B版浙江鸭专用2019版高考化学总复习第四部分专题十七高分子化合物与有机合成课件.ppt

专题十七高分子化合物与有机合成 化学 浙江选考专用 考点一高分子化合物 考点清单 知识梳理一 高分子化合物基本概念1 链节 高分子化合物中不断重复的基本结构单元 2 聚合度 n 链节的数目称为聚合度 用 n 表示 3 单体 形成高分子化合物的小分子 二 高分子化合物的分类高分子化合物 合成高分子化合物按结构还可分为 线型高分子 体型高分子 合成高分子化合物按性质还可分为 热塑性高分子 热固性高分子 热塑性高分子具有受热熔化 冷却后凝固 受热又熔化的性质 热固性高分子一般一经加工成型就不会受热熔化 三 合成高分子化合物的途径1 加聚反应加聚反应的实质是加成反应 单烯烃的加聚 1 乙烯的加聚 nCH2CH2 2 氯乙烯的加聚 3 2 丁烯的加聚 单烯烃加聚的基本规律 a b c d为氢或烃基 二烯烃的加聚二烯烃的单体自加聚时 单体的两个双键 同时打开 单体之间直接连接形成链节而成为高分子化合物 例如 nH2CCH CHCH2 共聚由两种或两种以上单体发生的加聚反应 例如 nCH2CHCH3 nCH2CH CHCH2加聚反应的特点 高分子链节与单体的化学组成相同 生成物为混合物 2 缩聚反应有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应叫缩聚反应 该类反应的单体一般具有两个或两个以上的官能团 如氨基酸形成蛋白质等 醇羟基和羧基缩聚 1 二元羧酸和二元醇的缩聚 如合成聚酯纤维 2n 1 H2O 2 羟基酸的酯化缩聚 n 1 H2O 氨基与羧基的缩聚 1 氨基羧酸的缩聚 如合成聚酰胺 nH2N CH2 5COOH n 1 H2O 2 二元羧酸和二元胺的缩聚nHOOC COOH nH2NCH2CH2NH2 2n 1 H2O 酚醛缩聚 考点二有机合成与有机推断 知识梳理一 有机合成的常用方法1 碳骨架的增减 1 碳链增长的反应a 酯化反应 b 加聚反应 c 缩聚反应 d 有机信息题中给出的碳链增长方式 如含醛基的化合物与HCN的反应 不饱和化合物间的加成 聚合等 2 碳链缩短的反应a 酯水解 b 烃的裂化 裂解 c 某些烃的氧化 如苯的同系物 烯烃的氧化 d 羧酸盐脱羧反应 3 成环反应a 酯化反应 多元酸和多元醇经酯化反应生成环状酯 羟基酸的分子间酯化反应和分子内酯化反应 b 缩合反应 氨基酸分子内缩合和分子间缩合反应 c 脱水反应 多元醇分子内脱水和分子间脱水 多元酸分子内脱水 d 聚合反应 如乙炔聚合成苯 甲醛 乙醛等聚合成环状化合物 e 有机信息题中常见的双烯合成 烯烃的氧化 烷烃的环化 石油的催化重整 等 2 官能团的引入 1 引入羟基 OH 的反应a 卤代烃的水解 b 醛 酮 还原 与H2加成 c 烯烃与水加成 d 酯的水解 2 引入卤素原子 X 的反应a 不饱和烃 烯烃 炔烃 与X2加成 b 不饱和烃 烯烃 炔烃 与HX加成 c 烷烃的卤代反应 d 苯及其同系物的卤代反应 e 醇与HX反应 3 引入碳碳双键 的反应a 卤代烃的消去 碱性条件 b 醇的消去 酸性条件 4 引入碳氧双键的反应 醇的氧化 5 引入羧基的反应a 醛氧化 b 苯的同系物 与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子 被酸性高锰酸钾溶液氧化 c 酯或酰胺 肽键 水解 3 官能团的消除 1 消除 等不饱和键 氢气催化加成 2 消除 X 消去或水解 3 消除醇羟基 消去 氧化 酯化 与HX取代等 4 消除 CHO 加成或氧化 5 消除 COOH 酯化或脱羧 4 官能团间的衍变根据合成需要 有时题目信息中会明示某些衍变途径 可进行有机物的官能团衍变 以使中间产物向产物递进 常见的有三种方式 1 官能团的种类改变 不同类官能团之间的衍变 如烃卤代烃醇醛酸酯 2 官能团的数目改变 一个官能团变多个官能团 如 CH3CH2ClCH2CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OHOHCCHOHOOCCOOH 3 官能团的位置改变 如CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2CH3CH2CHBrCH3二 最佳合成途径的选择合成基本原则 原理正确 原料价廉 操作简便 步骤简单 条件适宜 易于分离 具体而言 1 起始原料要廉价 易得 低毒性 低污染 2 应尽量选择步骤较少的合成路线 为了减少合成步骤 应尽量选择与目标化合物结构相似的原料 3 合成路线要符合 绿色 环保 的要求 高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子 使之转化到目标化合物中 4 有机合成反应要操作简单 条件温和 能耗低 易于实现 不污染环境或污染小 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 综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的信息 掌握正确的解题方法 有时则要综合运用顺推和逆推的方法导出最佳的合成路线 对于多种合理路线的选择 要综合考虑诸多因素 原料的来源和价格 能耗 反应速率 反应物的利用率 生产设备和技术条件是否具备 是否有污染物产生或排放等 三 有机推断题的突破口1 特殊的结构或组成 1 分子中所有原子一定处于同一平面的物质 乙烯 苯 甲醛 乙炔 CS2 后两者中所有原子在同一直线上 2 一卤代物只有一种同分异构体的烷烃 总碳原子数小于10 甲烷 乙烷 新戊烷 2 2 3 3 四甲基丁烷 3 烃中含氢量最高的为甲烷 而含碳量最高的并不是乙炔 等质量的烃燃烧耗氧量最多的是甲烷 4 常见的有机物中C H个数比N C N H 1 1的有 乙炔 苯 苯酚 苯乙烯等 N C N H 1 2的有 单烯烃 环烷烃 甲醛 乙酸 甲酸甲酯 葡萄糖 果糖等 N C N H 1 4的有 甲烷 尿素 乙二胺等 2 特殊的化学性质 转化关系和反应 1 与银氨溶液或新制Cu OH 2悬浊液反应的物质有 醛 甲酸 甲酸盐 甲酸酯 葡萄糖 麦芽糖等 2 使溴水褪色的物质有 含碳碳双键或碳碳叁键的物质 因加成而褪色 含醛基的物质 因氧化而褪色 酚类物质 因取代而褪色 限浓溴水 液态饱和烃 液态饱和酯 苯及其同系物 氯仿 四氯化碳等 因萃取而褪色 3 使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质有 含碳碳双键或碳碳叁键的物质 醛类物质 酚类物质 苯的同系物 还原性糖等 都是因氧化而褪色 4 连续转化 连续氧化或连续还原 醇醛羧酸乙烯乙醛乙酸炔烃烯烃烷烃 5 交叉型转化 6 能形成环状物质的反应 多元醇和多元羧酸发生酯化反应形成环酯 羟基酸分子间或分子内发生酯化反应形成环酯 氨基酸分子间或分子内脱水形成肽键 多元醇分子内或分子间脱水形成环醚 多元羧酸分子间或分子内脱水形成酸酐 高中阶段不作为已知知识考查 会以信息形式出现 7 数据的应用 如酯化反应 每生成1mol酯 产物酯的质量比反应物质量总和少18g或18g的整数倍 根据有机物与钠反应产生H2的物质的量 可以确定原物质含官能团 羟基 羧基 的数目 同系物之间相对分子质量相差14n n 1 同分异构体之间相对分子质量相等等 方法1高分子化合物中单体的确定方法首先判断高分子化合物是加聚产物还是缩聚产物 中学里缩聚产物形成的方式一般有三种 聚酯式 聚酰胺式 即形成肽键式 酚醛树脂式 从形式上看都是脱水缩合 确定这类缩聚产物的单体时 只要按照它们缩合时脱水的方式将H2O 回迁 即可 如确定聚酯的单体可按照 酸上羟基 醇上氢 来复原 中学里加聚产物形成方式一般有三种 单烯烃的加聚 共轭二烯烃的加聚 单烯烃和共轭二烯烃的混聚 对加聚产物由链节确定单体 常见类型如下 若链节主链中只有碳碳单键 无碳碳双键 则按每两个碳原子为一组 切断 将每一组恢复成单烯烃的形式即可 突破方法 若链节主链中既有碳碳单键 又有碳碳双键 当双键不共轭时 则以双键碳原子为中心 向两边各拓展一个碳原子 即以四个碳原子为一组 切断 将每一组恢复成共轭二烯烃的形式 其余的碳原子仍按两个一组切断 恢复双键即可 若链节主链中既有碳碳单键 又有碳碳双键 当双键共轭时 则以两个双键碳原子为一组 切断 将每一组恢复成炔烃的形式 例1 2018浙江宁波效实中学高二期末 30 DAP是电器和仪表部件中常用的一种合成高分子化合物 它的结构简式如下 则合成此高分子的单体可能是 乙烯CH2CH2 丙烯CH3CHCH2 丙烯醇HOCH2CHCH2 邻苯二甲酸 邻苯二甲酸甲酯A B C D 解析分析DAP的结构简式可知 DAP可由通过加聚反应制取 而可通过邻苯二甲酸与丙烯醇发生酯化反应生成 故合成DAP的单体是邻苯二甲酸和丙烯醇 答案B1 1合成结构简式为的高聚物 所用的单体应是 苯乙烯 丁烯 1 3 丁二烯 丙炔 苯丙烯A B C D 答案D解析运用聚合物的单体的判断方法解题 此聚合物的链节主链中有6个碳原子 存在一个 可知其单体由一个二烯烃和一个单烯烃组成 分别是1 3 丁二烯和苯乙烯 方法2有机合成题的解题思路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 该方法的思维途径是 1 首先确定所要合成的有机产物属于何类别 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由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的 一直推导到题目中给定的原料为止 3 在合成某一种产物时 可能会产生多种不同的方法和途径 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 最简单的方法和途径 例2 2017浙江11月选考 32 10分 加试题 某研究小组按下列路线合成药物胃复安 已知 RCOOR RCONHR 请回答 1 化合物A的结构简式 2 下列说法不正确的是 A 化合物B能发生加成反应B 化合物D能与FeCl3溶液发生显色反应C 化合物E具有碱性D 胃复安的分子式是C13H22ClN3O2 3 设计化合物C经两步反应转变为D的合成路线 用流程图表示 试剂任选 4 写出D EF的化学方程式 5 写出化合物E可能的同分异构体的结构简式 须同时符合 1H NMR谱表明分子中有3种氢原子 IR谱显示有N H键存在 分子中没有同一个碳上连两个氮 的结构 解析由A的分子式为C7H7NO3 A可与CH3OH反应可推出A中有 COOH 根据题中所给已知信息 结合A转 化为胃复安的过程及胃复安的结构简式可推知A为 B为A与CH3OH发生酯化反应的产物 则B为 C为B与CH3COOH反应的产物 结合C的分子式可知C为 C D有两步 且D分子中有Cl原子 D与E反应生成F F与水反应生成胃复安 E的分子式为C6H16N2 结合已知信息及 胃复安的结构简式可知E为 则D为 F为 2 可以发生加成反应 故A正确 中无酚羟基 所以与FeCl3溶液不能发生显色反应 B 错误 E分子中含有 NH2 具有碱性 C正确 胃复安的分子式为C14H22ClN3O2 D错误 3 酚羟基易被氧化 因此先根据题中已知信息将酚羟基转化为甲氧基 再在苯环上引入氯原子 答案 1 2 BD 3 4 H2NCH2CH2N CH2CH3 2 CH3OH 5 2 1 2017江苏单科 17 15分 化合物H是一种用于合成 分泌调节剂的药物中间体 其合成路线流程图如下 1 C中的含氧官能团名称为和 2 D E的反应类型为 3 写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式 含有苯环 且分子中有一个手性碳原子 能发生水解反应 水解产物之一是 氨基酸 另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢 4 G的分子式为C12H14N2O2 经氧化得到H 写出G的结构简式 5 已知 R代表烃基 R 代表烃基或H 请写出以 和 CH3 2SO4为原料制 备的合成路线流程图 无机试剂任用 合成路线流程图示例见本题题干 答案 15分 1 醚键酯基 2 取代反应 3 4 5 解析本题考查官能团的名称 反应类型 同分异构体的书写 有机物合成路线的设计 2 D和反应生成E和HBr 该反应属于取代反应 3 C的同分异构体中苯环侧链上有一个手性碳原子 且水解后生成 氨基酸和一种只有2种不同化学环境的氢原子的化合物 则符合条件的C的同分异构体的结构简式为 4 由G的分子式结合H的结构简式逆推可知G的结构简式为 5 由已知信息可知将的酚羟基转化为 OCH3之前不能将 NO2还原为 NH2 方法3有机推断题的解题策略 有机推断题的一般考查形式是推出有机物 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 有的还要求写出反应的化学方程式 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 解有机推断题时要抓住问题的突破口 即抓住特征条件 即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一般分别为醇 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 如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 例3 2018浙江新高考科目名师预测卷四 32 加试题 药物Targretin F 能治疗顽固性皮肤T 细胞淋巴瘤 其合成路线如下图所示 1 反应 的反应类型是 C的结构简式是 2 F的分子式是C24H28O2 F中含有的官能团 3 写出反应 的化学方程式 4 写出满足下列条件的A的两种同分异构体的结构简式 不考虑 O O 或结构 a 苯环上的一氯代物有两种b 既能发生银镜反应又能发生水解反应 5 已知 R R 为烃基 以2 溴丙烷和乙烯为原料 选用必要的无机试剂合成 写出合成路线 用结构简式表示有机物 用箭头表示转化关系 箭头上注明试剂和反应条件 解析本题考查有机合成与推断 主要涉及反应类型 官能团性质 方程式书写 同分异构体书写 合成路线设计等知识 用酸性 KMnO4溶液氧化后得 与CH3OH发生酯化反应得到的B为 与SOCl2发生取代反应生成 和E在催化剂作用下生成 可知E为 进而可知与Br2发生1 4 加成反应生成的C为 C与H2发生加成反应生成的D为 1 反应 是被酸性高锰酸钾溶液氧化 反应类型是氧化反应 C的结构简式是 2 在稀硫酸作用下发生反应得到F F的分子式是C24H28O2 则F的结构简式为 含有的官能团有碳碳双键 羧基 3 是和在催化剂作用下发生取代反应生成 反应的化学方程式为 2HBr 4 a 苯环上的一氯代物有两种说明对位有两个不同取代基或邻位有两个相同的取代基 b 既能发生银镜反应又能发生水解反应说明有HCOO 则满足条件的A的同分异构体的结构简式为 答案 1 氧化反应 2 碳碳双键 羧基 3 2HBr 4 5 H2CCH2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OHO HC CHO3 1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 C7H8C7H7NO2C7H5NO4C7H7NO2AC7H7NOBr2B沐舒坦已知 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 答案 1 浓硝酸 浓硫酸 加热Br2 Fe 或Br2 FeBr3 或CH3OH 浓硫酸 加热 2 还原反应取代反应 3 4 HCl反应物与HCl反应 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解析本题可运用正向 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 是甲苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂 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及反应 产物的分子式可推知反应 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或Fe存在条件下 与Br2发生取代反应 反应 利用取代基的定位效应知溴原子应取代氨基邻 对位上的氢原子 因此反应 生成物的结构简式为 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的取代反应 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