資源簡介

第63講　合成高分子　有機合成路線設計
1.了解高分子的組成與結構特點，能依據簡單高分子的結構分析其鏈節和單體。
2．了解加聚反應和縮聚反應的含義。
3．了解合成高分子在高新技術領域的應用以及在發展經濟、提高生活質量方面的貢獻。
4．能根據常見官能團的性質和已知信息設計有機合成路線。
考點一　合成高分子
1.基本概念
(1)單體：能夠進行____________________的低分子化合物。
(2)鏈節：高分子中化學組成________、可重復的________單元。
(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節的________。
2．高分子的分類及性質特點
塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為三大合成材料。
3．合成高分子的兩個基本反應
加聚反應 縮聚反應
概念 由不飽和單體________生成________的反應 單體分子間通過________生成高分子的反應，生成縮聚物的同時，還伴有小分子的副產物(如水、氨、鹵化氫等)的生成
單體特點 含有____________的不飽和有機物 含有________________的反應基團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)
產物特征 高聚物與單體具有相同的組成，生成物一般為線型結構 生成高聚物和小分子，高聚物與單體有不同的組成
4.按要求完成方程式
(1)加聚反應：氯乙烯合成聚氯乙烯的化學方程式為：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)縮聚反應：己二酸與乙二醇發生縮聚反應的化學方程式為：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．為防止污染，可以將塑料購物袋直接燒掉：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．高分子化合物的結構大致可以分為線型結構、支鏈型結構和網狀結構三類：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2023·新課標卷，8]光學性能優良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如下反應制備。
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．反應式中化合物X為甲醇
D．該聚合反應為縮聚反應
典例2 [2022·山東卷，4]下列高分子材料制備方法正確的是(　　)
A．聚乳酸()由乳酸經加聚反應制備
B．聚四氟乙烯()由四氟乙烯經加聚反應制備
C．尼龍-66()由己胺和己酸經縮聚反應制備
D．聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()經消去反應制備
【師說·延伸】　 高聚物單體的推斷方法
(1)加聚產物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”的規律畫線斷鍵，然后半鍵閉合、單雙鍵互換。如 的單體為和CH2===CHCN，的單體為CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。
(2)縮聚產物的鏈節中不全為碳原子，一般有“”“ ”等結構，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。
【對點演練】
考向一　有機高分子材料概述
1．[2024·重慶檢測]聚乙烯()可用于制作食品包裝袋，在一定條件下可通過乙烯的加聚反應生成聚乙烯，下列說法正確的是(　　)
A．等質量的乙烯和聚乙烯燃燒時，聚乙烯消耗的氧氣多
B．工業合成的聚乙烯高分子的聚合度是相同的
C．乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色
D．聚乙烯鏈節中碳元素的質量分數與其單體中碳元素的質量分數相等
2．現有高聚物回答下列問題：
(1)其鏈節是__________________。
(2)其單體是__________________。
(3)得到該高聚物的反應為________，它是一種________(填“體型”或“線型”)高分子。
考向二　判斷合成高分子的單體
3．下列說法不正確的是(　　)
A．酚醛樹脂屬于熱塑性塑料
B．結構為…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子，其單體是乙炔
C．有機硅聚醚()可由單體和縮聚而成
D.某塑料為，它的單體有3種
4．交聯聚合物P的結構片段如圖所示。下列說法不正確的是(圖中　表示鏈延長)(　　)
A．聚合物P的合成反應為縮聚反應
B．聚合物P是網狀結構高分子，具有硬度大、耐熱性強等性能
C．聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解獲得
D.鄰苯二甲酸和乙二醇在聚合過程中也可形成類似聚合物P的交聯結構
考向三　聚合反應方程式的書寫
5．根據要求，完成相應方程式的書寫。
(1)乙丙橡膠()是以乙烯和丙烯為主要原料合成，化學方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)聚乳酸()是一種微生物降解高分子，是由乳酸在一定條件下通過縮聚反應合成，化學方程式為____________________________________________________。
(3)滌綸是由對苯二甲酸()和乙二醇(HOCH2CH2OH)在一定條件下合成，化學方程式為________________________________________________________________。
考點二　有機合成路線的設計
1.有機合成的基本思路
2．有機合成路線的分析方法
方法 流程
逆合成分析法 目標產物→中間產物→原料
正合成分析法 原料→中間產物→目標產物
綜合比較法 原料→中間產物←目標產物
3.正確解答有機合成的關鍵
(1)熟練掌握常見官能團的性質特點。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有機合成反應順序的選擇，官能團的轉化和保護。
4．官能團的保護與恢復
(1)碳碳雙鍵：在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應將其保護起來，待氧化后再利用消去反應轉變為碳碳雙鍵。
如HOCH2CH===CHCH2OH______________________________ ________________。
(2)酚羥基：在氧化其他基團前可以用NaOH溶液或CH3I保護。
如 。
(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基團前可以用乙醇(或乙二醇)加成保護。
如：① 。
②
(4)氨基：在氧化其他基團前可以用醋酸酐將氨基轉化為酰胺，然后再水解轉化為氨基。
如：________ ________。
(5)醇羥基、羧基可以成酯保護。
【教考銜接】
典例 [2023·湖南卷，18(7)]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(部分反應條件已簡化)：
甲苯與溴在FeBr3催化下發生反應，會同時生成對溴甲苯和鄰溴甲苯。依據由C到D的反應信息，設計以甲苯為原料選擇性合成鄰溴甲苯的路線(無機試劑任選)。
【對點演練】
考向一　根據已知信息和官能團的轉化設計合成
路線
1．請設計合理方案，以苯甲醇()為主要原料合成(無機試劑及有機溶劑任用)。
已知：①；
②R—CNR—COOH。
2．以CH2===CHCH2OH為主要原料(其他無機試劑任選)設計CH2===CHCOOH的合成路線流程圖________。
通過此題的解答，總結設計有機合成路線需注意的情況(至少寫2條)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．W()是一種姜黃素類似物，以香蘭素()和環己烯()為原料，設計合成W的路線(無機及兩個碳以下的有機試劑任選)。
已知：
4．已知：①
②
根據上述信息，寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2CH2Cl為原料合成的路線。
考向二　從有機合成路線圖中提取信息設計合成
路線
5．基于生物質資源開發常見的化工原料，是綠色化學的重要研究方向。以化合物I為原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工產品，進而可制備聚丙烯酸丙酯類高分子材料。
選用含二個羧基的化合物作為唯一的含氧有機原料，參考上述信息，制備高分子化合物Ⅷ的單體。
Ⅷ
寫出Ⅷ的單體的合成路線_______________________________________(不用注明反應條件)。
第63講　合成高分子　有機合成路線設計
考點一
夯實·必備知識
1．(1)聚合反應形成高分子　(2)相同　最小　(3)數目
2．天然
3．加成聚合　高分子　縮聚反應　雙鍵或三鍵　兩個或兩個以上
4．(1)
(2)nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OH ＋(2n－1)H2O
易錯診斷
1．正確。
2．錯誤。直接燒掉塑料購物袋會造成污染。
3．錯誤。酚醛樹脂是熱固性塑料，聚氯乙烯是熱塑性塑料。
4．正確。
突破·關鍵能力
教考銜接
典例1　解析：該高分子材料中含有酯基，可以降解，A正確；異山梨醇中四處的碳原子為手性碳原子，故異山梨醇分子中有4個手性碳，B錯誤；根據元素守恒，可推出X為甲醇，C正確；該反應在生產高聚物的同時還有小分子的物質生成，屬于縮聚反應，D正確。
答案：B
典例2　解析：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)經加聚反應制備，B正確；尼龍-66()由己二胺和己二酸經過縮聚反應制備，C錯誤；聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()發生水解反應制備，D錯誤。
答案：B
對點演練
1．解析：乙烯是聚乙烯的單體，它們的最簡式相同，都是CH2，故含C和H的質量分數分別相等，則等質量的二者燃燒時消耗氧氣的量相同，故A錯誤、D正確；工業上用乙烯合成聚乙烯時，所得高分子的聚合度一般不等，故B錯誤；乙烯中含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，聚乙烯中不含碳碳雙鍵，不能使溴水褪色，故C錯誤。
答案：D
2．答案：(1) 　(2) 　(3)加聚反應　線型
3．解析：酚醛樹脂屬于熱固性塑料，A項錯誤；高分子…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的結構簡式可以表示為，其單體為CH≡CH，B項正確。
答案：A
4．解析：鄰苯二甲酸和丙三醇可以發生縮聚反應生成聚合物P，A項正確；由聚合物P的結構可知，高分子鏈之間通過X相連形成網狀結構，推測具有硬度大、耐熱性強等性能，B項正確；油脂水解生成高級脂肪酸(鹽)和丙三醇，C項正確；乙二醇只有兩個羥基，與鄰苯二甲酸發生聚合反應之后，不會再生成交聯的酯基，D項錯誤。
答案：D
5．答案：(1)nCH2===CH2＋nCH2===CHCH3
(2) ＋(n－1)H2O
(3) ＋(2n－1)H2O
考點二
夯實·必備知識
4．(1)HOCH2CH2CHClCH2OH　　HOOC—CH===CH—COOH　(2)CH3I　HI
(3)②HO—CH2CH2—OH　(4) 　
突破·關鍵能力
教考銜接
典例　解析：由C→D可知，—SO3H 為對位定位基，則先令和濃硫酸發生取代反應生成，再和液溴發生取代反應生成，最后加熱得到。
答案：
對點演練
1．解析：將目標分子拆解成兩個，結合已知信息，苯甲醛先與HCN加成，再在酸性條件下水解，即可得到。
答案：
2．解析：以CH2===CHCH2OH為主要原料合成CH2===CHCOOH，CH2===CHCH2OH可先和HCl發生加成反應，保護碳碳雙鍵，再利用強氧化劑將醇羥基氧化為羧基，最后結合鹵代烴的消去引入碳碳雙鍵；在選擇合成路線時，需要選擇合適的反應條件，同時注意官能團的保護，上述流程中用強氧化劑氧化羥基生成羧基時需要防止碳碳雙鍵被氧化，故需要先保護碳碳雙鍵。
答案：CH2===CHCH2OHHClCH3CHClCH2OHCH3CHClCOOHCH2===CHCOONaCH2===CHCOOH　選擇合適的反應條件、要注意官能團的保護
3．解析：根據題給信息，目標物質W可由2個與1個合成。
答案：
4．答案：
5．解析：根據化合物Ⅷ的結構簡式可知，其單體為，其原料中的含氧有機物只有一種含二個羧基的化合物，原料可以是，發生題干Ⅳ→Ⅴ的反應得到，還原為，再加成得到，和發生酯化反應得到目標產物。
答案：(共43張PPT)
第63講　合成高分子　有機合成路線設計
1.了解高分子的組成與結構特點，能依據簡單高分子的結構分析其鏈節和單體。
2．了解加聚反應和縮聚反應的含義。
3．了解合成高分子在高新技術領域的應用以及在發展經濟、提高生活質量方面的貢獻。
4．能根據常見官能團的性質和已知信息設計有機合成路線。
考點一
考點二
考點一
1.基本概念
(1)單體：能夠進行____________________的低分子化合物。
(2)鏈節：高分子中化學組成________、可重復的________單元。
(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節的________。
聚合反應形成高分子
相同
最小
數目
2．高分子的分類及性質特點
塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為三大合成材料。
天然
3．合成高分子的兩個基本反應
加聚反應 縮聚反應
概念 由不飽和單體________生成________的反應 單體分子間通過________生成高分子的反應，生成縮聚物的同時，還伴有小分子的副產物(如水、氨、鹵化氫等)的生成
單體特點 含有____________的不飽和有機物 含有________________的反應基團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)
產物特征 高聚物與單體具有相同的組成，生成物一般為線型結構 生成高聚物和小分子，高聚物與單體有不同的組成
加成聚合
高分子
縮聚反應
雙鍵或三鍵
兩個或兩個以上
4.按要求完成方程式
(1)加聚反應：氯乙烯合成聚氯乙烯的化學方程式為：
___________________________________________________________。
(2)縮聚反應：己二酸與乙二醇發生縮聚反應的化學方程式為：
___________________________________________________________。
nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OH
＋(2n－1)H2O
【易錯診斷】　判斷正誤，錯誤的說明理由。
1．盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞：
___________________________________________________________。
2．為防止污染，可以將塑料購物袋直接燒掉：
___________________________________________________________。
3．酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料：
___________________________________________________________。
4．高分子化合物的結構大致可以分為線型結構、支鏈型結構和網狀結構三類：
___________________________________________________________。
正確。
錯誤。直接燒掉塑料購物袋會造成污染。
錯誤。酚醛樹脂是熱固性塑料，聚氯乙烯是熱塑性塑料。
正確。
【教考銜接】
典例1 [2023·新課標卷，8]光學性能優良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如下反應制備。
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．反應式中化合物X為甲醇
D．該聚合反應為縮聚反應
答案：B
解析：該高分子材料中含有酯基，可以降解，A正確；異山梨醇中
四處的碳原子為手性碳原子，故異山梨醇分子中有4個手性碳，B錯誤；根據元素守恒，可推出X為甲醇，C正確；該反應在生產高聚物的同時還有小分子的物質生成，屬于縮聚反應，D正確。
答案：B
【對點演練】
考向一　有機高分子材料概述
1．[2024·重慶檢測]聚乙烯( )可用于制作食品包裝袋，在一定條件下可通過乙烯的加聚反應生成聚乙烯，下列說法正確的是(　　)
A．等質量的乙烯和聚乙烯燃燒時，聚乙烯消耗的氧氣多
B．工業合成的聚乙烯高分子的聚合度是相同的
C．乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色
D．聚乙烯鏈節中碳元素的質量分數與其單體中碳元素的質量分數相等
答案：D
解析：乙烯是聚乙烯的單體，它們的最簡式相同，都是CH2，故含C和H的質量分數分別相等，則等質量的二者燃燒時消耗氧氣的量相同，故A錯誤、D正確；工業上用乙烯合成聚乙烯時，所得高分子的聚合度一般不等，故B錯誤；乙烯中含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，聚乙烯中不含碳碳雙鍵，不能使溴水褪色，故C錯誤。
2．現有高聚物 回答下列問題：
(1)其鏈節是__________________。
(2)其單體是__________________。
(3)得到該高聚物的反應為________，它是一種________(填“體型”或“線型”)高分子。
加聚反應
線型
答案：A
解析：酚醛樹脂屬于熱固性塑料，A項錯誤；高分子…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的結構簡式可以表示為 ，其單體為CH≡CH，B項正確。
4．交聯聚合物P的結構片段如圖所示。下列說法不正確的是(圖中　表示鏈延長)(　　)
A．聚合物P的合成反應為縮聚反應
B．聚合物P是網狀結構高分子，具有
硬度大、耐熱性強等性能
C．聚合物P的原料之一丙三醇可由油
脂水解獲得
D.鄰苯二甲酸和乙二醇在聚合過程中
也可形成類似聚合物P的交聯結構
答案：D
解析：鄰苯二甲酸和丙三醇可以發生縮聚反應生成聚合物P，A項正確；由聚合物P的結構可知，高分子鏈之間通過X相連形成網狀結構，推測具有硬度大、耐熱性強等性能，B項正確；油脂水解生成高級脂肪酸(鹽)和丙三醇，C項正確；乙二醇只有兩個羥基，與鄰苯二甲酸發生聚合反應之后，不會再生成交聯的酯基，D項錯誤。
考向三　聚合反應方程式的書寫
5．根據要求，完成相應方程式的書寫。
(1)乙丙橡膠( )是以乙烯和丙烯為主要原料合成，化學方程式為
_______________________________________________________。
(2)聚乳酸( )是一種微生物降解高分子，是由乳酸在一定條件下通過縮聚反應合成，化學方程式為
____________________________________________________。
nCH2===CH2＋nCH2===CHCH3
＋(n－1)H2O
(3)滌綸是由對苯二甲酸( )和乙二醇(HOCH2CH2OH)在一定條件下合成，化學方程式為
______________________________________。
＋(2n－1)H2O
考點二
1.有機合成的基本思路
2．有機合成路線的分析方法
3.正確解答有機合成的關鍵
(1)熟練掌握常見官能團的性質特點。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有機合成反應順序的選擇，官能團的轉化和保護。
方法 流程
逆合成分析法 目標產物→中間產物→原料
正合成分析法 原料→中間產物→目標產物
綜合比較法 原料→中間產物←目標產物
HOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC—CH===CH—COOH
CH3I
HI
(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基團前可以用乙醇(或乙二醇)加成保護。
如：① 。
②
HO—CH2CH2—OH
(4)氨基：在氧化其他基團前可以用醋酸酐將氨基轉化為酰胺，然后再水解轉化為氨基。
如： __________ ________。
(5)醇羥基、羧基可以成酯保護。
【教考銜接】
典例 [2023·湖南卷，18(7)]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(部分反應條件已簡化)：
甲苯與溴在FeBr3催化下發生反應，會同時生成對溴甲苯和鄰溴甲苯。依據由C到D的反應信息，設計以甲苯為原料選擇性合成鄰溴甲苯的路線(無機試劑任選)。
答案：
解析：由C→D可知，—SO3H 為對位定位基，則先令 和濃
硫酸發生取代反應生成 ， 再和液溴發生取代反
應生成 ，最后加熱 得到 。
【對點演練】
考向一　根據已知信息和官能團的轉化設計合成
路線
1．請設計合理方案，以苯甲醇( )為主要原料合成
(無機試劑及有機溶劑任用)。
已知：① ；②R—CNR—COOH。
答案：
解析：將目標分子拆解成兩個 ，結合已知信息，苯
甲醛先與HCN加成，再在酸性條件下水解，即可得到 。
2．以CH2===CHCH2OH為主要原料(其他無機試劑任選)設計CH2===CHCOOH的合成路線流程圖
___________________________________________________________。
通過此題的解答，總結設計有機合成路線需注意的情況(至少寫2條)：____________________________________________________________。
CH2===CHCH2OHHCl CH3CHClCH2OH
CH3CHClCOOH CH2===CHCOONa CH2===CHCOOH
選擇合適的反應條件、要注意官能團的保護
解析：以CH2===CHCH2OH為主要原料合成CH2===CHCOOH，CH2===CHCH2OH可先和HCl發生加成反應，保護碳碳雙鍵，再利用強氧化劑將醇羥基氧化為羧基，最后結合鹵代烴的消去引入碳碳雙鍵；在選擇合成路線時，需要選擇合適的反應條件，同時注意官能團的保護，上述流程中用強氧化劑氧化羥基生成羧基時需要防止碳碳雙鍵被氧化，故需要先保護碳碳雙鍵。
答案：
解析：根據題給信息，目標物質W可由2個 與1個 合成。
答案：
考向二　從有機合成路線圖中提取信息設計合成
路線
5．基于生物質資源開發常見的化工原料，是綠色化學的重要研究方向。以化合物I為原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工產品，進而可制備聚丙烯酸丙酯類高分子材料。
選用含二個羧基的化合物作為唯一的含氧有機原料，參考上述信息，制備高分子化合物Ⅷ的單體。
寫出Ⅷ的單體的合成路線
___________________________________________(不用注明反應條件)。
Ⅷ

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