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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
低分子1000以下(准确值),高分子104~106(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。
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:
4、高分子化合物不是化合物而是混合物,没有固定的熔沸点。
前面我们学过哪些高分子化合物?与低分子化合物有什么不同?
想一想
(一)定义:小分子 间通过加成聚合形成高分子化合物的反应叫加成聚合反应;简称加聚反应。
写出苯乙烯制备聚苯乙烯的化学方程式
一、加成聚合反应
关键词:加聚反应、聚合物、单体、链节、聚合度。
聚合度
单体
练习
单体的相对质量×n
P.101 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
1、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬,其链节是( )
A.
B.
C.
D.
B
练习
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)2O B. HCHO
C.CH3CHO D.CH3OCH3
练习
B
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。
(三)单体和高分子化合物互推方法:
一、加成聚合反应
(二)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。
(三)单体和高分子化合物互推:
一、加成聚合反应
(二)加聚反应的特点:
CH2=CH-CH=CH2
CH2=CH-CH=CH2
一、加成聚合反应
(四)加聚反应的类型:
① 自聚反应:仅由一种单体发生的加聚反应。
② 共聚反应:由两种或两种以上单体发生的加聚反应。
前面所举的例子均属于自聚反应。
例如:乙烯和丙烯的加聚;
练习1:写出由下列单体合成的高分子化合物的结构简式。
(2)CH2=CH—CH=CH2和CH2=CH-CN
工程塑料ABS树脂(结构简式如下),合成时用了三种单体。这三种单体的结构简式分别是:
、 、
。
CH2=CHC6H5
CH2=CHCH=CH2
CH2=CHCN
ABS
苯基
练习
HOOCCOOH + HOCH2CH2OH
乙二酸 乙二醇
nHOOC-COOH + nHOCH2CH2OH
O O O O
HO-C-C-OH+H-OCH2CH2O-H··· HO-C-C-OH+H-OCH2CH2OH
O O O O
-C-C-O-CH2CH2O- ··· -C-C-O-CH2CH2O- + 2n H2O
即:
断键分析
( -1)
HO
H
(一)定义:由两种或两种以上单体相互结合成高分子化合物,同时有小分子生成的反应叫缩合聚合反应;简称缩聚反应。(酯化、成肽…)
二、缩合聚合反应
关键词:缩聚反应、聚酯、端基原子、端基原子团。
端基原子团
端基原子
已二酸
乙二醇
聚已二酸乙二醇酯
(二)缩聚反应类型:1、生成聚酯的反应 (醇、酸缩聚)
HO
H
M聚合物?
单体的相对质量×n - (2n-1) ×18
2、生成聚酯的反应 (羟基酸缩聚)
二、缩合聚合反应
+( n-1 ) H2O
二、缩合聚合反应
3、成肽的反应(氨基酸缩聚):
H
OH
多肽
肽键
4、酚醛缩聚
1、单体含双官能团或多官能团;官能团间易形成小分子
2、聚合时有副产物小分子生成;
3、链节和单体的化学组成不相同;
如二元醇与二元酸;氨基酸、羟基酸等。
(三)缩聚反应的特点:
二、缩合聚合反应
(1)方括号外侧写链节余下的端基原子(或端基原子团)
(2)由一种单体缩聚时,生成小分子的物质的量应 为
(3)由两种单体缩聚时,生成小分子的物质的量应为
(四)缩合聚合反应收书写注意点:
(n-1)
(2n-1)
1: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)对苯二甲酸和1,3-丙二醇
练习
2:写出下列聚合物的单体的结构简式:
HO[ C C NHCH2CH2NH ]nH
O
O
(1)
(2) H [ NH (CH2)5CO ]n OH
加聚反应与缩聚反应的比较
含碳碳双键或碳碳叁键等
含两个以上官能团
与单体组成相同
与单体组成不同
只有聚合物
聚合物和小分子
无
有
烯烃、炔烃、
二烯烃、甲醛等
二元醇、二元羧酸、氨基酸、
酚和醛等
反应类型 加聚反应 缩聚反应
单体特征
产物特征
产物种类
端基原子
单体类别
3.凡链节中主碳链为4个碳原子,含有碳碳双键结构,单体为一种,属二烯烃
由加聚聚合物推单体的方法
1.凡链节的主碳链为两个碳原子,其单体必为一种。将链节的两个半键闭全即为单体。
2.凡链节中主碳链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体。
4、凡链节的主链上有多个碳原子的(除氢原子外无其它原子)并存在碳碳双键的高聚物,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,并注意将双键变单键。
根据缩合物找单体方法是:
在寻找单体时,先看它的链节结构,分析它是通过哪一类有机化学反应缩合的;然后根据缩合反应中断键和成键的特点,逆向分析寻找单体。
缩聚物单体的推断方法常用“切割法”,如下图示:
从酯基中间断开,在羰基上加羟基,在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。
如已知涤纶树脂的结构简式为:
根据缩合物找单体:
3、下列单体,在一定条件下能发生加聚反应生成
的是( )
A.
B.
C. CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D. CH3CH=CH2
C
5 、Nomex纤维是一种新型阻燃性纤维.它可由 间苯二甲酸和间苯二胺在一定条件下以等物质的量缩聚合成。请把 Nomex纤维结构简式写在下面的方框中
缩聚物
间苯二甲酸 间苯二胺