2027届高三化学一轮复习课件：第十二章　生命活动的物质基础　有机合成_含解析

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第1节　生命活动的物质基础第2节　合成高分子第3节　有机合成
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第1节　生命活动的物质基础
一、糖类1.糖类从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。糖类可分为单糖、寡糖(二糖最为重要)和多糖,其中单糖不能水解。2.单糖(1)葡萄糖与果糖
(2)葡萄糖的化学性质
(3)核糖与脱氧核糖——戊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,核糖的链式结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO,脱氧核糖的链式结构简式为CH2OH(CHOH)2CH2CHO。3.二糖——蔗糖与麦芽糖
注意乳糖也是一种常见的二糖。麦芽糖是还原糖。蔗糖不是还原糖。4.多糖——淀粉与纤维素(1)比较:二者都属于天然有机高分子,分子式都可表示为(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。淀粉和纤维素均可发生酯化反应,但不能被银氨溶液、氢氧化铜等弱氧化剂氧化;淀粉遇碘(I2)变蓝。(2)水解反应
　　注意纤维素在人体中不能水解,无法吸收和利用。但食物中的纤维素可刺激肠道蠕动,有助于消化。(3)淀粉水解程度的判断 ①实验流程 
提示①检验淀粉时,取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH溶液反应。②淀粉、蔗糖的水解需用稀硫酸作催化剂,而银镜反应或葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行,所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。
　　知识回顾单糖、寡糖和多糖　　单糖就是不能水解的糖,寡糖(低聚糖)就是1 ml糖水解可生成2~10 ml单糖的糖,多糖就是1 ml糖水解可生成10 ml以上单糖的糖。二、油脂1.油脂的概念油脂是高级脂肪酸和甘油(丙三醇)生成的酯。形成油脂的常见高级脂肪酸有饱和的硬脂酸(C17H35COOH)和软脂酸(C15H31COOH),不饱和的油酸(C17H33COOH)和亚油酸(C17H31
COOH)等。油脂的结构可表示如下: 
　　注意①油脂不是高分子(常考)。②天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点。③油中的不饱和脂肪酸甘油酯含量较高,常温下呈液态;脂肪中的饱和脂肪酸甘油酯含量较高,常温下呈固态。2.油脂的化学性质(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(油脂在碱性条件下的水解反应又称皂化反应) +3NaOH   +3C17H35COONa
　　知识拓展肥皂的制取 加入饱和NaCl溶液或者NaCl颗粒的作用是降低高级脂肪酸盐的溶解度,使混合物分层。
三、蛋白质1.氨基酸(羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物)(1)α-氨基酸通式: 。官能团:氨基(—NH2)和羧基(—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:两个氨基酸分子(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连接最终可形成蛋白质。
2.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,是有机高分子。(2)化学性质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。盐析是可逆过程,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,产生白色沉淀,加热后沉淀变黄,该性质可用于含苯环的蛋白质的检验。⑥灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味。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。
四、核酸1.核酸的组成和分类(1)组成:核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,其水解最终生成磷酸、戊糖和碱基。(2)分类 
2.核酸的结构(1)DNA的结构
1.河北邯郸“城南夜市”是盛夏市民消夏纳凉、品味美食的理想去处,人间烟火气,最抚凡人心,居民烟火气点亮城市夜经济。下列关于夜市美食的说法正确的是 (　　　 )A.炸薯条用的植物油主要成分是天然有机高分子B.煎饼主要成分(淀粉)的分子式为(C6H10O5)nC.甜品中含有的蔗糖属于还原糖D.烤肉过程中蛋白质发生盐析
　　解析　植物油的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,不属于有机高分子,A错误;淀粉的分子式为(C6H10O5)n,B正确;蔗糖分子不是还原糖,C错误;烤肉过程中蛋白质发生变性,D错误。
2.下列关于有机化合物的说法错误的是 (　　　 )A.食用油中可加入微量叔丁基对苯二酚等抗氧化剂,以防止食用油氧化变质B.核苷酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子C.很多单糖,以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在D.胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质,胰岛素结构中含有二硫键
　　解析　食用油中可加入微量叔丁基对苯二酚等抗氧化剂,以防止食用油氧化变质,A正确。核酸是磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,核苷酸是组成核酸的基本单元,不是高分子,B错误。很多单糖,以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在,C正确。胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质,胰岛素结构中含有二硫键,D正确。
3.已知酪氨酸是一种生命活动不可缺少的氨基酸,其结构简式为 (相对分子质量为181)。下列说法正确的是 (　　　 )A.其沸点与C10H21COOH相接近B.分子中含有2个手性碳原子C.能与盐酸或NaOH溶液反应D.分子中苯环上的一氯一溴代物共有4种
　　解析　C10H21COOH的相对分子质量为186,两者的相对分子质量相近,但酪氨酸分子间能形成多个氢键,故沸点高于C10H21COOH,A错误。酪氨酸分子中只有与—NH2直接相连的碳原子是手性碳原子,B错误。酪氨酸分子中含有氨基,能与盐酸反应;含有羧基和酚羟基,能与NaOH溶液反应,C正确。氯、溴原子位于苯环相邻、相间、相对位置各有2种,故分子中苯环上的一氯一溴代物共有6种,D错误。
4.多巴胺被大多数人认为是一种使人快乐的物质,其结构简式如图所示,下列有关说法不正确的是 (　　　 ) A.所有原子不可能共平面B.能与FeCl3溶液作用显色C.结构中含有碳碳双键D.能与盐酸、碳酸钠溶液反应
　　解析　分子中含有sp3杂化的碳原子,则所有原子不可能共平面,A正确。含有酚羟基,则能与FeCl3溶液作用显色,B正确。苯环中的碳碳键不是碳碳双键,C错误。含有—NH2,能与盐酸反应;含有酚羟基可与碳酸钠溶液反应,D正确。
一、高分子的合成1.定义:利用有机化合物相互反应的性能,得到相对分子质量较大的高分子的过程。2.合成高分子的基本方法(1)加成聚合反应(加聚反应):一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。(2)缩合聚合反应(缩聚反应):一般是含有两个或两个以上官能团的单体之间发生的聚合反应,同时生成小分子。二、加成聚合反应1.由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应。如氯乙烯在一定条件下得到高分子聚氯
乙烯的反应就是加成聚合反应(加聚反应)。加聚反应的发生通常需要一定的引发剂或催化剂。 单体:合成高分子的小分子化合物。链节:高分子中不断重复的基本结构单元。
聚合度:链节的数目称为聚合度,用“n”表示。2.加聚反应的常见类型(1)“单烯”自聚型:“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”①合成聚乙烯:nCH2 CH2  ?CH2—CH2?;②合成聚氯乙烯:nCH2 CH—Cl   ;③合成聚丙烯腈:nCH2 CH—CN   。(2)“二烯”自聚型:“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”
①合成顺丁橡胶:nCH2 CH—CH CH2   ;②合成天然橡胶:    ;③合成氯丁橡胶:    。(3)“多个单烯”共聚型:“双键打开,中间相连,添上括号,右下写n”①nCH2 CH2+nCH3—CH CH2   ;
②nCH2 CHCl+n    ;③nCF3—CF CF2+nCF2 CF2   。(4)“单烯、二烯”共聚型:“双键打开,中间相连,单键变双键,添上括号,右下写n”①     +nCH2 CH2   ;②nCH2 CH—CH CH2+nCH2 CHCHO 
 。(5)单炔烃自聚型:“三键打开,变成双键,中间相连,添上括号,右下写n”①   ?CH CH?;②    。(6)环状化合物加聚型①   ?O—CH2—CH2?;
②    ;③    三、缩合聚合反应1.由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应,简称缩聚反应。
 2.缩聚反应的常见类型(1)二元酸与二元醇缩聚:以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合生成水的方式进行缩聚,如
 HO +(2n-1)H2O(2)氨基酸缩聚:以氨基中的氢原子和羧基中的羟基结合生成水的方式进行缩聚,如nH2N—CH2—COOH   +(n-1)H2O;
(3)羟基酸缩聚:以羟基中的氢原子和羧基中的羟基结合生成水的方式进行缩聚,如nHO—CH2—COOH   +(n-1)H2O;(4)酚醛缩聚:以醛基中碳氧双键中氧原子与酚羟基邻位氢原子加成生成醇再进行脱水的方式进行缩聚,如 
　　注意一般的缩聚反应,多为可逆反应,为提高产率,要及时移除反应产生的小分子。四、根据高分子的结构推断单体的方法　　要先判断高分子是加聚产物还是缩聚产物。1.加聚产物单体的判断弯箭头法:从链节两端出发画出左右交替的弯箭头,箭头相遇处增加一个“单键”,箭尾相遇处断开一个“单键”。
如: 的单体为CH2 CH2和CH2 CHCH3。 的单体为CH2 CH—CH CH2和 。
如 的单体为CH2 CH2、 和 。2.缩聚反应单体的判断方法中学里缩聚产物形成的方式有三种:聚酯式、聚酰胺式、酚醛树脂式,从形式上看都是脱水缩合。(1)若高聚物的链节为 或 ,则其合成单体为一种。若
有端基,去掉两端方括号,即得高聚物的单体。如: 的单体为H2NCH2COOH。(2)若链节中间(不在端上)含有酰胺基,则从酰胺基中间断开,在亚氨基上加氢原子,在羰基上加羟基,即得单体。如: 的单体为H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH。(3)若链节中间(不在端上)含有酯基,则从酯基断开,羰基上加羟基,氧原子上加氢原子即得单体。
如: 的单体为 和HOCH2CH2OH。(4)特殊情况①高聚物 是RCHO和苯酚发生缩聚反应生成的。②高聚物 是环氧乙烷型物质开环的产物,其单体应为
五、高分子材料1.塑料(1)成分
(3)酚醛树脂①酸催化
苯酚和甲醛的加成: +    ,形成的羟甲基苯酚之间脱水缩合,得到线型结构的酚醛树脂。②碱催化苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,继续反应得到网状结构的酚醛树脂。
2.合成纤维 常见的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等。
(1)聚酯纤维合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称,它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。 +nHO—CH2CH2—OH   +(2n-1)H2O(2)聚酰胺纤维①聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。nH2N—(CH2)6—NH2+  
 +(2n-1)H2O②高强度芳纶纤维的合成如下。 +    +(2n-1)H2O
3.合成橡胶(1)橡胶的分类:天然橡胶和合成橡胶。(2)合成橡胶的原料与性能①原料:以二烯烃、单烯烃等为单体,聚合而成。②性能:具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温或耐低温等性能。(3)顺丁橡胶的合成 ,得到的聚合物为线型结构,加入硫化剂后加热,硫化剂将聚合物中的双键打开,以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接形成网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
　　注意①天然橡胶为顺式聚异戊二烯,结构为 ,其单体为 。②橡胶硫化的程度越高,强度越大,但弹性越差。
4.功能高分子材料(1)高吸水性树脂①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接入带有强亲水基团的支链,可以提高它们的吸水能力。②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。如丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂( )。
(2)高分子分离膜①功能:分离膜只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。②分类(根据膜孔大小):微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。③制作材料:有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。④具体应用:海水淡化、饮用水的制取、果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
1.高分子材料在生产、生活中有着广泛的应用。下列说法错误的是 (　　　 )A.涤纶的主要成分聚对苯二甲酸乙二酯由对苯二甲酸与乙醇反应制得B.丁苯橡胶由丁二烯与苯乙烯经加聚反应制得,可用于生产汽车轮胎C.聚丙烯酰胺由单体经加聚反应制得,是一种优良的增稠剂D.酚醛树脂由甲醛和苯酚缩聚制得,是人类合成的第一种高分子材料
　　解析　聚对苯二甲酸乙二酯由对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应制得[提示:缩聚反应的单体应含有2个或2个以上的官能团],A错误。丁苯橡胶的单体是丁二烯和苯乙烯,二者通过加聚反应制得丁苯橡胶,丁苯橡胶可用于生产汽车轮胎,B正确。聚丙烯酰胺的结构简式为 ,由单体 经加聚反应制得,是一种优良的增稠剂,C正确。酚醛树脂是由甲醛和苯酚发生缩聚反应制得,是人类合成的第一种高分子材料,D正确。
2.(2024海南,3,2分)高分子物质与我们生活息息相关,下列说法错误的是 (　　　 )A.糖原(成分类似于淀粉)可转化为葡萄糖B.聚合物 是H2C CH2的加聚物C.畜禽毛羽(主要成分为角蛋白)完全水解可以得到氨基酸D.聚合物 的单体是HOOC(CH2)4COOH和CH3CH2OH
　　解析　糖原的成分类似于淀粉,则和淀粉一样,在一定条件下能发生水解反应,最终生成葡萄糖,A正确;CH2 CH2在一定条件下发生加聚反应生成聚乙烯,B正确;角蛋白是一种蛋白质,一定条件下能完全水解生成氨基酸,C正确;按照虚线处分开 ,在羰基上加上羟基,在氧原子上加上氢原子,可得单体为HOOC(CH2)4COOH和HOCH2CH2OH,D错误。
3.(2022重庆,8,3分)PEEK是一种特种高分子材料,可由X和Y在一定条件下反应制得,相应结构简式如下。下列说法正确的是 (　　　 ) A.PEEK是纯净物B.X与Y经加聚反应制得PEEKC.X苯环上H被Br所取代,一溴代物只有一种D.1 ml Y与H2发生加成反应,最多消耗6 ml H2
　　解析　PEEK是聚合物,n值不唯一,即PEEK由不同分子组成,属于混合物,A错误;由X、Y和PEEK的结构简式可知,X和Y反应制得PEEK,另有小分子HF生成,为缩聚反应,B错误;苯环上只有一种化学环境的H原子,一溴代物只有一种,C正确;Y中苯环和酮羰基都可以和H2发生加成反应,1 ml Y最多消耗7 ml H2,D错误。
4.高分子N可用于制备聚合物离子导体,其合成路线如下:
下列说法正确的是 (　　　 )A.苯乙烯存在顺反异构体B.试剂a为 C.试剂b为HO(CH2CH2O)mCH3D.反应1为加聚反应,反应2为缩聚反应
　　解析　苯乙烯分子中碳碳双键的一个碳原子上连有两个H原子,故不存在顺反异构体[提示:当碳碳双键的两个碳原子所连的其他两个原子或原子团不同时,就会产生顺反异构现象],A错误;分析苯乙烯、M的结构可知,M是由苯乙烯与试剂a通过加聚反应生成的,故试剂a为 ,B错误;分析M和N的结构知,试剂b为HO(CH2CH2O)mCH3,M和b发生开环加成反应生成N,C正确;由B、C项分析知,反应1为加聚反应,反应2为加成反应[提示:缩聚反应有小分子生成],D错误。
5.L是一种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子,它由三种单体聚合而成,每个单体的分子中均含有一个官能团。
下列相关说法正确的是 (　　　 )A.制备L的反应是加聚反应B.L的单体为 、 和HCHOC.参加反应的三种单体的物质的量之比为1∶1∶1D.三种单体能生成网状结构的高分子
　　解析　由聚合物L的结构知,其链节为 ,根据题干信息知,聚合物L有三种单体,结合酚醛树脂的合成,可知三种单体分别为HCHO、 、 ,则制备L的反应是缩聚反应,A、B错误。由L的链节知,参加反应的三种单体
HCHO、 、 的物质的量之比为2∶1∶1,C错误。苯酚中羟基邻、对位上的H均能和甲醛发生缩聚反应,可生成网状结构的高分子,D正确。
一、有机合成常用方法1.构建碳骨架(1)碳链增长:加聚反应、缩聚反应、酯化反应,醛或酮与HCN的加成、卤代烃的取代反应等。如:CH3CHO+HCN      ;CH3CH2Br+NaCN   +NaBr,CH3CH2CN   。(2)碳链缩短:烷烃的裂化、裂解,酯类、糖类、蛋白质等的水解反应,羧酸盐脱羧反应,
烯烃、炔烃的氧化反应及芳香烃侧链被酸性KMnO4溶液氧化等。如:CH3COONa+NaOH  CH4↑+Na2CO3;    +R—COOH;   RCOOH;    。
(3)成环反应①脱水缩合反应:多元酸与多元醇经酯化反应生成环状酯,羟基酸、氨基酸、多元醇或多元酸分子内缩合和分子间缩合等。②聚合反应:乙炔聚合成苯,甲醛、乙醛等聚合成环状化合物等。③有机信息题中常见的双烯合成、烯烃氧化为环氧化合物、烷烃的环化(石油的催化重整)等。2.官能团的引入(1)引入羟基的反应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)引入卤素原子的反应
①烯烃、炔烃与X2或HX加成;②烷烃、苯及其同系物的卤代反应;③醇与HX的取代反应。(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、裂解。(4)引入碳氧双键的反应:醇的氧化。(5)引入羧基的反应①醛的氧化;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、酰胺等物质的水解。
3.官能团的消除(1)消除双键、三键、苯环:加成反应。(2)消除卤素原子:消去或水解反应。(3)消除羟基:消去、氧化、酯化、与HX发生取代反应。(4)消除醛基:加成或氧化反应。(5)消除羧基:酯化或脱羧反应。(6)消除酯基、酰胺基:水解反应。4.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,待氧化后再酸化变回—OH。(2)碳碳双键的保护:碳碳双键易被氧化,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变回碳碳双键。(3)氨基的保护:氨基易被氧化,因此用 合成 的过程中应先把—CH3氧化成—COOH,再把—NO2还原为—NH2。5.官能团间的衍变(1)官能团种类改变,如烃 卤代烃 醇  醛 酸 酯。(2)官能团数目和种类改变:一个官能团变多个官能团,如CH3CH2Cl CH2 CH2 
ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH OHCCHO HOOCCOOH。(3)官能团位置改变,如CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH CH2 CH3CH2CHBrCH3。二、有机合成路线设计方法1.正合成分析法(顺推法)采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向待合成的有机物。其思维程序是:原料→中间体→产品。2.逆合成分析法(逆推法)采用逆向思维方法,从产品的组成、结构、性质入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向原料。其思维程序是:产品→中间体→原料。
如由乙烯合成草酸二乙酯,其思维过程概括如下: 具体路线:
 3.类比合成分析法:比较题目所给有机合成路线及已知信息中的反应,找出原料与合成物质的内在联系,确定中间产物,最后得到目标产物——产品。
　　归纳总结有机合成路线设计思维模板 
1.(2025山东淄博三模,7)实验室合成乙酰苯胺的路线如下(反应条件略去),下列说法正确的是 (　　　 )A.反应①②③都是取代反应B.可用红外光谱鉴别苯胺和乙酰苯胺C.反应②中若加入过量盐酸,乙酰苯胺产率会提高D.在乙酰苯胺的芳香族同分异构体中,能发生水解的有3种
　　解析　苯在浓硫酸条件下与浓硝酸发生硝化反应(取代反应)生成硝基苯,硝基苯在铁催化下发生还原反应生成苯胺,苯胺和乙酸发生取代反应生成乙酰苯胺,A错误。苯胺的官能团是氨基,乙酰苯胺的官能团是酰胺基,二者的官能团不同,可用红外光谱鉴别苯胺和乙酰苯胺,B正确。苯胺中含有氨基,具有碱性,能与酸反应,反应②中若加入过量盐酸会消耗部分苯胺,降低乙酰苯胺的产率,C错误。乙酰苯胺芳香族同分异构体中可以水解的仅是酰胺类物质;当苯环上有2个取代基时,为 、—CH3或 、—CH3,各有邻、间、对3种结构,就有6种同分异构体,则乙酰苯胺的
同分异构体中,能发生水解的多于3种,D错误。
2.(2023北京,11,3分)化合物K与L反应可合成药物中间体M,转化关系如下。已知L能发生银镜反应,下列说法正确的是 (　　　 )A.K的核磁共振氢谱有两组峰B.L是乙醛C.M完全水解可得到K和LD.反应物K与L的化学计量比是1∶1
　　解析　A项,观察K的结构简式知,K的结构对称,两端—NH2的4个H为一组峰,中间—NH2的2个H为一组峰,中间次甲基上的1个H为一组峰,核磁共振氢谱共有三组峰,错误;B项,L能够发生银镜反应,说明含有醛基,根据K与L反应生成M与H2O可知,K中的1个—NH2可与L中的1个—CHO发生反应生成1分子H2O,而由M的结构简式知,K中2个—NH2都发生了反应,因此L不是乙醛,而是乙二醛,错误;C项,M分子中只有酰胺基能够水解,水解后不能生成K和L,错误;D项,K与L发生的反应为 +    +2H2O,则K与L的化学计量比是1∶1,正确。
微专题5　有机合成与推断题解题策略
一、有机推断题解题突破口1.根据反应条件推断反应类型
2.根据有机物性质推断官能团
3.根据反应推断数量关系
注意　1个HCHO分子中相当于有2个—CHO。
4.根据反应特点推断反应物结构
5.由苯环上的取代基和二氯代物种数,确定两个取代基的位置
方法技巧　构建推断模型　　有机推断的核心是推断合成路线中各个有机物的结构。由于目标产物由原料合成,原料的碳骨架必然会在目标产物中有所体现,比较原料(或中间体)与目标产物的碳骨架和官能团,充分利用切割模型和各种官能团的性质,并结合题中所给信息反应的特点,推断出合成路线中各个有机物的结构。
二、有机合成解题策略1.“三先三后”策略
2.巧用陌生反应设计合成路线在合成路线的设计中有时会含陌生反应。可利用陌生反应作为设计合成路线的突破口。具体步骤如下:
在设计过程中一般会用到“逆推法”和“顺推法”,这两种方法常结合使用。(1)若陌生反应处在最后一步,则直接采取逆推法,对比原料与逆推出的中间产物的官能团后,再进行顺推;
(2)若陌生反应处在第一步,则可直接顺推;(3)若陌生反应处在合成路线中间,则可同时使用顺推法和逆推法并进行检验;(4)若原料较为简单,比如烷烃或环烷烃作为原料时,一般只发生光照取代反应,则可直接顺推一步;(5)若目标产物含有酯基,可尝试直接逆推一步拆分为羧酸和醇。
3.常见新型有机反应(1)烯烃的氧化:烯烃先通过臭氧氧化,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。
(2)双烯合成:如1,3-丁二烯与乙烯发生环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。(3)羟醛缩合:有α-H的醛在稀碱溶液中能和另一分子醛发生加成反应,生成β-羟基醛,该产物易失水,得到α,β-不饱和醛,这类反应被称为羟醛缩合反应。　 如 CH3CH CHCHO。 
(4)苯环上的硝基被还原:    。(5)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      。(6)酯交换反应(酯的醇解):R1COOR2+R3OH R1COOR3+R2OH。(7)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
典例1    (2024福建,13,15分)软珊瑚素的关键中间体(L)的某合成路线如下。(不考虑立体异构)
已知:TBS和 PMB为保护基团。
(1)B中官能团有碳碳双键、_______、______________________(写名称)。(2)Ⅱ的反应类型为______ ______;B 的空间结构为___________________。(3)Ⅲ的化学方程式为______________________________________________________。(4)Ⅳ的反应条件为________________。
　I2,碱,CH2Cl2    
      +     +LiN(CH3)2    
　溴原子(或碳溴键)    
(5)由J生成L的过程涉及两种官能团的转化,分别示意如下:①—O—TBS  —OH
②    K的结构简式为___________________。
(6)Y是A的同分异构体,且满足下述条件。Y的结构简式为_____________________。①Y可以发生银镜反应。②Y的核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为9∶1。
　　解析    (2)Ⅱ过程中羰基转化为羟基,为还原反应。B 的中心原子B采用sp3杂化,与4个H原子形成4个成键电子对,空间结构为正四面体形。(3)通过比较D和E的结构简式,可知反应时D中—Li被 取代, 来自 ,余下产物为LiN(CH3)2。(4)Ⅳ的反应类型与Ⅰ相似,故反应条件也相似。参照Ⅰ的反应条件,可知Ⅳ的反应条件为“I2,碱,CH2Cl2”。(5)根据题干转化示意图可知,由J生成L的过程涉及氧化反应。若先在HF条件下反应,则生成的 含有2个 结构,在随后的氧化反应中会生成
 ,与L的结构简式不符,故应先发生氧化反应后发生在HF条件下的反应,则K的结构简式为 。(6)A的分子式为C7H10O,根据“Y可以发生银镜反应”推断Y含—CHO;根据“核磁共振氢谱有2组峰,峰面积之比为9∶1”推断Y含3个化学环境相同的—CH3即 。考虑C、H原子个数,Y除含1个—CHO和 外,其余部分含2个C原子,不含H原子,推断这部分结构为 。综
合分析得出Y的结构简式为 。
典例2    (2024湖北,19,14分)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:(1)从实验安全角度考虑,A→B中应连有吸收装置,吸收剂为_______________________。(2)C的名称为___________________,它在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备______(填标号)的原料。a.涤纶　 b.尼龙　 c.维纶 　d.有机玻璃(3)下列反应中不属于加成反应的有_______(填标号)。a.A→B　　　b.B→C　　　c.E→F
　2-甲基-2-丙烯腈    
　NaOH溶液(合理即可)  
(4)写出C→D的化学方程式_______________________________________________。(5)已知   (亚胺)。然而,E在室温下主要生成
     +        
 ,原因是____________________________。(6)已知亚胺易被还原。D→E中,催化加氢需在酸性条件下进行的原因是___________________,若催化加氢时,不加入酸,则生成分子式为C10H19NO2的化合物H,其结构简式为_______________________________________。
　防止生成亚胺    
　G具有共轭结构,更稳定    
　　解析    (1)HCN是有剧毒的酸,应连接盛有NaOH溶液等碱性溶液的吸收装置。(2)由C的结构简式知,其名称为2-甲基-2-丙烯腈; 在酸性条件下水解得到 ,然后与甲醇发生酯化反应得到 , 发生加聚反应得到聚甲基丙烯酸甲酯,即有机玻璃,故选d。(3)A→B为加成反应,B→C为消去反应,E→F为取代反应。(4)结合C、D的结构简式,可推知C6H10O3的结构简式为 , 与
 发生加成反应生成D。(5)E中含有氨基和酮羰基,可发生已知信息反应生成 ,其结构不稳定,容易发生重排反应生成G( ),G具有共轭结构,更稳定。(6)根据(5)的已知信息反应可知,若不加酸,E会发生反应生成亚胺( ),亚胺易被氢气还原生成 ,即H。
变式　〔变考查形式:涉及已知信息反应〕(2024新课标,30,15分)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
回答下列问题:(1)反应①的反应类型为___________;加入K2CO3的作用是______________________________________________。
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是______。(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用(C2H5)3N也能进行,原因是____________________________________________。(4)E中含氧官能团名称是__________。
　与生成的HBr反应,
促进反应正向进行    
化合物,可吸收HCl    
(5)F的结构简式是___________________;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为
C15H18F3NO4,其结构简式是_______________________。
(6)G中手性碳原子是________(写出标号)。(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是_______________________________________。
     或     
　　解析    (1)结合A、C的结构简式以及B的分子式,可得反应①为取代反应,反应为A+B C+HBr,B的结构简式为 ;反应①加入K2CO3的作用是消耗生成的HBr,使反应正向进行,提高C的产率。(2)结合D→E和已知反应Ⅰ,可知D中含有—OH,对比C、D的分子式并结合反应②的反应条件,可知反应②是C与H2发生加成反应,C中的羰基被还原为羟基,则D的结构简式为 ,含有5个饱和碳原子,则采用sp3杂化的碳原子数是5。(5)结合反应⑥、已知反应Ⅱ和F的分子式,可得F的