内容正文:
8.3 人工合成有机化合物
核心素养
1、通过乙酸乙酯合成路线的分析,学会简单有机物合成的基本方法思路,初步形成绿色化学观念,培养微观探析与模型认知能力。
2、知道常见的有机高分子化合物和三大合成材料,熟知加聚反应原理,认识有机合成化学对人类社会可持续发展的伟大贡献,培养宏观辨识及关注环境的社会责任。
考点1 常见有机化合物的合成
1.有机合成
有机合成是利用简单、易得的原料,通过有机反应制取具有特定结构和功能的有机物。
以乙烯为原料合成乙酸乙酯
(1)常规合成路线:
写出上述转化过程中发生反应的化学方程式:
①CH2==CH2+H2OCH3CH2OH
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
③2CH3CHO+O22CH3COOH
④CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
(2)其他合成路线:
①
②
2.有机合成路线的选择
有机合成中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,是否有污染物排放以及生成成本等因素,其基本原则为:
→廉价、易得、低毒性、低污染。
↓
→符合“绿色、环保”,步骤尽可能少。
↓
→条件温和、操作简单、低能耗、易实现。
↓
→要符合反应事实,要按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造。
考点2 有机高分子的合成
1.有机高分子化合物
(1)概念:相对分子质量高达几万乃至几百万的有机化合物,简称有机高分子。
(2)分类
①天然有机高分子,如淀粉、纤维素、蛋白质等。
②合成有机高分子,如塑料、合成纤维、合成橡胶(统称为三大合成材料)等。
2.有机高分子的合成方法——聚合反应
(1)加聚反应
①概念:含有碳碳双键(或碳碳三键)的相对分子质量小的有机物分子,在一定条件下,通过加成反应,互相结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。
②实例:
写出下列物质在一定条件下发生加聚反应的化学方程式:
a.乙烯制聚乙烯:nCH2==CH2CH2—CH2
b.苯乙烯制聚苯乙烯:
c.氯乙烯制聚氯乙烯:
nCH2==CHCl
(2)加聚反应产物相关概念
概念
含义
以CH2—CH2为例
单体
能合成高分子化合物的小分子物质
CH2==CH2
链节
高分子化合物中不断重复的基本结构单元
—CH2—CH2—
聚合度
高分子化合物中链节的数目
n
3.有机高分子合成领域研究和解决的课题
(1)对通用高分子材料进行改进和推广。
(2)研制具有特殊功能的高分子材料。
(3)研制用于物质分离、能量转换的高分子膜。
(4)研制易分解的新型合成材料。
4.加聚反应单体的判断方法
方法一:弯箭头法(一边赶法),去掉[ ]和n,将链节中的一个键从左向右折叠,单变双,双变单,遇到碳超过4价,则断开。
如维通橡胶
―→―→CH2==CF2和CF2==CF—CF3。
方法二:单变双,双变单,超过四价则断开。
如:丁苯橡胶
―→―→CH2==CH—CH==CH2和。
题型剖析
考点1 常见有机化合物的合成
1.A是一种重要的化工原料,部分性质及转化关系如下图:
请回答:
(1)D中官能团的名称是________。
(2)A→B的反应类型是________。
A.取代反应 B.加成反应
C.氧化反应 D.还原反应
(3)写出A→C反应的化学方程式:____________________________________________。
【答案】 (1)羧基 (2)BD (3)CH2==CH2+H2OCH3CH2OH
2.α-甲基丙烯酸甲酯()是合成有机玻璃的重要原料。在工业上,α-甲基丙烯酸甲酯是以丙酮、甲醇为原料,以氢氰酸、硫酸为主要试剂合成的,反应过程中有副产物硫酸铵生成,其合成流程为
+(NH4)2SO4
经过改进后的合成方法为
CH3C≡CH+CO+CH3OH
下列关于这两个合成路线的叙述不正确的是( )
A.两方法相比,第一种方法步骤多,而改进后的方法一步完成,所以优于前者
B.后一种方法符合化学合成的“原子经济”理念
C.前一种方法中的副产物硫酸铵可以加工成化肥
D.两种方法中的原料都无毒,所以符合绿色化学概念
【答案】 D
【解析】 第一种方法中经过三步,原子利用率不高,而后一种方法只有一步,原子利用率高,A正确;后一种方法产物只有一种,原子利用率为100%,符合“原子经济”理念,B正确;前一种方法中的副产物硫酸铵可以加工成化肥,(NH4)2SO4是一种常见的氮肥,俗称“硫铵”,C正确;第一种方法中的HCN,第二种方法中的CO都是有毒的原料,D错误。
3.若按以下路线从乙烯合成乙酸乙酯: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—