第66讲合成高分子有机合成路线设计复习目标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。考点一合成高分子1高分子的结构特点(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子的低分子化合物。(2)链节：高分子中化学组成相同、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高分子的分类及性质特点其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。3合成高分子的两个基本反应加聚反应缩聚反应概念由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应单体分子间通过缩聚反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成单体特点含有双键或三键的不饱和有机物含有两个或两个以上的反应基团(如OH、COOH、NH2、X等)产物特征高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成4.按要求完成方程式(1)加聚反应nCH2=CHCH3。nCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2。nCH2=CH2。(2)缩聚反应nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH (2n1)H2O；nHOCH2CH2COOH(n1)H2O。nH2NCH2COOH(n1)H2O；nH2NCH2COOH(2n1)H2O。nHCHOn (n1)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()答案1.2.3.4.5.一、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答案D解析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。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()APE、PVC都属于链状高分子，受热易熔化BPE、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答案B3四氯乙烯()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答案B解析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。4(2023重庆检测)聚乙烯(CH2CH2)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答案D解析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。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=CHCH=CHCH=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种答案A解析酚醛树脂属于热固性塑料，A项错误；高分子CH=CHCH=CHCH=CH的结构简式可以表示为CH=CH，其单体为CHCH，B项正确。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。答案(1)(2)(3)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=CHCH=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。考点二有机合成路线的设计1有机合成的基本思路2有机合成路线的分析方法方法流程逆合成分析法目标产物中间产物原料正合成分析法原料中间产物目标产物综合比较法原料中间产物目标产物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。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=CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOCCH=CHCOOH。(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。(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。(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。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)。已知：；RCNRCOOH。答案解析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。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)：_。答案CH2=CHCH2OHCH3CHClCH2OHCH3CHClCOOHCH2=CHCOONaCH2=CHCOOH；选择合适的反应条件、要注意官能团的保护解析以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。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)。答案解析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。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”答案B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(CF2CF2)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()经消去反应制备答案B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(CF2CF2)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()Amn1B聚乳酸分子中含有两种官能团C1 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答案B解析根据氧原子守恒可得：3n2n1m，则mn1，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。42022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)。已知：H2CR2COR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：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。答案6(2022海南，18节选)黄酮哌酯是一种解痉药，可通过如下