高考化学一轮总复习第11章有机化学基础选考第4节生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物检测鲁科版 37页

第 4 节 生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物 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| 糖类、油脂、蛋白质的组成、结构与性质及应用 [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 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。 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 C12H22O11＋H2O――→ H＋ △ C6H12O6＋C6H12O6； 蔗糖 葡萄糖 果糖 C12H22O11＋H2O――→ H＋ △ 2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖。 (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 (C6H10O5)n＋nH2O――→ H＋ △ nC6H12O6 淀粉 葡萄糖； (C6H10O5)n＋nH2O――→ H＋ △ nC6H12O6 纤维素 葡萄糖。 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 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 (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 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 与盐酸反应的化学方程式： 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。 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( ) 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。] 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：99682390】 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)： 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 角度 3 氨基酸、蛋白质的结构与性质 6．下列说法正确的是( ) 【导学号：99682391】 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 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 7．下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是( ) 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 [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 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 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 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。 [提示] (1) (2) CH2—CH===CH—CH2 (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( ) 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 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 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： 【导学号：99682392】 (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： ______________________________________________________________。 (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叁键的不饱和有机物(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反应产物只有高分子 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。 考点 3| 研究有机化合物的一般步骤和方法 [基础知识自查] 1．研究有机化合物的基本步骤 2．有机物分子式的确定 (1)元素分析 (2)相对分子质量的测定——质谱法 质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分 子质量。 3．分子结构的鉴定 (1)化学方法：利用特征反应鉴定出官能团，再制备它的衍生物进一步确认。 (2)物理方法 ①红外光谱 分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团吸收频率不同， 在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。 ②核磁共振氢谱 (3)有机物分子不饱和度的确定 [应用体验] 有机物 A 只含有 C、H、O 三种元素，常用作有机合成的中间体。16.8 g 该有机物燃烧 生成 44.0 g CO2 和 14.4 g H2O；质谱图表明其相对分子质量为 84，红外光谱分析表明 A 分 子中含有 O—H 键和位于分子端的 C≡C 键，核磁共振氢谱上有三个峰，峰面积之比为 6∶1∶ 1。 (1)A 的分子式是________。 (2)A 的结构简式是________________________________________。 [提示] (1)C5H8O (2) [考点多维探究] 角度 有机物分子式和结构式的确定 1．某含氧元素有机物 A 可以作为无铅汽油的抗爆震剂，它的相对分子质量为 88.0，其 中碳元素的质量分数为 68.2%，氢元素的质量分数为 13.6%，经红外光谱和核磁共振氢谱显 示该分子中有 4 个甲基，则 A 的结构简式为( ) C [N(C)＝88.0×68.2% 12 ≈5， N(H)＝88.0×13.6% 1 ≈12， N(O)＝88.0－5×12－12 16 ＝1， 则 A 的分子式为 C5H12O。] 2．(2015·全国卷Ⅱ)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材 料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG 的一种合成路线如下： 已知： ①烃 A 的相对分子质量为 70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢 ②化合物 B 为单氯代烃；化合物 C 的分子式为 C5H8 ③E、F 为相对分子质量差 14 的同系物，F 是福尔马林的溶质 回答下列问题： 【导学号：99682393】 (1)A 的结构简式为__________________。 (2)由 B 生成 C 的化学方程式为___________________________________。 (3)由 E 和 F 生成 G 的反应类型为___________________________________， G 的化学名称为____________。 (4)①由 D 和 H 生成 PPG 的化学方程式为_______________________________ ______________________________________________________________； ②若 PPG 平均相对分子质量为 10 000，则其平均聚合度约为____________(填标号)。 a．48 b．58 c．76 d．122 (5)D 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________________种(不含立体异 构)； ①能与饱和 NaHCO3 溶液反应产生气体 ②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应 其中核磁共振氢谱显示为 3 组峰，且峰面积比为 6∶1∶1 的是___________(写结构简 式)；D 的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是 __________(填标号)。 a．质谱仪 b．红外光谱仪 c．元素分析仪 d．核磁共振仪 [解析] (1)烃 A 的相对分子质量为 70，则 A 的分子式为 C5H10。烃 A 的核磁共振氢谱显 示只有一种化学环境的氢，说明 A 分子中所有氢原子所处的化学环境相同，则其结构简式为 。(2)由“A( )――→ Cl2 光照 B 及化合物 B 为单氯代烃”可知，B 为 ，B 在 NaOH/ 乙醇、△条件下发生消去反应生成 C，则 C 为 。B 转化为 C 的化学方程式为 ＋ NaOH――→ 乙醇 △ ＋NaCl＋H2O。 (3)F 是福尔马林的溶质，则 F 为 HCHO；E、F 为相对分子质量差 14 的同系物，则 E 为 CH3CHO。结合信息反应④可知，CH3CHO 和 HCHO 在稀 NaOH 溶液中发生加成反应生成 HOCH2CH2CHO(G)，其系统名称为 3－羟基丙醛(或β－羟基丙醛)。 (4)①C( )经酸性 KMnO4 溶液氧化生成 D，则 D 为 HOOC(CH2)3COOH。G(HOCH2CH2CHO) 与 H2 发生加成反应生成 H，则 H 为 HOCH2CH2CH2OH。 HOOC(CH2)3COOH 与 HOCH2CH2CH2OH 在浓硫酸、加热条件下发生缩聚反应生成 PPG，反应的 化学方程式为 ②PPG 的结构简式为 (5)D 的结构简式为 HOOC(CH2)3COOH，其同分异构体满足条件：①能与饱和 NaHCO3 溶液 反应产生气体，说明含有—COOH；②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明含有—CHO 和—COO—(酯基)，结合 D 的分子式分析可知，其同分异构体为甲酸酯，含有(HCOO—)结构， 则符合条件的同分异构体有 5 种结构，分别为 核磁共振氢谱显示为 3 组峰，说明该有机物分子中有 3 种不同化学环境的氢原子；又知 峰面积比为 6∶1∶1，说明 3 种氢原子的个数比为 6∶1∶1，该有机物的结构简式为 [答案] (1) (2) ＋NaOH――→ 乙醇 △ ＋NaCl＋H2O (3)加成反应 3－羟基丙醛(或β－羟基丙醛) 有机物分子式、结构式的确定流程 专项突破 20 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…… (3)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α－H)： (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 ； 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、叁键、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基、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(R－ZnBr)与酰氯(OClR′)偶联可用 于制备药物Ⅱ： (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： 试回答下列问题： 【导学号：99682394】 (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 RCH2COOH――→ Br2 红磷 ，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， 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 (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 (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 2]OH ”“――→ [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 (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 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 (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 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] (2016·河南焦作一模)有机化合物 X、Y、A、B、C、D、E、F、G 之间的 转化关系如图。 已知以下信息： 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) [解析] 根据扁桃酸的结构简式结合信息①不难推出 A [答案] (1)醛基 加成反应 [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： 【导学号：99682395】 (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 分子中含有酯基和碳碳双键；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： [答案] (1)cd (2)取代反应(酯化反应) (3)酯基、碳碳双键 消去反应 (4)己二酸 2．一个模拟题，预测高考考什么 ———————————————————————— (2016·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： ———————————————————————— (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] 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。 。 [答案] (1)醛基、酯基 (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)