1、第二单元 人工合成有机化合物,三年30考 高考指数: 1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分 子的结构分析其链节和单体。 2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。了解常见高分子材料的 合成反应。 3.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的 贡献。,一、合成有机高分子化合物 1.有关高分子化合物的几个概念 (1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 (2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。 (3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。 如合成聚乙烯( CH2CH2 )的单体为：_， 链节为：_，聚合度为：_。,CH2CH2,CH2CH2,n,
2、2.合成高分子化合物的基本反应 (1)加聚反应。 小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应, 如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为：_,(2)缩聚反应。 单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物 的反应。 如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为：_。,3.合成有机高分子化合物的性能及其应用 (1)高分子化合物的分类、结构。,天然,热塑性,热塑性,热固性,(2)常见的塑料。,CH2CH2,(3)合成纤维。 合成纤维包括多种物质，其中“六大纶”是指涤纶、锦纶、 腈纶、丙纶、维纶、氯纶。维纶分子链上含有羟基而具有较 好的吸湿性，被称为“人造棉花”。,(4)常见的合成橡胶。
3、,二、有机合成常见的合成路线 1.一元合成路线 RCHCH2 RCH2CH2X RCH2CH2OH RCH2CHO RCH2COOH RCH2COOR 有关反应的化学方程式依次为： _， _， _， _， _。,1.聚乙烯的链节为CH2CH2。( ) 【分析】聚乙烯的链节为CH2CH2，CH2CH2是聚乙烯的 单体。 2.高聚物的链节和单体组成相同，结构不同。( ) 【分析】单一单体形成的加聚产物的链节和单体的组成相同， 两种以上的单体形成的加聚产物和缩聚产物的单体和链节的组 成不同。,3.聚乙烯为混合物。( ) 【分析】聚乙烯( CH2CH2n)中因n值不同，而含有不同 的分子，聚乙烯为混合
4、物。 4.白色污染就是白颜色物质产生的污染。( ) 【分析】白色污染是指废旧塑料产生的污染，如聚乙烯、聚 氯乙烯等。 5.聚氯乙烯塑料可用于包装食品。( ) 【分析】聚氯乙烯塑料中含有游离的氯乙烯和增塑剂，对人 体有害，不能用于包装食品。,有机反应的基本类型 1.取代反应“有进有出” (1)取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子 或原子团所代替的反应。 (2)常见的取代反应。 烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的 脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水 解以及蛋白质的水解等。,2.加成反应“只进不出” (1)加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其
5、他原子或原 子团相互结合生成新化合物的反应。 (2)常见的加成反应。 能与分子中含碳碳双键、碳碳叁键的有机物发生加成反应的 试剂有氢气、卤素单质、氢卤酸、水等。 苯环可以与氢气加成。 醛、酮可以与H2、HCN等加成。,3.消去反应“只出不进” (1)消去反应。 在一定条件下，有机物脱去小分子物质(如H2O、HX等) 生成分子中含双键或叁键不饱和化合物的反应。,(2)常见的消去反应。 醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握 的消去反应。 醇类发生消去反应的规律与卤代烃的消去规律相似,但反应 条件不同,醇类发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,而卤代烃 发生消去反应的条件是NaOH、醇、
6、加热(或NaOH的醇溶液,), 要注意区分。 (3)有机合成中的应用。 在有机合成中,利用醇或卤代烃的消去反应可以在碳链上引入 双键、叁键等不饱和键。,4.氧化反应和还原反应,氧化 还原,5.加聚反应 (1)加聚反应。 相对分子质量小的化合物(也叫单体)通过加成反应互相聚合 成为高分子化合物的反应。 (2)特点。 一种单体形成的加聚产物，链节的相对分子质量与单体的 相对分子质量(或相对分子质量和)相等。 产物中仅有高聚物,无其他小分子生成。,6.缩聚反应 (1)缩聚反应。 缩聚反应与加聚反应相比较,其主要的不同之处是缩聚反应 中除生成高聚物外同时还有小分子生成。 (2)缩聚反应方程式的书写。
7、注意单体的物质的量要与缩聚物结构简式的下角标一致。 注意生成的小分子的物质的量：一种单体时为n；两种单 体时为2n。,【高考警示钟】 (1)合成有机高分子化合物时，从原料到目标产物常需要多步反 应，可能会发生多种类型的反应，解题时要特别注意题中信息。 (2)有机化学反应的条件特别重要，不同的物质发生同一类型的 反应时，条件不同。解答有机合成题时要注意考虑具体条件。,【典例1】以乙醇为原料,用下述6种类型的反应： 氧化,消去,加成,酯化,水解,加聚,来合成乙二酸乙二酯( )的正确顺序是( )A. B. C. D.,【解题指南】解答本题要注意以下两点： (1)合成乙二酸乙二酯需要乙二酸和乙二醇；
8、(2)由乙醇转化成乙二酸需经过的各步反应。 【解析】选C。由乙醇合成乙二酸乙二酯路线如下：,【互动探究】(1)1 mol乙二酸乙二酯( )完全 水解消耗水的量为多少？提示：乙二酸乙二酯( )中含有2个酯基，1 mol乙二酸乙二酯完全水解消耗2 mol水。,(2)乙二酸乙二酯完全水解生成的产物在一定条件下可以相 互反应生成高聚物，写出该反应的化学方程式。 提示：乙二酸乙二酯完全水解生成的产物为乙二酸和乙二醇， 乙二酸和乙二醇缩聚生成高聚物的反应方程式为：nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH OCCOOCH2CH2On +2nH2O。,【变式备选】下列反应不属于取代反应的是( )(式中R是正
9、十七烷基CH3(CH2)15CH2),【解析】选B。B项为加成反应，不属于取代反应，A项乙醇分 子间脱水，C项酯化反应，D项水解反应均属于取代反应范畴。,3.有机合成题的解题思路,对比原料和 目标产物,采用正确的 方法分析,官能团的引 入和消除,设计合理 合成路线,碳 架 结 构,官 能 团 的 变 化,逆 向 思 维,正 向 思 维,正 逆 结 合,先 后 顺 序,反 应 条 件,反 应 类 型,环 境 保 护,绿 色 化 学,4.有机合成中碳骨架的构建 (1)链增长的反应。 加聚反应；缩聚反应；酯化反应； 利用题目信息所给反应。如卤代烃的取代反应,醛酮 的加成反应 (2)链减短的反应。 烷
10、烃的裂化反应； 酯类、糖类、蛋白质等的水解反应； 利用题目信息所给反应。如烯烃、炔烃的氧化反应, 羧酸及其盐的脱羧反应,(3)常见由链成环的方法。 二元醇成环 如羟基酸酯化成环如,氨基酸成环 如二元羧酸成环如,5.有机合成中官能团的转化 (1)官能团的引入。,(2)官能团的消除。 通过加成反应消除不饱和键(双键、叁键、苯环)； 通过消去、氧化、酯化消除羟基； 通过加成或氧化消除醛基； 通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。,(3)官能团的改变。 通过官能团之间的衍变关系改变官能团。 如：醇 醛 酸 通过某些化学途径使一个官能团变成两个。 如：a.CH3CH2OH CH2CH2 CH2XCH2X
11、 CH2OHCH2OH b.CH2CHCH2CH3 CH3CHXCH2CH3 CH3CHCHCH3 CH3CHXCHXCH3 CH2CHCHCH2 通过某些手段改变官能团的位置 如：CH3CHXCHXCH3 H2CCHCHCH2 CH2XCH2CH2CH2X。,【高考警示钟】 (1)有机合成中，特别是含有多个官能团的有机物，当需要某 一官能团反应或拼接碳链时，其他官能团或者被破坏或者首先 反应，需要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适 当的时候再将其转变回来，称为官能团保护。 (2)分析有机合成中官能团的引入、消除及转化时,既要注意反 应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化的
12、要求, 同时还要考虑对其他官能团的影响及官能团的保护。,【典例2】多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。 多沙唑嗪的合成路线如下：,(1)G中含氧官能团的名称为：_,B是有机合成中的 一种重要的中间体，其核磁共振氢谱中有_个峰， A、B、C、D 四种物质中含手性碳原子的物质是_。 (2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 _。 苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种； 与Na2CO3溶液反应放出气体； 水解后的产物能与FeCl3溶液发生显色反应。,(3)试剂X的分子式为C4H10N2,E转化为F的反应方程式 为_。 (4)F转化为多沙唑嗪的反应类型为_。 (5)丙酸乙酯在食品
13、工业上用途很广，请设计合理的方案以淀 粉为原料合成丙酸乙酯(用合成路线流程图表示，并注明反应 条件)。 提示：RBr+NaCN RCN+NaBr； 合成过程中无机试剂任选； 合成路线流程图示例如下： CH3CH2OH H2CCH2 BrH2CCH2Br,【解题指南】(1)与FeCl3溶液发生显色反应说明分子中含 有酚羟基。 (2)根据题给信息，结合所学知识，利用逆推法，从最终 产物入手向前推断各中间产物的结构简式。,【解析】(1)G中的含氧官能团为醚键。B中有两种处于不同化 学环境的氢原子，含有一个手性碳原子； (2)书写有限制条件的同分异构体应根据限制条件推断所含官 能团，从而确定有机物结构
14、，书写结构简式。 属于苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种，说明 苯环上含有两个取代基，且取代基处于对位； 与Na2CO3溶液反应放出气体，说明含有羧基； 水解后的产物能与FeCl3溶液发生显色反应说明水解产物 含有酚羟基；,(3)结合E、G、多沙唑嗪的结构及X的分子式推断X为 ，F为 ，反应的化学方程式为；(4)对比F、G、多沙唑嗪的结构简式可知F转化为多沙唑嗪的反应 类型为取代反应；,(5)从有机物骨架和官能团的变化对比原料与产物确定合成 路线，可以采用逆推法。 合成丙酸乙酯需要丙酸和乙醇两种物质，根据已知条件， 两种物质的合成可以依次逆推如下：,答案：(1)醚键 2 B、C、D (2
15、)(3),(4)取代反应 (5),【变式备选】1，3-丙二醇是生产新型高分子材料PTT的主要原 料,目前1,3-丙二醇的生产路线有:以石油裂解气为原料的两条 石油化工合成路线和一条生物工程法合成路线。 【路线1】丙烯醛水化氢化法：【路线2】环氧乙烷甲酰化法:【路线3】生物发酵法:,(1)A的结构简式为_。 (2)从合成原料来源的角度看,你认为最具有发展前景的路线 是_(填“1”、“2”或“3”),理由是_。 (3)以1,3-丙二醇与对苯二甲酸为原料可以合成聚酯PTT,写出 其化学方程式_。,(4)已知丙二酸二乙酯能发生以下反应：利用该反应原理,以丙二酸二乙酯、1,3-丙二醇、乙醇为原料 合成
16、，写出合成过程的反应流程图。,提示：合成过程中无机试剂任选,合成反应流程图表示方 法示例如下：A B C 【解析】(1)根据A前后两种物质的结构、反应条件以及丙烯 醛水化氢化法名称推断A的结构简式； (2)从资源再生的角度进行分析； (3)由1,3-丙二醇与对苯二甲酸的结构可知，该反应应为缩聚 反应； (4)从目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化，对比原料 和目标产物，结合题给信息确定合成路线。,答案：(1)HOCH2CH2CHO (2)3 路线3以淀粉为原料,淀粉是可再生资源,路线1、2的合成 原料为石油产品,石油是不可再生资源 (3)(4),1.下列说法正确的是( ) A.线型高分子具有
17、热固性 B.“不粘锅”内壁涂的聚四氟乙烯 CF2CF2 n是通过缩聚反 应生成的 C.尼龙是天然高分子化合物 D.酚醛树脂常用于制造电工器件,【解析】选D。A项，体型高分子具有热固性，A项错误；B项， “不粘锅”内壁涂的聚四氟乙烯是通过加聚反应生成的，B项错 误；C项，尼龙是人工合成的高分子化合物，C项错误；D项，酚 醛树脂是一种重要的电工材料，常用于制造电工器件，D项正确。,2.下列关于高分子化合物的叙述正确的是( ) A.三大合成材料是指淀粉、纤维素和蛋白质 B.链节就是单体 C.缩聚反应的产物既有高分子也有小分子 D.糖类、油脂和蛋白质均为天然有机高分子 【解析】选C。A项，三大合成材料
18、是指塑料、合成纤维、合成 橡胶，A项错误；B项，链节是高分子重复的结构单元，单体是 合成高分子的小分子，二者不相同，B项错误；C项，缩聚反应 生成高分子的同时还生成小分子，C项正确；D项，油脂不是高 分子化合物，D项错误。,3.超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿 使用。下列关于购物塑料袋的说法正确的是( ) A.控制塑料购物袋的使用主要是为了节约成本 B.使用可降解塑料袋有利于减少白色污染 C.塑料只能通过缩聚反应得到 D.塑料购物袋具有热固性，不能回收利用 【解析】选B。塑料的大量使用易导致白色污染，控制塑料购物 袋的使用和使用可降解塑料袋是为了减少白色污染，A项错误， B
19、项正确；C项，聚乙烯、聚氯乙烯等塑料是通过加聚反应生成 的，C项错误；D项，塑料购物袋通常具有热塑性，可以回收利 用，D项错误。,4.目前市场上很多儿童玩具外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的 聚酯纤维( )，下列说法不 正确的是( ) A.羊毛与聚酯纤维属于同类有机物 B.聚酯纤维和羊毛一定条件下均能水解 C.该聚酯纤维可由对苯二甲酸和乙二醇反应制得 D.合成聚酯纤维的反应属缩聚反应,【解析】选A。A项，羊毛主要成分为蛋白质，聚酯纤维为合成 纤维，二者不属于同类物质，A项错误；B项，羊毛主要成分为 蛋白质，可以水解为氨基酸，聚酯纤维含有酯基也可以水解， B项正确；分析聚酯纤维的结构可知该有机物为
20、对苯二甲酸和 乙二醇通过缩聚反应制得，C项和D项均正确。,5.在有机物分子中，不能引入羟基的反应是( ) A.加成反应 B.还原反应 C.水解反应 D.消去反应 【解析】选D。烯烃与水加成可以引入羟基，醛酮与氢气发生的 还原反应可引入羟基，酯的水解反应可以引入羟基，所以选D。,6.根据下列合成流程图推断：(1)写出下列物质的结构简式： B：_ C：_ E：_。 (2)判断的反应类型：_。 (3)写出DE的化学方程式：_。,【解析】分析乙苯和高聚物的结构，可推知E的结构简式为：，进一步可推知C为 ，D为 ，B为 ，乙苯与氯气在光照条件下发生的反应为侧链上的取代反应。,答案：(1)(2)取代反应 (3),
