第67讲 合成高分子+有机合成路线设计-2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考）课件PPT

第67讲合成高分子 有机合成路线的设计 2024高考化学一轮复习高频考点精讲1.了解高分子的组成与结构特点，能依据简单高分子的结构分析其链节和单体。2.了解加聚反应和缩聚反应的含义。3.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。4.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。复习目标合成高分子考点一1.高分子的结构特点单体链节聚合度(1)单体：能够进行____________________的低分子化合物。(2)链节：高分子中化学组成______、可重复的______单元。(3)聚合度：高分子链中含有链节的______。聚合反应形成高分子最小相同数目必备知识2.高分子的分类及性质特点天然其中，______、_________、__________又被称为三大合成材料。塑料合成纤维合成橡胶3.合成高分子的两个基本反应加成聚合高分子缩聚反应双键或三键两个或两个以上4.按要求完成方程式(1)加聚反应CH2—CH==CH—CH2(2)缩聚反应①nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH ________________________________ ；＋(2n－1)H2OnHOCH2—CH2—COOH ____________________________________。＋(n－1)H2O②nH2N—CH2COOH __________________________________；nH2NCH2COOH＋n ________________________________________________。＋(n－1)H2O＋(2n－1)H2O(n－1)H2O＋_______________________________。1.棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子(　　)2.天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色(　　)3. 的单体是CH2==CH2和 (　　)4.酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料(　　)5.聚乙烯、聚氯乙烯塑料都可用于包装食品(　　)√××××易错辨析一、有机高分子材料的概述1.下列对有机高分子的认识正确的是A.有机高分子被称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由高分子通过聚合反应得 到的B.有机高分子的相对分子质量很大，因而其结构很复杂C.对于一块高分子材料来说，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√专项突破高分子主要是由小分子通过聚合反应制得的，故A错误；有机高分子的相对分子质量很大，但与结构无关，有的简单，有的复杂，故B错误；对于一块高分子材料，n是一个整数值，由于n不确定，所以它的相对分子质量也不确定，故C错误。解析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，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HClD.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染√3.四氯乙烯( )是一种衣物干洗剂，聚四氟乙烯( )是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是A.它们都可以由乙烯发生加成反应得到B.它们的分子中都不含氢原子C.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用，聚四氟乙烯的化学性质比较活泼D.它们都能发生加成反应，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色√四氯乙烯可由乙炔发生取代、加成反应得到，聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应得到，故A错误；二者都只含C和卤素原子，故B正确；聚四氟乙烯中不含碳碳不饱和键，性质较稳定，故C错误；聚四氟乙烯中不含碳碳双键，不能发生加成反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D错误。解析4.(2023·重庆检测)聚乙烯(CH2—CH2)可用于制作食品包装袋，在一定条件下可通过乙烯的加聚反应生成聚乙烯，下列说法正确的是A.等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时，聚乙烯消耗的氧气多B.工业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.聚乙烯链节中碳元素的质量分数与其单体中碳元素的质量分数相等√乙烯是聚乙烯的单体，它们的最简式相同，都是CH2，故含C和H的质量分数分别相等，则等质量的二者燃烧时消耗氧气的量相同，故A错误、D正确；工业上用乙烯合成聚乙烯时，所得高分子的聚合度一般不等，故B错误；乙烯中含有碳碳双键，能使溴水褪色，聚乙烯中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，故C错误。解析二、合成高分子单体的判断5.下列说法不正确的是A.酚醛树脂属于热塑性塑料B.结构为…—CH==CH—CH==CH—CH==CH—…的高分子，其单体是乙炔√C.有机硅聚醚( )可由单体 和 缩聚而成D.某塑料为 ，它的单体有3种酚醛树脂属于热固性塑料，A项错误；高分子…—CH==CH—CH==CH—CH==CH—…的结构简式可以表示为CH==CH，其单体为CH≡CH，B项正确。解析6.现有高聚物回答下列问题：(1)其链节是________________。(2)其单体是________________________。(3)得到该高聚物的反应为___________，它是一种______(填“体型”或“线型”)高分子。加聚反应线型高聚物单体的推断方法推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。(1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如 的单体为CH2==CH2和CH2==CHCN， 的单体为CH2==CHCH3和CH2==CH—CH==CH2。(2)缩聚产物的链节中不全为碳原子，一般有“ ”“ ”等结构，在 或 画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子或氮原子上连—H，即得单体。有机合成路线的设计考点二1.有机合成的基本思路必备知识2.有机合成路线的分析方法3.正确解答有机合成的关键(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。(2)用好已知新信息。(3)注意有机合成反应顺序的选择，官能团的转化和保护。官能团转化与衍变的三种方式(1)利用官能团的衍生关系进行官能团种类的转化。(2)通过消去、加成(控制试剂)、水解反应使官能团数目增加。CH2==CH2 如：①CH3CH2BrCH2BrCH2Br。②CH3CH2OHCH2==CH2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH。(3)通过消去、加成(控制条件)反应使官能团位置改变。如：CH3CH==CH2 CH3CH==CH2①CH3CH2CH2OH②CH3CH2CH2Br 。4.官能团的保护与恢复(1)碳碳双键：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。HOCH2CH==CHCH2OH ______________________HOCH2CH2CHClCH2OH 。HOOC—CH==CH—COOHCH3I____(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。HI―――→____________―――→_____(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。。 由于酚羟基极易被氧化，在有机合成中，如果遇到需要用氧化剂进行氧化时，经常先将酚羟基通过酯化反应转化为酯，保护起来，待氧化过程完成后，再通过水解反应，将酚羟基恢复。(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。HO—CH2CH2—OH生成的缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难反应，但在稀酸中微热，缩醛会水解为原来的醛。(4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。(1)一元合成路线(2)二元合成路线(3)芳香化合物的合成路线①②已知：① ；②R—CN R—COOH。一、根据已知信息和官能团的转化设计合成路线1.请设计合理方案，以苯甲醇( )为主要原料合成 (无机试剂及有机溶剂任用)。专项突破将目标分子拆解成两个 ，结合已知信息，苯甲醛先与HCN加成，再在酸性条件下水解，即可得到 。解析2.以CH2==CHCH2OH为主要原料(其他无机试剂任选)设计CH2==CHCOOH的合成路线流程图(已知CH2==CH2可被氧气催化氧化为 )，通过此题的解答，总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条)：____________________________________。以CH2==CHCH2OH为主要原料合成CH2==CHCOOH，CH2==CHCH2OH可先和HCl发生加成反应，保护碳碳双键，再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基，最后结合卤代烃的消去引入碳碳双键；在选择合成路线时，需要选择合适的反应条件，同时注意官能团的保护，上述流程中用强氧化剂氧化羟基生成羧基时需要防止碳碳双键被氧化，故需要先保护碳碳双键。解析二、从有机合成路线图中提取信息设计合成路线3.沙罗特美是一种长效平喘药，其合成的部分路线如图：请写出以 、(CH3)2C(OCH3)2、CH3NO2为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案　根据已知的流程图可推知，若要制备 ，则需将 与(CH3)2C(OCH3)2发生取代反应得到 ，再与CH3NO2反应得到 ，再利用羟基的消去反应引入碳碳双键，将碳碳双键与硝基通过加氢最终还原生成氨基，合成路线见答案。解析真题演练 1.(2022·河北，3)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”√解析氮化铝是一种新型陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键，通过加聚反应合成橡胶，B错误；芳纶为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确。2.(2022·山东，4)下列高分子材料制备方法正确的是A.聚乳酸( )由乳酸经加聚反应制备B.聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备C.尼龙-66( )由己胺和己酸经缩聚反应制备D.聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )经消去反应制备√解析聚乳酸( )由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得，A错误；聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯(CF2==CF2)经加聚反应制备，B正确；尼龙-66( )由己二胺和己二酸经过缩聚反应制备，C错误；聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )发生水解反应制备，D错误。3.(2022·湖南，3)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下：下列说法错误的是A.m＝n－1B.聚乳酸分子中含有两种官能团C.1 mol乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子√解析根据氧原子守恒可得：3n＝2n＋1＋m，则m＝n－1，A正确；聚乳酸分子中含有三种官能团，分别是羟基、羧基、酯基，B错误；1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则1 mol乳酸和足量的Na反应生成1 mol H2，C正确；乳酸分子中含有羟基和羧基，则两分子乳酸可以反应生成含六元环的分子( )，D正确。4.[2022·河北，18(6)]W( )是一种姜黄素类似物，以香兰素( )和环己烯( )为原料，设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。答案　解析根据题给信息，目标物质W可由2个 与1个 合成，故合成路线见答案。5.(2021·广东，21节选)已知：①②根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成 的路线。6.(2022·海南，18节选)黄酮哌酯是一种解痉药，可通过如右路线合成：回答问题：(1)A→B的反应类型为____________________。取代反应(或磺化反应)(2)已知B为一元强酸，室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________________。＋NaOH―→ ＋H2O(3)D的结构简式为____________。(5)X是F的同分异构体，符合下列条件。X可能的结构简式为________________________(任写一种)。①含有酯基　②含有苯环　③核磁共振氢谱有两组峰(或 )解析根据合成路线，A( )在浓硫酸、加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B( )，B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C( )，比较C、E的结构，结合D的分子式为C7H6O3及其与CH3CH2COCl发生取代反应生成E，确定D的结构简式为 ，E与AlCl3反应生成F，F与苯甲酸酐在一定条件下生成G，G经一系列反应生成黄酮哌酯。F的分子式为C10H10O4，X是F的同分异构体，X含有苯环和酯基，其核磁共振氢谱有两组峰，说明X只有2种不同化学环境的H原子，则满足条件的X的结构简式为 或 。(7)设计以 为原料合成 的路线______________________(其他试剂任选)。