资源描述
1．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。
2．了解加聚反应和缩聚反应。
3．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。
4．了解合成高分子有机化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。,第三讲 高分子化合物、有机合成与推断,1．合成有机高分子化合物的常见反应类型
2．有机物组成和结构的推断方法
3．简单有机物合成路线的选择与设计
4．有机合成与推断综合题中的信息分析与运用,一、有机高分子化合物与聚合反应
1．有机高分子化合物
高分子化合物是相对小分子而言的，简称 。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。
链节： ；聚合度： ；单体： 。,高分子,高分子化合物中重复的结构单元,结构单元数或链节数，符号为n,能够合成高分子化合物的小分子物质,2．加聚反应和缩聚反应
(1)加聚反应
①定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。,②产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。
③反应类型,b．聚二烯类(橡胶),c．混聚：两种或两种以上单体加聚：,(2)缩聚反应
①定义：单体间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
②产物特征：高聚物和小分子，高聚物与单体有不同组成。
③反应类型
a．聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚,b．聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚,c．酚醛树脂类,天然高分子和合成高分子有什么区别？
提示 天然高分子和合成高分子的主要区别是：合成高分子是由单体通过聚合反应而生成的，天然高分子是自然界存在的，不需要单体进行反应而来，天然高分子都能水解，而合成高分子一般都不易与水发生反应。,二、有机合成中碳骨架的构建及官能团的引入和消除
1．碳骨架的构建
(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。,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,(3)碳链的减短,2．官能团的引入,3．官能团的消除
(1)通过有机物加成消除不饱和键，
(2)通过消去、氧化或酯化消除羟基，
(3)通过加成或氧化消除醛基，
(4)通过消去或取代消除卤素原子。,有机合成的初始原料一般是石油或绿色植物合成的淀粉，如何由石油制乙二醇？如何由淀粉制乙二醇？,二种方法
1．有机合成中官能团的判定方法,2.常见的有机物的提纯方法,我的总结
能够发生水解反应的物质归纳：
1．盐类水解
(1)强酸弱碱盐水解呈酸性，如CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3等。
(2)强碱弱酸盐水解呈碱性，如KF、Na2CO3、K2SiO3、Na[Al(OH)4]等。,2.卤化物水解生成酸
PCl3＋3H2O===H3PO3＋3HCl
PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl
BrCl＋H2O===HCl＋HBrO
3．金属氮化物水解生成金属氢氧化物和氨
Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
4．金属碳化物水解生成金属氢氧化物和烃类物质
Al4C3＋12H2O―→4Al(OH)3＋3CH4↑
CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋
HCCH↑,必考点96 聚合反应与高聚物单体的判断
1．判断聚合类型
若链节上都是碳原子，一般是加聚反应得到的产物，若链节上含有 等基团时，都是缩聚反应的产物。
说明：①-O—CH2—是HCHO的加聚产物。
②含 基团的是HCHO和酚发生缩
聚反应的产物。,2．判断高聚物的单体
(1)若是加聚产物
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必为一种，将两半键闭合即可，如,凡链节的主链有多个碳原子(无其他原子)的高聚物，判断其单体的方法为：①若链节的主链没有碳碳双键时，一般是将链节的主链碳原子“两两断、单变双”即可得到单体。②若链节的主链有碳碳双键时一般是将链节的主链碳原子以双键为中心四个断，其余两个断、然后“双变单、单变双”即可得到单体。如：,(2)若是缩聚产物
凡链节为-HN—R—CO-结构的高聚物，其合成单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得高聚物单体。
凡链节中间(不在端上)含有肽键结构的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的其单体必为两种；在亚氨基上加氢，羰基上加羟基即得高聚物单体。
凡链节中间(不在端上)含有 酯键结构的高聚物，其合成单体必为两种，从 中断开，羰基上加羟基，氧原子上加氢原子即得高聚物单体。,,(2)ABS： 的3种单体的结构
简式分别是________，________，________。
(3)新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下：,其单体为________________。,解析 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—COOH与—OH、—COOH与—NH2、—OH与—OH、HCHO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H的物质与羰基的缩合。(2)(3)观察该高聚物的结构特点，可知属于加聚聚合物。,答案 (1)HCHO
(2)CH2CHCN CHCH2CHCH2
(3)CHCH2CHCH2、,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，缩聚产物的链节中不全为碳原子，一般有“COO，CONH”等结构，聚合时的成键处为形成单体时的断键处，
如“ ， ”。,【应用1】
有4种有机物：
其中可用于合成结构简式为
的高分子材料的正确组合为( )。
A．①③④ B．①②③
C．①②④ D．②③④,解析 先找出所给高分子材料的单体：
和 对照便可确定答案。
答案 D,必考点97合成有机高分子化合物,(2)二元合成路线：,(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。,【典例2】
(2013·重庆联考)以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料,已知：
①A的相对分子质量小于110，其中碳的质量分数约为0.9；
②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮；,(3)C可发生银镜反应。
请根据以上信息回答下列问题：
(1)A的分子式为_______________________________；
(2)由A生成B的化学方程式为_____________________，
反应类型是_________________________________；,(3)由B生成C的化学方程式为_________________，
该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是___________________________________________________________________；
(4)D的结构简式为____________，D的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有____________(写结构简式)。,解析 合成题通常用逆推法：,逆推的第三步用到了题中所给的信息。(4)中能水解，且水解产物之一为乙酸，则一定为乙酸酯，所以有邻、间、对三种同分异构体。
答案 (1)C8H10,A．CH2===CHCH2OH
B．CH3CH(OH)CH2OH
C．CH3CH2OH
D．CH2ClCHClCH2OH
解析 经四种反应合成高聚物，逆推过程为：
答案 B,题的解题要领
该类题综合性强，思维容量大，常以框图题或变相框图题的形式出现，解决这类题的关键是以反应类型为突破口，以物质类别判断为核心进行思考。经常在一系列推导关系中有部分物质已知，这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。可以由原料结合反应条件正向推导产物，也可以从产物结合条件逆向推导原料，也可以从中间产物出发向两侧推导，审题时要抓住基础知识，结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。,解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系，不仅要注意物质官能团的衍变，还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变，这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。由定性走向定量是思维深化的表现，将成为今后高考命题的方向之一。,当场指导
(14分)(2012·安徽理综，26)PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：,(1)A→B的反应类型是________；B的结构简式是_______。
(2)C中含有的官能团名称是________；D的名称(系统命名)是________________________________________________________________________。,(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键。半方酸的结构简式是________________________________________________________________________。
(4)由B和D合成PBS的化学方程式是______________。,(5)下列关于A的说法正确的是________。
a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应
c．能与新制Cu(OH)2反应
d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2,命题方向：
考查考生对有机物性质的理解以及信息的接受、整合能力。
易错提示：
对于该题最后一问考生容易受思维定势影响，错误地认为只有含醛基(—CHO)才可与新制Cu(OH)2发生氧化还原反应而漏选c项。,答题指导：
(1)依据烯烃的性质知A→B是碳碳双键与氢气发生的加成反应，故B的结构简式为HOOCCH2CH2COOH。(2)利用已知信息和合成图可知C的结构简式为HOCH2—C≡C—CH2OH，其中含有的官能团名称为碳碳三键、羟基；D的1、4号碳原子上含有羟基，故D的名称为1,4丁二醇。(3)根据马来酸酐的分子式(C4H2O3)和半方酸的结构特点可写出其结构简式。(4)根据B、D的结构简式可知合成PBS为缩聚反应。,评分细则,Hold住考向,名师揭秘
2014年高考中，主要是以新药物、新材料等为命题背景的信息给予型的有机合成与推断的综合题，对于有机物组成、结构及其相互转化进行综合考查，对该类题的审题和解题要特别注意，对于给予信息的分析、应用和知识的迁移应用，要更加关注有机高分子化合物合成路线的分析与设计。,1．(2012·北京理综，28)优良的有机溶剂对孟烷、耐热型特种高分子功能材料PMnMA的合成路线如下：,合成有机高分子化合物,已知芳香化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的烷基取代。如：,(1)B为芳香烃。
①由B生成对孟烷的反应类型是____________________。
②(CH3)2CHCl与A生成B的化学方程式是______________
________________________________________________________________________。
③A的同系物中相对分子质量最小的物质是_______。,(2)1.08 g的C与饱和溴水完全反应生成3.45 g白色沉淀。E不能使Br2的CCl4溶液褪色。
①F的官能团是________。
②C的结构简式是______________________________。
③反应Ⅰ的化学方程式是___________。,(3)下列说法正确的是(选填字母)________。
a．B可使酸性高锰酸钾溶液褪色
b．C不存在醛类同分异构体
c．D的酸性比E弱
d．E的沸点高于对孟烷
(4)G的核磁共振氢谱有3种峰，其峰面积之比为3∶2∶1。G与NaHCO3反应放出CO2。反应Ⅱ的化学方程式是________________________________________________。,发生加聚反应得到PMnMA。,2．(2012·浙江理综，29)化合物X是一种环境激素，存在如下转化关系：,化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应，分子中含有两个化学环境完全相同的甲基，其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。
根据以上信息回答下列问题：
(1)下列叙述正确的是________。
a．化合物A分子中含有联苯结构单元
b．化合物A可以和NaHCO3溶液反应，放出CO2气体
c．X与NaOH溶液反应，理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d．化合物D能与Br2发生加成反应,(2)化合物C的结构简式是________，A→C的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)________。
a．属于酯类
b．能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式_________________。
(5)写出E→F反应的化学方程式____________________
________________________。,1．(2012·天津理综，8)萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成α萜品醇G的路线之一如下：,有机合成与推断,请回答下列问题：
(1)A所含官能团的名称是________。
(2)A催化氢化得Z(C7H12O3)，写出Z在一定条件下聚合反应的化学方程式：________。
(3)B的分子式为________；写出同时满足下列条件的B的链状同分异构体的结构简式：________。
①核磁共振氢谱有2个吸收峰
②能发生银镜反应
(4)B→C、E→F的反应类型分别为________、________。,(5)C→D的化学方程式为___________。
(6)试剂Y的结构简式为________。
(7)通过常温下的反应，区别E、F和G的试剂是________和________。
(8)G与H2O催化加成得不含手性碳原子(连有4个不同原子或原子团的碳原子叫手性碳原子)的化合物H，写出H的结构简式：________。,解析 有机合成过程为：,(1)根据A的结构简式可知A含有的官能团为羧基和羰基。
(2)羰基和H2加成生成羟基，—COOH不与H2反应，生成Z为
，发生缩聚反应。
(3)B的分子式为C8H14O3，核磁共振氢谱有2个吸收峰，则有两种氢，能发生银镜反应则有—CHO，C8H14O3有2个不饱和度，可以有2个双键，—CHO占一种氢，烃基一定有H，而且一定都是CH3—上的氢，三个氧有一个氧不连氢，而为醚键，所以B的同分异构体是 。,(4)—Br取代—OH，所以B→C是取代反应，E→F是酸和醇生成酯和水的酯化反应，也是取代反应。
(5)C→D反应条件是①强碱的醇溶液，②加热，由条件知，该反应是卤代烃消去反应生成 。
(6)根据F和G的结构和题中信息可知Y是CH3MgX(X是Cl、Br、I)。
(7)区别：E有—COOH，F是酯基，G是—OH，只有—COOH能与NaHCO3反应有气泡，—OH、—COOH能与Na反应产生H2。,(8)G和H2O发生加成反应，生成两种物质，
① (标*的碳原子是手性碳原子)；
② 没有手性碳原子。,答案 (1)羰基、羧基,(4)取代反应 酯化反应(或取代反应),(7)NaHCO3溶液 Na(其他合理答案均可),2．(2011·广东理综，30)直接生成碳碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳碳单键的新型反应，例如：,(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式见下图)分子获得2个氢原子后，转变成1个芳香族化合物分子。该芳香族化合物分子的结构简式为___________。
(5)1分子 与1分子HC—C 在一定条件下可发生类似反应①的反应，其产物分子的结构简式为____________；1 mol该产物最多可与________mol H2发生加成反应。,(4)1个脱氢剂Ⅵ分子获得2个氢原子后，转变成1个芳香族化合物分子，可推知该芳香族化合物分子的结构简式为,(5)由反应①可知，1分子 与1分子
脱去2个氢原子可得
；1 mol苯环可与3 mol H2加成，1 molCC键可与2 mol H2加成，故1 mol
最多可与8 mol H2发生加成反应。,
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