原化學(xué)合成高分子化合物的基本方法課件莒南人教選修

1、什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？,思考,（1）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,（ 2）高分子：以低分子有機(jī)物作為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到的各種相對(duì)分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物。相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬甚至幾 千萬，通常稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子，又稱高聚物，聚合物；如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂等,高分

2、子化合物與低分子化合物有什么不同？,1、相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同：2、基本結(jié)構(gòu)不同：3、物理、化學(xué)性質(zhì)不同：,低分子1000以下（準(zhǔn)確值），有明確的數(shù)值；高分子10000以上（平均值）。,高分子化合物由若干個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元組成。小分子沒有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。,各方面性質(zhì)差別較大。,相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子化合物的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)又分為加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。,聚合反應(yīng):,一、加成聚合反應(yīng),1

3、 定義：由含有不飽和鍵的相對(duì)分子小的有機(jī)化合物通過加成反應(yīng)的形式形成高分子化合物（高聚物）且不生成小分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)；簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。,單體,鏈節(jié),聚合度,,,,,,單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物叫做該高聚物的單體。,鏈節(jié)：高分子化合物中化學(xué)組成相同，可重復(fù)出現(xiàn)的最小單位（結(jié)構(gòu)單元）稱為鏈節(jié)。,聚合度：高分子化合物中鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度。,,3.加聚反應(yīng)的特點(diǎn):,⑴單體含不飽和鍵:雙鍵或三鍵：

4、⑵反應(yīng)后只生成高分子化合物，沒有小分子生成。⑶聚合物和單體的化學(xué)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。,如烯烴、二烯烴、炔烴、醛等。,4 加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書寫,將鏈節(jié)寫在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫在方括號(hào)的右下角，由于加聚物的端基不確定，通常用—表示。,,例如：,常見加聚反應(yīng)的類型有：（1）單體只有一種，發(fā)生加聚反應(yīng)時(shí)，單體中碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵斷裂，形成的片段結(jié)合形成高分子化合物。nCH3CH=CH2

5、 [ CH—CH2 ],5 加聚反應(yīng)的類型,碳碳雙鍵上連接的其它原子或原子團(tuán)，在高分子化合物中只能做支鏈。,總結(jié),加聚反應(yīng)是形成高分子化合物的重要類型。參加反應(yīng)的單體一般都要求有不飽和鍵。（通常為C=C，有時(shí)也可為C=O）。,● （2）共軛雙鍵的加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2 [ CH2—CH=C—CH2 ]●（3）參加加聚反應(yīng)的單體有兩種或多種nCH2=CH—C

6、=CH2 +nCH3CH=CH2 [ CH2—CH=C—CH2—CH—CH2 ],,,,,n,,,催化劑,,,n,,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。含共軛雙鍵的單體在發(fā)生加聚反應(yīng)時(shí)，原來雙鍵中的一個(gè)鍵均斷裂，在中間的兩個(gè)碳原子上生成一個(gè)新的雙鍵，形成的片段相互結(jié)合成高分子化合物。,,（4）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng)

7、nH—C—H — O—CH2—,,[ ]n,是甲醛發(fā)生加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，稱為人造象牙。,P.100 思考與交流,,有何特征？,1、寫出下列單體聚合成聚合物的化學(xué)方程式 1）CH2=CHCl 2）,3）,課堂練習(xí),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)”。1 縮

8、聚反應(yīng)的定義：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)生小分子化合物的反應(yīng)，叫做縮合聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。,二、縮合聚合反應(yīng),2 縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)： (1)、縮聚反應(yīng)的單體中所含官能團(tuán)的種類數(shù)加起來應(yīng)不少于兩種（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）。 ( 2)、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有小分子化合物（如H2O、NH3、HCl等）生成。 (3)、所得聚合物的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同

9、。(4)含有兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈線型結(jié)3、縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。）如：,① 由一種單體,n mol 單體中含—COOH官能團(tuán)（或—OH）的物質(zhì)的量為：n mol， 而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（n-1） mol,,聚—6—羥基己酸酯,4 縮聚反應(yīng)方程式的書寫,書寫縮

10、聚反應(yīng)方程式，除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的下標(biāo)要一致，同時(shí)還應(yīng)注意由一種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成的小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（n-1)mol,②由兩種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為（2n-1)mol：,n mol,和,進(jìn)行縮聚反應(yīng)，n mol,中含—COOH的物質(zhì)的量為2 n mol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為（2n-1） mol。,n mol,5 縮聚反應(yīng)的類型縮聚

11、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種或兩種以上的官能團(tuán)。常見的縮聚反應(yīng)類型有：（1）苯酚和甲醛的縮聚,總結(jié),課本P107,（2）醇羥基和羧基酯化而縮聚①二元羧酸和二元醇的縮聚，如合成聚酯滌nHOOC- -COOH+nHOCH2CH2OH,n,OH—C— R—C—O—R—O—,‖,‖,[ ] H,O,O,′,+ (2n-1) H

12、2O,+(2n-1)H2O,綸,（3）醇酸的酯化縮聚如nCH3CHCOOH H—O—CH—C—OH,n,‖,O,,,[ ],′,H—O— R—C—O—R—C— +（2n-1）H2O,[ ]nOH,n,+(n-1)H2O,,′,（4） 氨基與羧基的縮聚A、氨基酸自身的縮聚，如合成聚

13、酰胺6：nH2N（CH2）5COOH H—NH(CH2)5C—OH,,(n-1)H O,2,+,若此類反應(yīng)只有一種單體，則通式為：,′,nH2N—R—COOH H—NH—R—C —,[ ]nOH,+(n-1),,若此類反應(yīng)有兩種或兩種以上單體，則通式為：,′,nH2N—R—COOH + nH2N—R—COOH

14、 H —NH—R—C—NH—R—C—OH,[ ]n,+,,B、含氨基與羧基的單體發(fā)生縮聚反應(yīng)nHOOC—COOH+nH2N—CH2—CH2—NH2 HO—C—C—NH—CH2CH2—NH—H +(2n-1) H2O此類反應(yīng)的通式為：nHOOC—R—COO

15、H+nH2N—R—NH2 HO—C—C—NH—R—NH—H +(2n-1)H2O,,′,[ ]n,1 判斷聚合類型若鏈節(jié)結(jié)構(gòu)式中主鏈上都是碳原子，該高聚物一般是加聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物。特殊：[ O—CH2 ] n 是HCHO加聚的產(chǎn)物。,含基團(tuán),n,的是HCHO和酚發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。,三 由高聚物推斷單體的方法,若

16、鏈節(jié)結(jié)構(gòu)式中主鏈上原子（N,O等），該高聚,除含碳原子外，還含有其它,物一般是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。,2 加聚物單體的判斷方法 （1） 若是加聚產(chǎn)物凡鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)式中主鏈上只有兩個(gè)碳原子（無其它原子）的高聚物，其合成單體必為一種，將鏈節(jié)中兩半鍵向內(nèi)閉合即可得到單體。如,的單體是,,（2）凡鏈節(jié)結(jié)構(gòu)式中主鏈只有四個(gè)碳原子（無其它原子）且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為兩種，在鏈節(jié)中央劃線斷開，然

17、后將兩側(cè)半鍵向內(nèi)閉合即得單體。,（3）凡鏈節(jié)結(jié)構(gòu)式中主鏈含有4個(gè)或4個(gè)以上的碳原子并存在C=C雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵、四個(gè)碳，無雙鍵、兩個(gè)碳”劃線斷開，然后將得到的片段中兩個(gè)半鍵向內(nèi)閉合，單雙鍵互換即得單體。 [ CH2—CH=C—CH2 ] 的單體是CH2=CH—C=CH2,n,,,3、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相應(yīng)的羧酸和醇。,如已知滌綸

18、樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,凡鏈節(jié)為 — HN—R—CO— 結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體。如H— N—CH2—CH2—C— OH ， 其單體為 H2N—CH2—CH2—COOH凡鏈節(jié)中間（不在端上）含有肽鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的其單體必為兩種；在亞氨基上加

19、氫，羰基上加羥基即得高聚物單體。如H—N—CH2—C—N—CH2—CH2—C— OH ，單體是H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH,,n,[ ],你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成呢？,縮聚物單體的推斷方法常用“切割法”，如下圖示：,再見！,聚合反應(yīng),復(fù)習(xí),2、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

20、單體是（ ） A. (CH3)2O B. HCHO C.CH3CHO D.CH3OCH3,3、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.,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（ ） A.,B.,C. CH3CH=CH2 和CH2=CH2

21、 D. CH3CH=CH2,5、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n為3000。回答下列問題： （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；,縮合聚合反應(yīng),如：,,催化劑,單 體,鏈節(jié),聚合度,,,,M聚合物= 單體的相對(duì)質(zhì)量×n - (n-1) ×18,,+(n-1)H2O,端基原子,,端基原子團(tuán),,縮合聚合反應(yīng),nHOOC(CH2)4COOH+

22、nHOCH2CH2OH,,催化劑,單 體,鏈節(jié),聚合度,,,,M聚合物= 單體的相對(duì)質(zhì)量×n - (2n-1) ×18,,,+(2n-1)H2O,端基原子,,端基原子團(tuán),,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的單體是,,,和HOOC(CH2)mCOO

23、H。,如H OH的單體是,凡鏈節(jié)為H OH結(jié)構(gòu)的單體必是兩種 ，可從 上斷開，在-NH上加氫原子，在羰基上加羥基，得到二胺和二酸即為單體。,3.由加聚聚合物推單體的方法,→單體：,,,,→ 單體：CH2=CH2,彎箭頭法：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?/p>