第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法

學(xué)習(xí)目標1.能舉例說明合成高分子化合物的組成與結(jié)構(gòu)特點；2.能依據(jù)簡單合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體；3.能說明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(兩加聚：乙烯型、1，3-丁二烯型；四縮聚：聚酯類、聚酰胺類、聚醚類、酚醛樹脂類）。第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法問題：我們學(xué)過的高分子化合物有哪些？它們與普通小分子有何不同？1、最大區(qū)別：相對分子質(zhì)量大小不同（1）小分子相對分子質(zhì)量有一個明確的數(shù)值：小分子的相對分子質(zhì)量通常不上千，有明確的數(shù)值，通常稱為低分子化合物，簡稱小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等。（2）高分子相對分子質(zhì)量只是一個平均值：高分子的相對分子質(zhì)量達幾萬甚至幾千萬，只是一個平均值，通常稱為高分子化合物，簡稱高分子，有時，又稱高聚物；如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂等2、結(jié)構(gòu)不同：小分子：結(jié)構(gòu)單一，沒有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；高分子：由若干個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成3、物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差異對于一高分子材料來說，它是許多聚合度相同或不相同的高分子聚集起來的，因此我們從實驗測得的某種高分子的相對分子質(zhì)量只能是一種平均相對分子質(zhì)量。合成高分子化合物的基本方法一、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)；簡稱加聚反應(yīng)。關(guān)鍵詞：加聚反應(yīng)、聚合物、單體、鏈節(jié)、聚合度。單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=鏈節(jié)的相對分子質(zhì)量×n練習(xí)：寫出苯乙烯制備聚苯乙烯的化學(xué)方程式如：nCH2=CH2催化劑[CH2—CH2

]n聚乙烯是一種生活中常用的塑料。請用化學(xué)方程式表示聚乙烯的合成方法。催化劑線型結(jié)構(gòu)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如聚乙烯中：（B）聚合度：n表示每個高分子化合物中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)，叫聚合度；n值一定時，有確定的分子組成和相對分子質(zhì)量，聚合物的平均相對分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對分子質(zhì)量×n。

n越大，相對分子質(zhì)量越大；一塊高分子材料是由若干n值不同的高分子材料組成的混合物。（C）單體：合成高分子的低分子化合物叫單體。如乙烯是聚乙烯的單體。（A）鏈節(jié)：－CH2－CH2－叫聚乙烯的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元（或鏈節(jié)）；單體名稱單體的結(jié)構(gòu)簡式聚合物乙烯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-n

Cl-CH2-CH-nCN-CH2-CH-nCOOH-CH2-CH-nOCOCH3-CH=CH-n

-CH2CH=CHCH2-n上述反應(yīng)有何特征？P100

思考與交流-CH2-CH-n

CH3共分三類：乙烯及取代乙烯類（CH2=CHX）、丁二烯類、乙炔類（可形成網(wǎng)狀交聯(lián)）。加聚反應(yīng)的特點：1、單體必須是含有雙鍵、叁鍵等不飽和鍵的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物。2、發(fā)生加聚反應(yīng)的過程中，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。聚合物相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍。

CH2=CHCl

你知道下面兩個聚合物由何種單體聚合而成的嗎？你知道下面兩個聚合物由何種單體聚合而成的嗎？你知道下面兩個聚合物由何種單體聚合而成的嗎？加聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷1．凡鏈節(jié)的主碳鏈為兩個碳原子，其單體必為一種。將鏈節(jié)的兩個半鍵閉合即為單體。單體和高分子化合物互推：[CH2—CH]n

ClCH2=CHCH2=CH

Cl[CH2—CH]n1、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)2OB.HCHOC.CH3CHOD.CH3OCH3練一練B2、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯，其鏈節(jié)是（）B.C.D.BA.注意：第1題的特點是C=O雙鍵的斷裂，其實質(zhì)與乙烯雙鍵斷裂的加成相同。2．凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個碳原子，無碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，其單體必為兩種，從主鏈中間斷開后，再分別將兩個半鍵閉合即得單體。3．凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個碳原子，含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，單體為一種，屬二烯烴：3、下列單體中，在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是（）B.C.CH3CH=CH2和CH2=CH2D.CH3CH=CH2

CA.4．將乙烯和丙烯按1:1物質(zhì)的量之比聚合時,生成聚合物乙丙樹脂,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式可能是(A)[CH2-CH2-CH2-CH2-CH2]n(B)[CH2-CH2-CH-CH2]n

CH3(C)[CH2-CH2-CH2-CH]nCH3(D)[CH2-CH2-CH=CH-CH2]nBC請同學(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1、乙酸與乙醇酯化反應(yīng)2、兩個甘氨酸分子形成二肽定義：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)；簡稱縮聚反應(yīng)。（酯化、成肽…）nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH催化劑單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=單體的相對質(zhì)量×n-(2n-1)×18HOOC(CH2)4COOCH2CH2OnH

+(2n-1)H2O端基原子端基原子團關(guān)鍵詞：縮聚反應(yīng)、聚酯、端基原子、端基原子團二、縮合聚合反應(yīng)該反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時，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)”。聚酯催化劑單體鏈節(jié)聚合度M聚合物=單體的相對質(zhì)量×n-(n-1)×18+(n-1)H2O端基原子端基原子團nCH3CH-C-OHOHOHOCHCnOHCH3O再如：①由一種單體進行縮聚反應(yīng)：nmol單體中含-COOH官能團（或-OH）的物質(zhì)的量為：nmol，而在反應(yīng)中，有一個端基（-COOH）是沒有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（n-1）mol聚—6—羥基己酸縮聚反應(yīng)的特點：1、縮聚反應(yīng)的單體往往是具有雙官能團（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團的小分子；2、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時，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)式要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團（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：②由兩種單體：nmol和進行縮聚反應(yīng)，nmol中含-COOH的物質(zhì)的量為2nmol，而在反應(yīng)中，有一個端基（-COOH）是沒有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（2n-1）mol。nmol縮聚反應(yīng)小結(jié)：（1）方括號外側(cè)寫鏈節(jié)余下的端基原子（或端基原子團）（2）由一種單體縮聚時，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（n-1）（3）由兩種單體縮聚時，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（2n-1）你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成呢？

縮聚物單體的推斷方法常用“切割法”，如下圖示：二、由縮聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷方法：從酯基中間斷開，在羰基上加羥基，在氧原子上加氫原子得到羧酸和醇。如已知滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為1、凡鏈節(jié)中含有酯基（）結(jié)構(gòu)的，其合成的單體必為兩種。如二元醇與二元酸；氨基酸、羥基酸等。注意單體和高分子化合物互推：2、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，所得氨基酸為單體。如H

OH的單體是和HOOC(CH2)mCOOH。如H

OH的單體是3、凡鏈節(jié)為H

OH結(jié)構(gòu)的單體必是兩種，可從上斷開，在-NH上加氫原子，在羰基上加羥基，得到二胺和二酸即為單體。線型結(jié)構(gòu)思考含有三個官能團的單體縮聚后生成的縮合聚合物會呈現(xiàn)什么樣的結(jié)構(gòu)？1、寫出下列單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式

1）CH2=CHCl

3）2）2、寫出由下列單體發(fā)生聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式（1）苯丙氨酸（2）對苯二乙酸和1,3-丙二醇3、有機玻璃（聚丙烯酸甲酯）的結(jié)構(gòu)簡式可用表示。設(shè)聚合度n為3000?；卮鹣铝袉栴}：（1）指出有機玻璃的單體和鏈節(jié)；

（2）求有機玻璃的相對分子質(zhì)量；HOCCOCH2CH2OnHOO寫出下列聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡式：P103

學(xué)與問4、下列化合物中b.c.d.e.f.(1)可發(fā)生加聚反應(yīng)的一個化合物是

，加聚物的結(jié)構(gòu)式為

。（2）可發(fā)生縮聚反應(yīng)的一個化合物是

，縮聚物的結(jié)構(gòu)式為

。（3）可發(fā)生縮聚