第50讲　合成高分子　有机合成

1/1第50讲合成高分子有机合成1.能对单体和高分子进行相互推断，能分析有机高分子化合物的合成路线，能写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。2.能举例说明塑料、橡胶、纤维的组成和分子结构特点，能列举重要的有机高分子化合物，说明它们在材料领域的应用。3.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。考点一合成高分子必备知识1.高分子的结构特点（1）单体：能够进行聚合反应形成高分子的低分子化合物。（2）链节：高分子中化学组成相同，可重复的最小单元。（3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。2.高分子的分类及性质特点其中，、、又被称为三大合成材料。3.合成高分子的两个基本反应项目加聚反应缩聚反应概念由不饱和单体生成高分子的反应单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，生成缩合聚合物的同时，还伴有小分子的副产物（如水、氨、卤化氢等）的生成单体特点含有或三键的不饱和有机物含有两个或两个以上的反应基团（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）产物特征高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成易错辨析（1）（2024·广东高考）苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂，该反应是加聚反应。（）（2）（2024·江西高考）景德镇青花瓷表面的釉属于有机高分子膜。（）（3）（2024·甘肃高考）聚乳酸可生物降解，因此可制作一次性餐具。（）（4）（2024·湖北高考）制备芳纶纤维凯芙拉：＋＋（2n－1）H2O。（）（5）结构中含有酯基。（）（6）加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种。（）关键能力考向1加聚（或缩聚）反应分析与方程式的书写1.（2024·江西高考10题）一种可用于海水淡化的新型网状高分子材料，其制备原理如图（反应方程式未配平）。下列说法正确的是（）A.亲水性：Z＞聚乙烯B.反应属于缩聚反应C.Z的重复结构单元中，nN∶nS＝1∶2D.反应的原子利用率＜100％2.完成下列方程式。（1）加聚反应①nCH2CH—CH3。②nCH2CH—CHCH2。③nCH2CH2＋。（2）缩聚反应①nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH；nHOCH2—CH2—COOH。②nH2N—CH2COOH；nH2NCH2COOH＋。③nHCHO＋n。（1）加聚反应方程式的书写①单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。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，右下写n”。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，右下写n”。（2）缩聚物结构简式的书写书写缩合聚合物（简称缩聚物）结构简式时，与加成聚合物（简称加聚物）结构简式写法有点不同，缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。（3）缩聚反应方程式的书写①各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致。②注意生成的小分子的化学计量数：由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子的化学计量数一般为n－1；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子的化学计量数一般为2n－1。考向2高分子合成单体的推断3.（2024·海南高考3题）高分子物质与我们生活息息相关。下列说法错误的是（）A.糖原（成分类似于淀粉）可转化为葡萄糖B.聚合物CH2—CH2是CH2CH2C.畜禽毛羽（主要成分为角蛋白）完全水解可以得到氨基酸D.聚合物HOCO（CH2）4COOCH2CH2OH的单体是HOOC（CH2）4COOH和CH3CH2OH4.下列高分子材料制备方法正确的是（）A.聚乳酸由乳酸经加聚反应制备B.聚四氟乙烯（）由四氟乙烯经加聚反应制备C.尼龙-66（）由己胺和己酸经缩聚反应制备D.聚乙烯醇（）由聚乙酸乙烯酯（）经消去反应制备高聚物单体的推断方法推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。（1）加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合，单双键互换。如的单体为CH2CH2和CH2CHCN，的单体为CH2CHCH3和CH2CH—CH（2）缩聚产物的链节中不全为碳原子，一般有“”“”等结构，在或画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子或氮原子上连—H，即得单体。考点二有机合成与推断必备知识1.有机合成的原则（1）步骤：步骤少、操作简单、安全可靠。（2）符合“绿色化学”思想：原子经济性、原料绿色化、试剂与催化剂的无公害性。2.有机合成中碳骨架的构建（1）碳链的增长通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长，如取代反应、加成反应等。①醛、酮与HCN加成＋H—CN②醛、酮与RMgX加成＋RMgX③醛、酮的羟醛缩合（其中至少一种有α-H）＋（2）碳链的缩短氧化反应等可以使烃分子的碳链缩短，如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成羧酸或酮。①CH3CHC（CH3）2。②。（3）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＋H2O。③氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH＋H2O。④二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH＋H2O。⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋＝。3.有机合成中官能团的引入或转化官能团引入或转化方法碳卤键①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；③醇与氢卤酸（HX）的取代羟基①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；③卤代烃在碱性条件下的水解；④酯的水解；⑤葡萄糖发酵产生乙醇碳碳双键①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃的不完全加成；③烷烃的裂化碳氧双键①醇的催化氧化；②连在同一个碳上的两个羟基脱水；③低聚糖和多糖水解可引入醛基；④含碳碳三键的物质与水加成羧基①醛基氧化；②酯、多肽、蛋白质、羧酸盐的水解苯环上引入不同的官能团①卤代：X2和Fe（或X2和FeX3）；②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热；③烃基氧化；④先卤代后水解4.官能团的保护与恢复（1）碳碳双键：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。HOCH2CHCHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOC—CHCH—COOH。（2）酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。。（3）醛基（或酮羰基）：在氧化其他基团前可以用乙醇（或乙二醇）加成保护。①R—CHO。②（H）。（4）氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。。（5）醇羟基、羧基可以成酯保护。易错辨析（1）含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团不受到影响。（）（2）含有碳碳双键和醛基的有机物在氧化醛基的时候，不必考虑碳碳双键的稳定性。（）（3）氨基（—NH2）性质稳定，在有机合成中不需要保护。（）（4）酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来。（）（5）在优选合成路线时，首先考虑原料是否价廉易得，不必考虑是否安全。（）关键能力考向1有机合成中碳骨架的构建和官能团的转化1.（2025·安徽铜陵检测）二缩三乙二醇，可用于制备新型的手机电池离子导体材料，其高产率合成过程如图，下列说法错误的是（）＋H2OABA.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为加成反应B.二缩三乙二醇中只有一种官能团C.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ原子利用率均为100％D.一定条件下能与NH3反应生成2.（2024·浙江1月选考11题）制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下：下列说法不正确的是（）A.试剂a为NaOH乙醇溶液B.Y易溶于水C.Z的结构简式可能为D.M分子中有3种官能团考向2根据已知信息和官能团的转化设计合成路线3.（2025·安徽高考18题节选）有机化合物C和F是制造特种工程塑料的两种重要单体，均可以苯为起始原料按下列路线合成（部分反应步骤和条件略去）：已知酮可以被过氧酸（如间氯过氧苯甲酸，MCPBA）氧化为酯：参照题干合成路线，写出以苯为主要原料制备苯甲酸苯酯（）的合成路线（其他试剂任选）。4.（2024·江苏高考15题节选）F是合成含松柏基化合物的中间体，其合成路线如下：已知：HSCH2CH2SH与HOCH2CH2OH性质相似。写出以、、HSCH2CH2SH和HCHO为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干）。利用新信息设计合成路线的思路（1）先分析目标产物和所用原料中碳骨架结构和官能团的变化，利用正推和逆推确定出现的中间产物。（2）再分析新信息反应的实质，结合转化关系及“中间产物”，找出断键或成键以及官能团的变化，最后确定合成路线的转化关系及反应条件，最终完善整个合成路线。1.（2025·黑吉辽蒙5题）一种强力胶的黏合原理如图所示。下列说法正确的是（）A.Ⅰ有2种官能团 B.Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离C.常温下Ⅱ为固态 D.该反应为缩聚反应2.（2025·四川高考9题）聚合物Z可用于制造用途广泛的工程塑料，其合成反应如下：下列说法正确的是（）A.X能与CO2水溶液反应，不能与FeCl3水溶液反应B.Y中所有原子共平面C.x的值为2n－1，该反应不属于缩聚反应D.若反应体系中有少量水，则酚钠盐水解，影响聚合度3.（2025·北京高考13题）一种生物基可降解高分子P合成路线如下。下列说法正确的是（）A.反应物A中有手性碳原子B.反应物A与B的化学计量比是1∶2C.反应物D与E生成P的反应类型为加聚反应D.高分子P可降解的原因是C—O断裂4.（2025·湖南高考17题）化合物F是治疗实体瘤的潜在药物。F的一条合成路线如下（略去部分试剂和条件）：已知：回答下列问题：（1）A的官能团名称是、。（2）B的结构简式是