胺、氨基酸、肽、蛋白质
加聚、缩聚、生物高分子
💡 A2有机核心:含氮化合物连接了有机化学与生物化学——氨基酸→肽→蛋白质。
R-NH₂:弱碱(N上有孤对电子)
一级(RNH₂)、二级(R₂NH)、三级(R₃N)
生成:卤代烃+NH₃→胺(亲核取代)
或:腈还原 → 一级胺
反应:与酸→盐;与酰氯→酰胺
RCH(NH₂)COOH:同时含-NH₂和-COOH
两性:既是酸又是碱
等电点:净电荷=0时的pH
α-氨基酸:20种天然氨基酸→组成蛋白质
肽键:-CONH-(两个氨基酸缩合形成)

💡 肽键形成:H₂N-CHR-COOH + H₂N-CHR'-COOH → H₂N-CHR-CONH-CHR'-COOH + H₂O。缩聚反应→多肽→蛋白质。
亲核取代:R-X + NH₃ → R-NH₂
⚠ 须用过量氨,否则过度烷基化→二/三级胺+季铵盐
腈还原:R-CN + 2H₂ (Ni催化) → R-CH₂-NH₂
腈法只产一级胺,避开过度烷基化
脂肪胺 > 氨 NH₃ > 芳香胺
烷基给电子(+I)→N电子云密度↑→更易接受H⁺→碱性更强
苯环共轭吸电子:N孤对电子离域进苯环→密度↓→芳香胺碱性弱
规律:给电子基增碱,吸电子基减碱
酰氯 + 胺(或氨)→ 酰胺
也可用酸酐与胺反应
胺的 N 上孤对电子进攻缺电子羰基碳
酸催化(稀 HCl/加热):
碱催化(NaOH):
💡 酰胺键(-CONH-)是肽键的本质;蛋白质的水解(消化)就是酰胺键水解,酸、碱、酶(蛋白酶)都能催化。
一个氨基酸的-COOH 与另一个的 -NH₂ 缩合
脱一分子 H₂O → 形成 -CO-NH-(酰胺键)
肽键有部分双键性质 → 平面、限制旋转
蛋白质主链、酶催化位点都靠它
💡 二肽 = 2 个氨基酸脱 1 分子 H₂O;n 个氨基酸缩聚成多肽,脱 (n-1) 分子 H₂O。蛋白质 = 多条多肽链折叠。
一级 = 氨基酸序列,由共价肽键连接
二级 = α-螺旋/β-折叠,靠氢键(主链C=O…H-N)
三级 = 3D 折叠,靠疏水作用、共价二硫键(-S-S-)等
四级 = 多条肽链(亚基)组装
高温/强酸/重金属破坏二、三级结构
一级序列(肽键)通常保留
煮鸡蛋 = 变性(液→固)

💡 生化拓展(超出 9701 必考范围):一级结构靠共价肽键,二硫键(-S-S-)也是共价键,不要与氢键/疏水作用并列视为同种弱作用力。
同时含 -NH₂(碱)、-COOH(酸)
等电点 pI:净电荷 = 0
pH > pI → 带负电(主要是 -COO⁻)
pH < pI → 带正电(主要是 -NH₃⁺)

💡 电泳分离:不同氨基酸 pI 不同,在固定 pH 下带不同电荷、迁移方向/速度不同,从而被分开。
两条链靠氢键配对:A=T(2 个氢键)、G≡C(3 个氢键)
G-C 含量越高 → 氢键越多 → 越稳定
核苷酸经缩聚形成磷酸二酯键主链
复制:半保留、碱基互补配对

💡 生化拓展(非 9701 化学必考):从化学角度看,DNA/RNA 与蛋白质一样都是缩聚高分子,主链靠共价键连接、碱基间靠氢键识别。
单体含C=C→打开双键→首尾相连
例:乙烯→聚乙烯(-CH₂-CH₂-)ₙ
反应条件:高温高压+催化剂
无需副产物(只有聚合物)
常见:PE, PP, PVC, PS
两种单体各有2个官能团→缩合脱水
例:二元酸+二元胺→聚酰胺(尼龙)
副产物:H₂O(或HCl)
聚酯:二元酸+二元醇→PET
蛋白质:氨基酸缩聚→多肽链

💡 区分加聚vs缩聚:加聚只有一种单体含C=C,无副产物;缩聚有两种单体,有H₂O/HCl副产物。CIE常考从聚合物推单体。
打开 π 键 → 单体首尾相连成长链
无副产物,重复单元与单体组成相同
反应条件:高温高压 + 催化剂
💡 反推单体:把重复单元两侧方括号打开、C-C 单键换回 C=C 双键,即得原单体。加聚物的 Mr = n × 单体 Mr。
己二酸 HOOC-(CH₂)₄-COOH
+ 己二胺 H₂N-(CH₂)₆-NH₂
酰胺键(-CONH-)交替连接
对苯二甲酸 + 乙二醇
→ 酯键(-COO-)交替连接 + n H₂O
饮料瓶 / 纺织纤维

💡 合成聚酰胺(尼龙) vs 生化聚酰胺(蛋白质):都是 酰胺键(-CONH-)。区别在单体——尼龙用二酸+二胺,蛋白质用 α-氨基酸。蜘蛛丝与尼龙丝靠的是同一种键。
重复单元打开方括号
把主链 C-C 单键改回 C=C
只有一种单体
在酰胺键/酯键处断开
给断点补回 -OH、-H(即加回 H₂O)
两种单体(二酸+二胺 / 二酸+二醇)
→ 己二酸 + 己二胺
💡 断键识单体:加聚物断 C-C(改双键),缩聚物断酰胺键/酯键(补 H₂O)。这是 Ch28 反推题的通法。
链长↑ → 链间作用力↑ → 熔点/强度↑
支链多 → 难紧密堆叠 → 结晶度↓ → 较软
结晶度高 → 强度高、透明度低
交联 → 链间共价连接 → 硬而韧(如硫化橡胶)
HDPE(高密度):支链少、结晶高 → 硬、制管材
LDPE(低密度):支链多、结晶低 → 软、制塑料袋
💡 生活对应:塑料袋=PE、水管=PVC、可乐瓶=PET、不粘锅涂层=PTFE、外卖泡沫盒=PS、牙刷毛=尼龙。
传统塑料(PE/PP/PVC)不可生物降解
填埋→数百年不分解
焚烧→有毒气体(CO₂, HCl)
微塑料→海洋污染
生物可降解聚合物:PLA(聚乳酸)
光降解:添加光敏基团→UV下降解
回收:机械回收/化学回收
缩聚类聚合物更容易降解(可水解)
💡 PLA(聚乳酸)由玉米淀粉发酵的乳酸缩聚而成→可堆肥降解。这是绿色化学的代表——A2常考环保议题。
主链只有 C-C 单键
无可水解键 → 难分解、数百年残留
主链含 酯键/酰胺键
可被水解(酸/碱/酶)断链 → 易降解
PLA(玉米淀粉发酵乳酸缩聚)→可堆肥;PHA(细菌合成)→完全生物降解
💡 生活真相:奶茶店『可降解 PLA 吸管』放进堆肥桶(60℃湿)几周变碎,但丢进干冷普通垃圾桶几年不烂——『可降解』是有条件的。
① PET、② HDPE → 被广泛回收
③ PVC、④ LDPE、⑤ PP、⑥ PS → 回收较难
混合塑料难分离,影响回收效率
机械回收:分拣→粉碎→熔融再造粒
化学回收:缩聚物水解/解聚回单体
生物降解:PLA/PHA 堆肥处理
焚烧 → 能量回收,但可能释放有毒气体
💡 缩聚类塑料(可水解)更适合化学回收回单体;加聚类多靠机械回收。源头减塑仍是首选。
头发=角蛋白(蛋白质)
还原剂断开二硫键(-S-S-)→重塑→氧化重连
木瓜蛋白酶把肉蛋白的肽键水解
酶催化肽键断裂→肉变嫩
PE/PP 只有 C-C → 数百年不降解
PLA 含酯键 → 可水解 → 可堆肥
💡 从化学键看世界:烫发动的是二硫键,松肉粉断的是肽键,塑料降解难易看主链有没有可水解键。
氨基酸两性、肽键形成
加聚vs缩聚(有无副产物)
从聚合物推单体
可降解聚合物
写出甘氨酸+丙氨酸形成二肽的方程式
区分加聚和缩聚(各举例)
为什么PET可以水解而PE不能?
画出尼龙-6,6的结构片段
💡 答题:① 肽键是酰胺键(-CONH-);② 加聚写重复单元用括号+n;③ 缩聚必须写出副产物H₂O。
A polyester is formed from ethane-1,2-diol and benzene-1,4-dicarboxylic acid. Draw the repeating unit and identify the type of polymerisation.
缩聚反应(Condensation polymerisation)。重复单元写作 -O-CH₂CH₂-O-CO-C₆H₄-CO-,每一对单体脱一分子 H₂O(一端来自 -OH,一端来自 -COOH)。
写出甘氨酸 + 丙氨酸形成二肽的方程式
画出尼龙-6,6 的结构片段
为什么 PET 能水解而 PE 不能?
💡 答题规范:肽键 = 酰胺键;加聚写重复单元用方括号 + n;缩聚必写副产物 H₂O。
四氟乙烯加聚,意外发现(1938)
C-F 键极强 → 极不活泼
不粘锅涂层 / 人工血管 / 航天
芳香族聚酰胺(aramid)
分子链间强氢键 + π-π 堆叠
按质量计拉伸强度约为钢的 5 倍
防弹衣 / 宇航服
💡 PTFE 靠C-F 强键获得惰性,Kevlar 靠链间氢键获得高强度——性质都源于结构。
胺 → 碱性、与酰氯成酰胺;氨基酸 → 两性、等电点、电泳
肽键(-CONH-) = 酰胺键;酰胺可水解、可由酰氯生成
加聚(一种单体、C=C、无副产物) vs 缩聚(两种单体、脱水)
可降解看主链有没有可水解键;从聚合物断键反推单体
💡 理解化学键 → 掌握方程式 → 练习反推与真题,本套就稳了。💪