1、第三单元 人工合成有机化合物学习目标核心素养建构1.通过乙酸乙酯的合成路线的分析，学会简单有机物合成的基本方法思路。2.熟知有机合成过程中反应的反应类型及其判断。3.知道常见的有机高分子化合物和三大合成材料。1.常见有机物的衍变关系烯醇醛羧酸酯2.一、简单有机物的合成1概念用化学方法合成新的有机化合物要依据被合成物质的组成和结构特点，选择适合的有机化学反应和起始原料，精心设计并选择合理的合成方法和路线。知 识 梳 理2以乙烯为原料合成乙酸乙酯(1)若合成路线设计如下，请在方框内填写相应物质的名称：写出标有序号的有关反应的化学方程式，并注明反应类型：_；_；CH2=CH2H2O催化剂 CH3CH
2、2OH，加成反应2CH3CH2OHO2催化剂2CH3CHO2H2O，氧化反应_；_ _。(2)其他合成路线3合成有机物的思路：依据被合成物质的组成和结构特点，选择合适的有机化学反应和起始原料，精心设计并选择合理的合成方法和路线。2CH3CHOO2催化剂 2CH3COOH，氧化反应CH3COOHCH3CH2OH浓H2SO4CH3COOCH2CH3H2O，酯化反应【自主思考】1一种物质的合成路线可能有多种，到底采用哪一种，主要应该考虑哪些因素？提示(1)合成路线的简约性。(2)实际生产的可操作性。(3)还要综合考虑原料来源、反应物利用率、反应速率、设备和技术条件、是否有污染物排放、生产成本等问题来
3、选择最佳的合成路线。2选择最佳合成路线由乙烯合成乙酸乙酯，写出反应的化学方程式，注明反应类型。提示 CH2=CH2H2O催化剂 CH3CH2OH 加成反应CH2=CH2O2催化剂 CH3COOH 氧化反应CH3COOHCH3CH2OH浓H2SO4CH3COOCH2CH3H2O 酯化反应3在一定条件下，将甲酸、乙酸、甲醇和乙醇置于同一反应体系中发生酯化反应。请回答下列问题：(1)酯化反应的条件是_。(2)写 出 理 论 上 能 生 成 的 所 有 酯 的 结 构 简 式：_。(3)以 上 酯 中，互 为 同 分 异 构 体 的 是_。提示(1)浓硫酸、加热(2)HCOOCH3、HCOOCH2CH
4、3、CH3COOCH3、CH3COOCH2CH3(3)HCOOCH2CH3和CH3COOCH3二、有机高分子化合物1有机高分子化合物(1)概念：相对分子质量高达_的有机化合物。简称高聚物或高分子。(2)分类：天然有机高分子化合物，例如_、_、_等。合成有机高分子化合物，例如三大合成材料：_、_、_。几万乃至几百万淀粉纤维素蛋白质塑料合成纤维合成橡胶2有机高分子化合物的合成(1)加聚反应：含有_或_的相对分子质量 小 的 化 合 物 分 子，在 一 定 条 件 下，互 相 结 合 成_，这样的反应叫做加成聚合反应，简称_。如在一定条件下，乙烯分子中的碳碳双键断开，相互结合生成高分子化合物聚乙烯。
5、反应的化学方程式是碳碳双键碳碳叁键相对分子质量大的高分子加聚反应单体：在聚合反应中，我们通常将用以形成高分子化合物的_称为单体。链节：将高分子化合物中不断重复的基本_称为链节。聚合度：_称为聚合度。(2)缩聚反应：相对分子质量小的化合物在生成_的同时有_生成的反应叫缩聚反应。小分子物质结构单元链节的数目高分子化合物小分子化合物如甲醛和苯酚形成酚醛树脂的化学方程式为：单体为：和 HCHO。3有机高分子合成领域中着力解决的课题(1)对重要的通用高分子材料进行改进和推广。(2)研制具有特殊功能的材料。(3)研制用于物质分离、能量转换的_。(4)研制易分解的新型合成材料，防治“_”。高分子膜白色污染【
6、自主思考】4高分子化合物是纯净物吗？提示 高分子化合物中聚合度n值不一定相同，所以高分子化合物是混合物。5加聚反应有哪些特点？提示 双键相连的原子形成长链，其余看作支链。有双键或叁键的物质才可能发生加聚反应，碳碳叁键、碳氧双键也能发生加聚反应。发生加聚反应时，双键变成了单键。6构成高聚物的链节与生成高聚物的单体有何区别和联系？提示 区别：链节是高分子化合物中重复的结构单元，而单体是形成高分子化合物的小分子物质。联系：(1)对于由加聚反应生成的高聚物，其链节和单体的化学组成和相对分子质量均相同。(2)链节是以单体为基础的，如聚乙烯的链节是CH2CH2，而不是CH2。1判断正误，正确的打“”，错误
7、的打“”。(1)人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物。()(2)棉花和油脂都属于天然高分子化合物。()(3)乙烯水化法制乙醇是氧化反应。()(4)加聚反应的单体必须有不饱和键，如(或CC)，缩聚反应的单体一定无碳碳双键。()(5)聚乙烯为纯净物。()答案(1)(2)(3)(4)(5)效 果 自 测2.关于丙烯醛(CH2=CHCHO)的下列叙述中，正确的是()A.在丙烯醛分子中，仅含有一种官能团B.丙烯醛能使溴水褪色，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.丙烯醛能发生加聚反应，生成高聚物 D.等物质的量的丙烯醛和丙醛完全燃烧，消耗等物质的量的O2 解析 该有机物中含有醛基和碳碳双键两种官能
8、团，故 A 错误；碳碳双键能与溴发生加成反应、能被酸性高锰酸钾溶液氧化，醛基能被溴、酸性高锰酸钾溶液氧化，所以丙烯醛能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，故 B 错误；丙烯醛碳碳双键能发生加聚反应生成高分子化合物，生成高聚物，故 C 正确；1 mol CH2=CHCHO 消耗氧气为 1 mol(34412)3.5 mol，1 mol C3H6O 消耗氧气为 1 mol(36412)4 mol，则等物质的量的丙烯醛和丙醛完全燃烧，消耗氧气的物质的量不等，故 D 错误。答案 C【合作交流】1讨论淀粉为原料合成乙酸的反应路线，请写出有关的路线图和反应方程式。探究一、有机合成遵循的原则和常用方法提示 淀粉H
9、2O催化剂 葡萄糖酒化酶 乙醇O2催化剂 乙醛O2催化剂 乙酸。(C6H10O5)nnH2O催化剂 nC6H12O6 淀粉葡萄糖C6H12O6酶2C2H5OH2CO22C2H5OHO2催化剂2CH3CHO2H2O2CH3CHOO2催化剂2CH3COOH【点拨提升】1有机合成遵循的原则2分析有机合成的常用方法(1)正向思维法：采用正向思维，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是原料中间产物产品。(2)逆向思维法：采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是产品中间产
10、物原料。(3)综合比较法：此法采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。【典题例证1】有机物A、B、C、D、E、F、G的转换关系如下图所示：已知1 mol A和1 mol HCl加成可得到B；1 mol A和1 mol H2加成可得到C，C常用来做水果催熟剂。据此回答下列问题：(1)A 的 结 构 简 式 为 _，C 的 结 构 简 式 为_。(2)以B为原料经过加聚反应所得的合成树脂的结构简式为_。(3)写 出 D 和 F 生 成 G 的 化 学 方 程 式：_。(4)C在催化剂和加热的条件下跟O2发生反应也能制得F，该反应的化学方程式是_。解析 C 常
11、用来作水果的催熟剂，说明 C 为 CH2=CH2,1 mol A 和 1 mol H2 加成可得到乙烯，说明 A 为 CHCH，由图中转化关系可知 B 为 CH2=CHCl，D 为 CH3CH2OH，E 为CH3CHO，F 为 CH3COOH，G 为 CH3COOCH2CH3。(2)CH2=CHCl 通过加聚反应得到聚氯乙烯，反应方程式为nCH2=CHCl引发剂。(3)乙酸和乙醇在催化剂和加热条件下反应生成乙酸乙酯。(4)CH2=CH2与 O2 在催化剂和加热条件下反应生成乙酸。答案(1)CHCH CH2=CH2(2)(3)CH3CH2OHCH3COOH浓H2SO4CH3COOCH2CH3H2
12、O(4)CH2=CH2O2催化剂CH3COOH【学以致用1】若按以下路线以乙烯为原料合成乙酸乙酯：乙烯醇醛酸酯。则经历的反应类型应为()A.加成氧化氧化酯化 B.氧化加成氧化酯化 C.取代氧化氧化酯化 D.加成还原氧化取代 解析 乙烯醇：与水发生加成反应；醇醛：氧化反应；醛酸：氧化反应；醇酸酯：酯化(取代)反应。答案 A 【合作交流】2写出下列物质发生加聚反应的生成物：探究二、有机高分子化合物的合成(1)氯乙烯的加聚：催化剂 _。(2)丙烯的加聚：nCH3CH=CH2催化剂 _。(3)苯乙烯的加聚：催化剂 _。(4)四氟乙烯的加聚：nCF2=CF2催化剂 _。【点拨提升】1加聚反应和缩聚反应比
13、较反应类型加聚反应缩聚反应单体结构特征含碳碳双键或碳碳叁键等不饱和键单体一般含两个或两个以上能够相互作用的官能团聚合方式 通过碳碳双键或碳碳叁键上的碳原子连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点 只生成高聚物，没有其他产物生成高聚物的同时，还有小分子产物生成聚合物组成组成与单体相同，与单体具有相同的最简式，其相对分子质量为单体的n倍(n为聚合度)组成与单体不同，其相对分子质量小于单体的n倍(n为聚合度)2.加聚产物的结构单体链节聚合度 高分子结构简式含义聚合反应的反应物高分子中重复出现的结构单元链节数目加聚反应的生成物聚氯乙烯CH2=CHCln关系 高分子的相对分子质量聚合度链节的式量3加聚反应产
14、物的书写(1)单烯烃加聚型：单体中只含一个碳碳双键方法：断开碳碳双键中的一个键，双键两端的碳原子各伸出一条短线，用 括起来，并在其右下角写上 n。注意双键碳原子连有的其他原子或原子团(氢等除外)作支链。例如：nCH2=CHCH3引发剂(2)不同烯烃共聚型：例如：CH2=CH2 与 CH2=CHCH3 按 11 加聚时：nCH2=CH2nCH2=CHCH3催化剂或方法：先断开每个小分子碳碳双键中的一个键变为CH2CH2和，然后将其连接在一起即为一个结构单元或，最后用 括起来，并在其右下角写上 n。【典题例证2】四氯乙烯对环境有一定的危害，干洗衣服的干洗剂主要成分是四氯乙烯；家用不粘锅内侧涂覆物质
15、的主要成分是聚四氟乙烯。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述中正确的是()A.它们都属于纯净物B.它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.它们的分子中都不含氢原子D.它们都可由乙烯只发生加成反应得到解析 四氯乙烯是纯净物，聚四氟乙烯是高分子化合物，聚四氟乙烯因为聚合度n的不同是混合物，故A错误；四氯乙烯含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，高锰酸钾溶液褪色，聚四氟乙烯不含碳碳双键不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B错误；依据四氯乙烯和聚四氟乙烯的分子结构和碳原子形成的共价键为四个共价键，所以分子结构中不含氢原子，故C正确；乙烯加成只能双键变成单键，并不能使卤素原子取代氢原子，聚四氟乙烯需要四氟乙烯加成聚合反应生成，所以两者都不能由乙烯发生加成反应得到，故D错误。答案 C【学以致用2】今有高聚物，下列对此高聚物的分析中，正确的是()A其单体是CH2=CH2和HCOOC2H5B这是缩聚反应产物C其链节是CH3CH2COOC2H5D其单体是CH2=CHCOOC2H5解析 本题考查有机高分子化合物单体的判断，把上述物质变为 号碳四价，说明之间双键可存在，而此时号碳上的化合价超过4，则之间的双键必须切断，依次分析，断裂之处还有之间，故正确答案为D。答案 D
