教育专题：2015年高考化学总复习【课件】106高分子化合物有机合成与推断（人教版）.ppt

考纲定标考纲定标1了解合成高分子的了解合成高分子的组组成与成与结结构特点，能依据构特点，能依据简单简单合合 成高分子的成高分子的结结构分析其构分析其链节链节和和单单体。体。2了解加聚、了解加聚、缩缩聚等有机反聚等有机反应应的特点。的特点。3了解新型高分子材料的性能及其在高分子技了解新型高分子材料的性能及其在高分子技术领术领域域 中的中的应应用。用。4了解合成高分子化合物在了解合成高分子化合物在发发展展经济经济、提高生活、提高生活质质量量 方面的方面的贡贡献。献。5关注有机化合物的安全和科学使用，关注有机化合物的安全和科学使用，认识认识有机化合有机化合 物在生物在生产产、生活中的作用和、生活中的作用和对环对环境、健康境、健康产产生的生的 影响。影响。热热点定位点定位1结结合高分子化合物的合成，判断加聚、合高分子化合物的合成，判断加聚、缩缩聚等反聚等反应类应类 型，以及分析型，以及分析链节链节和和单单体。体。2根据新型高分子材料在高技根据新型高分子材料在高技术领术领域中的域中的应应用，考用，考查查高高 分子材料的性能及合成。分子材料的性能及合成。3根据信息及合成路根据信息及合成路线线，推断及合成指定，推断及合成指定结结构构简简式的有式的有 机物。机物。4有机物合成路有机物合成路线线的的选择选择、设计设计和和评评价。价。3 3掌握有机推断题的解题思路掌握有机推断题的解题思路第十章第六节抓基础析考点提能力一、有机高分子化合物一、有机高分子化合物1基本概念基本概念(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。合物。(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。位。(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。聚合度：高分子链中含有链节的数目。2合成方法合成方法(1)加聚反应：加聚反应：由单体通过加成反应的方式生成高分子化合物，既属于由单体通过加成反应的方式生成高分子化合物，既属于 反应，又属于反应，又属于 反应，如聚异戊二烯合成的化反应，如聚异戊二烯合成的化学方程式为：学方程式为：加成加成聚合聚合(2)缩聚反应：缩聚反应：反应的特点：单体通过分子间的反应的特点：单体通过分子间的 而生成高分子化而生成高分子化合物，反应过程中伴随合物，反应过程中伴随 (如如H2O、HX等等)的生成。的生成。如对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为如对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为缩合缩合小分子小分子。二、应用广泛的高分子材料二、应用广泛的高分子材料1传统高分子材料传统高分子材料(2)常见的塑料：常见的塑料：名称名称单单体体结结构构简简式式聚乙聚乙烯烯 酚酚醛树醛树脂脂(电电木木)CH2=CH2(3)合成纤维：合成纤维：纤维的分类：纤维的分类：常见合成纤维的单体和结构简式：常见合成纤维的单体和结构简式：名称名称单单体体结结构构简简式式涤纶涤纶 聚聚对对苯二甲酸乙二醇苯二甲酸乙二醇酯酯腈纶腈纶 聚丙聚丙烯腈烯腈HOCH2CH2OHCH2=CHCN(4)几种常见的合成橡胶：几种常见的合成橡胶：名称名称单单体体高聚物的分子高聚物的分子结结构构顺顺丁橡胶丁橡胶CH2=CHCH=CH2丁苯橡胶丁苯橡胶(SBR)氯氯丁橡胶丁橡胶2新型高分子材料新型高分子材料(1)功能高分子材料：功能高分子材料：概念：既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特概念：既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。殊功能的高分子材料。分类：分类：(2)复合材料：复合材料：概念：概念：两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，其中一种两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，其中一种材料作为基体，另一种材料作为增强体。材料作为基体，另一种材料作为增强体。主要性能：主要性能：强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀。强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀。应用领域：应用领域：可应用于宇宙航空等工业。可应用于宇宙航空等工业。三、有机合成与推断三、有机合成与推断1有机合成的任务有机合成的任务分子骨架分子骨架官能团官能团2有机合成的原则有机合成的原则起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。应尽量选择步骤最少的合成路线。应尽量选择步骤最少的合成路线。原子经济性高，具有较高的产率。原子经济性高，具有较高的产率。有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。实现。3常见合成路线常见合成路线化学方程式依次为：化学方程式依次为：1加聚反应与缩聚反应的区别加聚反应与缩聚反应的区别加聚反加聚反应应缩缩聚反聚反应应反反应应物特物特征征含不含不饱饱和和键键(如如 )含特征官能含特征官能团团(如如OH或或NH2，)产产物特征物特征聚合物与聚合物与单单体具有体具有相同的相同的组组成成聚合物的聚合物的单单体具有不同的体具有不同的组组成成产产物种物种类类 只只产产生聚合物生聚合物聚合物和小分子聚合物和小分子(如如H2O)2高聚物单体的判断方法高聚物单体的判断方法(1)加聚反应生成的高聚物：加聚反应生成的高聚物：凡链节的主链上只有两个碳原子凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子无其他原子)的高聚的高聚物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。如：如：的单体为：的单体为：。凡链节主链上有四个碳原子凡链节主链上有四个碳原子(无其他原子无其他原子)，且链节无双键的，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：闭合即可。如：的单体为：的单体为：CH3CH=CH2和和CH2=CH2。凡链节主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，凡链节主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，按规律按规律“凡双键，四个碳；无双键，两个碳凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。如：将两个半键闭合，即单双键互换。如：的单体是：的单体是：CH2=CHCH=CH2和和CH2=CH 。(2)缩聚反应生成的高聚物：缩聚反应生成的高聚物：凡凡链节为链节为 结结构的高聚物，其合构的高聚物，其合成成单单体必体必为为一种，在一种，在亚亚氨基氨基(或或单键单键氧氧)上加上加氢氢，在，在羰羰基碳上基碳上加加羟羟基，即得高聚物基，即得高聚物单单体。体。如：如：的的单单体体为为：H2NCH2COOH。凡凡链节链节中中间间(不在端上不在端上)含有含有肽键肽键的高聚物，从的高聚物，从肽键肽键中中间间断断开，两开，两侧为侧为不不对对称称结结构的，其构的，其单单体体为为两种，在两种，在亚亚氨基上加氨基上加氢氢，羰羰基碳原子上加基碳原子上加羟羟基，即得高聚物基，即得高聚物单单体。体。凡凡链节链节中中间间(不在端上不在端上)含有含有酯酯基基结结构构()的高聚物，的高聚物，其合成其合成单单体体为为两种，从两种，从 中中间间断开，断开，羰羰基碳原子上基碳原子上加加羟羟基，氧原子上加基，氧原子上加氢氢原子，即得高聚物原子，即得高聚物单单体。体。如：如：的的单单体体为为HOOCCOOH和和HOCH2CH2OH。高聚物高聚物 H ，其，其链节链节中的中的“CH2”来自于来自于甲甲醛醛，合成，合成该该高聚物的高聚物的单单体体为为：和和HCHO。例例1(1)做装饰板的贴画，常用氨基树脂，它的结构片段如做装饰板的贴画，常用氨基树脂，它的结构片段如下图所示：下图所示：它可以看做是两种单体的缩水产物，这两种单体的结构简它可以看做是两种单体的缩水产物，这两种单体的结构简式是式是_，_。(2)ABS：的的3种单体的种单体的结构简式分别是结构简式分别是_，_，_。(3)新型弹性材料新型弹性材料“丁苯吡橡胶丁苯吡橡胶”的结构简式如下：的结构简式如下：其单体为其单体为_。解析解析由高聚物找单体是有关高分子化合物考查中的常用由高聚物找单体是有关高分子化合物考查中的常用题型，重点抓住教材中涉及的不饱和键的加成，以及题型，重点抓住教材中涉及的不饱和键的加成，以及COOH与与OH、COOH与与NH2、OH与与OH、HCHO与苯酚之间的缩合。与苯酚之间的缩合。(1)类似于苯酚与甲醛的缩聚反应，属于含有活泼类似于苯酚与甲醛的缩聚反应，属于含有活泼H的物质的物质与羰基的缩合。与羰基的缩合。(2)(3)观察该高聚物的结构特点，可知属于加聚聚合物。观察该高聚物的结构特点，可知属于加聚聚合物。答案答案(1)HCHO(2)CH2=CHCNCH2=CHCH=CH2CH2(3)CH2=CHCH=CH2、高聚物单体的判断高聚物单体的判断 判断高聚物的单体时，一定要先判断是加聚产物还是判断高聚物的单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物；加聚产物的主链一般全为碳原子，缩聚产物的缩聚产物；加聚产物的主链一般全为碳原子，缩聚产物的链节中不全为碳原子，一般有链节中不全为碳原子，一般有“，”等结构，聚合时的成键处为形成单体时的断键处，如：等结构，聚合时的成键处为形成单体时的断键处，如：“，”。1有有4种有机物：种有机物：CH3CH=CHCN，其中可用于合成结构简式为，其中可用于合成结构简式为 的高分子材料的正确的高分子材料的正确组合为组合为 ()解析：解析：先找出所给高分子材料的单体：先找出所给高分子材料的单体：CH3CH=CHCN、和和 对照便可确定答案。对照便可确定答案。ABC D答案：答案：D2科学家科学家对对人造血液和人造器官的研制及人造血液和人造器官的研制及应应用已取得用已取得 了很大的了很大的进进步。下列物步。下列物质质就可以作就可以作为为人工心人工心脏脏、人、人 工血管等人体植入物的高分子生物材料：工血管等人体植入物的高分子生物材料：下列关于上述高分子生物材料的说法中正确的是下列关于上述高分子生物材料的说法中正确的是()A用于合成维通橡胶的单体是：用于合成维通橡胶的单体是：B用于合成有机硅橡胶的单体是：用于合成有机硅橡胶的单体是：C聚四氟乙烯、有机硅橡胶均可看作加聚反应的产物聚四氟乙烯、有机硅橡胶均可看作加聚反应的产物D有机硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯均可通过加聚反应制得有机硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯均可通过加聚反应制得解析：解析：合成维通橡胶的单体是合成维通橡胶的单体是CH2CF2和和CF2CFCF3；有机硅橡胶是通过羟基之间缩水而形成的高分子；有机硅橡胶是通过羟基之间缩水而形成的高分子化合物。化合物。答案：答案：B1官能团的引入官能团的引入引入官能引入官能团团引入方法引入方法卤卤素原子素原子烃烃、酚的取代；、酚的取代；不不饱饱和和烃烃与与HX、X2的加成；的加成；醇与醇与氢卤氢卤酸酸(HX)取代取代引入官能引入官能团团引入方法引入方法羟羟基基烯烃烯烃与水加成；与水加成；醛醛、酮酮与与氢氢气加成；气加成；卤卤代代烃烃在碱性条件下水解；在碱性条件下水解；酯酯的水解；的水解；葡萄糖葡萄糖发发酵生成乙醇酵生成乙醇碳碳双碳碳双键键某些醇或某些醇或卤卤代代烃烃的消去；的消去；炔炔烃烃不完全加成；不完全加成；烷烃烷烃裂化裂化引入官能引入官能团团引入方法引入方法碳氧双碳氧双键键醇的催化氧化醇的催化氧化连连在同一个碳原子上的两个在同一个碳原子上的两个羟羟基脱水；基脱水；低聚糖和多糖水解可引入低聚糖和多糖水解可引入醛醛基；基；含碳碳三含碳碳三键键的物的物质质与水加成与水加成羧羧基基醛醛基氧化；基氧化；酯酯、肽肽、蛋白、蛋白质质的水解的水解引入官能引入官能团团引入方法引入方法卤卤代：代：X2、铁铁屑；屑；硝化：硝化：浓浓硝酸和硝酸和浓浓硫酸硫酸共共热热；烃烃基氧化；基氧化；先先卤卤代后水解代后水解2官能团的消除官能团的消除(1)通过加成反应消除不饱和键通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环双键、三键、苯环)；(2)通过消去、氧化、酯化消除羟基；通过消去、氧化、酯化消除羟基；(3)通过加成或氧化消除醛基；通过加成或氧化消除醛基；(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。3官能团的改变官能团的改变(1)通过官能团之间的衍变关系改变官能团。通过官能团之间的衍变关系改变官能团。如：醇如：醇醛醛酸酸(2)通过某些化学途径使一个官能团变成两个官能团。通过某些化学途径使一个官能团变成两个官能团。如：如：CH3CH2OHCH2=CH2 CH2XCH2X CH2OHCH2OH(3)通过某些手段改变官能团的位置。通过某些手段改变官能团的位置。如：如：CH3CHXCHXCH3H2C=CHCH=CH2CH2XCH2CH2CH2X4官能团的保护官能团的保护 有机合成时，往往在有机物分子中引入多个官能团，但有机合成时，往往在有机物分子中引入多个官能团，但 有时在引入某一个官能团时对其他官能团造成破坏，导有时在引入某一个官能团时对其他官能团造成破坏，导 致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要 把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的 时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。特别提醒特别提醒 有机合成通常从两个方面思考：有机合成通常从两个方面思考：目标化合物分子骨目标化合物分子骨架的构建；架的构建；官能团的转化。对比原料和目标产物，通过官能团的转化。对比原料和目标产物，通过正、逆向思维确定有机合成路线。正、逆向思维确定有机合成路线。例例2PCT是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成是一种新型聚酯材料，下图是某研究小组合成PCT的路线：的路线：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)由由A生成生成D的化学方程式为的化学方程式为_；(2)由由B生成生成C的反应类型是的反应类型是_，C的化学名称为的化学名称为_；(3)由由E生成生成F的化学方程式为的化学方程式为_，该反应的类型为该反应的类型为_；(4)D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有的同分异构体中为单取代芳香化合物的有_(写结构简式写结构简式)(5)B的同分异构体中，能发生水解反应，且苯环上一氯代产的同分异构体中，能发生水解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是物只有一种的是_(写结构简式写结构简式)。解析解析根据框图中分子式和转化条件可得，根据框图中分子式和转化条件可得，A为芳香烃、为芳香烃、B为芳香羧酸、为芳香羧酸、C为芳香酯、为芳香酯、D为芳香卤代烃、为芳香卤代烃、E为芳香二醇、为芳香二醇、F为脂肪二醇；再根据合成目标物，逆推得出以上各物质均为脂肪二醇；再根据合成目标物，逆推得出以上各物质均有苯环上对位结构有苯环上对位结构(或类似苯环对位结构或类似苯环对位结构)，因而推导出所有，因而推导出所有物质结构。物质结构。(4)小题中的单取代同分异构体，就是小题中的单取代同分异构体，就是2个氯原子个氯原子2个碳原子的碳链异构；个碳原子的碳链异构；(5)小题中要求写能水解的，只能是小题中要求写能水解的，只能是酯结构，且要求带环上只有酯结构，且要求带环上只有1种等效氢，有全对称结构要求。种等效氢，有全对称结构要求。答案答案 (1)(2)酯化酯化(或取代或取代)对苯二甲酸二甲酯对苯二甲酸二甲酯加成加成(或还原或还原)3以溴乙烷制以溴乙烷制1,2二溴乙烷，下列转化方案中，最好的是二溴乙烷，下列转化方案中，最好的是()答案：答案：D41,3丙二醇是生丙二醇是生产产新型高分子材料新型高分子材料PTT的主要原料，的主要原料，目前目前1,3丙二醇的生丙二醇的生产产的路的路线线有：以石油裂解气有：以石油裂解气为为原原料的两条石化合成路料的两条石化合成路线线和一条生物工程法合成路和一条生物工程法合成路线线。(1)A的的结结构构简简式式为为_。(2)从合成原料来源的角度看，你从合成原料来源的角度看，你认为认为最具有最具有发发展前景的路展前景的路线线是是_(填填1、2或或3)，理由是，理由是_。(3)以以1,3丙二醇与丙二醇与对对苯二甲酸苯二甲酸为为原料可以合成聚原料可以合成聚酯酯PTT，写，写出其化学方程式出其化学方程式_。(4)已知丙二酸二乙已知丙二酸二乙酯酯能能发发生以下反生以下反应应：解析：解析：(1)路路线线1，丙，丙烯醛烯醛与与1,3丙二醇的丙二醇的结结构，除了把构，除了把醛醛基基还还原原为为醇醇羟羟基外，在碳碳双基外，在碳碳双键键的端的端头还头还引入了一个引入了一个羟羟基，而基，而后一步是加后一步是加氢还氢还原，原，则则丙丙烯醛烯醛到到A是引入是引入羟羟基。基。绿绿色化学是色化学是当今潮流，需要考当今潮流，需要考虑虑可持可持续续的的资资源再生源再生问题问题。首先要看明白。首先要看明白 的的键线键线式。然后式。然后应应用提示信息，用提示信息，设计设计合成合成线线路。路。答案：答案：(1)CH2OHCH2CHO(2)3路路线线3以可再生以可再生资资源淀粉源淀粉为为原料，路原料，路线线1、2的原的原料料为为石油石油产产品，而石油是不可再生品，而石油是不可再生资资源源