高三化学总复习 选考33合成有机高分子化合物课件.ppt

第三讲合成有机高分子化合物 一 有机高分子化合物1 有机高分子化合物是以低分子有机物作原料 经反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物 2 描述有机高分子化合物结构的几个概念 1 单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的被称为单体 如聚乙烯的单体为 加聚物的结构简式为 聚合 低分子化合物 ch2 ch2 2 链节 有机高分子化合物中化学组成相同 可重复的 也称重复结构单元 聚乙烯的链节为 3 聚合度 有机高分子化合物的高分子链中含有的 通常用表示 最小单位 ch2ch2 链节的数目 n 二 合成有机高分子化合物的基本方法1 加成聚合反应 1 概念 单体通过聚合生成高分子化合物的反应叫做加成聚合反应 又称反应 通过加成聚合反应得到的有机高分子化合物 结构呈 2 反应特点 单体分子中需有不饱和键 双键或三键 单体和聚合物组成 反应只生成聚合物 没有副产物产生 加成 加聚 线型 相同 加成聚合物 简称加聚物 结构简式的书写 将链节写在方括号内 聚合度n在方括号的右下角 由于加聚物的端基不确定 通常用 表示 如聚丙烯的结构简式为 2 缩合聚合反应 1 概念 由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应叫缩合聚合反应 又称反应 2 反应特点 缩聚反应的单体至少含有两个或两个以上同种或不同种的 单体和缩聚产物的组成不同 反应除了生成聚合物外还生成 如h2o hx等 含两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈结构 缩聚 官能团 小分子 线型 缩合聚合物 简称缩聚物 结构简式的书写 a 要在方括号外侧写出链节余下的或端基 如 端基原子 原子团 b 除单体物质的量与缩聚物结构简式的要一致外 还应注意 由一种单体进行缩聚反应 nmol单体生成小分子的物质的量为 由两种单体进行缩聚反应 2nmol单体生成小分子的物质的量为 下角标 n 1 mol 2n 1 mol 三 高分子化合物的分类1 按来源分 四 三大合成材料 五 线型高分子和体型高分子 考点一聚合反应及单体的判断 例1 耐纶是一种重要的合成纤维 用它可制取具有光泽 坚牢 耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛 下面是高聚物耐纶分子的一部分 nh ch2 6 nh co ch2 4 co nh ch2 6 nh co ch2 4 co 1 合成耐纶的单体有 种 2 具有碱性的单体的结构简式 3 合成耐纶的反应称为 反应 解析 1 由题给的高聚物耐纶分子的一部分可知 该高聚物就是h2n ch2 6 nh2和hooc ch2 4 cooh两种单体的缩聚产物 故合成耐纶的单体有两种 2 在上述两种单体中 hooc ch2 4 cooh属于二酸 具有酸性 而h2n ch2 6 nh2则属于二胺 具有碱性 故具有碱性的单体结构简式为h2n ch2 6 nh2 3 合成耐纶所发生的反应是 nh2和 cooh之间缩去h2o分子 以键形成长链大分子的缩聚过程 故称为缩聚反应 答案 1 2 2 h2n ch2 6 nh2 3 缩聚 1 加聚反应和缩聚反应加聚和缩聚是小分子形成高分子的两种重要方式 一方面要会写出由单体通过加聚或缩聚形成的高分子 另一方面还要利用加聚和缩聚的特点分析高分子聚合的方式和对应的单体 2 高分子化合物中单体的判断在判断有机物高聚物单体时 首先我们得依据高聚物的结构特点 来判断高聚物是加聚反应的产物 还是缩聚反应的产物 然后找出高聚物的链节 再根据加聚反应和缩聚反应产生时的断键规律和反应特点逆推回去即可 1 加聚反应类在发生加聚反应时 断不饱和键 变为c c c c 变为 c c c c变为c c c c 然后不饱和键两端的碳原子之间相连接形成高聚物 这样形成的高聚物每个链节的碳原子数都是偶数 所以加聚产物找单体时 采用分段变键式 所得每段的碳原子也是偶数个 即链节中的单键每2个碳原子一段 双键每2个或4个碳原子一段 到底是哪种情况视链节中的单键而定 然后将链节中的单键变为双键 双键变为三键 双键每2个碳原子一段时 较少见 或单键 双键每4个碳原子一段时 即口诀为 除了炔加聚产物 单键两两断 双键四个碳 单键变双键 双键变单键 2 缩聚反应类在发生缩聚反应时 断键的规律是 所以找缩聚产物的单体时 依据上述逆推即可 即口诀为 酯化类或多肽类 遇羰基即断 羰基加羟基 其余部分加氢 酚醛类 遇苯环即断 苯上加氢 碳为碳氧双键 另外在表示方法上也有明显的不同 加聚反应产物无端基原子或原子团 而缩聚反应的产物有端基原子或端基原子团 1 聚苯乙烯的结构为 试回答下列问题 1 聚苯乙烯的链节是 单体是 2 实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量 平均值 为52000 则该高聚物的聚合度n为 3 已知聚苯乙烯为线型结构高分子化合物 试推测 填 能 或 不能 溶于chcl3 具有 填 热塑 或 热固 性 a b c d 解析 经分析高分子材料故选d 答案 d 考点二有机合成 例2 2009 上海 28 环氧氯丙烷是制备树脂的主要原料 工业上有不同的合成路线 以下是其中的两条 有些反应未注明条件 完成下列填空 1 写出反应类型 反应 反应 2 写出结构简式 x y 3 写出反应 的化学方程式 4 与环氧氯丙烷互为同分异构体 且属于醇类的物质 不含结构 有 种 解析 反应 中生成的c3h6o的结构简式为ch2 chch2oh 与cl2发生加成反应得到y ch2clchclch2oh 所以生成y的反应为取代反应 4 环氧氯丙烷分子中有1个不饱和度 其同分异构体应有一个双键或一个环 结合题目的限制条件可知 有如下三种情况 答案 1 取代反应加成反应 1 有机合成的分析方法 1 正合成法即正向思维法 其思维程序是 原料 中间体 产品 2 逆合成法即逆向思维法 其思维程序是 产品 中间体 原料 3 正逆结合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结合起来 从而得到最佳合成路线 2 有机合成途径和路线选择的基本要求 1 起始原料要廉价 易得 低毒性 低污染 2 应尽量选择步骤最少的合成路线 步骤越少 最后产率越高 3 合成路线要符合 绿色环保 的要求 4 有机合成反应要操作简单 条件温和 能耗低 易于实现 5 要按一定的反应顺序和规律引入官能团 不能臆造不存在的反应事实 3 官能团及碳链的变化 1 官能团的引入 引入羟基 oh 烯烃与水加成 卤代烃水解 酯的水解 醛 酮与h2加成等 引入卤原子 x 烃的取代 不饱和烃与卤素 x2 hx的加成 醇与hx的取代等 引入双键 醇或卤代烃的消去 炔烃的加成 醇的氧化等 2 官能团的消除 通过加成消除不饱和键 通过加成 加h 或氧化 加o 消除醛基 通过消去或氧化或酯化等消去羟基 3 官能团的衍变 利用衍生关系引入官能团 如伯醇 通过化学反应增加官能团 通过某种手段 改变官能团位置 4 碳链的增长或缩短 增长 有机物与hcn加成 单体通过加聚或缩聚等 减少 烃的裂化或裂解 脱羧反应 如制ch4 苯的同系物的氧化 烯烃的氧化等 1 2009 海南 18 4 以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料 的路线 已知 a的相对分子质量小于110 其中碳的质量分数约为0 9 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 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 答案 1 c8h10 2 香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物 大多具有光敏性 有的还具有抗菌和消炎作用 它的核心结构是芳香内酯a 其分子式为c9h6o2 该芳香内酯a经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸 请回答下列问题 1 写出化合物c的结构简式 2 化合物d有多种同分异构体 其中一类同分异构体是苯的二取代物 且水解后生成的产物之一能发生银镜反应 这类同分异构体共有 种 3 在上述转化过程中 反应步骤b c的目的是 4 请设计合理方案从合成 用反应流程图表示 并注明反应条件 例 由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为 解析 1 由提示 可知 反应产物中含 cooh的地方应为反应物中含有 ch ch 结构的地方 由乙二酸和d的结构简式反推知c的结构简式为 2 由于d的同分异构体的水解产物可发生银镜反应 则其同分异构体必为甲酸酯的结构 苯的二取代物有 3 由a的分子式和c的结构简式可知b的分子结构中含有羟基 易被氧化剂氧化 则反应b c的目的应是保护羟基 4 本题可采用逆推的方式来解决 即 例 光刻胶是大规模集成电路 印刷电路板和激光制版技术中的关键材料 某一肉桂酸型光刻胶的主要成分a经光照固化转变为b 1 请指出a中含有的官能团 填两种 2 a经光照固化转变为b 发生了 反应 填反应类型 3 写出a与naoh溶液反应的化学方程式 4 写出b在酸性条件下水解得到的芳香族化合物的分子式 解析 1 由题目所给的结构简式可知a中含有酯基 碳碳双键 苯基等官能团 2 比较a b的结构知 b由2分子a相互加成得到时发生了加成反应 3 根据酯类水解反应的实质 不难写出a与naoh反应的化学方程式 答案 1 酯基 碳碳双键 苯基 任答两种 2 加成 1 下列各物质属于高分子化合物的是 a 葡萄糖b 硬脂酸甘油酯c 蛋白质d 酶 解析 酶是一种具有催化功能的蛋白质 答案 cd 2 实验室保存下列试剂的试剂瓶可以用橡胶塞的是 a 溴水b 酸性高锰酸钾溶液c 纯碱溶液d 四氯化碳 解析 橡胶的成分是聚1 3 丁二烯 链节中含有双键 易发生加成 氧化 加聚反应 易溶于有机溶剂 答案 c 3 下列各组高分子化合物中 所有的物质都是经缩聚反应生成的一组是 a 聚乙烯 硝化纤维 天然橡胶b 聚苯乙烯 丁苯橡胶 氯丁橡胶c 蛋白质 聚丙烯 聚氯乙烯d 酚醛树脂 聚酯纤维 蛋白质 答案 d 4 1828年德国化学家乌勒曾用一种无机盐直接转变为有机物尿素co nh2 2 开创了有机合成化学的新纪元 乌勒使用的这一无机盐是 a nh4cnob nh4 2co3c nh4hco3d nh4no3 解析 nh4cno和co nh2 2是同分异构体 答案 a 5 若用乙炔作为有机合成的原料 下列过程可能生成产物ch2br chbrcl是 a 先加hcl再加br2b 先加hcl再加hbrc 先加cl2再加hbrd 先加cl2再加br2 解析 把目标物和原料对比 应先后与hcl和br2发生加成反应 答案 a 6 重氮甲烷 ch2n2 能与酸性物质反应 r cooh ch2n2 r cooch3 n2 下列物质中能与重氮甲烷反应但产物不是酯的是 a hchob c6h5ohc c6h5ch2ohd c6h5cooh 解析 b和d具有酸性 和b反应生成苯甲醚 和d反应生成苯甲酸甲酯 答案 b 7 已知 试以乙醇和1 丁烯为主要原料合成a 其结构简式为无机试剂自选 写出各步反应的化学方程式 8 2009 重庆 28 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 d e的化学反应类型属于 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