反应型高分子

1、反应型高分子第1页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二重点内容1.反应型高分子的定义其分类2.高分子化的定义及其优缺点第2页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二10.1 概论分类：反应型功能高分子材料包括高分子试剂和高分子催化剂。应用：主要用于化学合成和化学反应，有时也利用其反应活性制备化学敏感器和生物敏感器。第3页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二10.1.1 高分子试剂与催化剂的概念（1） 高分子化学反应试剂化学反应试剂是一类自身的化学反应性很强，能和特定的化学物质发生特定化学反应的化学物质。它直接参与合成反应，并在反应中消耗掉自身。

2、举例;常见的能形成碳-碳键的烷基化试剂格氏试剂、能与化合物中羟基和氨基反应形成酯和酰胺的酰基化试剂等就属于化学试剂。小分子试剂经过高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功能的高分子化合物被称为高分子化学反应试剂。第4页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二（2） 高分子化学反应催化剂催化剂是一类特殊物质，它虽然参与化学反应，但是其自身在反应前后并没有发生变化（虽然在反应过程中有变化发生）。功能:能几十倍、几百倍地增加化学反应速度；在化学反应中起促进反应进行的作用。常用催化剂多为酸或碱性物质（用于酸碱催化），或者为金属或金属络合物。通过聚合、接枝等方法将

3、小分子催化剂高分子化，使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合，得到具有催化活性的高分子材料称为高分子化学反应催化剂。第5页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二10.1.2 高分子化学试剂和高分子催化剂的应用特点（1）简化操作过程。一般来说，经过高分子化后可以得到的高分子反应试剂和催化剂在反应体系中仅能溶胀，而不能溶解；这样在化学反应完成之后，可以借助简单的过滤方法使之与小分子原料和产物相互分离；从而简化操作过程，提高产品纯度。（2）有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。利用高分子反应试剂和催化剂的可回收性和可再生性，可以将某些贵重的催化剂和反应试剂高分子化后使用，以便于回收

4、再用，达到降低成本和减少环境污染的目的。这一技术对开发贵金属络合催化剂和催化专一性极强的酶催化剂（固化酶），以及采用易对环境产生污染的试剂具有特别重大意义。高分子化优点第6页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二高分子化优点（3）可以提高试剂的稳定性和安全性。高分子骨架的引入可以增加某些不易处理和储存试剂的稳定性，增加安全性，如小分子过氧酸经过高分子化后稳定性大大增加。分子量增加后挥发性的减小，也在一定程度上减小易燃易爆试剂的安全性。挥发性减小还可以消除某些试剂的不良气味，净化工作环境。（4）固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度。利用高分子载体连接多官能团反应试剂（

5、如氨基酸）的一端，使反应只在试剂的另一端进行，这样可以实现定向连续合成。反应产物连接在固体载体上不仅使之易于分离和纯化，同时有利于实现化学反应的机械化和自动化。第7页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二高分子化优点（5）提高化学反应的选择性。利用高分子载体的空间立体效应，可以实现 “模板反应（template reaction）”。这种具有独特空间结构的高分子试剂，是利用了它的高分子效应和微环境效应，可以实现立体选择合成。在高分子骨架上引入特定光学结构，可以完成某些光学异构体的合成和拆分。（6）可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。将某些反应活性结构有一定间隔地连接在刚

6、性高分子骨架上，使其相互之间难于接触，可以实现常规有机反应中难于达到的 “无限稀释”条件。这种利用高分子反应试剂中官能团相互间的难解近性和反应活性中心之间的隔离性，可以避免在化学反应中的试剂“自反应”现象，从而避免或减少副反应的发生。同时，将反应活性中心置于高分子骨架上特定官能团附近，可以利用其产生的邻位协同效应，加快反应速度、提高产物收率和反应的选择性。第8页，共10页，2022年，5月20日，3点55分，星期二高分子化缺点（1）增加试剂生产的成本。在试剂生产中高分子骨架的引入和高分子化过程都会使高分子化学试剂和催化剂的生产成本提高。比较复杂的制备工艺也是成本增加的因素之一。（2）降低化学反应速度。由于高分子骨架的立体阻碍和多相反应的特点，与相应的小分子试剂相比，由高分子化学试剂进行的化学反应，其反应