1、 第7节高分子化合物有机合成考试说明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.了解烃的衍生物的合成方法，根据信息能设计有机化合物的合成路线。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知识梳理1.有机高分子化合物及其结构特点(1)定义相对分子
2、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。2合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。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。反应类型a聚乙烯类(塑料纤维)b聚1,3丁二烯类(橡胶) (R可为H、Cl、CH3等)。c混合加聚类：两种或两种以上单体加聚：nCH2=
3、CHCH=CH2nCH2=CHCN。d聚乙炔类： (R为H、Cl、CH3、CN等)。(2)缩聚反应定义：单体间相互作用生成高分子化合物，同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。产物特征：生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成。反应类型a聚酯类：OH与COOH间的缩聚nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH，nHOCH2CH2COOH。b聚氨基酸类：NH2与COOH间的缩聚nH2NCH2COOH，nH2NCH2COOH 。c酚醛树脂类nHCHO (n1)H2O。3高分子化合物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。由缩聚物的结构简式推导其单体的方
4、法(1)酯类高聚物中含有“”，它的单体有两种，从中虚线处断开，恢复为，O恢复为OH，即得合成高聚物的单体。如的单体为HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。(2)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。如的单体为。(3)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。1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶、酚醛树脂都属于天然高分子化合物。()错因：酚醛
5、树脂属于合成高分子化合物。(2)天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。()错因：天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构中含有碳碳双键，能使溴水褪色。(3) 的单体是CH2=CH2和。()错因：的单体是：。(4)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。()错因：酚醛树脂是热固性塑料，聚氯乙烯是热塑性塑料。(5)聚乙烯、聚氯乙烯塑料都可用于包装食品。()错因：聚氯乙烯塑料受热会产生有毒物质，不可用于包装食品。(6)聚异戊二烯属于纯净物。()错因：n值不同、链节数不同，是混合物。2教材改编题。(1)(据人教选修五P112 T3)合成橡胶是用两种单体共聚而成，可能的单体有：aCH2=CHCH=CH2 bCH3CC
6、CH3cCH3CH=CH2 dCH2=CHCN该聚合物是由_和_聚合而成的。(2)(据人教选修五P116 T2)聚碳酸酯的透光率良好，可制作车、船、飞机的挡风玻璃，以及眼镜镜片、光盘、唱片等。原来合成聚碳酸酯的一种原料是用有毒的光气(双称碳酰氯COCl2)，现在改用绿色化学原料碳酸二甲酯()与_缩合聚合而成。A二醇类 B二酚类 C二醛类 D二炔类答案(1)ad(2)B题组训练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
7、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：nHOCH2CH2OH涤纶(2n1)H2O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。找单体时，一定要先判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维反推单体，找准分离处，聚合时的结合点必为分离处。(1)加聚反应的特点单体是带有双键或三键的不饱
8、和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等)；高分子链节与单体的化学组成相同；生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。(2)缩聚反应的特点单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团(如OH、COOH、NH2、X等)；缩聚反应不仅生成高聚物，而且还生成小分子；所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。考点2有机合成知识梳理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“
9、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，2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，CH3CH2OHCH3COOHCH3COOC2H5H2O。(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：，。(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)碳链的减短脱羧反应：RCOONaNaOHRHNa2C
10、O3。氧化反应RCH=CH2RCOOHCO2。酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18C8H16。 (3)常见碳链成环的方法 二元醇成环如HOCH2CH2OHH2O。羟基酸酯化成环如HO(CH2)3 H2O。二元羧酸成环如HOOCCH2CH2COOHH2O。氨基酸成环如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；酯的水解碳碳双键某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成碳氧双键醇的催化氧化羧基
11、醛基氧化；酯、肽键的水解；含CH2OH结构的醇、苯的同系物(与苯环直接相连的碳上有氢原子)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=CH2XCH2CH2XHOCH2CH2OH；(4)官能团位置的改变如CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。 (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
12、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。题组训练1(2020四川成都高三一诊)查尔酮是一种能制备抗炎药物的化工原料。其中一种合成路线如下：(1)B的名称为_；查尔酮含有的含氧官能团名称是_。(2)AB的反应类型是_；C的结构简式为_。(3)写出EF的化学方程式：_。(4)F的同分异构体中，含有结构且水解产物为芳香醇的酯共有_种，其中核磁共振氢谱吸收峰最少的分子结构简式为_。(5)已知：。参照上述流程，以CH2=CHCH3为原料合成，设计最简合成路线。答案(
13、1)苯乙烯羰基(2)加成反应(4)5(5)CH2=CHCH3CH3CHOHCH3解析A的分子式为C6H6，结合B的结构简式可知A为苯()；A与乙炔加成生成B()，B与氯化氢发生加成反应生成卤代烃C，C在碱性条件下水解生成醇D，D催化氧化生成E，根据F的结构可知，E为，则D为，C为。(4)F为，其同分异构体中含有结构且水解产物为芳香醇，其芳香醇可能为、邻甲基苯甲醇、间甲基苯甲醇、对甲基苯甲醇，因此F的同分异构体共有5种，其中核磁共振氢谱吸收峰最少的分子为。(5)以CH2=CHCH3为原料合成，根据信息，需要首先合成。2(2019湖南六校高三联考)芳香族化合物A(C9H12O)常用于药物及香料的合
14、成，A有如下转化关系：已知：A是芳香族化合物且分子侧链上有处于两种不同环境下的氢原子；RCOCH3RCHORCOCH=CHRH2O。回答下列问题：(1)B生成D的反应类型为_，由D生成E的反应所需的试剂及反应条件为_。(2)F中含有的官能团名称为_。(3)K的结构简式为_。(4)由F生成H的第步反应的化学方程式为_。(5)F有多种同分异构体，符合下列条件的同分异构体有_种。属于芳香族化合物能发生水解反应和银镜反应(6)糠叉丙酮()是一种重要的医药中间体，请参考上述合成路线，设计一条由叔丁醇(CH3)3COH和糠醛()为原料制备糠叉丙酮的合成路线(无机试剂任选，用结构简式表示有机物)，用箭头表示
15、转化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。答案(1)加成反应NaOH水溶液、加热(2)羟基、醛基 (5)14解析A的分子式为C9H12O，A是芳香族化合物，说明含有苯环；其分子侧链上有处于两种不同环境下的氢原子，A反应生成B，B能发生信息的反应，则B中含有碳碳双键，A中含有羟基，由此可知A是，B是，C是。结合信息可知，K为。B与Br2发生加成反应生成D，则D是。根据F的分子式，结合F能发生银镜反应，说明F中含有醛基，则F是，逆推知E是。F发生银镜反应后再酸化生成H，则H是。H在催化剂作用下生成聚脂I，则I是。(5)根据限定条件可知，苯环上含有1个取代基时，可以为CH2CH2OOCH、，有2种同分异
16、构体；苯环上含有2个取代基时，可以为OOCH、CH2CH3，CH2OOCH、CH3，2个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系，共有6种同分异构体；苯环上含有3个取代基时，可以为CH3、CH3、OOCH，共有6种位置关系，故符合条件的同分异构体共有14种。(6)根据题目信息，先使叔丁醇发生消去反应生成再运用已知，被氧化为与运用已知，在一定条件下反应即可生成。有机合成与推断中的常见信息(1)苯环侧链引羧基如 (R代表烃基)被酸性KMnO4溶液氧化生成，此反应可缩短碳链。(2)卤代烃跟氰化钠溶液反应再水解可得到羧酸如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH；卤代烃与氰化物发生取代反应后
17、，再水解得到羧酸，这是增加一个碳原子的常用方法。(3)烯烃通过臭氧氧化，再经过锌与水处理得到醛或酮如 CH3CH2CHO，通过该反应可确定碳碳双键的位置。(4)双烯合成如1,3丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到环己烯，这是著名的双烯合成，是合成六元环的首选方法。(5)羟醛缩合有H的醛在稀碱(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用，生成羟基醛，称为羟醛缩合反应。高考真题实战1(2018北京高考)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图下列关于该高分子的说法正确的是()A完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有不同的化学环境B完全水解产物的单个分子中，含有官能
18、团COOH或NH2C氢键对该高分子的性能没有影响D结构简式为：答案B解析芳纶纤维的结构片段中含肽键，完全水解产物的单个分子为 中苯环都只有1种化学环境的氢原子，A错误；芳纶纤维完全水解产物的单个分子为、，含有的官能团为COOH或NH2，B正确；氢键对该分子的性能有影响，如影响沸点、密度等，C错误；芳纶纤维由通过缩聚反应形成，其结构简式为，D错误。2(2017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A3(2017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()A聚维酮
19、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，该物质含分子内氢键，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。4(2019全国卷)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：已知以下信息：
20、回答下列问题：(1)A是一种烯烃，化学名称为_，C中官能团的名称为_、_。(2)由B生成C的反应类型为_。(3)由C生成D的反应方程式为_。(4)E的结构简式为_。(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式：_、_。能发生银镜反应；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为321。(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，则G的n值理论上应等于_。答案(1)丙烯氯原子羟基(2)加成反应(3)(或)(6)8解析(1)A有三个碳原子，且为烯烃，因此A的名称为丙烯；由B和HOCl生成的C
21、为或，因此C中的官能团为氯原子和羟基。(3)C的结构简式为，在NaOH作用下生成，该反应方程式为(或)。(4)由生成物F以及信息可知，E的结构简式为。(5)E的同分异构体是芳香族化合物，说明含有苯环；能发生银镜反应说明含有醛基；有三组峰说明有三种等效氢，有一定的对称性，三组峰的面积比为321，由此可写出满足条件的结构简式为、。(6)由题给信息可知，要生成1 mol G，同时生成(n2) mol NaCl和(n2) mol水，即得(n2) mol(58.518) gmol1765 g，解得n8。5(2018全国卷)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称为_
22、。(2)的反应类型是_。(3)反应所需试剂、条件分别为_。(4)G的分子式为_。(5)W中含氧官能团的名称是_。(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为11)：_。(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。答案(1)氯乙酸(2)取代反应(3)乙醇/浓硫酸、加热(4)C12H18O3(5)羟基、醚键(6)、解析(6)属于酯类，说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为11，说明氢原子分为两类，各是6个，因此符合条件的有机物结构简式为。6(2018全国卷)近来有报道，碘代化合物E与化合物H在Cr
23、Ni催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物Y，其合成路线如下：已知：RCHOCH3CHORCH=CHCHOH2O回答下列问题：(1)A的化学名称是_。(2)B为单氯代烃，由B生成C的化学方程式为_。(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是_、_。(4)D的结构简式为_。(5)Y中含氧官能团的名称为_。(6)E与F在CrNi催化下也可以发生偶联反应，产物的结构简式为_。(7)X与D互为同分异构体，且具有完全相同官能团。X的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为332。写出3种符合上述条件的X的结构简式_。答案(1)丙炔(2)CH2ClNaCNCH2CNNaCl(3)取代
24、反应加成反应(4) CH2COOC2H5(5)羟基、酯基解析A到B的反应是在光照下的取代反应，Cl原子取代饱和碳原子上的H原子，且由问题(2)知B为单氯代烃，所以B为；B与NaCN反应，根据C的分子式确定BC是Cl原子被CN取代，所以C为；C在酸性条件下水解得到CHCCH2COOH，与乙醇发生酯化反应得到D，所以D为CHCCH2COOCH2CH3，D与HI加成得到E。根据题目的已知反应，要求F中一定要有醛基，再根据H的结构得到F中有苯环，所以F一定为；F与CH3CHO发生已知反应，得到G，G为；G与氢气加成得到H；H与E发生偶联反应得到Y。(6)E和H发生偶联反应可以得到Y，将H换为F相当于将
25、苯直接与醛基相连，所以E、F发生偶联反应时可视为将Y中的苯环直接与羟基相连的碳原子连接即可，所以产物为。(7)D为CHCCH2COOCH2CH3，所以要求该同分异构体也有碳碳三键和酯基，同时根据峰面积比为332，得到分子一定有两个甲基，另外一个是CH2，所以三键一定在中间，不会有甲酸酯的可能，所以分子有6种：CH3COOCCCH2CH3、CH3CCCOOCH2CH3、CH3COOCH2CCCH3、CH3CCCH2COOCH3、CH3CH2COOCCCH3、CH3CH2CCCOOCH3。7(2017天津高考)2氨基3氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：已知：回答下列问题：(1)
26、分子中不同化学环境的氢原子共有_种，共面原子数目最多为_。(2)B的名称为_。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_。a苯环上只有两个取代基且互为邻位b既能发生银镜反应又能发生水解反应(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由三步反应制取B，其目的是_。(4)写出的化学反应方程式：_，该步反应的主要目的是_。(5)写出的反应试剂和条件：_；F中含氧官能团的名称为_。(6)在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。答案(1)413(2)2硝基甲苯或邻硝基甲苯和(3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，或占位)(4) HCl保护氨基(5)Cl2/
27、FeCl3(或Cl2/Fe)羧基解析(2)B的同分异构体能发生银镜反应，说明分子中含有CHO，又能水解，则分子中含有酯基或肽键，又因分子中仅有2个氧原子，则苯环上的两个取代基应为OOCH、NH2或NHCHO、OH。故符合条件的B的同分异构体有。(3)若甲苯直接硝化，苯环上除甲基的邻位氢原子可被硝基取代外，对位氢原子也可被取代，副产物较多。(4)根据题给信息，结合中反应物的结构简式及反应条件可推知C为。根据中反应物、生成物的结构简式可知，该反应为取代反应，化学方程式为HCl。由流程图可看出，反应中NH2参与反应，反应又重新生成NH2，说明反应的目的是保护氨基。(5)由反应可知，反应应是SO3H、
28、被取代的反应，则反应应是苯环上氢原子发生氯代反应，故反应试剂和条件应为Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)。(6)由生成含肽键的聚合物，只能是氨基、羧基发生缩聚反应。由反应可知，肽键在酸性条件下可水解生成NH2，故酸性条件下水解可得邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸在一定条件下发生缩聚反应即可得到目标产物。8(2017北京高考)羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：已知：RCOORROHRCOORROH(R、R、R代表烃基)(1)A属于芳香烃，其结构简式是_。B中所含的官能团是_。(2)CD的反应类型是_。(3)E属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程
29、式：_。(4)已知：2E一定条件,FC2H5OH。F所含官能团有和_。(5)以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：D：_F：_中间产物1：_中间产物2：_答案(1) 硝基(2)取代反应(3)2C2H5OHO22CH3CHO2H2O、2CH3CHOO22CH3COOH、CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O解析(1)A与浓HNO3、浓H2SO4的混酸在加热条件下反应生成B，B经还原生成C(C6H8N2)，A属于芳香烃，则其结构简式为。结合N原子守恒及羟甲香豆素的结构简式推知，B为，所含官能团为硝基。(2)B经还原生成C(C6H8N2)，则C的结构简式为
30、。C与H2O、H2SO4在加热条件下反应生成D(C6H6O2)，则D的结构简式为，故CD的反应类型为取代反应。(3)E(C4H8O2)属于酯类，在一定条件下发生反应生成F和C2H5OH，则E为CH3COOC2H5。乙醇(C2H5OH)在Cu或Ag、加热条件下发生催化氧化生成CH3CHO，继续氧化生成CH3COOH，CH3COOH与C2H5OH发生酯化反应生成CH3COOC2H5。(4)2分子E(CH3COOC2H5)在一定条件下反应生成F和C2H5OH，F与D在H/条件下经三步反应生成羟甲香豆素及C2H5OH，则EF的反应类型为取代反应，故F的结构简式为CH3COCH2COOCH2CH3，所含官能团为。(5)D()和F(CH3COCH2COOCH2CH3)合成羟甲香豆素分为三步反应，结合题给已知信息反应可知，先与CH3COCH2COOCH2CH3发生上的加成反应生成 (中间产物1)，再根据题给信息发生反应生成 (中间产物2)，最后发生消去反应生成羟甲香豆素。