高中化学选修五第五章第一节合成高分子化合物基本方法课件

第五章进入合成有机高分子化合物的时代第一节合成高分子化合物的基本方法高分子化合物与低分子化合物有什么不同？1、相对分子质量的大小不同：2、基本结构不同：3、物理、化学性质不同：低分子10000以下（准确值），高分子10000以上（平均值）。高分子化合物由若干个重复的结构单元组成。小分子没有重复结构单元。各方面性质差别较大。一、加成聚合反应定义：小分子间通过加成反应的形式形成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。如：nCH2=CH2[CH2—CH2]n催化剂单体链节聚合度M聚合物=链节的相对质量×n练习：写出苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式合成高分子化合物的方法2．高分子化合物的结构(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的称作单体．低分子化合物(2)链节：高分子化合物中化学组成、可重复的称作链节．(3)聚合度：高分子链中含有链节的称聚合度，通常用表示，相同最小单位数目n如：nCH2=CH2[CH2—CH2]n催化剂单体链节聚合度M聚合物=链节的相对质量×n练习：写出苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式P.100思考与交流单体名称单体的结构简式聚合物乙烯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？加聚反应的特点:1、单体含不饱和键：2、没有副产物生成；3、链节和单体的化学组成相同；如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？CH2=CHCl由加聚聚合物推单体的方法→单体：CH2=CH2边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键，键尾相遇按虚线部分断键成单键。→单体：凡链节主链只在C原子并存在有C=C双键结构的高聚物，其规律是“见双键、四个C；无双键、两个C”划线断开，然后将半键闭合，即双键互换。⑴某高分子化合物可以表示为（）则合成该高分子化合物的单体是＝⑵工程塑料ABS树脂合成时用了三种单体，ABS树脂的结构简式是：这三种单体的结构简式分别是：、、。＝1．加聚反应的类型(1)单双键加聚(2)共轭双键的加聚(3)两种及两种以上单体的加聚1、写出下列单体聚合成聚合物的化学方程式1）CH2=CHCl2）3）2、人造象牙中，主要成分的结构是它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体是（）A.(CH3)2OB.HCHOC.CH3CHOD.CH3OCH3B3、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是（）A.B.C.D.A4、下列单体中，在一定条件下能发生加聚反应生成的是（）A.B.C.CH3CH=CH2和CH2=CH2D.CH3CH=CH2A请同学们写出下列反应的化学方程式，并说明断成键的特点1、乙酸与乙醇酯化反应2、两个甘氨酸分子形成二肽该反应与加聚反应不同，在生成聚合物的同时，还伴有小分子副产物（如：H2O等）的生成。这类反应我们称之为“缩聚反应”。二、缩合聚合反应定义：小分子间通过缩合反应的形式形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反应；简称缩聚反应。（酯化、成肽…）①由一种单体nmol单体中含—COOH官能团（或—OH）的物质的量为：nmol，而在反应中，有一个端基（—COOH）和（—OH）是没有参与反应的，故生成水的物质的量为：（n-1）mol聚—6—羟基己酸催化剂单体链节聚合度M聚合物=单体的相对质量×n-(n-1)×18+(n-1)H2O端基原子端基原子团nCH3CH-C-OHOHOHO-CH-CnOHCH3O催化剂单体链节聚合度M聚合物=单体的相对质量×n-(n-1)×18+(n-1)H2O端基原子端基原子团nCH3CH-C-OHOHOHOCHCnOHCH3O②由两种单体：nmolnmol和进行缩聚反应，nmol中含—COOH的物质的量为2nmol，而在反应中，有一个端基（—COOH）是没有参与反应的，故生成水的物质的量为：（2n-1）mol。nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH催化剂单体链节聚合度M聚合物=单体的相对质量×n-(2n-1)×18HOOC(CH2)4COOCH2CH2OnH+(2n-1)H2O端基原子端基原子团缩聚反应的特点:1、缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子；2、缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物（如H2O、NH3、HCl等）生成；3、链节和单体的化学组成不相同；4、由一种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为（n-1）5、由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为（2n-1）6、缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团（这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。）如：2．缩聚反应的类型(1)醇羟基和羧基的酯化缩聚①二元酸和二元醇的缩聚如合成聚酯纤维：②羟基羧酸的酯化缩聚(2)氨基和羧基的缩聚①氨基酸的缩聚氨基酸缩聚成聚酰胺或蛋白质如：nH2NCH2(CH2)4COOH――→催化剂②含双氨基与含双羧基物质的缩聚如由间苯二甲酸和间苯二胺制备Nomx纤维：要点二由高聚物推单体的方法——1．判断聚合类型若链节主链上都是碳原子，一般是加聚反应得到的产物；若链节主链上含有等基团时，一般是缩聚反应的产物．2．加聚产物单体的判断(1)凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其单体必为一种，将两个半键闭合即可．如(2)凡链节主链只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的高聚物，其单体必为两种．在中央画线断开，然后将四个半键彼此闭合即可，如的单体是CH2===CH2和CH3—CH===CH2.(3)凡链节主链中只有碳原子并存在键的高聚物，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”画线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换．如：的单体是：3．缩聚高聚物单体的判断(1)凡链节为结构的高聚物，其单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得高聚物单体：H2N—R—COOH.(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键()结构的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体必为两种，在亚氨基上加氢原子，羰基上加羟基即得高聚物单体．如：的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH.(3)凡链节中间(不在链端上)含有(酯基)结构的高聚物，其单体必为两种，从中间断开，羰基上加羟基，氧原子上加氢原子即得高聚物单体．如：的单体如下为HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH.由缩聚物推断单体的步骤为：(1)去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”，变为小分子．(2)断开分子中的酰胺键或酯基．(3)将断开的羰基碳上连接—OH；在氧或氮原子上连接—H，还原为单体小分子．[例2]使用有机材料制成的薄膜，给环境造成的“白色污染”后果十分严重．我国最近研制成功的几种可降解塑料结构简式如下：该塑料有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解．试回答下列问题：(1)可降解塑料A、B、C对应的三种单体依次是________________、________________、____________.(2)可降解塑料在自然界可通过__________(填反应类型)进行降解．(3)B的单体在浓H2SO4中可发生消去反应生成不饱和酸，此不饱和酸的结构简式是________________．此不饱和酸属于链状酸的同分异构体还有________种．[解析](1)可降解塑料A、B、C都是由各自单体通过缩聚反应生成的，对应的三种单体依次是(2)可降解塑料在自然界可通过水解反应进行降解．(3)在浓H2SO4中可发生消去反应生成不饱和酸，其结构简式是它的属于链状酸的同分异构体还有2．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，分别写出它们的结构简式．_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：从本题所示的高分子化合物的长链结构中可以看出多次出现类似酯的结构中的结构单元，所以这种高分子化合物是由酸和醇缩聚而成的聚合物．据长链可以得知结合处断裂后，碳原子上加羟基，氧原子上加氢，从而得出各种单体有(注意重复)5种．练习写出由下列单体发生聚合反应的化学方程式（1）苯丙氨酸（2）对苯二乙酸和1,3-丙二醇你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢？缩聚物单体的推断方法常用“切割法”，如下图示：1、下列化合物中a.b.c.d.e.f.(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。练一练2、有机玻璃（聚丙烯酸甲酯）的结构简式可用表示。设聚合度n为3000。回答下列问题：（1）指出有机玻璃的单体和链节；（2）求有机玻璃的相对分子质量；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，分别写出它们的结构简式．___________________________________________________[例1]下列有机物或有机物组合，不能发生聚合反应的是().＋(n－1)H2O；而D项不能发生聚合反应．[答案]D1．下列物质中能发生加成、加聚和缩聚反应的是()解析：能发生加成、加聚反应的化合物分子结构中应含有等；能发生缩聚反应的化合物应含有两个或两个以上的官能团，如—COOH、—OH和—NH2等．答案：B答案：加聚聚合度混合物不同分子n值不同再见