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高分子化合物和有机合成 （高三化学一轮复习） 2011-03-01 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。 C H 2 C H 2 n 1.相对分子质量的大小和数值是否明确 不同 : （ 1）高分子的分子量很 _，一般高达 _。低分子相对分子质量较 _，一般在 _以下。 （ 2）低分子有机相对分子分子量都有一 个 _的数值，而高分子化合物的相对分子 质量只是一个 _值。 大 104-106 小 1000 明确 平均 有机高分子化合物与低分子化合物的区别 2.基本结构不同： 高分子化合物是以低分子有机物作原料， 经 _反应得到的若干具有 _结构单元 的组成。 而低分子物质只具有 _分子结构，小 分子 _重复结构单元。 聚合 重复 单一 没有 3. 物质组成不同： 高分子化合物是由各种相对分子质量 _等 的同系列的物质组成的 _物。 _固定的熔 沸点。 而低分子物质是 _物。 _固定熔沸点。 4. 物理、化学性质有较大的差别 高分子化合物 通常处于固体状态，有较好的 机械强度，绝缘性能，耐腐蚀性能，可塑性，高 弹性。 不 混合 没有 纯净 有 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 。 高分子化合物的分类 高分子 化合物 天然高分子 合成高分子 普通高分子 功能高分子 复合材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 三大“合成材料” 一、塑料 塑料一般由 合成树脂 及增塑剂、 防老化剂、润滑剂、色料等 添加剂 组 成，它的 主要成分 是 合成树脂 。 塑料和树脂的关系？ 热塑性塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 有机玻璃等） 塑料 热固性塑料（酚醛塑料） 特性： 受热时软化并可熔化成流动的液体，冷 却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工， 多次使用。 （ 线型结构 ） 特性： 在制造过程中受热时能变软塑成一定的 形状，但加工成型后就不会受热熔化。 （体型网状结构） 纤维 天然纤维 化学纤维 人造纤维 合成纤维 如棉花、羊毛、蚕丝、麻等 用木材等纤维为原料经 化学加工处理所得。如 粘胶纤维。 用石油、天然气等不含 天然纤维的物质为原料， 经聚合反应制成 合成纤维“六大纶”： 腈纶 (人造羊毛 ) 、锦纶 (尼龙 )、维纶、氯纶、涤纶和丙 纶 . 二、合成纤维 HOCH2CH2OH nH +（ 2n-1） H2O HO OC- -COOCH2CHO 对二甲苯酸和乙二醇缩聚合成 涤纶 (产量第一 )： HOOC- -COOH nHOOC- -COOH +nHOCH2CH2OH HOOC(CH2)4COOH H2N(CH2)6NH2 nHO-OC(CH2)4CO-OH + nH-NH(CH2)6HN-H OC(CH2)4CO NH(CH2)6NH nH +（ 2n-1） H2O HO 己二酸和己二胺缩聚合成 尼龙 66（第一种合成 纤维） ： 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 三叶树胶（顺） 杜仲树胶（反） 丁苯橡胶 顺丁橡胶 合成天然橡胶 氯丁橡胶 乙丙橡胶 硅橡胶 共同点：各种高聚物分子中均存在不饱和键 三、合成橡胶 有极高分子化合物的合成 一、加成聚合反应（加聚反应） 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。 加成聚合物的结构特点： 如： nCH2=CH2 CH2 CH2n 催 化 剂 单体 链节 聚合度 CH 2、二烯烃自聚型： （一）加聚反应的类型 1、烯烃自聚型： nCH2 CH2 催化剂 CH2 CH2 n 聚乙烯 3、烯烃共聚型： 烯烃与烯烃： 烯烃与二烯烃： 加聚反应的特点 1、单体必须是含有 双 键、 叁 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， _副产物 产生。 3、聚合物中的链节与单体的化学组成及相 对分子质量 _同，但性质 _同。聚合物 的相对分子质量为单体式量的 _倍。 没有 相 不 整数 练习：写出形成下列高分子的单体的结构简式： CH 2=CHCl 1凡链节的主碳链为两个碳原子，其单体必为 _种。将链节的两个半键闭全即为单体。 一 的单体为 CH2=CH2 （二）加聚反应单体的确定 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 _种，从主链中间断开后， 再分别将两个半键闭合即得单体。 两 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 _种，属 _烃 ： 一 二烯 思考： CH2= CH CH = H2 CH2 = CH CN CH2 = CH 4、凡链节的主链上有多个碳原子的并存在 碳碳双键的高聚物，其规律是： “ 见双键、 四个碳；无双键、两个碳 ” 画线断开，然后 将半键闭合，并注意将双键变单键。 CH2CH CN CH2CH CH2CH=CHCH2 n 二、缩合聚合反应（ 简称缩聚反应 ） （一）定义： nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH 催化剂 单 体 链节 聚合度 HO OC(CH2)4COOCH2CH2O nH +(2n-1)H2O 端基原子 端基原子团 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 ） (二 ) 缩聚反应类型 1、二元醇、二元酸缩聚 H OCHC nOH CH3 O 催化剂 +(n-1)H2O nCH3CH-C-OH OH O 2、羟基酸的缩聚 原理：酸脱羟基、氨脱氢 nH2NCH2COOH nH2NCH2COOH + nH2NCH(CH3)COOH nH2N(CH2)2NH2 + nHOOCCH2COOH H HNCH2CO n OH +(n-1)H2O H HNCH2CONHCH(CH3)CO n OH+(2n-1)H2O H HN(CH2)2NHOCCH2CO OH +(2n-1)H2O 3、氨基与羧基的缩聚 原理：酸脱羟基、氨脱氢 缩聚反应的特点 1、每个单体中至少含 2个官能团或多个官能团 （ OH COOH、 NH2） ；单体与单体官能团间 易形成小分子； 如二元醇与二元酸；羟基酸 ;氨基酸 ;含双氨基与 双羧基的单体等。 2、聚合时有副产物小分子生成 (如水、卤化氢或醇等小分 子 )； 3、缩聚产物链节和单体的化学组成不相同； 4、含两个官能团的单体缩聚成的聚合物呈线性结构， 含有三个官能团的单体缩聚而成的聚合物形成体型网 状结构。 你能看出下列 聚合物是由什 么单体缩聚而 成呢？ （三）根据缩聚产物找单体： 缩聚物单体的推断方法常用“切割 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 : 1、 思考 ：若无酯基呢？ 如： -CO-CH(CH3)-O-n的单体是什么呢？ 和 HOOC(CH2)mCOOH。 如 H OH的单体是 2、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。 3、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 练习： 写出合成下列聚合物的单体： H O(CH2)5C n OH O HO C(CH4)6C OCH2CH2O n H O O 反应类型 加聚反应 缩聚反应 单体特征 产物特征 产物种类 端基原子 单体类别 含碳碳双键或碳碳叁 键等不饱和键 含两个以上特征 官能团 与单体组成相同，主 链上一般只有碳原子 与单体组成不同，主 链上除有碳原子外还 有其他 只有聚合物 聚合物和小分子 无 有 烯烃、炔烃、二烯 烃、甲醛等 二元醇、二元羧酸、 氨基酸、 酚和醛等 加聚反应与缩聚反应 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 ， 缩聚物的结构式为 。 b d a c f 综 合 练 习