第35講生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)

合成有機(jī)高分子

目錄

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點(diǎn)1考查基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

高頻考點(diǎn)2考查氨基酸的成肽規(guī)律及蛋白質(zhì)的水解

高頻考點(diǎn)3考查核酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

高頻考點(diǎn)4考查合成有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用

高頻考點(diǎn)5考查合成有機(jī)高分子的單體的判斷

高頻考點(diǎn)6考查有機(jī)高分子的合成路線(xiàn)的設(shè)計(jì)

正文

第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)

第二部分：知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶

知識(shí)點(diǎn)一、糖類(lèi)、油脂、蛋白質(zhì)、核酸

1.糖類(lèi)

(1)概念：多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。

(2)由碳、氫、氧三種元素組成，大多數(shù)糖類(lèi)化合物的通式為C〃(H2coM。

(3)分類(lèi):

(4)單糖——葡萄糖和果糖:

①組成和分子結(jié)構(gòu)

分子式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式官能團(tuán)二者關(guān)系

—OH、

韻萄糖CH20H(CHOHCCHO

—CHO

同分異

CSHQQ。一OH、

構(gòu)體

CH2OH(CHOH)3COCH2O

果糖()

HI

—C—

②葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)

A.還原性：能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)

B.加成反應(yīng)：與H?發(fā)生加成反應(yīng)生成己六醇

C.發(fā)酵成醇：甯端6圖饗2c2H5OH+282T

D.生理氧化：CoHi206+602——>6CO2+6H9■!■能量

(5)二糖——蔗糖和麥芽糖

二匕較項(xiàng)目蔗糖麥芽糖

分子式均為C|2H22。"

相同點(diǎn)

性質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng)

是否含醛基不含含有

不同點(diǎn)

水解產(chǎn)物葡萄糖租果糖匍萄糖

相互關(guān)系互為同分異構(gòu)體

(6)多糖——淀粉和纖維素

①相似點(diǎn)

a.都屬于天然有機(jī)高分子化合物，屬于多糖，分子式都可表示為(JHioCM”。

b.都能發(fā)生水解反應(yīng)，如淀粉水解的化學(xué)方程式為

C.都是非還原性糖，都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

②不同點(diǎn)

a.通式中〃值不同。

h.淀粉遇碘呈現(xiàn)特殊的藍(lán)色。

【易錯(cuò)警示】(1)有些糖類(lèi)物質(zhì)分子式不符合Cn(H20)m,符合C?(H2O)m的不一定為糖類(lèi)。

(2)糖類(lèi)不一定有甜味，有甜味的不一定是糖類(lèi)。

2.油脂

(1)組成和結(jié)構(gòu)

油脂是高級(jí)脂肪酸與甘油反應(yīng)所生成的酯,由C、H、0三種元素組成，其結(jié)構(gòu)可表示為

O

RCOOCH,「官能團(tuán):—2—O—

R'COOCH-

R'COOCH,L有的炫基中還含有：C=C

?/\

(2)分類(lèi)

(3)物理性質(zhì)

性質(zhì)特點(diǎn)

密度密度比水小

溶解性難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑

含有不飽和脂肪酸成分較多的甘油酢，常溫下一般呈液態(tài)：

狀態(tài)

含有飽和脂肪酸成分較多的甘油酯，常溫下一?般呈固態(tài)

熔、沸點(diǎn)天然油脂都是混合物,沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)

(4)化學(xué)性質(zhì)

①油脂的氫化(油脂的硬化)

煌基上含有碳碳雙鍵，能與Hz發(fā)生加成反應(yīng)。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)力程式為

經(jīng)硬化制得的油脂叫人造脂肪，也稱(chēng)硬化油。

②酸性水解

如硬脂酸甘油酯的水解反應(yīng)方程式為

①條件溫和，不需加熱

②具有高度的專(zhuān)一性

③具有高效催化作用

4.糖類(lèi)、油脂、蛋白質(zhì)的用途

5.核酸

(1)核糖核酸的形成

核糖脫水形成

藍(lán)魯分子間脫一核糖核磷酯鍵一核糖核酸

壯淤水解昔酸水解(RNA)

磷酸

(2)脫氧核糖核酸的形成

脫氣核融脫氧脫水形成

分子間脫水核糖磷醋鍵脫氧核糖核酸

堿基

水解核昔京水解(DNA)

磷酸

知識(shí)點(diǎn)二、合成有機(jī)高分子

1.基本概念

(I)單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物。

⑵鏈節(jié)：高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重:復(fù)的最小單位。

(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目.

如：

2.分類(lèi)

其中，塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱(chēng)為“三大合成材料”。

3.高分子化合物的基本性質(zhì)

(1)溶解性:線(xiàn)型高分子(如有機(jī)玻璃)能溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中;網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子(如硫化橡膠)不溶于有機(jī)溶

劑，只有一定程度的溶脹。

(2)熱塑性和熱固性:線(xiàn)型高分子具有熱塑性(如聚乙烯)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子具有熱固性(如電木、硫化橡膠)。

(3)強(qiáng)度:高分子材料強(qiáng)度一般比較大。

⑷電絕緣性:通常高分子材料電絕緣性良好。

用途［合成高分子材料：塑料、合成纖維、合成橡膠、粘合劑、涂料等

4.局分子材料下詢(xún)＞(功能高分子材料：高分子分離膜、高吸水性樹(shù)脂、導(dǎo)電高分子、醫(yī)用高分子等

5.合成高分子化合物的兩個(gè)基本反應(yīng)

(1)加聚反應(yīng)。

①定義:由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。

②產(chǎn)物特征:生成高聚物。高聚物與單體有相同的組成。

(2)縮聚反應(yīng)。

①定義:單體間相互作用生成高分子化合物，同時(shí)還生成小分子化合物(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應(yīng)。

②產(chǎn)物特征:生成高聚物和小分子，高聚物與單體有不同的組成。

(3)常見(jiàn)高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和單體

名稱(chēng)單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

()()

滌綸H()-EC^2)^C()CH?CIL()+H

HOCH2CH2OH

千CH.,一CH玉

-1

靖綸CH2=CH—CNCN

聚丙烯胎

順丁

CH2=CH—CH=CH2CH2—CH=CH—CH2

橡膠

丁苯CH2=CH—CH=CH2

-fCH—CH=CH—CH.,—CH2—CH玉

橡膠

0

(SBR)

氯丁CIL=C—CH=CH..^CII2—C=CII—CII29n

橡膠ClCl

【易錯(cuò)警示】正確地認(rèn)識(shí)高分子化合物

(1)高分子化合物都屬于混合物。

(2)光導(dǎo)纖維、碳纖維不屬于有機(jī)高分子材料。

(3)天然橡膠含有AV,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)(老化)。強(qiáng)氧化劑、鹵素單質(zhì)、有機(jī)溶劑等都易腐蝕橡

膠。

(4)加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)方法

1)加聚反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)方法

①單烯燃型單體加聚時(shí)，“斷開(kāi)雙健，鍵分兩端，添上括號(hào)，右下寫(xiě)例如：

-FCH2—CHi

CH3

nCH2==CH—CH3——

②二烯炫型單體加聚時(shí)，“單變雙，雙變單，破兩頭，移中間，添上括號(hào)，右下寫(xiě)，廣。

③含有一個(gè)雙鍵的兩種單體聚合時(shí)，“雙鍵打開(kāi)，中間相連，添上括號(hào)，右下寫(xiě)，廣。例如:

nCH2=CH2+/IC'H2=CH-FCH2—CH2—CH2—CHi

CH傕化刊

3CH3

2）絡(luò)聚反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)方法

①縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě):書(shū)寫(xiě)縮合聚合物（簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚物）結(jié)構(gòu)式時(shí)，與加成聚合物（簡(jiǎn)稱(chēng)加聚物）結(jié)構(gòu)式寫(xiě)法有

點(diǎn)不同，縮聚物結(jié)構(gòu)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余卜的端基原子或原子團(tuán)，而加聚物的端基穴確定，通常

用橫線(xiàn)“一”表示。

②縮聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)：

a.各單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的下角標(biāo)一般要?致。

b.注意生成的小分子的物質(zhì)的晟：由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成的小分子物質(zhì)的量一般為?-1；由兩種

單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成的小分子物質(zhì)的量一般為2〃一1。

例如：

a.聚酯類(lèi)：一0H與一COOH間的縮聚

+(2/?-1)H2OO

0

“HOCH2—CH2-COOH崔化劑H-BOCH2-CH2一C玉OH+(〃_]汨2。。

b.聚氨基酸類(lèi)：一NH2與一COOH間的縮聚

HO

wHiN-CHzCOOH——H千N—CH2c+OH+(n-1)H2Oo

oo

III

H￡NH—CH2C—NH—CH—CiOH

nH2NCH—COOH

I催化劑I

WH2NCH2COOH+CH3--------?CH3+(2/?-1)H2O]O

c.酚醛樹(shù)脂類(lèi):

OH

〃HCHO+—之一(〃-1汨2。+

6.高聚物單體的推斷方法:推斷單體時(shí)?，一定要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，并找準(zhǔn)分離處。

(1)加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個(gè)碳：無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳”的規(guī)律畫(huà)線(xiàn)斷鍵，然后半鍵閉

+CH2—CHj—i—CH—CH2-t

合、單雙鍵互換。如CN的單體為CH?=CH2和CH2=CHCN,

-f-CH2—CH-i-CH2—CH-CH—CH2-)7

I:

CH?的單體為CH2=CHCH3和CH2=CH—CH=CH2O

90HoOH

IIIII：0-A」

⑵縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳原子，一般有“一C一()一、一C-N-”等結(jié)構(gòu)，在一一或一。二“

畫(huà)線(xiàn)處斷鍵，碳原子上連一OH,氧原子和氮原子上連一H,即得單體。

知識(shí)點(diǎn)三、有機(jī)合成的思路和方法

1.有機(jī)合成題的解題思路

2.有機(jī)合成中碳骨架的構(gòu)建

(1)碳鏈增長(zhǎng)的反應(yīng)

①加聚反應(yīng)；

②縮聚反應(yīng)；

③酯化反應(yīng)；

④利用題目信息所給反應(yīng)，如：醛酮中的默基與HCN加成。

(2)碳鏈減短的反應(yīng)

①烷燒的裂化反應(yīng)；

②酯類(lèi)、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng)；

③烯燃、烘燒的氧化反應(yīng)；

④段酸鹽的脫酸反應(yīng)……

(3)常見(jiàn)由鏈成環(huán)的方法

①二元醉成環(huán)：

H2c——CH2

如：HOCH2cH20H巡告暨()+H2O；

②羥基酸酯化成環(huán):

o

II

CH2——c

\

oo

II，-/

如：HO(CH2)3—COHCH2—CH2+H2O；

③氨基酸成環(huán)：

o

II

NH——C

II

如：H2NCH2CH2COOH-->CH2CH2+H2O;

④二元竣酸成環(huán)：

CH—CH

I2I2

cc

如：HOOCCH2cH2COOH迄磐?！恪?H20；

⑤利用題目所給信息成環(huán)，如常給信息二烯煌與單烯垃的聚合成環(huán):

3.有機(jī)合成中官能用的轉(zhuǎn)化

(1)官能團(tuán)的引入

引入官能團(tuán)引入方法

①崎、酚的取代；

引入鹵素原子②不飽和嫌與HX、X2的加成；

③醇與氫鹵酸(HX)反應(yīng)

①烯燃與水加成；

②醛酮與氫氣加成；

引入羥基

③鹵代危在堿性條件下水解；

④酯的水解

①某些醇或鹵代燃的消去;

引入碳碳雙鍵②烘燒不完全加成；

③烷始裂化

①醇的催化氧化；

引入碳氧雙鍵②連在同一個(gè)碳上的兩個(gè)羥基脫水；

③含碳碳三鍵的物質(zhì)與水加成

①醛基氧化；

引入叛基

②酯、肽、蛋白質(zhì)、竣酸鹽的水解

(2)官能團(tuán)的消除

①通過(guò)加成反應(yīng)可以消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))；

②通過(guò)消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基(一OH)；

③通過(guò)加成或氧化反應(yīng)等消除醛基(一CHO)；

④通過(guò)水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。

(3)官能團(tuán)的改變

①利用官能團(tuán)的衍生關(guān)系進(jìn)行衍變.如

R—CHzOH'::'R—CHO——^R—COOH；

②通過(guò)某種化學(xué)途徑使一個(gè)官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€(gè)，如

CH3CH2OH—^j^y->CH2==CH2^^CI—CH2—CH2C1——^HO—CH2—CH2—OH：

③通過(guò)某種手段改變官能團(tuán)的位置，如

CH3cH2cH2clCFh—CH—CH?

I

Cl

消去(-HC1)加成(+HQ)f

.。H3LHLH2Q

第三部分：典型例題剖析

高頻考點(diǎn)1考查基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

例I.(2022?遼寧?沈陽(yáng)市回民中學(xué)高三階段練習(xí))下列生活中的有機(jī)物敘述正確的是

A.淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)都是高分子化合物

B.吞服唯貝餐''能使蛋白質(zhì)變性

C.葡萄糖與蔗糖不是同分異構(gòu)體，但屬于同系物

D.糖類(lèi)、油脂和蛋白質(zhì)都是由C、H、。三種元素組成的

【易錯(cuò)提醒】1.并不是所有的糖類(lèi)都是高分子化合物，如單糖、二糖等。

2.糖類(lèi)、油脂所含元素相同，但蛋白質(zhì)除含C、H、O外，還含還含N、P、S等元素。

3.淀粉、纖維素雖然化學(xué)式寫(xiě)法相同，但不是同分異構(gòu)體，是因?yàn)樗鼈兊木酆隙萵不同。

【變式訓(xùn)練】（2020?浙江卷）下列說(shuō)法不?正?確?的是（）

A.相同條件下等質(zhì)量的甲烷、汽油、氫氣完全燃燒，放出的熱量依次增加

B.油脂在堿性條件卜.水解生成的高級(jí)脂肪酸鹽是肥皂的主要成分

C.根據(jù)纖維在火焰上燃燒產(chǎn)生的氣味，可以鑒別蠶絲與棉花

D.淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物

高頻考點(diǎn)2考查氨基酸的成肽規(guī)律及蛋白質(zhì)的水解

例2.（2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）下圖為血紅蛋白分子鏈的部分結(jié)構(gòu)，以及血紅蛋白載氧的示意圖，下列有

關(guān)蛋白質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.蛋白質(zhì)是由多種氨基酸形成的肽鏈經(jīng)盤(pán)曲、折疊、相互結(jié)合形成的生物大分子

B.血紅蛋白中含有的氨基可以與Fe?+形成配位鍵

C.補(bǔ)鐵可適當(dāng)補(bǔ)充F/+

D.CO中毒的原因是CO取代了與Fe?+配位，使血紅蛋白失去載氧能力

【規(guī)律總結(jié)】家基酸的成肽規(guī)律：

（1）2種不同氨基酸（只含一個(gè)氨基和一個(gè)峻基），脫水可形成4種二肽（可以是相同分子之間，也可以是不同分

子之間），如甘氨酸與丙氨酸混合后可形成以下4種二肽：

OH

III

H2N—CH2—C—N—CH2C（）（）H

OH

III

H2N—CH—c—N—CH—COOH

II

CH3CH3

OH

III

H2N—CH2—c—N—CH—COOH

CH3

()H

III

H?N—CH—C—N—CH?—C'OOH

I

CH3

(2)分子間或分子內(nèi)脫水成環(huán)

()=C—HN

2R-CH-COOHR*\H-R

\/

NH，_,NH-C=O+2Hq

CH2——C-O

CH2—COOH\H

CH2—CH2NH2>CH2—CH2+HQ

(3)氨基酸分子縮聚成高分子化合物

()

ziRCH—COOHH-FNH—CH—CiOH

II

NH2―>R+(n-l)H2O

【變式訓(xùn)練】(2021?全國(guó))卜列芍關(guān)蛋白質(zhì)的說(shuō)法正確的是()

①氨基酸、淀粉均屬于高分子化合物②蛋白質(zhì)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N

③若兩種二肽互為同分異構(gòu)體，則二者的水解產(chǎn)物一定不一致

NHNH。

I2I

④用甘氨酸(CH2COOH)和丙氨酸(CH3cHe0°H)縮合最多可形成四種二肽

A.①@B.②③C.??D.②④

高頻考點(diǎn)3考查核酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

例3.(2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí))下列有關(guān)核酸的敘述正確的是

A.核酸對(duì)生物體的生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異等起著決定性作用，是生命活動(dòng)的控制者，只存在于細(xì)胞核中

B.核酸指揮控制著蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分裂，只存在于細(xì)胞質(zhì)中

C.生物體遺傳信息的載體DNA大量存在于細(xì)胞核中

D.RNA不參與遺傳信息的傳遞過(guò)程

【名師歸納】蛋白質(zhì)和核酸的區(qū)別：

1.蛋白質(zhì)的種類(lèi)是氨基酸的數(shù)目、排列順序、種類(lèi)以及肽鏈的數(shù)目和盤(pán)曲折疊的方式?jīng)Q定的。

2.蛋白質(zhì)的組成元素C、H、0、N、S,核酸的組成元素C、H、0、N、P.

3.基本單位：核酸的基本單位核甘酸，分為脫氧核糖核昔酸和核糖核甘酸。蛋白質(zhì)基本單位氨基酸

4.功能：蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者；核酸是遺傳信息的攜帶者。

【變式訓(xùn)練】(2022?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí))我國(guó)在核酸的研究中取得了卓越成績(jī)。下列有關(guān)核酸的敘述不凡

硬的是

C.可通過(guò)分析核酸水解的產(chǎn)物推測(cè)其組成與結(jié)構(gòu)

高頻考點(diǎn)4考查合成有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用

例4.（2021?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）下列關(guān)于高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

①高分子化合物沒(méi)有固定的熔點(diǎn)

②純凈的淀粉屬于純凈物

③合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致分為線(xiàn)型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)

④線(xiàn)型高分子化合物具有熱固性

⑤高分子材料一般不易燃燒

⑥高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量都很大

⑦體型高分子化合物具有熱塑性

A.④⑤⑥B.C.①⑤⑦D.②④⑤⑦

【易錯(cuò)警示】正確地認(rèn)識(shí)高分子億合物

（1）高分子化合物都屬于混合物。

（2）光導(dǎo)纖維、碳纖維不屬于有機(jī)高分子材料。

（3）天然橡膠含有:Y,易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)（老化）。強(qiáng)氧化劑、鹵素單質(zhì)、有機(jī)溶劑等都易腐蝕橡

膠。

【變式訓(xùn)練】（2021?全國(guó)）下列關(guān)于有機(jī)高分子化合物的說(shuō)法正確的是（）

A.高分子化合物有固定的熔點(diǎn)B.聚乙烯的鏈節(jié)是乙烯

C.線(xiàn)型高分子的長(zhǎng)鏈上可以帶支鏈D.電木具有熱塑性

高頻考點(diǎn)5考查合成有機(jī)高分子的單體的判斷

例5.（2022?河南?官莊鄉(xiāng)聯(lián)合中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試）維通氟橡膠的耐高溫和耐化學(xué)性能是聞名的，它可用于飛

I

CFX

■[■CH）—CF2—-CF

2—-

機(jī)結(jié)構(gòu)密封件、電氣涂層和護(hù)套、海綿襯墊等。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：則合成它

CF3

的單體為

【方法點(diǎn)撥】高聚物單體的推斷方法：推斷單體時(shí)，一定要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，并找準(zhǔn)分離

處。

（1）和聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個(gè)碳；無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳''的規(guī)律畫(huà)線(xiàn)斷鍵，然后半鍵閉

ECIL—CIL—j—fH—CIL玉

合、單雙鍵互換。如