1第第 7 7 节节 高分子化合物高分子化合物 有有机合成机合成考试说明1了解合成高分子的组成和结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。2会判断加聚反应和缩聚反应。3能设计合成路线合成简单有机化合物。命题规律本节内容是高考的必考点，主要考查的是推断有机物结构式或结构简式；反应类型的判断；化学方程的书写；限定条件下同分异构体的书写或数目判断；有机合成路线的设计。另外聚合反应是有机合成高考题中的常考知识点。通常考查反应类型的判断、加聚反应与缩聚反应的化学方程式的书写、单体与聚合产物结构简式的相互推断等。考点 1 合成有机高分子化合物1有机高分子化合物及其结构特点(1)定义相对分子质量从 104到 106甚至更大的化合物，称为高分子化合物，简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。(2)有机高分子的组成单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚合度：高分子链中含有链节的数目。22合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如合成有机玻璃的方程式为：(2)缩聚反应单体分子间缩合脱去小分子(如 H2O、HX 等)生成高分子化合物的反应。如乙二酸与乙二醇发生缩聚反应，其化学方程式为：3高分子化合物的分类3由缩聚物的结构简式推导其单体的方法4酰胺类高聚物中含有“” ，它的单体有两种，在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物的单体。如的单体是H2NCH2COOH 和 H2NCH2CH2COOH。的单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基 碳原子上加羟基，即得高聚物的单体。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。【基础辨析】判断正误，正确的画“” ，错误的画“” 。(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。()(2)天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。()5(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)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。()(6)聚异戊二烯属于纯净物。()1高分子化合物的结构如下：其单体可能是( )CH2=CHCN 乙烯 1,3丁二烯 苯乙炔 苯乙烯 1丁烯A B C D答案 A解析 该高分子化合物属于加聚反应生成的高聚物，且链节的主链上存在碳碳双键结构，按如图方式断键来确定单体其单体是 CH2=CHCN、CH2=CHCH=CH2、，故 A 正确。2涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下：6下列说法正确的是( )A合成涤纶的反应为加聚反应B对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物C1 mol 涤纶与 NaOH 溶液反应，理论上最多可消耗 2n mol NaOHD涤纶的结构简式为答案 C解析 合成涤纶的反应为缩聚反应，A 错误；结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物，但对苯二甲酸和苯甲酸分子组成相差 CO2，不可能互为同系物，B 错误；1 mol 涤纶水解会产生 2n mol 羧基，与 NaOH 溶液反应，理论上最多可消耗 2n mol NaOH，C正确；根据“酸脱羟基醇脱氢”可知，结构简式中的端基原子和端基原子团错误， 涤纶的结构简式为考点 2 有机合成1有机合成的分析方法和原则(1)有机合成的分析方法正向合成分析法的过程基础原料中间体目标化合物。逆向合成分析法的过程7目标化合物中间体基础原料。(2)有机合成遵循的原则起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。应尽量选择步骤最少的合成路线。合成路线要符合“绿色、环保”的要求。有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。2合成路线的选择(1)一元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：CH3CH2ClNaOHCH3CH2OHNaCl，水2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，Cu或AgCH3CH2OHCH3COOHCH3COOC2H5H2O。浓H2SO4(2)二元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：8(3)芳香化合物合成路线3有机合成中碳骨架的构建(1)碳链的增长与 HCN 的加成反应；加聚或缩聚反应；酯化反应。(2)碳链的减短9脱羧反应：RCOONaNaOHRHNa2CO3。CaO氧化反应；RCH=CH2RCOOHCO2。KMnO4H酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18C8H16。高温(3)常见碳链成环的方法二元醇成环如 HOCH2CH2OHH2O。浓H2SO4羟基酸酯化成环二元羧酸成环如 HOOCCH2CH2COOHH2O。浓H2SO4氨基酸成环10如 H2NCH2CH2COOHH2O。4有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入引入官能团引入方法引入卤素原子烃的取代；不饱和烃与 HX、X2的加成；醇与氢卤酸(HX)取代引入羟基烯烃与水加成；醛酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解引入碳碳双键某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成引入碳氧双键醇的催化氧化引入羧基醛基氧化；酯、氰基的水解；苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化(2)官能团的消除通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)；通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基；通过加成或氧化反应等消除醛基；通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。(3)官能团数目的改变如CH3CH2OHCH2=CH2消去H2O与X2加成XCH2CH2XHOCH2CH2OH；水解11(4)官能团位置的改变如 CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2消去H2OCH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。与HCl加成水解(1)碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，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恢复为碳碳双键。(2)在利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 之后，再把NO2还原为NH2，防止当 KMnO4氧化CH3时，NH2(具有还原性)也被氧化。1有机化合物 F(C13H18O)是一种很重要的食物香料，其合成路线有多条，其中一条合成路线如下：12(1)A 的分子式为_，D 中含氧官能团的名称为_。(2)反应 ae 中，属于取代反应的是_(填字母)。(3)F 的结构简式是_(已知一个碳原子上不能连接两个碳碳双键)。(4)转化过程中，步骤 b 的目的是_；该步骤发生反应的化学方程式为_。(5)写出一种同时满足下列条件的 D 的同分异构体的结构简式：_。A遇 FeCl3溶液会发生显色反应B核磁共振氢谱表明该物质中有 4 组峰C1 mol 该物质最多可消耗 2 mol NaOHD能发生银镜反应(6)参照上述合成路线，设计一条以为原料制备聚 1,3丁二烯CH2CHCHCH2的合成路线。答案 (1)C13H20O 酯基和羰基(2)bd13(3) (4)保护羟基，使之不被氧化 (5) 14解析 (1)根据 A 的结构简式，可知 A 的分子式为 C13H20O。D 中含有的含氧官能团有酯基和羰基。(2)根据有机反应类型的特点，可知 a 为加成反应，b 为取代反应，c 为氧化反应，d 为水解反应(属于取代反应)。(3)根据 F 的分子式，结合官能团的性质知 EF 的反应为消去反应，则 F 的结构简式为。 (4)反应 c 为氧化反应，为防止羟基被氧化，则步骤 b 将羟基转化为酯基，使之不被氧化。步骤 b 为 B 和乙酸发生酯化反应，反应的方程式为CH3COOH 浓H2SO4H2O。(5)D 的分子式为 C15H22O3，不饱和度为 5，符合条件的同分异构体的结构中，一个苯环不饱和度为 4，一个醛基不饱和度为 1，则另外有 2 个酚羟基与 2 个叔丁基连在苯环上，才能满足该物质有 4 种氢原子。2颠茄酸酯(H)有解除胃肠道痉挛、抑制胃酸分泌的作用，常用于胃肠道平滑肌痉挛及15溃疡病的辅助治疗，其合成路线如下：试回答下列问题：(1)反应所涉及的物质均为烃，氢的质量分数均为 7.69%，A 的相对分子质量小于110，则 A 的化学名称为_，A 分子中最多有_个碳原子在一条直线上。(2)反应的反应类型是_，反应的反应类型是_。(3)B 的结构简式是_；E 的分子式为_；F 中含氧官能团的名称是_。16(4)由 CD 反应的化学方程式为_。(5)化合物 G 有多种同分异构体，同时满足下列条件的有_种。能发生水解反应和银镜反应；能与 FeCl3发生显色反应；苯环上有四个取代基，且苯环上一卤代物只有一种。(6)参照上述合成路线，设计一条由制备的合成路线_。答案 (1)苯乙烯 3(2)取代反应 消去反应(3) C10H12O2 醛基、酯基(4) 2H2O(5)6(6) 17解析 (1)由逆推法可推出 A 为苯乙烯；根据苯和乙烯的分子结构可知，苯乙烯分子中最多有 3 个碳原子共线。(2)E 为，比较 E 和 F 的结构简式可知，反应是取代反应；G 为，比较 G 和H 的结构简式可知，反应是消去反应。(5)化合物 G 的同分异构体中含有酚羟基、甲酸酯基，其他基共含有 4 个饱和碳原子；结合条件可写出 6 种符合条件的同分异构体的结构简式：1812017全国卷下列生活用品中主要由合成纤维制造的是( )A尼龙绳 B宣纸 C羊绒衫 D棉衬衣答案 A解析 纤维分为天然纤维及合成纤维，其中制造尼龙绳的聚酰胺属于合成纤维，A 符合题意；宣纸、羊绒衫、棉衬衣都是由天然纤维制造而成，B、C、D 不符合题意。22017北京高考聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与 HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：下列说法不正确的是( )19A聚维酮的单体是B聚维酮分子由(mn)个单体聚合而成C聚维酮碘是一种水溶性物质D聚维酮在一定条件下能发生水解反应答案 B解析 A 对：聚维酮通过氢键与 HI3形成聚维酮碘，由聚维酮碘的结构可知，聚维酮是由经加聚反应生成的，故聚维酮的单体为。B 错：由聚维酮碘的结构推知，聚维酮分子由(2mn)个单体聚合而成。C 对：由聚维酮碘的结构可知，该物质属于盐类，易溶于水。D 对：由聚维酮碘的结构可知，该结构中含有，故聚维酮在一定条件下能发生水解反应。 32015北京高考合成导电高分子材料 PPV 的反应：下列说法正确的是( )A合成 PPV 的反应为加聚反应BPPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C和苯乙烯互为同系物D通过质谱法测定 PPV