高分子化合物與有機(jī)合成

1、1.有機(jī)高分子(1)合成有機(jī)高分子是用化學(xué)方法合成的、相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá)幾萬(wàn)乃至幾百萬(wàn)的化合物。(2)有機(jī)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(chēng)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(chēng)為鏈節(jié)，如高分子CH2—CH2的鏈節(jié)為，,CH2===CH2,—CH2—CH2—,③聚合度：鏈節(jié)的數(shù)目稱(chēng)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

2、合度形成的長(zhǎng)鏈構(gòu)成的，所以有機(jī)高分子材料是。2．有機(jī)高分子化合物的分類(lèi)(1)天然有機(jī)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(jī)高分子：、、。,混合物,塑料,合成纖維,合成橡膠,3.有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本性質(zhì)(1)有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①有機(jī)高分子化合物有兩種最基本的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，即線(xiàn)型(鏈狀)結(jié)構(gòu)和體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)，線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的高分子有 ，也有。②結(jié)構(gòu)呈鏈狀

3、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(duì)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(xiàn)型,強(qiáng),③高分子鏈上若有能起反應(yīng)的官能團(tuán)，當(dāng)它跟別的單體或別的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，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(jī)高分子化合物的基本性質(zhì)①溶解性a．線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子(如有機(jī)玻璃) 溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├?，但溶解過(guò)程比小分子緩慢。b

4、．體型結(jié)構(gòu)的有機(jī)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,②熱塑性和熱固性a．線(xiàn)型高分子具有，加熱到一定溫度開(kāi)始軟化，直到熔化成流動(dòng)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(huì)受熱熔化。例如酚醛塑料等。③強(qiáng)度高分子材料的強(qiáng)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,4.有機(jī)高分子合成的基本方法有機(jī)高分子化合物主要通過(guò)聚合反應(yīng)得到，聚合反應(yīng)

5、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(méi)有小分子物質(zhì)生成。)如：,CH2—CH2,加聚,縮聚,(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：,,1．加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的常見(jiàn)類(lèi)型(1)加聚反應(yīng)類(lèi)型①聚乙烯類(lèi)(塑料纖維)R可為—H、—Cl、—CH3等。,c．混聚：兩種或兩種以上單體加聚：③聚乙炔類(lèi)：nCH≡CH―→CH===CH,(2)縮聚

6、反應(yīng)類(lèi)型①聚酯類(lèi)：—OH與—COOH間的縮聚nHOCH2—CH2—OH＋nHOOC—COOH―→,②聚氨基酸類(lèi)：—NH2與—COOH間的縮聚,③酚醛樹(shù)脂類(lèi),2．有機(jī)合成的過(guò)程(1)有機(jī)合成的概念有機(jī)合成指利用簡(jiǎn)單、易得的原料，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。(2)有機(jī)合成的任務(wù)有機(jī)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(tuán)的轉(zhuǎn)化。其過(guò)程示意圖如下：,3．有機(jī)合成的分析方法(1)正合成法即正向思維法，

7、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(lái)，從而得到最佳合成路線(xiàn)。,4．有機(jī)合成途徑和路線(xiàn)選擇的基本要求(1)起始原料要廉價(jià)、易得、低毒性、低污染。(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線(xiàn)。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。(3)合成路線(xiàn)要符合“綠色環(huán)?！钡囊蟆?4)有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡(jiǎn)單、條件溫和、能耗低

8、、易于實(shí)現(xiàn)。(5)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)，不能臆造不存在的反應(yīng)事實(shí)。,5．官能團(tuán)及碳鏈的變化(1)官能團(tuán)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(tuán)的消除①通過(guò)加成消除不飽和鍵；②通過(guò)加成(加H)或氧化(加O)消除醛基；

9、③通過(guò)消去或氧化或酯化等消去羥基。,(3)官能團(tuán)的衍變,③通過(guò)某種手段，改變官能團(tuán)位置(4)碳鏈的增長(zhǎng)或縮短①增長(zhǎng)：有機(jī)物與HCN加成；單體通過(guò)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。,[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CH3CH2COOCH

10、3D．其單體是CH2===CHCOOCH3,[解析]本題考查高聚物的反應(yīng)類(lèi)型及單體的判斷。從結(jié)構(gòu)片段來(lái)看，其重復(fù)的結(jié)構(gòu)為： ，因此反應(yīng)為加聚反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)；由重復(fù)的結(jié)構(gòu)可推測(cè)單體為，B與C兩選項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確。[答案]D,[方法點(diǎn)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

11、醛樹(shù)脂式，從形式上看都是脫水縮合，確定這類(lèi)縮聚產(chǎn)物的單體時(shí)，只要按照它們縮合時(shí)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(lái)復(fù)原。中學(xué)里加聚產(chǎn)物形成方式有三種：?jiǎn)蜗N的加聚、共軛二烯烴的加聚、單烯烴和共軛二烯烴的混聚。對(duì)加聚產(chǎn)物由鏈節(jié)確定單體常見(jiàn)類(lèi)型如下：,①若鏈節(jié)主鏈中只有單鍵，無(wú)雙鍵，則按每個(gè)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(shí)，則以

12、雙鍵碳原子為中心，向兩邊各拓展一個(gè)碳原子，即以四個(gè)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(gè)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(shí)，則以?xún)蓚€(gè)雙鍵碳原子為一組“切斷”，將每一組恢復(fù)成炔烴的形式。,[解析]從有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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,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)

13、簡(jiǎn)式為：,①鄰苯二甲酸　②丙烯醇(CH2===CH—CH2—OH)?、郾、芤蚁、萼彵蕉姿峒柞．①②　　B．④⑤　　C．①③　　D．③④,[解析]直接合成該高聚物的物質(zhì)為,[答案]A,[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(xiàn)合成：,(1)A→B的反應(yīng)類(lèi)型是________，D→E的反應(yīng)類(lèi)型是________，E→F的反應(yīng)類(lèi)型是________。(2)寫(xiě)出滿(mǎn)足下列條件的B的所有

14、同分異構(gòu)體________________(寫(xiě)結(jié)構(gòu)式)。①含有苯環(huán)?、诤絮セ、勰芘c新制Cu(OH)2反應(yīng)(3)C中含有的官能團(tuán)名稱(chēng)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(shuō)法正確的是________。a．使用過(guò)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(huì)導(dǎo)致溶液變黑,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_____

15、___(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。,[解析],[答案](1)氧化反應(yīng)　還原反應(yīng)　取代反應(yīng),[方法點(diǎn)撥]解答有機(jī)合成題的一般思路是：首先確定要合成的有機(jī)物屬于何類(lèi)別以及題目中所給的條件與所要合成的有機(jī)物之間的關(guān)系；然后以題目要合成的有機(jī)物為起點(diǎn)，考慮這一有機(jī)物如何從其他有機(jī)物通過(guò)反應(yīng)制得，再看此有機(jī)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(shí)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(shí)一方面要熟練掌握各種常

16、見(jiàn)有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)和各官能團(tuán)之間的聯(lián)系，另一方面要做大量的習(xí)題以強(qiáng)化知識(shí)的掌握和理解。,我國(guó)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(jiǎn)式為：,(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(xiàn)進(jìn)行合成：,試回答下列問(wèn)題：(1)反應(yīng)②⑥中加入的試劑X是________；⑤的反應(yīng)類(lèi)型是________。(2)寫(xiě)出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____________，Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

17、____________。(3)合成時(shí)應(yīng)控制D、E、H的物質(zhì)的量之比[即n(D)∶n(E)∶n(H)]為_(kāi)_______(用含m、n的式子表示)。(4)寫(xiě)出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：______________________。,[解析],[答案](1)NaOH溶液　取代反應(yīng),1．下列對(duì)于有機(jī)高分子化合物的認(rèn)識(shí)不正確的是(　　)A．有機(jī)高分子化合物稱(chēng)為聚合物或高聚物，是因?yàn)樗鼈兇蟛糠质怯尚》肿油ㄟ^(guò)聚合反應(yīng)而得到的B．有機(jī)高分子化合

18、物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，因而其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜C．對(duì)于一塊高分子材料來(lái)說(shuō)，n是一個(gè)整數(shù)值，因而它的相對(duì)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(lèi),[解析]有機(jī)高分子化合物雖然相對(duì)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(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的；對(duì)于一塊高分子材料來(lái)說(shuō)，它是由許多n值相同或不同的高分子聚合起來(lái)的，因而n是一個(gè)平均值，也就是說(shuō)它的相對(duì)分子質(zhì)量只能是一個(gè)平均值。[答案]B,2．下列不

19、屬于新型有機(jī)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(jī)玻璃[解析]塑料、合成纖維和合成橡膠被稱(chēng)為現(xiàn)代高分子三大合成材料，有機(jī)玻璃是傳統(tǒng)合成材料中的塑料，它不屬于新型有機(jī)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(jī)高分子材料。[答案]D,3．某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下：下列說(shuō)法正確的是(　　)A．聚合物的

20、鏈節(jié)是,C．聚合物的單體是CHCl===CHClD．若n為聚合度，則其相對(duì)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(gè)碳原子： ，聚合物的單體的分子式為C2H2Cl2。[答案]CD,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

21、高的是(　　),[解析]此題是貼近生活生產(chǎn)實(shí)際的信息題，重在對(duì)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(shí)，原子利用率為100%，最高。C選項(xiàng)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,5．現(xiàn)有兩種高聚物A和B，A能溶于氯仿等有機(jī)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(huì)變軟或熔融。則下列敘述中不正確的是(　　)A．高聚物A

22、可能具有彈性，而高聚物B一定沒(méi)有彈性B．高聚物A一定是線(xiàn)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,[解析]線(xiàn)型高分子具有熱塑性，加熱時(shí)會(huì)變軟、流動(dòng)，能溶于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中。而體型高分子具有熱固性，受熱時(shí)不會(huì)變軟，只能被徹底裂解，并且不溶于有機(jī)溶劑，只能有一定程度的脹大，而高聚物的彈性跟溶解性沒(méi)有直接的聯(lián)系，A不正確。故選項(xiàng)為AC。[答案]AC,6．人造羊毛的主要成分為

23、 ，此物質(zhì)可通過(guò)以下三種途徑來(lái)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↑。,回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)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(xiě)出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：__________________。(4)從能源環(huán)保的角度看

24、，你認(rèn)為最有發(fā)展前景的是_______，其中理由是________________________。,[答案](1)C4H10 (2)①?、冖?4)途徑(Ⅲ)?、僭蟻?lái)源豐富；②生產(chǎn)過(guò)程耗能低、產(chǎn)品產(chǎn)率高；③生產(chǎn)過(guò)程污染少,烴基烯基醚A的相對(duì)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：,請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A的分子式為_(kāi)_________。

25、(2)B的名稱(chēng)是__________；A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(3)寫(xiě)出C―→D反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(4)寫(xiě)出兩種同時(shí)符合下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)

26、構(gòu)簡(jiǎn)式：________________、________________。,①屬于芳香醛；②苯環(huán)上有兩種不同環(huán)境的氫原子。Ⅱ.由E轉(zhuǎn)化為對(duì)甲基苯乙炔( )的一條路線(xiàn)如下：(5)寫(xiě)出G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________________________。(6)寫(xiě)出①～④步反應(yīng)所加試劑、反應(yīng)條件和①～③步反應(yīng)類(lèi)型：,[解析]本題考查有機(jī)信息和框圖分析題。

27、利用信息可知A的分子式可寫(xiě)為(C3nH4n)O，則：40n＋16＝176，n＝4，所以A的分子式為C12H16O。由碳原子守恒可知B的碳原子數(shù)為3，該醇氧化生成的C能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)，故B的羥基在端點(diǎn)，故B是1－丙醇。(4)從苯環(huán)上有兩種不同環(huán)境的氫原子來(lái)看，說(shuō)明E的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性較強(qiáng)。E與G的相對(duì)分子質(zhì)量差值為16，可見(jiàn)E氫化生成醇F，F(xiàn)消去為烯烴，從最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)來(lái)看，應(yīng)是H消去所得，故可知G與溴加成，再在醇條件下消去。,[答