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- 2021-07-08 发布
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什么叫低分子化合物?什么叫高分子化合物?
思考
(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
高分子化合物与低分子化合物有什么不同?
1、相对分子质量的大小不同:
2、基本结构不同:
3、物理、化学性质不同:
低分子1000以下(准确值),高分
子10000以上(平均值)。
高分子化合物由若干个重复的结构单
元组成。小分子没有重复结构单元。
各方面性质差别较大。
聚合反应
CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 +……
→ CH2 — CH2 + CH2 — CH2 + CH2 — CH2
+……
→ — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 —
…
相对分子质量小的化合物分
子相互结合成相对分子质量大的
高分子的反应
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。
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。
一、加成聚合反应
定义:小分子 间通过加成反应的形
式形成高分子化合物的反应叫加成
聚合反应;简称加聚反应。
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
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-n
CH3-CH2-CH-n
Cl -CH2-CH-n
CN-CH2-CH-n
COOH-CH2-CH-n
OCOCH3
-CH=CH-n
-CH2CH=CHCH2-n
有何特征?
1.加聚反应的特点:
⑴单体含不饱和键:
⑵没有副产物生成;
⑶链节和单体的组成相同(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。
单体和高分子化合物互推:
[ CH2— CH ]n
CH2= CH
2.加聚物结构简式的书写
将链接写在方括号内,聚合度n写在方括号的右
下角
-CH2-CH2-n
-CH2-CH-n
Cl
例如:
3.由加聚聚合物推单体的方法
→单体:
[ CH2— CH ]n
ClCH2=CH
Cl
→ 单体:CH2=CH2
弯箭头法: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成单键。
常见加聚反应的类型有:
(1)含一个碳碳双键的加聚反应
nCH3CH=CH2 [ CH—CH2 ]
催化剂
n
CH3
加聚反应是形成高分子化合和物的重要类型。参
加反应的单体一般都要求有不饱和键。(通常为
C=C,有时也可为C=O)。
● (2)共轭双键的加聚反应
nCH2=CH—C=CH2 [ CH2—CH=C—CH2 ]
●(3)不同物质间的加聚反应
nCH2=CH—C=CH2 +nCH3CH=CH2
[ CH2—CH=C—CH2—CH—CH2 ]
催化剂
CH3 CH3
n
CH3
催化剂
CH3 CH3
n
分子中存在碳碳双键、单键交错形式的烯烃,称为共轭烯烃,其
中的双键为共轭双键。含共轭双键的单体在发生加聚反应时,原
来双键中的一个单键均断裂,在形成的高分子化合物中生成一个
新的双键,单体间相互结合成键状。
(4)含碳氧双键的加聚反应
nH—C—H — O—CH2—
1、写出下列单体聚合成聚合物的化学方程式
1)CH2=CHCl
2)
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)2O B. HCHO
C.CH3CHO D.CH3OCH3
3、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=CH2 D. CH3CH=CH2
5、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;
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
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”。
二、缩合聚合反应
定义:小分子 间通过缩合反应的形式形
成高分子化合物的反应叫缩合聚合反应;
简称缩聚反应。(酯化、成肽…)
缩合聚合反应
如:
催化剂
单 体 链节
聚合度
M聚合物= 单体的相对质量×n - (n-1) ×18
+(n-1)H2O
端基原子
端基原
子团nCH3CH-C-OH
OH
O
H OCHC nOH
CH3
O
缩合聚合反应
nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH
催化剂
单 体
链节 聚合度
M聚合物= 单体的相对质量×n - (2n-1) ×18
HO OC(CH2)4COOCH2CH2O nH
+(2n-1)H2O
端基原子
端基原子团
① 由一种单体
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
聚—6—羟基己酸
缩聚反应分析
②由两种单体:
n mol 和
进行缩聚反应,n mol
中含—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。
n mol
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:
你能看出下列聚
合物是由什么单
体缩聚而成呢?
缩聚物单体的推断方法常用“切割法”,如下图示:
缩聚反应的类型
缩聚反应也是形成高分子化合物的重要类型。参加反应的单体一般要求有两个或两
个以上同种或不同种的官能团。常见的缩聚反应类型有:
(1)苯酚和甲醛的缩聚
课本P107
(2)醇羟基和羧基酯化而缩聚
①二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯
nHOOC- -COOH+nHOCH2CH2OH
′
n
‖ ‖O O
′
+(n-1)H2O
②醇酸自身的酯化缩聚
如nCH3CHCOOH H—O—CH—C—OH
n‖
O
[ ]
+
′ ‖O‖O
′
‖O
2+
′
‖O
+(n-1)
′ +‖O‖O
B、含氨基与羧基的单体发生缩聚反应
nHOOC—COOH+nH2N—CH2—CH2—NH2
HO—C—C—NH—CH2CH2—NH—H
+(2n-1) H2O
此类反应的通式为:
nHOOC—R—COOH+nH2N—R—NH2
HO—C—C—NH—R—NH—H +(2n-1)H2O
′
′
三、由缩聚反应生成高聚物的单体的判断
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。
(1)判断聚合类型
若链节上都是碳原子,一般是加聚反应得到的产物,若链节上含有
—C—O—、 —C—NH—等基时, 都是缩聚反应的产物。
‖O
n
(2)若是加聚产物
凡链节的主链上只有两个碳原子(无其它原子)的高聚物其合成单体必为
一种,将两半链闭合即可,如
凡链节主链只有碳原子并存在C=C双键结构高聚物,其规律是“见双键、四个
碳,无双键、两个碳”划线断开,然后将半键闭合,即将双键互换。
[ CH—CH=C—CH] 2 的单体是
CH2=CH—C=CH2
n
(3)若是缩聚产物
凡链节为 — HN—R—CO— 结构的高聚物,其合成单体必为一种。在
亚氨基上加氢,在羰基上加羟基,即得高聚物单体。
如H— N—CH2—CH2—C— OH , 其单体为
H2N—CH2—CH2—COOH
凡链节中间(不在端上)含有肽键结构的高聚物,从肽键中间断开,两
侧为不对称性结构的其单体必为两种;在亚氨基上加氢,羰基上加羟
基即得高聚物单体。
如H—N—CH2—C—N—CH2—CH2—C— OH ,
单体是H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH
n
‖
O‖
O
凡链节中间(不在端上)含有—COO—酯基结构的
高聚物,其合成单体必为两种,从—O—C—中断开,羧
基上加羟基,氧原子上加氢原子即得高聚物单体。
如 OH [ C—C—O—CH2—CH2—O ] Hn ,
单体是HOOC—COOH和HO—CH2—CH2—OH
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