1、第27讲 有机高分子化合物与 有机合成,-2-,-3-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.有机高分子化合物 .定义: 相对分子质量 很大的有机化合物,称为有机高分子化合物,简称高分子 或高聚物 。 .分类:,-4-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.特点: (1)组成特点: 元素组成简单 ,多个结构单元的 重复。 结构单元数目不固定 ,是混合物。 (2)结构特点: 线型结构:碳骨架形成链状结构 ,可有支链 ,也可无支链 。 体型结构:碳骨架通过化学键 连成网状结构 。 (3)性质特点: 线型结构的高分子受热可变软、流动 ,遇冷又硬化 ,能溶于某些有机溶剂,具有热塑性 。 体型结构的高分子受热不会
2、变软 ,具有热固性 。,-5-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.聚合反应: (1)定义:由相对分子质量小 的化合物生成相对分子质量大 的有机高分子化合物的反应。 (2)分类:加聚反应 、缩聚反应 等。 (3)单体: 定义:发生聚合反应的小分子 。 结构特点:一般含双键或叁键 等不饱和键。 (4)链节:高聚物分子中的重复单元 。,注意:高分子化合物并不是化合物,而是混合物。,-6-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(5)合成高分子化合物的两个基本反应: 加聚反应:小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应,如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为,缩聚反应:单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等
3、)生成高分子化合物的反应。 如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为,-7-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.常见的合成材料 高分子合成材料主要有塑料、合成纤维和合成橡胶以及黏合剂、涂料。三大合成材料指的是塑料、合成纤维和合成橡胶。 .塑料: (1)塑料的成分:合成树脂(主要成分)、添加剂(如增塑剂、防老化剂等)。 (2)塑料的分类。 按受热表现分。 热塑性塑料(线型结构):可以反复加工,多次使用,如:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。 热固性塑料(体型结构):加工成型后受热不会熔化,如:酚醛塑料等。 按用途分:通用塑料、工程塑料、增强塑料、改性塑料等。,-8-,基础梳理,感悟选考,对点训练,
4、.合成橡胶:,-9-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3.有机合成中官能团的转化和碳骨架的构建 .官能团的引入: (1)引入卤素原子的方法: 烃与卤素单质(X2)取代。 不饱和烃与卤素单质(X2)或卤化氢(HX)加成。 醇与HX取代。 (2)引入羟基(OH)的方法: 烯烃与水加成。 卤代烃碱性条件下水解。 醛或酮与H2加成。 酯的水解。 醇钠盐的水解。 酚钠盐中滴加酸或通入CO2。,-10-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(3)引入碳碳双键或叁键的方法: 某些醇或卤代烃的消去反应引入 或CC。 炔烃与H2、X2或HX加成引入 。 (4)引入CHO的方法: 烯烃氧化。 炔烃水化。 某些醇的催化氧化
5、。 乙烯氧化。 (5)引入COOH的方法: 醛被O2氧化、被银氨溶液氧化(再酸化)或被新制的Cu(OH)2氧化(再酸化)。 酯酸性条件下水解。 苯的某些同系物被酸性KMnO4溶液氧化。乙烯氧化。,-11-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.官能团的消除: (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。 (3)通过加成或氧化反应等消除醛基。 .官能团的保护: (1)为了防止OH被氧化可先将其酯化; (2)为保护碳碳双键不被氧化可先将其与HBr加成或与水加成; (3)为保护酚羟基,可先转化成钠盐,最后酸化。 (4)保护氨基:先氧化成硝基,再还原。,-12-,基础梳理,感
6、悟选考,对点训练,.官能团间的衍变: (1)利用官能团的衍生关系进行衍变,如,(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如,(3)通过某种手段,改变官能团的位置。 .常见增长碳链的方法: 增长碳链的反应主要有卤代烃的取代反应,醛、酮的加成反应等。有机合成时常提供如下信息: (1)醛、酮与HCN加成:,-13-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)醛、酮与RMgX加成:,(3)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有-H):,(4)苯环上的烷基化反应等:,-14-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(5)卤代烃与活泼金属作用: 2CH3Cl+2Na CH3CH3+2NaCl (6)炔烃的加成:,.常见碳链
7、减短的反应: 有机合成信息中常提供的减短碳链的反应主要有烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应以及烷烃的裂化反应等。 .常见碳链成环的方法: (1)二元醇成环:,-15-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)羟基酸酯化成环:,(3)二元羧酸成环:,-16-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(4)氨基酸成环:,-17-,基础梳理,感悟选考,对点训练,4.根据典型有机物的化学性质或反应类型确定物质结构(官能团) .根据典型有机物的物理性质:,-18-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-19-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.根据典型有机物的化学性质或反应类型确定物质结构(官能团):,-20-,基础
8、梳理,感悟选考,对点训练,-21-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-22-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-23-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-24-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-25-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.根据有关数据分析官能团及其个数:,-26-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(6)与Na2CO3反应:一个酚羟基Na2CO3;COOH Na2CO3 (7)与NaHCO3反应:COOHNaHCO3 (8)根据酯化反应时的比例关系推断羧酸或醇的元数。 (9)根据分子式中的碳氢原子个数关系推断可能的结构不饱和度的应用。,-27-,基础梳理,感悟选考,对点训练,难点释疑 有机物
9、发生消去反应需要什么样的结构?醇的催化氧化需要什么样的结构? 提示:(1)有机物发生消去反应的结构条件。 卤代烃发生消去反应的结构条件是连接卤素原子的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,如: 。,-28-,基础梳理,感悟选考,对点训练,醇发生消去反应的结构条件。 醇分子中,连有羟基(OH)的碳原子上必须有相邻的碳原子,且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才能发生消去反应,生成不饱和键。反应过程可表示为:,-29-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)醇的催化氧化规律。 醇催化氧化的反应情况及产物类型与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子个数有关。,-30-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.(201
10、711浙江选考)某研究小组按下列路线合成药物胃复安:,-31-,基础梳理,感悟选考,对点训练,请回答: (1)化合物A的结构简式为 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.化合物B能发生加成反应 B.化合物D能与FeCl3溶液发生显色反应 C.化合物E具有碱性 D.胃复安的分子式是C13H22ClN3O2 (3)设计化合物C经两步反应转变为D的合成路线(用流程图表示,试剂任选): 。,-32-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(4)写出D+EF的化学方程式: 。 (5)写出化合物E可能的同分异构体的结构简式: ,须同时符合: 1H-NMR谱表明分子中有3种氢原子,IR谱显示有NH键存在;,-33-
11、,基础梳理,感悟选考,对点训练,-34-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-35-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.(20174浙江选考)某研究小组按下列路线合成镇痛药哌替啶:,-36-,基础梳理,感悟选考,对点训练,请回答: (1)AB的反应类型是 。 (2)下列说法不正确的是 。 A.化合物A的官能团是硝基 B.化合物B可发生消去反应 C.化合物E能发生加成反应 D.哌替啶的分子式是C15H21NO2 (3)写出B+CD的化学反应方程式: 。 (4)设计以甲苯为原料制备C的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。 (5)写出同时符合下列条件的C的所有同分异构体的结构简式 。 分子中有苯环而
12、且是苯环的邻位二取代物; 1HNMR谱表明分子中有6种氢原子;IR谱显示存在碳氮双键(C=N)。,答案,-37-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如下:(图中虚线表示氢键) 下列说法不正确的是( )B.聚维酮分子由(m+n)个单体聚合而成 C.聚维酮碘是一种水溶性物质 D.聚维酮在一定条件下能发生水解反应,答案,解析,-38-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.某研究小组以烃A为主要原料,采用以下路线合成药物X和高聚物Y:,-39-,基础梳理,感悟选考,对点训练,请回答下列问题: (1)X的分子式为
13、,X中的含氧官能团为 。 (2)若反应、反应的原子利用率均为100%,则A的名称为 。 (3)E的结构简式为 ,反应的条件是 ,反应的反应类型是 。 (4)写出反应的化学方程式: 。,-40-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(5)写出同时符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式: 。 属于酚类化合物,且是苯的对位二元取代物; 能发生银镜反应和水解反应。 (6)以CH3CHO为原料可合成Y,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。合成路线的书写格式参照如下示例流程图:,-41-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-42-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-43-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-44-
14、,基础梳理,感悟选考,对点训练,-45-,在有机推断过程中不能综合利用题目信息【易错题】合成P(一种抗氧化剂)的路线如下:,-46-,A和F互为同分异构体,A分子中有三个甲基,F分子中只有一个甲基。 (1)AB的反应类型为 。B经催化加氢生成G( C4H10),G的化学名称是 。 (2)A与浓HBr溶液一起共热生成H,H的结构简式为 。 (3)实验室中检验C可选择下列试剂中的 。 a.盐酸 b.FeCl3溶液 c.NaHCO3溶液 d.浓溴水 (4)P与足量NaOH溶液反应的化学方程式为 (有机物用结构简式表示)。,-47-,错因剖析:不能正确利用题目信息和物质间的转化关系导致出错;也有回答问
15、题时不能按照题目要求回答的情况,如第(1)小题G的化学名称回答成结构简式。,-48-,-49-,纠错笔记解答有机综合题要灵活掌握题中信息,准确找出解题的突破口,突破口来自于特征反应或特征条件,有时也来自于题中告知的全新信息,要将该信息与所学的知识紧密联系起来,先突破一点,后逐项突破。有些难于确定结构的物质,不要急于求成,可能下面的问题中就会进一步说明其性质,从而确定有机物的结构。,-50-,2,3,1,1.(2018湖北松滋一中月考)下图表示某高分子化合物的结构片段。关于该高分子化合物的推断正确的是( )A.3种单体通过加聚反应聚合 B.形成该化合物的单体只有2种D.其中一种单体为1,5-二甲
16、基苯酚,答案,解析,-51-,2,3,1,2.(2018嘉兴二模)某研究小组按下列合成路线合成镇痛药芬太尼:,-52-,2,3,1,请回答: (1)化合物C的结构简式是 。 (2)下列说法正确的是 (填代号)。 A.BD的反应类型为加成反应 B.F和G都能与碳酸氢钠溶液反应 C.芬太尼的分子式为C19H23N2 D.将AC过程中的CH3OH改为C2H5OH,对芬太尼的结构无影响 (3)写出EF的化学方程式: 。,-53-,2,3,1,-54-,2,3,1,-55-,2,3,1,-56-,2,3,1,(1)由上述分析可知,C的结构简式为CH2=CHCOOCH3。(2)由题中流程图中BD的反应条件
17、及B、D的结构简式可知BD发生的是加成反应,A项正确;F中不存在羧基,故F不能和碳酸氢钠溶液反应,B项错误;芬太尼的分子式为C19H24N2,C项错误;由于EF,FG都发生取代反应生成了CH3OH,故采用何种醇对整个合成无影响,D,-57-,2,3,1,-58-,2,3,1,3.(2018绍兴选考适应性考试)某研究小组按下列路线合成药物双氯芬酸钠:,-59-,2,3,1,请回答: (1)化合物A的结构简式为 ; (2)下列说法不正确的是 ; A.化合物B具有碱性 B.化合物D不能发生自身的缩聚反应 C.化合物G在NaOH水溶液中能发生取代反应 D.药物双氯芬酸钠的分子式为C14H9Cl2NO2Na (3)写出GH的化学反应方程式: ;,-60-,2,3,1,(4)以苯和乙烯为原料,设计生成 的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选) ; (5)请用结构简式表示同时符合下列条件的化合物H的同分异构体: 。 分子中含有联苯结构( )和OCH3基团; 1H核磁共振谱显示只有4种不同的氢原子。,-61-,2,3,1,-62-,2,3,1,-63-,2,3,1,解析 根据A的分子式为C6H4Cl2O中含有2个氯原子,B的分子式为C6H7N,结合双氯芬酸钠的结构简式对双氯芬酸钠切断:,-64-,2,3,1,-65-,2,3,1,-66-,2,3,1,
