第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代 ppt課件

1、第第 五五 章章 進(jìn)入合成有機(jī)進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代高分子化合物的時(shí)代第一節(jié)第一節(jié)合成高分子化合物的合成高分子化合物的根本方法根本方法學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的1. 能舉例闡明合成高分子化合物的組成與構(gòu)造能舉例闡明合成高分子化合物的組成與構(gòu)造特點(diǎn)；特點(diǎn)；2. 能根據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子化合物的構(gòu)造分析其能根據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子化合物的構(gòu)造分析其鏈節(jié)和單體；鏈節(jié)和單體；3. 能闡明加聚反響和縮聚反響的特點(diǎn)。能闡明加聚反響和縮聚反響的特點(diǎn)。什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？思索思索1 1小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常不上千，小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常不上千， 有明確的數(shù)值

2、，通常稱為低分子化合物，有明確的數(shù)值，通常稱為低分子化合物， 簡(jiǎn)稱小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、簡(jiǎn)稱小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、 葡萄糖、蔗糖等葡萄糖、蔗糖等 2 2高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬甚至幾高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬甚至幾 千萬，只是一個(gè)平均值，通常稱為高分子化千萬，只是一個(gè)平均值，通常稱為高分子化 合物，簡(jiǎn)稱高分子，有時(shí)，又稱高聚物；合物，簡(jiǎn)稱高分子，有時(shí)，又稱高聚物； 如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯 乙烯、酚醛樹脂等乙烯、酚醛樹脂等高分子化合物與低分子化合物有什么不同？高分子化合物與低分子化合物有什么不同？1 1、相對(duì)分子質(zhì)量

3、的大小不同：、相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同：2 2、根本構(gòu)造不同：、根本構(gòu)造不同：3 3、物理、化學(xué)性質(zhì)不同：、物理、化學(xué)性質(zhì)不同： 低分子低分子1000以下準(zhǔn)確值，高分以下準(zhǔn)確值，高分子子10000以上平均值。以上平均值。 高分子化合物由假設(shè)干個(gè)反復(fù)的構(gòu)造高分子化合物由假設(shè)干個(gè)反復(fù)的構(gòu)造單元組成。小分子沒有反復(fù)構(gòu)造單元。單元組成。小分子沒有反復(fù)構(gòu)造單元。 各方面性質(zhì)差別較大。各方面性質(zhì)差別較大。聚合反響聚合反響 CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2 CH2 + CH2 CH2 + CH2 CH2 + CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 相對(duì)分子質(zhì)量小的化合

4、物分相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反響高分子的反響聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)CH2=CH2單體單體CH2CH2鏈節(jié)鏈節(jié)n聚合度聚合度高分子化合物高分子化合物,簡(jiǎn)稱高分子簡(jiǎn)稱高分子,又叫聚合物或高聚又叫聚合物或高聚物。物。一塊高分子材料是由若干一塊高分子材料是由若干n值不同的高分子材值不同的高分子材料組成的混合物。料組成的混合物。一、加成聚合反響一、加成聚合反響定義：小分子定義：小分子 間經(jīng)過加成反響的方間經(jīng)過加成反響的方式構(gòu)成高分子化合物的反響叫加成式構(gòu)成高分子化合物的反響叫加成聚合反響；簡(jiǎn)稱加聚反響。聚合反響；簡(jiǎn)稱加聚反響。如：如：nCH2=C

5、H2 CH2CH2n催催 化化 劑劑單體單體鏈節(jié)鏈節(jié)聚合度聚合度M聚合物聚合物= 鏈節(jié)的相對(duì)質(zhì)量鏈節(jié)的相對(duì)質(zhì)量nP.100 思索與交流思索與交流 單體名稱單體名稱單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式聚合物聚合物乙烯乙烯CH2=CH2丙烯丙烯CH2=CHCH3氯乙烯氯乙烯CH2=CHCl丙烯腈丙烯腈CH2=CHCN丙烯酸丙烯酸CH2=CHCOOH醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯 CH3COOCH=CH2丁二烯丁二烯CH2=CHCH=CH2乙炔乙炔CHCH-CH2-CH2-n-CH2-CH-n CH3-CH2-CH-n Cl-CH2-CH-n CN-CH2-CH-n COOH-CH2-CH-n OCOCH3-CH=C

6、H-n -CH2CH=CHCH2-n有何特征？有何特征？1.加聚反響的特點(diǎn)加聚反響的特點(diǎn):單體含不飽和鍵：?jiǎn)误w含不飽和鍵：沒有副產(chǎn)物生成；沒有副產(chǎn)物生成；鏈節(jié)和單體的組成一樣鏈節(jié)和單體的組成一樣(聚合物相對(duì)分子聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍)。如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。單體和高分子化合物互推：?jiǎn)误w和高分子化合物互推： CH2 CH n CH2= CH 2.2.加聚物構(gòu)造簡(jiǎn)式的書寫加聚物構(gòu)造簡(jiǎn)式的書寫將鏈接寫在方括號(hào)內(nèi)，聚合度將鏈接寫在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫在方括號(hào)的右寫在方括號(hào)的右下角下角-CH2-CH2-n-CH2-CH

7、-n Cl例如：3.3.由加聚聚合物推單體的方法由加聚聚合物推單體的方法 單體： CH2 CH n ClCH2=CH Cl 單體：?jiǎn)误w：CH2=CH2彎箭頭法：邊鍵沿箭頭指向集合，箭頭相彎箭頭法：邊鍵沿箭頭指向集合，箭頭相遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)喑蓡捂I。遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)喑蓡捂I。他知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？ CH2=CHCl 學(xué)與問 P101v常見加聚反響的類型有：v1含一個(gè)碳碳雙鍵的加聚反響vnCH3CH=CH2 CHCH2 催化劑催化劑nCH3加聚反響是構(gòu)成高分子化合和物的重要類型。參與反響的單體普通都要求有不飽和鍵。通常為C=C，有時(shí)也可為C=O。 2共

8、軛雙鍵的加聚反響nCH2=CHC=CH2 CH2CH=CCH2 3不同物質(zhì)間的加聚反響nCH2=CHC=CH2 +nCH3CH=CH2 CH2CH=CCH2CHCH2 催化劑催化劑CH3CH3nCH3催化劑催化劑CH3CH3n分子中存在碳碳雙鍵、單鍵交錯(cuò)方式的烯烴，稱為共軛烯烴，其分子中存在碳碳雙鍵、單鍵交錯(cuò)方式的烯烴，稱為共軛烯烴，其中的雙鍵為共軛雙鍵。含共軛雙鍵的單體在發(fā)生加聚反響時(shí)，原中的雙鍵為共軛雙鍵。含共軛雙鍵的單體在發(fā)生加聚反響時(shí)，原來雙鍵中的一個(gè)單鍵均斷裂，在構(gòu)成的高分子化合物中生成一個(gè)來雙鍵中的一個(gè)單鍵均斷裂，在構(gòu)成的高分子化合物中生成一個(gè)新的雙鍵，單體間相互結(jié)合成鍵狀。新的雙

9、鍵，單體間相互結(jié)合成鍵狀。v4含碳氧雙鍵的加聚反響vnHCH OCH21、寫出以下單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式、寫出以下單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式 1CH2=CHCl 2 32、人造象牙中，主要成分的構(gòu)造是它是經(jīng)過加聚反響制得的，那么合成人造象牙的單體是 A. (CH3)2O B. HCHO C.CH3CHO D.CH3OCH33、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯，其鏈節(jié)是、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯，其鏈節(jié)是 A. B. C. D.4、以下單體中，在一定條件下能發(fā)生加聚反響生成的是 A. B. C. CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH25、有機(jī)玻璃聚丙烯酸甲酯的

10、構(gòu)造簡(jiǎn)式可用、有機(jī)玻璃聚丙烯酸甲酯的構(gòu)造簡(jiǎn)式可用表示。設(shè)聚合度表示。設(shè)聚合度n為為3000?；卮鹨韵聠栴}：。回答以下問題： 1指出有機(jī)玻璃的單體和鏈節(jié)；指出有機(jī)玻璃的單體和鏈節(jié)； 2求有機(jī)玻璃的相對(duì)分子質(zhì)量；求有機(jī)玻璃的相對(duì)分子質(zhì)量；請(qǐng)同窗們寫出以下反響的化學(xué)方程式，并闡明斷請(qǐng)同窗們寫出以下反響的化學(xué)方程式，并闡明斷成鍵的特點(diǎn)成鍵的特點(diǎn) 1、乙酸與乙醇酯化反響、乙酸與乙醇酯化反響 2、兩個(gè)甘氨酸分子構(gòu)成二肽、兩個(gè)甘氨酸分子構(gòu)成二肽聚酯聚酯該反響與加聚反響不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴該反響與加聚反響不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴有小分子副產(chǎn)物如：有小分子副產(chǎn)物如：H2O等的生成。這類反響我等的

11、生成。這類反響我們稱之為們稱之為“縮聚反響?？s聚反響。二、縮合聚合反響二、縮合聚合反響定義：小分子定義：小分子 間經(jīng)過縮合反響的方式構(gòu)間經(jīng)過縮合反響的方式構(gòu)成高分子化合物的反響叫縮合聚合反響；成高分子化合物的反響叫縮合聚合反響；簡(jiǎn)稱縮聚反響。酯化、成肽簡(jiǎn)稱縮聚反響。酯化、成肽縮合聚合反響縮合聚合反響如：如：催化劑催化劑單單 體體鏈節(jié)鏈節(jié)聚合度聚合度M聚合物聚合物= 單體的相對(duì)質(zhì)量單體的相對(duì)質(zhì)量n - (n-1) 18+(n-1)H2O端基原子端基原子端基原端基原子團(tuán)子團(tuán)nCH3CH-C-OH OHO H OCHC nOHCH3O縮合聚合反響縮合聚合反響nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH

12、2CH2OH 催化劑催化劑單單 體體鏈節(jié)鏈節(jié)聚合度聚合度M聚合物聚合物= 單體的相對(duì)質(zhì)量單體的相對(duì)質(zhì)量n - (2n-1) 18HO OC(CH2)4COOCH2CH2O nH +(2n-1)H2O端基原子端基原子端基原子團(tuán)端基原子團(tuán) 由一種單體由一種單體n mol 單體中含單體中含COOH官能團(tuán)或官能團(tuán)或OH的的物質(zhì)的量為：物質(zhì)的量為：n mol， 而在反響中，有一個(gè)端而在反響中，有一個(gè)端基基COOH是沒有參與反響的，故生成水的是沒有參與反響的，故生成水的物質(zhì)的量為：物質(zhì)的量為：n-1 mol聚聚6羥基己酸羥基己酸縮聚反響分析縮聚反響分析由兩種單體：由兩種單體： n mol 和和進(jìn)展縮聚反響

13、，進(jìn)展縮聚反響，n mol中含中含COOH的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為2 n mol，而在反響中，有一，而在反響中，有一個(gè)端基個(gè)端基COOH是沒有參與反響的，故生成水的物質(zhì)是沒有參與反響的，故生成水的物質(zhì)的量為：的量為：2n-1 mol。n mol縮聚反響的特點(diǎn)：縮聚反響的特點(diǎn)： 1、縮聚反響的單體往往是具有雙官能團(tuán)、縮聚反響的單體往往是具有雙官能團(tuán)如如OH、COOH、NH2、X及活潑氫原及活潑氫原子等或多官能團(tuán)的小分子；子等或多官能團(tuán)的小分子； 2、縮聚反響生成聚合物的同時(shí)，還有小分子、縮聚反響生成聚合物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物如副產(chǎn)物如H2O、NH3、HCl等生成；等生成； 3、所得聚合物鏈節(jié)

14、的化學(xué)組成與單體的化學(xué)、所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同；組成不同； 4、縮聚物構(gòu)造式要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余、縮聚物構(gòu)造式要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)這與加聚物不同，而加下的端基原子或原子團(tuán)這與加聚物不同，而加聚物的端基不確定，通常用橫線聚物的端基不確定，通常用橫線“表示。如：表示。如： 他能看出以下他能看出以下聚合物是由什聚合物是由什么單體縮聚而么單體縮聚而成呢？成呢？ 縮聚物單體的推斷方法常用縮聚物單體的推斷方法常用“切割法，如以下圖示：切割法，如以下圖示： v縮聚反響的類型v縮聚反響也是構(gòu)成高分子化合物的重要類型。參與反響的單體普通要求有兩個(gè)或兩個(gè)以上同種或

15、不同種的官能團(tuán)。常見的縮聚反響類型有：v1苯酚和甲醛的縮聚課本P107v2醇羥基和羧基酯化而縮聚v二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯vnHOOC- -COOH+nHOCH2CH2OHnOHC RCORO HOO+(n-1)H2Ov醇酸本身的酯化縮聚v如nCH3CHCOOH HOCHCOHnO +OOO2+O+(n-1)+OOvB、含氨基與羧基的單體發(fā)生縮聚反響vnHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2 v HOCCNHCH2CH2NHH v +(2n-1) H2Ov此類反響的通式為：vnHOOCRCOOH+nH2NRNH2v HOCCNHRNHH +(2n-1)H2O三、由縮聚反響生成高

16、聚物的單體的判別三、由縮聚反響生成高聚物的單體的判別從酯基中延續(xù)開，在羰基上加羥基，在氧原子上從酯基中延續(xù)開，在羰基上加羥基，在氧原子上加氫原子得到羧酸和醇。加氫原子得到羧酸和醇。如知滌綸樹脂的構(gòu)造簡(jiǎn)式為如知滌綸樹脂的構(gòu)造簡(jiǎn)式為凡鏈節(jié)為凡鏈節(jié)為H OH構(gòu)造的，其單構(gòu)造的，其單體必為一種，體必為一種，在鏈節(jié)的在鏈節(jié)的-NH上加氫原子、羰基上加羥上加氫原子、羰基上加羥基，基， 所得氨基酸為單體。所得氨基酸為單體。如如H OH的單體是的單體是和和HOOC(CH2)mCOOH。如如H OH的單體是的單體是 凡鏈節(jié)為凡鏈節(jié)為H OH構(gòu)造的單構(gòu)造的單體體必是兩種必是兩種 ，可從，可從 上斷開，在上斷開，在

17、-NH上上加氫原子，在羰基上加羥基，得到二胺和二加氫原子，在羰基上加羥基，得到二胺和二酸即為單體。酸即為單體。 v1判別聚合類型v假設(shè)鏈節(jié)上都是碳原子，普通是加聚反響得到的產(chǎn)物，假設(shè)鏈節(jié)上含有v CO、 CNH等基時(shí)， 都是縮聚反響的產(chǎn)物。 Onv2假設(shè)是加聚產(chǎn)物v凡鏈節(jié)的主鏈上只需兩個(gè)碳原子無其它原子的高聚物其合成單體必為一種，將兩半鏈閉合即可，如v v凡鏈節(jié)主鏈只需碳原子并存在C=C雙鍵構(gòu)造高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵、四個(gè)碳，無雙鍵、兩個(gè)碳劃線斷開，然后將半鍵閉合，即將雙鍵互換。v CHCH=CCH 2 的單體是v CH2=CHC=CH2nv3假設(shè)是縮聚產(chǎn)物v凡鏈節(jié)為 HNRCO 構(gòu)造的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體。v如H NCH2CH2C OH ， 其單體為v H2NCH2CH2COOHv凡鏈節(jié)中間不在端上含有肽鍵構(gòu)造的高聚物，從肽鍵中延續(xù)開，兩側(cè)為不對(duì)稱性構(gòu)造的其單體必為兩種；在亞氨基上加氫，羰基上加羥基即得高聚物單體。v如HNCH2CNCH2CH2C OH ，v單體是H2NCH2COOH和