选修5_第五章_第一节_合成有机高分子化合物的基本方法

加
聚
反
应
• （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
高
分
子
化
合
物
2．有机高分子化合物与低分子有机物的区别
(1)它们最大的不同是相对分子质量的大小。有机高分子化合物的 相对分子质量一般高达104～106，低分子有机物的相对分子质量 在1000以下。另外，低分子有机物相对分子质量都有一个明确的 数值，而高分子化合物的相对分子质量只是一个平均值。 (2)合成有机高分子化合物的基本结构与低分子有机物的单一结构 不同，它是由若干个重复结构单元组成的高分子。 (3)由于高分子化合物与低分子有机物在相对分子质量和结构上的 差异，使它们在物理、化学性质上也有较大的差别。
(聚合物相对分子质量为单体相对分子质 量的整数倍)。 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。
4、加聚反应生成高聚物的单体的判断
CH2= CH
[ CH2— CH ]n
Cl
[ CH2— CH ]n
CH2=CH Cl
（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。
① 由一种单体
聚—6—羟基己酸
n mol 单体中含—COOH官能团（或—OH） 的物质的量为：n mol， 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
②由两种单体：
n mol
和
n mol
进行缩聚反应，n mol
单体含—COOH的物质的量为2 n mol，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。
1、乙酸与乙醇酯化反应
2、两个甘氨酸分子形成二肽
二元酸和二元醇间
缩合聚合反应
聚酯 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”。
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。）
，
，
f
，
【例2】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.
B C
线型结构的高聚物 上如果还有能起反应 的官能团,当它与别的 物质发生反应时,高分 子链之间将形成化学 键,从而形成高分子的 体型结构.
C.
D.
【练习】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
高
分
子
化
合
物
3．高分子化合物的分类 (1)按来源分：天然高分子、合成高分子。 (2)按结构分：线型高分子、体型高分子。 (3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。 (4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、 涂料、黏合剂等。
高
分
子
化
合
物
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。
*书写方式不同； *含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈 线型结构。
含有两个官能团的单体缩聚后生 成的缩合聚合物呈现为线型结构， 含有三个或多个官能团的单体缩聚 后生成的缩聚物会呈现什么样的结 构？
体型结构
4、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
加
聚
反
应
【自主解答】选C、D。注意到碳碳单键可以旋转，则可判
断上述聚合物的重复结构单元(即链节)为
。合
成它的单体是CHCl＝CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，相对分 子质量为97n。
缩
聚
反
应
二、缩聚反应
3、加聚反应的特点:
（1）单体含不饱和键：
如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。
（2）没有副产物生成； （3）链节和单体的化学组成相同。
（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：
“见双键、四个C；无双键、两个C”划 线断开，然后将半键闭合.
[规律] :
• 5、常见的加聚反应
• 含一个碳碳双键的单体的加聚：如聚丙烯
• （2）单体物质的量与缩聚产物结构式的下角 标要一致；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 HO OC(CH2)4COOCH2CH2O nH
单
体
端基原子 +(2n-1)H2O
CH2
催 化 剂
[CH2-CH2]n
结构：线性结构
加
n CH2
聚
反
应
CH2
催 化 剂
[CH2-CH2]n
2．单体、链节、聚合度
(1)单体：进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合 物称为单体，如聚乙烯的单体是乙烯。 (2)链节：高分子化合物中化学组成相同，可重复的最小 单元称为链节，也称为重复结构单元，如聚乙烯的链节 为—CH2—CH2—。 (3)聚合度(n)：高分子链中含有链节的数目称为聚合度， 用n来表示。
• • • • • •
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
【例1】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 b或d 加聚物的结构式为 。 a （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 c 和 缩聚物的结构式为 。
丙烯酸甲酯 丙烯酸甲酯的分子量×3000
【例3】聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其 链节是（ B ） A.
B.
C.
D.
【例4】下列单体中，在一定条件下能发生加 聚反应生成 的是（ C ） 2
A
B.
C. CH3CH=CH2 和CH2=CH2
D. CH3CH=CH2
【思考】请写出下列反应的化学方程式，并 说明断成键的特点
(2)发生加聚反应的过程中，没有副产物产生。
(3)聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。 (4)聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
加
聚
反
应
2．加聚产物和单体的相互推断
(1)由单体推断加聚产物
单体由官能团(一般是碳碳双键)和非官能团两部分组成。 单体中含有不饱和键(碳碳双键)的碳碳链单独列成一行，
断开不饱和键，展放在中括号“［
团部分作为支链纵列。如：
］”内，其他非官能
加
聚
反
应
加
聚
反
应
(2)由加聚产物推断单体
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物， 其合成单体必为一种，将链节两端两个半键断开向内闭合 即可。
如
，其单体是
。
加
聚
反
应
②凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双 键的聚合物，其单体必为两种，在链节两端及正中央划线 断开，然后左右两个半键闭合即可。
掉一端的一个碳原子(可能属于前一个链节)后再考虑。
加
聚
反
应
【典例1】(双选)某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法正确的是
加
聚
反
应
A．聚合物的链节是
B．聚合物的分子式是C3H3Cl3 C．合成该聚合物的单体是CHCl＝CHCl D．若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n
加
聚
反
应
【思路点拨】解答本题要注意两点：
凡链节为H 体必为一种，
OH结构的，其单
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
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。 如H
OH的单体是
和HOOC(CH2)mCOOH。
5、缩聚反应类型
节由单体断键得到，单体与链节所含元素的种类和原子个
数相同，每种元素的百分含量也一样。但单体与链节不 同，如 的单体是CH2＝CH2，链节为
—CH2—CH2—，加聚物与单体结构上不相似，性质不同，不
为同系物，如 分子中无 。
加
聚
反
应
是CH2＝CH—CH＝CH2和
。
④若给出较长的结构片段，则应首先找出重复的链节，再 加以判断，但应注意重复的链节有时不止一种形式，可去
聚合反应：
加聚反应 缩聚反应
加
一、加聚反应
聚
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