高考化学一轮复习 考点25 有机物的合成与推断、高分子材料（第40课时）有机物的合成与推断、高分子材料课件.ppt

第40课时有机物的合成与推断 高分子材料 课标版化学 一 有机合成的一般方法1 有机合成的过程 1 有机合成是指利用简单 易得的原料 通过有机反应 生成具有 和功能的有机物 2 有机合成遵循的原则有 a 起始原料要价廉 易得 低毒性 低污染 b 合成路线简捷 易于分离 产率 c 条件适宜 操作 能耗低 易于实现 3 有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和 的转化 特定结构 较高 简便 官能团 4 有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料 通过有机反应连上一个官能团或一段碳链 得到一个中间体 在此基础上利用中间体上的官能团 加上辅助原料 进行第二步反应 合成第二个中间体 经过多步反应 按照目标化合物的要求 合成具有一定碳原子数目 一定结构的目标化合物 其合成过程示意图如下 2 有机合成的方法 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 逐步推向要合成的目标有机物 其合成示意图是 基础原料 中间体 中间体目标化合物 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 而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样 是从更上一步的中间体得来的 依次倒推 最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线 其合成示意图是 目标化合物 中间体 中间体基础原料 正合成 逆合成 中间体 中间体 3 合成高分子化合物的基本概念 1 聚合反应a 概念 由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的 的反应 b 聚合反应的分类聚合反应 2 单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的 3 链节 重复结构单元 高分子化合物中化学组成相同 可重复的 4 聚合度 高分子链中含链节的数目 高分子化合物 低分子化合物 最小单位 自测1有下述有机反应类型 消去反应 水解反应 加聚反应 加成反应 还原反应 氧化反应 已知ch2cl ch2cl 2h2och2oh ch2oh 2hcl 以丙醛为原料制取1 2 丙二醇 所需进行的反应类型依次是 a b c d 答案b本题考查有机物的合成 一般采用逆推法 ch2ohchohch3ch2brchbrch3 或ch2clchclch3 ch2chch3ch3ch2ch2ohch3ch2cho 所以答案选b 自测2环己烯常用于有机合成 现利用如图所示流程 以环己烯为原料合成环醚 聚酯和合成橡胶 其中f可以作内燃机的抗冻剂 j分子中无饱和碳原子 已知 r1 chch r2r1 cho r2 cho 1 的反应条件是 2 h的名称是 3 有机物b和i的关系为 填序号 a 同系物b 同分异构体c 都属于醇类d 都属于烃 4 写出反应 的化学方程式 5 任写一种d的属于酯类的链状同分异构体的结构简式 答案 1 naoh醇溶液 加热 2 聚乙二酸乙二酯 3 c 4 nch2ch chch2 ch2 chch ch2 5 ch2chcooch3 或hcooch2chch2等合理答案 解析根据反应条件和已知信息可知 a为 b为 c为 d为 e为 f为 g为 h为 i为 j为 1 由发生消去反应 反应条件为naoh醇溶液 加热 3 b和i中均含有羟基 都属于醇类 5 d的属于酯类的同分异构体有ch2chcooch3 hcooch2chch2等 二 高分子化合物1 有机高分子化合物的分类常见的三大合成材料为 塑料 合成纤维 合成橡胶 2 塑料 1 塑料的主要成分为 2 塑料的分类塑料 3 实例a 热塑性塑料 如聚乙烯 合成化学方程式为 b 热固性塑料 如酚醛树脂 合成树脂 nch2ch2 ch2 ch2 合成化学方程式为 3 纤维的分类纤维4 橡胶的分类 橡胶合成聚异戊二烯的化学方程式为 5 新型功能高分子材料指具有特殊功能的高分子材料 主要有液晶高分子 导电高分子 医用高分子 高分子分离膜 高吸水性树脂等 自测3下列关于高分子化合物的叙述正确的是 a 高分子化合物的特点是组成元素简单 结构复杂 相对分子质量大 是纯净物 b 高分子链之间作用弱 高分子材料强度较小c 高分子化合物不溶于任何溶剂d 带支链的高分子化合物也可能为线型分子答案d通常情况下 高分子化合物结构并不复杂 是混合物 a不正确 高分子材料的强度一般都比较大 b不正确 高分子化合物中线型高分子可溶于适当的有机溶剂 故c错误 自测4判断下列说法是否正确 1 棉花 蚕丝 羊毛 天然橡胶都属于天然高分子化合物 2 盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞 3 天然橡胶是高聚物 不能使溴水褪色 4 为防止污染 可以将塑料购物袋直接烧掉 5 的单体是和 6 酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料 7 聚乙烯塑料可用于包装食品 而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品 8 聚异戊二烯属于纯净物 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考点一有机高分子与单体之间的相互推断1 加聚产物的判断方法 1 单烯烃型单体加聚时 断开双键 键分两端 添上括号 n写后面 如 2 共轭二烯烃型单体加聚时 单变双 双变单 破两头 移中间 添上括号 n写后面 如 3 分别含有一个双键的两种单体聚合时 双键打开 中间相连 添上括号 n写后面 如 或 2 加聚产物单体的判断方法 1 凡链节的主链中只有两个碳原子 无其他原子 的聚合物 其合成单体必为一种 将两个半键闭合即可 如 其单体为 2 凡链节主链中只有四个碳原子 无其他原子 且链节无双键的聚合物 其单体必为两种 在正中央划线断开 然后将四个半键闭合即可 如的单体为ch2ch2和 3 凡链节主链上只有碳原子 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 然后将半键闭合 即将单双键互换 如的单体是和 3 缩聚产物的判断方法 1 某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个分子中的活泼氢原子结合成水的缩聚反应如n n 1 h2o 2 醇羟基中的氢原子和羧基中的羟基结合成水的缩聚反应如nhooc cooh nhoch2ch2oh 3 羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成水的缩聚反应如n n4 缩聚产物单体的判断方法 1 酯类高聚物中含有 它的单体有两种 从 中虚线处断开 恢复为 恢复为 即得合成高聚物的单体 如的单体为和 2 酰胺类高聚物中含有 它的单体有两种 在亚氨基上加氢 羰基碳原子上加羟基 即得高聚物的单体 如的单体为h2n ch2 cooh和h2n ch2ch2cooh 的单体必为一种 去掉括号即得高聚物的单体 如的单体为 3 酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成的 链节中有酚羟基的结构 如的单体是和hcho 加聚反应 缩聚反应的异同 典例1现在有两种烯烃ch2ch ch3和 它们的混合物在一定条件下进行加聚反应 产物中可能有 a 全部b c d 答案b两种不同的烯烃发生加聚反应时有如下几种情况 1 自身发生加聚反应 有和两种 符合 2 不 同烯烃之间发生共聚 有 符合 1 1 2015山东菏泽月考 2014年南京青奥会吉祥物为 砳砳 砳砳 的一种外用材料是纯羊毛线 内充物为涤纶 结构简式为 下列有关说法不正确的是 a 羊毛的主要成分属于蛋白质b 涤纶属于天然高分子化合物c 合成涤纶的单体之一可以是hoch2ch2ohd 可用灼烧的方法区别羊毛和涤纶答案b羊毛的主要成分属于蛋白质 故a正确 涤纶是人工合成的有机 高分子物质 是合成材料 故b错误 合成涤纶的单体之一是乙二醇 故c正确 灼烧羊毛会有烧焦羽毛味 而灼烧涤纶没有 故d正确 考点二有机合成1 有机合成的任务2 有机合成的原则 1 起始原料要廉价 易得 低毒性 低污染 2 应尽量选择步骤最少的合成路线 3 原子利用率高 具有较高的产率 4 有机合成反应要操作简单 条件温和 能耗低 易于实现 3 有机合成中碳骨架的构建 1 常见增长碳链的反应 卤代烃的取代反应 醛 酮的加成反应 酯化反应 加聚反应 缩聚反应 利用信息所给反应 2 常见减短碳链的反应 烯烃 炔烃的氧化反应 羧酸及其盐的脱羧反应 烷烃的裂化反应 水解反应 酯的水解 糖类 蛋白质的水解等 3 常见碳链成环的方法 二元醇成环 如hoch2ch2oh h2o 羟基酸成环如 h2o 二元羧酸成环如hoocch2ch2cooh h2o 氨基酸成环 如h2nch2ch2cooh h2o4 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 通过消去反应 氧化反应或酯化反应消除羟基 oh 通过加成反应或氧化反应消除醛基 cho 通过消去反应或水解反应消除卤素原子 3 官能团的转变根据合成需要可进行有机物的官能团转变 常见的转变方式有 利用官能团的衍生关系进行衍变 如伯醇醛羧酸 通过不同的反应途径增加官能团的个数 如 ch3ch2ohch2ch2 通过不同的反应改变官能团的位置 如ch3ch2ch2ohch3chch2 4 官能团的保护有机合成时 往往在有机物分子中引入多个官能团 但有时在引入某一个官能团时对其他官能团会造成破坏 导致不能实现目标化合物的合成 因此 在制备过程中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 从而达到有机合成的目的 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 把 oh变为 ona保护起来 待氧化后再酸化可转变为 oh 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 氨基 nh2 的保护 如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中 应先把 ch3氧化成 cooh 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 典例2 2015四川资阳三模 聚芳酯 par 是分子主链上带有苯环和酯基的特种工程塑料 在航空航天等领域具有广泛应用 下图是利用乙酰丙酸 合成聚芳酯e的路线 已知 1 乙酰丙酸中含有的官能团是羰基和 填官能团名称 2 d的结构简式为 3 下列关于有机物b的说法正确的是 填字母代号 a 能发生取代反应b 能与浓溴水反应c 能发生消去反应d 能与h2发生加成反应 4 a b的化学方程式为 5 c的分子式为 符合下列条件的c的同分异构体有种 能发生银镜反应 能与nahco3溶液反应 分子中有苯环 分子中无结构在上述同分异构体中 有一种苯环上有两个取代基且核磁共振氢谱图中有4种峰 写出该物质与足量naoh溶液共热反应的化学方程式 答案 1 羧基 2 3 abd 4 5 c8h6o413 解析由聚芳酯的结构简式结合a的分子式知 反应 为加成反应 且为酚羟基的对位加成 则a为 反应 为酯化反应 则b为 反应 为氧化反应 则c 为 反应 为取代反应 则d为 反应 为缩聚反应 生成e 1 乙酰丙酸中含有的官能团是羰基和羧基 2 通过以上分析知 d的结构简式为 3 b中含有酚羟基 酯基 所以能发生取代 反应 故a正确 含有酚羟基 所以能与浓溴水发生取代反应 故b正确 不含醇羟基且不含卤素原子 所以不能发生消去反应 故c错误 含有苯环 所以能与h2发生加成反应 故d正确 4 a和乙醇发生酯化反应生成b 反应方程式见答案 5 c为 分子式为c8h6o4 c的同分异构体中 苯环上的取代基若是 cho cooh oh 移动取代基的位置 有4 4 2 10种 若是hcoo 和 cooh 存在邻 间 对3种 共有10 3 13种 在上述同分异构体中 苯环上有两个取代基且核磁共振氢谱图中有4种峰的为 和naoh 溶液在加热条件下发生水解反应 反应方程式为 有机合成题的解题思路 2 1 2015河南郑州质量预测 香料g的一种合成工艺如下图所示 核磁共振氢谱显示a有两种峰 其强度之比为1 1 已知 ch3ch2chch2ch3chbrchch2ch3cho ch3choch3chchcho h2o请回答下列问题 1 a的结构简式为 g中官能团的名称为 2 检验m已完全转化为n的实验操作是 3 有学生建议 将m n的转化用kmno4 h 代替o2 老师认为不合理 原因是 4 写出下列转化的化学方程式 并标出反应类型 k l 反应类型 5 f是m的同系物 比m多一个碳原子 满足下列条件的f的同分异构体有种 不考虑立体异构 能发生银镜反应 能与溴的四氯化碳溶液加成 苯环上有2个对位取代基 6 以丙烯和nbs试剂为原料制备甘油 丙三醇 请设计合成路线 其他无机原料任选 请用以下方式表示 ab 目标产物答案 1 碳碳双键 酯基 2 取少量n于试管中 滴加稀naoh溶液至溶液呈碱性 再加新制的cu oh 2悬浊液加热 若没有红色沉淀产生 说明m已完全转化为n 其他合理操作均可 3 kmno4 h 在氧化醛基的同时 还可以氧化碳碳双键 4 加成反应 5 6 6 ch2ch ch3ch2ch ch2 br解析 1 由于e和n在浓硫酸作用下形成g 从反应条件来看 e应该是环 状烯醇结构 结合已知信息对应的反应条件 以及a进行催化加氢反应得到b可知a的结构简式为 从g的结构简式可以看出 所含官能团为碳碳双键 酯基 3 酸性高锰酸钾溶液的氧化性很强 除了可以将醛基氧化为羧基外 还可以将碳碳双键氧化 4 k到l的转化 就是两种醛的反应 反应 方程式为 该 反应为加成反应 5 符合条件的同分异构体有 共6种 考点三有机推断1 有机推断的思维模式 2 解有机推断题的一般方法 1 找已知条件最多 信息量最大的内容 这些信息可以是化学反应 有机物性质 反应条件 实验现象 官能团的结构特征 变化前后的碳链或官能团间的差异 数据上的变化等 2 根据数据进行推断 数据往往起突破口的作用 常用来确定有机物的分子式 官能团的种类 位置和数目以及碳链结构 3 既可以从反应物按序推断 也可以从生成物逆推断 还可以正逆结合推断 甚至还可以选择中间易推断出的物质前后关联进行推断 3 根据特殊反应条件进行推断 4 根据特征现象进行推断 1 使溴水褪色 可能含碳碳双键 碳碳三键 醛基 酚羟基 产生白色沉淀 等 2 使酸性kmno4溶液褪色 可能含碳碳双键 碳碳三键或是苯的同系物 醇 醛 酚等 3 遇fecl3溶液显紫色 说明含酚羟基 4 加入新制的cu oh 2悬浊液并加热有红色沉淀生成 或加入银氨溶液水浴加热有银镜出现 说明该物质中含有 cho 5 加入na 有h2产生 可能含 oh或 cooh 6 加入nahco3溶液有气体放出 说明含 cooh 5 依据有机物之间的转化关系进行推断 1 连续氧化关系d特征 a能连续氧化成c 且a c在浓h2so4存在下加热生成d 结论 a为醇 b为醛 c为羧酸 d为酯 结论 a b c三种物质中c原子数相同 碳骨架结构相同 结论 a分子中与羟基相连的碳原子上至少有2个氢原子 即含 ch2oh 2 重要的 三角 转化关系 卤代烃在强碱醇溶液中加热 醇在浓硫酸催化下加热均发生消去反应生成烯烃 烯烃在一定条件下分别与hx h2o发生加成反应生成卤代烃 醇 卤代烃在强碱水溶液中发生取代反应生成醇 醇与hx在酸性条件下发生取代反应生成卤代烃 在有机推断中灵活运用以上转化关系 并根据题目的限制条件拓展和完善 可起到事半功倍的效果 典例3 2015湖北七市联考 有机化合物x y a b c d e f g之间的转化关系如下图 已知以下信息 rcoohrcoor r r 代表烃基 x在催化剂作用下可与h2反应生成化合物y 化合物f的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰回答下列问题 1 x的含氧官能团的名称是 x与hcn反应生成a的反应类型是 2 酯类化合物b的分子式是c15h14o3 其结构简式是 3 x发生银镜反应的化学方程式是 4 g在naoh溶液中发生水解反应的化学方程式是 5 的同分异构体中 能发生水解反应 能发生银镜反应 能与氯化铁溶液发生显色反应 含氧官能团处在对位 满足上述条件的同分异构体共有种 不考虑立体异构 写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式 6 写出以c2h5oh为原料合成乳酸 的路线 其他试剂任选 合成路线常用的表示方式为 ab 目标产物 答案 1 醛基加成反应 2 3 2ag nh3 2oh 2ag 3nh3 h2o 4 2naoh h2o 5 3 6 解析 1 根据扁桃酸的结构简式和反应条件可知 x为苯甲醛 a为 x a发生的是加成反应 2 x在催化剂作用下可与h2反应生成化合物y 结合b的分子式是c15h14o3可知 y为苯甲醇 扁桃酸与y发生酯化反应生成b b为 3 x为苯甲醛 能够发生银镜反应 反应方程式为 2ag nh3 2oh 2ag 3nh3 h2o 4 g为苯甲酸对甲基苯酚酯 其在naoh溶液中水解的方程式为 2naoh h2o 5 的符合条件的同分异构体有3种 其中核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的为 3 1 2015福建泉州期末 已知物质a分子式为c3h4o2 显酸性 f为由七个原子组成的环状结构 分子式为c6h8o4 已知不对称烯烃在不同条件下与hbr加成时有可能得到两种不同的加成产物 研究表明 不对称烯烃与hbr加成时通常遵循马氏规则 氢