选516.41进入合成有机高分子化合物的时代.ppt

第十六章 进入合成有机 高分子化合物的时代,学案41 进入合成有机 高分子化合物的时代,轻松学教材,一有机高分子化合物 1.高分子化合物的组成 (1)单体:能够发生聚合反应生成高分子化合物的低分子化合物 (2)链节:高分子化合物中化学组成相同可重复的最小单位 (3)聚合度:高分子链中含有链节的数目,2.合成高分子化合物的基本反应,特别提醒:加聚反应中,反应物中所有原子均转变为目标产物,原子利用率达到100%,实现零排放,符合绿色化学的要求;但缩聚反应中,由于生成小分子,原子利用率达不到100%,不能实现零排放,不符合绿色化学的要求,二单体与高聚物的互推规律,聚合时找准结合点,反推单体时找准分离处,“结合点必为分离处”,1.由单体推断高聚物 加聚反应的书写方法 (1)单烯烃型单体加聚时“断开双键,键分两端,添上括号,n写后面”如:,(2)二烯烃型单体加聚时“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,n写后面”如nCH2=CHCH=CH2 (3)含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,n写后面”如,2.由高聚物推导单体的方法 (1)加聚产物单体的判断方法 凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将两个半键闭合即得对应单体,凡链节主链有四个碳原子(无其他原子),且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在中央划线断开,然后两键闭合即得对应单体,凡链节主链上只有碳原子,并存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”,划线段开,然后将单键变双键,双键变单键即得对应单体,(2)缩聚产物单体的判断方法,酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成,链节中有酚羟基,特别提醒:找单体时,一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物,然后运用逆向思维反推单体,找准分离处,聚合时的结合点必为分离处,同时进行单体判断时,不要被书写方式迷惑,要注意单键可以旋转,三传统高分子材料,1.高分子化合物的分类,其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维、合成橡 胶应用最广泛。,2.塑料 (1)主要成分 塑料的主要成分是合成树脂,其他添加物质称为加工助剂 (2)分类,(3)常见的塑料,3.合成纤维 (1)纤维的分类 (2)“六大纶” 六大纶包括:涤纶锦纶腈纶丙纶维纶氯纶,(3)常见的合成纤维的单体和结构简式,4.合成橡胶 (1)橡胶的分类,(2)天然橡胶,天然橡胶为线型高分子,分子结构中含有碳碳双键,易发生氧化反应,所以天然橡胶易老化;天然橡胶硫化后得硫化橡胶,硫化橡胶属于体型高分子化合物,(3)常见合成橡胶,四新型高分子材料,1.功能高分子材料 (1)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 (2)分类,2.复合材料 (1)概念:两种或两种以上材料组合成的一种新型材料,其中一种材料作为基体,另一种作为增强剂 (2)主要性能:强度高质量小耐高温耐腐蚀 (3)应用领域:可应用于宇宙航空等工业,体验热身,1.由乙醇制乙二酸乙二酯,最简单的反应顺序正确的是( ) 取代反应 加成反应 氧化反应 还原反应 消去反应 酯化反应 中和反应 缩聚反应 A. B. C. D.,答案:A,解析:由乙醇制乙二酸乙二酯需以下步骤:,2.有一种脂肪醇通过一系列反应可得丙三醇,这种醇可通过氧化酯化加聚反应而制得高聚物,B,解析:根据高聚物的结构简式推断其相应单体为CH2=CHCOOCH2CH=CH2,该单体可由CH2=CHCH2OH经氧化和酯化反应生成,3.格林尼亚试剂简称“格氏试剂”,它是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的,如CH3CH2Br+Mg CH3CH2MgBr,它可与羰基发生加成反应,其中的“MgBr”部分加到羰基的氧上,所得产物经水解可得醇今欲通过上述反应合成2-丙醇,选用的有机原料正确的一组是( ),A.氯乙烷和甲醛 B.氯乙烷和丙醛 C.一氯甲烷和丙酮 D.一氯甲烷和乙醛,答案:D,解析:首先加成反应后碳原子必须共有3个,BC不符合,4.从原料和环境方面的要求看,绿色化学对生产中的化学反应提出了提高原子利用率的要求,即尽可能不采用那些对产品的化学组成没有必要的原料现有下列3种合成苯酚的反应路线:,其中符合绿色化学要求的生产过程是( ) A. B. C. D.,答案:C,解析:根据题意,绿色化学要求原子利用率要高,尽可能不采用那些对产品的化学组成来说没有必要的原料,两种合成方法,步骤多,用的其他物质较多,而只有一步,直接氧化,产率高,且生成的丙酮也是一种重要的化工试剂,5.生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水,从而消除废弃塑料对环境的污染,PHB塑料就属于这种塑 的说法不正确的是( ),A.PHB是高分子化合物 B.CH3CH2CH(OH)COOH在一定条件下可以制得PHB C.通过加聚反应可以制得PHB D.在PHB的降解过程中有氧气参加反应,答案:C,解析:合成高分子化合物PHB的单体是 PHB的降解产物为CO2和水,因此,降解过程中有氧气参加反应,6.使用有机材料制成的薄膜,给环境造成的“白色污染”十分严重我国最近研制成功的可降解塑料结构如下:,这种塑料有良好的生物适应性和降解性,能自然腐烂分解试回答下列问题: (1)这种可降解塑料 A_ B_ C_所对应的三种单体依次是,(2)可降解塑料在自然界可通过_(填反应类型)反应分解为三种单体小分子有机物,水解,(3)A的单体和C的单体各1 mol,在浓H2SO4存在加热条件下,可生成八元环状化合物,写出有关反应的化学方程式为_,(4)B的单体在浓H2SO4加热条件下可发生消去反应生成不饱和酸,此不饱和酸的结构简式是 _此不饱和酸属于链状酸的同分异构体还有种_,解析:(1)根据三种高聚物结构简式知均存在酯基,则单体中必有OH和COOH,故单体为:,(2)因为聚合物存在酯基,因此水解时可分解为单体,7.(2009年北京黄冈高考八模)福娃是北京2008年第29届奥运会吉祥物,为儿童安全考虑,福娃外材料为纯羊毛线,内充物为无毒的聚酯纤维,根据上述信息及框图,回答下列问题: (1)写出产物C的结构简式:_ (2)写出和的反应试剂: _; _ (3)反应类型X是_反应,反应类型Y是_反应,水溶液,溴的四氯化碳溶液（或答“”）,取代,缩聚,(4)写出DE生成聚酯纤维的化学方程式_,解析:本题考查有机物的结构有机反应类型等A是苯环上的甲基在光照条件下与氢气的取代反应,所以A为 取代,所以是NaOH水溶液,醇在催化剂的作用下被氧气氧化为醛醛可继续被氧化为羧酸,所以C是,由乙烯生成1,2-二溴乙烷属于加成反应,所以试剂应该是溴单质,一般采用的是其四氯化碳溶液1,2-二溴乙 在催化剂的作用下发生缩聚反应生成聚酯纤维,重点探究,有机合成中官能团的转化 1.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 酚钠盐中滴加酸或通入CO2 (3)引入碳碳双键或碳碳三键的方法,(4)引入CHO的方法 某些醇的催化氧化 (5)引入COOH的方法 醛被O2或银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液氧化 酯酸性条件下水解 苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化,2.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,3.官能团间的衍变 (1)利用官能团的衍生关系进行衍变,(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如,特别提醒:有机合成中可通过加成取代消去氧化还原等反应实现官能团的引入消除及转化,分析时既要注意反应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化,同时要考虑它对其他官能团的影响,有机合成的碳骨架的构建方法,1.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,（）醛、酮与加成,(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,(5)卤代烃与活泼金属作用 2CH3Cl+2Na CH3CH3+2NaCl,2.常见碳链减短的反应,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及烷烃的裂化反应等,3.常见碳链成环的方法,(1)二元醇成环,(2)羟基酸环内酯化,(3)二元羧酸成环,(4)氨基酸成环,特别提示:选择增长碳链反应时,一方面要注意碳链变化的位置和结构,另一方面要注意分析需要变化位置的官能团,才能联想和利用相应的反应或方法,命题聚焦,聚焦1 高分子材料的结构与性质,【例1】 酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得实验室制备酚醛树脂时,在酸性条件下,苯酚过量时制得的酚醛树脂若不易取出,则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂;在碱性条件下,苯酚过量时制得的酚醛树脂若不易取出,用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出关于上述两种情况,下列有关叙述正确的是( ),A.酸性条件下制得的是体型酚醛树脂,碱性条件下制得的是线型酚醛树脂 B.酸性条件下制得的是线型酚醛树脂,碱性条件下制得的是体型酚醛树脂 C.两种条件下制得的都是线型酚醛树脂 D.两种条件下制得的都是体型酚醛树脂,答案:B,解析:根据高分子材料的受热表现及其在溶剂中的溶解情况可判断其结构类型 线型结构的高分子化合物可溶解在有机溶剂中,有热塑性;体型结构的高分子化合物难溶于有机溶剂,有热固性,聚焦2 高分子化合物单体的判断,【例2】 DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物,其结构简式为:,则合成它的单体可能有( ) 邻苯二甲酸 丙烯醇(CH2=CHCH2OH) 丙烯 乙烯 邻苯二甲酸甲酯 A. B. C. D.,答案:A,聚焦3 有机合成路线的选择及评价,【例3】 对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成已知:,成对氨基苯甲酸的步骤合理的是 （ ）,答案:A,解析:由甲苯为原料制取对氨基苯甲酸,中间涉及氧化反应和还原反应,题中特别提醒氨基还原性强,易被氧化,故氧化反应应在形成氨基之前进行,即选择甲基先转化为羧基,然后再引入氨基的合成路线,因此A项路线是合理的;B项,若先氧化甲苯,生成苯甲酸,再硝化时,得到的是间硝基苯甲酸;C项,甲苯还原生成甲基环己烷;D项,苯胺中的氨基很易被氧化,聚焦4 逆合成分析法在有机合成中的应用,【例4】 据报道,目前我国结核病的发病率有抬头的趋势抑制结核杆菌的药物除雷米封外,PASNa(对氨基水杨酸钠)也是其中一种它与雷米封同时服用,可以产生协同作用已知:,解析:根据题给信息及原料分子与目标化合物结构分析,采取逆推法设计有机合成路线 结构对比:甲苯中甲基转化为羧基,并引入OHNH2由信息条件,NH2来源于NO2;OH应由Br转化,逆推法设计合成路线如下:,在此合成路线中,由于氨基易被氧化,氨基的形成应放在羧基形成之后,高效作业,1.某醇A通过一系列反应可得到丙三醇,还可以通过氧化反应酯化反应加聚反应,最后得到高分子化合物,答案:B,解析:合成该高聚物的单体的结构简式为 CH2=CHCOOH和CH2=CHCH2OH选择合适的氧化剂,可将CH2=CHCH2OH氧化为CH2=CHCOOH,然后再通过酯化反应和加聚反应生成,基硅烷经两步反应制得,这两步反应是( ) A.消去,加聚 B.水解,缩聚 C.氧化,加成 D.水解,加聚,答案:B,由二氯二甲基硅烷经水解反应制得的其合成过程为:,3.“神舟七号”回收伞(如图)不同于普通的航空伞,它是采用强力高重量轻缓冲性好的特制涤纶材料制成的,伞撑开的面积有1 200平方米,下列关于涤纶材料的说法中不正确的是( ) A.涤纶属于高分子材料 B.“神舟七号”回收伞用的这种涤纶材料耐高温 C.涤纶属于合成橡胶 D.合成涤纶的反应属于聚合反应,答案:C,解析:涤纶属于合成纤维,故C错,4.舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3 000万元人民币左右舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力足够的氧气适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,防止辐射微流量和空间碎片,对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;航天服还能提供可靠工效保障及遥测通信保障等制作这种宇航服的材料以氨纶和尼龙为主其中尼龙-1010的结构简式为 尼龙-1010的说法正确的是( ),A.尼龙-1010是通过加聚反应制成的 B.尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C.尼龙-1010是通过缩聚反应制成的 D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便在舱外行走,答案:C,解析:A项,尼龙-1010不是通过加聚反应制成的;B项,尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH,故不正确;C项,正确;D项,不正确,由于舱外航天服是在太空失重情况下穿的,不需要考虑选轻质材料,5.某高分子材料的结构简式为,其中正确的组合是( ) A. B. C. D.,答案:B,解析:因其主链上只有碳原子,故为加聚产物,采用半键还原法: 故其单体为,6.在有机合成中制得的有机物较纯净且易分离,才在工业生产上有实用价值据此判断下列有机合成反应在工业上有价值的是( ),A.光照乙烷和氯气制氯乙烷: B.苯酚钠和卤代烃作用合成酚醚:,C.甲苯和浓硫酸磺化制备对甲基苯磺酸:,D.乙烯和水反应制乙醇:,答案:BD,解析:根据题意及题中信息条件,得到的有机物较纯净且易分离,才在工业生产上有实用价值对A项,副反应多,产率低;C项中,在水中对甲基苯磺酸与浓硫酸难分离,而不在水中却与甲苯难分离;对B项,酚醚不溶于水与苯酚钠,与NaBr易分离,将溴苯转化为酚也易分离;对D项,乙烯为气体,与乙醇易分离,7.某聚合物的单体X能使溴水褪色,X和等物质的量的氢气加成后生成分子式为C8H10的芳香烃,则该聚合物是( ),答案:B,解析:X中含有碳碳双键,聚合物属于加聚产物,根据X与等物质的量的H2加成后生成分子式为C8H10的芳香烃,推知X中含有苯环,因此X的结构简式为,8.1,4二氧六环是一种常见的有机溶剂它可以通过下列,A.乙烯 B.乙醇 C.乙二醇 D.乙醛,答案:A,HOCH2CH2OH(C)脱水生成,C由CH2BrCH2Br(B)水解生成,B由CH2=CH2(A)加成Br2生成,9.某有机物X(C12H13O6Br)遇到FeCl3溶液显紫色,其部分结构简式如下:,已知加热X与足量的NaOH水溶液反应时,得到ABC三种有机物,其中C中含碳原子最多室温下A经盐酸酸化可得到苹果酸E,E的结构简式为:,请回答: (1)1 mol X与足量的NaOH水溶液充分反应,消耗NaOH的物质的量为_ (2)C经酸化可得到有机物G,G不能发生的反应类型有 _(填序号) 加成反应消去反应 氧化反应取代反应,5 mol,(3)E的一种同分异构体F有如下特点:1 mol F可以和3 mol Na发生反应,放出标准状况下33.6 L H2,1 mol F可以和足量NaHCO3溶液反应,生成1 mol CO2,1 mol F还可以发生银镜反应,生成2 mol Ag则F的结构简式可能是(只写一种) _ _,解析:根据X的分子式及X遇FeCl3溶液显紫色,推知X中含有一个苯环和一个酚羟基,X在NaOH溶液中水解生,(1)1 mol X与足量NaOH反应,消耗5 mol NaOH 间对位),能发生加成氧化及取代反应,但不能发生消去反应,(3)根据F的化学性质,推知F中含有一个COOH一个CHO及2个OH,因此F的结构简式为,10.以苯乙烯为原料,通过如下途径可以合成一种高分子化合物F,(1)写出结构简式:B_, F_,(2)多种试剂可以使B转化为C,写出其中任意三种的 名称:_,_,_ (3)实现反应需要加入的物质是_,反应条件为_,反应类型为_,氧气,银氨溶液,新制Cu(OH)2悬浊液,氯气,光照,取代反应,(4)每两分子E经过一步反应可生成一分子含有3个六元环的有机物,写出化学方程式:_,过氧化剂来实现,如氧气银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液等对照C与D的结构