合成高分子化合物基本方法

關(guān)于合成高分子化合物基本方法第1頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三？我們見(jiàn)過(guò)的高分子化合物有哪些？它們與普通小分子有何不同？第2頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三天然高分子：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、合成橡膠等第3頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三◆聚乙烯(PE)產(chǎn)品保鮮膜吹塑成型的聚乙烯薄膜無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性好，適合做食品和藥物的包裝材料單體:CH2=CH2第4頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三◆聚氯乙烯（PVC）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿腐蝕。單體:CH2=CHCl第5頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三◆聚苯乙烯單體：CH2=CHC6H5第6頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2=CCH3COOCH3第7頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三酚醛樹脂苯酚、甲醛第8頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三聚四氟乙烯塑料單體：CF2＝CF2第9頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三ABS塑料單體：丁二烯、丙烯腈、苯乙烯第10頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三滌綸尼龍紡綸纖維織成的防彈衣腈綸第11頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三橡膠產(chǎn)品第12頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三高分子化合物定義、分類和特點(diǎn)2、分類：天然高分子淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠合成高分子聚乙烯、聚氯乙烯1，定義小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常不上千，有明確的數(shù)值，通常稱為低分子化合物，簡(jiǎn)稱小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，是平均值。通常稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子，又稱聚合物；如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯等第13頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）高分子化合物通常結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，往往由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成；如聚乙烯中：

（A）－CH2－CH2－叫聚乙烯的結(jié)構(gòu)單元（或鏈節(jié)）；（B）n表示每個(gè)高分子化合物中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)，叫聚合度；n越大，相對(duì)分子質(zhì)量越大；（C）合成小分子的物質(zhì)叫單體。如乙烯是聚乙烯的單體。第14頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)中鏈節(jié)連接方式分類，可以有線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)，線性結(jié)構(gòu)又可分為帶支鏈和不帶支鏈的結(jié)構(gòu)。第15頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三第16頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三高分子化合物為什么是混合物？單體聚合生成高分子時(shí)我們不能保證每個(gè)高聚物都是由相同數(shù)量的單體構(gòu)成的(即n不同),因此,我們認(rèn)為有機(jī)高分子都是一系列n不同的同系物組成的混合物第17頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三合成高分子化合物的基本方法第18頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三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)稱加聚反應(yīng)。一、加聚反應(yīng)nCH2＝CH2催化劑〔CH2－CH2〕n

聚乙烯催化劑CH2

＝CH2n〔CH2－CH2〕n聚苯乙烯⑴反應(yīng)部位？⑵反應(yīng)本質(zhì)？⑶是否可以用一個(gè)通式來(lái)表示這些反應(yīng)呢？C＝CXMYNn催化劑〔C－C〕nYNXM第19頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三加聚反應(yīng)類型含一個(gè)碳碳雙鍵的單體的加聚。如聚乙烯含共軛雙鍵的單體的加聚。不同烯烴的共聚含碳氧雙鍵的單體的加聚含碳碳三鍵的單體的加聚nCH2=CH－CH=CH2〔CH2－CH=CH－CH2〕n

催化劑nCH2

＝CH2+

nCH＝CH2CH3〔CH2－CH－CH－CH2〕nCH3催化劑第20頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三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有何特征？第21頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？

CH2=CHCl第22頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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。加聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷第23頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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，從主鏈中間斷開后，再分別將兩個(gè)半鍵閉合即得單體。第24頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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，雙鍵變單鍵，單鍵變雙鍵；.第25頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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?；卮鹣铝袉?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26頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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27頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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28頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三請(qǐng)同學(xué)們寫出下列反應(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29頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三聚酯該反應(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)”。第30頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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)（如：H2O等），叫縮合聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。（酯化、成肽…）2、縮聚反應(yīng)方程式的書寫：（1）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。）第31頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三縮聚反應(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。）

加聚反應(yīng)的特點(diǎn)：⑴單體含不飽和鍵：⑵沒(méi)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)。第32頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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3、縮聚反應(yīng)類型羥基與羧基的縮聚，形成酯基——酯化縮聚第33頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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羥基與羧基的縮聚，形成酯基——酯化縮聚第34頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三nH2N—R—COOHH—NH—R—C—‖O[]nOHH2O+(n-1)nHOOC—R—COOH+nH2N—R—NH2

HO—C—C—NH—R—NH—H+(2n-1)H2O[R]n‖O‖O′①由一種單體②由兩種單體：氨基與羧基的縮聚，形成肽鍵——成肽縮聚第35頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三請(qǐng)寫出下列縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式：nH2N－（CH2）6－NH2＋nHOOC－（CH2）4－COOHnHO－CH2－CH2－OH＋nHOOC－－COOH催化劑催化劑nHO－CH－COOHCH3催化劑nH2N－CH－COOHCH3催化劑〔OCH2CH2OOC－－CO〕n＋2n-1H2O〔O－CH－CO〕n＋nH2OCH3〔HN－（CH2）6－NHOC－（CH2）4－CO〕n＋2nH2O〔HN－CH－CO〕n＋nH2OCH3縮聚反應(yīng)官能團(tuán)：雙官能團(tuán)－OH－COOH－NH2

聚酯類聚酰胺類第36頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成呢？

第37頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、由縮聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷從酯基中間斷開，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(jiǎn)式為第38頁(yè)，講稿共41頁(yè)，2023年5月2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