第十章 第六節(jié) 高分子化合物 有機合成與推斷

●考綱定標1．了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點，能依據(jù)簡單合

成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2．了解加聚、縮聚等有機反應的特點。3．了解新型高分子材料的性能及其在高分子技術(shù)領(lǐng)域

中的應用。4．了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量

方面的貢獻。5．關(guān)注有機化合物的安全和科學使用，認識有機化合

物在生產(chǎn)、生活中的作用和對環(huán)境、健康產(chǎn)生的

影響?！駸狳c定位1．結(jié)合高分子化合物的合成，判斷加聚、縮聚等反應類

型，以及分析鏈節(jié)和單體。2．根據(jù)新型高分子材料在高技術(shù)領(lǐng)域中的應用，考查高

分子材料的性能及合成。3．根據(jù)信息及合成路線，推斷及合成指定結(jié)構(gòu)簡式的有

機物。4．有機物合成路線的選擇、設計和評價。3．掌握有機推斷題的解題思路第十章第六節(jié)抓基礎(chǔ)析考點提能力一、有機高分子化合物1．基本概念(1)單體：能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。(2)鏈節(jié)：高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位。(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。2．合成方法(1)加聚反應：由單體通過加成反應的方式生成高分子化合物，既屬于

反應，又屬于

反應，如聚異戊二烯合成的化學方程式為：加成聚合(2)縮聚反應：反應的特點：單體通過分子間的

而生成高分子化合物，反應過程中伴隨

(如H2O、HX等)的生成。如對苯二甲酸與乙二醇發(fā)生縮聚反應的化學方程式為縮合小分子。二、應用廣泛的高分子材料1．傳統(tǒng)高分子材料(2)常見的塑料：名稱單體結(jié)構(gòu)簡式聚乙烯

酚醛樹脂(電木)CH2===CH2(3)合成纖維：①纖維的分類：②常見合成纖維的單體和結(jié)構(gòu)簡式：名稱單體結(jié)構(gòu)簡式滌綸

聚對苯二甲酸乙二醇酯腈綸

聚丙烯腈HOCH2CH2OHCH2===CH—CN(4)幾種常見的合成橡膠：名稱單體高聚物的分子結(jié)構(gòu)順丁橡膠CH2===CH—CH===CH2丁苯橡膠(SBR)氯丁橡膠2．新型高分子材料(1)功能高分子材料：①概念：既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。②分類：(2)復合材料：①概念：兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料，其中一種材料作為基體，另一種材料作為增強體。②主要性能：強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕。③應用領(lǐng)域：可應用于宇宙航空等工業(yè)。三、有機合成與推斷1．有機合成的任務分子骨架官能團2．有機合成的原則①起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。②應盡量選擇步驟最少的合成路線。③原子經(jīng)濟性高，具有較高的產(chǎn)率。④有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。3．常見合成路線化學方程式依次為：1．加聚反應與縮聚反應的區(qū)別加聚反應縮聚反應反應物特征含不飽和鍵(如

)含特征官能團(如—OH或—NH2，

)產(chǎn)物特征聚合物與單體具有相同的組成聚合物的單體具有不同的組成產(chǎn)物種類只產(chǎn)生聚合物聚合物和小分子(如H2O)2．高聚物單體的判斷方法(1)加聚反應生成的高聚物：①凡鏈節(jié)的主鏈上只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。如：

的單體為：

。②凡鏈節(jié)主鏈上有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如：

的單體為：CH3CH===CH2和CH2===CH2。③凡鏈節(jié)主鏈上只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，按規(guī)律“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。如：

的單體是：CH2===CH—CH===CH2和CH2===CH—。(2)縮聚反應生成的高聚物：①凡鏈節(jié)為

結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種，在亞氨基(或單鍵氧)上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。如：

的單體為：H2NCH2COOH。②凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側(cè)為不對稱結(jié)構(gòu)的，其單體為兩種，在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。③凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有酯基結(jié)構(gòu)()的高聚物，其合成單體為兩種，從

中間斷開，羰基碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。如：

的單體為HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。④高聚物

H ，其鏈節(jié)中的“—CH2—”來自于甲醛，合成該高聚物的單體為：

和HCHO。[例1]

(1)做裝飾板的貼畫，常用氨基樹脂，它的結(jié)構(gòu)片段如下圖所示：它可以看做是兩種單體的縮水產(chǎn)物，這兩種單體的結(jié)構(gòu)簡式是__________________，________________。(2)ABS：

的3種單體的結(jié)構(gòu)簡式分別是________________，________________，__________________。(3)新型彈性材料“丁苯吡橡膠”的結(jié)構(gòu)簡式如下：

其單體為_______________________________________。[解析]由高聚物找單體是有關(guān)高分子化合物考查中的常用題型，重點抓住教材中涉及的不飽和鍵的加成，以及—COOH與—OH、—COOH與—NH2、—OH與—OH、HCHO與苯酚之間的縮合。(1)類似于苯酚與甲醛的縮聚反應，屬于含有活潑H的物質(zhì)與羰基的縮合。(2)(3)觀察該高聚物的結(jié)構(gòu)特點，可知屬于加聚聚合物。[答案]

(1)HCHO

(2)CH2===CH—CN

CH2===CH—CH===CH2CH2

(3)CH2===CH—CH===CH2、高聚物單體的判斷判斷高聚物的單體時，一定要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物；加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳原子，一般有“，”等結(jié)構(gòu)，聚合時的成鍵處為形成單體時的斷鍵處，如：“，”。1．有4種有機物：④CH3—CH===CH—CN，其中可用于合成結(jié)構(gòu)簡式為

的高分子材料的正確組合為(

)解析：先找出所給高分子材料的單體：CH3—CH==CH—CN、

和

對照便可確定答案。A．①③④

B．①②③C．①②④ D．②③④答案：D2．科學家對人造血液和人造器官的研制及應用已取得

了很大的進步。下列物質(zhì)就可以作為人工心臟、人

工血管等人體植入物的高分子生物材料：下列關(guān)于上述高分子生物材料的說法中正確的是(

)A．用于合成維通橡膠的單體是：B．用于合成有機硅橡膠的單體是：C．聚四氟乙烯、有機硅橡膠均可看作加聚反應的產(chǎn)物D．有機硅橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯均可通過加聚反應制得解析：合成維通橡膠的單體是CH2＝CF2和CF2＝CF—CF3；有機硅橡膠是通過羥基之間縮水而形成的高分子化合物。

答案：B1．官能團的引入引入官能團引入方法鹵素原子①烴、酚的取代；②不飽和烴與HX、X2的加成；③醇與氫鹵酸(HX)取代引入官能團引入方法羥基①烯烴與水加成；②醛、酮與氫氣加成；③鹵代烴在堿性條件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖發(fā)酵生成乙醇碳碳雙鍵①某些醇或鹵代烴的消去；②炔烴不完全加成；③烷烴裂化引入官能團引入方法碳氧雙鍵①醇的催化氧化②連在同一個碳原子上的兩個羥基脫水；③低聚糖和多糖水解可引入醛基；④含碳碳三鍵的物質(zhì)與水加成羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白質(zhì)的水解引入官能團引入方法①鹵代：X2、鐵屑；②硝化：濃硝酸和濃硫酸共熱；③烴基氧化；④先鹵代后水解2．官能團的消除(1)通過加成反應消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))；(2)通過消去、氧化、酯化消除羥基；(3)通過加成或氧化消除醛基；(4)通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。3．官能團的改變(1)通過官能團之間的衍變關(guān)系改變官能團。如：醇→醛→酸(2)通過某些化學途徑使一個官能團變成兩個官能團。如：CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2XCH2X―→CH2OHCH2OH(3)通過某些手段改變官能團的位置。如：CH3CHXCHXCH3→H2C===CHCH===CH2→CH2XCH2CH2CH2X[解析]

根據(jù)框圖中分子式和轉(zhuǎn)化條件可得，A為芳香烴、B為芳香羧酸、C為芳香酯、D為芳香鹵代烴、E為芳香二醇、F為脂肪二醇；再根據(jù)合成目標物，逆推得出以上各物質(zhì)均有苯環(huán)上對位結(jié)構(gòu)(或類似苯環(huán)對位結(jié)構(gòu))，因而推導出所有物質(zhì)結(jié)構(gòu)。(4)小題中的單取代同分異構(gòu)體，就是2個氯原子2個碳原子的碳鏈異構(gòu)；(5)小題中要求寫能水解的，只能是酯結(jié)構(gòu)，且要求帶環(huán)上只有1種等效氫，有全對稱結(jié)構(gòu)要求。[答案]

(1)

(2)酯化(或取代)對苯二甲酸二甲酯加成(或還原)3．以溴乙烷制1,2-二溴乙烷，下列轉(zhuǎn)化方案中，最好的是(

)答案：D4．1,3－丙二醇是生產(chǎn)新型高分子材料PTT的主要原料，目前1,3－丙二醇的生產(chǎn)的路線有：以石油裂解氣為原料的兩條石化合成路線和一條生物工程法合成路線。

(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。(2)從合成原料來源的角度看，你認為最具有發(fā)展前景的路線是________(填1、2或3)，理由是__________________。(3)以1,3－丙二醇與對苯二甲酸為原料可以合成聚酯PTT，寫出其化學方程式________________________