1-第五单元　高分子化合物　有机合成及推断.ppt

第五单元高分子化合物有机合成及推断 题组一合成高分子化合物 一 有机高分子的组成与分类1 有机高分子 1 合成有机高分子是用化学方法合成的 相对分子质量高达几万乃至几百万的有机化合物 2 有机高分子的组成单体 在聚合反应中 我们通常将用以形成高分子化合物的小分子称为单体 如形成高分子的单体是 CH2CH2 链节 将高分子化合物中不断重复的基本结构单元称为链节 如高分子的链节为 聚合度 链节的数目称为聚合度 用 n 表示 由于高分子材料是由许多相同或不同聚合度的长链构成的 所以有机高分子材料是 2 有机高分子化合物的分类 1 天然有机高分子化合物 淀粉 纤维素 如棉花 蛋白质 天然橡胶等 2 三大合成有机高分子 CH2 CH2 塑料 合成纤维 合成橡胶 混合物 二 有机高分子化合物的结构和性质1 有机高分子化合物的结构特点 1 有机高分子化合物有两种最基本的结构类型 即线型 链状 结构和体型 网状 结构 线型结构的高分子有的 有的 2 结构呈链状的高分子是 高分子 这种高分子中 多条链之间能以分子间作用力紧密结合 因此 其相对分子质量越大 相互作用的分子间作用力就越 3 高分子链上若有能起反应的官能团 当它跟别的单体或物质发生反应时 高分子链之间形成化学键 产生一些交联 形成体型网状结构 例如 带支链 不带支链 线型 强 硫化橡胶 2 有机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 溶解在适当的溶剂里 但溶解过程比小分子缓慢 体型结构的有机高分子 如橡胶 则易溶解 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 加热到一定温度开始 直到熔化成流动的液体 例如聚氯乙烯塑料等 体型高分子具有 经加工成型后就不会受热熔化 例如酚醛塑料等 能 不 热塑性 软化 热固性 三 有机高分子的合成有机高分子化合物主要通过聚合反应得到 聚合反应包括反应和反应两种 1 加聚反应 只有高分子化合物生成 没有小分子物质生成 如 2 缩聚反应 既有高分子化合物生成 又有小分子物质 如H2O NH3等 生成 如 加聚 缩聚 题组二高聚物单体的判断1 加聚产物单体的判断方法 1 凡链节的主链只有两个碳原子 无其他原子 的高聚物 其单体为一种 将两个半键闭合即可 如 的单体是 2 凡链节主链有四个碳原子 无其他原子 且链节无双键的高聚物 其单体为两种 在正中间画线断开 然后将两个半键闭合即可 如 的单体为 3 凡链节主链中只有碳原子 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 画线断开 主链有四个碳原子的单双键互换 如 的单体是 和 CH2CHCHCH2 2 缩聚产物单体的判断方法 1 凡链节为 NH R CO 结构的高聚物 其合成单体必为一种 在亚氨基 NH 上加氢 在羰基碳上加羟基 即得高聚物的单体 如 H NH CH2 CO OH的单体为H2N CH2 COOH 2 凡链节中间 不在端上 含有肽键的高聚物 从肽键中间断开 两侧为不对称结构的 其单体为两种 在亚氨基上加氢 羰基碳上加羟基 即得高聚物单体 如 HOH的单体是H2N CH2 COOH和H2N CH2 CH2 COOH 题组一合成高分子化合物1 某高分子化合物的部分结构如下 由许多分子中含双键的物质M相互加成而得 下列说法正确的是 A 该高分子化合物的链节为B 该化合物的分子式是C3H3Cl3 C 形成该化合物的单体是CHClCHClD 该化合物的结构简式可写成 CHCl 答案C碳碳单键是可以转动的 该高分子化合物由许多重复的结构单元组成 这些重复的结构单元来源于含有双键的物质 即打开双键中的一条共价键 形成重复的结构单元 故M应为CHClCHCl形成的重复结构单元 即链节为 则该高分子的结构简式可写成 CHCl CHCl 该有机高分子化合物的分子式可写为CnHnCln或 CHCl n 2 合成有机玻璃的化学方程式如下 1 该反应的类型为反应 2 其中单体是 高分子化合物的链节为 n叫 3 有机玻璃属 填 纯净物 或 混合物 答案 1 加聚 2 聚合度 3 混合物 解析碳碳双键断开一个键 分子间彼此加成相互结合成高聚物 是加聚反应 该高分子化合物的链节是 n为聚合度 所得高聚物因n值不确定 所以为混合物 题组二高聚物单体的判断3 下列对合成材料的认识不正确的是 A 有机高分子化合物称为聚合物或高聚物 是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B 的单体是HOCH2CH2OH与C 聚乙烯 CH2 CH2 是由乙烯加聚生成的纯净物D 高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 答案C有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两类 合成高分子化合物主要通过加聚 缩聚两类反应制备 A D正确 高分子化合物属于混合物 故C不正确 4 某有机物通过加聚反应生成高聚物 还能水解生成两种有机物 则这种有机物的结构中最可能具备的官能团是 OH R A B C D 答案C根据有机物官能团的性质 若能发生加聚反应 则可能含有 若能发生水解反应生成两种有机物 则可能含有 有机合成路线的推导 一般有两种方法 一是 正推法 二是 逆推法 比较常用的是 逆推法 该方法的思路是 1 首先确定所要合成的有机产物属何类别 以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系 2 以题中要求最终产物为起点 考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得 如果甲不是所给的已知原料 再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得 一直推导到题目中给定的原料为止 重难一有机合成题的解题思路 3 在合成某一种产物时 可能会产生多种不同的方法 应当在兼顾原料省 操作易 产率高 污染小的前提下选择最合理 最简单的方法 典例1化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体 其合成路线如下 1 化合物A中的含氧官能团为和 填官能团名称 2 反应 中 属于取代反应的是 填序号 3 写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式 分子中含有两个苯环 分子中有7种不同化学环境的氢 不能与FeCl3溶液发生显色反应 但水解产物之一能发生此反应 4 实现D E的转化中 加入的化合物X能发生银镜反应 X的结构简式为 5 已知 化合物是合成抗癌药物美法伦的中间体 请写出以和为原料制备该化合物的合成路线流程图 无机试剂任用 合成路线流程图示例如下 CH3CH2BrCH3CH2OH 解析 3 首先看清B的结构特点及原子的种类 数目 然后根据限定条件写出一种可能的同分异构体的结构简式 最后用所有的限定条件进行验证 如果有不符合条件的地方再作相应修改 如条件 要求考虑结构的对称性 条件 说明分子中不含酚羟基 但该物质能水解且水解产物含有酚羟基 可以推测该物质含有某酸酚酯的结构 4 由X能发生银镜反应可知X含有醛基 通过比较D和E的结构简式可知X的结构简式为 5 逆推法 分析知要获得目标产物 必须先合成中间产物 与发生开环加成后再与 SOCl2发生取代反应即可获得目标产物 而合成需先硝化再还原 答案 1 羟基醛基 2 3 或 4 1 已知 HOCH2CH2ClHCHO CH3COOH杨梅酯是制作冰制食品 糖果等的香料 可以A E两种烃为原料 经如下路线合成 变式训练 试回答下列问题 1 写出结构简式 D F 2 上述属于取代反应的有 选填序号 3 写出反应 的化学方程式 答案 1 HOCH2CH2Cl 2 3 H2O 解析题中信息分两部分 一是题中给出的两个新反应 二是合成路线图 审题时需将两者结合起来分析 观察合成路线图可判断K分子中所含碳原子数应该是E分子中所含碳原子数的两倍 再结合产物和第一个新反应可确定E是 F是HOCH2CH2Cl G是ClCH2CHO H是ClCH2COOH I是CH3CH2OH K是ClCH2COOCH2CH3 再从产物的结构开始分析 A应该是甲苯 重难二有机推断题的解题策略 有机推断题的一般形式是推出有机物质 规范 准确表达 判断可能性质 当然 有的只要求推出有机物 有的则要求根据分子式推同分异构体 确定有机物的结构 有的还要求写出有机化学方程式 由于有机化学中普遍存在同分异构现象 而有机物的分子式不能表示具体的物质 因此用语中特别强调写出有机物的结构简式 有机推断题所提供的条件有两类 一类是有机物的性质及相互关系 也可能有数据 这类题要求直接推断物质的名称 并写出结构简式 另一类则通过化学计算 也告诉一些物质性质 进行推断 一般是先求出相对分子质量 再求分子式 根据性质确定物质 最后根据题意准确表达 解推断题的特点 抓住问题的突破口 即抓住特征条件 特殊性质或特征反应 如苯酚与浓溴水的反应和显色反应 醛基的氧化反应等 但有机物的特征条件不多 因此还应抓住题给的关系条件和类别条件 关系条件能告诉有机物间的联系 如A氧化为B B氧化为C 则A B C必为醇 醛 羧酸类 又如烯烃 醇 醛 酸 酯的有机物的衍变关系 能给你一个整体概念 类别条件可给出物质的范围和类别 如气态烃为碳原子数小于5的烃 果香味的液体为酯等 关系条件和类别条件不但为解题缩小了推断的物质范围 形成了解题的知识结构 而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件 这是不容忽视的 总之 抓住了突破口 按照已知条件建立的知识结构 顺藤摸瓜 问题就能迎刃而解了 典例2沐舒坦 结构简式为 不考虑立体异构 是临床上使用广泛的祛痰药 下图是其多条合成路线中的一条 反应试剂和反应条件均未标出 已知 完成下列填空 1 写出反应试剂和反应条件 反应 反应 2 写出反应类型 反应 反应 3 写出结构简式 A B 4 反应 中除加入反应试剂C外 还需要加入K2CO3 其目的是中和 防止 5 写出两种C的能发生水解反应 且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式 6 反应 反应 的顺序不能颠倒 其原因是 解析本题运用正向 逆向思维相结合的方法进行推理 结合产物的结构简式 利用流程图和起始原料的分子式 C7H8 可知起始原料为甲苯 所以反应 是甲苯与HNO3在浓硫酸作催化剂 加热的条件下发生取代反应生成邻硝基甲苯 利用题中的已知信息知 反应 是邻硝基甲苯与KMnO4在加热条件下发生氧化反应 甲基被氧化为羧基 得到邻硝基苯甲酸 邻硝基苯甲酸经还原反应 反应 使硝基转化为氨基 故A的结构简式为 若反应 是物质A与甲醇发生酯化反应得到 然后在FeBr3作催化剂条件下 与 Br2发生取代反应 反应 利用取代基的定位效应知溴取代氨基邻 对位上的氢原子 因此反应 生成产物的结构简式为 若反应 是物质A与Br2发生取代反应得到 则反应 是在浓硫酸 加热 条件下与甲醇发生取代反应 结合流程中物质B前后物质的结构简式 利用B的分子式可推知B的结构简式为 4 反应 中有HCl生成 而HCl与 NH2可发生反应 因此可知反应 加入K2CO3的作用是消耗反应中生成的HCl 同时还防止HCl与 NH2发生反应致使产品不纯 5 C物质的结构简式为 分子式为C6H13NO 不饱和度为1 其同分异构体可发生水解反应 则含肽键 又由于只含3种不同化学环境的氢原子 根据有序思维可写出符合条件的同分异构体 6 NH2有还原性 易被高锰酸钾氧化 因此 NO2的还原应放在 CH3的氧化之后 即反应 与反应 的顺序不能颠倒 答案 1 浓硝酸 浓硫酸 加热Br2 Fe 或CH3OH 浓硫酸 加热 2 还原反应取代反应 3 4 HCl反应物与HCl成盐 5 任写两种 合理即可 6 苯环上的氨基易被氧化苯环上的羧基不易被还原 2 合成纤维Z的吸湿性接近于棉花 合成Z的流程图如下图所示 已知 下列反应中R R R 代表烃基 变式训练 R OH 2R OHRO CH2 OR 1 A的结构简式是 2 B的分子式为C2H4O 其官能团的名称是 3 反应 的化学方程式是 4 下列说法正确的是 a D E的反应类型为消去反应 b D能与Na NaOH NaHCO3反应c Q是一种水溶性很好的高分子化合物d G在酸性或碱性环境中均能水解 5 E有多种同分异构体 与E具有相同官能团的同分异构体有种 含顺反异构体 其中核磁共振氢谱有3组吸收峰 且能发生银镜反应的同分异构体的结构简式是 6 反应 的化学方程式是 7 合成纤维Z含有六元环状结构 Z的结构简式是 答案 1 2 醛基 3 4 acd 5 5 6 nCH3OH nCH3COOCH3 7 解析 1 CaC2与H2O反应生成乙炔 其结构简式为 2 由题中信息知B的分子式为C2H4O 又能发生银镜反应 显然B是乙醛 官能团是醛基 3 根据流程图可知C是乙酸 根据信息 可知 乙酸与乙醛发生反应生成的D为 再结合流程图中E能发生加聚反应 可知从D到E发生的是消去反应 即E是CH2CHOOC CH3 故反应 的化学方程式为CH2CHOOC