有機合成與化學(xué)品加工

1、第三單元　有機合成與化學(xué)品加工,選修 化學(xué)與技術(shù),2013高考導(dǎo)航,考點一　有機藥物制備,1．乙酰水楊酸的制備(1)氯苯的制取合成阿司匹林可用氯苯為原料。氯苯為無色液體，沸點為132 ℃，可用苯直接氯化制得，,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：工業(yè)上也可用苯蒸氣、空氣及氯化氫通過氯化銅催化來制備，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：,氯苯可用作溶劑和有機合成的原料。,(2)水楊酸的制取苯的一氯代物(氯苯)在催化劑及高溫、高壓條件下發(fā)生水解反應(yīng)

2、制得苯酚，苯酚可以在適當(dāng)條件下與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成水楊酸。,(3)乙酰水楊酸的制取水楊酸是雙官能團化合物，它既是酚又是羧酸，因此它能發(fā)生幾種不同的酯化反應(yīng),它既能與醇反應(yīng),也能與酸反應(yīng)。在乙酸酐存在下，水楊酸生成乙酰水楊酸(阿司匹林)。反應(yīng)的化學(xué)方程式：,由于水楊酸既有羧基又有羥基，有少量高聚副產(chǎn)物在反應(yīng)中生成，使反應(yīng)變得復(fù)雜化。例如，在生成乙酰水楊酸的同時,水楊酸分子之間可以發(fā)生縮合反應(yīng),生成少量聚合物，如下所示：,乙酰水楊酸能

3、與碳酸氫鈉反應(yīng)生成水溶性的鈉鹽，而高聚副產(chǎn)物不能溶于碳酸氫鈉，這種性質(zhì)上的差別可以用于阿司匹林的純化，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：,最可能存在于最終產(chǎn)物中的雜質(zhì)是水楊酸,它的存在是由于乙?；磻?yīng)不完全,或者由于產(chǎn)物在分離步驟中發(fā)生水解造成的。該物質(zhì)在各個純化階段和產(chǎn)物的最后重結(jié)晶過程中被除去。水楊酸和大多數(shù)酚一樣,與氯化鐵形成紫色配合物,因此，可以利用這個性質(zhì)對此雜質(zhì)的存在進行檢驗。,(4)合成路線,2．有機藥物的制備過程首先通過結(jié)構(gòu)分析確

4、定其分子結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)它的分子結(jié)構(gòu)研究該藥物的化學(xué)合成路線，最后通過具體的化學(xué)合成實驗探索反應(yīng)條件，用最經(jīng)濟的手段制備出目標產(chǎn)物。合成過程中還要防止產(chǎn)生對環(huán)境有害的副產(chǎn)物或廢棄物。,即時應(yīng)用1．鄰羥基苯甲酸俗稱水楊酸，回答下列問題：(1)水楊酸有多種同分異構(gòu)體，寫出符合下列要求的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：①屬于酚類，而且屬于酯類的有____________________________________________________

5、______________。,②屬于酚類，但不屬于酸類也不屬于酯類的苯環(huán)上基團處于鄰位的同分異構(gòu)體有______________________________________________________________。,(2)水楊酸與NaOH溶液反應(yīng)可得到________種鈉鹽，化學(xué)反應(yīng)方程式分別為______________________________________________________________，

6、________________________________________________________________________。,(3)寫出CO2通入溶液中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。,(4)長效阿司匹林是科學(xué)家于1982年研制出的一種可在人體內(nèi)持續(xù)水解產(chǎn)生乙酰水楊酸的

7、藥物，其結(jié)構(gòu)如下：,①它水解后的三種有機物的結(jié)構(gòu)簡式為_________________________________________________________________、______________________、______________________。,②1 mol此高聚物與足量NaOH溶液反應(yīng)，消耗NaOH的物質(zhì)的量為________mol。解析：本題題目比較多，較全面地考查了水楊酸的同分異構(gòu)體、酸性等

8、性質(zhì)。(4)主要考查阿司匹林的緩釋作用及水解產(chǎn)物。,考點二　洗滌劑的合成表面活性劑洗滌劑的主要成分之一是表面活性劑，它是洗滌劑能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)由兩部分組成，一部分是具有親水性質(zhì)的基團，叫親水基團；另一部分是具有疏水性質(zhì)的基團，叫疏水基團。按表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中所帶,電性的特征可將表面活性劑分為陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑及兩性表面活性劑四大類。,發(fā)生上述變化的有關(guān)反應(yīng)方程式為：,

9、即時應(yīng)用,解析：(1)極性基為親水基，易溶于水,鏈烴基為疏水基，難溶于水。(2)極性基交錯排列，可減小分子之間的斥力。在接觸油污時，烴基向內(nèi)，極性基向外，使疏水基脫離水，體系能量低。,答案：(1)C　極性基為親水基，易溶于水，鏈烴基為疏水基，難溶于水(2)AD　極性基交錯排列，可減小分子之間的斥力。在接觸油污時，烴基向內(nèi)，極性基向外，使疏水基脫離水，體系能量低,考點三　纖維素的化學(xué)加工1．纖維素的組成和存在：纖維素屬于多糖，組成

10、可表示為(C6H10O5)n，其分子中大約含有幾千個葡萄糖單元，是構(gòu)成植物細胞壁的基礎(chǔ)物質(zhì)，所有植物都含有纖維素。其中棉花是自然界中較純粹的纖維素，纖維素含量達97%～99%,2．纖維素的水解在催化劑存在時，一定的條件下，纖維素可水解，最終得到葡萄糖。,3．纖維素酯的制造在纖維素的高分子鏈內(nèi)，每個葡萄糖單元中含有3個羥基(—OH)，因此纖維素可表現(xiàn)出醇的一些性質(zhì)，在適當(dāng)?shù)臈l件,下可與硝酸或醋酸酐等發(fā)生酯化反應(yīng)，生成纖維素硝酸酯(俗稱

11、硝化纖維)或纖維素醋酸酯(俗稱醋酸纖維)。這些纖維素酯有著重要的應(yīng)用。,即時應(yīng)用3．某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時得到大量的甘蔗渣，對甘蔗進行綜合利用，不僅可以提高經(jīng)濟效益，而且還能防止環(huán)境污染，現(xiàn)按以下方式進行：,已知F、H均是具有香味的液體，F(xiàn)為E的三聚合物，并具有特殊的六元環(huán)狀對稱結(jié)構(gòu)，試填空：(1)A的名稱________，H的名稱________；(2)D→E的化學(xué)方程式_________________________

12、___________________________________；,(3)G→H的化學(xué)方程式________________________________________________________________________；(4)F的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。,解析：首先由A的分子式(C

13、6H10O5)n可知A不是淀粉就是纖維素，聯(lián)系生活實際確定A為纖維素，B為葡萄糖，D為乙醇，E為乙醛。F為E的三聚物，且具有特殊的六元環(huán)狀對稱結(jié)構(gòu)，所以依據(jù)成鍵原理只能是以C===O方式加成生成.F的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示：,考點四　有機高分子合成1．有機高分子合成有機高分子合成,,有機高分子合成,,塑料,,有機高分子合成,,塑料,,有機高分子合成,,有機高分子合成,2．有機高分子性質(zhì)比較,即時應(yīng)用4．下列高聚物經(jīng)簡單處理可以從線型

14、結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)的是(雙選)(　　),,解析：選BC。體型結(jié)構(gòu)的高分子特征是高分子鏈與高分子鏈之間相互交聯(lián)，形成立體或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。B項中苯酚與甲醛的反應(yīng)還可以發(fā)生在對位，相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；C項中的雙鍵還能繼續(xù)相互加成，相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。,阿司匹林能迅速解熱、鎮(zhèn)痛。長效緩釋阿司匹林可在體內(nèi)逐步水解而療效更佳。用丙酮為主要原料合成長效緩釋阿司匹林的流程如下所示。,回答下列問題：(1)上述合成C的路線曾用作有機玻璃單體()合

15、成路線的一部分?，F(xiàn)在人們利用最新開發(fā)的＋2價鈀的均相鈀催化劑體系，將丙炔在甲醇和一氧化碳存在下，于60 ℃、6 MPa條件下羰基化，一步制得,其化學(xué)方程式為：______________________________________。如此改進的優(yōu)點為________________________________________________________________。,(2)下列物質(zhì)與阿司匹林互為同分異構(gòu)體的有_____

16、_______________________________________________(填字母編號)。,(3)根據(jù)題示信息，用苯酚為主要原料合成模仿以上流程圖設(shè)計合成路線，標明每一步的反應(yīng)物及反應(yīng)條件。(有機物寫結(jié)構(gòu)簡式，其他原料自選),例：由乙醇合成聚乙烯的反應(yīng)流程圖可表示為：,【解析】　(1)由信息可直接寫出反應(yīng)顯然原子利用率達100%而且沒有使用具有強腐蝕性的濃H2SO4。,(2)由合成緩釋阿司

17、匹林的路線知阿司匹林結(jié)構(gòu)簡式為與它互為同分異構(gòu)體的為b、c。,(3)模仿所給信息，用逆推法合成,【答案】原子利用率達100%，且避免使用具有強腐蝕性的濃H2SO4(2)b、c,(2012·溫州高三調(diào)研)化學(xué)纖維是傳統(tǒng)三大合成高分子材料之一，其中的滌綸和維尼綸至今仍在紡織業(yè)中作為重要的原料。滌綸、維尼綸的結(jié)構(gòu)簡式如下：,滌綸：(分子鏈兩端連接的H—、—O—CH2—CH2—OH是鏈的終止基團)。,維尼綸：

18、工業(yè)上用煤、石油等綜合利用的產(chǎn)物生產(chǎn)滌綸和維尼綸，下面是合成所需基本原料的制備方法：,已知：A為單質(zhì)，B、C、E、G、H通常情況下為氣體。合成流程如下：合成滌綸：,回答下列問題：(1)G與L反應(yīng)生成N的反應(yīng)類型是________。(2)合成滌綸的流程中，可以重復(fù)利用的物質(zhì)的名稱是________。(3)高分子化合物O________(填“能”或“不能”)溶于水，原因是______________________________

19、。,(4)寫出M和J反應(yīng)生成滌綸的化學(xué)方程式(滌綸的結(jié)構(gòu)中應(yīng)含有終止基團)：__________________________________________________________________________________________。(5)寫出O與E反應(yīng)生成維尼綸的化學(xué)方程式：__________________________。,【解析】　分析滌綸和維尼綸的結(jié)構(gòu)可知，合成滌綸的兩種單體是乙二醇和對苯二甲酸，

20、如果能熟練判斷單體的話，也可確定維尼綸是由聚乙烯醇和甲醛合成的。再分析反應(yīng)流程：因A在高溫下能夠與水蒸氣和氧化鈣反應(yīng)，且A為單質(zhì)，由此可知A為碳單質(zhì)，F(xiàn)為CaC2，G為乙炔; B、C為CO和氫氣中的一種,,二者反應(yīng)的產(chǎn)物能夠在銅作用下反應(yīng)，且D能夠與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)，所以D為甲醇，E為甲醛。對苯二甲酸和甲醇反應(yīng)的產(chǎn)物M應(yīng)是對苯二甲酸二甲酯，根據(jù)滌綸的結(jié)構(gòu)簡式可知J為乙二醇，它和M發(fā)生酯交換反應(yīng)生成滌綸，J由H合成，由此可知H為乙烯，I為