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专题六有机化学基础第31讲高分子有机合成与推断目标导航复习目标1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法(如质谱、红外光谱、核磁共振氢谱等)。3.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。了解加聚反应和缩聚反应的含义。4.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。5.根据信息能设计有机化合物的合成路线。知识体系课前思考问题1：有机合成的原则是什么？[答案]①原料要廉价、易得、无毒(或低毒)，原理正确；②路线简捷，便于操作，条件适宜；③要按照一定的顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应；④产品要易于分离，产率高。问题2：有机推断题的解题思路和解题关键主要有哪些？[答案]解题思路：原题――→审题、综合分析明显条件、隐含条件――→找出解题突破口(结构、反应、性质、现象特征)――→顺推或逆推结论←检验。解题关键：(1)根据有机物的物理性质、有机物特定的反应条件寻找突破口；(2)根据有机物之间的相互衍变关系寻找突破口；(3)根据有机物结构上的变化及某些特征现象寻找突破口；(4)根据某些特定量的变化寻找突破口。课前8min栏目导航考点透视质量验收课前8min1.(2017·全国Ⅰ卷)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：已知：①RCHO＋CH3CHO――――→NaOH/H2O△RCH===CHCHO＋H2O回答下列问题：(1)A的化学名称为________。(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、________。(3)E的结构简式为________________。(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为___________________________________________________________________。苯甲醛加成反应取代反应(5)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶1∶1，写出两种符合要求的X的结构简式：___________________________________________________________________。、、、(任写两种)(6)写出用环戊烷和2－丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。[解析](1)A与CH3CHO发生已知①反应生成烯醛B，结合B的分子式可知B的结构为，可知A为苯甲醛()。(2)C为，D中多了两个Br原子，可知C→D为加成反应，D为。(3)D→E为卤原子发生消去反应，E为，E→F为酯化反应，F为。(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H为碳碳三键和碳碳双键的加成反应，根据H的结构推出G为。(5)X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，说明分子内含有羧基，分子中除了苯环和羧基还有4个碳原子和2个不饱和度，且核磁共振氢谱有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6∶2∶2∶1，据此可写出结构简式。2.(2019·广东百校联考)化合物I可用于某种高分子的接枝，其一种合成路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称是____________________________。间二甲苯(或1,3－二甲苯)(2)②的反应类型是____________。(3)C的结构简式为____________；H的分子式为____________。(4)F中含氧官能团的名称是____________。取代反应C14H14O4酯基、醚键(5)芳香化合物W是E的同分异构体，W能发生水解反应和银镜反应，核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶1∶2∶6，写出一种符合要求的W的结构简式：或或或或或(6)尼泊金丙酯()用作食品、化妆品、饲料等的防腐剂，设计由对甲苯酚和1－丙醇为起始原料制备尼泊金丙酯的合成路线(其他试剂任用)。―――――→MOMClNaH―――――→KMnO4/H＋△――→HClCH3OH――――――――→CH3CH2CH2OH浓硫酸/△[解析]根据流程图，结合D的结构简式以及A、B、C、E的分子式，A为，B为，C为，E为；根据CH3OCH2Cl简写为MOMCl，F为，G为，H为。(2)B苯环上的氢被磺酸基所取代，发生取代反应生成C。(5)芳香化合物W是E的同分异构体，W能发生水解反应和银镜反应，含醛基和酯基，核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶1∶2∶6，结构中可能含有2个处于对称位置的甲基，据此可以写出符合要求的W的结构简式。考点透视考点1合成有机高分子化合物基础梳理1.合成高分子化合物的两个基本反应加聚反应缩聚反应概念实质由不饱和单体加成聚合生成高分子化合物的反应单体间相互作用生成高分子化合物，同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应加成反应取代反应结构要求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含有双键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)2.简单高分子化合物单体的判断方法物质类别高分子化合物方法单体CH2—CH2_______________________________加聚物_________________________________CH2===CH2CH2===CH—CH3和CH2===CH2________________________________缩聚物_________________________________和HOCH2CH2OH备注链节两端均为碳原子时，采用弯线碰头连接得单体；链节两端出现氧原子、氮原子、等时，一般补羟基、其他原子补氢得单体举题悟法(2018·广东中山模拟)DAP是电器和仪表部件中常用的一种高分子材料，其结构如下：则合成它的单体的正确组合是()①邻苯二甲酸②丙烯③丙烯酸④邻苯二甲醇⑤丙烯醇A.①②B.③④C.①⑤D.①③C(2018·深圳模拟)今有高聚物，对此分析正确的是()A.它是一种体型高分子化合物B.其单体是CH2===CH2和C.其链节是D.其单体是D[解析]A项，由高聚物的结构可知，该高聚物应是线型结构，错误；B项，此高分子化合物是由加聚反应形成的，其单体为CH2===CHCOOCH3，错误；C项，链节是，错误；D项正确。考点2有机化合物的化学分析和波谱分析基础梳理1.元素分析2.实验分析常见官能团的检验方法如下：官能团种类试剂判断依据溴的四氯化碳溶液碳碳双键或碳碳三键酸性高锰酸钾溶液卤素原子氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸三氯化铁溶液酚羟基溴水橙色褪去紫色褪去有沉淀产生显紫色有白色沉淀产生银氨溶液醛基新制氢氧化铜碳酸氢钠溶液羧基石蕊试液有银镜产生有砖红色沉淀产生有二氧化碳气体产生溶液变红色3.波谱分析(1)相对分子质量的测定——质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值)值即为该有机物的相对分子质量。(2)红外光谱分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收，不同化学键或官能团____________不同，在红外光谱图上将处于不同的位置，从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。最大吸收频率(3)核磁共振氢谱举题悟法为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验。(一)分子式的确定(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L(标准状况下)，则该物质的实验式是______________。(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为________，该物质的分子式是________。(3)根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式：________________________。C2H6O46C2H6OCH3CH2OH、CH3OCH3(二)结构式的确定(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号)，根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如，甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子，如图②。经测定，有机物A的核磁共振氢谱图如图③，则A的结构简式为________________。CH3CH2OH[解析](1)n(H2O)＝5.4g18g·mol－1＝0.3mol，n(H)＝0.6mol，n(CO2)＝8.8g44g·mol－1＝0.2mol，n(C)＝0.2mol，消耗n(O2)＝6.72L22.4L·mol－1＝0.3mol，有机物A中n(O)＝0.3mol＋0.2×2mol－0.3×2mol＝0.1mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝2∶6∶1，实验式为C2H6O。(4)有机物A分子中有3种不同化学环境的氢原子，且峰面积比3∶2∶1应为CH3CH2OH；CH3OCH3只有1种不同化学环境的氢原子。(2018·山东威海模拟)已知某有机物的相对分子质量为58，根据以下条件填空：(1)若此有机物只含C、H两种元素，则其结构简式可能为___________________________。(2)若为烃的含氧衍生物。①若其分子含甲基，则其可能的结构简式为___________________________________________________________________。CH3CH2CH2CH3或CH3CH2CHO或②若其分子不含甲基，也不含羟基，但能发生银镜反应，则其结构简式为________。③若其分子中没有C===C键而含有羟基，则其结构简式为______________。[解析](1)若为烃：5812＝4……103……22舍，故分子式为C4H10，其结构简式为CH3CH2CH2CH3或。(2)若为含氧衍生物。当分子中含有1个O原子时，58－1612＝3……6，分子式为C3H6O，当分子中含有2个O原子时，58－16×212＝2……2，分子式为C2H2O2，当分子中含有3个O原子时，58－16×312＝0……10(舍)。考点3有机合成的设计基础梳理一、有机合成设计的基本思路二、有机合成中碳骨架的构建1.碳链增长的反应加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目所给信息反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应……(1)醛、酮与HCN加成：(2)醛、酮与RMgX加成：(3)醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α－H)：(4)苯环上的烷基化反应：(5)卤代烃与活泼金属作用：2CH3Cl＋2Na―→CH3—CH3＋2NaCl2.碳链缩短的反应(1)烷烃的裂化反应；(2)利用题目所给信息反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……三、官能团的引入与转化1.官能团的引入(1)引入双键(2)引入卤素原子(3)引入羟基(4)引入羧基2.官能团的消除(1)通过加成反应可以消除或—C≡C—。如CH2===CH2在催化剂作用下与H2发生加成反应。(2)通过消去、氧化或酯化反应可消除—OH。如CH3CH2OH消去生成CH2===CH2，CH3CH2OH氧化生成CH3CHO。(3)通过加成(还原)或氧化反应可消除—CHO。如CH3CHO氧化生成CH3COOH，CH3CHO与H2加成还原生成CH3CH2OH。(4)通过水解反应可消除。如CH3COOC2H5在酸性条件下水解生成CH3COOH和C2H5OH。(5)通过消去反应或水解反应可消除卤素原子。如CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙烯和溴化钠，在NaOH水溶液中发生水解反应生成乙醇和溴化钠。3.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与NaOH反应，把—OH变为—ONa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—