进入合成有机高分子化合物的时代ppt课件

第第 五五 章章 进入合成有机进入合成有机高分子化合物的时代高分子化合物的时代第一节第一节合成高分子化合物的合成高分子化合物的根本方法根本方法学习目的学习目的1.能举例阐明合成高分子化合物的组成与构造能举例阐明合成高分子化合物的组成与构造特点；特点；2.能根据简单合成高分子化合物的构造分析其能根据简单合成高分子化合物的构造分析其链节和单体；链节和单体；3.能阐明加聚反响和缩聚反响的特点。能阐明加聚反响和缩聚反响的特点。什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？什么叫低分子化合物？什么叫高分子化合物？思索思索1 1小分子：相对分子质量通常不上千，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，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、简称小分子；如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等葡萄糖、蔗糖等 2 2高分子：相对分子质量达几万甚至几高分子：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；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、聚氯如：淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯 乙烯、酚醛树脂等乙烯、酚醛树脂等高分子化合物与低分子化合物有什么不同？高分子化合物与低分子化合物有什么不同？1 1、相对分子质量的大小不同：、相对分子质量的大小不同：2 2、根本构造不同：、根本构造不同：3 3、物理、化学性质不同：、物理、化学性质不同：低分子低分子1000以下准确值，高分以下准确值，高分子子10000以上平均值。以上平均值。高分子化合物由假设干个反复的构造高分子化合物由假设干个反复的构造单元组成。小分子没有反复构造单元。单元组成。小分子没有反复构造单元。各方面性质差别较大。各方面性质差别较大。聚合反响聚合反响 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子相互结合成相对分子质量大的高分子的反响高分子的反响聚合反响聚合反响CH2=CH2单体单体CH2CH2链节链节n聚合度聚合度高分子化合物高分子化合物,简称高分子简称高分子,又叫聚合物或高聚又叫聚合物或高聚物。物。一块高分子资料是由假设干一块高分子资料是由假设干n值不同的高分子值不同的高分子资料组成的混合物。资料组成的混合物。一、加成聚合反响一、加成聚合反响定义：小分子定义：小分子 间经过加成反响的方间经过加成反响的方式构成高分子化合物的反响叫加成式构成高分子化合物的反响叫加成聚合反响；简称加聚反响。聚合反响；简称加聚反响。如：如：nCH2=CH2 CH2CH2n催催 化化 剂剂单体单体链节链节聚合度聚合度M聚合物聚合物=链节的相对质量链节的相对质量nP.100 思索与交流思索与交流 单体称号单体称号单体的构造简式单体的构造简式聚合物聚合物乙烯乙烯CH2=CH2丙烯丙烯CH2=CHCH3氯乙烯氯乙烯CH2=CHCl丙烯腈丙烯腈CH2=CHCN丙烯酸丙烯酸CH2=CHCOOH醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯CH3COOCH=CH2丁二烯丁二烯CH2=CHCH=CH2乙炔乙炔CHCH-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？有何特征？1.加聚反响的特点加聚反响的特点:单体含不饱和键：单体含不饱和键：没有副产物生成；没有副产物生成；链节和单体的组成一样链节和单体的组成一样(聚合物相对分子聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍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。如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。单体和高分子化合物互推：单体和高分子化合物互推：CH2 CH n CH2=CH 2.2.加聚物构造简式的书写加聚物构造简式的书写将链接写在方括号内，聚合度将链接写在方括号内，聚合度n写在方括号的右写在方括号的右下角下角-CH2-CH2-n-CH2-CH-n Cl例如：3.3.由加聚聚合物推单体的方法由加聚聚合物推单体的方法 单体：CH2 CH n ClCH2=CH Cl 单体：单体：CH2=CH2弯箭头法：边键沿箭头指向集合，箭头相弯箭头法：边键沿箭头指向集合，箭头相遇成新键，键尾相遇按虚线部分断成单键。遇成新键，键尾相遇按虚线部分断成单键。他知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？CH2=CHCl 学与问 P101v常见加聚反响的类型有：v1含一个碳碳双键的加聚反响vnCH3CH=CH2 CHCH2 催化剂催化剂nCH3加聚反响是构成高分子化合和物的重要类型。参与反响的单体普通都要求有不饱和键。通常为C=C，有时也可为C=O。2共轭双键的加聚反响nCH2=CHC=CH2 CH2CH=CCH2 3不同物质间的加聚反响nCH2=CHC=CH2 +nCH3CH=CH2 CH2CH=CCH2CHCH2 催化剂催化剂CH3CH3nCH3催化剂催化剂CH3CH3n分子中存在碳碳双键、单键交错方式的烯烃，称为共轭烯烃，其分子中存在碳碳双键、单键交错方式的烯烃，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响时，原中的双键为共轭双键。含共轭双键的单体在发生加聚反响时，原来双键中的一个单键均断裂，在构成的高分子化合物中生成一个来双键中的一个单键均断裂，在构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。新的双键，单体间相互结合成键状。v4含碳氧双键的加聚反响vnHCH OCH21、写出以下单体聚合成聚合物的化学方程式、写出以下单体聚合成聚合物的化学方程式 1CH2=CHCl 2 32、人造象牙中，主要成分的构造是它是经过加聚反响制得的，那么合成人造象牙的单体是 A.(CH3)2O B.HCHO C.CH3CHO D.CH3OCH33、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是 A.B.C.D.4、以下单体中，在一定条件下能发生加聚反响生成的是 A.B.C.CH3CH=CH2 和CH2=CH2 D.CH3CH=CH25、有机玻璃聚丙烯酸甲酯的构造简式可用、有机玻璃聚丙烯酸甲酯的构造简式可用表示。设聚合度表示。设聚合度n为为3000。回答以下问题：。回答以下问题：1指出有机玻璃的单体和链节；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；求有机玻璃的相对分子质量；请同窗们写出以下反响的化学方程式，并阐明断请同窗们写出以下反响的化学方程式，并阐明断成键的特点成键的特点 1、乙酸与乙醇酯化反响、乙酸与乙醇酯化反响 2、两个甘氨酸分子构成二肽、两个甘氨酸分子构成二肽聚酯聚酯该反响与加聚反响不同，在生成聚合物的同时，还伴该反响与加聚反响不同，在生成聚合物的同时，还伴有小分子副产物如：有小分子副产物如：H2O等的生成。这类反响我等的生成。这类反响我们称之为们称之为“缩聚反响。缩聚反响。二、缩合聚合反响二、缩合聚合反响定义：小分子定义：小分子 间经过缩合反响的方式构间经过缩合反响的方式构成高分子化合物的反响叫缩合聚合反响；成高分子化合物的反响叫缩合聚合反响；简称缩聚反响。酯化、成肽简称缩聚反响。酯化、成肽缩合聚合反响缩合聚合反响如：如：催化剂催化剂单单 体体链节链节聚合度聚合度M聚合物聚合物=单体的相对质量单体的相对质量n-(n-1)18+(n-1)H2O端基原子端基原子端基原端基原子团子团nCH3CH-C-OH OHO H OCHC nOHCH3O缩合聚合反响缩合聚合反响nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH 催化剂催化剂单单 体体链节链节聚合度聚合度M聚合物聚合物=单体的相对质量单体的相对质量n-(2n-1)18HO OC(CH2)4COOCH2CH2O nH+(2n-1)H2O端基原子端基原子端基原子团端基原子团 由一种单体由一种单体n mol 单体中含单体中含COOH官能团或官能团或OH的的物质的量为：物质的量为：n mol，而在反响中，有一个端而在反响中，有一个端基基COOH是没有参与反响的，故生成水的是没有参与反响的，故生成水的物质的量为：物质的量为：n-1 mol聚聚6羟基己酸羟基己酸缩聚反响分析缩聚反响分析由两种单体：由两种单体：n mol 和和进展缩聚反响，进展缩聚反响，n mol中含中含COOH的物质的量为的物质的量为2 n mol，而在反响中，有一，而在反响中，有一个端基个端基COOH是没有参与反响的，故生成水的物质是没有参与反响的，故生成水的物质的量为：的量为：2n-1 mol。n mol缩聚反响的特点：缩聚反响的特点：1、缩聚反响的单体往往是具有双官能团、缩聚反响的单体往往是具有双官能团如如OH、COOH、NH2、X及活泼氢原及活泼氢原子等或多官能团的小分子；子等或多官能团的小分子；2、缩聚反响生成聚合物的同时，还有小分子、缩聚反响生成聚合物的同时，还有小分子副产物如副产物如H2O、NH3、HCl等生成；等生成；3、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同；组成不同；4、缩聚物构造式要在方括号外侧写出链节余、缩聚物构造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，通常用横线聚物的端基不确定，通常用横线“表示。表示。如：如：他能看出以下他能看出以下聚合物是由什聚合物是由什么单体缩聚而么单体缩聚而成呢？成呢？缩聚物单体的推断方法常用缩聚物单体的推断方法常用“切割法，如以下图示：切割法，如以下图示：v缩聚反响的类型v缩聚反响也是构成高分子化合物的重要类型。参与反响的单体普通要求有两个或两个以上同种或不同种的官能团。常见的缩聚反响类型有：v1苯酚和甲醛的缩聚课本P107v2醇羟基和羧基酯化而缩聚v二元羧酸和二元醇的缩聚，如合成聚酯vnHOOC-COOH+nHOCH2CH2OHnOHC RCORO HOO+(n-1)H2Ov醇酸本身的酯化缩聚v如nCH3CHCOOH HOCHCOHnO +OOO2+O+(n-1)+OOvB、含氨基与羧基的单体发生缩聚反响vnHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2 v HOCCNHCH2CH2NHH v +(2n-1)H2Ov此类反响的通式为：vnHOOCRCOOH+nH2NRNH2v HOCCNHRNHH +(2n-1)H2O三、由缩聚反响生成高聚物的单体的判别三、由缩聚反响生成高聚物的单体的判别从酯基中延续开，在羰基上加羟基，在氧原子上从酯基中延续开，在羰基上加羟基，在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。加氢原子得到羧酸和醇。如知涤纶树脂的构造简式为如知涤纶树脂的构造简式为凡链节为凡链节为H OH构造的，其单构造的，其单体必为一种，体必为一种，在链节的在链节的-NH上加氢原子、羰基上加羟上加氢原子、羰基上加羟基，基，所得氨基酸为单体。所得氨基酸为单体。如如H OH的单体是的单体是和和HOOC(CH2)mCOOH。如如H OH的单体是的单体是 凡链节为凡链节为H OH构造的单构造的单体体必是两种必是两种，可从，可从 上断开，在上断开，在-NH上上加氢原子，在羰基上加羟基，得到二胺和二加氢原子，在羰基上加羟基，得到二胺和二酸即为单体。酸即为单体。v1判别聚合类型v假设链节上都是碳原子，普通是加聚反响得到的产物，假设链节上含有v CO、CNH等基时，都是缩聚反响的产物。Onv2假设是加聚产物v凡链节的主链上只需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v v凡链节主链只需碳原子并存在C=C双键构造高聚物，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。v CHCH=CCH 2 的单体是v CH2=CHC=CH2nv3假设是缩聚产物v凡链节为 HNRCO 构造的高聚物，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。v如H NCH2CH2C OH，其单体为v H2NCH2CH2COOHv凡链节中间不在端上含有肽键构造的高聚物，从肽键中延续开，两侧为不对称性构造的其单体必为两种；在亚氨基上加氢，羰基上加羟基即得高聚物单体。v如HNCH2CNCH2CH2C OH ，v单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOHnOOv凡链节中间不在端上含有COO酯基构造的v高聚物，其合成单体必为两种，从OC中断开，羧基上加羟基，氧原子上加氢原子即得高聚物单体。v如 OH CCOCH2CH2O Hn ，v单体是HOOCCOOH和HOCH2CH2OH缩合聚合反响小结缩合聚合反响小结1方括号外侧写链节余下的端基原子或端基方括号外侧写链节余下的端基原子或端基原子团原子团2由一种单体缩聚时，生成小分子的物质的量由一种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为应为n-13由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为应为2n-1