2022版高考化学选考山东专用一轮总复习课件：专题十七基本营养物质有机合成 —基础篇

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考点一　油脂、糖类和核酸1.油脂(1)概念:油脂属于酯类化合物,是由①　高级脂肪酸    和②　甘油    形成 的酯。常见的能够形成油脂的高级脂肪酸有: 
 ,官能团:③　酯基    ,有的可能含有 ,若R、R'、R″相同,称为④　简单甘油酯    ;若R、R'、R″不同,称为⑤　混合甘 油酯    。(3)物理性质1)油脂一般⑥　不    溶于水,密度比水⑦　小    。2)天然油脂都是混合物,没有恒定的⑧　熔、沸点    。a.含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈液态。b.含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈固态。
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 +3H2  。　　2)水解反应硬脂酸甘油酯在酸性和碱性条件下水解的化学方程式分别为:
 +3H2O 3C17H35COOH+  +3NaOH 3C17H35COONa+ 2.糖类和核酸(1)糖类的概念和分类1)概念:糖类是指分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可 以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。2)分类
 (2)单糖——葡萄糖、果糖1)组成和分子结构
　　2)葡萄糖的化学性质a.还原性:能与新制Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液反应。b.加成反应:与H2发生加成反应生成己六醇。c.酯化反应:葡萄糖含有醇羟基,能与羧酸发生酯化反应。d.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)二糖——蔗糖与麦芽糖1)相同点a.组成相同,分子式均为C12H22O11,二者互为 　同分异构体    。b.都属于双糖,能发生水解反应。2)不同点
a.官能团不同:蔗糖分子中不含醛基,麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜 反应,能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应。b.水解产物不同蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为:C12H22O11+H2O C6H12O6+C6H12O6　蔗糖　　　　 　葡萄糖　 果糖C12H22O11+H2O 2C6H12O6　麦芽糖 　　　　　葡萄糖(4)多糖——淀粉与纤维素1)相同点
a.都属于高分子化合物,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: +nH2O   +nH2O  c.都不能发生银镜反应。2)不同点a.通式中n值不同;b.淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
点拨    淀粉和纤维素虽然分子式都可以表示为(C6H10O5)n,因n值不确定, 故二者都属于混合物,且二者不互为同分异构体。(5)五碳醛糖和核酸1)核糖和脱氧核糖的结构比较
　　2)生命的遗传物质 
考点二　氨基酸、蛋白质1.氨基酸的结构与性质(1)氨基酸的组成与结构羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后可以 得到氨基酸且天然蛋白质水解质得到的均为α-氨基酸,其通式为  ,官能团为①　—NH2和—COOH    。(2)氨基酸的化学性质a.两性如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
 +HCl   、 +NaOH   +H2Ob.成肽反应如两分子氨基酸脱水缩合形成含有肽键的二肽,例: +    +H2O多种氨基酸通过肽键最终可形成蛋白质。2.蛋白质的组成与性质
(1)概念:蛋白质是由α-氨基酸分子按照一定的顺序以肽键连接起来的生 物大分子。(2)组成与结构a.蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。b.蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应产生的,蛋白质属于天然有机高分子 化合物。c.蛋白质的四级结构
 (3)性质a.水解:在酸、碱或酶的作用下最终水解生成②　氨基酸    。b.两性:具有氨基酸的性质。
c.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从溶液中析出,为可逆过程,可用于分 离和提纯蛋白质。d.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、酒精、苯甲酸等)会使蛋白质变性,属于不可逆过程。e.颜色反应:含有苯基的蛋白质遇浓HNO3变③　黄    色,该性质可用于蛋 白质的检验。f.蛋白质灼烧有④　烧焦羽毛    的气味。3.酶(1)绝大多数酶属于蛋白质。(2)酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点:
a.条件温和;b.具有高度的专一性;c.具有高效⑤　催化    作用。
一、高分子化合物的相关概念(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①　最小    单位。(3)链节数:重复结构单元数n。 
二、合成高分子化合物的两个基本反应1.加成聚合反应(1)概念:单体通过加成方式生成高分子化合物的聚合反应,简称加聚反 应。(2)加聚反应的书写方法a.单烯烃型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”。例 如:nCH2 CH—CH3 ⑤         
b.二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下 写n”。例如:nCH2  CH—CH CH2  ⑥    ?CH2—CH  CH—CH2?    c.含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,右下 写n”。例如:nCH2  CH2+nCH2  CHCH3 ⑦         2.缩合聚合反应(1)概念:有单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应,
简称缩聚反应。(2)缩聚反应的书写方法写缩聚反应方程式时,除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致 外,也要注意生成的小分子的物质的量。a.聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚。如:nHOCH2—CH2OH+nHOOC—COOH  +(2n-1)H2OnHOCH2—CH2—COOH  +(n-1)H2O
b.聚氨基酸类:—NH2和—COOH间的缩聚。如:nH2N—CH2COOH   +(n-1)H2OnH2NCH2COOH+    +(2n-1)H2Oc.酚醛树酯类:nHCHO+n   +(n-1)H2O
三、高分子化学反应有高分子化合物参与的化学反应称为高分子化学反应。如:    +nCH3OH  +nCH3COOCH3四、高分子化合物的分类
五、有机高分子材料1.塑料:主要成分是高分子化合物,俗称合成树脂。①结构:一般情况下,构成塑料的高分子如果是长链的线型结构,塑料的柔 韧性就较好;如果高分子链之间形成化学键,产生一定的交联而形成网状 结构,塑料就会变硬。②聚乙烯塑料:是当今世界上产量最大的塑料产品。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天然橡胶的化学成分是聚异戊二烯,其结构简式为
 。②顺丁橡胶是化学家最早模拟天然橡胶制得的合成橡胶,其结构简式为  。3.纤维  
考点四　有机合成与推断
一、有机合成1.有机合成中碳骨架的构建(1)碳链增长的反应1)加聚反应2)缩聚反应3)酯化反应4)利用题目信息所给反应增长碳链,如醛或酮中的羰基与HCN加成:CH3CHO+HCN    (2)碳链减短的反应1)烷烃的裂化反应
2)酯类、糖类、蛋白质等的水解反应3)利用题目信息所给反应减短碳链,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其 盐的脱羧反应等。(3)常见由链成环的方法1)二元醇成环如:HOCH2CH2OH ①         2)羟基酸酯化成环
如:  ②         3)氨基酸成环
如:H2NCH2CH2COOH ③     +H2O    4)二元羧酸成环如:HOOCCH2CH2COOH  +H2O5)利用题目所给信息成环,如共轭二烯烃与单烯烃的环加成反应:
 +‖  2.有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入
　　(2)官能团的消除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(3)官能团的改变1)利用官能团的衍生关系进行衍变,如:R—CH2OH R—CHO R—COOH2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如:CH3CH2OH CH2  CH2 ClCH2—CH2Cl HO—CH2—CH2
—OH3)通过某种手段改变官能团的位置,如: 3.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。4.有机合成路线的设计(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1)       酚酯2)          芳香酯
二、有机推断1.根据有机物的性质推断官能团(1)能使溴水褪色的官能团或有机物: 、 、—CHO、 等。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的官能团或有机物: 、 、—CHO、—OH、部分苯的同系物、 、HCOOH、HOOC—COOH等。(3)能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的物 质一定含有—CHO(包括甲酸、甲酸酯、甲酸盐)。
(4)能水解的有机物中可能含有酯基( )、卤素原子、肽键( )等。(5)能发生消去反应的物质可能为醇或卤代烃等。2.根据高聚物推断单体(1)加聚产物单体的推断1)若链节的主链上只有2个碳原子,且以单键相连,则单体必为一种含有碳 碳双键的物质,只要将两个半键闭合即可。如: 的单体为 。
2)若链节中只有碳原子,且碳原子数较多,其推断规律是“有双键,四碳断, 单双键互变;无双键,两碳断,单键变双键”; 的单体为CH2 CH2和CH2 CHCH3。如: 的单体是CH2 CH—CH CH2和 。(2)缩聚产物单体的推断1)若是链节为“ ”的高聚物,其单体为一种,在亚氨基
上加氢,在羰基上加羟基,即得高聚物的单体。如: 的单体为H2N—CH2—COOH。2)若链节中间(不在端上)含有肽键,则从肽键中间断开,在亚氨基上加氢, 在羰基上加羟基,即得高聚物的单体。若肽键两边为不对称结构,则单体 为两种。如: 的单体为H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH。3)若链节中间(不在链端)含有 结构,其单体为两种,从
 中虚线处断开,羰基加上羟基,氧上加氢即得单体。如: 的单体为 和HOCH2CH2OH。4) 是HCHO和苯酚发生缩聚反应的产物。5)高聚物 是环氧乙烷型物质开环聚合的产物,故单体应为 。
3.根据某些产物推断官能团的位置(1)由醇氧化成醛(或羧酸),—OH一定在链端(—CH2OH);由醇氧化成酮,— OH一定在链中(与—OH相连的碳原子上有1个氢原子);若该醇不能被催 化氧化,则与—OH相连的碳原子上无氢原子。(2)由消去反应的产物可推测“—OH”或“—X”可能的位置。(3)由取代产物的种类可确定碳链结构。(4)由加氢后碳链结构推测 或 可能的位置。4.根据反应条件推断可能发生的有机反应
突破有机综合题的策略有机合成与有机推断是高考的经典题型,该题常以有机新材料、医药新 产品、生活调味品为题材,以框图加语言描述的形式,考查有机物的性质 与转化关系、同分异构体、有机化学用语及考生的逻辑推理能力,涉及 的问题常包含官能团的名称、结构简式、同分异构体的判断、化学方 程式的书写、反应条件及反应类型、有机物的空间结构、官能团的检 验、合成路线的设计等,各问题之间既相对独立,又相互关联,是典型的综 合类题目。
一、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,因此解 答此类问题的关键是熟悉烃及其各种衍生物之间的转化关系和转化条 件。 
二、依据特征结构、性质及现象推断1.根据试剂或特征现象推知官能团的种类(1)能使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“ ”或“ ”等结构。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有“ ”“ ”或“—CHO”等结构,也可能是苯的同系物。(3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟 基。(4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。(5)遇I2变蓝,则该物质为淀粉。
(6)碱性条件下,加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有红色沉淀生成或 加入银氨溶液水浴加热有银镜生成,表示含有—CHO。(7)加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。(8)加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。2.根据反应条件推断反应类型(1)在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应,也可能是卤 代烃的水解反应。(2)在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。(3)在浓硫酸存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应或成 醚反应等。(4)能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。
(5)能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加 成反应(还原反应)。(6)在O2、Cu或Ag、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。(7)能与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则发生的是—CHO 的氧化反应(如果连续两次出现O2,则为醇→醛→羧酸的过程)。(8)在稀硫酸、加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。(9)在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X 2条件下发生苯环上的取代反应。3.根据有机反应中定量关系进行推断(1)烃和卤素单质的取代:取代1 ml氢原子,消耗1 ml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反应时:2 ml —OH生成1 ml H2。    (4)发生银镜反应时,1 ml —CHO对应2 ml Ag,与新制Cu(OH)2悬浊液反 应时,1 ml —CHO对应1 ml Cu2O(注意:1个HCHO分子中相当于有2个 —CHO)。
三、依据题目提供的信息推断已知信息中常见的新型有机反应: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 ,此反应可缩短碳链。2.卤代烃与氰化钠反应再水解可得到羧酸如CH3CH2Br CH3CH2CN CH3CH2COOH;卤代烃与氰化物发生取代反应后,再水解得到羧酸,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;烯烃被碱性KMnO4 溶液氧化后酸化得到羧酸
如CH3CH2CH C(CH3)2 CH3CH2CHO+ ;RCH  CHR'(R、R'代表H或烃基)与碱性KMnO4溶液共热后酸化,双键断裂生成 羧酸,通过以上反应可推断碳碳双键的位置。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的醛在稀碱溶液(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。 
 CH3CH CHCHO
例    (2020课标Ⅲ,36)苯基环丁烯酮( PCBO) 是一种十分活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期 我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成了具有生 物活性的多官能团化合物(E),部分合成路线如下:  　　B　    (C9H9O3Na)   
   已知如下信息:    回答下列问题:(1)A的化学名称是　　　　　　　    。(2)B的结构简式为　　　　　　　    。(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为　　　　　　　　　    ;该步反应
中,若反应温度过高,C易发生脱羧反应,生成分子式为C8H8O2的副产物,该 副产物的结构简式为　　　　　　　    。(4)写出化合物E中含氧官能团的名称　　　　　　　    ;E中手性碳(注: 连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为　　　    。(5)M为C的一种同分异构体。已知:1 ml M与饱和碳酸氢钠溶液充分反 应能放出2 ml二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。 M的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　    。(6)对于 ,选用不同的取代基R',在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究,R'对产率的影响见下表:
请找出规律,并解释原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　    。
解析　(1)由A的结构简式可知A的名称为2-羟基苯甲醛或水杨醛。(2)根 据题给新反应信息和B的分子式,可推知B为 。(3)由C、D的结构可知,C与乙醇发生酯化反应转化为D,反应条件是浓硫酸、加 热。若反应温度过高, 易发生脱羧反应生成CO2和副产物 。(4)由E的结构可知E中含氧官能团的名称是羟基和酯
基,E中含有两个手性碳原子( 中标有“*”号的碳原子)。(5)1 ml M与饱和NaHCO3溶液充分反应生成2 ml CO2,说明 1个M分子中含有2个—COOH,M与酸性KMnO4溶液反应生成对苯二甲 酸,说明M中含有一个苯环且苯环上有两个处于对位的取代基,考虑到M 与C互为同分异构体,故M的结构简式为 。(6)分析题给表中数据可知,随着R'的体积增大,反应的产率降低,其原因是 R'的体积增大,空间位阻增大。