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第四节生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物考点一生命中的基础有机化学物质【基础回顾】1.油脂:(1)组成和结构。油脂是_与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为高级脂肪酸(2)分类。(3)物理性质。性质性质特点特点密度密度密度比水密度比水_溶解性溶解性难溶于水难溶于水, ,易溶于有机溶剂易溶于有机溶剂状态状态含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯, ,常常温下一温下一般呈般呈_态态; ;含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯, ,常温常温下一般下一般呈呈_态态天然油脂都是天然油脂都是_物物, ,没有固定的熔、没有固定的熔、沸点沸点小液固混合(4)化学性质。油脂的氢化(油脂的硬化)烃基上含有碳碳双键,能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。水解反应a.酸性条件下如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为b.碱性条件下皂化反应如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为其水解程度比酸性条件下水解程度_。大 2.糖类:(1)糖类的概念和分类。概念:从分子结构上看,糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。组成:_三种元素。大多数糖类化合物的通式为_,所以糖类也叫碳水化合物。碳、氢、氧Cn(H2O)m分类:210(2)单糖葡萄糖与果糖。组成和分子结构分子式分子式结构简式结构简式官能团官能团二者关系二者关系葡萄葡萄糖糖_、_同分同分异构异构体体果糖果糖CHCH2 2OH(CHOH)OH(CHOH)3 3COCHCOCH2 2O OH H_、_C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHOOHCHOOH葡萄糖的化学性质银镜反应 新制Cu(OH)2 2C2H5OH+2CO2(3)二糖蔗糖与麦芽糖。比较项目比较项目蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖相同相同点点分子式分子式均为均为_性质性质都能发生都能发生_不同不同点点是否含醛是否含醛基基不含不含含有含有水解产物水解产物_相互关系相互关系互为同分异构体互为同分异构体C12H22O11水解反应葡萄糖和果糖葡萄糖(4)多糖淀粉与纤维素。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_。b.都能发生水解反应,如淀粉水解的化学方程式为(C6H10O5)nc.都不能发生银镜反应。不同点: a.通式中n值不同。 b.淀粉遇碘呈现特殊的_。 蓝色 3.氨基酸与蛋白质:(1)氨基酸的结构与性质。氨基酸的组成与结构羧酸分子中烃基的氢原子被_取代后的产物。蛋白质水解后得到的几乎都是-氨基酸,其通式为_,官能团为_。氨基NH2和COOH氨基酸的化学性质a.两性氨基酸分子中既含有酸性基团_,又含有碱性基团_,因此,氨基酸是两性化合物。COOHNH2如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为b.成肽反应氨基酸在酸或碱存在的条件下加热,通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水,缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。两分子氨基酸缩水形成二肽,如: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。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_通过_反应生成的,蛋白质属于天然有机高分子化合物。 氨基酸缩聚性质氨基酸NH2COOH可逆不可逆黄烧焦羽毛(3)酶。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: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。 【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”)(1)糖类、油脂、蛋白质均属于高分子化合物。()提示:。油脂、单糖和低聚糖均属于小分子,而多糖和蛋白质属于高分子化合物。(2)植物油能使溴水褪色。()提示:。植物油分子的烃基中含有碳碳双键,故能使溴水褪色。(3)油脂硬化和水解的反应都属于取代反应。()提示:。油脂的硬化属于加成反应。(4)淀粉水解制葡萄糖不属于取代反应。()提示:。水解反应均属于取代反应。(5)糖类都能发生水解反应。()提示:。单糖不能发生水解反应。(6)淀粉和麦芽糖水解的最终产物相同。()提示:。淀粉和麦芽糖最终的水解产物均为葡萄糖。(7)淀粉溶液和稀硫酸混合加热,再加新制的Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾无砖红色沉淀生成,说明淀粉没有水解。()提示:。新制的Cu(OH)2要求在碱性环境中进行反应,因此应先用NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸。(8)食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应。()提示:。食用花生油属于酯类物质,鸡蛋清属于蛋白质,二者均能发生水解反应。(9)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性。()提示:。前者使蛋白质盐析,后者使蛋白质变性。(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:。利用粮食酿酒主要经历了淀粉水解为葡萄糖,然后葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇的变化过程。(11)氨基乙酸和CH3CH2NO2是同分异构体。()提示:。二者的分子式相同,但属于不同的物质,故属于同分异构体。(12)天然蛋白质水解的最终产物是-氨基酸。()提示:。天然蛋白质几乎都是由-氨基酸构成的。(13)蛋白质充分燃烧后的产物是CO2和H2O。()提示:。蛋白质是由C、H、O、N、S等元素组成的,因此燃烧时除生成CO2和H2O外还有N2和SO2等。【方法点拨】淀粉水解程度的判断方法(1)实验流程。(2)实验现象及结论。情况情况现象现象A A现象现象B B结论结论溶液呈蓝色溶液呈蓝色未产生银未产生银镜镜淀粉未水解淀粉未水解溶液呈蓝色溶液呈蓝色出现银镜出现银镜淀粉部分水淀粉部分水解解溶液不呈蓝溶液不呈蓝色色出现银镜出现银镜淀粉完全水淀粉完全水解解(3)特别提醒。CHO的检验必须在碱性条件下进行,而淀粉的水解是在酸性条件下进行的,因此欲检验淀粉的水解产物葡萄糖的生成,必须先加入NaOH溶液中和稀硫酸,再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液。用碘水检验未水解的淀粉前不能加入NaOH溶液,即加碘水要在加氢氧化钠溶液之前,否则单质碘会和NaOH反应而导致现象不明显或无现象。【题组过关】1.(RJ选修5P85改编题)有关糖类物质的叙述中正确的是 ()A.糖类是有甜味的物质B.由碳、氢、氧三种元素组成的有机物属于糖类C.糖类物质又叫碳水化合物,其分子式都可以用Cn(H2O)m表示D.糖类一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解能产生它们的物质【解析】选D。单糖、二糖一般有甜味,多糖如淀粉、纤维素没有甜味,A选项不正确。由碳、氢、氧组成的有机物常见的有醇、酚、醛、酸及酯和糖,B选项也不正确。多数糖类物质符合碳水化合物的通式,少数糖类物质不符合碳水化合物的通式,符合碳水化合物通式的也不一定是糖类物质,故C选项也不正确。D选项是糖类概念的正确表述。2.(RJ选修5P78改编题)油脂是油与脂肪的总称,它是多种高级脂肪酸形成的甘油酯。油脂既是重要食物,又是重要的化工原料。油脂的以下性质和用途与其含有的不饱和双键( )有关的是()A.适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性维生素和胡萝卜素B.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂C.植物油通过氢化可以制造植物奶油(人造奶油)D.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质【解析】选C。A、B、D三项是油脂的共性,与结构中是否含有双键无关。C项中的“氢化”就是与H2的加成反应,是不饱和双键的特性。3.(RJ选修5P94改编题)下列关于蛋白质的叙述中不正确的是()A.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,如再加水会重新溶解B.蛋白质中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜C.重金属盐使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会引起中毒D.浓硝酸溅在皮肤上,能使皮肤呈黄色是因为蛋白质和浓硝酸发生反应【解析】选C。A属于盐析,析出的蛋白质的性质并未变化,加水仍可溶解,故A正确;蛋白质遇可溶性的重金属盐会变性,而“钡餐”中的BaSO4是不溶于酸的,故不会引起中毒,即C错。4.下列说法正确的是()A.硫酸钠溶液和醋酸铅溶液均能使蛋白质变性B.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,不能发生氢化反应C.H2NCH2COOH既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应D.在蛋白质的渗析、盐析、变性过程中都发生了化学变化【解析】选C。硫酸钠溶液是轻金属盐的溶液,不能使蛋白质变性;油脂中具有不饱和键,可以发生氢化反应;蛋白质的渗析、盐析过程中没有发生化学变化。5.(2018石家庄模拟)下列关于有机化合物的说法正确的是()A.米酒变酸的过程涉及了氧化反应B.汽油、柴油、植物油都是碳氢化合物C.含5个碳原子的有机物分子中最多可形成4个碳碳单键D.蛋白质的水解和油脂的皂化都是由高分子生成小分子的过程【解析】选A。A项,醇被氧化为酸,正确。B项,植物油属于酯类,含有氧元素。C项,一个环戊烷分子含5个碳原子,可形成5个碳碳单键。D项,油脂属于酯类,不属于高分子。 6.天门冬氨酸(C4H7NO4)是组成人体蛋白质的氨基酸之一,可由链状化合物B(C4H4O4)通过以下反应制取。通常状况下B为无色晶体,与碳酸氢钠溶液反应生成C4H2O4Na2,B没有支链。下列说法正确的是导学号79100181()A.B中只含一种官能团:羧基B.反应属于取代反应C.反应属于加成反应D.天门冬氨酸的结构简式为【解析】选D。根据信息可以确定B中含有2个羧基,根据不饱和度确定B中含有一个碳碳双键;B的结构简式为HOOCCH = CHCOOH,C的结构简式为HOOCCH2CH(Cl)COOH,所以反应为加成反应,反应为取代反应。 【加固训练】1.下列有关物质水解的说法错误的是 ()A.蛋白质水解的最终产物是多肽B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖C.纤维素能水解成葡萄糖D.油脂水解产物之一是甘油【解析】选A。A项,蛋白质水解的最终产物是氨基酸,错误;淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖,B、C项正确;D项,油脂在酸性条件下水解可得到高级脂肪酸和甘油,正确。2.下列各组物质中既具有相同的最简式,又不属于同分异构体和同系物的是() 聚乙烯和乙烯甲醛和葡萄糖淀粉和纤维素蔗糖和麦芽糖聚乙烯和聚氯乙烯A. B. C. D.【解析】选B。最简式相同的有四组,其中蔗糖和麦芽糖的分子式相同,属于同分异构体。3.下列有关蛋白质的说法正确的是 ()氨基酸、淀粉均属于高分子化合物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.B.C.D.【解析】选D。淀粉属于高分子化合物,氨基酸不属于高分子化合物,错误;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,正确;如甘氨酸和丙氨酸之间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;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。考点二合成有机高分子【基础回顾】1.有关高分子化合物的几个概念:(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 单体链节聚合度2.高分子化合物的分类:热塑热塑热固天然其中,_又被称为三大合成材料。塑料、合成纤维、合成橡胶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_(如聚乙烯),网状结构高分子具有_(如电木、硫化橡胶)。热塑性热固性(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.合成高分子化合物的两个基本反应:(1)加聚反应。定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。产物特征:高聚物与单体具有相同的组成,生成物一般为线型结构。反应类型a.聚乙烯类(塑料纤维):b.聚1,3-丁二烯类(橡胶):c.混合加聚类:两种或两种以上单体加聚(2)缩聚反应。定义:单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。产物特征:生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同的组成。反应类型a.聚酯类:OH与COOH间的缩聚b.聚氨基酸类:NH2与COOH间的缩聚c.酚醛树脂类5.常见高分子化合物的单体和结构简式:【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”)(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。()提示:。棉花的主要成分为纤维素,蚕丝和羊毛的主要成分为蛋白质,与天然橡胶均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。()提示:。聚乙烯与乙烯的组成相同,但是乙烯分子中含有碳碳双键,而聚乙烯中不存在碳碳双键,因此二者性质不同。(3)天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色。()提示:。天然橡胶的结构简式为分子中含有碳碳双键,因此能与溴发生加成反应,从而使溴水褪色。(4)为防止污染,可以将塑料购物袋直接烧掉。 ()提示:。焚烧塑料的过程中会产生大量的污染物。提示:。根据加聚反应的特点,此高聚物的单体为 (6)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。()提示:。聚氯乙烯属于线型高分子具有热塑性。(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:。聚氯乙烯塑料分子中含有氯原子,在使用过程中会释放出有毒的物质。(8)聚苯乙烯与苯乙烯互为同分异构体。()提示:。聚苯乙烯属于高分子化合物,属于混合物,而苯乙烯是小分子,二者不属于同分异构体。(9)合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料()提示:。碳纤维不属于有机高分子材料,属于无机非金属材料。【方法点拨】由合成高分子化合物推单体的两种方法(1)由加聚聚合物推单体的方法:(2)由缩聚物推单体的方法: 方法“切割法”。断开羰基和氧原子(或氮原子)之间的共价键,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。 实例:【题组过关】1.(RJ选修5P103改编题)下列工业生产过程中,属于应用缩聚反应制取高聚物的是 ()【解析】选D。A、B、C中均为加聚反应;D中因有OH、COOH,故发生了缩聚反应。 2.丁苯橡胶的结构简式如下:合成这种橡胶的单体应是()CH3CCCH3CH2=CHCH3CH2=CHCH=CH2A.B.C.D.【解析】选D。该高聚物链节主链不含其他原子,属于加聚反应生成的高聚物,链节主链上存在碳碳双键结构,有6个碳原子,其单体必为两种,按如图所示断开:再将双键中的1个单键打开,然后将半键闭合即可得该高聚物单体:3.(2018沈阳模拟)下列对聚丙烯的描述,错误的是()A.聚丙烯的分子长链是由CC键连接而成的B.聚丙烯的分子长链上有支链C.聚丙烯的结构简式为 D.等质量的聚丙烯和丙烯充分燃烧时,耗氧量:前者大于后者【解析】选D。丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应得到聚丙烯,反应的化学方程式为 ,长链是由丙烯断裂碳碳双键中的键,由CC键连接而成,故A正确;聚丙烯的链节主链上有2个碳原子,还有1个甲基支链,故B正确;聚丙烯的结构简式为 , 故C正确;聚丙烯和丙烯的最简式相同,故等质量的聚丙烯和丙烯完全燃烧消耗的氧气的质量相等,故D错误。4.聚乳酸 可在乳酸菌作用下分解,下列有关聚乳酸的说法正确的是()A.聚乳酸是一种纯净物B.聚乳酸的单体是 C.聚乳酸是由单体之间通过加聚而合成的D.聚乳酸是一种体型高分子材料【解析】选B。高分子聚合物为混合物,A项错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是由乳酸分子中的羟基和羧基脱水而形成的,属于缩聚反应,故B项正确,C项错误;聚乳酸是一种线型高分子材料,故D项错误。【加固训练】某高分子材料的结构简式为合成该化合物的单体可能为 其中正确的组合是() A.B.C.D.【解析】选B。因为该高分子化合物中碳碳双键在链节的一端而没有在中间,所以不能再采用“凡双键,四个碳”的方法进行判断,应该考虑是碳碳三键的加聚。考点三有机合成与推断【基础回顾】1.有机合成的任务:2.有机合成的原则:(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。(3)原子经济性高,具有较高的产率。(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。3.有机合成的分析方法:(1)正合成法。即正向思维法,其思维程序是原料中间体产物。(2)逆合成法。即逆向思维法,其思维程序是产物中间体原料。(3)正逆结合法。采用综合思维的方法,将正向和逆向推导出的几种合成途径结合起来,从而优选得到最佳合成路线。4.有机合成的关键碳骨架的构建:(1)碳链增长的方法。炔烃、烯烃、醛、酮与HCN加成:醛酮的羟醛缩合(其中至少一种含有-H):卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等的取代反应:RCl+NaCN_。聚合反应a.加聚反应(烯烃、二烯烃、乙炔等):nCH2=CH2 RCN+NaClb.缩聚反应:酯化反应类型(如乙二醇与乙二酸反应)、氨基酸缩合类型(如甘氨酸缩合)、甲醛与苯酚(酚醛树脂)。酯化反应:CH3CH2OH+CH3COOH _CH3COOCH2CH3+H2O(2)碳链减短的方法。氧化反应,包括烯烃、炔烃的部分氧化,苯的同系物氧化成苯甲酸等。如:水解反应,主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。如:RCOOR+H2O _RCOOH+ROH烷烃发生裂化或裂解反应:C16H34 C8H18+C8H16;C8H18 C4H10+C4H8脱羧反应:RCOONa+NaOH _+Na2CO3RH(3)有机成环反应。形成环烃:形成环醚:形成酯环:形成肽环:5.有机合成中官能团的转化:(1)官能团的引入。引入官引入官能团能团引入方法引入方法卤素卤素原子原子烃、酚的烃、酚的_;_;不饱和烃与不饱和烃与HXHX、X X2 2的的_;_;醇与氢卤酸醇与氢卤酸(HX)(HX)的的_羟基羟基烯烃与水烯烃与水_;_;醛酮与氢气醛酮与氢气_;_;卤代烃在碱性条件下卤代烃在碱性条件下_;_;酯酯的水解的水解取代加成取代加成加成水解引入引入官官能团能团引入方法引入方法碳碳碳碳双键双键某些醇或卤代烃的某些醇或卤代烃的_;_;炔烃炔烃不完全加不完全加成成; ;烷烃裂化烷烃裂化碳氧碳氧双键双键醇的醇的_;_;连在同一个碳连在同一个碳原子上的原子上的两个羟基脱水两个羟基脱水; ;含含_消去催化氧化碳碳三键的物质与水加成氧化(2)官能团的消除。通过加成反应消除不饱和键。通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(OH)。通过加成反应或氧化反应消除醛基(CHO)。 通过消去反应或水解反应消除卤素原子。(3)官能团的转变。利用官能团的衍生关系进行衍变,如:醛羧酸通过不同的反应途径增加官能团的个数,如:通过不同的反应改变官能团的位置,如:(4)官能团的保护。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。 碳碳双键的保护:碳碳双键容易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与HCl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。 氨基(NH2)的保护:如在对硝基甲苯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。6.利用性质与结构的关系巧解有机推断题:【思维诊断】 (正确的打“”,错误的打“”)(1)有机合成应尽量选择步骤最少的合成路线。()提示:。有机合成的基本原则之一就是要求合成的步骤要少,这样可以提高原料的利用率或产物的产率。(2)只有通过取代反应才能引入OH。()提示:。加成反应也能引入OH,如烯烃与水的加成。(3)通过加成反应可以同时引入两个卤素原子。()提示:。烯烃与卤素单质的加成反应可以在有机物中引入两个卤素原子。(4)某酯C6H12O2经水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇,再把醇氧化得到丙酮( ),则酯是C2H5COOCH(CH3)2。()提示:。因为酯水解后的羧酸、醇均含3个碳原子,羧酸即为CH3CH2COOH,而醇氧化得到丙酮,所以醇应是2-丙醇( ),故相应的酯为C2H5COOCH(CH3)2。【典题探究】角度一 有机推断【典题1】(2017全国卷)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:已知以下信息:A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6 1 1。D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。回答下列问题:导学号79100182(1)A的结构简式为_。 (2)B的化学名称为_。 (3)C与D反应生成E的化学方程式为_。 (4)由E生成F的反应类型为_。 (5)G的分子式为_。 (6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,L共有_种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3 22 1的结构简式为_、_。 【探微题眼】题题眼眼信息推信息推断断破题秘籍破题秘籍核磁共核磁共振氢谱振氢谱核磁共振氢谱能反映出分子核磁共振氢谱能反映出分子中氢原子的类型中氢原子的类型, ,且峰的面积且峰的面积之比表明了氢原子数的比例之比表明了氢原子数的比例与与NaOHNaOH或或NaNa反应反应酚羟基与羧基能与酚羟基与羧基能与NaOHNaOH反应反应, ,而醇羟基只能与而醇羟基只能与NaNa反应反应题题眼眼信息推信息推断断破题秘籍破题秘籍反应类反应类型型根据反应物和生成物的结构特根据反应物和生成物的结构特点以及反应条件可以判断反应点以及反应条件可以判断反应的类型的类型显色反显色反应应酚类物质能与酚类物质能与FeClFeCl3 3溶液发生溶液发生显色反应显色反应与与NaNa2 2COCO3 3反应反应酚羟基与羧基能与酚羟基与羧基能与NaNa2 2COCO3 3反应反应, ,量的关系能够说明分子中酚羟量的关系能够说明分子中酚羟基的数目基的数目【解析】A的化学式为C2H4O,其不饱和度为1,而其核磁共振氢谱为单峰,则A为B的化学式为C3H8O,不饱和度为0,其核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为611,则B的结构简式为CH3CH(OH)CH3;D的化学式为C7H8O2,不饱和度为4,其苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应,则苯环上有酚羟基和CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为 D与C在浓硫酸加热的条件下生成E,E的分子式为C12H18O3,因此,此反应为醇分子间脱水生成醚,则E的结构简式为(1)A的化学式为C2H4O,其不饱和度为1,而其核磁共振氢谱为单峰,则A为 (2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3,其化学名称为2-丙醇(或异丙醇)。 (5)根据有机物G的结构简式可以推出其分子式为C18H31NO4。(6)D的结构简式为 ,分子式为C7H8O2,不饱和度为4,其同分异构体L可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基;则当2个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种;当2个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种;当2个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,只满足条件的L共有6种。其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3221的结构简式为 、 。答案:(1) (2)2-丙醇(或异丙醇)【归纳提升】有机推断的四大“突破口” (1)根据反应中的特殊条件进行推断。NaOH的水溶液卤代烃、酯类的水解反应。 NaOH的醇溶液,加热卤代烃的消去反应。 浓硫酸,加热醇消去、酯化、苯环的硝化等反应。 溴水或溴的CCl4溶液烯烃、炔烃的加成反应,酚的取代反应。 O2、Cu,加热醇的催化氧化反应。 新制的Cu(OH)2悬浊液,加热(或银氨溶液,水浴加热)醛氧化成羧酸的反应。 稀硫酸酯的水解等反应。 H2,催化剂烯烃、炔烃的加成,芳香烃的加成,醛还原成醇的反应。 光照烷基上的氢原子被卤素原子取代。 Fe或FeX3(X为卤素原子)苯环上的氢原子被卤素原子取代。 (2)根据特征现象进行推断。使溴水褪色,则表示物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、酚羟基(产生白色沉淀)等。 使酸性KMnO4溶液褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或苯的同系物等。 遇FeCl3溶液显紫色,说明该物质中含有酚羟基。 与新制的Cu(OH)2悬浊液在加热沸腾时有红色沉淀生成,或能与银氨溶液在水浴加热时发生银镜反应,说明该物质中含有CHO。 与金属钠反应有H2产生,表示物质中可能有OH或COOH。 与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气体放出,表示物质中含有COOH。 遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 遇I2变蓝,则说明该物质为淀粉。 (3)根据某些特殊产物确定官能团的位置。由醇氧化成醛(或羧酸),可确定OH在链端;由醇氧化成酮,可确定OH在链中;若该醇不能被氧化,可确定与OH相连的碳原子上无氢原子。由消去反应的产物可确定“OH”或“X”的位置。由取代产物的种类可确定碳链结构。由加氢后碳架结构确定 或CC的位置。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。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。 由CHO转变为COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个CHO。 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。 【素养升华】 模型认知有机推断题的解题思路 角度二 有机合成【典题2】(2017天津高考)2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体,其制备流程图如下:已知:回答下列问题:导学号79100183(1) 分子中不同化学环境的氢原子共有_种,共面原子数目最多为_。 (2)B的名称为_。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_。 a.苯环上只有两个取代基且互为邻位b.既能发生银镜反应又能发生水解反应(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B,而是经由三步反应制取B,其目的是_。 (4)写出的化学反应方程式:_,该步反应的主要目的是_。 (5)写出的反应试剂和条件:_;F中含氧官能团的名称为_。 (6)在方框中写出以 为主要原料,经最少步骤制备含肽键聚合物的流程:【探微题眼】(1)与苯环直接相连的原子共平面;(2)注意应用甲苯在发生硝化反应时硝基在苯环上的位置,并充分理解流程中设计反应的作用;(3)充分利用反应的条件判断反应的类型和有机物的结构;(4)进行有机合成路线的设计时要注意题目没有给出的信息的理解和应用。【解析】(1)甲苯分子是一个左右对称的分子,所以分子中有4种不同化学环境的氢原子;其中与苯环直接相连的原子一定共平面,然后甲基与苯环相连的单键可以旋转,所以甲基上的一个氢原子可以和苯环共平面,最多共平面的原子可以有13个。(2)B的名称为邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯),B的同分异构体中能发生银镜反应,说明有醛基或者甲酸某酯的结构,能发生水解反应说明有酯基或者肽键的结构,由此可以得到符合条件的B的同分异构体有 (3)因甲基是邻对位取代基,所以若甲苯直接硝化,可能会产生对硝基甲苯、三硝基甲苯等多种副产物。(4)反应为邻氨基苯甲酸与乙酰氯发生的取代反应,反应的化学方程式为 结合F可知,该步骤的主要作用是保护氨基,防止氨基被氧化。(5)结合D、F的结构可知,反应引入的是氯原子,苯环上引入氯原子的方法是在铁或者三氯化铁作催化剂的作用下与氯气发生取代反应;根据F的结构可知,F中含氧官能团的名称是羧基。(6)根据步骤及缩聚反应的实质可得如下流程:答案:(1)413(2)2-硝基甲苯或邻硝基甲苯(3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物,合理即可) 【素养升华】模型认知有机合成分析模板 【题组过关】1.(2016全国卷)氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为 ,从而具有胶黏性。某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如下:已知:A的相对分子质量为58,氧元素质量分数为0.276,核磁共振氢谱显示为单峰回答下列问题:导学号79100184(1)A的化学名称为_。 (2)B的结构简式为_,其核磁共振氢谱显示为_组峰,峰面积比为_。 (3)由C生成D的反应类型为_。 (4)由D生成E的化学方程式为_。 (5)G中的官能团有_、_、_。(填官能团名称) (6)G的同分异构体中,与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有_种。(不含立体异构) 【解析】(1)A的相对分子量为58,氧元素质量分数为0.276,则氧原子个数为580.276161,根据商余法,4212=36,A分子的分子式为C3H6O,核磁共振氢谱显示为单峰,则A为丙酮。(2)A为丙酮,根据已知信息,则B为 ,B分子中有2种氢原子,则其核磁共振氢谱显示为2组峰,峰面积比为61。(3)B为 ,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成C( ),C在光照条件下与氯气反应是取代反应的条件,则由C生成D的反应类型为取代反应。(4)根据题给信息,由D生成E为卤代烃的取代反应,化学方程式为(5)根据题给聚合物的结构简式,可知氰基丙烯酸酯为CH2=C(CN)COOR,根据流程图提供的信息可知,G的结构简式为CH2=C(CN)COOCH3,则G中的官能团有碳碳双键、酯基、氰基。(6)G的同分异构体中,与G具有相同官能团且能发生银镜反应的有机物为甲酸酯(先不考虑氰基):HCOOCH2CH=CH2、HCOOCH=CHCH3、HCOOC(CH3)=CH2,然后将氰基取代酯基右边碳上的氢,共有8种。答案:(1)丙酮(2) 261(3)取代反应(5)碳碳双键酯基氰基(6)82.(2018拉萨模拟)苯氧布洛芬钙G是评价较好的解热、镇痛、消炎药,下面是它的一种合成路线(具体反应条件和部分试剂略)。已知:氯化亚砜(SOCl2)可与醇发生反应,醇的羟基被氯原子取代而生成氯代烃。回答下列问题:(1)写出D的结构简式:_。 (2)BC的反应类型是_;F中所含的官能团名称是_。 (3)写出F和C在浓硫酸条件下反应的化学方程式_。 (4)A的同分异构体中符合以下条件的有_种(不考虑立体异构)。 属于苯的二取代物;与FeCl3溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱图中共有4个吸收峰的分子的结构简式为_。 (5)结合上述推断及所学知识,参照上述合成路线任选无机试剂设计合理的方案,以苯甲醇( )为原料合成苯乙酸苯甲酯( )写出合成路线,并注明反应条件 _。【解析】 【加固训练】 2.(2016四川高考)高血脂严重影响人体健康,化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略):请回答下列问题:(1)试剂的名称是_,试剂中官能团的名称是_,第步的反应类型是_。 (2)第步反应的化学方程式是_。 (3)第步反应的化学方程式是_。 (4)第步反应中,试剂为单碘代烷烃,其结构简式是_。 (5)C的同分异构体在酸性条件下水解,生成X、Y和CH3(CH2)4OH。若X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是_。 【解析】(1)试剂的结构简式为CH3OH,其名称为甲醇;试剂的结构简式为BrCH2CH2CH2Br,其官能团为溴原子;根据结构及试剂(BrCH2CH2CH2Br)可以判断第步的反应为取代反应。 (2)CH3CH(COOH)2含有4个碳原子,A的分子式为C6H10O4,所以需要2个CH3OH,第步反应为CH3CH(COOH)2和CH3OH的酯化反应,反应的化学方程式为(3)第步反应为酯的碱性水解生成羧酸钠,第步反应为羧酸钠的酸化反应,所以C为(5)C的分子式为C15H20O5,其同分异构体在酸性条件下水解,则含有酯基,生成X、Y和CH3(CH2)4OH,生成物X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱均只有两种类型的吸收峰,则X为对苯二甲酸( ),Y为HOCH2CH2OH,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是答案:(1)甲醇溴原子取代反应
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