银镜 淀粉未水解
还原 糖 与 银 氨 溶 , Ⅰ
, 糖 能与银氨溶液 新
液 新制 , 、 溶液呈蓝色 出现银镜 淀粉部分水解
、 Cu(OH)２ 制 反应 Ⅱ
不反应 Cu(OH)２ 溶液不呈蓝色 出现银镜 淀粉完全水解
Ⅲ
提示 检验淀粉时,取水解液加入碘水,不能取中 三、蛋白质
①
和液,因为碘能与 溶液反应. 淀粉、蔗糖的水
1.氨基酸
NaOH ②
解需用稀硫酸作催化剂,而银镜反应或葡萄糖与新制
氨基酸通式
( )的反应必须在碱性条件下进行,所以检验淀粉 (１)α－ :R CH COOH.
CuOH ２
或蔗糖的水解产物前应先加入 溶液至溶液呈
NaOH
NH２
碱性.
官能团 氨基 和羧基
二、油脂 : (—NH２) (—COOH).
氨基酸的化学性质
1.油脂的概念
(２)
两性 如甘氨酸与 反应的化学方
油脂属于酯类 是高级脂肪酸和甘油 丙三醇 生 ① : HCl、NaOH
, ( ) 程式分别为
成的酯 形成油脂的常见高级脂肪酸有硬脂酸
.
软脂酸 油酸 CH２ COOH ＋HCl → CH２ COOH 、
(C１７H３５COOH)、 (C１５H３１COOH)、
等 油脂的结构可表示如下 NH２ NH３Cl
(C１７H３３COOH) . :
CH２ COOH＋NaOH →CH２ COONa＋
R COOCH２
NH２ NH２
R′ COOCH
H２O.
R″ COOCH２ 成肽反应 氨基酸分子间脱水缩合形成含有
2.油脂的化学性质 ② :
肽键的化合物 例如
. :
油脂的氢化 油脂的硬化
(１) ( )
经氢化制得的油脂叫人造脂肪 也称硬化油 NH２ CH３
, .
如油酸甘油酯与 发生加成反应的化学方 CH３ CH COOH ＋ H２N CH COOH
H２
NH２ O
C１７H３３COOCH２
催化剂
程式为 → CH３ CH C
C１７H３３COOCH ＋ ３H２ →
△
C１７H３３COOCH２
C１７H３５COOCH２
C１７H３５COOCH .
C１７H３５COOCH２
水解反应 油脂在碱性条件下的水解反应又
(２) (
称皂化反应
)
C１７H３５COOCH２
△
C１７H３５COOCH ＋ ３NaOH →
C１７H３５COOCH２
CH２OH
CHOH ＋３C１７H３５COONa
CH２OH
注意 油脂和高级脂肪酸均不属于高分子. 不
① ②
饱和高级脂肪酸甘油酯含有碳碳双键,能使溴水或酸性
高锰酸钾溶液褪色.
１４２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
H CH３
N CH COOH ＋
H２O.
多种氨基酸通过肽键连接最终可形成蛋白质
.
注意 两种氨基酸混合可以形成四种链状二肽.
2.蛋白质
组成与结构 蛋白质含有 等元
(１) : C、H、O、N、S
素 是由氨基酸通过缩聚反应形成的 是天
, ,
然有机高分子
.
蛋白质的性质
(２)
性质 说明
在酸 碱或酶的作用下 最终水解生成氨
水解 、 ,
基酸
两性 能与酸或碱反应生成盐
向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐 如
[
等 溶液后 可以使蛋
(NH４)２SO４、Na２SO４ ] ,
盐析 白质的溶解度降低而使其从溶液中析出
.
盐析是可逆过程 可用于分离和提纯蛋白质
,
盐析过程中没有发生化学变化
( )
续表 葡萄糖在酶的催化下可以水解为乙醇
A．
性质 说明 纸张 棉 麻的主要成分是纤维素 羊毛 蚕
B． 、 、 , 、
加热 紫外线 射线 强酸 强碱 重金属 丝的主要成分是蛋白质
、 、X 、 、 、
盐 一些有机物 甲醛 乙醇 苯甲酸等 会使
变性 、 ( 、 、 ) 糖类 油脂 蛋白质都是人体所需营养物
蛋白质变性 属于不可逆过程 可用于杀菌 C． 、 、
, . 质 都属于天然有机高分子
消毒 保存动物标本等 ,
、
鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液 产生白色
含有苯环的蛋白质遇浓硝酸加热变黄 D． ,
沉淀 加足量水 白色沉淀溶解
显色反应 色 该 性 质 可 用 于 含 苯 环 的 蛋 白 质 的 , ,
,
检验 答案 B
２下列说法正确的是
灼烧反应 蛋白质灼烧时有烧焦羽毛气味 ． ( )
淀粉溶液中加入硫酸加热 再加
A． ４~５min,
3.酶
入少量银氨溶液 加热 会产生光亮银镜
, ,
酶是一类由细胞产生的 对生物体内的化学反
、 核苷酸可以看作磷酸 戊糖和碱基通过一
B． 、
应具有催化作用的有机化合物 其中绝大多数
, 定方式结合而成的生物大分子
是蛋白质 酶的催化反应条件温和 具有高效
. , 油脂是一种重要的工业原料 可用于制造
C． ,
性 专一性
、 . 肥皂
四、核酸
C１７H３３COOCH２
1 23 $)0/1 硬脂酸甘油酯可表示为
2
D． C１７H３３COOCH
- 6! 2 8
3.1
-F2 8F F . C１７H３３COOCH２
答案 C
.F 2 8F .
K6!.FJ5 ３有机物构成了生命的基础 下列说法错误的是
． ,
7J 7J
3/" F %/" ( )
. 2 .6!
淀粉和纤维素均可水解生成葡萄糖
8F 2 8F A．
地沟油可用于生产肥皂 生物柴油
EU B． 、
3/"%/" E+ 灼烧可判别是真丝还是合成纤维
E+
C．
'B
E =D 淀粉和纤维素都属于多糖 且二者互为同
D． ,
即练即清 分异构体
学生用书 P124
答案 D
１下列说法正确的是
． ( )
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １４３
第 2 节 合成高分子
5%# 1.塑料 主要成分是合成树脂
: .
如聚乙烯塑料 无臭 无毒 具有优良的耐低温
一、高分子的基本概念 : 、 ,
性能 化学稳定性好 常温下不溶于一般溶剂
1.链节 高分子中不断重复的基本结构单元 , , ,
: .
吸水性小 电绝缘性能优良
2.聚合度 链节的数目称为聚合度 用n表示 , .
: , “” .
2.橡胶 具有高弹性 可分为天然橡胶和合成
3.单体 合成高分子的小分子物质 : ,
: .
橡胶
二、有机高分子材料 .
3.纤维
天然纤维 棉花 羊毛 蚕丝和麻等
(１) : 、 、 .
合成纤维 聚酯纤维和聚酰胺纤维等
(２) : .
三、合成高分子的两个基本反应
1.加聚反应：由不饱和单体加成聚合生成高分
子的反应
.
催化剂
n
CH２CH CH３ → CH２ CH;
CH３
催化剂
n
CH２CH—CHCH２ →
CH２—CHCH—CH２;
催化剂
n n
CH２CHCH３＋ CH２CH—CHCH２ →
CH２ CH CH２ CHCH CH２ .
CH３
2.缩聚反应 单体分子间通过缩合反应生成高分
:
子 同时还生成小分子的反应
, .
催化剂
n n
HOCH２CH２OH＋ HOOCCOOH →
O
HOCH２CH２ O C
１４４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
O
COH
＋
n
(２ －１)H２O;
n
H２N(CH２)５COOH →
O
HNH(CH２)５C OH
n
＋(－１)H２O;
n
OH
O
n
＋ H C
＋ H
H →
△
1.加聚产物单体的判断
弯箭头法 从链节两端出发画出左右交替的弯
:
箭头 箭头相遇处增加一个 单键 箭尾相遇
, “ ”,
处断开一个 单键
“ ”.
如 的 单 体 为
:
和
CH２CH２ CH２CHCH３;
的单体为
和
CH２CH—CHCH２ CHCH２.
2.缩聚产物单体的判断
链节特点 单体判断方法
链节为
O
C
OH
H CH２OH n 酚醛 ＋(－１)H２O(
树脂的合成
).
注意 加聚反应的单体含有双键或三键,缩聚反应
①
的单体含有两个或多个官能团(如— 、— 、
OH COOH
— 等)或活泼氢原子(如与酚羟基处于邻、对位
NH２
的 ). 加聚产物中链节的组成与单体的组成相同,缩
H ②
聚产物中链节的组成与单体的组成不同.
四、根据高分子的结构推断单体的方法
NH R
O
或
C
单体为一种 去掉两端方括号 即得
, ,
单体 如
. :
O
HNH CH２ COH
O R
的 单 体
为
H２NCH２COOH
从酰胺基中间断开 在亚氨基上加氢
,
原子 在 羰 基 上 加 羟 基 即 得 单
, ,
体 如
. :
链节中间 不在两
(
端 含有酰胺基
)
的单体为
和
H２N—CH２—COOH
H２N—CH２—CH２—COOH
从酯基中间断开 羰基上加羟基 氧
, ,
原子上加氢原子 即得单体 如
, . :
链节中间 不在两
(
端 含有酯基 的单体为 )
和
HOOC COOH
HOCH２CH２OH
3.特殊情况
(１)
OH
是苯酚和 发生
H CHOH
RCHO
R
缩聚反应的产物
.
是环氧乙烷型物质开环
(２)CH２ CH O
R
O
聚合的产物 其单体应为
, CH２ CH R.
即练即清
学生用书 P126
１线型 具有高吸水
． PAA(CH２ CH )
COONa
性 网状 在抗压性 吸水性等方面优于
, PAA 、
线型 网状 的制备方法 将丙烯
PAA. PAA :
酸用 中和 加入少量交联剂 再引发
NaOH , a,
聚合 其部分结构片段如下
. :
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １４５
条件下发生加聚反应得到
答案 C
３下列合成高分子的反应及类型均正确的是
．
( )
合成有机玻璃 n
A． :CH２C COOCH３ →
CH３
COOCH３
缩聚反应
CH２ C
CH３
合 成 橡 胶 n
B． : CH２C CHCH２ →
CH３
加聚
CH２ CH CH CH２ CH２ CH
CH２—CH２—CH２—CH２—CH２
反应
COONa COONa
合成酚醛树脂 n
C． :
CH２ CH CH２ CH CH CH２
COONa COONa
下列说法不正确的是
( )
线型 的单体不存在顺反异构现象
A． PAA
形成网状结构的过程发生了加聚反应
B．
交联剂 的结构简式是
C． a CHCH２
的高吸水性与 有关
D．PAA —COONa
答案 C
２下列有关高分子的说法正确的是
． ( )
的单体之一是苯乙烯 属于苯的同
A．ABS ,
系物
<$)$)>
O
的单体的核磁共振氢谱
B．PVC( $M )
图有 组峰
３
$)
亚克力
<$)
$>
O 是加聚产物 其合
C． ( ) ,
$00$)
成单体为
CH２C(CH３)COOCH３
0
聚乳酸 )<0$)$> O 0) 可由乳酸在一定
D． ( )
$)
OH n
＋ HCHO
→
OH
H CH２OH n
＋( －１)H２O
缩聚反应
合 成 纤 维 n
D． HT :
O Cl
O
Cl ＋
n
NH２
→
NH２
O
ClC
O
C
NH NHH
＋
n 缩聚反应
(－１)HCl
答案 C
第 3 节 有机合成
5%#
0
NH２ 催化剂 /)
形
)/
一、有机合成常用方法 ２ → 0＋２H２O(
△
COOH
1.构建碳骨架
成环肽
碳链增长 )
(１)
0
加聚反应 缩聚反应 酯化反应 醛或酮与 OH 浓
、 、 、 H２SO４ 形成环醚
的加成 羟醛缩合反应等都可用来增 ２ → 0 ＋２H２O( )
HCN 、 △
长碳链 OH
.
聚合反应 乙炔聚合成苯 甲醛 乙醛等聚合
0) ② : , 、
成环状化合物等
0) ) 0U) $)$)$00) .
)$/ 有机信息题中常见的双烯合成 烯烃氧化为环
$) $)0 $) $)$/ 0) ③ 、
) 氧化合物 烷烃的环化 石油的催化重整 等
$)$)$)/)
、 ( ) .
2.官能团的引入
HCN H２O,H ＋
CHCH 催化剂→ CH２CHCN → 官能团 引入官能团的反应
△
卤代烃的水解
CH２CHCOOH
①
碳链缩短 醛 酮 的还原 与 加成
(２) 羟基 ② ( ) ( H２ )
烷烃的裂化 裂解 酯类 糖类 蛋白质等的 烯烃与 加成
、 , 、 、 ③ H２O
酯的水解
水解反应 羧酸盐脱羧反应 烯烃 炔烃的氧
④
, , 、
化反应及芳香烃侧链被酸性高锰酸钾溶液 烯烃 炔烃与 或 加成
① 、 X２ HX
氧化等都可使碳链缩短 卤素原子 烷烃 苯及其同系物的卤代反应
. ② 、
醇与 的取代反应
③ HX
△
CH３COONa＋NaOH →CH４↑＋Na２CO３ 卤代烃的消去 碱性条件
① ( )
R′ R′ 醇的消去 酸性条件
KMnO４ 碳碳双键 ② ( )
CCH R ＋ → CO＋R—COOH 炔烃不完全加成
H ③
R″ R″ 烷烃裂化 裂解
④ 、
KMnO４
RCCH ＋ →RCOOH 醇的氧化
H ①
碳氧双键 碳碳三键与 加成
R ② H２O
KMnO４
碳碳双键的氧化
CH ＋ → COOH ③
H
R′ 醛的氧化
成环反应 ①
(３) 苯的同系物 与苯环直接相连的 上有
羧基 ② ( C
脱水缩合反应 多元酸与多元醇经酯化反应 被酸性 溶液氧化
① : H) KMnO４
生成环酯 羟基酸 氨基酸 多元醇或多元酸 酯 酰胺等的水解
, 、 、 ③ 、
分子内缩合和分子间缩合等
. 3.官能团的消除
0
OH 浓 0 官能团(或苯环) 消除官能团(或苯环)的反应
H２SO４
0
２
△
0＋２H２O
双键 三键 苯环 加成反应
、 、
COOH
卤素原子 消去反应 水解反应
形成环酯 、
( )
１４６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
续表 续表
官能团(或苯环) 消除官能团(或苯环)的反应 类型 示例
消去反应 氧化反应 酯化反应 与 官能团
羟基 、 、 、 CH３CH２CH２CH２Br →CH３CH２CHCH２
发生取代反应 位置改变
HX →CH３CH２CHBrCH３
醛基 加成反应 氧化反应
二、有机合成路线设计方法
、
羧基 酯化反应 脱羧反应
1.正合成分析法
、
酯基 酰胺基 水解反应
采用正向思维方法 从已知原料入手 找出合
、
, ,
4.官能团的保护 成所需要的直接或间接的中间体 逐步推向待
,
合成的有机物 其思维程序 原料 中间体
官能团 保护官能团的方法
. : → →
产品
因酚羟基易被氧化 所以在氧化其他基团前
.
,
可以先使其与 或 反应 2.逆合成分析法
酚羟基 CH３I (CH３)２SO４ ,
将 转变为 待氧化后再酸化变
—OH —OCH３, 采用逆向思维方法 从产品的组成 结构 性质
回 , 、 、
—OH
入手 找出合成所需要的直接或间接的中间
碳碳双键易被氧化 在氧化其他基团前可 ,
,
体 逐步推向原料 其思维程序 产品 中间
碳碳 以利用其与 等的加成反应将其保护起
HCl , . : →
双键 来 待氧化后再利用消去反应变回碳碳 体 原料
,
→ .
双键
如由乙烯合成草酸二乙酯 其思维过程概括
,
氨基易被氧化 用 合 如下
① , CH３ NO２ :
成 的过程中应先把
HOOC NH２
氧化成 再把 还 原
氨基 —CH３ —COOH, —NO２
为
—NH２
若要保护已经存在的氨基 一般可用乙酸
② ,
酐将氨基转化为酰胺 待氧化后再水解变回
,
氨基
醛基易被氧化 在氧化其他基团前可以先使
,
其 与 乙 二 醇 反 应 生 成 缩 醛 结 构
0
$)
醛基 $) 待氧化后再水解变回醛基 具体路线
( ), :
$)
0
注意 酮羰基也可以采用该反应进行保护
[ : ,
也可以采用该反应保护羟基
]
5.官能团间的衍变
类型 示例
官能团
烃 卤代烃 醇 醛 羧酸 酯
种类改变 →
官能团 CH３CH２Cl → CH２CH２ →
数目改变 ClCH２CH２Cl → HOCH２CH２OH →
OHCCHO →HOOCCOOH
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １４７
即练即清 答案 A
学生用书 P129
３有机化合物 的合成路线如图所示
１以乙醇为原料 用下述 种类型的反应合成 ． (C１０H１６O４) :
． , ６
0 0 OH
正确的顺序是 Br２ H２ CH３COOH
0 0
, ( )
→X 催化剂→Y → 浓 →C１０H１６O４
① ③ H２SO４,△
② ④
氧化 消去 加成 酯化 水解 下列说法错误的是 OH
① ② ③ ④ ⑤ ( )
加聚
反应 为取代反应
⑥
A． ①
的分子式为
A．①⑤②③④ B．①②③④⑤
B．Y C６H１０Br２
反应 的条件可以为氢氧化钠水溶液加热
C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥
C． ③
答案 C 的核磁共振氢谱有 组峰
D．C１０H１６O４ ３
２ ． 有机物甲的分子式为 C７H７NO２, 可以通过如 答案 A
图路线合成 分离方法和其他产物已经略
(
O
去 下列说法不正确的是
). ( ) ４已知
． :R CCH ＋ R″ C
0 0
/) )/$$) )/$$)
0
)$$$M $0U)$M
$)0
J!#"U )0
$)0/ *
)
$00)
甲的结构简式为 可发生取代
A． ,
/)
反应 加成反应
、
/)
0
步骤 反应的化学方程式为
B． Ⅰ ＋)$ $M
0
一定条件 )/$$)
→ ＋HCl
步骤 在苯环上引入醛基 步骤 的反应
C． Ⅱ , Ⅳ
类型是取代反应
步骤 和 在合成甲过程中的目的是保护
D． Ⅰ Ⅳ
氨基不被氧化
１４８ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
催化剂
R′ →
OH
设 计 以 丙 酮
R CC C R′,
R″
O
(CH３ C
为原料制备异戊
CH３ )、C２H２
CH３
二烯 的合成路线
(CH２CH CCH２ )
用流程图表示 无机试剂任选
( , ).
O
答 案
CH３ C
CHCH
CH３ 催化剂 →
OH
H２
CH C C CH３ 催化剂 →
,△
CH３
OH
浓硫酸
CH２ CH C CH３ →
△
CH３
CH２CH CCH２
CH３
微专题 5 有机合成与推断题解题策略
一、有机推断题解题突破口 续表
1.根据反应条件推断反应类型 有机物性质 官能团(或物质)
遇浓溴水产生白色沉淀
反应条件 反应类型 酚羟基
或遇 溶液显紫色
水溶液 加热 卤代烃 酯 酰胺的水解反应
FeCl３
NaOH , 、 、
3.根据反应推断数量关系
醇溶液 加热 卤代烃的消去反应
NaOH ,
反应 数量关系
醇的消去 酯化 醇变成醚
浓硫酸 加热 、 , ,
, 苯环的硝化 磺化
烃和卤素单质的 取代 氢原子 消耗 卤
、
１mol , １mol
溴水或溴的 溶液 烯烃 炔烃的加成反应 取代 素单质
CCl４ 、
加热 醇的催化氧化反应 与 等按物质
O２、Cu, 碳碳双键的加成 H２、Br２、HCl、H２O
的量之比 加成
新制 或银氨 １∶１
Cu(OH)２( 醛氧化成羧酸盐
溶液 加热
), 含 或
—OH( —COOH) 或 对 应
稀硫酸 加热 酯的水解等反应 的 有 机 物 与 ２mol—OH( —COOH)
, Na
反应 １molH２
烯烃 炔烃 芳香烃的加成
、 、 ,
催化剂 醛 酮还原成醇 还原 银镜反应 对应
H２, 、 ,—CN １mol—CHO ２molAg
成
—CH２NH２
醛 基 与 新 制
对应
＋ 酸化 反应 １mol—CHO １molCu２O
H Cu(OH)２
烷基上的氢原子被卤素原子
光照 羧 基 与 碳 酸 钠
取代 对应
反应 ２mol—COOH １molCO２
苯环上的氢原子被
或 为 Cl、Br
Fe FeX３(X Cl、Br) 取代 羧基与碳酸氢钠
对应
反应 １mol—COOH １molCO２
2.根据有机物性质推断官能团
醇 羟 基 的 催 化 催化氧化生成
１mol—CH２OH
有机物性质 官能团(或物质)
氧化 消耗
１mol—CHO, ０．５molO２
能使溴的 溶液褪色 碳碳双键 碳碳三键
CCl４ 、
注意 个 分子中相当于有 个— .
碳碳双键 碳碳三键 醇 １ HCHO ２ CHO
、 、 / 4.根据产物特点推断反应物结构
能使 酸 性 溶 液 酚羟基 醛基 苯的同系物
KMnO４ 、 、
褪色 与苯环直接相连的 上 产物特点 反应物结构
( C
有
H) 醇催化氧化成醛 或羧酸
( ) R—CH２OH
能发生银镜反应或能与
醛基 醛 甲酸 甲酸酯 还
新制 反应生成 ( 、 、 、 R２
Cu(OH)２ 原糖 不
砖红色沉淀 ) 醇催化氧化成酮 R１ C OH(R１、R２
能与 反应放出 醇 酚羟基 羧基 H
Na H２ / 、 为 原子
H )
能与 溶液反应放
NaHCO３ 羧基 磺酸基
出 或使石蕊溶液变红 、 R２
CO２
醇不能被催化氧化 R１ C OH(R１、R２、R３
能水解 酯基 酰胺基 碳卤键
、 、
R３
能发生消去反应 醇羟基 碳卤键 不为 原子
、 H )
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １４９
续表 2.巧用陌生反应设计合成路线
产物特点 反应物结构 在历年的高考试题中 合成路线的设计中会含
,
有陌生反应 可利用陌生反应作为设计合成
R２ R３ .
或 路线的突破口 具体步骤如下
R１ C C X . :
-+K*U
H R４
发生消去反应生成碳碳 0 K*J+= U*
R２ R３
双键 B+6
R１ C C OH(R１、R２、
!4, '+6 U
H R４ 0
可为 原子 为 K*+2
R３、R４ H ,X
卤素原子
) 8, '+6 K*
0
7U ED-@E=6 +D
若两个取代基相同 则这
含有一个苯环 苯环上只 ,
, 两个取代基处于邻位
有两个取代基且苯环上 在设计过程中一般会用到 逆推法 和 顺推
若两个取代基不同 则这 “ ” “
一卤代物只有两种 , 法 这两种方法常混合使用
两个取代基处于对位 ”, .
若陌生反应处在最后一步 则直接采取逆推
含有一个苯环 苯环上只
(１) ,
, 两个取代基相同且处于 法 对比原料与逆推出的中间产物的官能团
有两个取代基且苯环上 ,
对位
一卤代物只有一种 后 再进行顺推
, ;
若陌生反应处在第一步 则可直接顺推
方法技巧 构建推断模型 (２) , ;
有机推断的核心是推断合成路线中各个有机物的结 若陌生反应处在合成路线中间 则可同时使
(３) ,
构.由于目标产物由原料合成得到,原料的碳骨架必 用顺推法和逆推法并进行检验
;
然会在目标产物中有所体现,比较原料(或中间体)与
若原料较为简单 比如烷烃或环烷烃作为原
(４) ,
目标产物的碳骨架和官能团的变化,充分利用切割模
料时 一般只发生光照取代反应 则可直接
型和各种官能团的性质,并结合题中所给信息反应的 , ,
顺推一步
特点,推断出合成路线中各个有机物的结构. ;
若目标产物含有酯基 可尝试直接逆推一步
(５) ,
二、有机合成解题策略
拆分为羧酸和醇
.
1.“三先三后”策略
3.常见新型有机反应
6 F 4 N
卤代烃与氰化钠溶液反应后再水解可得到
0* U7*%F"U
(１)
＋
" 9)9U!?"U 羧酸 如 NaCN H３O
. CH３CH２Br → CH３CH２CN →
( ,+
这是增加一个碳原子的常
CH３CH２COOH,
用方法
8(+ 6UK .
0* + A4U* 烯烃的氧化 烯烃先通过臭氧氧化 再经过锌与
(２) : ,
K '4U E U 水处理得到醛或酮 烯烃被酸性 溶液氧
K
; KMnO４
化得到羧酸或酮 如
. CH３CH２CHC(CH３)２
6 DA 6E2L
CH３
> + U F
①O３
0* U--J=F ②Zn/H２O →CH３CH２CHO＋OC .
,.O0#"!U*)#SU CH３
*/B0)F#"&*" 注意 根据烯烃被 氧化后的产物可以推断原烯
O３
烃的结构.
１５０ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
双烯合成 如 丁二烯与乙烯发生环加
(３) : １,３－
成反应得到环己烯 , ＋
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １５１
△ →
即练即清
学生用书 P132
典例 1 ( 河北, , 分) 二羟基对苯 , ２０２３ １８１４ ２,５－
二甲酸 是一种重要的化工原料 广泛
(DHTA) ,
这是著名的双烯合成反应 也是合成六元环
, 用于合成高性能有机颜料及光敏聚合物 作为
;
的首选方法
. 钠离子电池的正 负电极材料也表现出优异的
、
羟醛缩合 有 的醛在稀碱溶液中能和
(４) : α－H 性能 利用生物质资源合成 的路线
. DHTA
另一分子醛发生加成反应 生成 羟基醛
, β－ , 如下
:
称为羟醛缩合反应
.
OH
△
CH３ CH CH２CHO →
－H２O
CH３CHCHCHO
苯 环 上 的 硝 基 被 还 原
(５) : NO２
Fe/HCl
→ NH２.
醛或酮与格氏试剂 发生加成反应
(６) (R′MgX) ,
所得产物经水解可得醇
:
R′
O
已 知
: R CO ＋R′MgX → R C OMgX
H H
R′
水解
→ R C OH .
H
酯交换反应 酯的醇解
(７) ( ):R１COOR２＋R３OH
→R１COOR３＋R２OH.
羧酸的还原反应和取代反应 羧酸很难通过
(８) :
催化加氢的方法被还原 用氢化铝锂能将羧
,
酸还原为相应的醇 羧酸分子中的 较
. α－H
活泼 易被取代
, .
LiAlH４
RCOOH →RCH２OH
催化剂
RCH２COOH＋Cl２ → RCHCOOH ＋
△
Cl
HCl
O
＋
R CH２R′
１)NaNH２
２)H ＋/H２O →
R″ OCH３
O O
R
R″
R′
回答下列问题
:
的反应类型为
(１)A→B .
的结构简式为
(２)C .
的化学名称为
(３)D .
的化学方程式为
(４)G→H
.
写出一种能同时满足下列条件的 的同分
(５) G
异构体的结构简式
.
核磁共振氢谱有两组峰 且峰面积比为
(a) ,
３∶２;
红外光谱中存在 吸收峰 但没有
(b) CO ,
吸收峰
O—H ;
可与 水溶液反应 反应液酸化后可
(c) NaOH ,
与 溶液发生显色反应
FeCl３ .
阿伏苯宗是防晒霜的添加剂之一 试以碘
(６) .
甲 烷 对 羟 基 苯 乙 酮
(CH３I)、
O 和 对 叔 丁 基 甲 苯
(HO )
CH３
为原料 设计阿伏苯宗
[H３C C(CH３)３] ,
的合成路线 无机试剂和三个碳以下的有机
.(
试剂任选
)
１５２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
O
CH３O
O
C(CH３)３
阿伏苯宗
答案 加成反应 或还原反应
(１) ( )
丁二酸二甲
COOCH３ (２) (３)
HOOC
酯
(４)
CH３OOC OH
＋
HO COOCH３
△
４NaOH →
NaOOC ONa
＋ ２CH３OH ＋
NaO COONa
２H２O
(５) O
O
CH３O O
O
(６)
典例 2 ( 雅礼中学第八次月考, )有机物
２０２４ １８ H
是一种新型大环芳酰胺的合成原料 在印染方
,
面具有广泛的应用前景 可通过以下方法合成
.
部分反应条件已省略
( ).
/)
$00$)
$ ) $ ) /0 $) 0)
" # "-F %.'
$00$)
/0
$
$ ) /0 ) 1E$ $ ) /0 "-F
% $)$0 0 & "-F
/0
0
/ )40 ) 1E$ $ ) /0
)0 (
0
/)
0
'
OCH３
/)
0
/
0
/)
)
已知 苯胺具有还原性 易被氧化
: , .
化合物 的系统命名为
(１) A ;
中的官能团名称是
F .
化合物 的结构简式是
(２) G ,
的反应类型为
F→G .
下列说法正确的是 填标号
(３) ( ).
化合物 可与 溶液反应
A． B NaHCO３
可依次通过取代反应 氧化反应实现
B． 、 A→B
的转化
化合物 最多可与 发生
C．１mol E ２molNaOH
反应
化合物 的分子式为
D． H C１２H１３O２N３
写出 的化学方程式
(４) C→D :
.
转化为 的过程中可能产生副产物
(５)B C I
(
第十二章 生命活动的物质基础 有机合成 １５３
COOH
写出 种同时符合下列条
), ２
COOCH３
NO２
件的化 合 物 的 同 分 异 构 体 的 结 构 简 式
I :
.
分子中除含有苯环外 无其他环状结构
① , ;
谱和 谱检测表明 分子中有
１
② H－NMR IR : ４
O
种不同化学环境的氢原子 有
, O C
NH２,
无 和
—OH —O—O—.
凯夫拉
(６)
O
(HNH NH C
O
COH
)
材料广泛应用于防弹衣 坦克等装备的生产
、 .
利用以上合成路线及已知信息 设计由苯胺
,
(
(３)AB
(４)
NH２
)、 (CH３CO)２O、
为原料制备凯夫拉的
HOOC COOH
合成路线 用流程图表示 无机试剂任选
( , ).
答案 二甲苯 硝基 酰胺基
(１)１,２－ 、
/0
0
/ 水解反应或取代反应
(２)
0
/)
COOCH３
NH２ DMF
＋ →
△
COOCH３
NO２
0
/
＋２CH３OH
0
/0
OOCH
(５) OOCNH２、
OOCH
HCOO
OOCNH２、
HCOO
O
C O
O
C O
H OOCNH２、
O
C O
O
C O
H２N OOCH、
O
C O
O
C O
O
C O
任 写
H２N ( ２
种即可
)
(６)
NH２
(CH３CO)２O
→
NHCOCH３
浓硝酸
浓硫酸 →
,△
NHCOCH３
H２SO４
→
H２O
NO２
NH２
NO２
H２,Pd/C
→
NH２
HOOC COOH
催化剂 →
,△
NH２
O
HNH NH C
O
COH
变式 同有机合成分析，变分析方法：逆推法
( 湖南师大附中第七次月考, ) 是制备抗
２０２４ １８ H
癌药物库潘尼西的重要中间体 其一种合成路
,
线如下
:
/B0)
" "-F # #" $
$ ) 0 $ )/0 $)/0
"-F )
'
$M #S
% &
$)/0 $) $M/0
) /
/)
/)
/)
/ 0 /) ( 'F)$M
0 4
0
已知
:
0)
03
3
39 )/ 卤素原子
Ⅰ． 3
3/
3
,X＝ ;
3
烃基 或烃基
R１＝ ;R２、R３＝H
Fe/HCl
Ⅱ． NO２ → NH２
O
Ⅲ．R
１５４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
种
.
含有酚羟基
① ;
氨基与苯环直接相连
② ;
含有四种化学环境的氢
③ .
的结构简式为
(３)D ;C＋E→F
的反应类型为 检验 中是否含有
; H
所用的试剂为
G .
根据上述信息 写出以环己醇 甲醛为主要
(４) , 、
/
原料制备 的合成路线 无机试剂任选
/
( ).
)
答案
(１)３
NH２
/
3
S,△ 或
H＋ NH２ → / ,R＝H
)
烃基
回答下列问题
:
中含氧官能团有 种 与 溶
(１)A ;B NaOH
液反应的化学方程式为
.
符 合 下 列 条 件 的 的 同 分 异 构 体 有
(２) C
CHO
NO２
＋２NaOH →
O
OOCCH３
CH３COONa＋
CHO
NO２
＋H２O
O
ONa
(２)６
取代反应 新制
(３)O N H Cu(OH)２
或银氨溶液
浓硫酸
OH
(４) →
△
Br２
→
NH３
Br NH２
→
Br NH２
/
HCHO /
→ S,△ )
