高分子化合物與有機合成

高分子化合物與有機合成第一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二1.有機高分子(1)合成有機高分子是用化學(xué)方法合成的、相對分子質(zhì)量高達(dá)幾萬乃至幾百萬的化合物。(2)有機高分子的組成單體：我們通常將形成高分子化合物的小分子稱為單體，如形成高分子CH2—CH2的單體是

。②鏈節(jié)：將高分子化合物中不斷重復(fù)的基本結(jié)構(gòu)單元稱為鏈節(jié)，如高分子CH2—CH2的鏈節(jié)為

，CH2===CH2—CH2—CH2—第三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二③聚合度：鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度，用“n”表示。由于高分子材料是由許多相同或不同聚合度形成的長鏈構(gòu)成的，所以有機高分子材料是

。2．有機高分子化合物的分類(1)天然有機高分子：淀粉、纖維素(如棉花)、蛋白質(zhì)、天然橡膠等。(2)三大合成有機高分子：

、

、

?；旌衔锼芰虾铣衫w維合成橡膠第四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3.有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點和基本性質(zhì)(1)有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點①有機高分子化合物有兩種最基本的結(jié)構(gòu)類型，即線型(鏈狀)結(jié)構(gòu)和體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)，線型結(jié)構(gòu)的高分子有

，也有

。②結(jié)構(gòu)呈鏈狀的高分子是

高分子，這種高分子中，多條鏈之間能以分子間作用力緊密結(jié)合，因此，其相對分子質(zhì)量越大，相互作用的分子間作用力就越

。帶支鏈的不帶支鏈的線型強第五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二③高分子鏈上若有能起反應(yīng)的官能團，當(dāng)它跟別的單體或別的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，高分子鏈之間形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。例如

。(2)有機高分子化合物的基本性質(zhì)①溶解性a．線型結(jié)構(gòu)的有機高分子(如有機玻璃)

溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?，但溶解過程比小分子緩慢。b．體型結(jié)構(gòu)的有機高分子(如橡膠)則

容易溶解，只是有一定程度的脹大。硫化橡膠能不第六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二②熱塑性和熱固性a．線型高分子具有

，加熱到一定溫度開始軟化，直到熔化成流動的液體。例如聚氯乙烯塑料等。b．體型高分子具有

，經(jīng)加工成型后就不會受熱熔化。例如酚醛塑料等。③強度高分子材料的強度一般都較大。④電絕緣性一般高分子材料的電絕緣性好。熱塑性熱固性第七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二4.有機高分子合成的基本方法有機高分子化合物主要通過聚合反應(yīng)得到，聚合反應(yīng)包括

反應(yīng)和

反應(yīng)兩種。(1)加聚反應(yīng)(只有高分子化合物生成，沒有小分子物質(zhì)生成。)如：CH2—CH2加聚縮聚第八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二(2)縮聚反應(yīng)[既有高分子化合物生成，又有小分子物質(zhì)(如H2、NH3等)生成。]如：第九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二1．加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的常見類型(1)加聚反應(yīng)類型①聚乙烯類(塑料纖維)R可為—H、—Cl、—CH3等。第十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二c．混聚：兩種或兩種以上單體加聚：③聚乙炔類：nCH≡CH―→CH===CH第十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二(2)縮聚反應(yīng)類型①聚酯類：—OH與—COOH間的縮聚nHOCH2—CH2—OH＋nHOOC—COOH―→第十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二②聚氨基酸類：—NH2與—COOH間的縮聚第十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二③酚醛樹脂類第十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二2．有機合成的過程(1)有機合成的概念有機合成指利用簡單、易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物。(2)有機合成的任務(wù)有機合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子骨架的構(gòu)建和官能團的轉(zhuǎn)化。其過程示意圖如下：第十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3．有機合成的分析方法(1)正合成法即正向思維法，其思維程序是：原料→中間體→產(chǎn)品。(2)逆合成法即逆向思維法，其思維程序是：產(chǎn)品→中間體→原料。(3)正逆結(jié)合法采用綜合思維的方法，將正向或逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑結(jié)合起來，從而得到最佳合成路線。第十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二4．有機合成途徑和路線選擇的基本要求(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。(3)合成路線要符合“綠色環(huán)?！钡囊?。(4)有機合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應(yīng)事實。第十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二5．官能團及碳鏈的變化(1)官能團的引入①引入羥基(—OH)：烯烴與水加成，鹵代烴水解，酯的水解，醛、酮與H2加成等；②引入鹵原子(—X)：烴的取代，不飽和烴與鹵素(X2)、HX的加成，醇與HX的取代等；③引入雙鍵：醇或鹵代烴的消去，炔烴的加成，醇的氧化等。(2)官能團的消除①通過加成消除不飽和鍵；②通過加成(加H)或氧化(加O)消除醛基；③通過消去或氧化或酯化等消去羥基。第十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二(3)官能團的衍變第二十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二③通過某種手段，改變官能團位置(4)碳鏈的增長或縮短①增長：有機物與HCN加成；單體通過加聚或縮聚等。②減少：烴的裂化或裂解，脫羧反應(yīng)(如制CH4)，苯的同系物的氧化、烯烴的氧化等。第二十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第二十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[例1]某高聚物的結(jié)構(gòu)片段如下：下列分析正確的是 (

)A．它是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物B．其單體是CH2===CH2和HCOOCH3C．其鏈節(jié)是CH3CH2COOCH3D．其單體是CH2===CHCOOCH3第二十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]本題考查高聚物的反應(yīng)類型及單體的判斷。從結(jié)構(gòu)片段來看，其重復(fù)的結(jié)構(gòu)為：，因此反應(yīng)為加聚反應(yīng)，A項錯；由重復(fù)的結(jié)構(gòu)可推測單體為 ，B與C兩選項錯，D項正確。[答案]D第二十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[方法點撥]高分子化合物中單體的確定首先判斷高分子化合物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。中學(xué)里縮聚的方式只有三種：聚酯式、聚酰胺式(即形成肽鍵式)、酚醛樹脂式，從形式上看都是脫水縮合，確定這類縮聚產(chǎn)物的單體時，只要按照它們縮合時脫水的方式將H2O“回遷”即可。如確定聚酯的單體可按照“酸上羥基，醇上氫”來復(fù)原。中學(xué)里加聚產(chǎn)物形成方式有三種：單烯烴的加聚、共軛二烯烴的加聚、單烯烴和共軛二烯烴的混聚。對加聚產(chǎn)物由鏈節(jié)確定單體常見類型如下：第二十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二①若鏈節(jié)主鏈中只有單鍵，無雙鍵，則按每個碳原子為一組“切斷”，將每一組恢復(fù)成單烯烴的形式即可。②若鏈節(jié)主鏈中既有單鍵，又有雙鍵，當(dāng)雙鍵不共軛時，則以雙鍵碳原子為中心，向兩邊各拓展一個碳原子，即以四個碳原子為一組“切斷”，將每一組恢復(fù)成共軛二烯烴的形式，其余的碳原子仍按兩個一組切斷，恢復(fù)成雙鍵即可。③若鏈節(jié)主鏈中既有單鍵，又有雙鍵，當(dāng)雙鍵共軛時，則以兩個雙鍵碳原子為一組“切斷”，將每一組恢復(fù)成炔烴的形式。第二十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第二十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]從有機物的結(jié)構(gòu)簡式可知，該高聚物是由CH2===CHCOOCH2CH3經(jīng)加聚反應(yīng)生成的，其鏈節(jié)為[答案]C第二十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二DAP是電表和儀表部件中常用的一種高分子化合物，其結(jié)構(gòu)簡式為：第二十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二①鄰苯二甲酸②丙烯醇(CH2===CH—CH2—OH)③丙烯④乙烯⑤鄰苯二甲酸甲酯A．①② B．④⑤C．①③ D．③④第三十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]直接合成該高聚物的物質(zhì)為[答案]A第三十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[例2](2010年高考安徽卷26)F是新型降壓藥替米沙坦的中間體，可由下列路線合成：第三十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二(1)A→B的反應(yīng)類型是________，D→E的反應(yīng)類型是________，E→F的反應(yīng)類型是________。(2)寫出滿足下列條件的B的所有同分異構(gòu)體________________(寫結(jié)構(gòu)式)。①含有苯環(huán)②含有酯基③能與新制Cu(OH)2反應(yīng)(3)C中含有的官能團名稱是________。已知固體C在加熱條件下可溶于甲醇，下列C→D的有關(guān)說法正確的是________。a．使用過量的甲醇，是為了提高B的產(chǎn)量b．濃硫酸的吸水性可能會導(dǎo)致溶液變黑第三十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二c．甲醇既是反應(yīng)物，又是溶劑d．D的化學(xué)式為C2H2NO4(4)E的同分異構(gòu)苯丙氨酸經(jīng)聚合反應(yīng)形成的高聚物是________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。第三十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]

第三十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第三十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[答案](1)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)取代反應(yīng)第四十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第四十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第四十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[方法點撥]解答有機合成題的一般思路是：首先確定要合成的有機物屬于何類別以及題目中所給的條件與所要合成的有機物之間的關(guān)系；然后以題目要合成的有機物為起點，考慮這一有機物如何從其他有機物通過反應(yīng)制得，再看此有機物又怎樣制得……，這樣一步一步推到題目給出的原料。當(dāng)然在解答時要靈活掌握各種方法，可以正推，也可以逆推，也可以二者結(jié)合。在備考復(fù)習(xí)時一方面要熟練掌握各種常見有機物的化學(xué)性質(zhì)和各官能團之間的聯(lián)系，另一方面要做大量的習(xí)題以強化知識的掌握和理解。第四十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二我國第二代身份證用的是一種可再生環(huán)保型塑料CTE，它的結(jié)構(gòu)簡式為：第四十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二(2)RCOOR1＋R2OH―→RCOOR2＋R1OH(R、R1、R2代表烴基)這種材料可采用下列合成路線進行合成：第四十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二試回答下列問題：(1)反應(yīng)②⑥中加入的試劑X是________；⑤的反應(yīng)類型是________。(2)寫出B的結(jié)構(gòu)簡式：____________，Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡式為____________。(3)合成時應(yīng)控制D、E、H的物質(zhì)的量之比[即n(D)∶n(E)∶n(H)]為________(用含m、n的式子表示)。(4)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：______________________。第四十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]

第四十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[答案](1)NaOH溶液取代反應(yīng)第四十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二第四十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二1．下列對于有機高分子化合物的認(rèn)識不正確的是(

)A．有機高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是因為它們大部分是由小分子通過聚合反應(yīng)而得到的B．有機高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大，因而其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜C．對于一塊高分子材料來說，n是一個整數(shù)值，因而它的相對分子質(zhì)量是確定的D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類第五十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]有機高分子化合物雖然相對分子質(zhì)量很大，但在通常情況下，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，它們是由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的；對于一塊高分子材料來說，它是由許多n值相同或不同的高分子聚合起來的，因而n是一個平均值，也就是說它的相對分子質(zhì)量只能是一個平均值。[答案]B第五十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二2．下列不屬于新型有機高分子材料的是(

)A．高分子分離膜 B．液晶高分子材料C．生物高分子材料D．有機玻璃[解析]塑料、合成纖維和合成橡膠被稱為現(xiàn)代高分子三大合成材料，有機玻璃是傳統(tǒng)合成材料中的塑料，它不屬于新型有機高分子材料；高分子分離膜、液晶高分子材料、生物高分子材料、醫(yī)用高分子材料等都為新型有機高分子材料。[答案]D第五十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二3．某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下：下列說法正確的是 (

)A．聚合物的鏈節(jié)是第五十三頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二C．聚合物的單體是CHCl===CHClD．若n為聚合度，則其相對分子質(zhì)量為97n[解析]要注意到C原子的成鍵是空間四面體形的，H、Cl原子位置是相同的。所以最小重復(fù)單元是兩個碳原子：，聚合物的單體的分子式為C2H2Cl2。[答案]CD第五十四頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二4．綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)提高原子利用率，原子利用率表示目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率最高的是 (

)第五十五頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]此題是貼近生活生產(chǎn)實際的信息題，重在對信息的理解。綠色化學(xué)的含義就是要求原子利用率越高越好，而生成物只有一種時，原子利用率為100%，最高。C選項生成物中只有目標(biāo)產(chǎn)物一種，原子利用率為100%，符合綠色化學(xué)的要求。[答案]C第五十六頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二5．現(xiàn)有兩種高聚物A和B，A能溶于氯仿等有機溶劑，并加熱到一定溫度下熔融成黏稠狀的液體，B不溶于任何溶劑，加熱也不會變軟或熔融。則下列敘述中不正確的是 (

)A．高聚物A可能具有彈性，而高聚物B一定沒有彈性B．高聚物A一定是線型高分子材料C．高聚物A一定是體型高分子材料D．高聚物B一定是體型高分子材料第五十七頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[解析]線型高分子具有熱塑性，加熱時會變軟、流動，能溶于適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑中。而體型高分子具有熱固性，受熱時不會變軟，只能被徹底裂解，并且不溶于有機溶劑，只能有一定程度的脹大，而高聚物的彈性跟溶解性沒有直接的聯(lián)系，A不正確。故選項為AC。[答案]AC第五十八頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二6．人造羊毛的主要成分為，此物質(zhì)可通過以下三種途徑來合成，已知A是石油分餾的一種產(chǎn)品，D為環(huán)狀物質(zhì)，CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑。

第五十九頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二回答下列問題：(1)寫出A的分子式________，D的結(jié)構(gòu)式________。(2)在反應(yīng)①～⑥中，屬于加成反應(yīng)的是____________，屬于裂化反應(yīng)的是________。(3)寫出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：__________________。(4)從能源環(huán)保的角度看，你認(rèn)為最有發(fā)展前景的是_______，其中理由是________________________。第六十頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二[答案](1)C4H10(2)①②③(4)途徑(Ⅲ)①原料來源豐富；②生產(chǎn)過程耗能低、產(chǎn)品產(chǎn)率高；③生產(chǎn)過程污染少第六十一頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二烴基烯基醚A的相對分子質(zhì)量(Mr)為176，分子中碳氧原子數(shù)目比為3∶4，與A相關(guān)的反應(yīng)如下：第六十二頁，共六十六頁，編輯于2023年，星期二請回答下列問題：(1)A的分子式為__________。(2)B的名稱是__________；A的結(jié)構(gòu)簡式為_______