合成有机高分子物质的方法

选修5

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一、有机高分子化合物【思考】什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？【小分子】相对分子质量通常不上千，有明确的数值，通常称为低分子化合物，简称小分子；如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等。

1、概念：相对分子质量达几万甚至几千万，只是一个平均值，通常称为高分子化合物，简称高分子，有时又称高聚物。如：淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。【合成有机高分子化合物】以低分子有机物作原料，经聚合反应得到的各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量一般高达104—106。高分子化合物又称高聚物。聚乙烯是一种生活中常用的塑料。2、结构：（1）结构简式：它们是由若干个重复结构单元组成的。（2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元。叫做链节。（3）聚合度：高分子里含有链节的数目。通常用n表示。（4）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物，叫做单体。（5）聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n【学与问】通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体，你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？

CH2=CHCl

二、加成聚合反应1、概念：由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的方式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。2、加聚反应方程式书写：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随堂练根据加聚反应原理，请同学们写出下列单体发生加聚反应的方程式。(1)CH3CH2CH=CH2(2)CH2=CH2

与

C6H5CH=CH2

1：1

（3）CH2=CHCH=CHC2H53、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。

(聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍)。如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。一块高分子材料是由若干n值不同的高分子材料组成的混合物。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-n4、加聚反应生成高聚物的单体的判断[CH2—CH]nCl[CH2—CH]n

CH2=CHCH2=CHCl（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合即为单体。（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。（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：[规律]:“见双键、四个C；无双键、两个C”划线断开，然后将半键闭合.【例1】下列单体中，在一定条件下能发生加聚反应生成的是（）

B.C.CH3CH=CH2

和CH2=CH2D.CH3CH=CH22AC【例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.CH3OCH3B5、常见的加聚反应含一个碳碳双键的单体的加聚：如聚丙烯含共轭双键的单体的加聚：如聚1，3-丁二烯不同烯烃的共聚：如乙烯与丙烯加聚含碳氧双键的单体的加聚：如聚甲醛含碳碳三键的单体的加聚：如聚乙炔【思考】请看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聚酯缩合聚合反应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”。二元酸和二元醇间三、缩合聚合反应1、概念：有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生小分子副产物的反应，叫缩合聚合反应；简称缩聚反应。（酯化、成肽…）2、缩聚反应方程式的书写：（1）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。）（2）单体物质的量与缩聚产物结构式的下角标要一致，同时还有小分子物质生成；由一种单体进行缩聚时生成小分子的物质的量应为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应生成小分子的物质的量应为（2n-1）。nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH催化剂单体链节聚合度HOOC(CH2)4COOCH2CH2OnH+(2n-1)H2O端基原子端基原子团【例3题】写出下列物质发生缩聚反应的方程式1、对羟基苯甲酸的缩聚2、H2N—(CH2)2—NH2与HOOC-COOH缩聚【随堂练】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3、缩聚反应的特点：

*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；*单体和聚合物的组成不同；*反应除生成聚合物外，还有小分子生成（如H2O、NH3、HCl等）

。

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）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4、缩聚反应类型按单体种类②由两种单体：nmol

和进行缩聚反应，nmol单体含—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。nmol按官能团分类：醇酸缩聚：羟酸缩聚：如聚乳酸氨基与羧基缩聚：氨基酸缩聚：醛酚缩聚：如酚醛树脂5、由缩聚反应生成高聚物的单体的判断常用“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凡链节为H

OH结构的，其单体必为一种，在链节的-NH上加氢原子、羰基上加羟基，所得氨基酸为单体。如H

OH的单体是和HOOC(CH2)mCOOH。如H

OH的单体是凡链节为H

OH结构的单体必是两种，可从上断开，在-NH上加氢原子，在羰基上加羟基，得到二胺和二酸即为单体。例4、根据下列高聚物的结构简式，写出得到聚合物的单体

归纳总结加聚反应与缩聚反应特点对比反应类型加聚缩聚反应物种类反应物特征生成物特征产物种类相同或不同单体相同或不同单体含有不饱和键含有特征官能团聚合