合成高分子化合物的基本方法77

有機(jī)高分子化合物:相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物，也稱聚合物或高聚物。有天然有機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子。有機(jī)高分子化合物的概念

合成有機(jī)高分子一般是由小分子通過(guò)聚合反應(yīng)生成的。（1）小分子：相對(duì)分子質(zhì)量通常不上千，有明確的數(shù)值，通常稱為低分子化合物，簡(jiǎn)稱小分子；如：烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等

（2）高分子：相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)幾萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，只是一個(gè)平均值，通常稱為高分子化合物，簡(jiǎn)稱高分子，有時(shí)，又稱高聚物；如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹(shù)脂等相對(duì)分子質(zhì)量大小不同高聚物與小分子的區(qū)別小分子：結(jié)構(gòu)單一高分子：由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成，根據(jù)連接方式不同，有線型和體型兩種結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)有較大差異——高分子基本性質(zhì)（1）溶解性：線型結(jié)構(gòu)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇├铮w型結(jié)構(gòu)不溶，可能有一定程度的脹大。（2）熱塑性和熱固性（3）強(qiáng)度（4）電絕緣性（5）特性：耐化學(xué)腐蝕、耐熱、耐磨、易老化、難降解等。催化劑線型結(jié)構(gòu)

聚乙烯是一種生活中常用的塑料聚合反應(yīng):相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)叫聚合反應(yīng)。

這樣的聚合反應(yīng)，同時(shí)也是加成反應(yīng)，叫做加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。一、加成聚合反應(yīng)CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……→CH2—CH2+CH2—CH2+CH2—CH2+……→—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…聚合反應(yīng)CH2=CH2單體—CH2—CH2—聚乙烯的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元——鏈節(jié)n聚合度n值一定時(shí)，有確定的分子組成和相對(duì)分子質(zhì)量：聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)分子質(zhì)量×n。高分子化合物，一塊高分子材料是由若干n值不同的高分子材料組成的混合物。1、單體必須是含有雙鍵、參鍵等不飽和鍵的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物。

2、發(fā)生加聚反應(yīng)的過(guò)程中，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同。

3、聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。加聚反應(yīng)的特點(diǎn)：?jiǎn)误w名稱單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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加聚反應(yīng)是形成高分子化合和物的重要類(lèi)型。參加反應(yīng)的單體一般都要求有雙鍵。（通常為C=C，有時(shí)也可為C=O）。常見(jiàn)加聚反應(yīng)的類(lèi)型有：（1）含一個(gè)碳碳雙鍵的加聚反應(yīng)nCH3CH=CH2[CH—CH2]催化劑nCH3

碳碳雙鍵上連接的原子或原子團(tuán)，在高分子化合物中只能做支鏈。加聚反應(yīng)的類(lèi)型：nCH2=CH—C=CH2[CH2—CH=C—CH2]催化劑CH3CH3n分子中存在碳碳雙鍵、單鍵交錯(cuò)形式的烯烴，稱為共軛烯烴，其中的雙鍵為共軛雙鍵。含共軛雙鍵的單體在發(fā)生加聚反應(yīng)時(shí)，原來(lái)雙鍵中的一個(gè)單鍵均斷裂，在形成的高分子化合物中生成一個(gè)新的雙鍵，單體間相互結(jié)合成鍵狀。（2）共軛雙鍵的加聚反應(yīng)nCH2=CH—C=CH2+nCH3CH=CH2

[CH2—CH=C—CH2—CHCH2]CH3催化劑CH3CH3n（3）不同物質(zhì)間的加聚反應(yīng)（4）含碳氧雙鍵的加聚反應(yīng)

nH—C—H—O—CH2—‖O[]n

你知道下面兩個(gè)聚合物由何種單體聚合而成的嗎？

CH2=CHCl→單體：

凡鏈節(jié)主鏈只在C原子并存在有C=C雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“見(jiàn)雙鍵、四個(gè)C；無(wú)雙鍵、兩個(gè)C”劃線斷開(kāi)?！鷨误w：CH2=CH2

半鍵沿箭頭指向匯合，箭頭相遇成新鍵，鍵尾相遇按虛線部分?jǐn)噫I成單鍵。加聚產(chǎn)物單體的判斷：舉例：加聚產(chǎn)物單體的判斷1．凡鏈節(jié)的主碳鏈為兩個(gè)碳原子，其單體必為一種。將鏈節(jié)的兩個(gè)半鍵閉合即為單體。2．凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)碳原子，無(wú)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，其單體必為兩種，從主鏈中間斷開(kāi)后，再分別將兩個(gè)半鍵閉合即得單體。3．凡鏈節(jié)中主碳鏈為4個(gè)碳原子，含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)，單體為一種，屬二烯烴：1、聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的內(nèi)襯，其鏈節(jié)是（）B.C.D.BA.練一練2、人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是它是通過(guò)加聚反應(yīng)制得的，則合成人造象牙的單體是（）

A.(CH3)2OB.HCHOC.CH3CHOD.CH3OCH3B3、下列單體中，在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是（）B.C.CH3CH=CH2

和CH2=CH2D.CH3CH=CH2

CA.

該反應(yīng)與加聚反應(yīng)不同，在生成聚合物的同時(shí)，還伴有小分子副產(chǎn)物（如：H2O等）的生成。這類(lèi)反應(yīng)我們稱之為“縮聚反應(yīng)”。聚酯二、縮合聚合反應(yīng)縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)：1、縮聚反應(yīng)的單體往往是具有雙官能團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子；2、縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物（如H2O、NH3、HCl等）生成；3、所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同；4、縮聚物結(jié)構(gòu)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)（這與加聚物不同，而加聚物的端基不確定，通常用橫線“—”表示。）如：①由一種單體6—羥基己酸制聚—6—羥基己酸：nmol單體中含—COOH官能團(tuán)（或—OH）的物質(zhì)的量為：nmol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（n-1）mol。聚—6—羥基己酸縮聚反應(yīng)中小分子的物質(zhì)的量：②由兩種單體：nmol和進(jìn)行縮聚反應(yīng)，nmol中含—COOH的物質(zhì)的量為2nmol，而在反應(yīng)中，有一個(gè)端基（—COOH）是沒(méi)有參與反應(yīng)的，故生成水的物質(zhì)的量為：（2n-1）mol。nmol你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成呢？

縮聚物單體的推斷方法常用“切割法”，如下圖示：

縮聚產(chǎn)物單體的判斷——切割法

從酯基中間斷開(kāi)，在羰基上加羥基，在氧原子上加氫原子得到羧酸和醇。如已知滌綸樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為凡鏈節(jié)為H

OH結(jié)構(gòu)的，其單體必為一種，在鏈節(jié)的-NH上加氫原子、羰基上加羥基，所得氨基酸為單體。如H

OH的單體是和HOOC(CH2)mCOOH。如H

OH的單體是凡鏈節(jié)為H

OH結(jié)構(gòu)的單體必是兩種，可從上斷開(kāi)，在-NH上加氫原子，在羰基上加羥基，得到二胺和二酸即為單體。線型結(jié)構(gòu)思考含有三個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物會(huì)呈現(xiàn)什么樣的結(jié)構(gòu)？（1）判斷聚合類(lèi)型若鏈節(jié)上都是碳原子，一般是加聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物，若鏈節(jié)上含有

—C—O——C—NH—

等基時(shí)，都是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。

例：[O—CH2]是HCHO加聚的產(chǎn)物。含基團(tuán)的是HCHO和酚發(fā)生發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物?！琌—C—‖On‖O總結(jié)：由高聚物推單體的方法

（2）若是加聚產(chǎn)物凡鏈節(jié)的主鏈上只有兩個(gè)碳原子（無(wú)其它原子）的高聚物其合成單體必為一種，將兩半鏈閉合即可，如的單體是

凡鏈節(jié)主鏈只有碳原子并存在C=C雙鍵結(jié)構(gòu)高聚物，其規(guī)律是“見(jiàn)雙鍵、四個(gè)碳，無(wú)雙鍵、兩個(gè)碳”劃線斷開(kāi)，然后將半鍵閉合，即將雙鍵互換。

[CH—CH=C—CH2]的單體是

CH2=CH—C=CH2nCH3CH3凡鏈節(jié)為—HN—R—CO—結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體。如—N—CH2—CH2—C—，其單體為

H2N—CH2—CH2—COOHnH[]‖O（3）若是縮聚產(chǎn)物凡鏈節(jié)中間（不在端上）含有肽鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，從肽鍵中間斷開(kāi)，兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的其單體必為兩種；在亞氨基上加氫，羰基上加羥基即得高聚物單體。如—N—CH2—C—N—CH2—CH2—C—，單體H2N—CH2—COOH和H2N—CH2—CH2—COOH[