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第一节合成高分子化合物的基本方法授课人：李永丰第五章进入合成有机高分子化合物的时代一、有机高分子化合物1．特点高分子化合物是以低分子有机物为原料，经反应得到的各种相对分子质量不等的分子组成的，其相对分子质量一般高达。聚合混合物104～1062．与结构有关的概念概念含义以为例单体进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物链节高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位聚合度高分子链中含有链节的数目聚合物由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物CH2===CH2—CH2—CH2—n•二、合成高分子化合物的基本反应类型•1．加成聚合反应(加聚反应)•(1)概念：由含有的化合物分子以的形式结合成高分子化合物的反应。不饱和键加成反应•(2)常见的加聚反应•①乙烯的加聚：•；•②1,3丁二烯的加聚：•。•2．缩合聚合反应(缩聚反应)•(1)概念•有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生_____________的反应。小分子化合物•(2)常见的缩聚反应•①羟基酸缩聚•HOCH2COOH的缩聚：•••HOOC(CH2)5OH的缩聚：•＋(n－1)H2OnHOOC(CH2)5OH催化剂HOOC(CH2)5OH＋(n－1)H2O•②醇与酸缩聚•乙二酸与乙二醇的缩聚：•己二酸与乙二醇的缩聚：•nHOOC(CH2)4COOH＋nHO(CH2)2OH浓硫酸HOOC(CH2)4COO(CH2)2OH＋(2n－1)H2O•2．缩聚反应•(1)聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚。•nHOCH2—CH2—OH＋nHOOC—COOH―→•nHOCH2—CH2—COOH―→•(2)聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚。•(3)酚醛树脂类一、合成高分子化合物的基本反应类型1．加聚反应(1)特点①单体分子含不饱和键(双键或三键)；②单体和生成的聚合物组成相同；③反应只生成聚合物。规律技巧(2)加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“—”表示。如聚丙烯的结构式。(3)加聚反应方程式的书写①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如：2．缩聚反应(1)特点①缩聚反应的单体不一定含不饱和键，但至少含有两个官能团；②单体和聚合物的组成不同；③反应除了生成聚合物外，还生成小分子(如H2O、HX等)；④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。(2)缩聚物结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：(3)缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的小角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)。①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。二、高聚物单体的判定规律高聚物是由单体通过加聚反应或缩聚反应形成的，因此，首先要判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物。判断方法是：①若链节结构中，主链上全部是碳原子形成的碳链，则一般为加聚产物；②若链节结构中，主链上除碳原子外还含有其他原子(如N、O等)，则一般为缩聚产物。(1)加聚产物单体的判定①若主链为碳链，则高聚物一般为加聚产物。确定单体的一般方法为：单变双、双变单，超过4价不相连。即将链节中主链上的所有C—C单键改写成C===C双键，而将原来的C===C双键改写成C—C单键(两端的方括号、表示化学键的短线及n去掉)，然后从左到右(或从右到左)逐个对碳原子观察，如有超过了四个价键的两个相邻原子，则将它们之间表示双键的“===”去掉，使这两个碳原子不相连。这样，各单体自然就露出“庐山真面目了”。单体可能是一种，也可能是几种。单体的类型大致有以下两种情况：a.若链节中碳原子全部以单键相连，则对应的②有些高聚物是通过单体“开环”聚合的，这类反应也属于加聚反应。其单体的确定方法为：去掉方括号及“n”，将“半键”(两端原子上的短线)闭合即是。如：CH2CH2O，单体是。(2)缩聚产物单体的判定①若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。如如的单体为[典例1]下列对有机高分子化合物的认识不正确的是()A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而其结构复杂典例导析有机高分子化合物的概念C．对于一块高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类[答案]BC针对训练1下列说法中正确的是()A．油脂是高级脂肪酸甘油酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合物B．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同C．聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不同D．一块无色透明的塑料的成分是聚乙烯，所以是纯净物，有固定的相对分子质量答案：C[典例2]下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是()有机高分子化合物的合成[答案]C针对训练2下列化合物中(1)可发生加聚反应的一个化合物是________，加聚物的结构式为________。(2)可发生缩聚反应的一个化合物是________，缩聚物的结构式为________。(3)可发生缩聚反应的两个化合物是________和________，缩聚物的结构式为____________________。答案：(1)bd[典例3]现有两种烯烃CH2===CH—CH3和，它们的混合物在一定条件下进行加聚反应，其产物中可能有：高聚物及单体的相互推断⑤⑥()A．全部B．①②③⑤C．①②③④D．③⑤⑥[答案]B针对训练3下面是一种线型高分子的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有________种，它们的结构简式为________________________。合成该高分子化合物的反应类型是________。答案：51．某高聚物含有如下结构片断：随堂演练A．它是缩聚反应的产物B．其单体是CH2＝CH2和HCOOCH3C．其链节是CH3CH2COOCH3D．其单体是CH2＝CHCOOCH3答案：D2．某高聚物的结构为下列分析正确的是()A．它不可能是加成聚合的产物B．其单体是CH2===CH2和HCOOCH3C．它完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量之比为4：3D．其单体为CH2===CHCOOCH3答案：CD3．下列物质中能发生加成、加聚和缩聚反应的是()答案：B4．某高分子化合物的部分结构如下：下列说法中正确的是()A．若n为聚合度，则该物质的相对分子质量为97nB．该聚合物的链节是C．该聚合物的化学式为(C3H3Cl3)nD．单体是CH2===CHCl答案：A5．下列工业生产过程，属于应用缩聚反应制取高聚物的是()答案：D6．某高聚物可表示为：下列叙述不正确的是()A．该高聚物是通过加聚反应生成的B．合成该高聚物的单体有三种C．1mol该物质能与1molH2加成，生成不含的物质D．该高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化答案：C7．请将合成下列高分子材料所用的单体、反应类型填入相应空格内。体是________________，反应类型为________。(7)人造象牙O—CH2单体是________，反应类型是________。答案：(1)CH2===CH—Cl加聚反应8．感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为：回答下列问题：(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式__________、____________。(2)写出在(1)中由两种单体合成高聚物的化学反应方程式：___________________________________________。(3)对此高聚物的性质判断中不正确的是________。A．在酸性条件下可以发生水解B．此高聚物不能使溴水褪色C．此高聚物可以使KMnO4酸性溶液褪色D．此高聚物可与溴水发生加成反应E．此高聚物水解后可得到另外一种高聚物答案：(1)CH2===CHOH