《合成高分子》專題一

高聚物單體的判斷

由高聚物推斷單體的方法可歸納為一觀二斷三改寫。一觀:觀察高分子鏈節(jié)中主鏈的組成情況,是否全為碳原子,是否含有雙鍵。二斷:在高分子鏈節(jié)上找到斷鍵點,將鏈節(jié)切開。三改寫:將切下后的片段改寫成單體。1.由加聚產(chǎn)物推斷單體。(1)主鏈鏈節(jié)全為碳原子,且為C—C。規(guī)律:將主鏈鏈節(jié)每兩個碳原子切下,原子不變,把單鍵改成雙鍵,改寫成乙烯型。(2)主鏈鏈節(jié)全為碳原子且有C═C。規(guī)律:以雙鍵為中心,將主鏈中的四個碳原子切下,然后改寫成1,3-丁二烯型。2.由縮聚產(chǎn)物推斷單體。規(guī)律:斷鍵,補原子。即找到斷鍵點,斷鍵后在相應(yīng)部位加上—OH或—H?！镜湫屠}1】有一種線型高分子P的結(jié)構(gòu)片段如圖所示:下列有關(guān)說法正確的是(

)。A.高分子P由4種單體縮聚而成B.合成P的單體中有2種羧酸C.上述單體中的乙二醇,可被O2催化氧化生成另一種單體D.高分子P有固定熔、沸點,1mol上述鏈節(jié)完全水解需要5molNaOHC解析:高分子結(jié)構(gòu)片段中含

,從虛線處斷鍵,得到5種不同的結(jié)構(gòu)片段,則其合成單體有5種,A項錯誤;合成P的單體中有乙二酸、對苯二甲酸和1,3-丙二酸共三種羧酸,B項錯誤;乙二醇被O2催化氧化先轉(zhuǎn)化為乙二醛,再被氧化為乙二酸,C項正確;高分子P是混合物,沒有固定熔、沸點,1

mol高分子P鏈節(jié)完全水解需要6

mol

NaOH,D項錯誤?！靖櫽?xùn)練1】聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑,聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘,其結(jié)構(gòu)表示如圖,下列說法不正確的是(

)。A.聚維酮的單體是B.聚維酮分子由(m+n)個單體聚合而成C.聚維酮碘是一種水溶性物質(zhì)D.聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)答案:B解析:由聚合物結(jié)構(gòu)簡式

,可知主鏈只有C、H,為加聚產(chǎn)物,單體為

,聚合物可與HI3形成氫鍵,則也可與水形成氫鍵,可溶于水,含有肽鍵,可發(fā)生水解反應(yīng),故A、C、D項正確;由結(jié)構(gòu)簡式可知,該分子由(2m+n)個單體加聚生成,故B項錯誤。專題二

高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.分析高分子的結(jié)構(gòu)簡式,判斷所含官能團,如酯基()、肽鍵()、碳碳雙鍵、鹵素原子等。2.根據(jù)高分子所含基團,推測其物理性質(zhì),如水溶性、熔點、沸點等。烴基、酯基、肽鍵等是憎水基,—OH、

—COOH等是親水基,高分子含有憎水基時難溶于水,含有親水基時大多易溶于水。3.根據(jù)高分子所含官能團,推測其化學(xué)性質(zhì),如水解反應(yīng)(酯基、肽鍵等)、氧化反應(yīng)(碳碳雙鍵等)、加成反應(yīng)(苯環(huán)、碳碳雙鍵等)?！镜湫屠}2】聚氨酯類高分子材料PU用途廣泛,其合成反應(yīng)為下列說法錯誤的是(

)。A.合成PU的反應(yīng)為加聚反應(yīng)B.高分子材料PU在強酸、強堿中能穩(wěn)定存在C.合成PU的兩種單體的核磁共振氫譜中均有3組吸收峰D.HO(CH2)4OH的沸點高于CH3CH2CH2CH3答案:B解析:合成PU時,O═C═N—中斷裂C═N中1個共價鍵,HO(CH2)4OH斷裂其中1個H—O,發(fā)生加成反應(yīng),無小分子生成,故合成PU的反應(yīng)是加聚反應(yīng),A項正確;高分子PU含有肽鍵和酯基,在強酸、強堿條件下均能發(fā)生水解,不能穩(wěn)定存在,不同氫原子,故兩者的核磁共振氫譜有3組吸收峰,C項正確;HO(CH2)4OH能形成分子間氫鍵,CH3CH2CH2CH3只存在范德華力,故HO(CH2)4OH的沸點高于CH3CH2CH2CH3的,D項正確。【跟蹤訓(xùn)練2】聚乙烯胺可用于合成染料Y,增加纖維著色度,乙烯胺(CH2═CHNH2)不穩(wěn)定,所以聚乙烯胺常用聚合物X水解法制備。下列說法不正確的是(

)。A.乙烯胺與CH3CH═NH互為同分異構(gòu)體B.聚合物X和Y均難溶于水C.聚合物X在酸性或堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)后的產(chǎn)物相同D.聚乙烯胺和R—N═C═S合成聚合物Y的反應(yīng)類型是加成反應(yīng)答案:C解析:乙烯胺與CH3CH═NH的分子式相同,分子結(jié)構(gòu)不同,兩者互為同分異構(gòu)體,A項正確;聚合物X含有肽鍵和烴基,Y含專題三

合成高分子方法

1.結(jié)構(gòu)的引入。(1)一元合成路線?！u代烴→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯。(2)二元合成路線。

(3)芳香化合物合成路線。

(4)改變官能團的位置。

2.合成題的解題方法。(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)合成有機物,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)合成有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出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?！镜湫屠}3】醇酸樹脂,附著力強,并具有良好的耐磨性、絕緣性等,在油漆、涂料、船舶等方面有很廣泛的應(yīng)用。如圖是一種醇酸樹脂G的合成路線:(1)A物質(zhì)的名稱為

。

(2)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為

。

(3)F的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(4)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

。反應(yīng)④的化學(xué)方程式為

。

(5)寫出符合下列條件的F的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

。

①1mol該物質(zhì)與4mol新制的Cu(OH)2反應(yīng)②遇FeCl3溶液產(chǎn)生顯色反應(yīng)③核磁共振氫譜有3組峰,比值為1∶1∶1(5)F()的同分異構(gòu)體滿足:1

mol該物質(zhì)與4

mol新制的氫氧化銅反應(yīng),說明含有2個醛基;遇FeCl3溶液顯紫色,說明含有酚羥基;核磁共振氫譜有3組峰,比值為1∶1∶1,說明存在對稱結(jié)構(gòu)。(6)1-溴丙烷發(fā)生消去反應(yīng)得到丙烯,丙烯與NBS發(fā)生取代反應(yīng)引入溴原子生成BrCH2CH═CH2,然后在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下得到CH2═CHCH2OH,最后發(fā)生加聚反應(yīng)生成高分子

?！靖櫽?xùn)練3】軟質(zhì)隱形眼鏡材料W、樹脂X的合成路線如圖所示。(1)A中含有的官能團名稱是

。

(2)甲的結(jié)構(gòu)簡式是

。

(3)B→C反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(4)B有多種同分異構(gòu)體,屬于酯且含有碳碳雙鍵的同分異構(gòu)體共有

種(不考慮順反異構(gòu),下同),寫出其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且含有甲基的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式

。

(5)已知F的相對分子質(zhì)量為110,分子中碳原子、氫原子數(shù)都是氧原子數(shù)的3倍,苯環(huán)上的氫原子化學(xué)環(huán)境都相同。則F還能發(fā)生的反應(yīng)是

(填字母)。

A.加成反應(yīng) B.氧化反應(yīng)C.加聚反應(yīng) D.水解反應(yīng)(6)寫出樹脂X可能的結(jié)構(gòu)簡式

(寫出一種即可)。(7)E的分子式為C10H14O2,含三個甲基,苯環(huán)上的一溴代物有兩種,生成E的化學(xué)方程式是

。

答案:(1)碳碳雙鍵、醛基(2)CH3CH2CHO解析:由合成路線,利用逆推法結(jié)合W可知,C為CH2═C(CH3)COOCH2CH2OH;B與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成C,則B為CH2═C(CH3)COOH;A→B發(fā)生氧化反應(yīng),則A為CH2═C(CH3)CHO;A→D發(fā)生加成反應(yīng),D為CH3CH(CH3)CH2OH;結(jié)合已知信息可知,甲為醛,與HCHO反應(yīng)再脫水生成A,則甲為CH3CH2CHO;F的相對分子質(zhì)量為110,分子中碳原子、氫原子數(shù)都是氧原子數(shù)的3倍,苯環(huán)上的氫原子化學(xué)環(huán)境都相同,則F為

;E的分子式為C10H14O2,含三個甲基,苯環(huán)上的一溴代物有兩種,則2-甲基丙烯與F發(fā)生加成反應(yīng)生成E;E為

。(1)A為CH2═C(CH3)CHO,含碳碳雙鍵、醛基兩種官能團。(4)B為CH2═C(CH3)COOH,屬于酯且含有碳碳雙鍵的同分異構(gòu)體有HCOOCH═CHCH3、HCOOC(CH3)═CH2、HCOOCH2CH═CH2、CH3COOCH═CH2、CH2═CHCOOCH3,共5種,其中能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且含有甲基的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為(5)F為

,能發(fā)生苯環(huán)的加成反應(yīng)及酚羥基的氧化反應(yīng),答案選AB。(6)F與HCHO發(fā)生縮聚反應(yīng)生成X,則樹脂X可能的結(jié)構(gòu)簡式為

。專題一有機合成與推斷典例1某抗結(jié)腸炎藥物有效成分的合成路線如圖(部分反應(yīng)略去試劑和條件):根據(jù)以上信息回答下列問題:(1)烴A的結(jié)構(gòu)簡式是

。

(2)①的反應(yīng)條件是

;②的反應(yīng)類型是

。

(3)下列對抗結(jié)腸炎藥物有效成分可能具有的性質(zhì)推測正確的是

。

A.水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大 B.能發(fā)生消去反應(yīng)C.能發(fā)生聚合反應(yīng) D.既有酸性又有堿性(4)E與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是

.

(5)符合下列條件的E的同分異構(gòu)體有

種,其中核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比3∶2∶2∶1的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為

。

a.與E具有相同的官能團b.苯環(huán)上的一硝基取代產(chǎn)物有兩種解析

E的結(jié)構(gòu)簡式中含有1個—COOH和1個酯基,結(jié)合已知信息a,C到D為C中的酚羥基上的氫原子被—OCCH3取代,生成酯,則D到E是為了引入羧基,根據(jù)C的分子式,C中含有酚羥基和苯環(huán),結(jié)合E的結(jié)構(gòu)簡式,則C為(2)反應(yīng)①為在苯環(huán)上引入一個氯原子,為苯環(huán)上的取代反應(yīng),反應(yīng)條件為FeCl3(或Fe)作催化劑;反應(yīng)②F到G是為了引入硝基,反應(yīng)類型為取代反應(yīng)或硝化反應(yīng)。(3)抗結(jié)腸炎藥物有效成分中含有氨基、羧基和酚羥基,具有氨基酸和酚的性質(zhì);三個官能團都是親水基,所以水溶性比苯酚好,相對分子質(zhì)量比苯酚大,密度比苯酚的大,A正確;與苯環(huán)相連的羥基不能發(fā)生消去反應(yīng),B錯誤;該物質(zhì)含有氨基(或羥基)和羧基,可以發(fā)生縮聚反應(yīng),所以能發(fā)生聚合反應(yīng),C正確;氨基具有堿性,羧基和酚羥基具有酸性,所以既有酸性又有堿性,D正確。(4)E中的羧基可以與NaOH反應(yīng),酯基也可以與NaOH反應(yīng),酯基水解得到的酚羥基也能與NaOH反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為(5)符合下列條件:a.與E具有相同的官能團,則含有羧基和酯基;b.苯環(huán)上的一硝基取代產(chǎn)物有兩種,則苯環(huán)上有兩個取代基,且處于對位。如果取代基為—COOH、—OOCCH3,處于對位,有1種;如果取代基為—COOH、—COOCH3,處于對位,有1種;如果取代基為—COOH、—CH2OOCH,處于對位,有1種;如果取代基為HCOO—、—CH2COOH,處于對位,有1種;所以符合條件的有4種。若核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比3∶2∶2∶1的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為—NH2可由硝基還原得到,—COOH可由—CH3氧化得到。由于—NH2容易被氧化,因此在—NO2還原成氨基前甲基需要先被氧化成—COOH。而兩個取代基處于對位,但苯環(huán)上連有烷基時再引入一個取代基,常取代在烷基的鄰、對位,而當(dāng)苯環(huán)上連有羧基時則取代在間位,因此—CH3被氧化成—COOH前,需要先引入—NO2,則合成路線為【變式設(shè)問】(1)合成路線C→D反應(yīng)的目的是什么?提示

保護酚羥基,防止氧化過程中酚羥基被氧化。(2)苯環(huán)上連接不同的基團,當(dāng)進一步引入基團時,其引入的位置與原有基團有關(guān),而且不同的基團,還會使苯環(huán)的反應(yīng)活性發(fā)生較大的變化。當(dāng)苯環(huán)上連接烴基(甲基、乙基等)、氨基、羥基等基團,使苯的反應(yīng)活性增強,新引入的基團進入原基團的鄰、對位位置。當(dāng)苯環(huán)上的取代基為—NO2、—COOH、—CHO、—CN等時,新取代基大多進入間位,形成間位異構(gòu)體。如果甲苯發(fā)生如下反應(yīng):①試寫出X、Y、Z的結(jié)構(gòu)簡式。②Z可發(fā)生縮聚反應(yīng),試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。方法規(guī)律1.有機推斷題的解題思路

2.有機化合物推斷題解答的突破口有機化合物推斷題常以框圖題形式出現(xiàn),解題的關(guān)鍵是確定突破口:(1)根據(jù)有機化合物性質(zhì)推斷官能團有機化合物的官能團往往具有一些特征反應(yīng)和特殊的化學(xué)性質(zhì),這些都是有機化合物結(jié)構(gòu)推斷的突破口。③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成紅色沉淀的物質(zhì)一定含有—CHO。④能與Na反應(yīng)放出H2的有機化合物可能是醇、酚、羧酸等。⑤能與Na2CO3或NaHCO3反應(yīng)放出CO2的有機化合物,或使石蕊溶液變紅的有機化合物中含有—COOH。⑥能水解的有機化合物中可能含有⑦能發(fā)生消去反應(yīng)的有機化合物為醇或鹵代烴。(2)根據(jù)性質(zhì)和有關(guān)數(shù)據(jù)推知官能團的數(shù)目

(3)從特定的量變突破①如相對分子質(zhì)量增加16,可能是增加了氧原子(如CH3CHO→CH3COOH)。②某有機化合物與醋酸反應(yīng),相對分子質(zhì)量增加42,則分子中含有一個—OH。③某有機酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng),相對分子質(zhì)量增加28,則分子中含有1個—COOH。④某有機化合物與Cl2反應(yīng),若有機化合物的相對分子質(zhì)量增加71,則說明有機化合物分子內(nèi)含有一個碳碳雙鍵;若增加142,則說明有機化合物分子內(nèi)含有兩個碳碳雙鍵或一個碳碳三鍵。(4)根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物推知官能團位置

(4)由反應(yīng)條件推測有機反應(yīng)類型①當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH的醇溶液并加熱時,必為鹵代烴的消去反應(yīng)。②當(dāng)反應(yīng)條件為NaOH的水溶液并加熱時,通常為鹵代烴或酯的水解反應(yīng)。③當(dāng)反應(yīng)條件為濃硫酸并加熱時,通常為醇的消去反應(yīng)、成醚反應(yīng)或酯化反應(yīng)。④當(dāng)反應(yīng)條件為稀酸并加熱時,通常為酯或淀粉的水解反應(yīng)。⑤當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑、有氧氣時,通常為醇氧化為醛酮或醛氧化為酸。⑥當(dāng)反應(yīng)條件為催化劑、氫氣時,通常為碳碳雙鍵、碳碳三鍵、苯環(huán)或醛基的加成反應(yīng)。⑦當(dāng)反應(yīng)條件為光照且與X2反應(yīng)時,通常是X2與烷烴或苯環(huán)側(cè)鏈烷烴基上的氫原子發(fā)生的取代反應(yīng),而當(dāng)反應(yīng)條件為FeX3、X2反應(yīng)時,通常為苯環(huán)上的氫原子直接被取代。對點訓(xùn)練1苯酚是一種重要的化工原料。以苯酚為主要起始原料,經(jīng)下列反應(yīng)可制得香料M和高分子N(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去)。(1)苯酚與濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀,可用于苯酚的定性檢驗和定量測定,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是

,B中能與NaHCO3反應(yīng)的官能團名稱是

。

(3)已知C的分子式為C5H12O,C能與金屬Na反應(yīng),C的一氯代物有2種。①C的結(jié)構(gòu)簡式是

。

②B與C反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(4)D的結(jié)構(gòu)簡式是

,生成N的反應(yīng)類型是

。

(5)F是相對分子質(zhì)量比B大14的同系物,F有多種同分異構(gòu)體,符合下列條件的F的同分異構(gòu)體有

種。

①屬于芳香族化合物②遇FeCl3溶液顯紫色,且能發(fā)生水解反應(yīng)③苯環(huán)上有兩個取代基(5)F是相對分子質(zhì)量比B大14的同系物,F有多種同分異構(gòu)體:①屬于芳香族化合物,含有苯環(huán);②遇FeCl3溶液顯紫色,含有酚羥基,能發(fā)生水解反應(yīng)說明含有酯基;③苯環(huán)上有兩個取代基,兩個取代基是—OH和—CH2OOCH或—OH和—COOCH3或—OH和—OOCCH3,每兩個取代基可形成鄰、間、對三種同分異構(gòu)體,所以共計是9種。專題二有機合成路線的設(shè)計典例2(1)(2020江蘇高考)化合物F是合成某種抗腫瘤藥物的重要中間體,其合成路線如下:(2)