2020版高考化学一轮复习生命中的基础有机物质　有机合成学案 15页

第四节　生命中的基础有机物质　有机合成 [高考备考指南] 考纲定位 1.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、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.根据信息能设计有机化合物的合成路线。 核心素养 1.变化观念——糖类、油脂和蛋白质的性质及 利用。 2.科学探究——糖类、油脂和蛋白质的性质的 相关实验探究。 3.模型认知——运用乙醇和乙酸模型解释对 应的化学性质。 4.社会责任——糖类、油脂和蛋白质与生活的 密切关系及合理利用，能作出正确的价值判 断。 　基本营养物质 (对应复习讲义第 152 页) 1．糖类 (1)定义：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)分类 糖类多糖 1 mol 糖水解后能生成很多摩尔单糖的糖，如淀粉、纤维素 ― ― → 水解 低聚糖 ― ― → 水解 1 mol 糖 水 解 后 能 生 成 2 ～ 10 mol 单 糖 的 糖 ， 如 蔗 糖 、 麦 芽 糖 单 糖 不能水解的糖，如葡萄糖、果糖 (3)葡萄糖与果糖 ①组成和分子结构 名称 分子式 结构简式 官能团 两者关系 葡萄 糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、 —CHO 果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3COCH2 OH —C—O、 —OH 互为同 分异构 体 ②葡萄糖的化学性质 还原性能发生氧化反应，能与新制的 Cu(OH)2 悬浊液反应或与银氨溶液反应 加成反应 与 H2 发生加成反应生成己六醇发酵成醇 C6H12O6（葡萄糖） ― ― →酒化酶 2C2H 5OH ＋2CO2↑生理氧化C6H12O6(s) ＋ 6O2(g)―→6CO2(g) ＋ 6H2O(l) (4)二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 组成 分子式均为 C12H22O11 性质 都能发生水解反应 不同点 是否含 醛基 否 是 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)淀粉与纤维素 ①相似点 a．都属于天然高分子化合物，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 淀粉＋nH2O ― ― →酸或酶 nC6H12O6 葡萄糖 （C6H10O5）n 纤维素＋nH2O ― ― →酸或酶 nC6H12O6 葡萄糖—|→结构简式：R2—COO—CHR1—COO—CH2R3—COO—CH2 →官能团：酯基（有的还有 CC ） （3）分类 {按烃基{简单甘油酯：R1、R2、R3相同 混合甘油酯：R1、R2、R3 不同 按状态{油：常温下呈液态，含不饱和烃基多 脂肪：常温下呈固态，含饱和烃基多 （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 C17H33COOCHC17H33COOCH2C17H33COOCH2＋3H2 ― ― →Ni △ C17H35COOCH C17H35COOCH2C17H35COOCH2。 ②水解反应 a.酸性条件下，如硬脂酸甘油酯水解反应的化学方程式为C17H35COOCHC17H35COOCH2C17H35COOCH2＋3H2O ― ― →H ＋ CH—OHCH2—OHCH2—OH ＋3C17H35COOH ； b.碱性条件下（即皂化反应），如硬脂酸甘油酯在 NaOH 溶液中发生水解反应的化学方程式为C17H35COOCHC17H35COOCH2C17H35COOCH2＋3NaOH ― ― →△ 3C17H35COON a＋CH—OHCH2—OHCH2—OH， 其水解程度比在酸性条件下水解程度大。 3.氨基酸与蛋白质 （1）氨基酸的结构与性质 氨基酸 ― ― → 概念 氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物 ― ― → 成肽 生成多肽及蛋白质 ― ― →官能团 —NH2、 —COOH ― ― →α­氨基酸 结构简式 　　　　　　　　　　　　　　R—CH—COOHNH2 (2)蛋白质的结构与性质 ①蛋白质的组成与结构 蛋白质含有 C、H、O、N 等元素。 蛋白质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蛋白质的性质 水解在酸、碱或酶的作用下最终生成氨基酸两性含有—NH2 显碱性，含有—COOH 显酸 性盐析某些浓的无机盐可降低蛋白质的溶解度而使蛋白质从水溶液中析出(胶体)，为可逆过程。 可用于分离、提纯蛋白质变性加热、紫外线、X 射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物会 使 蛋 白 质 变 性 ， 属 于 不 可 逆 过 程 ——是 杀 菌 、 消 毒 原 理 颜色 反应 含苯环的蛋白质遇浓硝酸，加热显黄色——蛋白质的检验方法灼烧 有烧焦羽毛的气味——检验毛、丝纺织品 [提醒]　油脂不是高分子化合物，单糖不能水解，液态油脂含不饱和键，能使溴水褪色。 判断正误 　(1)天然植物油常温下一般呈液态，有恒定的熔、沸点。(　　) (2)油脂硬化和水解的反应都属于取代反应。 (　　) (3)糖类均有甜味、易水解，符合通式 Cn(H2O)m。(　　) (4)通过盐析可提纯蛋白质，并保护其生理活性。 (　　) (5)葡萄糖与果糖，蔗糖与麦芽糖，淀粉和纤维素均互为同分异构体。 (　　) (6)玉米制醇、蛋白质变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化。 (　　) (7)蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基。 (　　) (8)将(NH4)2SO4、CuSO4 溶液分别加入蛋白质溶液中，都出现沉淀，表明两者均可使蛋白 质变性。(　　) (9)温度越高，酶催化的化学反应速率越快。(　　) (10)利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程。(　　) [提示]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√ 1．(2017·全国卷Ⅱ)下列说法错误的是(　　) A．糖类化合物也可称为碳水化合物 B．维生素 D 可促进人体对钙的吸收 C．蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质 D．硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多 C　[糖类化合物可称为碳水化合物，A 正确。 维生素 D 可促进人体对钙的吸收，B 正确。蛋白质中一定含有碳、氢、氧、氮元素，有 些蛋白质还含硫、磷等元素，C 错误。硒是人体必需的微量元素，但是微量元素的摄取不宜过 多，D 正确。] 2．(2019·定州模拟)下列关于蛋白质的说法中不正确的是(　　) A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命 B．HCHO 溶液或 Na2SO4 溶液均能使蛋白质变性 C．某些蛋白质跟浓硝酸作用会变黄 D．可以采用多次盐析或多次渗析的方法分离、提纯蛋白质 B　[蛋白质属于天然有机高分子化合物，是生命活动的主要物质基础，没有蛋白质就没有 生命，A 正确；Na2SO4 溶液能使蛋白质发生盐析，B 错误；某些含有苯环的蛋白质跟浓硝酸 作用会变黄，C 正确；可以采用多次盐析或多次渗析的方法分离、提纯蛋白质，D 正确。] 3．(2018·揭阳模拟)下图是几种常见有机物之间的转化关系，下列有关说法正确的是 (　　) 淀粉水解程度的 判断，应注意检 验产物中是否生 成葡萄糖，同时 还要确定淀粉是 否还存在，可以 用银氨溶液[或 新制的 Cu(OH)2 悬浊液]和碘水 来检验淀粉在水 溶液中是否发生 水解及水解是否 进行完全，实验 步骤如下： 淀 粉 溶 液 ) o( ― ― → s u p 7 ( 稀 硫 酸 ) s do 5( 微 热)) 水 解 液 o ( ― ― → s u p 7( Na O H 溶 液)) 中 和 液 o ( ― ― s u p 7( 银 氨 溶 液) s do 5( 水 浴 加 热)) 现 象 A 　　　　　　 a v s4 a l( o( ―― → s u p 7( 碘 水) sdo 5(　) ))现 象 B 实 验 现 象 及 结 论 ： 现 象 A 现 象 B 结 论 → ① 未 出 现 银 镜 溶 液 变 蓝 色 淀 粉 尚 未 水 解 ② 出 现 银 镜 溶 液 变 蓝 色 淀 粉 部 分 水 解 ③ 出 现 银 镜 溶 液 不 变 蓝 色 淀 粉 完 全 水 解 )Ｋ 　合成有机高分子材料 (对应复习讲义第 154 页) 1．几个重要概念 (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。 　 2．合成高分子化合物的两类基本反应 (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，实例： 单体结构简式 聚合物 CH2===CH—CH3 CH2—CHCH3 CH2===CHCl CH2—CHCl CH2===CHCN CH2—CHCN CH3COOCH===CH2 CH—CH2OOCCH3 CH2===CH—CH===CH2 CH2—CH===CH—CH2 CH≡CH CH===CH (2)缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如 H2O、HX 等)生成高分子化合物的反应。 实例：常见的缩聚型高分子化合物。 ①HOC(CH2)5OHO 的单体是 HO—C—(CH2)5—OHO。 ②HOCOC—O(CH2)2OHO 的单体是 HO—COC—OHO 和 HO—(CH2)2OH。 ③HOHCH2OH 的单体是 OH 和 H—C—HO。 ④HNHCH2CON—CH2—CH2HCOHO 的单体是 H2N—CH2C—OHO 和 H2NCH2CH2—COOH。 3．高分子化合物的基本性质 (1)溶解性：线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中，网状结构高分子(如硫 化橡胶)不溶于有机溶剂，只有一定程度的溶胀。 (2)热塑性和热固性：线型高分子具有热塑性(如聚乙烯)，网状结构高分子具有热固性(如 电木、硫化橡胶)。 (3)强度：高分子材料强度一般比较大。 (4)电绝缘性：通常高分子材料电绝缘性良好。 4．高分子化合物的分类 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 ― ― →按用途 和性能 {合成高分子材料 功能高分子材料 复合材料 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 判断正误 　(1)聚乙烯与乙烯的组成、结构、性质相同。 (　　) (2)高分子化合物均属于化合物，为纯净物。 (　　) (3)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。(　　) (4)盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞。 (　　) (5)天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。 (　　) (6)CH2—CHC—CH2Cl 的单体是 CH2===CH2 和 CHCH2Cl。(　　) (7)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。(　　) [提示]　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√ 角度 1　高分子材料的组成、结构与性质 1．(2017·全国卷Ⅰ)下列生活用品中主要由合成纤维制造的是(　　) A．尼龙绳　　　　　　　B．宣纸 C．羊绒衫 D．棉衬衣 A　[尼龙绳主要由合成纤维制造；宣纸和棉衬衣的主要成分是纤维素，属于天然纤维；羊 绒衫主要由羊绒制造，其主要成分为蛋白质，属于天然纤维。] 2．(2019·长沙模拟)聚甲基丙烯酸甲酯(CH2CCOOCH3CH3)的缩写代号为 PMMA，俗称 有机玻璃。下列说法中错误的是 (　　) A．合成 PMMA 的单体是甲基丙烯酸和甲醇 B．聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)n C．聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料 D．甲基丙烯酸甲酯[CH2===C(CH3)COOCH3]中碳原子可能都处于同一平面 A　[聚甲基丙烯酸甲酯的单体为 CH2===C(CH3)COOCH3，故 A 错误；由题给结构简式可 知，聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)n，故 B 正确；聚甲基丙烯酸甲酯属于有机 高分子合成材料，故 C 正确；甲基丙烯酸甲酯中碳碳双键、—C—O 均为平面结构，且直接相 连，则通过单键的旋转碳原子可能都处于同一平面，故 D 正确。 ] 3．聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与 HI3 形成聚维 酮碘，其结构表示如下： (图中虚线表示氢键) 下列说法不正确的是(　　) A．聚维酮的单体是 B．聚维酮分子由(m＋n)个单体聚合而成 C．聚维酮碘是一种水溶性物质 D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应 B　[A 项，聚维酮通过氢键与 HI3 形成聚维酮碘，由聚维酮碘的结构可知，聚维酮是由 经加聚反应生成的，故聚维酮的单体为 ，正确；B 项，由聚维酮碘的结构推知， 聚维酮分子由(2m＋n)个单体聚合而成，错误；C 项，由聚维酮碘的结构可知，该物质属于盐 类，易溶于水，正确；D 项，由聚维酮碘的结构可知，该结构中含有 CON，在一定条件下能 发生水解反应，正确。] 角度 2　高分子材料的合成 4．涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下： nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OH ― ― →一定条件 涤纶＋(2n－1)H2O 下列说法正确的是 (　　) A．合成涤纶的反应为加聚反应 B．对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物 C．1 mol 涤纶与 NaOH 溶液反应，理论上最多可消耗 2n mol NaOH D．涤纶的结构简式为 HO—COC—OCH2CH2OHO C　[合成涤纶的反应为缩聚反应，A 项错误；结构相似、分子组成相差一个或若干个 “CH2”原子团的有机化合物互称为同系物，但对苯二甲酸(HOOCCOOH)和苯甲酸(COOH)分 子组成相差一个 CO2，不可能互为同系物，B 项错误；1 mol 涤纶水解会产生 2n mol 羧基， 与 NaOH 溶液反应，理论上最多可消耗 2n mol NaOH，C 项正确；根据“酸脱羟基醇脱氢”可 知 ， 分 子 中 的 端 基 原 子 和 端 基 原 子 团 错 误 ， 涤 纶 的 结 构 简 式 为 HOCOC—OCH2CH2—OHO，D 项错误。] 确定高分子化合物单体的方法 (1)由加聚物推单体的方法 ①方法——“弯箭头法”：边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键，键尾相遇按虚线部分 断键成单体。 ②实例 加聚物 方法示意图 单体 CH2—CH2 CH2===CH2 CH2CCH3CH—CH2 CCH3CH2CHCH2 CHCH3CH2CH2—CH2 CH3—CH===CH2 和 CH2===CH2 可以简单概括为“单变双，双变单，遇阻断键”。 (2)由缩聚物推单体的方法 ①方法——“切割法”：断开羰基和氧原子(或氮原子)上的共价键，然后在羰基碳原子上 连接羟基，在氧原子(或氮原子)上连接氢原子。 ②实例 缩聚物 HOCOC—O—CH2CH2—O HO 聚对苯二甲酸乙二酯 CHRHHNC—N—CH—C OHOHR′O 多肽 方法示意图 单体 HOOCCOOH (对苯二甲酸) 和 HOCH2CH2OH(乙二醇) R—CH—C—OHNH2O 和 R ′—CH—C—OHNH2O 　有机物的合成 (对应复习讲义第 155 页) 1．有机合成的基本思路 2．有机合成中碳骨架的构建 (1)链增长的反应 ①加聚反应；②缩聚反应；③酯化反应；④利用题目信息所给的反应，如卤代烃的取代反 应，醛酮的加成反应…… (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)常见由链成环的方法 ①二元醇成环： 如 HOCH2CH2OH ― ― →浓硫酸 △ H2CCH2O＋H2O。 ②羟基酸酯化成环： 如 HO(CH2)3COHO浓硫酸 △ CH2—CCH2—CH2OO＋H2O。 ③氨基酸成环： 如 H2NCH2CH2COOH―→NHCOCH2CH2—＋H2O。 ④二元羧酸成环： 如 HOOCCH2CH2COOH浓硫酸 △ CH2—CH2COOCO＋H2O。 3．典型的有机合成路线 (1)一元合成路线 R—CH===CH2 ― ― →HX 一定条件 卤代烃 ― ― →NaOH/H2O △ 一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线 CH2===CH2 ― ― →X2 XCH2—CH2X ― ― →NaOH/H2O △ 二元醇→二元醛→二元羧酸→{链酯 环酯 高聚酯 (3)芳香化合物合成路线 a. ― ― →Cl2 FeCl3 Cl ― ― →NaOH/H2O △ OH b．CH3→CH2Cl→CH2OH→CHO→COOH→芳香酯 4．经典的有机物转化关系 烃 X2/光照 烷烃取代 X2/光照 苯的同系物卤代 ― ― →X2/C Cl4 烯烃加成 卤 代 烃 ― ― →NaOH/水 醇 ― ― →氧化 醛 ― ― →氧化 羧 酸 ― ― →酯化 酯(聚酯) (1)甲苯的一系列常见的衍变关系 ① CH3 ― ― →Cl2/光照 CH2Cl ― ― →NaOH/水 △ CH2OH ― ― →[O] CHO ― ― →[O] COOH ― ― →CH3OH/浓 H 2SO4 △ COOCH3 ②CH3 ― ― →Cl2/光照 CHCl2 ― ― →NaOH/水 △ CHO ― ― →[O] COOH ③CH3 ― ― →Br2/FeBr3 BrCH3 ― ― →①NaOH/ △ ②H＋ H3COH ― ― →H2 Ni，高温、高压H3COH ― ― →浓 H 2SO4 △ H3C (2)二甲苯的一系列常见的衍变关系 CH3CH3 ― ― →Cl2/光照 CHCl2CHCl2 ― ― →NaOH/水 △ OHCCHO ― ― →[O] HOOCCOOH ― ― →HOCH2CH2OH/浓 H 2SO4 △ {链状聚酯 （HO COC—O—CH2OCH2—O H ） 环状酯（C OO—COOCH2CH2） 【例】　(2017·全国卷Ⅲ)氟他胺 G 是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃 A①制 备 G 的合成路线如下： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　② 回答下列问题： (1)A 的结构简式为______________。C 的化学名称是________。 (2)③的反应试剂和反应条件分别是______________，该反应的类型是________。 (3)⑤ 的 反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 吡 啶 是 一 种 有 机 碱 ， 其 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (4)G 的分子式为________。 (5)H 是 G 的同分异构体，其苯环上的取代基与 G 的相同但位置不同③，则 H 可能的结构 有________种。 (6)4­甲氧基乙酰苯胺(H3CONHCOCH3)是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚(H3CO)制 备 4­ 甲 氧 基 乙 酰 苯 胺 的 合 成 路 线 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(其他 试剂任选)。 [思路点拨]　①已知芳香烃 A，结合题中转化关系反应①可推出 A 是 CH3； ②注意转化关系中官能团变化，反应③在苯环上引入—NO2，反应④—NO2 转化为—NH2， 由反应⑥逆推出 F； ③指出范围，是判断取代基位置不同的异构体。 [解析]　(1)根据 B 的分子式与反应①的试剂和条件可知，氯原子应取代 A 分子中甲基上 的氢原子，因此 A 的结构简式为 CH3；根据甲苯的名称和三氯甲烷的名称，可判断 C 的化学 名称为三氟甲苯。 (2)该反应为苯环上的硝化反应，反应条件为加热，反应试剂为浓 HNO3 和浓 H2SO4；该反 应的类型为取代反应。 (3)根据 G 的结构简式可知，反应⑤发生的是取代反应，因此反应方程式为 CF3NH2＋OCl ― ― →吡啶 CF3NHO＋HCl；CF3NH2 有碱性，由题给信息“吡啶是一种有机 碱”可知，吡啶可以与该反应生成的 HCl 反应，防止 HCl 与反应物 CF3NH2 发生反应，从而 提高反应产率。 (4)通过观察法可写出 G 的分子式为 C11H11F3N2O3。 (5)根据“定二移一”法可判断苯环上有三个不同的取代基的结构共有 10 种，所以除 G 外 还有 9 种。 (6)根据原料和目标产物的不同，以及流程图中的提示，可用逆推法设计合成路线： OCH3 ― ― →HNO3 浓 H2SO4， △ NO2OCH3 ― ― →Fe 20%HCl NH2OCH3 ― ― →CH3COCl 吡啶 NHCOCH3OCH3。 [答案]　(1)CH3　三氟甲苯 (2)浓 HNO3/浓 H2SO4、加热　取代反应 (3)CF3NH2＋OCl ― ― →吡啶 CF3NHO＋HCl　吸收反应产生的 HCl，提高反应转化率 (4)C11H11F3N2O3 (5)9 (6)OCH3 ― ― →HNO3 浓 H 2SO4， △ NO2OCH3 ― ― →Fe 20%HCl NH2OCH3 ― ― →CH3COCl 吡啶 NHCOCH3OCH3 有机合成中官能团的引入、消除与转化 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)或卤化氢(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三键的方法 ①某些醇或卤代烃的消去反应引入 CC 或 —C≡C—； ②炔烃与 H2、X2 或 HX 发生加成反应引入 CC。 (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。 2．官能团的消除 (1)通过加成反应消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键)。 (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．官能团的转化 (1)通过官能团之间的转化关系改变官能团 如醇醛―→酸。 (2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个。 (3)通过某些手段改变官能团的位置 如 CH3CHXCHXCH3―→H2C===CHCH===CH2―→CH2XCH2CH2CH2X。 [对点训练] 1．(2018·菏泽模拟)化合物 M 是一种光致抗蚀剂，可用于印刷电路和集成电路工艺中，其 合成路线如下： 已知： Ⅰ.COR1H＋CHHR2CHO ― ― →NaOH 稀溶液 △ CR2R1—CHCHO＋H2O(R1、R2 为烃基或氢) Ⅱ.羟基直接连接在碳碳双键的碳原子上的有机物是不稳定的。 回答下列问题： (1)下列关于 M 的说法正确的是________(填字母代号)。 a．M 属于高分子化合物 b．M 在碱性溶液中能稳定存在 c．M 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 d．1 mol M 与足量氢气反应时，最多消耗 4 mol H2 (2)C 中官能团的名称为________，由 E 生成 F 的反应类型为________。 (3)F 的 化 学 名 称 为 ________ ， 由 F 生 成 G 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (4)二取代芳香族化合物 W(只含苯环，不含其他的环，且不含“C===C===C”结构)是 D 的 同分异构体，W 能与三氯化铁溶液发生显色反应，则 W 的结构共有______种(不含立体异构)， 其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为________。 (5)参照上述合成路线，设计一条以 HC≡CH 为原料(其他无机试剂任选)制备 G 的合成路 线。 (已知：HC≡CH＋H2O ― ― →催化剂 高温、高压 CH3CHO) [解析]　A 和乙醛反应生成 B，分子中增加了 7 个 C 原子，再根据信息Ⅰ和 D 中含有苯环， 推出 A 为苯甲醛，则 B 为 CHCH—CHO，C 为 CHCH—COOH。由信息Ⅱ可知，羟基直接连 接在碳碳双键的碳原子上的有机物是不稳定的，推出 F 到 G 发生的是加聚反应，而不是酯的 水解反应，因为 F 水解后会生成一个不稳定的有机物(乙烯醇)，它会自动发生分子结构重排转 化为乙醛，只有发生加聚反应之后再水解，才能转化为 H(聚乙烯醇)。 (1)因为 M 是合成高分子化合物，含有碳碳双键和酯基，所以 M 能在碱性条件下发生水解 反应，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，1 mol M 有 n mol 链节，与氢气发生加成反应时，每个 链节能与 4 个氢气分子加成，所以 1 mol M 最多消耗 4n mol H2，故 a、c 正确，b、d 错误。 (2)C 为 CHCH—COOH，所含官能团的名称为碳碳双键、羧基；由 E 生成 F 的反应类型 为加成反应。 (4)W 能与三氯化铁溶液发生显色反应，说明 W 中含酚羟基。由于 W 是二取代芳香族化 合 物 ， 所 以 另 一 个 侧 链 含 有 3 个 C 原 子 、 1 个 Cl 原 子 ， 且 有 2 个 不 饱 和 度 ， 不 含 “C===C===C” 结 构 ， 则 只 能 含 碳 碳 三 键 ， 这 样 的 侧 链 有 3 种 结 构 ： —C≡C—CH2Cl 、 —CH2—C≡CCl、—CH—CClCH，每一种都与酚羟基有邻、间、对 3 种位置关系，所以 W 的 结构共有 9 种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为 HOCH—CClCH。 (5)以 HC≡CH 为原料(其他无机试剂任选)制备 G，首先利用已知信息将 HC≡CH 与水加 成得到乙醛，然后将乙醛催化氧化得到乙酸，最后利用题中流程 E→F→G 的转化即可合成 G。 [答案]　(1)ac　(2)碳碳双键、羧基　加成反应 (3)乙酸乙烯酯　nCH2===CHOOCCH3 ― ― →催化剂 CH—CH2OOCCH3 (4)9　HOCH—CClCH (5)HC≡CH ― ― →H2O 催化剂/高温、高压CH3CHO ― ― →O2 催化剂/ △ CH3COOH ― ― →HC ≡ CH CH3COOCH===CH2 ― ― →催化剂 CH2—CHO—C—CH3O 2．(2018·全国卷Ⅱ，T36 节选)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的 生物质转化平台化合物。E 是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成 E 的路线如下： 回答下列问题： (1)葡萄糖的分子式为________。 (2)A 中 含 有 的 官 能 团 的 名 称 为 ________________________________________________________________________。 (3) 由 B 到 C 的 反 应 类 型 为 ________________________________________________________________________。 (4)C 的 结 构 简 式 为 ________________________________________________________________________。 (5) 由 D 到 E 的 反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)葡萄糖是一种重要的单糖，其分子式为 C6H12O6。(2)根据 A 的结构简式可知 A 中含有的官能团为羟基。(3)由 B 和 C 的结构简式可知该反应为酯化反应或取代反应。(4)由 C 的分子式可知，B 中只有一个羟基发生取代反应，因此可得 C 的结构简式。(5) 在 NaOH 溶 液 作 用 下 发 生 水 解 反 应 生 成 和 CH3COONa ， 其 化 学 方 程 式 为 ＋NaOH―→ ＋CH3COONa。 [答案]　(1)C6H12O6　(2)羟基　(3)取代反应 (4) (5)