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單的聚合反應(yīng)方程式和聚合物的結(jié)構(gòu)式，或從簡單的聚合物結(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。

大104--106小1000明確平均思考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3.性質(zhì)不同。合成高分子化合物的基本方法聚乙烯是一種生活中常用的塑料。請(qǐng)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)

聚合反應(yīng)CH2=CH2—CH2—CH2—n

單體鏈節(jié)聚合度高分子化合物,簡稱高分子,又叫聚合物或高聚物。n值一定時(shí)，有確定的分子組成和相對(duì)分子質(zhì)量，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。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。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雙鍵。（通常為C=C，有時(shí)也可為C=O）。常見加聚反應(yīng)的類型有：（1）含一個(gè)碳碳雙鍵的加聚反應(yīng)nCH3CH=CH2[CH—CH2]催化劑nCH3加聚反應(yīng)的類型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。（2）共軛雙鍵的加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2[CH2—CH=C—CH2]（3）不同物質(zhì)間的加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2+nCH3CH=CH2

[CH2—CH=C—CH2—CH—CH2]催化劑CH3CH3nCH3催化劑CH3CH3n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。（4）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng)nH—C—H—O—CH2—‖O[]n單體名稱單體結(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=CH—CH=CH2乙炔HC≡CH-CH2-CH2-n-CH2-CH-nCl-CH2-CH-nCN-CH2-CH-nCOOH-CH2-CH-nOCOCH3-CH2CH=CHCH2-n-CH=CH-n

-CH2-CH-nCH3

1、單體必須是含有雙鍵、參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(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)的特點(diǎn)：你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？

CH2=CHCl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：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(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。2．凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)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(gè)半鍵閉合即得單體。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：1、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（）A.B.C.D.B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

C練習(xí)：有機(jī)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(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；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【思考】：若端點(diǎn)官能團(tuán)繼續(xù)反應(yīng)連接形成長鏈，是否也能形成高分子化合物呢？OOOOHO-C-C-OH＋H-OCH2CH2O-H···HO-C-C-OH＋H-OCH2CH2OH

OOOOOOHO-C-C-OCH2CH2O-C-C-OCH2CH2O-C-C-OCH2CH2OHnHOCH2CH2OH＋催化劑

OOnHO-C-C-OH＋(2n-1)H2O

OOnHO-C-C-OCH2CH2O-Hn聚乙二酸乙二醇酯乙酸和乙醇分別是一元酸和一元醇，如果用二元酸和二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，就會(huì)得到連接成鏈的聚合物（簡稱聚酯）：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)”。

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)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；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②由兩種單體：nmol

nmol

和進(jìn)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(gè)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?？s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：（1）苯酚和甲醛的縮聚（2）醇羥基和羧基酯化而縮聚①二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯纖維：nHOOC--COOH+nHOCH2CH2OHC——C—O—CH2CH2—O—‖‖[—]nOO+2nHO2此類反應(yīng)的通式為；nHOOC-R-COOH+nHO-R-OH(2n-1)H2O+′n—C—R—C—O—R—O—‖‖[]OO′HOH②醇酸自身的酯化縮聚如nCH3CHCOOH—O—CH—C—n‖‖OO[]OHCH3(n-1)HO2+[]此類反應(yīng)若單體為一種物質(zhì)，則通式為：nHO—R—COOH—O—R—C—

(n-1)HO2+′—O—R—C—O—R—C—+(2n-1)H2O‖O‖O[]n若有兩種或兩種以上單體，則通式為：nHO—R—COOH+nHO—R—COOH′nHOHHOHHOH②氨基與羧基的縮聚A、氨基酸自身的縮聚，如合成聚酰胺6：nH2N（CH2）5COOH—NH(CH2)5C—‖O[]nnHO2+若此類反應(yīng)只有一種單體，則通式為：′nH2N—R—COOHH—NH—R—C—‖O[