专题知识体系构建与核心素养提升
1.糖类
2.油脂
结构特点:高级脂肪酸甘油酯,结构简式为
物理性质:密度比水的小,不溶于水,易溶于有机溶剂
化学性质
存在和制法:动物的脂肪、植物油都是油脂,可从动植物中提取
用途:用作食品、工业原料,制肥皂和甘油
3.蛋白质
(2)酶
4.核酸
1.证据推理与模型认知
认知糖类、油脂、蛋白质、氨基酸、核酸等的官能团,推测糖类、油脂、蛋白质、氨基酸、核酸等的性质。
2.宏观辨识与微观探析
从官能团角度认识氨基酸、蛋白质及核酸的结构、性质,形成“结构决定性质”的观念;并充分利用蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸的结构示意图或分子模型,从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
3.科学态度与社会责任
通过实验探究相关物质的性质,培养实验能力与创新迁移能力。通过对人工合成多肽、蛋白质、核酸等在生命科学发展中所起的重要作用的学习,深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。
例1 (2018·浙江4月选考,16)下列说法正确的是( )
A.油脂、糖类和蛋白质都能发生水解反应
B.油脂皂化反应可用硫酸作催化剂
C.淀粉溶液中加入硫酸,加热4~5 min,再加入少量银氨溶液,加热,有光亮银镜生成
D.福尔马林能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本
答案 D
解析 A项,单糖不能发生水解反应,错误;B项,油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,错误;C项,加入银氨溶液前需要先加入碱中和硫酸,再加入银氨溶液,才能发生银镜反应,错误;D项,在加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林等的作用下,蛋白质会发生变性,正确。
例2 (2018·全国卷Ⅱ,36)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路线如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为________。
(2)A中含有的官能团的名称为________。
(3)由B到C的反应类型为________。
(4)C的结构简式为_____________________________________________________________。
(5)由D到E的反应方程式为_______________________________________________________。
(6)F是B的同分异构体。7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有__________种(不考虑立体异构);其中1H核磁共振谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为____________________。
答案 (1)C6H12O6 (2)羟基 (3)取代反应(或酯化反应) (4)
(5)
(6)9
解析 (2)葡萄糖中含有羟基和醛基,醛基与氢气发生加成反应生成羟基,因此A中的官能团只有羟基。(3)B分子中含有羟基,能与乙酸发生酯化反应,因此该反应类型为取代反应(或酯化反应)。(4)由C的分子式可知,B中只有一个羟基发生了取代反应,因此C的结构简式为。(5)D生成E的反应为酯在氢氧化钠作用下的水解反应,该反应的化学方程式为。(6)B的分子式为C6H10O4,其相对分子质量为146,F是B的同分异构体,则7.30 g F的物质的量为0.05 mol,生成的二氧化碳的物质的量为0.1 mol,因此F分子中含有两个羧基,剩余基团为—C4H8,根据同分异构体的书写方法可判断符合要求的F的可能结构有9种,其中满足题目要求的结构简式为。
例3 (2020·江苏,17)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)A中的含氧官能团名称为硝基、________和_________________________________。
(2)B的结构简式为________。
(3)C→D的反应类型为________。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式_______________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目之比为1∶1且含苯环。
(5)写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
答案 (1)醛基 羟基
(2)
(3)取代反应
(4)
(5)CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
。
解析 (1)A中的含氧官能团有硝基、羟基和醛基。
(2)A―→B发生取代反应,结合C的结构简式可知A―→B是羟基中H原子被—CH3代替,所以B的结构简式为。
(3)C―→D是羟基被Br原子代替,反应类型为取代反应。
(4)C的一种同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,说明存在酚羟基;C的同分异构体能发生水解反应,说明存在酯基,根据水解产物之一是α-氨基酸,且该同分异构体中除苯环外,只剩2个碳原子,则可知该氨基酸为,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1∶1且含苯环,说明该产物对称性强,推出另一产物为,由此可知该同分异构体为。