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1、第五节合成高分子化合物_有机合成与推断明考纲要求理主干脉络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、缩聚等有机反应的特点。3.了解新型高分子材料的性能及其在高分子技术领域中的应用。4.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。5.关注有机化合物的安全和科学使用，认识有机化合物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。合成高分子化合物1有机高分子的组成(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。(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nCH2=CH2 单体
2、链节聚合度2合成高分子化合物的两个基本反应(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：nCH2CHClCH2CHCl。(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CH2OH(n1)H2O。3高分子化合物的分类其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。1.在表格中填写相应的单体或聚合物的结构简式。单体结构简式聚合物CH2=CHCH3CH3COOCH=CH2CH2=CHCH=CH2CH=CH提示：CH2=CHClCH2=CHCNCH2CHCHCH2CHCH
3、2填空。(1)_的单体是：和HO(CH2)2OH。(2) 的单体是_和_。(3) 的单体是_。(4) 的单体是_和_。(5) 的单体是_和_。提示：(1) (2) HOCH2CH2OH(3)CH3CH(OH)COOH(4) HCHO(5)H2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)4COOH1加聚产物单体的判断方法(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其单体为一种，将两个半键闭合即可。如：，单体是。(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。如：的单体为CH2=CH2、CH3CH=CH2。(3)凡链节主
4、链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，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。如：的单体是CH2CHCHCH2和。2缩聚产物单体的判断方法(1)凡链节为NHRCO结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基(NH)上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物的单体。如：NHCH2CO单体为H2NCH2COOH。(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，两侧为不对称结构的，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。如：的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡链节中间(不在端上)含有 (
5、酯基)结构的高聚物，其合成单体为两种，从中间断开，羰基碳原子上加羟基，氧原子上加氢原子，即得高聚物单体。如：单体为HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。(4)高聚物其链节中的CH2来自甲醛，单体为和HCHO。1.能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，现有一种叫HEMA的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简式为，则合成它的单体为()ACH3CH=CHCOOHCH3CH2OHBHOCH2CH2OHCCH2=CHCH2COOHHOCH2CH2OHDCH3CH2OH2某高分子材料的结构简式为，合成该化合物的单体可能为CH2=CH2CH2=CHCH3CH2=CHCH=CH2其中正确的组合是()A
6、BC D3电器、仪表和飞机等某些部件要用一种称为DAP的塑料，其结构简式为：合成它的单体可能是：邻苯二甲酸；丙烯醇(CH2=CHCH2OH)；丙烯；乙烯；邻苯二甲酸甲酯。正确的一组是()A BC D 答案专区1.解析：该高聚物为加聚反应的产物，其链节为，它是由对应的单体和HOCH2CH2OH先发生酯化反应，再发生加聚反应而生成的。答案：B2.解析：因为该高分子化合物中碳碳双键在链节的一端而没有在中间，所以不能再采用“凡双键，四个碳”的方法进行判断，应该考虑是碳碳三键的加聚。答案：B3.解析：由DAP的结构简式可知它是由和CH2=CHCH2OH先发生酯化反应后发生加聚反应生成的。答案：A有机合成
7、的综合分析1有机合成题的解题思路 2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；酯化反应等(2)链减短的反应：烷烃的裂化反应；酯类、糖类、蛋白质等的水解反应等(3)常见由链成环的方法：二元醇成环：如HOCH2CH2OH。羟基酸酯化成环：如HO(CH2)3H2O。氨基酸成环：如H2NCH2CH2COOH。二元羧酸成环：如HOOCCH2CH2COOH。3有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入引入官能团引入方法引入卤素原子烃、酚的取代；不饱和烃与HX、X2的加成；醇与氢卤酸(HX)取代引入羟基烯烃与水加成；醛酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解引入碳碳双键某些醇或卤代烃
8、的消去；炔烃不完全加成；烷烃裂化引入碳氧双键醇的催化氧化；连在同一个碳上的两个羟基脱水；含碳碳三键的物质与水加成引入羧基醛基氧化；酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解(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、氧化或酯化反应等消除羟基；通过加成或氧化反应等消除醛基；通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。(3)官能团的改变可根据合成需要(或题目中所给衍变途径的信息)，进行有机物官能团的衍变，以使中间产物向产物递进。有以下三种方式：利用官能团的衍生关系进行衍变，如RCH2OHRCHORCOOH。通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2C
9、H2ClHOCH2CH2OH。通过某种手段改变官能团的位置，如1(2013北京高考)可降解聚合物P的合成路线如下：已知：i. (R为烃基)(1)A的含氧官能团名称是_。(2)羧酸a的电离方程式是_。(3)BC的化学方程式是_。(4)化合物D苯环上的一氯代物有2种，D的结构简式是_。(5)EF中反应和的反应类型分别是_。(6)F的结构简式是_。(7)聚合物P的结构简式是_。解析：由框图给出的A、B、C转化的反应条件和A的分子式，可推出A为，B为，C为，C为，由D的分子式以及D到E的反应条件知，D中含有能催化氧化的醇羟基，则D中还应含有酚钠结构，所以推出D的结构简式为，再结合题给信息进而推出E为，
10、由信息和进一步推出F为，由G的分子式和G结构中含有3个六元环知，G由两分子F缩合得到，G的结构简式为，则聚合物P为。答案：(1)羟基(2)CH3COOHCH3COOH(3) HNO3(浓)OOCCH3H2O(4) CH2OH(5)加成反应、取代反应(6) (7)2(2012重庆高考)衣康酸M是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料，可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。(1)A发生加聚反应的官能团名称是_，所得聚合物分子的结构型式是_(填“线型”或“体型”)。(2)BD的化学方程式为_。(3)M的同分异构体Q是饱和二元羧酸，则Q的结构简式为_(只写一种)。(4)已知：CH2CNCH
11、2COONaNH3，E经五步转变成M的合成反应流程为：EGHMJ LEG的化学反应类型为_，GH的化学方程式为_。JL的离子方程式为_。已知：C(OH)3COOHH2O，E经三步转变成M的合成反应流程为_。(第二步反应试剂及条件限用NaOH水溶液、加热)。解析：(1) 分子中的碳碳双键发生加聚反应生成线型高分子化合物。(2) 与Cl2发生加成反应生成，在NaOH醇溶液中发生消去反应生成(3) 的同分异构体为饱和二元羧酸，分子中两个COOH不变，再将碳碳双键转化为一个三元环即可，因此得到如下两种同分异构体：或。(4)在光照下与Cl2发生取代反应生成。在NaOH水溶液中发生水解时，Cl转化为OH，
12、CN转化为COONa，同时生成NaCl、NH3，据此可写出GH的反应方程式。被催化氧化为，该有机物中的CHO被银氨溶液Ag(NH3)2OH氧化生成COOH，同时生成Ag、NH、NH3、H2O，在碱性环境中COOH转化为COO，再根据离子反应方程式的书写原则即可写出JL的离子方程式。用经三步合成，比较反应前后官能团变化，CN在NaOH溶液中水解后酸化处理可得COOH，CH3上的3个H原子全部被Cl原子取代得到CCl3，CCl3水解得到C(OH)3，C(OH)3自动脱水可得COOH，因此可得合成流程为 。答案： (1)碳碳双键线型(2) NaOHNaClH2O或(3)或(4)取代反应2NaOHH2
13、ONaClNH32Ag(NH3)22OHNH2Ag+3NH3+H2OE M有机推断题的解题策略1有机推断题的解题思路2解答有机推断题的六大“题眼”有机物的化学和物理特性；有机反应条件；有机反应的数据；反应物和生成物的特殊结构；有机物分子的通式和相对分子质量；题目提供的反应信息。3依据有机物的特殊结构与特殊性质进行推断(1)根据有机物的特殊反应，确定有机物分子中的官能团。官能团种类试剂与条件判断依据碳碳双键或碳碳三键溴水橙红色褪去酸性KMnO4溶液紫红色褪去卤素原子NaOH溶液，加热，AgNO3溶液和稀硝酸有沉淀产生醇羟基钠有H2放出酚羟基FeCl3溶液显紫色浓溴水有白色沉淀产生羧基NaHCO3
14、溶液有CO2气体放出醛基银氨溶液，水浴加热有银镜生成新制Cu(OH)2悬浊液，煮沸有砖红色沉淀生成酯基NaOH与酚酞的混合物，加热红色褪去(2)由官能团的特殊结构确定有机物的类别。羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇，而直接连在苯环上的物质为酚。与连接醇羟基(或卤素原子)碳原子相邻的碳原子上没有氢原子，则不能发生消去反应。CH2OH氧化生成醛，进一步氧化生成羧酸；氧化生成酮。1 mol COOH与NaHCO3溶液反应时生成1 mol CO2。(3)根据特定的反应条件进行推断。“”这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件，如a.烷烃的取代；b.芳香烃及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中
15、烷基的取代。“”或“”为不饱和键加氢反应的条件，包括、CC、与H2的加成。“”是a.醇消去H2O生成烯烃或炔烃；b.酯化反应；c.醇分子间脱水生成醚的反应；d.纤维素的水解反应。“”或“”是卤代烃消去HX生成不饱和有机物的反应条件。“”是a.卤代烃水解生成醇；b.酯类水解反应的条件。“”是a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应条件。“”“”为醇氧化的条件。“”或“”为苯及其同系物苯环上的氢被卤素原子取代的反应条件。溴水或Br2的CCl4溶液是不饱和烃加成反应的条件。“”“”是醛氧化的条件。(4)根据有机反应中定量关系进行推断。烃和卤素单质的取代：取代1 mol 氢原
16、子，消耗1 mol 卤素单质(X2)。的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时是11加成。含OH有机物与Na反应时：2 mol OH生成1 mol H2；1 mol CHO对应2 mol Ag；或1 mol CHO对应1 mol Cu2O；物质转化过程中相对分子质量的变化：a. b. c. (酯基与生成水分子个数的关系)(关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量)4依据有机物之间的转化关系进行推断醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口，它们之间相互转化关系可用下图表示：上图中，A能连续氧化生成C，且A、C在浓H2SO4存在下加热生成D，则：A为醇、B为醛、C为羧酸、
17、D为酯；A、B、C三种物质中碳原子数相同，碳骨架结构相同A分子中含CH2OH结构。若D能发生银镜反应，则A为CH3OH，B为HCHO、C为HCOOH，D为HCOOCH3。5依据新信息进行有机结构推断有机信息题常以新材料、高科技为背景，考查有机化学的基础知识。这类题目比较新颖，新知识以信息的形式在题目中出现，要求通过阅读理解、分析整理给予的信息，找出规律。这类试题通常要求解答的问题并不难，特点是“起点高、落点低”。3(2013天津高考)已知2RCH2CHORCH2CH=水杨酸酯E为紫外线吸收剂，可用于配制防晒霜。E的一种合成路线如下：请回答下列问题：(1)一元醇A中氧的质量分数约为21.6%，则
18、A的分子式为_；结构分析显示A只有一个甲基，A的名称为_。(2)B能与新制的Cu(OH)2发生反应，该反应的化学方程式为_。(3)C有_种结构；若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：_。(4)第步的反应类型为_；D所含官能团的名称为_。(5)写出同时符合下列条件的水杨酸所有同分异构体的结构简式：_。a分子中有6个碳原子在一条直线上；b分子中所含官能团包括水杨酸具有的官能团。(6)第步的反应条件为_；写出E的结构简式：_。解析：(1)A的相对分子质量为74，741658,5812410，故A的分子式是C4H10O。若只有一个甲基，则A的结构简式为CH3CH2CH2CH2O
19、H。(2)B是CH3CH2CH2CHO，其与新制氢氧化铜的反应类似于乙醛与新制氢氧化铜的反应。(3)根据信息知由B生成C实际上发生了两步反应，即2分子B先发生加成反应，生成中间产物，再由此中间产物发生脱水得到C。由于此中间产物的结构不对称，所以有两种脱水方式，得到的C有两种：、。C分子中含有碳碳双键和醛基两种官能团。检验碳碳双键可用溴水或酸性高锰酸钾溶液，但醛基也能被上述试剂氧化，对碳碳双键的检验带来干扰，所以应先检验醛基，再检验碳碳双键。(4)C的相对分子质量是126，D的相对分子质量为130，显然从C到D是C与H2发生的加成反应，且碳碳双键与醛基都发生了加成反应，生成的D是饱和一元醇。(5
20、)水杨酸的分子式是C7H6O3，不饱和度是5，其同分异构体中含有1个羧基，占有1个不饱和度，则剩余6个碳原子占有4个不饱和度，又要求6个碳原子共线，则分子中必有2个CC键，且相邻两个CC键之间不能有饱和碳原子，因此其碳链有两种：CCCCCCCOOH、CCCCCCCOOH。用羟基分别取代CH键上的氢原子可得到4种同分异构体。(6)第步是酯化反应，反应条件是浓硫酸作催化剂并加热。答案：(1)C4H10O1丁醇(或正丁醇)(2)CH3CH2CH2CHO2Cu(OH)2NaOHCH3CH2CH2COONaCu2O3H2O(3)2银氨溶液、稀盐酸、溴水(或其他合理答案)(4)还原反应(或加成反应)羟基(
21、5)HOCH2CCCCCH2COOH、HOCH2CH2CCCCCOOH、(6)浓H2SO4，加热4(2012新课标全国卷)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线： 氧化剂已知以下信息：通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基：D可与银氨溶液反应生成银镜；F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为11。回答下列问题：(1)A的化学名称为_；(2)由B生成C的化学反应方程式为_该反应的类型为_
22、；(3)D的结构简式为_；(4)F的分子式为_；(5)G的结构简式为_；(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有_种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为221的是_(写结构简式)。解析：解答本题可采取顺推和逆推相结合的方法。A显然是甲苯，在Fe的催化作用下，苯环上的氢会被取代，根据合成的目标产物对羟基苯甲酸丁酯，可判断B是对氯甲苯。在光照条件下，B分子中甲基上的两个H被取代，生成物C是，根据信息、可知D是，E是，F是，G是。(1)A的化学名称是甲苯。(2)由B生成C的化学方程式为2Cl22HCl。(3)D的结构简式为。(4)F的分子式为C7H4O3Na2。(5)G
23、的结构简式为。(6)E的同分异构体能发生银镜反应，则含有HCOO或CHO。首先写出含有HCOO或CHO但不含Cl原子的有机物，有如下几种：、，上述各物质的苯环上的一氯代物分别有3种、2种、4种、4种，共有13种。答案：(1)甲苯(2) 2Cl22HCl取代反应(3)(4)C7H4O3Na2(5) (6)135(2012天津高考)萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成萜品醇G的路线之一如下：C(A)(B)DEF (G)已知：RCOOC2H5请回答下列问题：(1)A所含官能团的名称是_。(2)A催化氢化得Z(C7H12O3)，写出Z在一定条件下聚合反应的化学方程式：_。(3)B的分子式为_
24、；写出同时满足下列条件的B的链状同分异构体的结构简式：_。核磁共振氢谱有2个吸收峰能发生银镜反应(4)BC、EF的反应类型分别为_、_。(5)CD的化学方程式为_。(6)试剂Y的结构简式为_。(7)通过常温下的反应，区别E、F和G的试剂是_和_。(8)G与H2O催化加成得不含手性碳原子(连有4个不同原子或原子团的碳原子叫手性碳原子)的化合物H，写出H的结构简式：_。解析：(1)由A的结构简式知其所含官能团为羧基与羰基。(2)Z的结构简式为，分子中含有OH、COOH两种官能团，Z发生聚合反应生成聚酯。(3)B的分子式为C8H14O3。B的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基或甲酸酯基，核磁共振
25、氢谱有2个吸收峰，说明分子结构具有高度的对称性，若分子中有2个CHO，同时含有醚键结构时可得到符合条件的结构简式：。(4)由BC、EF的反应条件知前者为Br取代OH的反应，后者为酯化反应(取代反应)。(5)C的结构简式为，在NaOH的乙醇溶液中，Br发生消去反应，在环上形成一个碳碳双键；COOH与NaOH反应生成COONa，书写方程式时要注意有水生成，并注意水的计量数。(6)E是，F是，再结合题目给出的新反应信息及G的结构简式知Y是CH3MgX(XCl、Br、I)。(7)E中含有羧基，F中含有酯基，G中含有羟基，故可先用Na2CO3或NaHCO3溶液等试剂将E区别开(有气泡产生)，然后再用Na将G区别开(有气泡产生)。(8)因得到的是不含手性碳原子的物质，故加成时羟基应该加到连有甲基的不饱和碳原子上，由此可得到相应的结构简式。答案：(1)羰基、羧基(2) (n1)H2O(3)C8H14O3(4)取代反应酯化反应(或取代反应)(5) 2NaOHNaBr2H2O(6)CH3MgX(XCl、Br、I)(7)NaHCO3溶液Na(8) 19