第 1 節(jié) 合成高分子化合物的基本方法

第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代第1節(jié)合成高分子化合物的基本方法學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能舉例說明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2.能說明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)重點(diǎn)：通過具體實(shí)例說明加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，能用常見的單體寫出簡(jiǎn)單的聚合反應(yīng)方程式和聚合物的結(jié)構(gòu)式，或從簡(jiǎn)單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體。難點(diǎn)：1、加聚與縮聚反應(yīng)的一般特點(diǎn)2、單體、鏈節(jié)（即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）、聚合度等概念3、加聚物與縮聚物單體識(shí)別4、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書寫【想一想】：什么是高分子化合物？我們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅竭^的有機(jī)高分子化合物有哪些？

天然高分子：淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)、天然橡膠等

合成高分子：

塑料、合成纖維、合成橡膠等

高分子作為結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)輕、不腐、不蝕、色彩絢麗等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療器械、家用器具、文化體育、娛樂用品，兒童玩具等，大大豐富和美化了人們的生活。一座年產(chǎn)8萬噸的合成橡膠廠相當(dāng)于145萬畝橡膠園的年產(chǎn)量。一座年產(chǎn)萬噸的合成纖維廠相當(dāng)于30萬畝棉田或250萬頭綿羊的棉毛產(chǎn)量。合成纖維合成橡膠思考1：有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)物有什么不同?1.相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同:

（1）高分子的分子量很___，一般高達(dá)

。低分子相對(duì)分子質(zhì)量較____，一般在_______以下。 （2）低分子有機(jī)相對(duì)分子分子量都有一個(gè)_____的數(shù)值，而高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量只是一個(gè)______值。

想一想：油脂（例硬脂酸甘油酯）是高分子化合物嗎？為什么？大104--106小1000明確平均不是高分子化合物思考2：

有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)物有什么不同?2.基本結(jié)構(gòu)不同： 高分子化合物是以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng)______反應(yīng)得到的若干具有_____(填不重復(fù)或重復(fù))結(jié)構(gòu)單元的組成。而低分子物質(zhì)只具有_____（填不單一或單一）分子結(jié)構(gòu)，小分子______重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。聚合重復(fù)單一沒有有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別有機(jī)高分子化合物低分子有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)類別分子的基本結(jié)構(gòu)性質(zhì)104～1061000以下混合物純凈物若干重復(fù)單元組成單一分子物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差別相對(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)量大的高分子的反應(yīng)聚合反應(yīng):一、加成聚合反應(yīng)定義：小分子間通過加成反應(yīng)的形式形成高分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)；如：nCH2=CH2[CH2—CH2]n催化劑單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=鏈節(jié)的相對(duì)質(zhì)量×n加聚反應(yīng)P.100思考與交流

單體名稱單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式聚合物乙烯CH2=CH2丙烯CH2=CHCH3氯乙烯CH2=CHCl丙烯腈CH2=CHCN丙烯酸CH2=CHCOOH醋酸乙烯酯CH3COOCH=CH2丁二烯CH2=CHCH=CH2乙炔CH≡CH-CH2-CH2-n-CH2-CH-nCH3-CH2-CH-nCl-CH2-CH-nCN-CH2-CH-nCOOH-CH2-CH-nOCOCH3-CH=CH-n

-CH2CH=CHCH2-n加聚反應(yīng)1.加聚反應(yīng)的特點(diǎn):⑴單體含不飽和鍵：如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。⑵沒有副產(chǎn)物生成；⑶鏈節(jié)和單體的組成相同(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)。加聚反應(yīng)2.加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書寫將鏈接寫在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫在方括號(hào)的右下角-CH2-CH2-n-CH2-CH-nCl例如：加聚反應(yīng)3.根據(jù)單體判斷聚合產(chǎn)物第一組：CH2=CHCH3

CH2=CHCNCH2=CHCOOHCH≡CCH3小結(jié)：此類化合物加聚將單體的不飽和鍵的碳鏈單獨(dú)列一行，其他視為支鏈部分。加聚反應(yīng)第二組：（1，3-丁二烯型）CH2=CH—CH=CH2、CH2=C(CH3)—CH=CH2小結(jié)：1，3-丁二烯型的單體聚合時(shí)，主鏈上的單雙鍵相互替換即可。加聚反應(yīng)第三組：（共聚反應(yīng)）CH2=CH2和CH2=CHCN，CH2=CH—CH=CH2

和CH2=CHCN小結(jié)：方法類似第一、二組，僅需將不飽和碳鏈進(jìn)行連接即可，其他仍視為支鏈。加聚反應(yīng)4.由加聚聚合物推單體的方法[CH2—CH]nClCH2=CHCl彎箭頭法：邊鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)喑蓡捂I。加聚反應(yīng)由加聚聚合物推單體的方法:→單體：CH2=CH2

邊鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)噫I成單鍵?！鷨误w：凡鏈節(jié)主鏈只在C原子并存在有C=C雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵、四個(gè)C；無雙鍵、兩個(gè)C”劃線斷開，然后將半鍵閉合，即雙鍵互換。加聚反應(yīng)舉例：加聚產(chǎn)物單體的判斷加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)的類型總結(jié)加聚反應(yīng)是形成高分子化合和物的重要類型。參加反應(yīng)的單體一般都要求有不飽和鍵。（通常為C=C，有時(shí)也可為C=O）。加聚反應(yīng)（1）含一個(gè)碳碳雙鍵(或叁鍵)的加聚反應(yīng)nCH3CH=CH2[CH—CH2]催化劑nCH3碳碳雙鍵上連接的原子或原子團(tuán)，在高分子化合物中只能做支鏈。加聚反應(yīng)的類型：加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2[CH2—CH=C—CH2]催化劑CH3CH3n（2）含兩個(gè)雙鍵的加聚反應(yīng)分子中存在碳碳雙鍵、單鍵交錯(cuò)形式的烯烴，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)生加聚反應(yīng)時(shí)，原來雙鍵中的一個(gè)單鍵均斷裂，在形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。加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2+nCH3CH=CH2CH3催化劑（3）不同物質(zhì)間的加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)nCH3CH3

[CH2—CH=C—CH2—CHCH2]（4）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng)

nH—C—H‖O加聚反應(yīng)[]n—O—CH2—2、人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是它是通過加聚反應(yīng)制得的，則合成人造象牙的單體是（）

A.(CH3)2COB.HCHOC.CH3CHOD.CH3OCH31、寫出下列單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式3、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.加聚反應(yīng)4、下列單體中，在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是（）

A.

B.C.CH3CH=CH2

和CH2=CH2D.CH3CH=CH2加聚反應(yīng)5、有機(jī)玻璃（聚丙烯酸甲酯）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可用表示。設(shè)聚合度n為3000?；卮鹣铝袉栴}：（1）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；加聚反應(yīng)第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法第2課時(shí)請(qǐng)同學(xué)們寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說明斷成鍵的特點(diǎn)

1、乙酸與乙醇酯化反應(yīng)

2、兩個(gè)甘氨酸分子形成二肽縮聚反應(yīng)聚酯該反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴有小分子副產(chǎn)物（如：H2O等）的生成。這類反應(yīng)我們稱之為“縮聚反應(yīng)”?？s聚反應(yīng)二、縮合聚合反應(yīng)定義：小分子間通過縮合反應(yīng)的形式形成高分子化合物的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。（酯化、成肽…）縮聚反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)如：催化劑單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=單體的相對(duì)質(zhì)量×n-(n-1)×18+(n-1)H2O端基原子端基原子團(tuán)nCH3CH-C-OHOHO

HOCHCnOHCH3O縮聚反應(yīng)①由一種單體縮合聚合反應(yīng)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH催化劑單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=單體的相對(duì)質(zhì)量×n-(2n-1)×18HOOC(CH2)4COOCH2CH2OnH+(2n-1)H2O端基原子端基原子團(tuán)縮聚反應(yīng)②由兩種單體：縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)：1、縮聚反應(yīng)的單體往往是具有雙官能團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子；2、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物（如H2O、NH3、HCl等）生成；3、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；

4、縮聚物結(jié)構(gòu)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，而加聚物的端基不確定，通常用橫線“—”表示。）如：

縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)的類型縮聚反應(yīng)也是形成高分子化合物的重要類型。參加反應(yīng)的單體一般要求有兩個(gè)或兩個(gè)以上同種或不同種的官能團(tuán)。常見的縮聚反應(yīng)類型有：縮聚反應(yīng)（1）醇羥基和羧基酯化而縮聚①二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯nHOOC--COOH+nHOCH2CH2OH此類反應(yīng)的通式為；nHOOC-R-COOH+nHO-R-OH′nHO—C-R-C-O-R-O—‖‖

[]HOO′+(2n-1)H2O+(2n-1)H2O縮聚反應(yīng)②醇酸自身的酯化縮聚如nCH3CHCOOHH—O—CH—C—OHn‖‖OO[]OHCH3(n-1)H2O+[]此類反應(yīng)若單體為一種物質(zhì)，則通式為：nHO—R—COOHH—O—R—C—OH

′H—O—R—C—O—R—C—+(2n-1)H2O‖O‖O[]nOH若有兩種或兩種以上單體，則通式為：nHO—R—COOH+nHO—R—COOH′n+(n-1)H2O縮聚反應(yīng)（2）氨基與羧基的縮聚①氨基酸自身的縮聚，如合成聚酰胺6：nH2N(CH2)5COOHH—NH(CH2)5C-O—H‖O[]n(n-1)H2O+若此類反應(yīng)只有一種單體，則通式為：′nH2N—R—COOHH—NH—R—C—‖O[]nOHH2O+(n-1)若此類反應(yīng)有兩種或兩種以上單體，則通式為：′nH2N—R—COOH+nH2N—R—COOH

H

—NH—R—C—NH—R—C—OH[]n(2n-1)H2O+‖O‖O縮聚反應(yīng)nHOOC—COOH+nH2N—CH2—CH2—NH2

HO—C—C—NH—CH2CH2—NH—H+(2n-1)H2O此類反應(yīng)的通式為：nHOOC—R—COOH+nH2N—R—NH2

HO—C—C—NH—R—NH—H+(2n-1)H2O‖O‖O[]n′‖O‖O′[]n②含氨基與羧基的單體發(fā)生縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚物單體的推斷方法常用“切割法”，如下圖示：

凡鏈節(jié)為H

OH結(jié)構(gòu)的，其單體必為一種，在鏈節(jié)的-NH上加氫原子、羰基上加羥基，所得氨基酸為