人教版化学选修5第五讲高分子化合物及有机合成.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,5,讲高分子化合物及有机合成,最新,展示,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。,热点,定位,1.,有机反应类型的判断。,2.,高聚物与单体的相互推断。,3.,高分子材料的结构、性能及在高新技术领域中的应用。,4.,有机反应类型的判断，同分异构体的书写。,5.,有机物合成路线的选择、设计及评价。,6.,根据信息及合成路线，推断及合成指定结构简式的有机物。,1,(2009,年广东理科基础,),三聚氰胺,(,结构式如下图所示,),是一种重要的化工原料，可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。一些不法分子却往牛奶中加入三聚氰胺，以提高奶制品的含氮量。下列说法正确的是,(,),A,三聚氰胺是一种蛋白质,B,三聚氰胺是高分子化合物,C,三聚氰胺分子中含有碳碳双键,D,三聚氰胺的分子式为,C,3,H,6,N,6,【,解析,】,三聚氰胺是小分子，不含肽键，所以不是高分子不是蛋白质；三聚氰胺分子含氮氮双键，不含碳碳双键；所以,A,、,C,、,B,不正确，,D,正确。,【,答案,】,D,2,食品保鲜膜按材质分为聚乙烯,(PE),、聚氯乙烯,(PVC),等种类。,PE,保鲜膜可直接接触食品，,PVC,保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是,(,),A,PE,、,PVC,都属于链状高分子化合物，受热易熔化,B,PE,、,PVC,的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色,C,焚烧,PVC,保鲜膜会放出有毒气体如,HCl,D,废弃的,PE,和,PVC,均可回收利用以减少白色污染,【,解析,】,A,、,C,、,D,正确。,B.PVC,的单体是氯乙烯，不是不饱和烃，是不饱和卤代烃，,B,选项不正确。,【,答案,】,B,3,(2009,年海南卷,),以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料,OCH,2,CO,的路线：,已知：,A,的相对分子质量小于,110,，其中碳的质量分数约为,0.9,；,同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮：,C,可发生银镜反应。,请根据以上信息回答下列问题：,(1)A,的分子式为,_,；,(2),由,A,生成,B,的化学方程式为,_,，,反应类型是,_,；,(3),由,B,生成,C,的化学方程式为,_,，该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是,_,；,(4)D,的结构简式为,_,，,D,的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有,_(,写结构简式,),。,【,解析,】,逆推分析法：由产物聚酯的链节,【,答案,】,(1)C,8,H,10,4,(2009,年安徽卷,),是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：,(1)A,与银氨溶液反应有银镜生成，则,A,的结构简式是,_,。,(2)B,C,的反应类型是,_,。,(3)E,的结构简式是,_,。,(4),写出,F,和过量,NaOH,溶液共热时反应的化学方程式：,_,。,(5),下列关于,G,的说法正确的是,_,。,a,能与溴单质反应,b,能与金属钠反应,c,1 mol G,最多能和,3 mol,氢气反应,d,分子式是,C,9,H,6,O,3,【,答案,】,(1)CH,3,CHO,(2),取代反应,一、有机高分子化合物,1,高分子化合物的组成,(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、可重复的最小单元。,(3),聚合度：高分子链中含有链节的数目。,2,加聚与缩聚,加聚和缩聚是小分子形成高分子的两种重要方式，一方面要会写出由单体通过加聚或缩聚形成的高分子，另一方面还要利用加聚和缩聚的特点分析高分子聚合的方式和对应的单体。,类型,加聚反应,缩聚反应,反应物特征,含不饱和键,(,如,),含特征官能团,(,如,OH,、,),产物特征,高聚物与单体具有相同的组成,高聚物和单体有不同的组成,产物种类,只产生高聚物,高聚物和小分子,(,如,H,2,O,等,),反应种类,单烯加聚，双烯加聚,酚醛缩聚类，酯类，肽键类,3.,加聚反应方程式的书写方法,(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),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),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,4,由高聚物推断单体,(1),加聚产物单体的判断方法,凡链节的主链只有两个碳原子,(,无其他原子,),的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。,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，在中央划线断开，然后两键闭合即得对应单体。,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，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。,(2),缩聚产物单体的判断方法,酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成，若链节中有酚羟基的结构如,的单体是,和,HCHO,。,奥运吉祥物福娃外材为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维,。下列说法中正确的是,(,),A,羊毛与聚酯纤维的化学成分相同,B,聚酯纤维和羊毛一定条件下均能水解,C,该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙醇,D,由单体合成聚酯纤维的反应属加聚反应,【,解析,】,羊毛的成分为蛋白质，而聚酯纤维是由乙二醇,HOCH,2,CH,2,OH,和对苯二甲酸,通过缩聚形成的，所以其化学成分不同，该聚酯纤维的单体为乙二醇和对苯二甲酸，由单体合成聚酯纤维的反应属缩聚反应。聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解。,【,答案,】,B,【,拓展训练,】,1.,工程塑料,ABS,是由丙烯腈,(CH,2,=CHCN),、,1,3,丁二烯,(CH,2,=CHCH=CH,2,),和苯乙烯共聚而成。工业上合成,ABS,的过程如下：,(1)R,的化学式是,_,；,Y,的结构简式是,_,。,(2)T,是芳香烃,C,8,H,10,的一种相邻的同系物，其苯环上的一氯代物只有一种，写出,T,的结构简式和名称,_,。,(3),有关,X,和,S,的说法错误的是,_,。,a,X,和,S,都是不饱和烃,b,X,不能发生加聚反应，而,S,能发生加聚反应,c,等质量的,X,和,S,含有相同的原子数,d,等质量的,X,和,S,分别完全燃烧时消耗氧气的量不相同,(4),在一定条件下，,B,和,S,还可以发生加聚反应，生成一种重要的橡胶,丁苯橡胶，写出其化学方程式：,_,。,【,解析,】,题中已明确,ABS,的单体，不难判断,A,为丙烯腈，,B,为,1,3,丁二烯，,S,为苯乙烯。,(2)C,8,H,10,的相邻的同系物若为甲苯，苯环上的一氯代物有,3,种，应为对称性很高的,1,3,5,三甲苯。,(3),由于,X,经加成得到,A,，,X,为乙炔，,Y,为,(C,4,H,6,O,2,C,2,H,2,)/2,CH,2,O,，即甲醛。,二、有机合成中官能团的转化,1,官能团的引入,(1),引入卤素原子的方法,烃与卤素单质,(X,2,),取代,不饱和烃与卤素单质,(X,2,),或卤化氢,(HX),加成,醇与,HX,取代,(2),引入羟基,(OH),的方法,烯烃与水加成,卤代烃碱性条件下水解,醛或酮与,H,2,加成,酯的水解,酚钠盐中滴加酸或通入,CO,2,(3),引入碳碳双键或碳碳三键的方法,某些醇或卤代烃的消去反应引入,或,。,炔烃与,H,2,、,X,2,或,HX,加成引入,。,(4),引入,CHO,的方法,某些醇的催化氧化,(5),引入,COOH,的方法,醛被,O,2,或银氨溶液、新制,Cu(OH),2,悬浊液氧化,酯酸性条件下水解,苯的同系物被酸性,KMnO,4,溶液氧化,2,官能团的消除,(1),通过加成反应消除不饱和键。,(2),通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基。,(3),通过加成或氧化反应等消除醛基。,3,官能团间的衍变,(1),利用官能团的衍生关系进行衍变，,(2),通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如,(3),通过某种手段，改变官能团的位置。,(2009,年山东高考,),下图中,X,是一种具有水果香味的合成香料，,A,是直链有机物，,E,与,FeCl,3,溶液作用显紫色。,请根据上述信息回答：,(1)H,中含氧官能团的名称是,_,，,B,I,的反应类型为,_,。,(2),只用一种试剂鉴别,D,、,E,、,H,，该试剂是,_,。,(3)H,与,J,互为同分异构体，,J,在酸性条件下水解有乙酸生成，,J,的结构简式为,_,。,(4)D,和,F,反应生成,X,的化学方程式为,_,。,【,解析,】,E,的分子式为,C,6,H,6,O,且与,FeCl,3,溶液作用显紫色，由此推出,E,为,，,F,为,，由,X,和,F,的分子式得到,D,的分子式是,C,4,H,8,O,2,且为酸，由题意知,A,是直链有机物，故,B,为,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,OH,，,C,为,CH,3,CH,2,CH,2,CHO,，,D,为,CH,3,CH,2,CH,2,COOH,；,A,既能与银氨溶液反应又能与,H,2,在催化剂,Ni,和加热条件下发生加成反应，说明除了醛基外还有双键，由此推出,H,为不饱和酸，,J,是,H,的同分异构体且能发生水解生成乙酸，故,J,的结构简式为,CH,3,COOCHCH,2,；由,B(,醇,),在浓,H,2,SO,4,和加热条件下生成不饱和烃,(I),，此反应类型是消去反应；溴水与,E,反应生成白色沉淀，与,H,因发生加成反应而褪色，与,D,没有明显现象，故可用溴水鉴别,D,、,E,、,H,。,【,答案,】,(1),羧基消去反应,(2),溴水,(3)CH,3,COOCH=CH,2,【,拓展训练,】,2.(2009,年江苏卷,),多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下：,(1),写出,D,中两种含氧官能团的名称：,_,和,_,。,(2),写出满足下列条件的,D,的一种同分异构体的结构简式,_,。,苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；,与,Na,2,CO,3,溶液反应放出气体；,水解后的产物才能与,FeCl,3,溶液发生显色反应。,(3)E,F,的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为,_,。,(4),由,F,制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂,X(C,10,H,10,N,3,O,2,Cl),，,X,的结构简式为,_,。,(5),苯乙酸乙酯,(),是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯,(,用合成路线流程图表示，并注明反应条件,),。,提示：,RBr,NaCN,R,CN,NaBr,；,合成过程中无机试剂任选；,合成路线流程图示例如下：,【,解析,】,(2),书写同分异构体,(,有限制条件的,),要求熟练掌握各种官能团的性质结合题目信息即可得出答案。,(3),审题认真，看看反应实质，结合信息，可以判断反应物物质的量之比如果控制不好达到,2,1,就会出现副产物。,(4),结合反应物与产物及题目提供的,X(C,10,H,10,N,3,O,2,Cl),，不难得出答案。,(5),关注官能团种类的改变，搞清反应机理。,【,答案,】,(1),羧基醚键,三、有机合成中碳骨架的构建方法,1,常见增长碳链的方法,增长碳链的反应主要有卤代烃的取代反应，醛酮的加成反应等。,(1),醛、酮与,HCN,加成,(2),醛、酮与,RMgX,加成,(3),醛、酮的羟醛缩合,(,其中至少一种有,H),(4),苯环上的烷基化反应等,(5),卤代烃与活泼金属作用,2CH,3,Cl,2Na,CH,3,CH,3,2NaCl,(6),加聚反应,2,常见碳链减短的反应,减短碳链的反应主要有烯烃、炔烃的氧化反应、羧酸及其盐的脱羧反应以及烷烃的裂化反应等。,3,常见碳链成环的方法,(1),二元醇成环,(2),羟基酸环内酯化,(3),二元羧酸成环,(4),氨基酸成环,环己烯常用于有机合成。现通过下列流程，以环己烯为原料合成环醚、聚酯、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。,(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),中属于取代反应的有：。,(5),写出反应,的化学方程式：,_,。,(6),写出两种,D,的属于酯类的链状同分异构体的结构简式：,_,。,【,解析,】,根据题中信息结合已学知识可知流程图中的各步反应为：,【,答案,】,(1)NaOH,醇溶液、加热,(2),聚乙二酸乙二酯,(3)C,(4),【,拓展训练,】,3.(2009,年上海卷,),环氧氯丙烷是制备树脂的主要原料，工业上有不同的合成路线，以下是其中的两条,(,有些反应未注明条件,),。,完成下列填空：,(1),写出反应类型：反应,_,，,_,。,(2),写出结构简式：,X_,，,Y_,。,(3),写出反应,的化学方程式：,_,。,(4),与环氧氯丙烷互为同分异构体，且属于醇类的物质,(,不含,及,H,结构,),有,_,种。,【,解析,】,反应,中生成的,C,3,H,6,O,的结构简式为,CH,2,=CHCH,2,OH,，与,Cl,2,发生加成反应得到,Y,：,CH,2,ClCHClCH,2,OH,，所以,X(CH,2,OHCHOHCH,2,OH),生成,Y,的反应为取代反应。,(4),环氧氯丙烷分子不饱和度为,1,，其同分异构体应有一个双键或一个环，结合题目的限制条件可知，有如下三种情况：,【,答案,】,(1),取代反应加成反应,1,下列对有机高分子化合物的认识不正确的是,(,多选,)(,),A,有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而得到的,B,有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构不很复杂,C,对于一块高分子材料，,n,是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的,D,高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类,【,解析,】,有机高分子化合物的相对分子质量很大，但它们的结构并不复杂，通常是由简单的结构单元重复连接而成，,B,不正确；对于某一个高分子来讲，,n,是一个确定的整数值，但对于一块高分子材料来讲，,n,可以在一定范围内变化，故有机高分子化合物的相对分子质量一般是取其平均值，,C,不正确。,【,答案,】,C,2,下列物质中属于高分子化合物的是,(,),淀粉,纤维素,氨基酸,油脂,蔗糖,酚醛树脂,聚乙烯,蛋白质,A,B,C,D,【,解析,】,淀粉和纤维素是多糖，属于高分子化合物；氨基酸是构成蛋白质的小分子，蛋白质是高分子化合物；油脂虽是高级脂肪酸甘油酯，但相对分子质量仍不大，仍不能算高分子。,【,答案,】,C,3,某有机高分子物质可表示如下：,对此分析正确的是,(,),A,其单体是,CH,2,=,CH,2,和,HCOOC,2,H,5,B,它是缩聚反应的产物,C,其链节是,CH,3,CH,2,COOC,2,H,5,D,其单体是,CH,2,=CHCOOC,2,H,5,【,解析,】,由结构可以看出，重复单元是,，即链节，单体是,，应是加聚反应的产物，选,D,。,【,答案,】,D,在反应过程中发生反应的类型为,(,),A,加成和加聚,B,加成和缩聚,C,均为加聚,D,均为缩聚,【,解析,】,据反应物和生成物的结构特点可知，反应,属于加成反应，反应,属于缩聚反应。,【,答案,】,B,5,由,2,氯丙烷制取,1,2,丙二醇时，需要经过下列哪几步反应,(,),A,加成,消去,取代,B,消去,加成,取代,C,取代,消去,加成,D,消去,加成,消去,【,解析,】,其合成路线可表示为：,【,答案,】,B,6,某医用化学杂志曾报道，用合成纤维材料,C,制成的手术缝合线比天然肠线好。它的合成过程见下图：,(1)A,的结构简式是。,(2),反应,A,B,属于,_,反应；反应,B,C,属于,_,反应。,【,解析,】,题中给出的是,B,的键线式，改写为结构简式即可看出它是一种酯，既然是由,A,一种物质形成的酯，则,A,的分子中必然既有羟基又有羧基。,【,答案,】,(1)HO-CH,2,-,COOH,(2),酯化,(,取代,),加聚,7,(2009,年浙江高考,),苄佐卡因是一种医用麻醉药品，学名对氨基苯甲酸乙酯，它以对硝基甲苯为主要起始原料经下列反应制得：,请回答下列问题：,(1),写出,A,、,B,、,C,的结构简式：,A_,、,B_,、,C_,。,(2),用,1,H,核磁共振谱可以证明化合物,C,中有,_,种氢处于不同的化学环境。,(3),写出同时符合下列要求的化合物,C,的所有同分异构体的结构简式,(E,、,F,、,G,除外,)_,。,化合物是,1,4,二取代苯，其中苯环上的一个取代基是硝基,分子中含有,结构的基团,注：,E,、,F,、,G,结构如下：,(4)E,、,F,、,G,中有一化合物经酸性水解，其中的一种产物能与,FeCl,3,溶液发生显色反应，写出该水解反应的化学方程式,_,。,(5),苄佐卡因,D,的水解反应如下：,化合物,H,经聚合反应可制成高分子纤维，广泛用于通讯、导弹、宇航等领域。请写出该聚合反应的化学方程式,_,。,【,解析,】,(1),在,KMnO,4,(H,),作用下,CH,3,被氧化成,COOH,，由,C,转化为,D,时为还原，可知是,NO,2,转化为,NH,2,，说明,A,转化为,C,是发生酯化反应形成,COOCH,2,CH,3,结构，所以,A,为,、,B,为,CH,3,CH,2,OH,、,C,为,；,(2),中对位对称，共有,4,种氢；,(3),中据信息可知结构中对位有,NO,2,且含有,结构，说明是酯或羧酸，先考虑酯，先拿出 结构，再按脂肪酸酯、芳香酸酯有序思维，最后考虑羧酸；,(4),观察,E,、,F,、,G,可知水解后能产生酚羟基的只有,F,；,(5),苄佐卡因碱性水解得,，酸化后生成,，发生缩聚反应形成高分子纤维。,