高分子化合物和有机合成

1高分子化合物和有机合成考点一合成高分子化合物1．概念：高分子化合物又称聚合物，它是由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很高(一般高达104～106)的一类化合物，是由若干个重复结构单元组成。(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称为单体。(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为链节，也称重复结构单元。(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目称为聚合度，通常用n表示。2．加聚反应(1)概念：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。(2)特点：①单体分子含不饱和键，如C＝C等；②单体和生成的聚和物组成相同；③只生成高聚物。(3)方程式书写：①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如合成聚丙烯的化学方程式为：________________________________________________________________________。②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。如乙烯和丙烯的聚合：________________________________________________________________________。3．缩聚反应单体间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如H2O、NH3、HX等)的聚合反应。缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。例如：己二酸和乙二醇发生缩聚反应的方程式为：________________________________________________________________________。4．有机高分子化合物单体的判断a．加聚物(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。如：(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。2(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在双键结构的高聚物，其规律是“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。b.缩聚高聚物,(1)凡链节为结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物单体。(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，若两侧为不对称性结构，其单体为两种；在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。【例1】下面是一种线型高分子的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有种，它们的结构简式为________________________________________________________________________。5．应用广泛的高分子材料(1)塑料：①聚乙烯；②酚醛树脂工业生产聚氯乙烯的化学方程式为_____________________________________________。(2)合成纤维：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合成纤维的“六大纶”合成涤纶的化学方程式为_____________________________________________________。(3)合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶合成顺丁橡胶的化学方程式为nCH2===CH—CH===CH2――→催化剂。(4)功能高分子材料：医用高分子、液晶高分子、高分子涂料等。(5)复合材料：两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，可以集合几种材料的优异性能，使其应用更加广泛。6．高分子化合物的分类1．按来源分天然高分子：如淀粉、纤维素、蛋白质等3合成高分子：如聚乙烯、有机玻璃等。2．按结构分线型高分子：如聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶等。体型高分子：如酚醛树脂、硫化橡胶等。3．按性质分热塑性高分子：具有热塑性，无固定熔点，如线型高分子。热固性高分子：具有热固性，受热不熔化，如体型高分子。4．按用途分如塑料、合成纤维、合成像胶、涂料、黏合剂等。特别提醒(1)因为聚合物中的聚合度n值不同，所以有机高分子化合物都是混合物，没有固定的熔、沸点。(2)书写缩聚物的结构简式，与加聚产物结构简式的写法略有不同。缩聚物的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，如：。(3)书写缩聚反应方程式时，除单体物质的量与缩聚物结构的下角标要一致外，还要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子的物质的量应为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。练习1．完成下表中未填写的空项。有机物单体聚合物乙烯丙烯氯乙烯丙烯腈丙烯酸醋酸乙烯酯乙炔2.写出下列由单体生成缩聚物的化学方程式。43．涤纶树脂的结构简式为考点二有机合成的方法——正、逆合成分析法1．有机合成的方法包括____________分析法和__________分析法等。2．正合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的________，逐步推向合成的目标化合物，其合成示意图是3．逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的______________________，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体，又可以由上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线(如下图所示)：练习4．五羊P191自我诊断1、2、35．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。考点三有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1．官能团的引入562．官能团的消去(1)通过加成反应消除不饱和键。(2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。(3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。(4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。3．官能团的转化(1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如【例2】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯()，其过程如下：据合成路线填写下列空白：(1)有机物A的结构简式：____________________________________________________，B的结构简式：_____________________________________________________________。(2)反应④属于__________反应，反应⑤属于____________反应。(3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。7(4)写出反应⑥的化学方程式：_________________________________________________。`考点四有机合成中碳架的构建1．有机成环反应(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。(1)与HCN的加成反应(2)加聚或缩聚反应，如nCH2(3)酯化反应，如CH3CH2OH＋CH3COOH浓CH3COOCH2CH3＋H2O。3．碳链的减短(1)脱羧反应：R—COONa＋NaOH――→CaO△R—H＋Na2CO3。8(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。(4)烃的裂化或裂解反应：C16H34――→高温C8H18＋C8H16；C8H18――→高温C4H10＋C4H8。【例3】乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同的反应类型：1,4­二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得：烃类A――→Br2B――→NaOH水溶液C――→浓H2SO4－H2O其中的A可能是()A．乙烯B．乙醇C．乙二醇D．乙酸考点五合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线(1)一元合成路线：卤代烃――→NaOH/H2O△一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2)二元合成路线：――→NaOH/H2O二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→链酯环酯高聚酯(3)芳香化合物合成路线：2．有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，9把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，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。(3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。【例4】由乙烯合成草酸二乙酯(C2H5OOC—COOC2H5)，请写出各步合成反应的化学方程式。【例5】肉桂酸甲酯M，常用作调制具有草莓、葡萄、樱桃等香味的食用香精。M属于芳香化合物，苯环上只含一个直支链，能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为162g·mol－1，只含碳、氢、氧三种元素，且原子个数之比为5∶5∶1。(1)肉桂酸甲酯的结构简式是。(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体，其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示单链或双键)。G的结构简式为。(3)以芳香烃A为原料合成G的路线如下：①化合物E中的含氧官能团有________(填名称)。②E―→F的反应类型是__________，F―→G的化学方程式为_______________________。③写出符合下列条件的F的同分异构体的结构简式(只写一种)：____________________。ⅰ.分子内含苯环，且苯环上只有一个支链；ⅱ.在催化剂作用下，1mol该物质与足量氢气充分反应，消耗5molH2；ⅲ.它不能发生水解反应。