届一轮复习江苏专版 生命中的基础有机化学物质 有机合成 学案.docx
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届一轮复习江苏专版生命中的基础有机化学物质有机合成学案
第四单元 生命中的基础有机化学物质有机合成
[教材基础—自热身]
1．油脂
（1）组成和结构
油脂是高级脂肪酸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
（2）性质
①油脂的水解（以硬脂酸甘油酯为例）
a．酸性条件下
b．碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有
双键，能与H2发生加成反应。
2．糖类
（1）分类
含义
组成元素
代表物的名称、分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1mol糖水解生成2mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
（2）性质
①葡萄糖：
多羟基醛CH2OH（CHOH）4CHO
②二糖：
在稀酸催化下发生水解反应，如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖：
在稀酸催化下发生水解反应，水解的最终产物是葡萄糖。
3．蛋白质和氨基酸
（1）蛋白质的组成
蛋白质由C、H、O、N、S（至少五种）等元素组成，蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
（2）蛋白质的性质
[知能深化—扫盲点]
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液，加热
酯
在酸溶液或碱溶液中，加热
二糖
无机酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
[对点练]
1．下列有关物质水解的说法正确的是（ ）
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氨基酸
C．纤维素不能水解成葡萄糖
D．油脂水解产物之一是甘油
解析：
选D 蛋白质水解的最终产物是氨基酸，A错误；淀粉最终水解产物是葡萄糖，B错误；纤维素水解的最终产物也是葡萄糖，C错误；油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油；在碱性条件下，完全水解生成高级脂肪酸盐和甘油，D正确。
（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
[对点练]
2．下列物质是由3种氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式：
解析：
选D 根据一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，水解原理是羰基接羟基，氨基接氢可得水解产物为
NH2—CH2—COOH。
[题点全练—过高考]
题点一 油脂的结构及性质
1．（2018·西安模拟）下列有关油脂的叙述不正确的是（ ）
A．油脂属于酯类
B．油脂没有固定的熔沸点
C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D．油脂属于天然高分子化合物
解析：
选D 油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类，A、C正确；油脂属于混合物，没有固定的熔沸点，B正确；油脂的碳原子数较少，不属于天然高分子化合物，D错误。
2．下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中，正确的是（ ）
A．油脂和乙酸乙酯都是纯净物，在室温下都是液体
B．油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇
C．油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色
D．油脂和乙酸乙酯都不溶于水和有机溶剂
解析：
选B 油脂是混合物，乙酸乙酯是纯净物，A错误；油脂和乙酸乙酯都属于酯类，都能水解生成羧酸和醇，B正确；乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3）不含有不饱和的碳碳双键，不能使溴水褪色，而有的油脂结构中含有不饱和的碳碳双键，可以使溴水褪色，C错误；油脂和乙酸乙酯都属于酯类，都不溶于水，而易溶于有机溶剂，D错误。
题点二 糖类的组成、结构与性质
3．（2018·石家庄模拟）下列实验能达到预期目的的是（ ）
A．向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，可观察到产生黑色沉淀
B．向米汤中加入含碘的食盐，观察是否有颜色的变化，检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C．向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，检验淀粉是否水解
D．向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏，提纯油脂
解析：
选C A项，葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀，错误；B项，遇淀粉变蓝是碘单质的性质，不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾，错误；C项，向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，若产生银镜则淀粉发生水解，正确；D项，油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油，错误。
4．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
解析：
选A 根据淀粉、蛋白质、葡萄糖的特征反应对它们进行鉴别，淀粉遇碘变蓝、蛋白质遇浓硝酸变黄、葡萄糖可与新制Cu（OH）2悬浊液作用，生成砖红色沉淀，故选A。
题点三 氨基酸、蛋白质的结构及性质
5．下列说法不正确的是（ ）
A．毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮，被褥要放在太阳光下直射，其目的都是使病毒蛋白质变性
B．用浓Na2SO4使蛋清液发生盐析，进而分离、提纯蛋白质
C．蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应
D．甘氨酸（H2N—CH2—COOH）既有酸性，又有碱性，是最简单的氨基酸
解析：
选C 酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，不能催化淀粉的水解反应，C错误。
6．下列有关说法正确的是（ ）
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，则二者的水解产物不一致 ④用甘氨酸（NH2CH2COOH）和丙氨酸（
）缩合最多可形成四种二肽
A．② B．②③
C．①②D．②④
解析：
选D ①淀粉属于高分子化合物，氨基酸不属于高分子化合物，错误；②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；③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；④两种物质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。
7．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，可发生如下物质转化关系，如下图所示：
（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：
_____________________________________________
________________________________________________________________________。
[教材基础—自热身]
1．有机高分子的组成
（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个基本反应
（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，如氯乙烯合成聚氯乙烯的反应，其化学方程式为
。
（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。
如己二酸与乙二醇发生缩聚反应，其化学方程式为
3．高分子化合物的分类
其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。
[知能深化—扫盲点]
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CH2===CH2和CH2===CHCN，
的单体为CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。
（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]
填写下列空白：
（1）
的单体是____________________和____________________。
（2）
的单体是_______________________________________。
（3）
的单体是_____________________________________________
和__________________。
（4）
的单体是______________________和________________________________________________________________________。
答案：
（1）
HOCH2CH2OH
（2）CH3CH（OH）—COOH （3）
HCHO
（4）H2N—（CH2）6—NH2 HOOC—（CH2）4—COOH
[题点全练—过高考]
题点一 合成有机高分子化合物的性质和用途
1．（2018·泰安模拟）下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是（ ）
①高分子化合物的相对分子质量都很大 ②纯净的淀粉属于纯净物 ③有机高分子化合物的结构分为线型结构和体型结构 ④线型高分子化合物具有热固性 ⑤高分子材料都不易燃烧
A．①③ B．④⑤
C．②⑤D．②④⑤
解析：
选D ①高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物，正确；②淀粉属于天然高分子化合物，属于混合物，错误；③高分子化合物一般具有线型结构或体型结构，正确；④线型高分子化合物具有热塑性，体型高分子化合物具有热固性，错误；⑤大多数高分子材料易燃烧，如合成纤维、合成橡胶、塑料等，错误。
2．Ⅰ.由苯乙烯制得的聚苯乙烯可用于制造一次性餐具。
（1）苯乙烯的分子式为________________。
（2）苯乙烯制取聚苯乙烯的化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.聚苯乙烯塑料性质稳定，会造成严重的“白色污染”。
为此人们开发出一种聚乳酸塑料来替代聚苯乙烯。
聚乳酸合成过程如下：
（3）淀粉和纤维素的分子式均可表示为（C6H10O5）n，下列关于淀粉和纤维素的说法正确的是________。
A．互为同分异构体B．水解最终产物相同
C．纤维素是纯净物D．均是高分子化合物
（4）乳酸分子所含官能团有___________________（填名称）。
（5）根据结构推断聚乳酸可能发生的反应类型是________，并据此说明用聚乳酸塑料替代聚苯乙烯塑料的好处是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）乳酸与足量Na反应的化学方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）根据苯乙烯的结构简式可知其分子式为C8H8。
（2）苯乙烯生成聚苯乙烯的化学方程式为n
。
（3）淀粉和纤维素的分子式均可表示为（C6H10O5）n，其中n不同，它们不是同分异构体，A错误；都是混合物，C错误；都是高分子化合物，D正确；淀粉和纤维素的最终水解产物均为葡萄糖，B正确。
（4）乳酸分子的结构简式为CH3CH（OH）COOH，所含官能团为羟基和羧基。
（5）乳酸发生缩聚反应得到聚乳酸，聚乳酸中有酯基，可以发生水解反应或取代反应，聚乳酸降解生成无毒无害物质，环保无污染。
（6）乳酸与足量Na反应，乳酸中的羟基与羧基都能与钠反应生成氢气，反应的化学方程式为
题点二 高聚物单体的判断
3．（2018·台州模拟）某高分子化合物干馏后分解为A，A能使溴水褪色，1molA和4molH2加成后生成化学式为C8H16的烃，则该高分子化合物是（ ）
解析：
选B A能使溴水褪色，说明A中含有不饱和键；1molA和4molH2加成后生成化学式为C8H16的烃，所以应是芳香烃，根据A与氢气加成的物质的量之比判断A是苯乙烯，所以该高分子化合物为聚苯乙烯，答案选B。
4．（2018·济宁模拟）某高分子材料的结构如图所示：
已知该高分子材料是由三种单体聚合而成的，下列与该高分子材料相关的说法正确的是（ ）
A．该高分子材料是体型高分子，合成它的反应是加聚反应
B．形成该高分子材料的单体
中，所有原子可能处于同一平面内
C．三种单体中有两种有机物互为同系物
D．三种单体都可以使溴水褪色，但只有两种能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析：
选B 该高分子材料是线型高分子，A错误；苯和乙烯都是平面型分子，故苯乙烯中所有原子可能处于同一平面内，B正确；合成该高分子的三种单体是CH3CH===CHCN、苯乙烯、苯乙炔，其中没有互为同系物的物质，它们都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，C、D项错误。
[知能深化—扫盲点]
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．逆推法分析合成路线
（1）基本思路
逆推法示意图：
→
……→
⇒
在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。
当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。
（2）一般程序
4．有机合成中官能团的转化
（1）官能团的引入
官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；③醇与氢卤酸（HX）的取代
羟基
①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；③卤代烃在碱性条件下水解；④酯的水解
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃不完全加成；③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化；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
羧基
①醛基氧化；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。
（3）官能团的改变
可根据合成需要（或题目中所给衍变途径的信息），进行有机物官能团的衍变，以使中间产物向产物递进。
有以下三种方式：
①利用官能团的衍生关系进行衍变，如
R—CH2OH
R—CHO
R—COOH。
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如
CH3CH2OH
CH2===CH2
Cl—CH2—CH2—Cl
HO—CH2—CH2—OH。
③通过化学反应改变官能团的位置，如
（4）有机合成中常见官能团的保护
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（或—OCH3）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：
如在利用对硝基甲苯（
）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。
5．中学常见的有机合成路线
（1）一元合成路线
R—CH===CH2
卤代烃
一元醇→一元醛→一元羧酸→酯
（2）二元合成路线
CH2===CH2
XCH2—CH2X
二元醇→二元醛→二元羧酸→
（3）芳香化合物合成路线
[典例] 请设计以CH2===CHCH3为主要原料（无机试剂任用）制备CH3CH（OH）COOH的合成路线流程图（须注明反应条件）。
例：
由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
[题点全练—过高考]
题点一 给定合成路线的分析
（1）反应①的化学方程式为_______________________________________________。
（2）反应②的条件为______________________________________________________。
答案：
（1）
（2）酸性KMnO4溶液
2．化合物
可由1氯丁烷经过四步反应合成：
反应1的反应条件为____________，反应2的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析：
反应1为CH3CH2CH2CH2Cl的水解反应，反应条件为NaOH水溶液、加热，反应2为CH3CH2CH2CH2OH的催化氧化反应。
答案：
NaOH水溶液、加热
2CH3CH2CH2CH2OH＋O2
2CH3CH2CH2CHO＋2H2O
题点二 给定原料的有机合成
3．请设计合理方案从
合成
（无机试剂任用，用反应流程图表示，并注明反应条件）。
例：
由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
提示：
R—CH===CH2
R—CH2—CH2—Br
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
题点三 类比已知合成路线的有机合成
4．（2016·北京高考）功能高分子P的合成路线如下：
（1）A的分子式是C7H8，其结构简式是________________________________________。
（2）试剂a是________________。
（3）反应③的化学方程式：
______________________________________________。
（4）E的分子式是C6H10O2。
E中含有的官能团：
________。
（5）反应④的反应类型是________。
（6）反应⑤的化学方程式：
___________________________________________________。
以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件）。
解析：
根据高分子P的结构和A的分子式为C7H8，可以推出，D为对硝基苯甲醇，那么A应该为甲苯，B为对硝基甲苯，C为一氯甲基对硝基苯。
（1）A的结构简式为
。
（2）甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成对硝基甲苯，所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。
（3）反应③是一氯甲基对硝基苯在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成对硝基苯甲醇，反应的化学方程式为
＋NaCl。
（4）E为CH3CH===CHCOOC2H5。
E中含有碳碳双键和酯基。
（5）反应④为加聚反应。
（6）反应⑤为酯的水解反应。
（7）乙烯和水可以直接加成生成乙醇，乙醇经催化氧化生成乙醛，乙醛发生已知条件中的反应即可以使碳链增长，3羟基丁醛发生消去反应即可得到2丁烯醛，2丁烯醛再被氧化生成2丁烯酸，该羧酸和乙醇发生酯化反应，即可得到物质E。
（4）碳碳双键、酯基 （5）加聚反应
根据转化关系推断未知物
有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系，经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知，因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。
（1）甲苯的一系列常见的衍变关系
（2）二甲苯的一系列常见的衍变关系
[对点练]
1．菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂，其合成路线如下：
（1）A的结构简式为________，A中所含官能团的名称是____________。
（2）由A生成B的反应类型是________，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为____________。
（3）写出D和E反应生成F的化学方程式_______________________________________
________________________________________________________________________。
（4）结合题给信息，以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1丁醇，设计合成路线（其他试剂任选）。
合成路线流程图示例：
CH3CH2Cl
CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3
解析：
（1）根据题目所给信息，1,3丁二烯与丙烯醛反应生成CHO，根据结构简式可知该有机物含有碳碳双键和醛基。
（2）A中碳碳双键和醛基与H2发生加成反应；根据有机合成路线推出E为CH2===CHCH2OH，E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢，该同分异构体的结构简式为
。
（3）D和E发生酯化反应生成F。
（4）根据题目所给信息，溴乙烷与Mg在干醚条件下反应生成CH3CH2MgBr，CH3CH2MgBr与环氧乙烷在H＋条件下反应即可生成1丁醇。
答案：
（1）
碳碳双键、醛基
2．（2
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