2021版高考化学一轮复习第11章有机化学基础(必修2选修5)第35讲生命中的基础有机化学物质合成有机高分子

1、第35讲生命中的基础有机化学物质合成有机高分子宏观耕识与 循现探粕能收官版kt mil认盘大曲中的嫉mfi机化学相屈的 酣或，结构孙性城，格或结梅次定性顺”的双 念，并施从宸视和最现相结合的强.用分析甘修隆实 除何.证据推球与 根里认知IL由M*也回.爱对生命中的基母H机化学物质的期 或一结监及复士生提出可郭的判ik井隆解耳某些化 学现象，据示现擎的本时和提律*科学芯度与 社会笛任透过高分子材料的告岐等了解化学时杜令俎坦的王k 贡献；透过分析商分材料的利弊建立可持蝮发屣意 讯和堆他把学觇念.井睡可与此有美的比热康网16 甑川正的仍值裨斯.务/纲/要/求梭/心/素保.了赭斯黄.油瓶、翅曜酸和诋白

2、质的解咸，牯梅特 出一饕化学fl班及应HL了解WI鬟-浦鹿.羽基地和蛋白质在寸.曲过程中 的作H1.、了璃弁成麻分T的矩成”结鞫找点，能侬押旗由 合成曲分子的姑梅分析其皿。和电体,，髀如蜜反腐间始期反鹿醇含义.v 了幄介成福分子崔启新找术钝城的应用以及在爱 腰小沛.热星事精一低才H中施就为.6盘据格.电解设口右机化介物帕仆城器理.考点一糖类、油脂、蛋白质理软财.固叮基自/主/夏/习知识梳理、糖类1 .糖类的概念及分类(1)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。(2)分类定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单糖不能再水解的糖C、H、O为同力 Tf FJI

3、f；循劭楣果糖i中3必:- CJL舟J低聚糖1 mol糖水解生成 210 mol 单糖的糖C、H、O“力同扑不陈1 LiUJLi 1，JI，多糖1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O淀畅华舞鬻5办1. nH 士 H 1UJIiJKI |1 ItJI, th ,2 .单糖一一葡萄糖与果糖(1)组成和分子结构分子式结构简式官能团一关系葡萄糖GH12OCHOH(CHOHCHO羟基、醛基同分异构果糖CHOH(CHOHCOCHOH羟基、琰基体(2)葡萄糖的化学性质. 能发生银量反应,能与新制逐原性 Cu(0H)2悬浊液反应葡萄糖 (多羟 基醛)加成反应一与国 发生加成反应生成己造C H 06 12

4、 12葡竞犍酒化酶1_巴二2C,H5 0H +2co2 T7%。6 +6。2二。2 +6H2O 葡高糖3二糖一一蔗糖与麦芽糖比较项目蔗糖麦芽糖相同点分子式均为 C12H2O1性质都能发生水解反应不同点是否含醛基不含含有水解产物葡萄糖、果糖葡萄糖相互关系互为司分异构体4.多糖一一淀粉与纤维素(1)相似点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(C6HQ) n都能发生水解反应，如淀粉水解的化学方程式为酸或酶(C6HwQ) n+ nHOnCsHizQ。淀粉葡萄糖都不能发生银镜反应。(2)不同点通式中n值不同。淀粉遇碘呈现蓝色。,口特别提醒，(1)淀粉和纤维素具有相同的最简式，都含有单糖

5、单元，但由于单糖单元的数目不相同，即n值不同，二者不互为同分异构体。(2)利用银镜反应或与新制 Cu (OH 2悬浊液反应可检验葡萄糖的存在。(3)淀粉遇碘变蓝色，这里的“碘”指的是碘单质。二、油脂1.组成和结构RCOOCH,RCOOCHI油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，由C H、。三种元素组成，其结构简式可表示为0IIC有的煌基中还含有碳碳双键。2.分类性星油.含有较多的小泡利脂山检或分 粗抵状态叫二用防.畲有较多的胞和脂肪酶成分I I*七简繁甘汕南相同） E；加爰熊中3.物理性质籍事神犬|上培不刚.混含甘油酯（R. H;胪不同）性质特点密度密度比水上溶解性难溶于水，易溶于后机溶剂状态含有不

6、饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态；_ 含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态 _熔、沸点天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点4.化学性质（1）油脂的氢化（油脂的硬化）煌基上含有碳碳双键，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c17hl,cooch,c19h, cuoch,11 j j Z. If Jj zCH.XOOCH +3Hh JHyCOOCHJI J3 21 / 33H, COOCH.CbHy COOCH,1 / - z 17 -35 z经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。（2）水解反应酸性条件下如硬脂酸甘油酯的水解反应的化学方程

7、式为J 周 COOCH,CH.OHCHCOOCH+3H.0CIF-OH+3C17HBeOOH.C17H36coOCH,CH.-OH碱性条件下一一皂化反应如硬脂酸甘油酯的水解反应的化学方程式为 _ 八CHGH5COOC27H35COOGB7H5CO。3NaOHCHOHGOHC2O+ 3G7HCOONaJ 凡 COOCH,CH. OHI cjixcooai +3Naon- ciion1HMec1 / JjII1 / JJJ&cooaCH20H其水解程度比酸性条件下水解程度大。_,口特别提醒r (1)油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。(2)液态的油脂燃基中含有不饱和键，能使滨水褪色。三

8、、氨基酸和蛋白质1.氨基酸的结构与性质(1)组成与结构氨基酸是竣酸分子煌基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能团为一COO闲NH,组RCHCOOH3I U 成蛋白质的氨基酸几乎都是a-氨基酸。a-氨基酸的结构简式可表示为20(2)几种重要的a -氨基酸甘氨酸:C H, COOH丙氨酸.CH. C-HCDOH ；I t ；|NHNII,gI茶丙氨酸: 一c % -CIICOOILNH.X.谷氨酉更 HOOCCH, CH.CHCOOH )一 I(3)化学性质两性(以CH.NII,()IIC-OH为例)氨基酸分子中既含有酸性基团(一COOH)又含有碱性基团(一NH),因此，氨基酸是两 性化合物。与盐酸

9、反应的化学方程式:00IIIICHnCOH + 1IC1-CILC011I 2NII,Ml；crJ与NaOH反应的化学方程式:oII3HcCHC-OH + NaOH44成肽反应两分子氨基酸脱水缩合形成二肽。例如：CH CHC(K)H + H.NCHCOOIIJJNH、CH1，J丙金酸丙氨酸0 HCllCN(JI-COOIl+ H.O 口JNH二肽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)组成与结构蛋白质含有 C H、Q M S等元素，由氨基酸通过缩聚反应产生,属于天然有机高分子 化合物。(2)性质3 .酶(1)绝大多数酶是一种蛋白质，具有蛋白质的性质。(2

10、)酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点:条件温和，不需加热；具有高度的专一性；具有高效催化作用。自主检测判断正误(正确的打“，”，错误的打“X”)。(1)(20 19 高考全国卷n改编 )蚕丝的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物。()(2)(2019 高考全国卷n,7D)古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物。(3)(2017 高考全国卷H,7C)蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质。(4)(2017 高考全国卷出，8A)植物油氢化过程中发生了加成反应。()(5)用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维。()(6)油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油。()答案：(1)，(2) X (3) X

11、 (4) V (5) V (6) V考/点/演/练演练一糖类、油脂、蛋白质的组成与性质4 .下列有关糖类、油脂和蛋白质的说法正确的是()A.油脂水解的共同产物是乙二醇B.从混合物中分离提纯蛋白质可采用过滤的方法C.淀粉、油脂和蛋白质都能在NaOH液中发生水解D.糖类、油脂和蛋白质中一定都含有碳、氢、氧三种元素解析：选Do A项，油脂水解的共同产物为丙三醇；B项，分离提纯蛋白质常利用盐析;C项，淀粉在酸或酶作用下发生水解，在碱性条件下一般不水解。5 .下列关于蛋白质的叙述中，不正确的是 （）蛋白质溶液里加入饱和硫酸钱溶液，有沉淀析出，再加入蒸储水，沉淀不溶解人工合成的具有生命活力的蛋白质一一结晶

12、牛胰岛素是我国科学家在1965年首次合成的重金属盐能使蛋白质变性，所以误食重金属盐会中毒浓硝酸溅在皮肤上，使皮肤呈黄色是由于浓硝酸与蛋白质发生了颜色反应蛋白质溶液里的蛋白质能透过半透膜A.B.C.D.解析：选Co属于蛋白质的盐析，再加蒸储水沉淀溶解；蛋白质溶液属于胶体，蛋 白质分子不能透过半透膜。6 . （2020 天津武清区月考）下列说法不正确的是（）A.利用植物油的加成反应可以制得人造黄油B.纤维素在人体内可水解成葡萄糖，供人体组织的营养需要C.体积分数为75%勺酒精可使蛋白质变性从而起到消毒作用D.聚酯纤维（1M）+Y31_Q_CHlE制品应避免与强碱长期接触解析：选B。人造黄油的主要原

13、料是植物油，利用植物油的加成反应可以制得人造黄油，A项正确；人体内没有能够水解纤维素的酶，纤维素在人体内能加强胃肠的蠕动，有通便功 能，B项错误；乙醇会破坏蛋白质的结构而使其变性，从而达到消毒目的，C项正确；聚酯纤维属于酯类，强碱条件下能水解而被破坏，D项正确。演练二氨基酸的成肽规律及蛋白质的水解7 .下列说法正确的是（）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、Q N元素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NH_ II用甘氨酸（CII.COOII ）和两氨酸（CILCIICOOII ） 缩合曷窖可形成四种二脓A.B.C.D.解析：选D。

14、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、。N元素，正确；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；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。8 .如图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、日C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是（）BIVILIIknnABC解析：选Co两个氨基酸分子在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的 竣基间脱去一分子水， 缩合形成含有肽键的化合物， 称为成肽反应，所以蛋白质水解断裂的 是肽

15、键，即断裂的键是 Co氨基酸的成肽规律（1）2种不同氨基酸（只含一个氨基和一个竣基），脱水可形成4种二肽（可以是相同分子4种二肽: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0 HII IH?NCH,C- NCH.COOH、0 IIII IH#CH-CNTHTOOH ,ch3 ch30 HII IH7 NCH CNCHC OOH、- ICH30 HIII I1LNCHcNCH, COOIICH,（2）分子间或分子内脱水成环2RCOOH -HN CH / NHC=0R +2H.O；CH.-COOHCH,CH,NHCH、C=O /NH +11,0, CHn (3)氨基酸分子缩聚

16、成高分子化合物0_ IInRCII-COOII II- NII-CII-CiOHI- INILR(n- l )H.O .考点二合成有机高分子化合物自/主/夏/习知识梳理一、基本概念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 例如：，IV单出节.一度I二、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。2 .缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子（如H2Q HX等）并生成高分子化合物的反应。三、高分子化合物的分类及性质特点天然高分子化合物，如

17、淀粉、纤维素、蛋白质 线型结构：具有热塑性, 高分如低压聚乙烯子化*瑞 合成高分按结构 支链型结构：具有热塑性, 合物子化合物如高压聚乙烯网状结构：具有热固性, 如酚醛树脂 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。四、加聚反应、缩聚反应方程式的书写方法 1.加聚反应的书写方法 (1)单烯煌型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如：催化剂nCH, =CHCFLCHi23ICH._5(2)二烯燃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写 n”。 例如：nCH=C+ CH=C2Hf5 CHCH=CHCH 。(3)含有一个双键的两种单体聚合时

18、，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如：催化剂nCH+ nCH. =CH CIL-cil.CH.CH CHi222CH,32.缩聚反应的书写方法书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构简式写法有而加聚物的端点不同，缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团, 基不确定，通常用横线“一”表示。例如:nnIIII/荒星睁：了“分类书写如下：(1)聚酯类：一OHW COOHJ的缩聚_催化剂nHOCHi-CHO出 nHOOCCOOH0 0rII ILHT)CH、CH、T)CT玉OH + (2n - 1)H.O催化剂nHOCH- CH COOH0

19、_ILH-EOCH-CH -C5K)H + (n - 1)H OJJJO(2)聚氨基酸类：一NH与一COOH的缩聚nHbN CHCOO眼处H0IILH-EnCILCiOH + ( - 1 HLO2.。. 催化剂皿 NQLCOOH + 皿 NCHCOOHJch500_ IIILH-NHCHJ：NHCHT玉OH + (2n - 1 )H ()2 I3CII?酚醛树脂类写缩聚反应方程式时，除单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标要一致外, 生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为 两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为2n-1。也要注意n 1;由自主检测1.判断正

20、误(正确的打“，”，错误的打“X”)。(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。()(2)盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞。()CH=C/ I /(3)天然橡胶(3)是高聚物，不能使滨水褪色。()酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。()(5)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。()(6)高分子化合物的结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构三类。()CH=H： dC的单体是CH=CH和口。()答案：(1)，(2) , (3) X (4) X (5) , (6) , (7) X2.(教材改编题)按要求完成下列方程式并指出反应类型。(1)由苯乙烯合成聚苯乙烯：(2)由对

21、苯二甲酸与乙二醇合成涤纶:(3)由2-氯-1 , 3-丁烯合成氯丁橡胶:答案：(1)汽( ”一CH=C也 C%+人0加聚反应力催化剂(2) nHOOC-COOH + nHOCH.CH. OH，,O0C-OCII.CII.OlJI +(2 -1)11.0 缩聚反应催化剂(3) “CHlCCHRH2ClECEL,CCH-CH ； 加聚反应J I -C.l考/点/演/练1. (2020 郑州调研)今有高聚物CH -CHCH -CH-CH J2 .碳链减短的反应(1)烷煌的裂化反应;(2)酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;不饱和烧的氧化反应CH;CH=CCHiCH.酸，性KMn前液CHCOOH+0IIC

22、H.CCH.CHCHO CC盘性KMn箭液H)CHCHCOOH CHCOOH脱竣反应:_CaO CHCOONIa NaOH- CH T + Na2CO。3.常见由链成环的方法(1)二元醇成环CH.-CH.*7 / +HJ)例如：HOC2CHoHB|BQ一 ； -(2)羟基酸酯化成环0nIICH、/小 HQ(CH,),TOH浓硫酸I 刃”例如：2 匕 UL-Jh +H2O(3)氨基酸成环俨-肃 +HRCH CH例如：HbNCHCHCOOI+f 21;(4)二元竣酸成环CH,一CH,户I 2C C例如：hoocgchcooHB c 。 n +ho；(5)利用题目所给信息成环例如，二烯煌与单烯煌的聚

23、合成环：一定条件三、有机合成中官能团的转化1.官能团的引入引入的官能团原物质种类转化反应类型示例 / c=c / 卤代烧消去反应CHCHBr+ NaOH CH=CH T+ NaBr+ H2O醇消去反应chchoHR1 chcm + HO crchJOiH7n。个 CH2ch 十 H2O焕烧加成反应HO CH HCl催化剂CH=CHCl一X（X 为 F、Cl、I）Br、烷烧取代反应光照CH3CH3+ Cl 2 CHCHCl + HCl烯胫、焕烧加成反应 CHCH=C+ Br2 CHCHBrCHBrCHCH=CHF HBrCHCHBrCH先与氢气进行加成反应，然后与 卤素单质进行取代反应醇取代反应

24、 cCHCHO* HBr CHCHBr+ H2O一 OH烯胫加成反应CHC催：H=GH- H2O-CILCHCH.313OH化剂 ）卤代烧水解反应CH3CHCHC1 + NaOH-CHCHCHOM NaCl醛（酮）还原反应CHCHd JSCI JI2CHCHOH竣酸还原反应LiAlH 4 CHCOOHCH3CH2OH酯水解反应CHCOOC2CH+ NaOH- CHCOONa+ CHCHOH醇催化氧化羟基碳原子上有 2个H原子，可引入醛基：2CHCHCHOM O2 -2-Ag2H2O+2CHCH2CHO羟基碳原子上有1个H原子，可引入琰基：2CHCH(OH)CH十0II -c-0 II - C减

25、 Ag2 cHicH, 02 *3 r+ 2Ho烯胫氧化反应双键碳原子上没有 H原子，可被酸性高镒酸钾溶液氧化为玻基：(CH3) 2c=C(CH 2KMnOH + )2(CH3)2C=0一COOH醛催化氧化2CH3CHOF Cb2CH3COOH醇催化氧化CHCHCHOH酸性KM母溶液 CHCHCHC联酸性K2Cr2O7溶液CHCHCOOH烯烧，苯氧化反应双键碳原子或与苯环相连的碳原子上至少有1个H原子，可被酸性 高镒酸钾溶液氧化为竣基： 小MnOH+ cCHCH=CHCH 2CHC00H的同系物Ai 一吁田KMnO/HIo-COOH0特别提醒，0II(1)连在同一个碳原子上的两个羟基脱水可引入

26、1(2)酯、肽、蛋白质的水解可引入一COOH2 .官能团的消除(1)通过加成反应消除不饱和键 (双键、三键)；(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(1)利用官能团的衍生关系进行衍变，如QQR- CH2OHR CHO R- COOHH2(2)通过某种化学途径使一个官能团变成两个，如CHCHOhIO CH=CHCl C1CH2- CH2C1水解-HOCH- CH2OH(3)通过某种手段改变官能团的位置，如考/点/演/练演练一给定合成路线的分析1.(教材改编题)补充完成由环戊烷转化为最终产物的过程

27、中各步反应的条件、反应物 (产物)的结构简式及反应类型。答案:日一反应草 反应卜由网ri二 tr储Mir通I-r:加成双母 “r t向j *，H2. (2020布宁高三联考)由合成水杨酸的路线如下:(1)反应的化学方程式为(2)反应的条件为(2)酸fKMnO液0II3.化合物CH*CH2cHzceI可由1-氯丁烷经过四步反应合成:0IICHCHCHCHCl 回生丫5 CHCHCHCOO2皿 CHH. CCl反应的反应条件为,反应的化学方程式为 解析：反应为CHCHCHCHCl的水解反应，反应条件为NaOHK溶液、加热。反应为CH3CH2CHCHOH的催化氧化反应。答案：NaOH/R溶液、加热-

28、一 一 Cu Ag - 一 一2CHCHCHCHO* O2“2CHCHCHCHOF 2H2。熟记中学常见的有机合成路线(1) 一元合成路线HX R- CH=C2|1 卤代煌NaOH/HO一元醇一一元醛一一元竣酸一酯(2)二元合成路线链酯环酯高聚酯（3）芳香化合物合成路线演练二根据题给合成路线或已有原料合成有机物CHrTH、I 一 CH=CH 元醇一二元醛一二元竣酸一4. （2020 天门高三质检）根据某有机合成的片段:QTTCH幽电的0HsH0H写出以C2H5OH为原料合成乳酸（(HTH-COOH 4）的路线（其他试剂任选）：OH/ CuHCN |答案：CH3CH2 OH -CH3 CHO-C

29、IIjCHCNOH1. 0/H + I CH. CHCOOH5.请设计以CH=CHCHl主要原料(无机试剂任选)制备CHCH(OH)COOHJ合成路线流程图（须注明反应条件）。例如：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CHCHoH70| ch=chB ch-chCLNaOH/H 0答案.CH. =CHCHh CH,- -CHCH, 3 I I 乜2催化剂ci cioycuCH,CHCH.CH,-CCHOI I 3 IIOH OHOH/NiCH.CCOOH :-CH. CHOOH1II 勺 I0OH6.请设计合理方案用（无机试剂任选,用反应流程图表示，并注明反应条件 ）。HBr提小：RCH=CJ

30、H| RCH CH Br答案:CHC1CH- NQl/醇 /jj-CHT 凡Y/cooh LYUc00Na 曲 |/口（2比曜91曲!/水0过氧化物- A -E心CH. =C (CI IJ COOCR CHn on + 0上JrXa上OH OH9. (2020 银川模拟)A(C2H)是基本的有机化工原料。用A和常见的有机物可合成一种醛类香料和一种缩醛类香料，具体合成路线如图所示(部分反应条件略去)：HITitIIa -T2*Q, 1-M(：bHZ3- JU i：iCH II。*6壮乙群般甲里(ill黑 已知:00IIIIRO-COR + 2R0H 2 ROH + RJ0COR回答下列问题：(1

31、)B的分子式是, C中含有的官能团名称是 (2)若D为单取代芳香族化合物且能与金属钠反应；每个D分子中只含有1个氧原子，D中氧元素的质量分数约为13.1%,则D的结构简式为 ,的反应类型是(3)据报道，反应在微波辐射下，以NaHSO- H2O为催化剂进行，请写出此反应的化学方程式：(4)请写出满足下列条件的苯乙醛的所有同分异构体的结构简式：0IIi .含有苯环和一 一结构ii.核磁共振氢谱有 4组峰，且峰面积之比为 3 ： 2 ： 2 ： 114,则能使FeCl3溶液(5)若化合物E为苯甲醛的同系物，且相对分子质量比苯甲醛大 显色的E的所有同分异构体共有(不考虑立体异构)种。的合成路线，写出由2-氯丙烷和必要的无机试剂制备的合成流程图。示例如下:HBrCH=CH- CHCHBrNaOHK冷液ACHCHOH解析：(1)由分子式可知