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第十讲有机天然产物高分子化合物【例题解析】【例1】（2006年江苏省化学竞赛夏令营选拔赛试题）曾经有广告说一种称为体内LPA的脱脂转化酶的多少决定人的胖瘦，LPA少的人喝水都胖。LPA过多的人即使大吃大喝都胖不起来。因此，通过补充外源性的LPA来减肥，是最直接有效的减肥方法。若这种脱脂转化酶是存在的，通过口服LPA是否可以有效减肥？原因是什么？【解析】蛋白质口服下去后在胃、肠里晶胃蛋白酶、胰蛋白酶水解生成了氨基酸，不可能以完整的蛋白质（酶）的形式去分解脂肪。答案：不可以。【例2】（2007年江苏省化学竞赛夏令营选拔赛试题）2008毕竟奥运会和2010上海世博会打理对光资源节约型、环境友好型的生物降解塑料包装材料和餐饮具。目前，我国已实现规模化生产的应用于食品餐饮行业的可降解材料主要有：（1）天然高分子淀粉与聚乙烯或举止的共混/共聚物，（2）聚乳酸，（3）农业副产品基可成型共混物（如小麦杆、谷壳等），（4）聚己内酯，（5）聚乙烯醇。其中，以小分子单体为原料合成的，能被自然界中阳光、水和微生物等完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，对保护环境非常有利的共有种，它们分别是（填代号）。答案：3。2、4、5【例3】（2009年江苏省化学竞赛夏令营选拔赛试题）在探索生命奥秘的过程中，生物学家和化学学家都做出了杰出的贡献。科学家们发现人体细胞中的大量元素有C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Cl、Mg等11种，它们全部位于元素周期表中前20号元素之内，其他多种微量元素如Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、I、Se等大多数位于第四周期。（1）在上述元素中，人体蛋白质是由等元素组成，核苷酸则是由等元素组成。（2）科学家利用返回式航天器从某个小行星上收集回一些物质样本，经过仪器分析，这些物质中的主要元素组成及含量如下：元素CHONPSFeSiAl质量0.010.30.90.110.030.695.11.50.5请根据上面内容判断,该物质是不是小行星上生物体的组成物质?请说明理由。答案：（1）C、H、O、NC、H、O、N、P(2)该物质不是生物体的组成物质地球生物的原生质所含元素占97﹪的是CHONPS,而该物质中主要元素的种类和含量与生物体的组成元素差异极大，不可能是生物体的组成物质。【综合练习】1.维生素C（分子式为C6H8O6）又名抗坏血酸，可预防感染、坏血病等，也是一种常见的食品添加剂，能够阻止空气中的氧气将食品氧化变质。维生素C具有酸性和强还原性，其工业合成路线如下图所示：ABCDEFGH（1）上述合成过程中与A互为同分异构体的有（填写字母代号）。（2）上述反应中，属于加成反应的有（填数字序号）。（3）反应④除生成E外，还有生成。比较D和G的结构可知，G可看成由D通过反应⑤氧化得到，在工业生产中设计④和⑥两步的目的是。（4）维生素C的结构简式是。答案：（1）C、D（2）①③（3）H2O保护D分子中其他羟基不被氧化（4）2、一种得自天然产物的结晶性物质A，其分子式为C5H10O4，它的水溶液能够发生银镜反应苷。将A和碘化氢的水溶液及红磷加热时生成正戊烷。A与乙酸阶作用时生成化合物C11H16O7，该化合物不溶解于水，也不能给出银镜反应，但在酸存在下，与水共热时容易转变成能给出银镜反应的化合物C9H14O6。当A与甲醇在少量氯化氢存在下共热时生成不发生银镜反应的化合物C6H12O4。（1）确定物质A及其转变产物的结构式；（2）写出所进行的反应方程式；（3）说明物质A可能的立体结构变体。答案：（1）（2）（3）A的可能立体异构体变体如下所示：3、癌症又称恶性肿瘤，治疗癌症的传统方法是采用放疗和化疗，但这些方法对病情缓解率很低。近年来，利用“生物导弹”指疗癌症已取得成功。“生物导弹”（又称靶向药物），如右图所示。就是利用对某些组织细胞具有特殊亲和力的分子作载体，将药物定向输送到病变部位，达到既攻克病魔又减少毒副作用的目的。具有卟吩环的化合物对某些组织细胞具有特殊亲和力，可作为导向载体使用某研究小组通过对卟吩环结构的修饰，设计合成了可用作导向载体的前体A：A：R＝A的合成路线如下：OCOCH23)(（B）（干）HBr（C）（D）（A）β－D－葡萄糖（1）写出B、C和D的结构式。（2）β－D－葡萄糖结构中的五个羟基哪个最活泼？用R、S法标记该糖中C1和C3的构型。（3）D－半乳糖与D－葡萄糖相比，只有C4构型不同。写出α－D－半乳糖的哈武斯结构式。（4）A在碱性条件下水解后才能作为导向载体，试分析其原因。答案：（1）B：C：D：（2）半缩醛羟基（gan苷羧基，C1上的羟基）。C1：R型C2：S型（3）（4）碱性条件水解后，糖分子中出现了4个羟基，与H2O易形成氢键，因而水解后的产物的水溶性大大增加。4、化合物X是一种糖，它主要存在于棉籽粉中。X既不与本尼迪（Benedict）或菲林（Fehling）溶液反应，也不变旋。经酸催化水解后，产生三种不同的D型己糖：A、B和C。A、B以及化合物①（下右图）在与过量的酸性苯肼反应时皆产生同一种糖脎。化合物C与HNO3反应生成无光学活性的产物D；基连尼－费歇尔法可用来建立D－甘油醛（下左图）和C之间的构型关系；当用硝酸氧化时中间产物丁醛糖产生C而不生成内消旋化合物。当用硝酸处理A时，产生二元羧酸（醛酸），且具有光学活性。A和B都可以与HIO4反应。A与5molHIO4反应时生成5mol甲酸、1mol甲醛；而B与5molHIO4反应生成3mol甲酸、2mol甲醛和1molCO2。A和B都与同－丁醛糖有关，它们都与C为非对映异构体。X甲基化后再水解，产生2，3，4－三－O－甲基－D－己糖E（来自A）、1，3，4，6－四－O－甲基－D－己糖F（来自B）以及2，3，4，6－四－O－甲基－D－己糖G（来自C）。（1）画出A、B、C和D的费歇尔（Fischer）投影式。（2）画出E、F、G的哈伍斯（Haworth）投影式，清楚地表示出环的大小和绝对构型。（3）在答卷纸上（如下）有若干种表示三醣X中三个单糖连接顺序的方式，在正确的连接顺序下面划线。（其中A6表示A的醣。吡喃糖，A5表示A的呋喃糖，等等）A6－B6－C5A6－B5－C6A5－B6－C6A6－B5－C5A6－B5－C6A5－B6－C6A6－B6－C5A6－B5－C6A5－B6－C6答案：（1）A：B：C：D:（2）E：F：G:（3）X的一种可能结构：5、合成苯基葡萄糖脎。将50mL浓度为1％、密度为1.02g/cm3葡萄糖溶液与10mL苯肼溶液在圆底烧瓶中，水溶液煮沸止，冷却过滤后用2mL～3mL冷水洗涤。在供箱干燥15min～30min。回答以下各题：（1）①写出与苯肼的反应方程式；②将所合成的化合物给评委打分；③测定被合成化合物的熔点；④计算反应产率。（2）号码1～3的蒸馏瓶中有一个含葡萄糖：①用3种试剂按3种特殊反应鉴别出蒸馏瓶中何者含葡萄糖；②给评委展示实验结果；③写出其中2个反应。答案：（1）①葡萄糖与苯肼反应：②苯基葡萄糖脎为黄色结晶③熔点为260℃～280℃④若产品重量为mg，则产率为：（2）①根据下列反应现象判断哪一瓶含葡萄糖：与Cu(OH)2反应有红色Cu2O沉淀产生；与Ag(NH3)2＋溶液反应有银镜产生；还能与溴水反应，溴水颜色褪去。③CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2→Cu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COOH＋2H2OCH2OH(CHOH)4CHO＋Br2＋H2O→CH2OH(CHOH)4COOH＋2HBr6、维尼纶是一种重要的合成纤维，学名叫做聚乙烯醇，其生产过程是：将单体（A）在甲醇溶液中聚合，再将得到的聚合物（B）醇解，最后将产物（C）经缩醛化后纺丝即成。（1）请写出单体A、聚合物B和产物C的名称及结构式（2）写出缩醛反应过程（3）你还知道哪些合成纤维？写出它们的商品名和学名。答案：（1）ABC名称醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚乙烯醇（2）（分子式中只要体现出分子间和分子内两个位置的缩醛反应即可）（3）涤纶：聚对苯二甲酸乙二醇酯；腈纶：聚丙烯腈；锦纶（尼龙）：聚酰胺；丙纶：聚丙烯（写出两个即可）