2021高考化学北京版化学高考培优-专题十六-有机合成(讲解部分)课件.pptx

1、考点清单考点清单考点一高分子化合物考点一高分子化合物考点基础考点基础(一)高分子化合物简介1.高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。2.大部分高分子化合物是由低分子通过聚合反应制得的,所以也常称为聚合物或高聚物。3.表述方式(以聚乙烯为例)(1)结构简式:CH2CH2。(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚乙烯的链节为CH2CH2。(3)聚合度(n):高分子链中含有链节的数目。(4)单体:能合成高分子化合物的低分子化合物。聚乙烯的单体是CH2CH2。4.结构特点:a.线型(链状)结构;b.支链型结构;c.体型(网状)结构。5.高分子化合物的基本性质(1)溶

2、解性线型结构的有机高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的溶剂里,但溶解过程比小分子缓慢。体型结构的有机高分子(如橡胶)则不容易溶解,只是有一定程度的胀大。(2)热塑性和热固性线型高分子具有热塑性加热到一定温度范围时开始软化,直到熔化成流动的液体,冷却后又变成固体。例如聚乙烯塑料等。体型高分子具有热固性经加工成型后就不会受热熔化。例如酚醛塑料等。(3)强度高分子材料的强度一般都较大。这与高分子化合物的相对分子质量大,分子间作用力强有密切关系。(4)电绝缘性高分子化合物链里的原子是以共价键结合的,一般不易导电。此外,有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能,但是,高分子材料也有易

3、燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。(二)合成材料我们常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶。名称单体结构简式聚乙烯CH2CH2CH2CH2聚丙烯(丙纶)CH2CHCH3聚氯乙烯(氯纶)CH2CHCl聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)1.塑料2.合成纤维(1)纤维(2)常见合成纤维名称单体结构简式涤纶、HOCH2CH2OH锦纶H2N(CH2)5COOHHNH(CH2)5COnOH腈纶CH2CHCN维纶、HCHO等天然纤维人造纤维化学纤维合成纤维3.合成橡胶(1)橡胶的分类根据来源不同,橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。(2)合成橡胶a.合成橡胶的原料:以石油、天然气为原料。b.合成橡胶的

4、性质:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。名称单体结构简式顺丁橡胶丁苯橡胶、氯丁橡胶丁腈橡胶、(3)常见合成橡胶考点二有机反应类型考点二有机反应类型考点基础考点基础1.取代反应:有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。(1)卤代反应烷烃在光照下与卤素单质(气体)发生取代反应。苯在催化剂的作用下与液态卤素单质发生取代反应。苯的同系物在光照下侧链上的氢与卤素单质(气体)发生取代反应。苯的同系物在催化剂的作用下苯环上的氢与液态卤素单质发生取代反应。(2)硝化反应:苯和苯的同系物在加热及浓硫酸作用下与浓硝酸发生取代反应。(3)磺化反应:苯和苯的同系物在加热时与

5、浓硫酸发生取代反应。(4)酯化反应:醇和酸在加热和浓硫酸的作用下发生取代反应生成酯和水。(5)水解反应:含有、X(卤素)等官能团的有机物在一定条件下可与水反应。2.加成反应:有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。(1)与氢气加成:碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛或酮中的羰基在催化剂的作用下能够和氢气发生加成反应。(2)与卤素单质加成:碳碳双键、碳碳三键与卤素单质发生加成反应。(3)与卤化氢加成:碳碳双键、碳碳三键在催化剂的作用下与卤化氢发生加成反应。(4)与水加成:碳碳双键、碳碳三键在加热、加压以及催化剂的作用下与水发生加成反应。3.消去反应:有机物

6、在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如水或卤化氢),而生成含不饱和键的化合物的反应。(1)卤代烃在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应。(2)醇在浓硫酸和一定温度下能发生消去反应。4.氧化反应:有机物加氧或脱氢的反应。(1)有机物燃烧:除少数有机物(CCl4)外,绝大多数有机物都能燃烧。(2)催化氧化:醇(与羟基相连的碳原子上有氢)在催化剂作用下可以发生脱氢氧化,醛基能够被银氨溶液或新制的氢氧化铜氧化。(3)与其他氧化剂反应苯酚可以被空气中的氧气氧化。碳碳双键、碳碳三键、苯的同系物(与苯环相连的碳原子上有氢)、醛基能够被酸性高锰酸钾溶液氧化。5.还原反应:有机物加氢或脱氧的反应。含有

7、碳碳双键、碳碳三键、醛基等官能团的有机物与氢气的加成均属于还原反应。6.加聚反应:含有碳碳双键、碳碳三键的不饱和化合物在催化剂的作用下生成高分子化合物的反应。7.缩聚反应:单体之间结合成高分子化合物,同时生成小分子的反应。8.显色反应(1)苯酚与FeCl3溶液反应显紫色。(2)淀粉溶液与碘反应显蓝色。(3)蛋白质(分子中含有苯环)与浓硝酸反应显黄色重点突破重点突破1.加聚反应(1)nCH2CH2CH2CH2(聚乙烯)(2)(3)(聚苯乙烯)(4)nCF2CF2CF2CF2(聚四氟乙烯)(5)(6)(有机玻璃)(7)聚异戊二烯(天然橡胶)(8)nCH2CH2+nCH2CHCN(9)nHCHOCH

8、2O(聚甲醛)2.缩聚反应(1)醇羟基中的氢和酸分子中的OH缩合成水的反应。如+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O(2)羧基中的羟基与氨基中的H原子缩合成水的反应。如+(n-1)H2OnHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2+(2n-1)H2O(3)双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子缩合成水的反应。如nHCHO+n方法技巧方法技巧方法1有机合成的方法有机合成的方法1.有机合成的分析方法(1)正合成分析法:采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向待合成的有机物,其思维程序是:原料中间体产品。(2)逆合成分析法:采用逆向思维方法,从产品的组

9、成、结构、性质入手,找出合成所需要的直接或间接的中间体,逐步推向未知原料,其思维程序是:产品中间体原料。如由乙烯合成草酸二乙酯,其思维过程概括如下:(3)综合比较法:采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳的合成路线。2.常见碳链成环的方法(1)二元醇成环如HOCH2CH2OH+H2O(2)羟基酸酯化成环具体路线：如2HOCH2CH2COOH+2H2O(3)二元羧酸成环如HOOCCH2CH2COOH+H2O(4)氨基酸成环如H2NCH2CH2COOH+H2O3.有机合成中官能团衍变的方法(1)官能团的引入引入碳碳双键引入碳碳双键的方法有醇的消去、卤代烃的消去、

10、炔烃的不完全加成。引入羟基引入羟基的方法有卤代烃的水解、烯烃与水的加成、醛(酮)的加成、酯的水解。引入卤素原子引入卤素原子的方法有烷烃或苯及其同系物的卤代,不饱和烃与HX、X2的加成,醇与氢卤酸的取代。(2)官能团的消除可通过加成消除不饱和键;可通过醇的消去、醇的氧化或醇的酯化消除羟基;可通过还原或氧化消除醛基;可通过消去或取代消除卤素原子等。(3)官能团的转化(以乙烯为起始物)4.有机合成路线的选择(1)一元合成路线如CH3CH2X一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线如二元醇二元醛二元羧酸链酯或环酯或聚酯(3)芳香化合物合成路线如5.有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护:因酚羟基

11、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转变为ONa,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:如用对硝基甲苯合成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。6.碳骨架的增减(1)增长:有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等;(2)变短:如烃的裂化和裂解、某些烃(如某些苯的同系物、烯烃)的氧化、脱羧反应等。例1星形聚合物S

12、PLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。已知:SPLA的结构为,其中R为。(1)淀粉是糖(填“单”或“多”);A的名称是。(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是(用化学方程式表示,可多步)。(3)DE属于反应;D结构中有3个相同的基团,且1molD能与2molAg(NH3)2OH反应,则D的结构简式是;D与银氨溶液反应的化学方程式为。(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基,G既不能与NaHCO3溶液反应,又不能与新制Cu(OH)2反应,且1molG与足量Na反应生成1molH2,则G的结构简式为。(5)B有多种脱水产物,其中两种产物的结构简式为和。解析(1)淀粉是一种多糖,其水解的

13、最终产物为葡萄糖。(3)由D、E的分子式可知,DE为加成反应。1molD能与2molAg(NH3)2OH反应,说明1molD中有1molCHO;分析可知D结构中3个相同的基团为CH2OH,则D的结构简式为C(CH2OH)3CHO,D与银氨溶液反应的化学方程式为C(CH2OH)3CHO+2Ag(NH3)2OHC(CH2OH)3COONH4+2Ag+3NH3+H2O。(4)由题意知G中无CH3、COOH和CHO,1molG中有2molOH,则G的结构简式为。(5)B为,其脱水产物有CH2CHCOOH、。答案答案(1)多葡萄糖(2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH(或CH2CH2+HBrCH3C

14、H2Br,CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr或CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr,合理即可)、2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(3)加成(或还原)C(CH2OH)3CHOC(CH2OH)3CHO+2Ag(NH3)2OHC(CH2OH)3COONH4+2Ag+3NH3+H2O、(任选两种,答案合理即可)(4)(5)CH2 CHCOOH、方法2 单体与高聚物的互推规律单体与高聚物的互推规律聚合时找准结合点,反推单体时找准分离处,结合点必为分离处。1.由单体推断高聚物(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)二烯烃

15、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。2.由高聚物推导单体的方法(1)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)的聚合物,其单体必为一种,将两个半键闭合即可。如的单体为。2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在中央画线断开,然后半键闭合即可。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,按规律“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”画线断开。如的单体是和。(2)缩聚产物单体的判断

16、方法1)酯类高聚物中含有“”,它的单体有两种,从中间断开,恢复为,恢复为。如的单体为和。2)酰胺类高聚物中含有“”,它的单体有两种,将键断开,在亚氨基氮原子上加氢,在羰基碳原子上加羟基,即得高聚物的单体。如H的单体是和。结构为的高聚物,其合成单体必为一种,将括号和聚合度去掉即得高聚物的单体。如的单体为。3)酚醛树脂是由酚类和醛类缩聚而成的,链节中有酚羟基的结构。如的单体是和HCHO。例2(2019北京东城一模,10)凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱中强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构:名称结构简式芳纶1313(PMTA)芳纶1414(PPTA)以下说法不正确的是()A.PMTA和PPTA互为同分异构体B.“芳纶1313”“芳纶1414”中的数字表示苯环上取代基的位置C.凯夫拉在强酸或强碱中强度有所下降,可能与“”的水解有关D.以和为原料制备PPTA的反应为缩聚反应解题导引分析结构特征找出单体及区别解析A项,PMTA和PPTA聚合度不一定相等,二者的分子式不一定相同,错误;B项正确;C项,肽键在强酸或强碱作用下均可发生水解,正确;D项,在生成聚合物的同时,有小分子HX生成,为缩聚反应,正确。答案A