新高考一轮复习通用版专题十七生物大分子有机合成课件（40张）

考点一生物大分子一、糖类和核酸1.糖类的概念:糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。1)葡萄糖与果糖二者分子式都为C6H12O6,互为同分异构体;葡萄糖的结构简式为CH2OH

(CHOH)4CHO,果糖的结构简式为CH2OH(CHOH)3COCH2OH。2)葡萄糖的化学性质①还原性:能与新制Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液反应。②加成反应:与H2发生加成反应生成己六醇。③酯化反应:葡萄糖分子中含有醇羟基,能与羧酸发生酯化反应。④发酵生成乙醇:由葡萄糖发酵制乙醇的化学方程式为C6H12O6

2C2H5OH+2CO2↑。3)戊糖——核糖与脱氧核糖核糖和脱氧核糖分别是生物体的遗传物质RNA和DNA的重要组成部分,

核糖的结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO,脱氧核糖的结构简式为CH2OH

(CHOH)2CH2CHO。3.二糖——蔗糖与麦芽糖二者分子式均为C12H22O11,互为同分异构体;都能水解;蔗糖不含醛基,麦芽

糖含有醛基。4.多糖——淀粉与纤维素1)比较:二者都属于高分子化合物,分子式可表示为(C6H10O5)n,因n值不确定,故二者都属于混合物,且不互为同分异构体。2)水解反应

+nH2O

+nH2O

【注意】淀粉和纤维素都不发生银镜反应。5.核酸——生命的遗传物质二、氨基酸、蛋白质1)通式:

。官能团:—NH2和—COOH。2)氨基酸的化学性质①两性:如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为

+HCl

、

+NaOH

+H2O。②成肽反应:两分子氨基酸(可以相同,也可以不同)脱水缩合形成含有肽

键的化合物。如:

+

+H2O。多种氨基酸通过肽键最终可形成蛋白质。1)组成与结构:蛋白质含有C、H、O、N、S等元素,是由氨基酸通过缩聚

反应形成的,是天然有机高分子化合物。2)性质①水解:在酸、碱或酶的作用下,最终水解生成氨基酸。②两性:与氨基酸类似。③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使其从溶液中析出,为可逆过程,可用于分离和提纯蛋白质。④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、乙醇、苯甲酸等)会使蛋白质变性,属于不可逆过程。⑤显色反应:含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色,该性质可用于含苯环的

蛋白质的检验。⑥蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。3.酶:酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的

有机化合物,其中绝大多数是蛋白质。酶的催化反应条件温和,具有高效

性、专一性。考点二高分子化合物一、高分子化合物基本概念1.链节:高分子化合物中不断重复的基本结构单元。2.聚合度:链节的数目称为聚合度,用“n”表示。3.单体:合成高分子化合物的小分子化合物。二、有机高分子材料1.塑料:主要成分是合成树脂。如聚乙烯塑料:无臭、无毒,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,常温

下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。2.橡胶:具有高弹性,可分为天然橡胶和合成橡胶。1)天然纤维:棉花、羊毛、蚕丝和麻等。2)合成纤维:聚酯纤维和聚酰胺纤维等。三、合成高分子化合物的两个基本反应1.加聚反应:由不饱和单体加成聚合生成高分子化合物的反应。如:

。2.缩聚反应: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

物的聚合反应。如:nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH

+(2n-1)H2O。考点三有机合成方法加聚反应、缩聚反应、酯化反应,醛或酮与HCN的加成。如:CH3CHO+HCN

。烷烃的裂化,酯类、糖类、蛋白质等的水解反应,烯烃、炔烃的氧化反应

及芳香烃侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化等。1)引入羟基(—OH)的反应①卤代烃的水解;②醛(酮)还原(与H2加成);③烯烃与水加成;④酯的水

解。2)引入卤素原子(—X)的反应①不饱和烃(烯烃、炔烃)与X2加成;②不饱和烃(烯烃、炔烃)与HX加成;

③烷烃的卤代反应;④苯及其同系物的卤代反应;⑤醇与HX反应。3)引入碳碳双键(

)的反应①卤代烃的消去(碱性条件);②醇的消去(酸性条件);③炔烃不完全加成;

④烷烃裂化。4)引入碳氧双键的反应:醇的氧化。5)引入羧基的反应①醛氧化;②苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子)被酸性高锰酸钾溶液氧化;③酯等物质的水解。1)通过加成反应可以消除不饱和键(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。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转变为—ONa,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,再把—NO2还原为—NH2。1)正推法;2)逆推法;3)正逆双向结合法。综合

有机推断题的解题突破口1)NaOH的水溶液,加热——卤代烃、酯类的水解反应。2)NaOH的醇溶液,加热——卤代烃的消去反应。3)浓硫酸,加热——醇的消去、酯化,苯环的硝化等反应。4)溴水或溴的CCl4溶液——烯烃、炔烃的加成反应。5)O2、Cu,加热——醇的催化氧化反应。6)新制的Cu(OH)2悬浊液,加热(或银氨溶液,水浴加热)——醛与弱氧化剂

的反应。7)稀硫酸——酯的水解等反应。8)H2,催化剂——烯烃、炔烃的加成,芳香烃的加成,醛、酮还原成醇的反应。9)光照——烷基上的氢原子被卤素原子取代。10)Fe或FeX3(X为卤素原子)——苯环上的氢原子被卤素原子取代。有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质,这些都是有

机物结构推断的突破口。1)能使溴的四氯化碳溶液褪色的物质可能含有

、

或是酚类物质。2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有

、

、—CHO或是酚类、苯的同系物等。3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的物质

一定含有—CHO。4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等。5)能与NaHCO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有—COOH。6)能水解的有机物中可能含有酯基、肽键或是碳卤键。7)能发生消去反应的可能是醇或卤代烃等。1)烃和卤素单质的取代:取代1mol氢原子,消耗1mol卤素单质(X2)。2)

的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等按物质的量之比1∶1加成。3)含—OH的有机物与Na反应:2mol—OH对应1molH2。4)发生银镜反应时,1mol—CHO对应2molAg,与新制Cu(OH)2悬浊液反

应时,1mol—CHO对应1molCu2O(注意:1个HCHO分子相当于有2个—CHO)。5)2—COOH

CO2,—COOH

CO2。应用新型有机反应在有机合成中的应用已知信息中常见的新型有机反应如下1.苯环侧链引入羧基:如

(R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成

,此反应可能缩短碳链。2.卤代烃与氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸:如CH3CH2Br

CH3CH2CN

CH3CH2COOH,这是增加一个碳原子的常用方法。3.烯烃通过臭氧氧化,再经过锌与水处理得到醛或酮;烯烃被酸性KMnO4

溶液氧化得到羧酸或酮。如CH3CH2CH

C(CH3)2

CH3CH2CHO+

。【注意】根据烯烃被O3氧化后的产物可以推断原烯烃的结构。4.双烯合成:如1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯,

+

,这是著名的双烯合成反应,也是合成六元环的首选方法。5.羟醛缩合:有α-H的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作

用,生成β-羟基醛,称为羟醛缩合反应。如

CH3CH

CHCHO。6.苯环上的硝基被还原:

。7.醛、酮与HCN的加成反应:如CH3CHO+HCN

8.醛或酮与格氏试剂(R'MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:

+R'MgX

。9.酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH

R1COOR3+R2OH。10.羧酸的还原反应和取代反应:羧酸很难通过催化加氢的方法被还原,用氢化铝锂能将羧酸还原为相应的醇。羧酸分子中的α-H较活泼,易被取

代。RCOOH

RCH2OHRCH2COOH+Cl2

+HCl【例】(2020浙江1月选考,31节选)某研究小组以芳香族化合物A为起始

原料,按下列路线合成高血压药物阿替洛尔。

已知:

;RCOOR'

RCONH2。请回答:(4)设计从A到B的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。解题导引有机推断题是一类综合性强、思维容量大的题型;要抓住基

础知识,将其和新信息结合成新知识网络。解析

(4)由C的结构简式可推出B为

,进一步推出A为

;A→B需将—CH3转化为—CH2COOH,可先将A在Cl2、光照条件下反应,使—CH3上的一个H原子被Cl原子取代

得到—CH2Cl,再与NaCN发生已知信息中的反应延长碳链,最后水解,将—CH2CN转化为—CH2COOH。答案

(4)

创新杂环反应在有机合成中的创新应用杂环化合物及其衍生物是一类非常重要的化合物,该类化合物在有

机合成材料和医药等领域有广泛应用。杂环种类很多,有含氮原子的杂

环,如吡咯、吡啶等;含氧原子的杂环,如呋喃;含硫原子的杂环,如噻吩;还

有饱和杂环和不饱和杂环,芳香环和非芳香环,五元环和六元环等。高考

中出现过的杂环反应总结如下:1)2021年浙江6月选考第31题

2)2021年广东卷第21题

3)2021年湖南卷第19题

1)2018年江苏单科第17题[4+2]环加成反应:4)2021年全国甲卷第36题

2)2020年天津卷第14题[4+2]环加成反应:

2019年天津理综第8题[3+2]环加成反应:

+

【例】(2021浙江6月选考,31,12分)某课题组研制了一种具有较高玻璃化

转变温度的聚合物P,合成路线如下:

已知:

请回答:(1)化合物A的结构简式是

;化合物E的结构简式是

。(2)下列说法不正确的是

。12H12N6O4(3)化合物C与过量NaOH溶液反应的化学方程式是

。(4)在制备聚合物P的过程中还生成了一种分子式为C20H18N6O8的环状化

合物。用键线式表示其结构

。(5)写出3种同时满足下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构体):

。①1H-NMR谱显示只有2种不同化学环境的氢原子②只含有六元环③含有

结构片段,不含

键(6)以乙烯和丙炔酸为原料,设计如图所示化合物的合成路线(用流程图表示,

无机试剂、有机溶剂任选)。解题导引不能形成思维定式,认为聚酯类物质一定是由缩聚反应形成

的。应先观察已知反应中断键情况为

断裂碳碳三键,与R1—N3中N原子形成环,然后根据断键原理,分析D与F反应的情况。解析

(1)A的分子式为C8H10,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,结合D的结构

简式,可推知A为对二甲苯,B为对苯二甲酸,结合已知信息可推出E的结构

简式为HOCH2CH2Br。(2)C项,F为

,D与F反应时,F断裂碳碳三键与D中氮原子相连,形成高分子P,属于加聚反应,不正确。(3)化合物C的结构简式为

,其中的2个酯基、2个溴原子均可以与NaOH发生反应,故1molC最多消耗4molNaOH。(4)D