安徽省蚌埠铁中高考化学《专题10第7讲 高分子化合物和有机合成》

第7讲高分子化合物和有机合成[考纲要求]1.通过烃及烃的衍生物的性质，了解有机合成的一般方法。2.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。3.了解加聚反应和缩聚反应的特点。4.了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。5.了解合成高分子化合物在发展经济，提高生活质量等方面的贡献。考点一合成高分子化合物1．加聚反应不饱和单体通过____________生成高分子化合物的反应，如生成聚乙烯的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．缩聚反应有机小分子单体间聚合生成高分子化合物的同时还有__________________________________生成的反应，如生成的单体为________。3．应用广泛的高分子材料(1)塑料工业生产聚氯乙烯的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)合成纤维合成涤纶的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)合成橡胶合成顺丁橡胶的化学方程式为nCH2===CH—CH===CH2――→催化剂。1．完成下表中未填写的空项。有机物单体聚合物乙烯CH2CH2丙烯CH2CH—CH3氯乙烯丙烯腈丙烯酸CH2CH—COOH醋酸乙烯酯CH3COO—CHCH2乙炔CH≡CH2．写出下列由单体生成缩聚物的化学方程式。3．涤纶树脂的结构简式为，试写出其单体的结构简式。考点二有机合成的方法——正、逆合成分析法1．有机合成的方法包括____________分析法和__________分析法等。2．正合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的________，逐步推向合成的目标化合物，其合成示意图是3．逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的______________________，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体，又可以由上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线(如下图所示)：4．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，请写出A、B、E化合物的结构简式，并写出A和E的水解方程式。CH2=====CH2Br2A――→水解B――→氧化C――→氧化D5．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。有机高分子化合物单体的判断1．加聚高聚物(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。如：，单体是。(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。如：的单体为CH3—CH===CH2和CH2===CH2。(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在双键结构的高聚物，其规律是“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。如：的单体是；的单体是CH2===CH—CH===CH2和CH2===CH。2．缩聚高聚物(1)凡链节为结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物单体。如：单体为H2N—CH2—CH2—COOH。,(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，若两侧为不对称性结构，其单体为两种；在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。【例1】下面是一种线型高分子的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有种，它们的结构简式为________________________________________________________________________,________________________________________________________________________。,有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1.官能团的引入2．官能团的消去(1)通过加成反应消除不饱和键。(2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。(3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。(4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。3．官能团的转化(1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如CH3CH2OH――→消去CH2===CH2――→加成――→取代。(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如CH3CH2CH2OH――→消去CH3CH=====CH2HCl加成――→水解。【例2】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(HO——COOC2H5)，其过程如下：据合成路线填写下列空白：(1)有机物A的结构简式：________________________________________________________________________，B的结构简式：________________________________________________________________________。(2)反应④属于__________反应，反应⑤属于____________反应。(3)③和⑥的目的是________________________________________________________________________。(4)写出反应⑥的化学方程式：________________________________________________________________________。有机合成中碳架的构建1．有机成环反应(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。如(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。(1)与HCN的加成反应R—CH===CH2＋HCN===加成――→水解(2)加聚或缩聚反应，如nCH2==CH2――→催化剂。(3)酯化反应，如CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O。3．碳链的减短(1)脱羧反应：R—COONa＋NaOH――→CaO△R—H＋Na2CO3。(2)氧化反应：CH2CH3――→KMnO4(H＋)COOH；R—CH=====CH2KMnO4(H＋)RCOOH＋CO2↑。(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。(4)烃的裂化或裂解反应：C16H34――→高温C8H18＋C8H16；C8H18――→高温C4H10＋C4H8。【例3】乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同的反应类型：1,4­二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得：烃类A――→Br2B――→NaOH水溶液C――→浓H2SO4－H2O其中的A可能是()A．乙烯B．乙醇C．乙二醇D．乙酸合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线(1)一元合成路线：R—CH=====CH2HX一定条件卤代烃――→NaOH/H2O△一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2)二元合成路线：CH2=====CH2X2――→NaOH/H2O二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→链酯环酯高聚酯(3)芳香化合物合成路线：2．有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。(3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。【例4】由乙烯合成草酸二乙酯(C2H5OOC—COOC2H5)，请写出各步合成反应的化学方程式。【例5】肉桂酸甲酯M，常用作调制具有草莓、葡萄、樱桃等香味的食用香精。M属于芳香化合物，苯环上只含一个直支链，能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为162g·mol－1，只含碳、氢、氧三种元素，且原子个数之比为5∶5∶1。(1)肉桂酸甲酯的结构简式是。(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体，其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示单链或双键)。G的结构简式为。(3)以芳香烃A为原料合成G的路线如下：A(C9H10)――→Br2/CCl4B――→H2O/NaOHC(C9H12O2)G←――――CH3OH/浓硫酸△F←――――E(C9H10O3)①化合物E中的含氧官能团有________(填名称)。②E―→F的反应类型是__________，F―→G的化学方程式为________________________________________________________________________。③写出符合下列条件的F的同分异构体的结构简式(只写一种)：________________________________________________________________________。ⅰ.分子内含苯环，且苯环上只有一个支链；ⅱ.在催化剂作用下，1mol该物质与足量氢气充分反应，消耗5molH2；ⅲ.它不能发生水解反应。1．(2013·浙江理综，7)下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B．开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．阴极射线、α­粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立作出了贡献2．(2013·上海，28)丁基橡胶可用于制造汽车内胎，合成丁基橡胶的一种单体A的分子式为C4H8，A氢化后得到2­甲基丙烷。完成下列填空：(1)A可以聚合，写出A的两种聚合方式(以反应方程式表示)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A与某烷发生烷基化反应生成分子式为C8H18的物质B，B的一卤代物只有4种，且碳链不对称。写出B的结构简式：________________________________________________________________________。(3