第五節(jié)合成高分子化合物_有機合成與推斷明考綱要求理主干脈絡1.了解合成高分子的組成與結構特點，能依據(jù)簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。2.了解加聚、縮聚等有機反應的特點。3.了解新型高分子材料的性能及其在高分子技術領域中的應用。4.了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質量方面的貢獻。5.關注有機化合物的安全和科學使用，認識有機化合物在生產、生活中的作用和對環(huán)境、健康產生的影響。合成高分子化合物1有機高分子的組成(1)單體能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。(2)鏈節(jié)高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位。(3)聚合度高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。如nCH2=CH2 單體 鏈節(jié)聚合度2合成高分子化合物的兩個基本反應(1)加聚反應小分子物質以加成反應形式生成高分子化合物的反應，如氯乙烯合成聚氯乙烯的化學方程式為：nCH2CHClCH2CHCl。(2)縮聚反應單體分子間縮合脫去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反應。如己二酸與乙二醇發(fā)生縮聚反應的化學方程式為CH2OH(n1)H2O。3高分子化合物的分類其中，塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為三大合成材料。1.在表格中填寫相應的單體或聚合物的結構簡式。單體結構簡式聚合物CH2=CHCH3CH3COOCH=CH2CH2=CHCH=CH2CH=CH提示：CH2=CHClCH2=CHCNCH2CHCHCH2CHCH2填空。(1)_的單體是：和HO(CH2)2OH。(2) 的單體是_和_。(3) 的單體是_。(4) 的單體是_和_。(5) 的單體是_和_。提示：(1) (2) HOCH2CH2OH(3)CH3CH(OH)COOH(4) HCHO(5)H2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)4COOH1加聚產物單體的判斷方法(1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物，其單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。如：，單體是。(2)凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如：的單體為CH2=CH2、CH3CH=CH2。(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結構的高聚物，其規(guī)律是“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。如：的單體是CH2CHCHCH2和。2縮聚產物單體的判斷方法(1)凡鏈節(jié)為NHRCO結構的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基(NH)上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物的單體。如：NHCH2CO單體為H2NCH2COOH。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側為不對稱結構的，其單體為兩種；在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。如：的單體是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有 (酯基)結構的高聚物，其合成單體為兩種，從中間斷開，羰基碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。如：單體為HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。(4)高聚物其鏈節(jié)中的CH2來自甲醛，單體為和HCHO。1.能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，現(xiàn)有一種叫HEMA的材料，是用來制備軟質隱形眼鏡的，其結構簡式為，則合成它的單體為()ACH3CH=CHCOOHCH3CH2OHBHOCH2CH2OHCCH2=CHCH2COOHHOCH2CH2OHDCH3CH2OH2某高分子材料的結構簡式為，合成該化合物的單體可能為CH2=CH2CH2=CHCH3CH2=CHCH=CH2其中正確的組合是()ABC D3電器、儀表和飛機等某些部件要用一種稱為DAP的塑料，其結構簡式為：合成它的單體可能是：鄰苯二甲酸；丙烯醇(CH2=CHCH2OH)；丙烯；乙烯；鄰苯二甲酸甲酯。正確的一組是()A BC D 答案專區(qū)1.解析：該高聚物為加聚反應的產物，其鏈節(jié)為，它是由對應的單體和HOCH2CH2OH先發(fā)生酯化反應，再發(fā)生加聚反應而生成的。答案：B2.解析：因為該高分子化合物中碳碳雙鍵在鏈節(jié)的一端而沒有在中間，所以不能再采用“凡雙鍵，四個碳”的方法進行判斷，應該考慮是碳碳三鍵的加聚。答案：B3.解析：由DAP的結構簡式可知它是由和CH2=CHCH2OH先發(fā)生酯化反應后發(fā)生加聚反應生成的。答案：A有機合成的綜合分析1有機合成題的解題思路 2有機合成中碳骨架的構建(1)鏈增長的反應：加聚反應；縮聚反應；酯化反應等(2)鏈減短的反應：烷烴的裂化反應；酯類、糖類、蛋白質等的水解反應等(3)常見由鏈成環(huán)的方法：二元醇成環(huán)：如HOCH2CH2OH。羥基酸酯化成環(huán)：如HO(CH2)3H2O。氨基酸成環(huán)：如H2NCH2CH2COOH。二元羧酸成環(huán)：如HOOCCH2CH2COOH。3有機合成中官能團的轉化(1)官能團的引入引入官能團引入方法引入鹵素原子烴、酚的取代；不飽和烴與HX、X2的加成；醇與氫鹵酸(HX)取代引入羥基烯烴與水加成；醛酮與氫氣加成；鹵代烴在堿性條件下水解；酯的水解引入碳碳雙鍵某些醇或鹵代烴的消去；炔烴不完全加成；烷烴裂化引入碳氧雙鍵醇的催化氧化；連在同一個碳上的兩個羥基脫水；含碳碳三鍵的物質與水加成引入羧基醛基氧化；酯、肽、蛋白質、羧酸鹽的水解(2)官能團的消除通過加成反應消除不飽和鍵(雙鍵、叁鍵、苯環(huán))；通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基；通過加成或氧化反應等消除醛基；通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。(3)官能團的改變可根據(jù)合成需要(或題目中所給衍變途徑的信息)，進行有機物官能團的衍變，以使中間產物向產物遞進。有以下三種方式：利用官能團的衍生關系進行衍變，如RCH2OHRCHORCOOH。通過某種化學途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€，如CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH。通過某種手段改變官能團的位置，如1(2013·北京高考)可降解聚合物P的合成路線如下：已知：i. (R為烴基)(1)A的含氧官能團名稱是_。(2)羧酸a的電離方程式是_。(3)BC的化學方程式是_。(4)化合物D苯環(huán)上的一氯代物有2種，D的結構簡式是_。(5)EF中反應和的反應類型分別是_。(6)F的結構簡式是_。(7)聚合物P的結構簡式是_。解析：由框圖給出的A、B、C轉化的反應條件和A的分子式，可推出A為，B為，C為，C為，由D的分子式以及D到E的反應條件知，D中含有能催化氧化的醇羥基，則D中還應含有酚鈉結構，所以推出D的結構簡式為，再結合題給信息進而推出E為，由信息和進一步推出F為，由G的分子式和G結構中含有3個六元環(huán)知，G由兩分子F縮合得到，G的結構簡式為，則聚合物P為。答案：(1)羥基(2)CH3COOHCH3COOH(3) HNO3(濃)OOCCH3H2O(4) CH2OH(5)加成反應、取代反應(6) (7)2(2012·重慶高考)衣康酸M是制備高效除臭劑、粘合劑等多種精細化學品的重要原料，可經(jīng)下列反應路線得到(部分反應條件略)。(1)A發(fā)生加聚反應的官能團名稱是_，所得聚合物分子的結構型式是_(填“線型”或“體型”)。(2)BD的化學方程式為_。(3)M的同分異構體Q是飽和二元羧酸，則Q的結構簡式為_(只寫一種)。(4)已知：CH2CNCH2COONaNH3，E經(jīng)五步轉變成M的合成反應流程為：EGHMJ LEG的化學反應類型為_，GH的化學方程式為_。JL的離子方程式為_。已知：C(OH)3COOHH2O，E經(jīng)三步轉變成M的合成反應流程為_。(第二步反應試劑及條件限用NaOH水溶液、加熱)。解析：(1) 分子中的碳碳雙鍵發(fā)生加聚反應生成線型高分子化合物。(2) 與Cl2發(fā)生加成反應生成，在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應生成(3) 的同分異構體為飽和二元羧酸，分子中兩個COOH不變，再將碳碳雙鍵轉化為一個三元環(huán)即可，因此得到如下兩種同分異構體：或。(4)在光照下與Cl2發(fā)生取代反應生成。在NaOH水溶液中發(fā)生水解時，Cl轉化為OH，CN轉化為COONa，同時生成NaCl、NH3，據(jù)此可寫出GH的反應方程式。被催化氧化為，該有機物中的CHO被銀氨溶液Ag(NH3)2OH氧化生成COOH，同時生成Ag、NH、NH3、H2O，在堿性環(huán)境中COOH轉化為COO，再根據(jù)離子反應方程式的書寫原則即可寫出JL的離子方程式。用經(jīng)三步合成，比較反應前后官能團變化，CN在NaOH溶液中水解后酸化處理可得COOH，CH3上的3個H原子全部被Cl原子取代得到CCl3，CCl3水解得到C(OH)3，C(OH)3自動脫水可得COOH，因此可得合成流程為 。答案： (1)碳碳雙鍵線型(2) NaOHNaClH2O或(3)或(4)取代反應2NaOHH2ONaClNH32Ag(NH3)22OHNH2Ag+3NH3+H2OE M有機推斷題的解題策略1有機推斷題的解題思路2解答有機推斷題的六大“題眼”有機物的化學和物理特性；有機反應條件；有機反應的數(shù)據(jù)；反應物和生成物的特殊結構；有機物分子的通式和相對分子質量；題目提供的反應信息。3依據(jù)有機物的特殊結構與特殊性質進行推斷(1)根據(jù)有機物的特殊反應，確定有機物分子中的官能團。官能團種類試劑與條件判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴水橙紅色褪去酸性KMnO4溶液紫紅色褪去鹵素原子NaOH溶液，加熱，AgNO3溶液和稀硝酸有沉淀產生醇羥基鈉有H2放出酚羥基FeCl3溶液顯紫色濃溴水有白色沉淀產生羧基NaHCO3溶液有CO2氣體放出醛基銀氨溶液，水浴加熱有銀鏡生成新制Cu(OH)2懸濁液，煮沸有磚紅色沉淀生成酯基NaOH與酚酞的混合物，加熱紅色褪去(2)由官能團的特殊結構確定有機物的類別。羥基連在脂肪烴基或苯環(huán)側鏈上的物質為醇，而直接連在苯環(huán)上的物質為酚。與連接醇羥基(或鹵素原子)碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子，則不能發(fā)生消去反應。CH2OH氧化生成醛，進一步氧化生成羧酸；氧化生成酮。1 mol COOH與NaHCO3溶液反應時生成1 mol CO2。(3)根據(jù)特定的反應條件進行推斷。“”這是烷烴和烷基中的氫被取代的反應條件，如a.烷烴的取代；b.芳香烴及其他芳香族化合物側鏈烷基的取代；c.不飽和烴中烷基的取代?！啊被颉啊睘椴伙柡玩I加氫反應的條件，包括、CC、與H2的加成?！啊笔莂.醇消去H2O生成烯烴或炔烴；b.酯化反應；c.醇分子間脫水生成醚的反應；d.纖維素的水解反應?！啊被颉啊笔躯u代烴消去HX生成不飽和有機物的反應條件?！啊笔莂.鹵代烴水解生成醇；b.酯類水解反應的條件?！啊笔莂.酯類水解；b.糖類水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反應條件?！啊薄啊睘榇佳趸臈l件?！啊被颉啊睘楸郊捌渫滴锉江h(huán)上的氫被鹵素原子取代的反應條件。溴水或Br2的CCl4溶液是不飽和烴加成反應的條件?！啊薄啊笔侨┭趸臈l件。(4)根據(jù)有機反應中定量關系進行推斷。烴和鹵素單質的取代：取代1 mol 氫原子，消耗1 mol 鹵素單質(X2)。的加成：與H2、Br2、HCl、H2O等加成時是11加成。含OH有機物與Na反應時：2 mol OH生成1 mol H2；1 mol CHO對應2 mol Ag；或1 mol CHO對應1 mol Cu2O；物質轉化過程中相對分子質量的變化：a. b. c. (酯基與生成水分子個數(shù)的關系)(關系式中M代表第一種有機物的相對分子質量)4依據(jù)有機物之間的轉化關系進行推斷醇、醛、羧酸、酯之間的相互衍變關系是有機結構推斷的重要突破口，它們之間相互轉化關系可用下圖表示：上圖中，A能連續(xù)氧化生成C，且A、C在濃H2SO4存在下加熱生成D，則：A為醇、B為醛、C為羧酸、D為酯；A、B、C三種物質中碳原子數(shù)相同，碳骨架結構相同A分子中含CH2OH結構。若D能發(fā)生銀鏡反應，則A為CH3OH，B為HCHO、C為HCOOH，D為HCOOCH3。5依據(jù)新信息進行有機結構推斷有機信息題常以新材料、高科技為背景，考查有機化學的基礎知識。這類題目比較新穎，新知識以信息的形式在題目中出現(xiàn)，要求通過閱讀理解、分析整理給予的信息，找出規(guī)律。這類試題通常要求解答的問題并不難，特點是“起點高、落點低”。3(2013·天津高考)已知2RCH2CHORCH2CH=水楊酸酯E為紫外線吸收劑，可用于配制防曬霜。E的一種合成路線如下：請回答下列問題：(1)一元醇A中氧的質量分數(shù)約為21.6%，則A的分子式為_；結構分析顯示A只有一個甲基，A的名稱為_。(2)B能與新制的Cu(OH)2發(fā)生反應，該反應的化學方程式為_。(3)C有_種結構；若一次取樣，檢驗C中所含官能團，按使用的先后順序寫出所用試劑：_。(4)第步的反應類型為_；D所含官能團的名稱為_。(5)寫出同時符合下列條件的水楊酸所有同分異構體的結構簡式：_。a分子中有6個碳原子在一條直線上；b分子中所含官能團包括水楊酸具有的官能團。(6)第步的反應條件為_；寫出E的結構簡式：_。解析：(1)A的相對分子質量為74，741658,58÷12410，故A的分子式是C4H10O。若只有一個甲基，則A的結構簡式為CH3CH2CH2CH2OH。(2)B是CH3CH2CH2CHO，其與新制氫氧化銅的反應類似于乙醛與新制氫氧化銅的反應。(3)根據(jù)信息知由B生成C實際上發(fā)生了兩步反應，即2分子B先發(fā)生加成反應，生成中間產物，再由此中間產物發(fā)生脫水得到C。由于此中間產物的結構不對稱，所以有兩種脫水方式，得到的C有兩種：、。C分子中含有碳碳雙鍵和醛基兩種官能團。檢驗碳碳雙鍵可用溴水或酸性高錳酸鉀溶液，但醛基也能被上述試劑氧化，對碳碳雙鍵的檢驗帶來干擾，所以應先檢驗醛基，再檢驗碳碳雙鍵。(4)C的相對分子質量是126，D的相對分子質量為130，顯然從C到D是C與H2發(fā)生的加成反應，且碳碳雙鍵與醛基都發(fā)生了加成反應，生成的D是飽和一元醇。(5)水楊酸的分子式是C7H6O3，不飽和度是5，其同分異構體中含有1個羧基，占有1個不飽和度，則剩余6個碳原子占有4個不飽和度，又要求6個碳原子共線，則分子中必有2個CC鍵，且相鄰兩個CC鍵之間不能有飽和碳原子，因此其碳鏈有兩種：CCCCCCCOOH、CCCCCCCOOH。用羥基分別取代CH鍵上的氫原子可得到4種同分異構體。(6)第步是酯化反應，反應條件是濃硫酸作催化劑并加熱。答案：(1)C4H10O1­丁醇(或正丁醇)(2)CH3CH2CH2CHO2Cu(OH)2NaOHCH3CH2CH2COONaCu2O3H2O(3)2銀氨溶液、稀鹽酸、溴水(或其他合理答案)(4)還原反應(或加成反應)羥基(5)HOCH2CCCCCH2COOH、HOCH2CH2CCCCCOOH、(6)濃H2SO4，加熱4(2012·新課標全國卷)對羥基苯甲酸丁酯(俗稱尼泊金丁酯)可用作防腐劑，對酵母和霉菌有很強的抑制作用，工業(yè)上常用對羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化下進行酯化反應而制得。以下是某課題組開發(fā)的從廉價、易得的化工原料出發(fā)制備對羥基苯甲酸丁酯的合成路線： 氧化劑已知以下信息：通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基：D可與銀氨溶液反應生成銀鏡；F的核磁共振氫譜表明其有兩種不同化學環(huán)境的氫，且峰面積比為11?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學名稱為_；(2)由B生成C的化學反應方程式為_該反應的類型為_；(3)D的結構簡式為_；(4)F的分子式為_；(5)G的結構簡式為_；(6)E的同分異構體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反應的共有_種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學環(huán)境的氫，且峰面積比為221的是_(寫結構簡式)。解析：解答本題可采取順推和逆推相結合的方法。A顯然是甲苯，在Fe的催化作用下，苯環(huán)上的氫會被取代，根據(jù)合成的目標產物對羥基苯甲酸丁酯，可判斷B是對氯甲苯。在光照條件下，B分子中甲基上的兩個H被取代，生成物C是，根據(jù)信息、可知D是，E是，F(xiàn)是，G是。(1)A的化學名稱是甲苯。(2)由B生成C的化學方程式為2Cl22HCl。(3)D的結構簡式為。(4)F的分子式為C7H4O3Na2。(5)G的結構簡式為。(6)E的同分異構體能發(fā)生銀鏡反應，則含有HCOO或CHO。首先寫出含有HCOO或CHO但不含Cl原子的有機物，有如下幾種：、，上述各物質的苯環(huán)上的一氯代物分別有3種、2種、4種、4種，共有13種。答案：(1)甲苯(2) 2Cl22HCl取代反應(3)(4)C7H4O3Na2(5) (6)135(2012·天津高考)萜品醇可作為消毒劑、抗氧化劑、醫(yī)藥和溶劑。合成­萜品醇G的路線之一如下：C(A)(B)DEF (G)已知：RCOOC2H5請回答下列問題：(1)A所含官能團的名稱是_。(2)A催化氫化得Z(C7H12O3)，寫出Z在一定條件下聚合反應的化學方程式：_。(3)B的分子式為_；寫出同時滿足下列條件的B的鏈狀同分異構體的結構簡式：_。核磁共振氫譜有2個吸收峰能發(fā)生銀鏡反應(4)BC、EF的反應類型分別為_、_。(5)CD的化學方程式為_。(6)試劑Y的結構簡式為_。(7)通過常溫下的反應，區(qū)別E、F和G的試劑是_和_。(8)G與H2O催化加成得不含手性碳原子(連有4個不同原子或原子團的碳原子叫手性碳原子)的化合物H，寫出H的結構簡式：_。解析：(1)由A的結構簡式知其所含官能團為羧基與羰基。(2)Z的結構簡式為，分子中含有OH、COOH兩種官能團，Z發(fā)生聚合反應生成聚酯。(3)B的分子式為C8H14O3。B的同分異構體能發(fā)生銀鏡反應，說明含有醛基或甲酸酯基，核磁共振氫譜有2個吸收峰，說明分子結構具有高度的對稱性，若分子中有2個CHO，同時含有醚鍵結構時可得到符合條件的結構簡式：。(4)由BC、EF的反應條件知前者為Br取代OH的反應，后者為酯化反應(取代反應)。(5)C的結構簡式為，在NaOH的乙醇溶液中，Br發(fā)生消去反應，在環(huán)上形成一個碳碳雙鍵；COOH與NaOH反應生成COONa，書寫方程式時要注意有水生成，并注意水的計量數(shù)。(6)E是，F(xiàn)是，再結合題目給出的新反應信息及G的結構簡式知Y是CH3MgX(XCl、Br、I)。(7)E中含有羧基，F(xiàn)中含有酯基，G中含有羥基，故可先用Na2CO3或NaHCO3溶液等試劑將E區(qū)別開(有氣泡產生)，然后再用Na將G區(qū)別開(有氣泡產生)。(8)因得到的是不含手性碳原子的物質，故加成時羥基應該加到連有甲基的不飽和碳原子上，由此可得到相應的結構簡式。答案：(1)羰基、羧基(2) (n1)H2O(3)C8H14O3(4)取代反應酯化反應(或取代反應)(5) 2NaOHNaBr2H2O(6)CH3MgX(XCl、Br、I)(7)NaHCO3溶液Na(8) 18