湖南版化學(xué)高考總復(fù)習(xí)專題17高分子化合物與有機(jī)合成（講解練）教學(xué)講練

1、專題17高分子化合物與有機(jī)合成學(xué)考化學(xué) 湖南省專用考點(diǎn)一高分子化合物1.高分子化合物的組成(1)單體:能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)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(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位。(3)聚合度:高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目?？键c(diǎn)清單2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)相對(duì)分子質(zhì)量只是一個(gè)平均值,一般高達(dá)104到106。(2)由若干個(gè)低分子化合物聚合而成,由各種相對(duì)分子質(zhì)量不等的高分子鏈組成的混合物。(3)每個(gè)分子由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成。3.高分子化合物的分類高分子化合物 其中，顏料、合成纖維、 合成橡膠又被稱為三大合成材料。4 .合成高分子化合物的兩個(gè)基本反應(yīng)（1）加聚反應(yīng)由不飽和的單

2、體圓成聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。(2)縮聚反應(yīng)單體間相互作用生成高分子化合物,同時(shí)還生成小分子化合物(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應(yīng)。 考點(diǎn)二有機(jī)合成與有機(jī)推斷一、有機(jī)合成路線的選擇有機(jī)合成往往要經(jīng)過多步才能完成,因此在確定有機(jī)合成的途徑或路線時(shí),就要進(jìn)行合理選擇。選擇的基本要求是原料廉價(jià)、原理正確、路線簡(jiǎn)捷、便于操作、條件適宜、易于分離、產(chǎn)率高、成本低。二、有機(jī)合成的分析方法1.正向合成法:此法采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物,逐步推向目標(biāo)物質(zhì),其思維程序是:原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品。2.逆向合成法:此法采用逆向思維方法,從目標(biāo)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出

3、合成所需的直接或間接的中間產(chǎn)物,逐步推向已知原料,其思維程序是:產(chǎn)品中間產(chǎn)物原料。3.綜合比較法:此法采用綜合思維的方法,將正向、逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進(jìn)行比較,得出最佳合成路線。三、有機(jī)合成中官能團(tuán)衍變的方法1.官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)引入方法鹵素原子烴、酚的取代反應(yīng);不飽和烴與HX、X2的加成反應(yīng);醇與氫鹵酸(HX)取代反應(yīng)羥基烯烴與水的加成反應(yīng);醛、酮與氫氣的加成反應(yīng);鹵代烴在堿性條件下水解;酯的水解;葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乙醇碳碳雙鍵某些醇或鹵代烴的消去反應(yīng);炔烴不完全加成反應(yīng);烷烴裂化碳氧雙鍵醇的催化氧化;連在同一個(gè)碳原子上的兩個(gè)鹵素原子水解;含碳碳三鍵的物質(zhì)與水加成反應(yīng)羧基醛基氧化;酯、蛋

4、白質(zhì)、羧酸鹽的水解其中苯環(huán)上引入基團(tuán)的方法:2.官能團(tuán)的消除(1)通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵,如CH2 CH2+H2 CH3CH3。(2)通過消去反應(yīng)或氧化或酯化消除羥基(OH),如CH3CH2OH CH2 CH2+H2O;2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。(3)通過加成反應(yīng)或氧化等消除醛基(CHO),如2CH3CHO+O2 2CH3COOH;CH3CHO+H2 CH3CH2OH。(4)通過水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子等,如CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH。3.官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化根據(jù)合成需要,可進(jìn)行有機(jī)物的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化,以使中間產(chǎn)物向產(chǎn)物遞進(jìn),常見的有三種

5、方式:(1)利用官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化。如RCH2OHRCHORCOOH。(2)通過某種化學(xué)途徑使一個(gè)官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€(gè)。如:CH3CH2OH CH2 CH2 CH2BrCH2Br HOCH2CH2OH。 (3)通過某種手段,改變官能團(tuán)的位置。如 CH3CH CH2 CH3CH2CH2Br。4.官能團(tuán)的保護(hù)在合成過程中要把分子中某些官能團(tuán)用恰當(dāng)?shù)姆椒ūＷo(hù)起來(lái),在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再將其轉(zhuǎn)變回來(lái),從而達(dá)到有機(jī)合成的目的。被保護(hù)的官能團(tuán)被保護(hù)的官能團(tuán)性質(zhì)保護(hù)方法酚羥基易被氧氣、臭氧、過氧化氫溶液、酸性高錳酸鉀溶液氧化(1)用NaOH溶液先轉(zhuǎn)化為酚鈉,后酸化重新轉(zhuǎn)化為酚。(2)用碘甲烷先轉(zhuǎn)化為苯甲醚,后用氫碘

6、酸酸化重新轉(zhuǎn)化為酚: 氨基易被氧氣、臭氧、過氧化氫溶液、酸性高錳酸鉀溶液氧化先用鹽酸轉(zhuǎn)化為鹽,后用NaOH溶液重新轉(zhuǎn)化為氨基碳碳雙鍵易與鹵素單質(zhì)加成,易被氧氣、臭氧、過氧化氫溶液、酸性KMnO4溶液氧化用氯化氫先通過加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯代物,后用NaOH醇溶液通過消去反應(yīng)重新轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵變化觀有機(jī)推斷題的解題思路有機(jī)物的推斷是高考有機(jī)命題的常見形式。通常是以某種藥物或某種有機(jī)新產(chǎn)品的合成途徑為載體,通過某些反應(yīng)條件、分子式和相對(duì)分子質(zhì)量的變化、特征反應(yīng)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和題目所給的反應(yīng)信息為依據(jù)對(duì)合成過程中的有機(jī)物進(jìn)行推測(cè)判斷,題目綜合性強(qiáng),難度較大,解題思路如下:知能拓展 例題(2019湖南師大附

7、中月考五,36)以A、B兩種烴為原料,合成治療高血脂藥物M的路線如下圖所示(部分反應(yīng)條件和試劑略去):已知:A的密度是同條件下H2密度的13倍;RCl RCN RCOOH(R表示烴基); (R1和R2表示烴基)。請(qǐng)回答下列問題:(1)B的化學(xué)名稱為,E中官能團(tuán)的名稱為。(2)AC的反應(yīng)類型為。M分子的核磁共振氫譜中有組吸收峰。(3)JK的化學(xué)方程式為。(4)有機(jī)物N比L少三個(gè)“CH2”基團(tuán),同時(shí)滿足下列條件的N的同分異構(gòu)體有種(不考慮立體異構(gòu))。苯環(huán)上有兩個(gè)取代基;能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2。(5)參照上述合成路線和信息,以和乙醇為原料(無(wú)機(jī)試劑任選),

8、設(shè)計(jì)制備2-甲基丙酸乙酯的合成路線:。解題導(dǎo)引根據(jù)已知物質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)合反應(yīng)條件采用正逆結(jié)合的方法進(jìn)行推斷,熟練掌握常見有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),注意應(yīng)用題中信息。解析根據(jù)已知可得A的相對(duì)分子質(zhì)量為26,烴A為,由F的結(jié)構(gòu)逆推1 mol A應(yīng)與2 mol HCl發(fā)生加成反應(yīng),且兩個(gè)氯原子連在同一個(gè)碳原子上,可得C為;根據(jù)已知可得C中Cl被CN取代生成D,D中CN衍變?yōu)镃OOH,則E為;EF發(fā)生酯化反應(yīng)。根據(jù)H可逆推烴B為對(duì)二甲苯,BG為苯環(huán)上發(fā)生取代反應(yīng),則G為,G中氯原子水解生成H,F與I發(fā)生取代反應(yīng)生成J,J水解生成K,根據(jù)已知可得K脫去一個(gè)羧基生成L,則L為,L與CH3I發(fā)生取代反應(yīng)生成M。(4)有

9、機(jī)物N比L少三個(gè)“CH2”基團(tuán),則N分子含11個(gè)碳原子;N能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),則含有酚羥基;N能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2,則含有羧基。故可將N分子拆分為固定部分,R為變化部分,位置均有鄰、間、對(duì)三種情況,用碳骨架表示結(jié)構(gòu)如下:(箭頭表示羧基的位置),共計(jì)123=36種。答案(1)對(duì)二甲苯(或1,4-二甲苯)羧基(2)加成反應(yīng)10(3)+2H2O +2CH3OH(4)36(5) 根據(jù)題中前沿科學(xué)信息或陌生反應(yīng)信息,結(jié)合有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化知識(shí),合成有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的物質(zhì)?？疾榭忌鷮?duì)新知識(shí)的接受能力,以及知識(shí)的遷移應(yīng)用能力,使用化學(xué)用語(yǔ)、模型表達(dá)、分析和解決化學(xué)問題的實(shí)踐能力。體現(xiàn)了

10、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。實(shí)踐探究例題(2019天津理綜,8,18分)我國(guó)化學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了膦催化的(3+2)環(huán)加成反應(yīng),并依據(jù)該反應(yīng),發(fā)展了一條合成中草藥活性成分茅蒼術(shù)醇的有效路線。已知(3+2)環(huán)加成反應(yīng):回答下列問題:(1)茅蒼術(shù)醇的分子式為,所含官能團(tuán)名稱為,分子中手性碳原子(連有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán))的數(shù)目為。(2)化合物B的核磁共振氫譜中有個(gè)吸收峰;其滿足以下條件的同分異構(gòu)體(不考慮手性異構(gòu))數(shù)目為。分子中含有碳碳三鍵和乙酯基(COOCH2CH3)分子中有連續(xù)四個(gè)碳原子在一條直線上寫出其中碳碳三鍵和乙酯基直接相連的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(3)C D的反應(yīng)類型為。(4)D E

11、的化學(xué)方程式為,除E外該反應(yīng)另一產(chǎn)物的系統(tǒng)命名為。(5)下列試劑分別與F和G反應(yīng),可生成相同環(huán)狀產(chǎn)物的是(填序號(hào))。a.Br2b.HBrc.NaOH溶液(6)參考以上合成路線及條件,選擇兩種鏈狀不飽和酯,通過兩步反應(yīng)合成化合物M,在方框中寫出路線流程圖(其他試劑任選)。 解析由(3+2)環(huán)加成反應(yīng)的信息,可推知A與B發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)生成C,C與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成D,D與CH3OH在濃H2SO4,加熱條件下發(fā)生酯交換反應(yīng)生成E。(1)由題干中茅蒼術(shù)醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和不飽和度,先查出有15個(gè)碳原子,計(jì)算出有26個(gè)氫原子,所以其分子式是C15H26O,所含官能團(tuán)是碳碳雙鍵、羥基。因?yàn)檫B有四個(gè)不同原子或原

12、子團(tuán)的碳原子為手性碳原子,所以茅蒼術(shù)醇分子中有3個(gè)手性碳原子:。(2)化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可寫成,所以核磁共振氫譜中有兩個(gè)吸收峰,峰面積比為13;滿足題設(shè)條件的同分異構(gòu)體有:、;其中碳碳三鍵和乙酯基直接相連的是和。(3)因?yàn)镃中五元環(huán)上有碳碳雙鍵,而D中沒有碳碳雙鍵,所以CD的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)或還原反應(yīng)。(4)DE發(fā)生了取代反應(yīng)(酯交換反應(yīng)),化學(xué)方程式為,則另一產(chǎn)物的系統(tǒng)名稱為2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇。(5)F和G互為同分異構(gòu)體,與HBr發(fā)生加成反應(yīng)時(shí),H原子加在連氫原子多的碳原子上,所以產(chǎn)物相同,故選b。(6)利用(3+2)環(huán)加成反應(yīng)的信息,對(duì)M()進(jìn)行逆推應(yīng)該有一步加H2消

13、除碳碳雙鍵和環(huán)加成反應(yīng),故兩種鏈狀不飽和酯應(yīng)該是:與或與CH2 CHCOOCH3,依此和題干信息寫出路線流程圖。答案(1)C15H26O碳碳雙鍵、羥基3(2)25和(3)加成反應(yīng)或還原反應(yīng)(4)2-甲基-2-丙醇或2-甲基丙-2-醇(5)b (6)題目?jī)r(jià)值通過(3+2)環(huán)加成反應(yīng)的信息,現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用,進(jìn)行知識(shí)遷移,合成中草藥活性成分茅蒼術(shù)醇,體現(xiàn)了化學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,引導(dǎo)考生形成關(guān)注社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步和生產(chǎn)生活的態(tài)度,將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識(shí)。成環(huán)反應(yīng)在有機(jī)合成中,常出現(xiàn)成環(huán)反應(yīng)。環(huán)系的建立通常分為非環(huán)體系的環(huán)化和對(duì)已有環(huán)的修飾。成環(huán)的方式有通過加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)或通過消去反應(yīng)實(shí)現(xiàn)等。高考

14、題中通常直接給出已知反應(yīng),要求考生通過觀察結(jié)構(gòu)變化,利用已知信息設(shè)計(jì)合成路線中的成環(huán)反應(yīng)。1.高考中已經(jīng)出現(xiàn)過的成環(huán)反應(yīng):(1)六元環(huán)衍生物2016年課標(biāo)第38題4+2環(huán)加成反應(yīng): 創(chuàng)新思維CD2018年江蘇單科第17題4+2環(huán)加成反應(yīng):(2)五元環(huán)衍生物2018年課標(biāo)第36題羥基成環(huán): 2019年天津理綜第8題3+2環(huán)加成反應(yīng):+ (3)四元環(huán)衍生物2017年課標(biāo)第36題2+2環(huán)加成反應(yīng):2.今后高考中可能出現(xiàn)的成環(huán)反應(yīng):(1)三元環(huán)衍生物1,3-消去反應(yīng):鹵代酮、鹵代酸酯、鹵代腈等這些含活潑氫化合物發(fā)生消去反應(yīng)成環(huán)。如鹵代酮:1+2環(huán)加成反應(yīng):如鹵仿(CHX3或CH2X2)/堿;二碘甲烷/

15、鋅銅齊(CH2I2/Zn-Cu)。(2)五元環(huán)衍生物雙官能團(tuán)化合物縮合:例題(2018湖南六校聯(lián)考,36)環(huán)丁基甲酸是有機(jī)合成中一種有用的中間體。某研究小組以丙烯醛為原料,設(shè)計(jì)了如下路線合成環(huán)丁基甲酸(部分反應(yīng)條件、產(chǎn)物已省略)。已知:+2RBr+2HBr;+CO2。請(qǐng)回答下列問題:(1)由丙烯醛生成化合物A的反應(yīng)類型為。(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)下列說(shuō)法中不正確的是(填字母代號(hào))。A.化合物A能與NaHCO3溶液反應(yīng)B.化合物B和C能形成高聚物C.化合物G的分子式為C6H8O4D.1 mol化合物B與足量金屬鈉反應(yīng)能生成1 mol氫氣(4)寫出D+EF的化學(xué)方程式:。(5)環(huán)丁基甲酸

16、與苯酚反應(yīng)生成一種酯X,化合物X滿足下列條件的所有同分異構(gòu)體有種,寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:。能使FeCl3溶液顯紫色含有丙烯醛中所有的官能團(tuán)1H-NMR譜顯示分子中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子(6)以1,3-丁二烯和化合物E為原料可制備環(huán)戊基甲酸(),請(qǐng)選用必要的試劑設(shè)計(jì)合成路線。解析根據(jù)流程圖,丙烯醛(CH2CHCHO)與水反應(yīng)生成A,A的分子式為C3H6O2,則發(fā)生了加成反應(yīng),A氧化生成C,C與乙醇在酸性條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成E,根據(jù)E的分子式可知C為二元羧酸,則C為HOOCCH2COOH,A為HOCH2CH2CHO,E為CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;A與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)生成B,B與HBr反應(yīng)生成二溴代烴,則B為二元醇即HOCH2CH2CH2OH,D為BrCH2CH2CH2Br,根據(jù)已知信息,D和E反應(yīng)生成F,F為,F在堿性條件下水解后酸化生成G