第四章 单元复习
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第四章 单元复习
【复习说明】
本章在有机化学中从知识的内在联系来看，是烃的衍生物有关知识的延续和发展，即从单官能团的物质延续和发展到多官能团的物质，从小分子延续和发展到高分子。从学科之间的相互渗透来看，本章是联系生物学、生理学、营养学和医学的重要纽带，与人的生命和社会活动息息相关，这就是“身边的化学”，“生命的化学”。
【知识梳理】
一、糖类
糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的含有多羟基的醛或酮。其中又分为可溶于水的单糖，包括葡萄糖和果糖；二糖中有麦芽糖和蔗糖。以及不溶于水的天然高分子化合物淀粉和纤维素属于多糖，它们之间存下列相互转化关系：
其中还原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖。
非还原性糖有蔗糖、多糖(淀粉和纤维素)
二、油脂
酯：酯是由醇与酸(包括有机酸和无机含氧酸)相互作用失去水分子而生成的一类化合物的总称。
脂：是动物体内和植物体内的油脂。也是由酸(高级脂肪酸)和醇(丙三醇)生成的酯。属酯类物质，具有酯的通性。动物体内的油脂是固态或半固态，一般称为脂肪。植物的油脂呈液态，一般称为油。油和脂肪统称为油脂。
三、蛋白质
蛋白质是由不同的氨基酸结合而成。由于氨基酸的种类很多，同种氨基酸出现的次数不同，组成蛋白质时氨基酸的数量和排列又各不相同，所以蛋白质没有通式。加上空间结构的复杂性，因此研究蛋白质的结构和合成，是生命科学领域的重要课题。氨基酸与蛋白质之间的关系如下：
【典例精评】
例1、紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51NO14，它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。
B．R—OH (R是一个含C、H、O的基团)
(1)A可在无机酸催化下水解，其反应方程式是________。
(2)A水解所得的氨基酸不是天然蛋白质水解产物，因为氨基不在(填希腊字母) ________ 位。
(3)写出ROH的分子式________
答案：解析：(1)A是一种酸，但在A分子结构中存在一个肽键，在无机酸催化作用下发生水解，生成苯甲酸和另一种氨基酸。(2)天然蛋白质水解后所得的氨基酸，其氨基都在a位。(3)根据A酸+B醇→酯+H2O的反应通式，可确定醇B的分子组成。A酸分子式为C16H15NO4，酯的分子式为C47H51NO14，所以B醇分子式C31H38O11。
答案：
(2)a
(3)C31H38O11
例2、已知a—氨基酸在一定条件下与亚硝酸HNO2反应得到a—羟基酸。如：
试根据如图所示关系回答有关问题。
(1)写出A、B结构简式：A________，B________。
(2)写出有关反应的化学方程式：
C→E___________ C→D___________
答案：
例3、称取某多肽415g，在小肠液作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸三种氨基酸组成，每摩此多肽含有S元素51mol。
(1)小肠液为多肽的水解提供的物质是什么？
(2)一分子的此多肽由多少个氨基酸组成？
(3)此多肽分子中三种氨基酸的数量比是多少？
(4)控制此多肽合成的基团片段至少有脱氧核苷酸多少个？
(5)此多肽415g，用硫酸把它分解成氨盐后，加过量的碱中和，能够蒸出氨多少克？
(6)60g甘氨酸和500mL 2mol·L－1的氢氧化钠充分反应，能够生成甘氨酸的钠盐多少克？
答案：解析：(1)肽酶
(2)由题意知：415g此多肽完全水解需要水505－415=90g，即形成415g此种多肽要脱去 水90g。415g此多肽形成时，需要氨基酸505/100=5.05mol，脱水90/18=5mol，在形成每条多肽链时，脱去水的数目比参加缩合的氨基酸的数目少1。分析知每101个氨基酸可以缩水100个，即此多肽为101肽。
(3)由题意知每一分子此多肽含胱氨酸51个，设一分子此多肽中有甘氨酸x个，则一分子此多肽含丙氨酸(50－x)个。依据多肽形成的过程知：101×100=51×121+75x+89×(50－x)x=37，三种氨基酸的数量为37：13：51
(4)606
(5)5.05×17=85.85g
(6)由甘氨酸和氢氧化钠反应的方程式：NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COONa+ H2O知碱过量。能够生成甘氨酸钠97×60÷75=77.6g
例4、天然蛋白质水解产物中含有某有机物A，A由C、H、O、N元素组成。A能与NaOH反应，也能与盐酸反应。在一定条件下两分子A发生缩合反应生成有机物B和1个水分子，经测定A分子中不含有甲基，B的相对分子质量为312，当蛋白质与浓硝酸反应时显黄色。由此推断A的结构简式为__________，B的结构简式为__________。
解：因为是天然蛋白质水解的产物，所以A是a—氨基酸。蛋白质与浓HNO3显黄色，证明氨基酸分子中有苯环结构。已知2A → B+H2O，B的相对分子质量为312，所以A的式量为： 。
依题意A的结构为 ，M(R)=165－45－16－77－13=14，R为—CH2—，所以A的结构简式为：
B的结构简式为：
【高考真题演练】
（2002年理科综合）如下图所示，淀粉水解可产生某有机化合物A，A在不同的氧化剂作用下，可以生成B(C6H12O7)或C(C6H10O8)；B和C都不能发生银镜反应。A、B、C都可以被强还原剂还原成为D(C6H14O6)。B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F。
已知，相关物质被氧化的难易次序是HCHO最易，R—CH2OH次之， 最难，请在下列空格中填写A、B、C、D、E、F的结构简式。
A：_____________；B：_____________；C：_____________；
D：_____________；E：_____________；F：_____________。
解析：从淀粉水解产物A可被氧化的产物B和C均为含有6个C原的化合物可推知A为葡萄糖，这也是解答此题的突破点， 再紧密结合题目中信息进行分析推理。
葡萄糖(A)的结构简式为：
由题意知A在不同氧化剂下生成B和C，且B和C都不发生银镜反应，说明都将A中的—CHO氧化，再由—OH氧化的难易程度，推知C中的—CHO和—CH2—OH同时被氧化，其结构简式分别为：
D为A、B、C的还原产物，且分子式为饱和六元醇的通式，故D为
E和F均属酯类的环状结构，由题意知B脱水(酯化反应)即B中—COOH与—OH酯化生成酯。则
【复习说明】
本章在有机化学中从知识的内在联系来看，是烃的衍生物有关知识的延续和发展，即从单官能团的物质延续和发展到多官能团的物质，从小分子延续和发展到高分子。从学科之间的相互渗透来看，本章是联系生物学、生理学、营养学和医学的重要纽带，与人的生命和社会活动息息相关，这就是“身边的化学”，“生命的化学”。
【知识梳理】
一、糖类
糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的含有多羟基的醛或酮。其中又分为可溶于水的单糖，包括葡萄糖和果糖；二糖中有麦芽糖和蔗糖。以及不溶于水的天然高分子化合物淀粉和纤维素属于多糖，它们之间存下列相互转化关系：
其中还原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖。
非还原性糖有蔗糖、多糖(淀粉和纤维素)
二、油脂
酯：酯是由醇与酸(包括有机酸和无机含氧酸)相互作用失去水分子而生成的一类化合物的总称。
脂：是动物体内和植物体内的油脂。也是由酸(高级脂肪酸)和醇(丙三醇)生成的酯。属酯类物质，具有酯的通性。动物体内的油脂是固态或半固态，一般称为脂肪。植物的油脂呈液态，一般称为油。油和脂肪统称为油脂。
三、蛋白质
蛋白质是由不同的氨基酸结合而成。由于氨基酸的种类很多，同种氨基酸出现的次数不同，组成蛋白质时氨基酸的数量和排列又各不相同，所以蛋白质没有通式。加上空间结构的复杂性，因此研究蛋白质的结构和合成，是生命科学领域的重要课题。氨基酸与蛋白质之间的关系如下：
【典例精评】
例1、紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51NO14，它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。
B．R—OH (R是一个含C、H、O的基团)
(1)A可在无机酸催化下水解，其反应方程式是________。
(2)A水解所得的氨基酸不是天然蛋白质水解产物，因为氨基不在(填希腊字母) ________ 位。
(3)写出ROH的分子式________
答案：解析：(1)A是一种酸，但在A分子结构中存在一个肽键，在无机酸催化作用下发生水解，生成苯甲酸和另一种氨基酸。(2)天然蛋白质水解后所得的氨基酸，其氨基都在a位。(3)根据A酸+B醇→酯+H2O的反应通式，可确定醇B的分子组成。A酸分子式为C16H15NO4，酯的分子式为C47H51NO14，所以B醇分子式C31H38O11。
答案：
(2)a
(3)C31H38O11
例2、已知a—氨基酸在一定条件下与亚硝酸HNO2反应得到a—羟基酸。如：
试根据如图所示关系回答有关问题。
(1)写出A、B结构简式：A________，B________。
(2)写出有关反应的化学方程式：
C→E___________ C→D___________
答案：
例3、称取某多肽415g，在小肠液作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸的平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸三种氨基酸组成，每摩此多肽含有S元素51mol。
(1)小肠液为多肽的水解提供的物质是什么？
(2)一分子的此多肽由多少个氨基酸组成？
(3)此多肽分子中三种氨基酸的数量比是多少？
(4)控制此多肽合成的基团片段至少有脱氧核苷酸多少个？
(5)此多肽415g，用硫酸把它分解成氨盐后，加过量的碱中和，能够蒸出氨多少克？
(6)60g甘氨酸和500mL 2mol·L－1的氢氧化钠充分反应，能够生成甘氨酸的钠盐多少克？
答案：解析：(1)肽酶
(2)由题意知：415g此多肽完全水解需要水505－415=90g，即形成415g此种多肽要脱去 水90g。415g此多肽形成时，需要氨基酸505/100=5.05mol，脱水90/18=5mol，在形成每条多肽链时，脱去水的数目比参加缩合的氨基酸的数目少1。分析知每101个氨基酸可以缩水100个，即此多肽为101肽。
(3)由题意知每一分子此多肽含胱氨酸51个，设一分子此多肽中有甘氨酸x个，则一分子此多肽含丙氨酸(50－x)个。依据多肽形成的过程知：101×100=51×121+75x+89×(50－x)x=37，三种氨基酸的数量为37：13：51
(4)606
(5)5.05×17=85.85g
(6)由甘氨酸和氢氧化钠反应的方程式：NH2CH2COOH+NaOH→NH2CH2COONa+ H2O知碱过量。能够生成甘氨酸钠97×60÷75=77.6g
例4、天然蛋白质水解产物中含有某有机物A，A由C、H、O、N元素组成。A能与NaOH反应，也能与盐酸反应。在一定条件下两分子A发生缩合反应生成有机物B和1个水分子，经测定A分子中不含有甲基，B的相对分子质量为312，当蛋白质与浓硝酸反应时显黄色。由此推断A的结构简式为__________，B的结构简式为__________。
解：因为是天然蛋白质水解的产物，所以A是a—氨基酸。蛋白质与浓HNO3显黄色，证明氨基酸分子中有苯环结构。已知2A → B+H2O，B的相对分子质量为312，所以A的式量为： 。
依题意A的结构为 ，M(R)=165－45－16－77－13=14，R为—CH2—，所以A的结构简式为：
B的结构简式为：
【高考真题演练】
（2002年理科综合）如下图所示，淀粉水解可产生某有机化合物A，A在不同的氧化剂作用下，可以生成B(C6H12O7)或C(C6H10O8)；B和C都不能发生银镜反应。A、B、C都可以被强还原剂还原成为D(C6H14O6)。B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F。
已知，相关物质被氧化的难易次序是HCHO最易，R—CH2OH次之， 最难，请在下列空格中填写A、B、C、D、E、F的结构简式。
A：_____________；B：_____________；C：_____________；
D：_____________；E：_____________；F：_____________。
解析：从淀粉水解产物A可被氧化的产物B和C均为含有6个C原的化合物可推知A为葡萄糖，这也是解答此题的突破点， 再紧密结合题目中信息进行分析推理。
葡萄糖(A)的结构简式为：
由题意知A在不同氧化剂下生成B和C，且B和C都不发生银镜反应，说明都将A中的—CHO氧化，再由—OH氧化的难易程度，推知C中的—CHO和—CH2—OH同时被氧化，其结构简式分别为：
D为A、B、C的还原产物，且分子式为饱和六元醇的通式，故D为
E和F均属酯类的环状结构，由题意知B脱水(酯化反应)即B中—COOH与—OH酯化生成酯。则