第 1 節(jié) 合成高分子化合物的基本方法

1、第第 五五 章章 進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代第第 1 1 節(jié)節(jié) 合成高分子化合物的基本方法合成高分子化合物的基本方法學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.1.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。成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2.2.能說明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)能說明加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)： 通過具體實(shí)例說明通過具體實(shí)例說明加成聚合反應(yīng)加成聚合反應(yīng)和和縮合聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，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)能用常見的單體寫出簡(jiǎn)單的聚合反

2、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)式構(gòu)式，或從簡(jiǎn)單的聚合物結(jié)構(gòu)式分析出單體分析出單體。難點(diǎn)難點(diǎn)：1、加聚與縮聚反應(yīng)的加聚與縮聚反應(yīng)的一般特點(diǎn)一般特點(diǎn)2 2、單體、鏈節(jié)（即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）、聚合度等概念、單體、鏈節(jié)（即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元）、聚合度等概念3 3、加聚物與縮聚物單體識(shí)別加聚物與縮聚物單體識(shí)別4 4、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書寫加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)方程式的書寫【想一想想一想】：什么是：什么是高分子化合物高分子化合物？我們?cè)谌粘Ｉ钪校课覀冊(cè)谌粘Ｉ钪杏龅竭^的有機(jī)高分子化合物有哪些？遇到過的有機(jī)高分子化合物有哪些？ 天然高分子：天然高分子：淀粉淀粉、纖維素纖維素和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、天然

3、橡膠天然橡膠等等 合成高分子：合成高分子： 塑料塑料、合成纖維合成纖維、合成橡膠合成橡膠等等 高分子作為結(jié)構(gòu)材料具有質(zhì)輕、不腐、不蝕、色高分子作為結(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、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。豐富和美化了人們的生活。一座年產(chǎn)一座年產(chǎn)8 8萬噸的合萬噸的合成橡膠廠成橡膠廠相當(dāng)于相當(dāng)于145145萬畝橡膠萬畝橡膠園的年產(chǎn)園的年產(chǎn)量量。 一座年產(chǎn)萬一座年產(chǎn)萬噸的合成纖噸的合成纖維廠相當(dāng)于維廠相當(dāng)于3030萬畝

4、棉田萬畝棉田或或250250萬頭綿萬頭綿羊的棉毛產(chǎn)羊的棉毛產(chǎn)量。量。 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠思考思考1 1：有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)物有什么不同物有什么不同? ?1.1.相對(duì)分子質(zhì)量的大小相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同不同: :（1 1）高分子的分子量很）高分子的分子量很_，一般高，一般高達(dá)達(dá) 。低分子相對(duì)分子質(zhì)量較。低分子相對(duì)分子質(zhì)量較_，一，一般在般在_以下。以下。（2 2）低分子有機(jī)相對(duì)分子分子量都有一）低分子有機(jī)相對(duì)分子分子量都有一個(gè)個(gè)_的數(shù)值，而高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)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)量只是一個(gè)_值。值。想一想：

5、想一想：油脂（例硬脂酸甘油酯）是高分油脂（例硬脂酸甘油酯）是高分子化合物嗎？為什么？子化合物嗎？為什么？大大104-106小小1000明確明確平均平均不是高分子化合物不是高分子化合物思考思考2： 有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)物有有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)化學(xué)物有什么不同什么不同?2. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)不同不同：高分子化合物是以低分子有機(jī)物作原料，高分子化合物是以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng)經(jīng)_反應(yīng)得到的若干具有反應(yīng)得到的若干具有_(填不重復(fù)或填不重復(fù)或重復(fù)重復(fù))結(jié)構(gòu)單元的組成。結(jié)構(gòu)單元的組成。 而低分子物質(zhì)只具有而低分子物質(zhì)只具有_（填不單一或單一填不單一或單一）分子結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)，小分子小分

6、子_重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。聚合聚合重復(fù)重復(fù)單一單一沒有沒有有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別有機(jī)高分子化有機(jī)高分子化合物合物低分子有機(jī)物低分子有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量量物質(zhì)類別物質(zhì)類別分子的基本分子的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)性質(zhì)1041061000以下以下混合物混合物純凈物純凈物若干重復(fù)若干重復(fù)單元組成單元組成單一分子單一分子物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差別物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差別 相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量小小的化合物分的化合物分子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大大的的高分子的反應(yīng)高分子的反應(yīng)一、一、加成聚合反應(yīng)加成聚合反應(yīng)定義：小分子定義：

7、小分子 間通過加成反應(yīng)的形式形成高間通過加成反應(yīng)的形式形成高分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)；分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)；如：如：nCH2=CH2 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n加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)P.100 思考與交流思考與交流 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-CH

8、2-CH2-n-CH2-CH-n CH3-CH2-CH-n Cl-CH2-CH-n CN-CH2-CH-n COOH-CH2-CH-n OCOCH3-CH=CH-n -CH2CH=CHCH2-n加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)1.加聚反應(yīng)的特點(diǎn)加聚反應(yīng)的特點(diǎn):單體含不飽和鍵：?jiǎn)误w含不飽和鍵：如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。沒有副產(chǎn)物生成；沒有副產(chǎn)物生成；鏈節(jié)和單體的組成相同鏈節(jié)和單體的組成相同(聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍)。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)2.2.加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書寫加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書寫將鏈接寫在方括號(hào)內(nèi)，聚合度將鏈接寫在方

9、括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫在方括號(hào)寫在方括號(hào)的右下角的右下角-CH2-CH2-n-CH2-CH-n Cl例如：加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)3.根據(jù)單體判斷聚合產(chǎn)物根據(jù)單體判斷聚合產(chǎn)物 第一組：第一組：CH2=CHCH3 CH2=CHCNCH2=CHCOOH CHCCH3小結(jié)：此類化合物加聚將單體的不飽和鍵小結(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。的碳鏈單獨(dú)列一行，其他視為支鏈部分。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)第二組：（第二組：（1 1，3-3-丁二烯型）丁二烯型） CHCH2 2=CH=CHCH=CHCH=CH2 2、CHCH2 2=C(CH=C(CH3 3) )CH=CHCH=CH2 2小結(jié)：

10、小結(jié)：1 1，3-3-丁二烯型的單體聚合時(shí)，主鏈丁二烯型的單體聚合時(shí)，主鏈上的單雙鍵相互替換即可。上的單雙鍵相互替換即可。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)第三組：（共聚反應(yīng)）第三組：（共聚反應(yīng)） CHCH2 2=CH=CH2 2 和和 CHCH2 2=CHCN=CHCN，CHCH2 2=CH=CHCH=CHCH=CH2 2 和和 CHCH2 2=CHCN=CHCN小結(jié)：方法類似第一、二組，僅需將不飽和小結(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。碳鏈進(jìn)行連接即可，其他仍視為支鏈。 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)4.4.由加聚聚合物推單體的方法由加聚聚合物推單體的方法 CH2 CH n ClCH2=

11、CH Cl彎箭頭法：彎箭頭法：邊鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相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。遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)喑蓡捂I。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)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：?jiǎn)误w：CHCH2 2=CH=CH2 2 邊鍵沿箭頭指向匯合，邊鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相遇成新鍵，箭頭相遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)噫I成單鍵。鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)噫I成單鍵。單體：?jiǎn)误w： 凡鏈節(jié)主鏈只在凡鏈節(jié)主鏈只在C C原子并存在有原子并存在有C=CC=C雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵、四個(gè)見雙鍵、四個(gè)C C；無雙鍵、兩個(gè)；無雙鍵、兩個(gè)

12、C C”劃線斷開，然后將半鍵閉合，劃線斷開，然后將半鍵閉合，即雙鍵互換。即雙鍵互換。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)舉例：加聚產(chǎn)物單體的判斷舉例：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)加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)是形成高分子化合和物的重要類型。參加聚反應(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，有時(shí)也可為C=O）。）。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)（1）含一個(gè)碳碳雙鍵）含一個(gè)碳碳雙鍵(或叁鍵或叁鍵)的加聚反應(yīng)的加聚反應(yīng)nCH3CH=CH2 CHCH2 催化劑催化劑nCH3加聚反應(yīng)的類型：加聚反應(yīng)的類型：加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)nCH2=CHC=

13、CH2 CH2CH=CCH2催化劑催化劑CH3CH3n（2）含兩個(gè)雙鍵的加聚反應(yīng)）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。相互結(jié)合成鍵狀。加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)nCH2=CHC=CH2 +nCH3CH=CH2CH3催化劑催化劑（3）不同物質(zhì)間

14、的加聚反應(yīng)）不同物質(zhì)間的加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)nCH3CH3 CH2CH=CCH2CHCH2 （4）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng)）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng) nHCH加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)OCH22、人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是、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它是通過加聚反應(yīng)制得的，則合成人造象牙的單體是（是（ ） A. (CH3)2C O B. HCHO C. CH3CHO D.CH3OCH31、寫出下列單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式、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（、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯，其鏈節(jié)是（ ） A.

15、 B. C. D.加聚反應(yīng)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、下列單體中，在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是（的是（ ） A. B. C. CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH2加聚反應(yīng)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、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)聚合度表示。設(shè)聚合度n為為3000。回答下列問題：?；卮鹣铝袉栴}： （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；加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)第五章第五章 進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合

16、物的時(shí)代第一節(jié)第一節(jié) 合成高分子化合物的基本方法合成高分子化合物的基本方法第第 2 2 課時(shí)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)成鍵的特點(diǎn) 1、乙酸與乙醇酯化反應(yīng)、乙酸與乙醇酯化反應(yīng) 2、兩個(gè)甘氨酸分子形成二肽、兩個(gè)甘氨酸分子形成二肽縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)聚酯聚酯該反應(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：有小分子副產(chǎn)物（如：H2O等）的生成。這類反應(yīng)我等）的生成。這類反應(yīng)我們稱之為們稱之為“縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)”。縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)二、縮合聚合反應(yīng)二、縮合聚合反應(yīng)定義：小分子

17、定義：小分子 間通過間通過縮合反應(yīng)縮合反應(yīng)的形式形的形式形成高分子化合物的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)；成高分子化合物的反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)。（酯化、成肽。（酯化、成肽）縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)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縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 由一種單體由一種單體縮合聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH 催化劑催化劑單單 體體鏈

18、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)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)由兩種單體：由兩種單體：縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)：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、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)的小及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子；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、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；等）生成；3、所得聚合物鏈

19、節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同；、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、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，通常用橫線“”表示。）如：表示。）如： 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)的類型縮聚反應(yīng)的類型縮聚反應(yīng)也是形成高分子化合物的重要類型?？s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)。常見的縮聚反上同種或不同種的官能團(tuán)。常見的縮聚反

20、應(yīng)類型有：應(yīng)類型有：縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)（1）醇羥基和羧基酯化而縮聚）醇羥基和羧基酯化而縮聚二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯 nHOOC- -COOH+nHOCH2CH2OHnHO OO ()+(2n-1)H2O縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)醇酸自身的酯化縮聚醇酸自身的酯化縮聚如如nCH3CHCOOH HOCHCOHnO +HOO縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)O+O+(n-1)+OO縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)nHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2 HOCCNHCH2CH2NHH +(2n-1) H2O此類反應(yīng)的通式為：nHOOCRCOOH+nH2NRNH2 HOCCNHRNHH+(2n-1)H2O含氨基與羧基的單體發(fā)生縮聚反應(yīng)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)縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)縮聚物單體的推斷方法