新人教选修5§5-1合成高分子化合物的基本方法

我们在日常生活中遇到过的有机高分子化合物有哪些？高分子化合物有机高分子天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等。合成高分子：合成纤维、合成树脂、合成橡胶等合成有机高分子材料改变了我们的生活高分子作为结构材料具有质轻、不腐、不蚀、色彩绚丽等优点，广泛应用于工农业生产、医疗器械、家用器具、文化体育、娱乐用品，儿童玩具等，大大丰富和美化了人们的生活。一座年产8万吨的合成橡胶厂相当于145万亩橡胶园的年产量。一座年产万吨的合成纤维厂相当于30万亩棉田或250万头绵羊的棉毛产量。耐高温、耐腐蚀的塑料王－－特氟隆塑料合成纤维合成橡胶我们学过的高分子化合物有哪些？它们与普通小分子有何不同？（1）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（2）高分子：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、酚醛树脂等相对分子质量大小不同结构不同小分子：结构单一高分子：由若干个重复结构单元组成性质有较大差异高分子化合物的结构特点（1）高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成；如聚乙烯中：（A）－CH2－CH2－叫聚乙烯的结构单元（或链节）；（B）n表示每个高分子化合物中链节的重复次数，叫聚合度；n越大，相对分子质量越大；（C）合成小分子的物质叫单体。如乙烯是聚乙烯的单体。[CH2CH2]n（2）根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结构和体型结构，线性结构又可分为带支链和不带支链的结构。A．聚乙烯、聚氯乙烯中以C－C键连接成长链；B．淀粉、纤维素中以C－C键和C－O键连接成长链；（这些长链结构相互缠绕使分子间接触的地方增多，分子间的作用就大大增加）C．硫化橡胶中，长链与长链之间又形成键，产生网状结构而交联在一起。橡胶硫化后，其柔韧性和弹性都会增大。合成高分子化合物的基本方法合成高分子化合物的反应什么是加聚反应？请写出下列反应的化学方程式。（1）由乙烯制备聚乙烯（2）由苯乙烯制备聚苯乙烯一、加聚反应nCH2＝CH2催化剂〔CH2－CH2〕n聚乙烯催化剂CH2＝CH2n〔CH2－CH2〕n聚苯乙烯单体⑴反应部位？⑵反应本质？⑶是否可以用一个通式来表示这些反应呢？C＝CXMYNn催化剂〔C－C〕nYNXM链节聚合度聚合反应CH2=CH2单体—CH2—CH2—链节n聚合度高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物或高聚物。n值一定时，有确定的分子组成和相对分子质量，聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n。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。单体名称单体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=CH—CH=CH2乙炔HC≡CH加聚反应的特点：1、单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。2、发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，聚合物链节的化学组成跟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。你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？CH2=CHCl由加聚聚合物推单体的方法→单体：CH2=CH2边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键，键尾相遇按虚线部分断键成单键。→单体：凡链节主链只有４个C原子的高聚物，其单体规律是：见双键、一单体；无双键、中间断两单体。由加聚聚合物推单体的方法两边键同时往内移动去“牵手”，对方“无手”就往内“断开手”，“手”牵“手”不能丢。1、写出下列单体聚合成聚合物的化学方程式1）CH2=CHCl2）3）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.CH3OCH33、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是（）A.B.C.D.4、下列单体中，在一定条件下能发生加聚反应生成的是（）A.B.C.CH3CH=CH2和CH2=CH2D.CH3CH=CH25、有机玻璃（聚丙烯酸甲酯）的结构简式可用表示。设聚合度n为3000。回答下列问题：（1）指出有机玻璃的单体和链节；（2）求有机玻璃的相对分子质量；（１）自聚nCH2=CH－CH=CH2催化剂〔CH2－CH=CH－CH2〕n双键变单键变单键双键nCH2=CH－CH=CH2CH3催化剂〔CH2－CH＝CH－CH2〕nCH3聚异戊二烯（２）共聚催化剂nCH2＝CH2+nCH＝CH2CH3〔CH2－CH－CH－CH2〕nCH3乙丙树脂加聚反应的类型请同学们写出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”。聚酯缩聚反应的特点：1、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；2、缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物（如H2O、NH3、HCl等）生成；3、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同；4、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。）如：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②由两种单体：nmolnmol和进行缩聚反应，nmol中含—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。请写出下列缩聚反应的化学方程式：nH2N－（CH2）6－NH2＋nHOOC－（CH2）4－COOHnHO－CH2－CH2－OH＋nHOOC－－COOH催化剂催化剂nHO－CH－COOHCH3催化剂nH2N－CH－COOHCH3催化剂〔OCH2CH2OOC－－CO〕n＋2nH2O〔O－CH－CO〕n＋nH2OCH3〔HN－（CH2）6－NHOC－（CH2）4－CO〕n＋2nH2O〔HN－CH－CO〕n＋nH2OCH3缩聚反应官能团：双官能团－OH－COOH－NH2聚酯类聚酰胺类你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢？缩聚物单体的推断常用方法；“切割加基法”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HOH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HOH的单体是和HOOC(CH2)mCOOH。如HOH的单体是凡链节为HOH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。线型结构含有三个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物会呈现什么样的结构？1、写出下列单体聚合成聚合物的化学方程式1）CH2=CHCl2）3）2、下列化合物中a.b.c.d.e.f.(1)可发生加聚反应的一个化合物是，加聚物的结构式为。（2）可发生缩聚反应的一个化合物是，缩聚物的结构式为。（3）可发生缩聚反应的两个化合物是和，缩聚物的结构式为。3、下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是A.B.C.D.合成有机高分子化合物反应比较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常见产品相同或不同单体相同或不同单体含有不饱和键含有多个特征官能团聚合物与单体具有相同的组成主链上一般只有碳原子聚合物与单体组成有所不同的主链上除有碳原子外还有其他；链节上有稳定下的端基原子或原子团只有聚合物有聚合物和小分子聚乙烯、聚氯乙烯聚丙烯、乙丙树脂聚苯乙烯ABS工程塑料有机玻璃、合成橡胶尼龙－66涤纶、锦纶高聚物单体判断练习小结如何根据高聚物的键的特点判断聚合反应类型及单体？如果是缩聚产物，断CO—O（NH）中的单键，断开后，CO－接－OH，－O（NH）接－H。〔CH2－C〕nCOOCH3CH3〔CH2－CH＝CH－CH2－CH2－CH〕n如果是加聚产物，双键变单键，单键变双键。〔HN－(CH2)5－CO〕n有机玻璃丁苯橡胶锦纶（尼龙－6）1.一般规律性2.特殊灵活性例：HT纤维由下列两种单体反应生成，写出该高分子的结构。Cl－C－O－C－ClOH2N－－NH2〔C－O－C－ON－－NH〕nCH2–O–C–C–O–CH2––CHOOCH––––CH2CH2––nOOHO–C–C–OHCH2＝CH－CH2－OH例：电器、仪表和飞机等某些部件要用一种简称DAP塑料。它的结构如下，则合成它的单体应该是什么？它们的单体各是什么？属于哪类反应的产物？1.高分子化合物A和B的部分结构如下：COOHCOOHCOOHA：……–CH–CH2–CH–CH2–CH–……CH3CH3CH3B：……–NH–CH–CO–NH–CH–CO–NH–CH–……练习CH2＝CH－COOHNH2CH3–CH–COOH加聚缩聚C：……－CH－O－CH－O－CH－O－……（加聚产物）CH3CH3CH3CH＝OCH3方法点拨：寻找最小的结构重复单元，以此切割并恢复成单体的结构。〔O–CH2–CH2–O–C=OO＝C–NH–（CH2）4–C〕nO2.判断下列高分子的单体。HOCH2－CH2OHHOOC－－COOHH2N–（CH2）4–COOH练习3.（1）某高聚醚是一种工程塑料，它是由在虚线处开环聚合而成的，请写出高聚醚的结构。CH2CH2ClOCCH2CH2Cl〔O－CH2－C－CH2〕nCH2ClCH2Cl练习〔HN－(CH2)5－CO〕n（2）尼龙－6亦可由通过类似的开环反应生成。写出尼龙－6的结构。CONH思考：以上的开环聚合反应属于哪种类型的聚合反应？〔Si－O〕nCH3CH34.有机硅树脂的结构如下，请写出其单体的结构。练习5.1,3－环己二烯的聚合与二烯烃相似，请写出高分子的结构。HO－Si－OHCH3CH3n总结1.判断高聚物反应的类型要根据高聚物中键的特点和产物的情况确定。2.缩聚物的单体的判断的关键是键的断的位置以及断键后应该加什么样的基团。3.高聚物的单体的确定方法比较灵活，既要充分考虑原料、高聚物的结构特点，也要实事求是，适当进行变通迁移。再见2006-11-8