合成有機(jī)高分子化合物的基本方法

合成有機(jī)高分子化合物的基本方法第1頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.能舉例說(shuō)明合成高分子化合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2.能依據(jù)簡(jiǎn)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(shuō)明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】說(shuō)明加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，能用常見(jiàn)的單體寫(xiě)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。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】第2頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三內(nèi)容介紹高分子合成是有機(jī)合成中最令人矚目的領(lǐng)域，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科研等方面都有廣泛的應(yīng)用。本章分三節(jié)內(nèi)容講解：第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料第三節(jié)功能高分子材料第3頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五章順丁橡膠酚醛樹(shù)脂聚乙烯1合成方法縮合聚合反應(yīng)塑料合成纖維合成橡膠高分子化合物3功能高分子材料復(fù)合材料單體加成聚合反應(yīng)以石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品為原料2應(yīng)用廣泛的高分子材料滌綸高吸水性樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)塑料第4頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

1964年12月30日，中國(guó)郵電部發(fā)行一套“化學(xué)工業(yè)”特種郵票，共８枚，以反映中華人民共和國(guó)成立15年以來(lái)在化學(xué)工業(yè)上取得的成就。８－２為“塑料”。主圖是一女工正在操作生產(chǎn)塑料的設(shè)備——聚合釜。８－４為“橡膠”。主圖是一位工人扶一條汽車(chē)輪胎，背景是橡膠廠的硫化機(jī)。８－８為“合成纖維”。主圖是一位紡織女工正在檢驗(yàn)用合成纖維織成的各種花布，背景是合成纖維工廠的繞絲設(shè)備。第5頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、有機(jī)高分子化合物【思考】什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？【小分子】相對(duì)分子質(zhì)量通常不上千，有明確的數(shù)值，通常稱(chēng)為低分子化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等。

1、概念：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，只是一個(gè)平均值，通常稱(chēng)為高分子化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)高分子，有時(shí)又稱(chēng)高聚物。如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹(shù)脂等。第6頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【合成有機(jī)高分子化合物】以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到的各種相對(duì)分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物，其相對(duì)分子質(zhì)量一般高達(dá)104—106。高分子化合物又稱(chēng)高聚物。聚乙烯是一種生活中常用的塑料。2、結(jié)構(gòu)：第7頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三催化劑請(qǐng)用化學(xué)方程式表示聚乙烯的合成方法。

結(jié)構(gòu)呈線型第8頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：它們是由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的。（2）鏈節(jié)：高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位，也稱(chēng)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。叫做鏈節(jié)。（3）聚合度：高分子里含有鏈節(jié)的數(shù)目。通常用n表示。（4）單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物，叫做單體。（5）聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)分子質(zhì)量×n第9頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三高分子化合物與低分子化合物有什么不同？1、相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同：2、基本結(jié)構(gòu)不同：3、物理、化學(xué)性質(zhì)不同：

低分子1000以下（準(zhǔn)確值），高分子10000以上（平均值）。

高分子化合物由若干個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元組成。小分子沒(méi)有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元

各方面性質(zhì)差別較大。第10頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【學(xué)與問(wèn)】通過(guò)聚合物的鏈節(jié)，可以看出聚合物的單體，你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？

CH2=CHCl氯乙烯苯乙烯第11頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、加成聚合反應(yīng)1、概念：由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應(yīng)的方式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng)。2、加聚反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)：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第12頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、加聚反應(yīng)的特點(diǎn):（1）單體含不飽和鍵：（2）沒(méi)有副產(chǎn)物生成；（3）鏈節(jié)和單體的化學(xué)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)。如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。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。第13頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、加聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷[CH2—CH]nCl[CH2—CH]n

CH2=CHCH2=CHCl第14頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）凡鏈節(jié)的主碳鏈為兩個(gè)碳原子，其單體必為一種。將鏈節(jié)的兩個(gè)半鍵閉合即為單體。第15頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)碳原子，無(wú)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，其單體必為兩種，從主鏈中間斷開(kāi)后，再分別將兩個(gè)半鍵閉合即得單體。第16頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（3)凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)碳原子，含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，單體為一種，屬二烯烴：[規(guī)律]:“見(jiàn)雙鍵、四個(gè)C；無(wú)雙鍵、兩個(gè)C”劃線斷開(kāi)，然后將半鍵閉合.第17頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5、常見(jiàn)的加聚反應(yīng)含一個(gè)碳碳雙鍵的單體的加聚：如聚丙烯含共軛雙鍵的單體的加聚：如聚1，3-丁二烯不同烯烴的共聚：如乙烯與丙烯加聚含碳氧雙鍵的單體的加聚：如聚甲醛含碳碳三鍵的單體的加聚：如聚乙炔第18頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三P.100思考與交流

單體名稱(chēng)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有何特征？第19頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【例1】人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是它是通過(guò)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【例2】有機(jī)玻璃（聚丙烯酸甲酯）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可用下式表示。設(shè)聚合度n為3000。回答下列問(wèn)題：（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；B丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯的分子量×3000第20頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【例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.B第21頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【例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（）

B.C.CH3CH=CH2

和CH2=CH2D.CH3CH=CH22AC第22頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三【思考】請(qǐng)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說(shuō)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第23頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三聚酯縮合聚合反應(yīng)該反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴有小分子副產(chǎn)物（如：H2O等）的生成。這類(lèi)反應(yīng)我們稱(chēng)之為“縮聚反應(yīng)”。二元酸和二元醇間第24頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、縮合聚合反應(yīng)1、概念：有機(jī)小分子單體間反應(yīng)生成高分子化合物，同時(shí)產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物的反應(yīng)，叫縮合聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反應(yīng)。（酯化、成肽…）2、縮聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)：（1）縮聚物結(jié)構(gòu)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)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。）第25頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）單體物質(zhì)的量與縮聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式的下角標(biāo)要一致；由一種單體進(jìn)行縮聚時(shí)生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（n-1）；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（2n-1）。第26頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三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)第27頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)：

*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；*單體和聚合物的組成不同；*反應(yīng)除生成聚合物外，還有小分子生成（如H2O、NH3、HCl等）

。*書(shū)寫(xiě)方式不同；*含有兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈線型結(jié)構(gòu)。第28頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三含有兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈現(xiàn)為線型結(jié)構(gòu)，含有三個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮聚物會(huì)呈現(xiàn)什么樣的結(jié)構(gòu)？體型結(jié)構(gòu)第29頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、由縮聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷常用“切割法”，如下圖示：

第30頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從酯基中間斷開(kāi)，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(shù)脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為第31頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三凡鏈節(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的單體是第32頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三和HOOC(CH2)mCOOH。如H

OH的單體是凡鏈節(jié)為H

OH結(jié)構(gòu)的單體必是兩種，可從上斷開(kāi)，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。第33頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三①由一種單體nmol單體中含—COOH官能團(tuán)（或—OH）的物質(zhì)的量為：nmol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)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5、縮聚反應(yīng)類(lèi)型第34頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三②由兩種單體：nmol

和進(jìn)行縮聚反應(yīng)，nmol單體含—COOH的物質(zhì)的量為2nmol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（2n-1）mol。nmol第35頁(yè)，共39頁(yè)，2023年，2月20日，星期三按官