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第62講　合成高分子　
有機(jī)合成路線設(shè)計
第九章 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)
課程標(biāo)準(zhǔn)
1.了解高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點，能依據(jù)簡單高分子的結(jié)構(gòu)分析
其鏈節(jié)和單體。
2.了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的含義。
3.了解合成高分子在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高
生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。
4.能根據(jù)常見官能團(tuán)的性質(zhì)和已知信息設(shè)計有機(jī)合成路線。
考點一　合成高分子
考點二　有機(jī)合成路線的設(shè)計
內(nèi)容索引
合成高分子
考點一
要點梳理
1．基本概念
(1)單體：能夠進(jìn)行 ___________________的小分子化合物。
(2)鏈節(jié)：高分子中化學(xué)組成_____、可重復(fù)的_____單元。
(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的_____。
單體
鏈節(jié)
聚合度
聚合反應(yīng)形成高分子
相同
最小
數(shù)目
2．高分子的分類及性質(zhì)特點
塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為三大合成材料。
天然
概念：
由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應(yīng)的形式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)。
加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))
①單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物
（如烯、二烯、炔、醛等）
②反應(yīng)只生成高聚物，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生
③聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同
④聚合物相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍
（無小分子化合物）
特點：
3．合成高分子的兩個基本反應(yīng)
縮合聚合反應(yīng)(縮聚反應(yīng))
特點：
①單體分子中至少含有兩個官能團(tuán)
②縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時，還有小分子副產(chǎn)物生成
③所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同
如-OH、-COOH、-NH2、-X等
如H2O、HCl等
④縮聚物結(jié)構(gòu)簡式要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)
HO
(CH2)4
O
(CH2)2
O
H
n
C
O
C
O
端基原子團(tuán)
端基原子團(tuán)
3．合成高分子的兩個基本反應(yīng)
4.按要求完成方程式
(1)加聚反應(yīng)：氯乙烯合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為____________________
________________。
(2)縮聚反應(yīng)：己二酸與乙二醇發(fā)生縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________
________________________________________________________________
_________________________________________________。
nCH2===CHCl
nHOOC
(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OH
正誤辨析
1．盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞 ( )
2．天然橡膠是高聚物，不能使溴水褪色 ( )
3．為防止污染，可以將塑料購物袋直接燒掉 ( )
4．酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料 ( )
5．高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可以分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)三類 ( )
√
×
×
×
√
熱塑性塑料：聚乙烯、聚氯乙烯
熱固性塑料：酚醛樹脂
典題1
√
(2023·新課標(biāo)卷)光學(xué)性能優(yōu)良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如下反應(yīng)制備。
下列說法錯誤的是
A．該高分子材料可降解 B．異山梨醇分子中有3個手性碳
C．反應(yīng)式中化合物X為甲醇 D．該聚合反應(yīng)為縮聚反應(yīng)
典題引領(lǐng)
該高分子材料中含有酯基，能通過發(fā)生水解反應(yīng)而降解，A正確；異山
梨醇( )分子中有4個手性碳，B錯誤；分析題給反應(yīng)，反應(yīng)式中
異山梨醇釋放出一個羥基與碳酸二甲酯釋放出的甲基結(jié)合生成甲醇，故反應(yīng)式中X為甲醇，C正確；該反應(yīng)除生成高分子化合物外，還生成小分子物質(zhì)甲醇，屬于縮聚反應(yīng)，D正確。
典題2
(2022·山東卷)下列高分子材料制備方法正確的是
A．聚乳酸( )由乳酸經(jīng)加聚反應(yīng)制備
B．聚四氟乙烯( )由四氟乙烯經(jīng)加聚反應(yīng)制備
C．尼龍-66( )由己胺和己酸經(jīng)縮聚反應(yīng)制備
D．聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )經(jīng)消去反應(yīng)制備
√
聚乳酸( )由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子間脫水縮聚而得，
A錯誤；聚四氟乙烯( )由四氟乙烯(CF2===CF2)經(jīng)加聚
反應(yīng)制備，B正確；尼龍-66( )由己
二胺和己二酸經(jīng)過縮聚反應(yīng)制備，C錯誤；聚乙烯醇( )由
聚乙酸乙烯酯( )發(fā)生水解反應(yīng)制備，D錯誤。
考向探究
考向一　有機(jī)高分子材料的概述
1．食品保鮮膜按材質(zhì)分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等種類。PE保鮮膜可直接接觸食品，PVC保鮮膜則不能直接接觸食品，它對人體有潛在危害。下列有關(guān)敘述不正確的是
A．PE、PVC都屬于鏈狀高分子，受熱易熔化
B．PE、PVC的單體都是不飽和烴，能使溴水褪色
C．焚燒PVC保鮮膜會放出有毒氣體，如HCl
D．廢棄的PE和PVC均可回收利用以減少白色污染
√
√
2．四氯乙烯( )是一種衣物干洗劑，聚四氟乙烯( )是家用
不粘鍋內(nèi)側(cè)涂層的主要成分。下列關(guān)于四氯乙烯和聚四氟乙烯的敘述正確的是
A．它們都可以由乙烯發(fā)生加成反應(yīng)得到
B．它們的分子中都不含氫原子
C．四氯乙烯對油脂有較好的溶解作用，聚四氟乙烯的化學(xué)性質(zhì)比較活潑
D．它們都能發(fā)生加成反應(yīng)，都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
四氯乙烯可由乙炔發(fā)生取代、加成反應(yīng)得到，聚四氟乙烯是由四氟乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)得到，故A錯誤；二者都只含C和鹵素原子，故B正確；聚四氟乙烯中不含碳碳不飽和鍵，性質(zhì)較穩(wěn)定，故C錯誤；聚四氟乙烯中不含碳碳雙鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故D錯誤。
考向二　合成高分子單體的判斷
3．下列說法不正確的是
A．酚醛樹脂屬于熱塑性塑料
B．結(jié)構(gòu)為…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子，其單體是乙炔
C．有機(jī)硅聚醚( )可由單體 和 縮聚而成
D．某塑料為 ，它的單體有3種
√
熱固性塑料
CH2=CH2
凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的聚合物，雙鍵前后各兩個碳原子劃線斷開，形成間二烯烴結(jié)構(gòu)，其規(guī)律是“見雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”從一端劃線斷開，隔一鍵斷一鍵，然后將半鍵閉合，即單雙鍵互換。
CH2
CH
n
CH
CH2
CH
CH2
CH2＝CH－CH＝CH2
CH
CH2＝
單體
由加聚物寫單體
“見雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”
考向二　合成高分子單體的判斷
4．現(xiàn)有高聚物
回答下列問題：
(1)其鏈節(jié)是___________________________。
(2)其單體是___________________________。
(3)得到該高聚物的反應(yīng)為___________，
它是一種______(填“網(wǎng)狀”或“線型”)高分子。
加聚反應(yīng)
線型
歸納總結(jié)
高聚物單體的推斷方法
1．加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”的規(guī)律畫線斷鍵，然后半鍵閉合、單雙鍵互換。如
的單體為CH2===CH2和CH2===CHCN，
的 單體為CH2===CHCH3和CH2===CH—
CH===CH2。
歸納總結(jié)
2．縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳原子，一般有“ ”
“ ”等結(jié)構(gòu)，在 或 畫線處斷鍵，碳原子上連—OH，氧原子或氮原子上連—H，即得單體。
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一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
歸納整合
裂化、裂解
歸納整合
一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
歸納整合
一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
歸納整合
一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
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一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
歸納整合
一.熟知各類有機(jī)物和官能團(tuán)的性質(zhì)
有機(jī)合成路線的設(shè)計
考點二
要點梳理
1．有機(jī)合成的基本思路
2．有機(jī)合成路線的分析方法
方法 流程
逆合成分析法 目標(biāo)產(chǎn)物→中間產(chǎn)物→原料
正合成分析法 原料→中間產(chǎn)物→目標(biāo)產(chǎn)物
綜合比較法 原料→中間產(chǎn)物←目標(biāo)產(chǎn)物
3.正確解答有機(jī)合成的關(guān)鍵
(1)熟練掌握常見官能團(tuán)的性質(zhì)特點。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有機(jī)合成反應(yīng)順序的選擇，官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和保護(hù)。
【任務(wù)二】官能團(tuán)轉(zhuǎn)化
含有多個官能團(tuán)的有機(jī)物在進(jìn)行反應(yīng)時，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響。
此時需要將該官能團(tuán)保護(hù)起來，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。（常見的是成醚保護(hù)）
例如，有機(jī)合成中的某些反應(yīng)可能會使羥基受到影響，需要對羥基進(jìn)行保護(hù)。
此時，可以先將羥基轉(zhuǎn)化為醚鍵，使醇轉(zhuǎn)化為在一般反應(yīng)條件下比較穩(wěn)定的醚。待相關(guān)合成反應(yīng)結(jié)束后，再在一定條件下脫除起保護(hù)作用的基團(tuán)（保護(hù)基），恢復(fù)羥基。
R—OH
R—O—R'
R''—O—R'
R''—OH
引入保護(hù)基
合成反應(yīng)
→……→
脫除保護(hù)基
合成反應(yīng)影響羥基，無法直接轉(zhuǎn)化
資料卡片
4．官能團(tuán)的保護(hù)與恢復(fù)
【任務(wù)二】官能團(tuán)轉(zhuǎn)化
對醛基的保護(hù)
OH
CHO
OH
CH
OCH3
OCH3
CH
OCH3
OCH3
O
CHO
O
CH3OH
KMnO4/H＋
H2O/H＋
對酚羥基的保護(hù)
OCH3
COOH
OH
COOH
CH3I
KMnO4/H＋
H＋
OCH3
CH3
OH
CH3
4．官能團(tuán)的保護(hù)與恢復(fù)
【任務(wù)二】官能團(tuán)轉(zhuǎn)化
對碳碳雙鍵基的保護(hù)
C＝C
＋HX
—C—C—
X
H
C＝C
—C—C—
X
H
NaOH/醇
△
其他官能團(tuán)
氧化完后
4．官能團(tuán)的保護(hù)與恢復(fù)
(1)碳碳雙鍵：在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。
HOCH2CH===CHCH2OH ________________________
HOOC—CH===CH—COOH。
HOCH2CH2CHClCH2OH
(2)酚羥基：在氧化其他基團(tuán)前可以用NaOH溶液或CH3I保護(hù)。
(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基團(tuán)前可以用乙醇(或乙二醇)加成保護(hù)。
① _____________________________________ ___________________________。
② 。
(4)氨基：在氧化其他基團(tuán)前可以用醋酸酐將氨基轉(zhuǎn)化為酰胺，然后再水解轉(zhuǎn)化為氨基。
。
(5)醇羥基、羧基可以成酯保護(hù)。
典題
(2023·湖南卷，節(jié)選)含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性。一種合成該類化合物的路線如下(部分反應(yīng)條件已簡化)：
典題引領(lǐng)
甲苯與溴在FeBr3催化下發(fā)生反應(yīng)，會同時生成對溴甲苯和鄰溴甲苯，依據(jù)由C到D的反應(yīng)信息，設(shè)計以甲苯為原料選擇性合成鄰溴甲苯的路線(無機(jī)試劑任選)。
答案：
考向探究
考向一　根據(jù)已知信息和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化設(shè)計合成路線
1．請設(shè)計合理方案，以苯甲醇( )為主要原料合成
(無機(jī)試劑及有機(jī)溶劑任用)。
已知：① ； ②R—CN R—COOH。
答案：
2．以CH2===CHCH2OH為主要原料(其他無機(jī)試劑任選)設(shè)計CH2===CHCOOH的合成路線流程圖(已知CH2===CH2可被氧氣催化氧化為 )，通過此題的解答，總結(jié)設(shè)計有機(jī)合成路線需注意的情況(至少寫2條)。
考向二　從有機(jī)合成路線圖中提取信息設(shè)計合成路線
3．沙羅特美是一種長效平喘藥，其合成的部分路線如圖：
請寫出以 、(CH3)2C(OCH3)2、CH3NO2為原料制備
的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用，合成路線流程圖示例見本題題干)。
答案：
根據(jù)已知的流程圖可推知，若要制備 ，則需將
與(CH3)2C(OCH3)2發(fā)生取代反應(yīng)得到 ，再與CH3NO2反應(yīng)得到 ，再利用羥基的消去反應(yīng)引入碳碳雙鍵，將碳碳雙鍵與硝基通過加氫最終還原生成氨基，合成路線見答案。
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