高分子化学有机化学部分

高分子化学有机化学部分有机化学概述一、绪论二、缩聚和逐步聚合三、自由基聚合四、自由基共聚合五、聚合方法六、离子聚合七、聚合物的化学反应第2页,共95页，2024年2月25日，星期天有机化学概述第3页,共95页，2024年2月25日，星期天烃卤代烃醇、酚、醚醛、酮羧酸及其衍生物胺第4页,共95页，2024年2月25日，星期天R—CH2—ClR—CH2—OHR—O—R’OHR—C—HR—C—R’O=O=R—C—OHR—C—OR’O=O=R—C—ClR—C—NH2O=O=卤代烃醇醚酚醛酮羧酸羧酸酯酰卤酰胺第5页,共95页，2024年2月25日，星期天烃类饱和烃不饱和烃脂环烃芳香烃开链烃(脂肪烃)闭链烃(环烃)烯烃环烷烃环烯烃单环芳烃多环芳烃炔烃二烯烃第6页,共95页，2024年2月25日，星期天第一节开链烃第7页,共95页，2024年2月25日，星期天一、饱和烃名称分子式结构式甲烷CH4—C—乙烷C2H6—C—C—丙烷C3H8—C—C—C—丁烷C4H10—C—C—C—C—戊烷C5H12—C—C—C—C—C—己烷C6H14—C—C—C—C—C—C—庚烷C7H16—C—C—C—C—C—C—C—辛烷C8H18—C—C—C—C—C—C—C—C—第8页,共95页，2024年2月25日，星期天1.通式：CnH2n+22.同分异构现象：C5H12—C—C—C—C—C——C—C—C—C——C—C—C——C——C——C—正戊烷沸点：36.1℃异戊烷沸点：28℃新戊烷沸点：9.5℃第9页,共95页，2024年2月25日，星期天H—C—C—C—C—C—H—C—C—C—C——C—C—C——C——C——C—伯碳原子：只与一个碳原子相连的碳原子仲碳原子：与两个碳原子相连的碳原子叔碳原子：与三、四个碳原子相连的碳原子HH第10页,共95页，2024年2月25日，星期天C—C键、C—H键均为σ键—C—C—C—C—C—HHHHHHHHHHHH第11页,共95页，2024年2月25日，星期天3.烷烃的化学性质(1)氧化CH4+2O2CO2+2H2O+882KJ/molR—CH2—CH2—R’RCO2H+R’CO2HKMnO4第12页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)异构化CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3AlBr3,HBr27℃第13页,共95页，2024年2月25日，星期天(3)裂解C16H34C8H18+C8H162~3MPa500℃C8H18C4H10+C4H8裂化第14页,共95页，2024年2月25日，星期天(4)取代反应CH4CH3Cl+HCl光Cl2CH3ClCH2Cl2+HCl光Cl2CH2Cl2CHCl3+HCl光Cl2CHCl3CCl4+HCl光Cl2第15页,共95页，2024年2月25日，星期天二、烯烃单烯烃：分子中仅含有一个C=C的不饱和开链烃二烯烃：分子中仅含有两个C=C的不饱和开链烃CH2=CH2CH3-CH2-CH2=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2=CH-C=CH2CH3第16页,共95页，2024年2月25日，星期天1.单烯烃通式：CnH2nCH2=CH2CH3-CH2-CH2=CH2CH3-CH=CH2C=C双键是由一个σ键、一个π键组成π键电子云比σ键重叠程度小，因此π键较弱，易断裂。第17页,共95页，2024年2月25日，星期天异构体CH3-CH2-CH2=CH2CH3-CH=CH2CH3CH3-CH=CH-CH3碳链异构双键位置异构顺反异构第18页,共95页，2024年2月25日，星期天顺反异构体C=CCH3CH3HHC=CCH3CH3HH顺-2-丁烯反-2-丁烯第19页,共95页，2024年2月25日，星期天烯烃的化学性质(1)加成反应加氢反应：R-CH=CH2+H2R-CH-CH3与卤素加成：R-CH=CH2+Cl2R-CH-CH2与卤化氢加成：R-CH=CH2+HClR-CH-CH3ClClCl第20页,共95页，2024年2月25日，星期天与水的加成：R-CH=CH2+H2OR-CH-CH3与次卤酸加成：R-CH=CH2+HOXR-CH-CH3OHOHCl第21页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)氧化反应空气氧化：R-CH=CH2+O2R-CH—CH2高锰酸钾氧化：R-CH=CH2R-CH-CH2HOOHAg250℃O稀、冷KMnO4中、碱性介质R-CH=CH2R-CO2H+CO2+H2OKMnO4酸性介质第22页,共95页，2024年2月25日，星期天臭氧(O3)氧化：R-CH=CH2R-CHCH2O3OR-CH=CH2R-CO2H+HCO2HOO氧化剂R-CHO+HCHO弱还原剂强还原剂醇第23页,共95页，2024年2月25日，星期天2.二烯烃分子通式：CnH2n-2R-CH=C=CH2R-CH=CH-CH2-CH=CH2R-CH=CH-CH=CH2累积二烯烃共轭二烯烃孤立二烯烃第24页,共95页，2024年2月25日，星期天化学性质（1）加成反应CH2=CH-CH=CH2+Br2CH2-CH-CH=CH2BrBrBrBrCH2-CH=CH-CH21,2加成1,4加成第25页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)双烯合成(Diels-Alder反应)CHCHCH2CH2+CHCH2COOCH3COOCH3第26页,共95页，2024年2月25日，星期天三、炔烃炔烃：分子中含C≡C叁键的不饱和烃分子通式：CnH2n-2CH≡CHR-C≡CHR-C≡C-R’三键由一个σ键和两个π键组成第27页,共95页，2024年2月25日，星期天炔烃的化学性质（1）加成反应R-C≡CHR-CH=CH2R-CH2-CH3

H2H2PtPt加氢反应第28页,共95页，2024年2月25日，星期天R-C≡CHR-C=CHR-C-CHX2X2与亲电试剂加成XXXXXXR-C≡CHR-C=CH2R-C-CH3

HXHXXXX第29页,共95页，2024年2月25日，星期天R-C≡CHR-C=CHR-C-CH3HOH与亲核试剂加成HOHOHC≡CHCH2=CH-CNHCN第30页,共95页，2024年2月25日，星期天（2）氧化反应CH≡CH+10KMnO4+2H2O6CO2+10KOH+10MnO2(紫色)(褐色)此反应可用来检验C≡C的存在第31页,共95页，2024年2月25日，星期天（3）炔化物的生成CH≡CH+2AgNO3+2NH4OHAg-C≡C-Ag+2NH4NO3+2H2O(白色沉淀)直接和三键碳相连的氢具有活泼性，这一反应是烷烃、烯烃和无活泼氢的炔烃所没有的CH≡CH+Cu2Cl2+2NH4OHCu-C≡C-Cu+2NH4Cl+2H2O(棕红色沉淀)第32页,共95页，2024年2月25日，星期天第二节闭链烃第33页,共95页，2024年2月25日，星期天一、芳香烃单环芳烃多环芳烃稠环芳烃CH3第34页,共95页，2024年2月25日，星期天1.苯同系物一元取代物二元取代物CH3CH2CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3C甲苯乙苯异丙苯邻二甲苯间二甲苯对二甲苯第35页,共95页，2024年2月25日，星期天三元取代物CH3CH3CH3CH3CH3H3CCH3CH3H3C1,2,3-三甲苯1,2,3-三甲苯1,2,3-三甲苯连-三甲苯偏-三甲苯均-三甲苯第36页,共95页，2024年2月25日，星期天2.芳烃的化学性质(1)取代反应+X2FeXFeX2X卤代反应CH3+X2光CH2XCHX2光X2第37页,共95页，2024年2月25日，星期天硝化反应+HO-NO2H2SO4NO2H2SO4HNO3NO2第38页,共95页，2024年2月25日，星期天磺化反应+HO-SO3HH2SO4SO3HH2SO4SO3H第39页,共95页，2024年2月25日，星期天付列德尔——克拉夫茨(Friedel-Craft)反应+R-Cl无水AlCl3RR-ClR无水AlCl3R-OH、R-CH=CH2第40页,共95页，2024年2月25日，星期天付列德尔——克拉夫茨(Friedel-Craft)反应+R-C-Cl无水AlCl3C-RR-C-OH、R-C-O-CH3O=O=O=O=第41页,共95页，2024年2月25日，星期天氯甲基化反应+H-C-H+HCl无水AlCl3CH2ClR-C-OH、R-C-O-CH3O=O=O=-H2O第42页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)加成反应+3H2Cat.Cl+3Cl2Cat.ClClClClCl第43页,共95页，2024年2月25日，星期天(3)氧化反应KMnO4CH3COOHCH2CH3KMnO4COOH第44页,共95页，2024年2月25日，星期天3.苯环亲电取代的定位规律(1)邻、对位定位基—O-、—N(CH3)2、—NH2、—OH、—OCH3—NHCOCH3、—OCOCH3、—R、—C6H5—CH=CH2、—X、—CH2COOH第45页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)间位定位基—NH3、—N(CH3)3、—NO2、—CCl3、—C≡N—SO3H、—COH(R)、—CO-R、—COOH—COOR、—CONH2++第46页,共95页，2024年2月25日，星期天第三节卤代烃第47页,共95页，2024年2月25日，星期天卤代烃卤代烷烃卤代烯烃卤代环烷烃卤代芳香烃卤代脂肪烃CH3CH2ClCH2=CHClClClCH3Cl第48页,共95页，2024年2月25日，星期天卤代烃的化学性质一、亲核取代反应

反应通式：R—X+:Z-R—Z+:X-δ+δ-第49页,共95页，2024年2月25日，星期天1.水解R—Br+:OH-R—OH+:Br-δ+δ-R—Br+:CN-R—CN+:Br-δ+δ-2.氰解3.胺(氨)解R—Br+:NH3R—NH2+HBrδ+δ-第50页,共95页，2024年2月25日，星期天4.成醚R—Br+CH3CH2O-Na+δ+δ-R—OCH2CH3+NaBr5.成酯R—Br+CH3COO-Na+δ+δ-CH3COO—R+NaBr乙醇第51页,共95页，2024年2月25日，星期天二、消除反应CH3—CH2—C—CH3

CH3

ClR—CH—CH2

XHR—CH=CH2

乙醇碱乙醇碱CH3—CH=C—CH3

CH3

消除的方向：生成双键上烃基最多的烯烃第52页,共95页，2024年2月25日，星期天三、与金属反应R—X+MgR—MgX无水乙醚δ+δ-第53页,共95页，2024年2月25日，星期天第四节醇、酚、醚第54页,共95页，2024年2月25日，星期天饱和醇不饱和醇芳香醇羟基连碳类型烃基结构CH3CH2OHCH2=CHCH2OHOHCH2OH醇的分类羟基数目一元醇二元醇三元醇伯醇仲醇叔醇CH3CH2OHHOCH2CH2OHCH2CH

CH2OHHOCH3CH2OH(CH3)2CHOH(CH3)3COH第55页,共95页，2024年2月25日，星期天醇的化学性质1.与活泼金属反应CH3CH2OH+NaCH3CH2ONa+H2醇有酸性，但比水的酸性还弱。第56页,共95页，2024年2月25日，星期天2.与无机酸反应CH3CH2OH+HXCH3CH2—X+H2O第57页,共95页，2024年2月25日，星期天3.醇的氧化反应CH3CH2OHCH3—CH[O]O=[O]CH3-C-OHO=伯醇醛羧酸CH3CHCH3CH3—C—CH3[O]OHO=仲醇酮第58页,共95页，2024年2月25日，星期天4.醇的脱水反应CH3CH2OHCH2=CH2+H2O浓H2SO4170℃浓H2SO4140℃2CH3CH2OHCH3CH2-O-CH2CH3+H2O第59页,共95页，2024年2月25日，星期天酚的化学性质酸性OH+NaOHO-Na+-H2O芳环上带有吸电子基时，其酸性增大第60页,共95页，2024年2月25日，星期天成酯OH+CH3C-ClO-C-CH3-HClO=O=第61页,共95页，2024年2月25日，星期天成醚ONa+CH3-ClO—CH3-NaCl第62页,共95页，2024年2月25日，星期天苯环上的取代OHBr2,H2O-HBrOHOHBrBr白色沉淀OHH2SO4BrSO3H第63页,共95页，2024年2月25日，星期天醚甲醚CH3—O—CH3甲乙醚CH3CH2—O—CH3乙醚CH3CH2—O—CH2CH3正丙醚CH3CH2CH2—O—CH2CH2CH3二苯醚Ph—O—Ph第64页,共95页，2024年2月25日，星期天CH2=CH—O—RCH2—CH2OCH2—CH—CH3OCH2—CH—CH2ClO烃基乙烯基醚环氧乙烷环氧丙烷环氧氯丙烷第65页,共95页，2024年2月25日，星期天第五节醛、酮第66页,共95页，2024年2月25日，星期天一、醛H—C—HO=甲醛CH3—C—HO=乙醛CH3—CH—C—HO=CH3O=2-甲基丙醛CH2=CH—C—H丙烯醛C—HO=苯甲醛CH2C—HO=苯乙醛第67页,共95页，2024年2月25日，星期天羰基中双键由一个σ键和一个π键构成易发生加成反应α-H很活泼—CH—CH—C—O=δ+δ-第68页,共95页，2024年2月25日，星期天醛的化学性质羰基的亲核加成CH3—C—HO=δ+δ-+HCNCH3—C—HCNOHCH3—C-HO=ROHCH3—C-HOROHHClCH3—C-HORORα-羟基腈半缩醛缩醛第69页,共95页，2024年2月25日，星期天CH3—C—HO=δ+δ-+R—MgXCH3—C—HROMgX无水乙醚仲醇δ+δ-水CH3—C—HROH第70页,共95页，2024年2月25日，星期天α-氢的反应CH3—C—HO=CH2—C—HCH3—C-HO=+H+CH3—CH—CH2—C—HOβ-羟基醛碱—O=—O=CH3—C—CH2—C—HOHO=第71页,共95页，2024年2月25日，星期天氧化、还原反应CH3—C—HO=CH3—C—OHCH3—C—HO=伯醇[O]O=CH3—CH2—OH[H]羧酸第72页,共95页，2024年2月25日，星期天二、酮丙酮CH3—C—CH3O=CH3—CH2—C—CH3O=O=甲乙酮环己酮C—CH3O=苯甲酮第73页,共95页，2024年2月25日，星期天酮的化学性质羰基的亲核加成α-氢的反应氧化、还原第74页,共95页，2024年2月25日，星期天第六节羧酸及其衍生物第75页,共95页，2024年2月25日，星期天H—C—OHO=羧酸CH3—C—OHO=CH2=CH—C—OHO=HO—C—C—OHO=O=HO—C—CH2—C—OHO=O=C—OHO=CH=CH—C—OHO=ααβ甲酸乙酸丙烯酸乙二酸丙二酸苯甲酸β-苯丙烯酸αβ第76页,共95页，2024年2月25日，星期天二元酸HO—C—R—C—OHO=O=HO—C—CH2—CH2—CH2—CH2—C—OHO=O=己二酸HO—CC—OHO=O=对苯二甲酸第77页,共95页，2024年2月25日，星期天羧酸的化学性质1.酸性CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O第78页,共95页，2024年2月25日，星期天2.羧基中羟基被取代CH3—C—OHCH3—C—ClO=PCl3O=CH3—C—OH+HO—C—CH3O=P2O5O=CH3—CCH3—CO=O=O-H2O-HCl第79页,共95页，2024年2月25日，星期天O=CH3—C—OH+HO—RO=H2SO4CH3—C—OR-H2OO=CH3—C—OH+H—NH2O=CH3—C—NH2-H2O第80页,共95页，2024年2月25日，星期天3.羧基的还原CH3—C—OHCH3—CH2—OHO=LiAlH4第81页,共95页，2024年2月25日，星期天4.活泼氢的取代CH3—C—OHX—CH2—C—OHO=X2,光O=C—OHO=Br2FeBr3C—OHO=Br第82页,共95页，2024年2月25日，星期天5.脱羧反应CH3COONa+NaOH(CaO)CH4+Na2CO3COOHCH2COOHCH3COOH+CO2第83页,共95页，2024年2月25日，星期天羧酸衍生物CH3—C—ClO=乙酰氯C—ClO=苯甲酰氯CH3—CCH3—CO=O=O—C—CO=O=O乙酸酐邻-苯二甲酸酐第84页,共95页，2024年2月25日，星期天CH3—C—OC2H5O=乙酸乙酯乙酸乙烯酯—C—NH2乙酰胺苯甲酰胺CH3—C—OCH=CH2O=CH3—C—NH2O=O=第85页,共95页，2024年2月25日，星期天羧酸衍生物化学性质水解R—C—ClO=R—C—O—C—RO=R—C—OR’O=R—C—NH2O=O=H2OR—C—OH+O=HClRC—OHO=R’OHNH3第86页,共95页，2024年2月25日，星期天醇解R—C—ClO=RC—O—CRO=R—C—OR’O=O=R”OHR—C—OR”

+O=HClRC—OHO=R’OHR—C—NH2O=NH3第87页,共95页，2024年