人工合成有机化合物.ppt

第三单元人工合成有机化合物 第三单元 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 课前自主学案 一 简单有机物的合成为满足生产 生活的需求 人们需合成新的有机化合物 合成有机物的一般思路为 1 依据被合成物质的组成和结构特点 选择合适的有机 和 2 设计并选择合理的合成方法和路线 3 实际生产中 还要综合考虑 利用率 条件 及是否有污染物排放 化学反应 起始原料 原料来源 成本 二 以乙烯为原料合成乙酸乙酯1 常规合成路线根据所学知识 常用的合成路线为请写出此过程中发生反应的化学方程式 2 其他合成路线 思考感悟1 实验室制得的乙酸乙酯中往往有少量乙酸杂质 可用什么方法除去 提示 可以加入饱和的Na2CO3溶液 振荡 静置后进行分液 三 有机高分子的合成1 有机高分子化合物相对分子质量高达 的有机化合物 2 三大合成材料 3 合成方法 聚合反应 1 加聚反应 概念含有 或 的相对分子质量小的化合物分子在一定条件下 互相结合成相对分子质量大的高分子的反应 几万乃至几百万 塑料 合成纤维 合成橡胶 碳碳双键 碳碳叁键 单体 链节 聚合度单体 形成高分子化合物的 链节 高分子化合物中不断重复的 聚合度 高分子化合物中链节的数目 常用字母 表示 小分子物质 基本结构单元 n 举例写出下列物质发生加聚反应的化学方程式 氯乙烯 其单体为 链节为 CH2 CHCl 苯乙烯 其单体为 链节为 2 缩聚反应 概念相对分子质量小的化合物在一定条件下 形成高分子化合物的同时还生成 的聚合反应 举例甲醛和苯酚形成酚醛树脂的化学方程式为 小分子化合物 酚醛树脂的单体是 和 链节是 HCHO 四 有机高分子合成领域需要解决的问题1 高分子材料的改进和推广 使之性能提高 应用更广 2 研制具有特殊功能的材料 3 研制用于物质分离 能量转换的 4 研制易分解的新型合成材料 防治 白色污染 高分子膜 思考感悟2 高聚物有无固定的熔 沸点 提示 对单个高分子 其聚合度n为某一整数 但对于一高分子材料 则是由聚合度相同或不同的高分子聚集在一起的混合物 无固定熔 沸点 1 下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是 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 有机高分子化合物的相对分子质量很大 但其结构并不复杂C 对于一块高分子材料 n是一个整数值 因而它的相对分子质量是确定的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 2 现代以石油化工为基础的三大合成材料是 合成氨 塑料 合成盐酸 合成橡胶 合成尿素 合成纤维 合成洗涤剂A B C D 答案 B3 下列物质不属于有机高分子化合物的是 A 蛋白质B 淀粉C 硝酸纤维D 油脂答案 D 课堂互动讲练 1 有机合成遵循的原则 1 所选择的每个反应的副产物尽可能少 所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离 避免采用副产物多的反应 2 发生反应的条件要适宜 反应的安全系数要高 反应步骤尽可能少而简单 3 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 必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团 4 所选用的合成原料要易得 经济 特别提醒 有机合成的路线并不惟一 在实际选择生产路线时 要从原料的来源 步骤的多少 外界条件的要求 产率的高低和环境污染等方面进行综合考虑 拟用淀粉为原料制取乙酸乙酯 请设计合成方案 其他试剂任取 回答下列问题 1 画出合成路线流程图 2 写出有关反应的化学方程式 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 采用逆推法 分析从原料到产品的中间产物 2 全面分析淀粉和中间产物的性质 2 反应方程式 乙酸乙酯是由乙酸和乙醇反应制得的 所以本题关键在于制乙酸 乙醇 乙酸又可以由乙醇经两步氧化得到 因此问题的关键是制乙醇 乙醇可以利用葡萄糖在酒化酶的作用下得到 而葡萄糖则可以通过淀粉的水解得到 这样利用逆合成的思想就设计出了制备乙酸乙酯的合成路线 变式训练1已知 丙烯和溴化氢发生加成反应可得2 溴丙烷 2 溴丙烷在碱性溶液中水解可得2 丙醇 经氧化可生成 试以1 丁烯为原料合成 解析 本题要求同学们根据题目给出的信息合成指定结构的有机物 可采用逆推法分析 从该有机物的结构分析 可知其为酯类化合物 可由羰基丁酸和2 丁醇反应生成 2 丁醇由1 丁烯和水加成得到 羰基丁酸可由1 丁烯通过加成 水解 氧化反应得到 答案 加聚反应是合成有机高分子化合物的一类重要反应 常见有机高分子化合物的合成 特别提醒 1 能发生加聚反应的小分子应具有不饱和性 常见的是分子里含有键或 C C 键 2 加聚反应具有加成反应的特征 3 两种或多种不饱和的有机物也能共同发生加聚反应 例如 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 答案 1 2 500 变式训练2下列单体在一定条件下能发生加聚反应生成 的是 A CH3CH CH2和CH4B C CH3CH CH2和CH2 CH2D 解析 选C 加聚产物 的链节为 在链节上隔两个碳原子断开碳碳共价单键 如 然后将两侧的半键闭合 即得对应的单体CH2 CH CH3和CH2 CH2 1 单体间相互反应生成高聚物 同时还生成小分子化合物 如H2O HX等 的反应叫缩聚反应 2 缩聚反应主要包括酚醛缩聚 醇酸缩聚 氨基酸缩聚等三种情形 一次性使用聚苯乙烯材料带来的 白色污染 问题日趋严重 成为国际性环境问题之一 因为这种材料难分解 处理麻烦 最近研制出的一种能代替聚苯乙烯的新材料 它是由乳酸缩聚而成 它能在乳酸菌的作用下降解 从而消除对环境的污染 1 合成两种材料的单体的结构简式分别为 2 合成聚乳酸的单体还能生成六元环状化合物 其结构简式为 该反应的反应类型为 3 聚乳酸可以降解生成乳酸 化学反应方程式为 属于 反应 解析 1 聚酯类单体的推导 先去掉两端 再在的一端加上 OH成 在 O 上加 H成 OH 即可得出合成高分子化合物的单体 合成聚乳酸的单体为 羟基丙酸 又叫乳酸 答案 1 变式训练3 2011年青岛调研 下列高聚物中 由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是 解析 选D 分析题中四个选项 A项是由CH2 CH2和CH2 CHCN加聚而成 B项是由CH2 CH CH CH2加聚而成 C项是由CH2 CH CH CH2和CH2 CHC6H5加聚而成 只有D项中含有官能团 COO 故D项是通过缩聚反应生成的 探究整合应用 高分子化合物单体的判断判断加聚产物单体的方法如下 1 若链节主链只有两个碳原子 且以单键相连 则对应的单体为一种含碳碳双键的物质 判断时将链节两侧的半键闭合 即得相应单体 如 的单体为CH2 CHC 2 若链节主链有四个碳原子 且中间两个碳原子间存在双键 则对应单体为一种单 双键交替的化合物 判断时将链节上的单键改为双键 双键改为单键即得对应单体 如 的单体为 3 若链节主链上碳原子较多 且存在碳碳双键 则对应的单体为多种含不饱和键的化合物 判断时 将含双键在内 双键在中间 的四个碳原子分为一组 其余每两个碳原子分为一组 分别将两侧的碳碳单键断开 按上述判断单体的方法进行处理 即得对应的单体 例如 的单体为 CH3CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 今有高聚物 A 其单体是CH2 CH2和