（5年高考3年模拟A版）天津市2020年高考化学一轮复习 专题二十一 有机合成课件.ppt

专题二十一有机合成,高考化学（天津专用）,考点一高分子化合物基础知识(一)高分子化合物简介1.高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。2.大部分高分子化合物是由低分子通过聚合反应制得的,所以也常称为聚合物或高聚物。,考点清单,(1)结构简式:。(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚乙烯的链节为CH2CH2。(3)聚合度(n):高分子链中含有链节的数目。(4)单体:能合成高分子化合物的低分子化合物。聚乙烯的单体是CH2CH2。4.结构特点:a.线型(链状)结构;b.支链型结构;c.体型(网状)结构。5.高分子化合物的基本性质(1)溶解性线型结构的有机高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的溶剂里,但溶解过程比小分子缓慢。,3.表述方式(以聚乙烯为例),体型结构的有机高分子(如橡胶)则不容易溶解,只是有一定程度的胀大。(2)热塑性和热固性线型高分子具有热塑性加热到一定温度范围时开始软化,直到熔化成流动的液体,冷却后又变成固体。例如聚乙烯塑料等。体型高分子具有热固性经加工成型后就不会受热熔化。例如酚醛塑料等。(3)强度高分子材料的强度一般都较大。这与高分子化合物的相对分子质量大,分子间作用力强有密切关系。,(4)电绝缘性高分子化合物链里的原子是以共价键结合的,一般不易导电。此外,有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能,但是,高分子材料也有易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。(二)合成材料我们常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶。,1.塑料,2.合成纤维(1)纤维(2)常见合成纤维,3.合成橡胶(1)橡胶的分类根据来源不同,橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。(2)合成橡胶a.合成橡胶的原料:以石油、天然气为原料。b.合成橡胶的性质:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。,（3）常见合成橡胶,基础知识1.取代反应:有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。(1)卤代反应烷烃在光照下与卤素单质(气体)发生取代反应。苯在催化剂的作用下与液态卤素单质发生取代反应。苯的同系物在光照下侧链上的氢与卤素单质(气体)发生取代反应。苯的同系物在催化剂的作用下苯环上的氢与液态卤素单质发生取代反应。(2)硝化反应:苯和苯的同系物在加热及浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应。,考点二有机合成,(3)磺化反应:苯和苯的同系物在加热时与浓硫酸发生取代反应。(4)酯化反应:醇和酸在加热和浓硫酸的作用下发生取代反应生成酯和水。(5)水解反应:含有、X(卤素)等官能团的有机物在一定条件下可与水反应。2.加成反应:有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。(1)与氢气加成:碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛或酮中的羰基在催化剂的作用下能够和氢气发生加成反应。(2)与卤素单质加成:碳碳双键、碳碳三键与卤素单质发生加成反应。,(3)与卤化氢加成:碳碳双键、碳碳三键在催化剂的作用下与卤化氢发生加成反应。(4)与水加成:碳碳双键、碳碳三键在加热、加压以及催化剂的作用下与水发生加成反应。3.消去反应:有机物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如水或卤化氢),而生成含不饱和键的化合物的反应。(1)卤代烃在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应。(2)醇在浓硫酸和一定温度下能发生消去反应。4.氧化反应:有机物加氧或脱氢的反应。(1)有机物燃烧:除少数有机物(CCl4)外,绝大多数有机物都能燃烧。(2)催化氧化:醇(与羟基相连的碳原子上有氢)在催化剂作用下可以发生,脱氢氧化,醛基能够被银氨溶液或新制的氢氧化铜氧化。(3)与其他氧化剂反应苯酚可以被空气中的氧气氧化。碳碳双键、碳碳三键、苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢)、醛基能够被酸性高锰酸钾溶液氧化。5.还原反应:有机物加氢或脱氧的反应。含有碳碳双键、碳碳三键、醛基等官能团的有机物与氢气的加成均属于还原反应。,6.加聚反应:含有碳碳双键、碳碳三键的不饱和化合物在催化剂的作用下生成高分子化合物的反应。7.缩聚反应:单体之间结合成高分子化合物,同时生成小分子的反应。8.显色反应(1)苯酚与FeCl3溶液反应显紫色。(2)淀粉溶液与碘反应显蓝色。(3)蛋白质(分子中含有苯环)与浓硝酸反应显黄色,重点难点1.加聚反应(1)nCH2CH2CH2CH2(聚乙烯)(2)(3)(聚苯乙烯)(4)nCF2CF2CF2CF2(聚四氟乙烯)(5),(6)(有机玻璃)(7)聚异戊二烯(天然橡胶)(8)nCH2CH2+nCH2CHCN(9)nHCHOCH2O(聚甲醛),(1)醇羟基中的氢和酸分子中的OH缩合成水的反应。如+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O(2)羧基中的羟基与氨基中的H原子缩合成水的反应。如+(n-1)H2OnHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2,2.缩聚反应,的反应。如:nHCHO+n,+(2n-1)H2O(3)双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子缩合成水,方法1有机反应类型的判断方法1.取代反应概念的主线是“某些被其他替代”,其中“某些”不仅仅是“某一个”。它包括以下几种情况:一个原子被另一种原子或原子团所替代的反应;一个原子团被另一种原子或原子团所替代的反应;几个原子或原子团同时被另一种原子或原子团所替代的反应等。硝化、磺化、酯化,卤代烃的水解,糖类、蛋白质的水解,酯类水解,缩聚反应都属于取代反应。2.加成反应加成反应的特征是不饱和碳原子直接结合其他原子或原子团。加成反,方法技巧,应的结果是有机物分子的不饱和度有所降低。加成反应包含以下几种情况:不同分子间的加成反应、加聚反应,相同分子间的加成反应、加聚反应等。3.消去反应并不是所有卤代烃和醇都能发生消去反应,只有含有碳原子且碳原子上有氢原子时才可能发生消去反应。如CH3Cl、CH3OH、等不能发生消去反应。需要注意的是分子中与溴原子相连的碳原子,的邻位碳原子上有氢原子,但也不能发生消去反应。4.醇的催化氧化反应只有与羟基相连的碳原子上有氢原子的醇才能发生催化氧化反应。只有伯醇(即RCH2OH)才可被氧化成醛,进一步被氧化为羧酸;仲醇(即RCHOHR)只可被氧化成酮。5.有机物水解反应小结(1)卤代烃的水解1)水解的条件:NaOH的水溶液,加热。2)水解的原理RX+H2OROH+HX或RX+NaOHROH+NaX名师点睛a.为了使水解反应进行得较完全,水解时一定要加入可溶性,的强碱(目的是与水解产生的HX发生中和反应,减小生成物的浓度,使平衡右移);水解时还要加热(目的是提高反应速率且水解反应是吸热反应,升高温度也有利于平衡右移)。b.此反应为取代反应。c.由于是在碱性条件下水解,所以在进行产物X-的检验时,应先加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液。(2)酯的水解1)水解的条件:在酸性或碱性条件下水解。2)水解的原理酸性条件下的水解RCOOR+ORCO18OH+ROH,碱性条件下的水解RCOOR+NaOHRCOONa+ROH名师点睛a.酯在酸性条件下的水解反应是可逆的。水解时断CO键,上连OH,O上连H原子。酸性条件下,酯的水解用水浴加热。b.酯在碱性条件下水解,生成的酸与碱反应,使平衡向酯水解的方向移动,水解彻底。水解时断CO键,上连ONa,O上连H原子。(3)油脂的水解,1)水解的条件:在酸性或碱性条件下水解。2)水解的原理酸性条件下的水解+3H2O+3C17H35COOH硬脂酸甘油酯甘油硬脂酸碱性条件下的水解+3NaOH+3C17H35COONa硬脂酸甘油酯甘油硬脂酸钠,名师点睛a.酸性条件下,可用油脂为原料制取高级脂肪酸和甘油。b.碱性条件下的水解又叫皂化反应,是制肥皂的原理。c.碱性条件下的水解是否完全,要看溶液是否分层。(4)糖类的水解1)水解的条件:一般在稀硫酸环境下进行,只有纤维素的水解稍难,用浓硫酸、加热或在稀硫酸、加压的条件下才能进行。2)水解的原理蔗糖的水解C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖,麦芽糖的水解C12H22O11+H2O2C6H12O6麦芽糖葡萄糖淀粉的水解(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6淀粉葡萄糖纤维素的水解(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6纤维素葡萄糖名师点睛a.在写糖类的水解反应方程式时,分子式的下方必须注明糖类的名称。,b.糖类水解的产物一般是葡萄糖,但蔗糖水解的产物有两种:葡萄糖和果糖。c.实验室检验蔗糖水解的产物时,必须先加入NaOH溶液中和作为催化剂的稀硫酸,再加入银氨溶液或新制的Cu(OH)2进行检验。(5)蛋白质的水解1)水解的条件:在酸、碱或酶的作用下水解。2)水解的原理:肽键中的键断开,水解的最终产物为氨基酸。例1下列与有机化合物的结构、性质和用途有关的叙述正确的是()A.苯、乙烯均能使溴水褪色,且二者的反应原理相同,B.乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的反应与甲烷和氯气的反应属于同一类型C.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均含有碳碳双键,都能使酸性KMnO4溶液褪色D.油脂、糖类和蛋白质均为营养物质,且均能发生水解反应使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的反应一般是加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应一般是氧化还原反应。解析A项,苯使溴水褪色发生的是萃取,属于物理变化,而乙烯可与溴发生加成反应而使溴水褪色;B项,酯化反应也是取代反应;C项,聚乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性KMnO4溶液褪色;D项,糖类中的单糖不能发生水解反应。答案B,解题导引,方法2有机合成的方法1.有机合成的分析方法(1)正合成分析法:采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向待合成的有机物,其思维程序是:原料中间体产品。(2)逆合成分析法:采用逆向思维方法,从产品的组成、结构、性质入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向未知原料,其思维程序是:产品中间体原料。如由乙烯合成草酸二乙酯,其思维过程概括如下:,具体路线:(3)综合比较法:采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。2.常见碳链成环的方法(1)二元醇成环如HOCH2CH2OH+H2O,(2)羟基酸酯化成环如2HOCH2CH2COOH+2H2O(3)二元羧酸成环如HOOCCH2CH2COOH+H2O,如H2NCH2CH2COOH+H2O3.有机合成中官能团衍变的方法(1)官能团的引入引入碳碳双键引入碳碳双键的方法有醇的消去、卤代烃的消去、炔烃的不完全加成。引入羟基引入羟基的方法有卤代烃的水解、烯烃与水的加成、醛(酮)的加成、酯的水解。,(4)氨基酸成环,引入卤素原子引入卤素原子的方法有烷烃或苯及其同系物的卤代,不饱和烃与HX、X2的加成,醇与氢卤酸的取代。(2)官能团的消除可通过加成消除不饱和键;可通过醇的消去、醇的氧化或醇的酯化消除羟基;可通过还原或氧化消除醛基;可通过消去或取代消除卤素原子等。,4.有机合成路线的选择(1)一元合成路线如CH3CH2X一元醇一元醛一元羧酸酯,(3)官能团的转化(以乙烯为起始物),如二元醇二元醛二元羧酸链酯或环酯或聚酯(3)芳香化合物合成路线如5.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,(2)二元合成路线,其与NaOH反应,把OH转变为ONa,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:如用对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH,再把NO2还原为NH2。6.碳骨架的增减(1)增长:有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等;(2)变短:如烃的裂化和裂解、某些烃(如某些苯的同系物、烯烃)的氧化、脱羧反应等。,例2星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。已知:SPLA的结构为,其中R为。,(1)淀粉是糖(填“单”或“多”);A的名称是。(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是(用化学方程式表示,可多步)。(3)DE属于反应;D结构中有3个相同的基团,且1molD能与2molAg(NH3)2OH反应,则D的结构简式是;D与银氨溶液反应的化学方程式为。(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基,G既不能与NaHCO3溶液反应,又不能与新制Cu(OH)2反应,且1molG与足量Na反应生成1molH2,则,G的结构简式为。(5)B有多种脱水产物,其中两种产物的结构简式为和。解析(1)淀粉是一种多糖,其水解的最终产物为葡萄糖。(3)由D、E的分子式可知,DE为加成反应。1molD能与2molAg(NH3)2OH反应,说明1molD中有1molCHO;分析可知D结构中3个相同的基团为CH2OH,则D的结构简式为C(CH2OH)3CHO,D与银氨溶液反应的化学方程式为C(CH2OH)3CHO+2Ag(NH3)2OHC(CH2OH)3COONH4+2Ag+3NH3+H2O。(4)由题意知G中无CH3、COOH和CHO,1molG中有2molOH,则G的结构简式为。(5)B为,其脱水产物有CH2CHCOOH、。答案(1)多葡萄糖,(2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH(或CH2CH2+HBrCH3CH2Br,CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr或CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr,合理即可)、2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(3)加成(或还原)C(CH2OH)3CHOC(CH2OH)3CHO+2Ag(NH3)2OHC(CH2OH)3COONH4+2Ag+3NH3+H2O(4),(5)CH2CHCOOH、(任选两种,答案合理即可),方法3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