高分子化學(xué)有機(jī)化學(xué)部分

高分子化學(xué)有機(jī)化學(xué)部分有機(jī)化學(xué)概述一、緒論二、縮聚和逐步聚合三、自由基聚合四、自由基共聚合五、聚合方法六、離子聚合七、聚合物的化學(xué)反應(yīng)第2頁,共95頁，2024年2月25日，星期天有機(jī)化學(xué)概述第3頁,共95頁，2024年2月25日，星期天烴鹵代烴醇、酚、醚醛、酮羧酸及其衍生物胺第4頁,共95頁，2024年2月25日，星期天R—CH2—ClR—CH2—OHR—O—R’OHR—C—HR—C—R’O=O=R—C—OHR—C—OR’O=O=R—C—ClR—C—NH2O=O=鹵代烴醇醚酚醛酮羧酸羧酸酯酰鹵酰胺第5頁,共95頁，2024年2月25日，星期天烴類飽和烴不飽和烴脂環(huán)烴芳香烴開鏈烴(脂肪烴)閉鏈烴(環(huán)烴)烯烴環(huán)烷烴環(huán)烯烴單環(huán)芳烴多環(huán)芳烴炔烴二烯烴第6頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)開鏈烴第7頁,共95頁，2024年2月25日，星期天一、飽和烴名稱分子式結(jié)構(gòu)式甲烷CH4—C—乙烷C2H6—C—C—丙烷C3H8—C—C—C—丁烷C4H10—C—C—C—C—戊烷C5H12—C—C—C—C—C—己烷C6H14—C—C—C—C—C—C—庚烷C7H16—C—C—C—C—C—C—C—辛烷C8H18—C—C—C—C—C—C—C—C—第8頁,共95頁，2024年2月25日，星期天1.通式：CnH2n+22.同分異構(gòu)現(xiàn)象：C5H12—C—C—C—C—C——C—C—C—C——C—C—C——C——C——C—正戊烷沸點(diǎn)：36.1℃異戊烷沸點(diǎn)：28℃新戊烷沸點(diǎn)：9.5℃第9頁,共95頁，2024年2月25日，星期天H—C—C—C—C—C—H—C—C—C—C——C—C—C——C——C——C—伯碳原子：只與一個(gè)碳原子相連的碳原子仲碳原子：與兩個(gè)碳原子相連的碳原子叔碳原子：與三、四個(gè)碳原子相連的碳原子HH第10頁,共95頁，2024年2月25日，星期天C—C鍵、C—H鍵均為σ鍵—C—C—C—C—C—HHHHHHHHHHHH第11頁,共95頁，2024年2月25日，星期天3.烷烴的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化CH4+2O2CO2+2H2O+882KJ/molR—CH2—CH2—R’RCO2H+R’CO2HKMnO4第12頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(2)異構(gòu)化CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3AlBr3,HBr27℃第13頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(3)裂解C16H34C8H18+C8H162~3MPa500℃C8H18C4H10+C4H8裂化第14頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(4)取代反應(yīng)CH4CH3Cl+HCl光Cl2CH3ClCH2Cl2+HCl光Cl2CH2Cl2CHCl3+HCl光Cl2CHCl3CCl4+HCl光Cl2第15頁,共95頁，2024年2月25日，星期天二、烯烴單烯烴：分子中僅含有一個(gè)C=C的不飽和開鏈烴二烯烴：分子中僅含有兩個(gè)C=C的不飽和開鏈烴CH2=CH2CH3-CH2-CH2=CH2CH2=CH-CH=CH2CH2=CH-C=CH2CH3第16頁,共95頁，2024年2月25日，星期天1.單烯烴通式：CnH2nCH2=CH2CH3-CH2-CH2=CH2CH3-CH=CH2C=C雙鍵是由一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵組成π鍵電子云比σ鍵重疊程度小，因此π鍵較弱，易斷裂。第17頁,共95頁，2024年2月25日，星期天異構(gòu)體CH3-CH2-CH2=CH2CH3-CH=CH2CH3CH3-CH=CH-CH3碳鏈異構(gòu)雙鍵位置異構(gòu)順反異構(gòu)第18頁,共95頁，2024年2月25日，星期天順反異構(gòu)體C=CCH3CH3HHC=CCH3CH3HH順-2-丁烯反-2-丁烯第19頁,共95頁，2024年2月25日，星期天烯烴的化學(xué)性質(zhì)(1)加成反應(yīng)加氫反應(yīng)：R-CH=CH2+H2R-CH-CH3與鹵素加成：R-CH=CH2+Cl2R-CH-CH2與鹵化氫加成：R-CH=CH2+HClR-CH-CH3ClClCl第20頁,共95頁，2024年2月25日，星期天與水的加成：R-CH=CH2+H2OR-CH-CH3與次鹵酸加成：R-CH=CH2+HOXR-CH-CH3OHOHCl第21頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(2)氧化反應(yīng)空氣氧化：R-CH=CH2+O2R-CH—CH2高錳酸鉀氧化：R-CH=CH2R-CH-CH2HOOHAg250℃O稀、冷KMnO4中、堿性介質(zhì)R-CH=CH2R-CO2H+CO2+H2OKMnO4酸性介質(zhì)第22頁,共95頁，2024年2月25日，星期天臭氧(O3)氧化：R-CH=CH2R-CHCH2O3OR-CH=CH2R-CO2H+HCO2HOO氧化劑R-CHO+HCHO弱還原劑強(qiáng)還原劑醇第23頁,共95頁，2024年2月25日，星期天2.二烯烴分子通式：CnH2n-2R-CH=C=CH2R-CH=CH-CH2-CH=CH2R-CH=CH-CH=CH2累積二烯烴共軛二烯烴孤立二烯烴第24頁,共95頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)性質(zhì)（1）加成反應(yīng)CH2=CH-CH=CH2+Br2CH2-CH-CH=CH2BrBrBrBrCH2-CH=CH-CH21,2加成1,4加成第25頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(2)雙烯合成(Diels-Alder反應(yīng))CHCHCH2CH2+CHCH2COOCH3COOCH3第26頁,共95頁，2024年2月25日，星期天三、炔烴炔烴：分子中含C≡C叁鍵的不飽和烴分子通式：CnH2n-2CH≡CHR-C≡CHR-C≡C-R’三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成第27頁,共95頁，2024年2月25日，星期天炔烴的化學(xué)性質(zhì)（1）加成反應(yīng)R-C≡CHR-CH=CH2R-CH2-CH3

H2H2PtPt加氫反應(yīng)第28頁,共95頁，2024年2月25日，星期天R-C≡CHR-C=CHR-C-CHX2X2與親電試劑加成XXXXXXR-C≡CHR-C=CH2R-C-CH3

HXHXXXX第29頁,共95頁，2024年2月25日，星期天R-C≡CHR-C=CHR-C-CH3HOH與親核試劑加成HOHOHC≡CHCH2=CH-CNHCN第30頁,共95頁，2024年2月25日，星期天（2）氧化反應(yīng)CH≡CH+10KMnO4+2H2O6CO2+10KOH+10MnO2(紫色)(褐色)此反應(yīng)可用來檢驗(yàn)C≡C的存在第31頁,共95頁，2024年2月25日，星期天（3）炔化物的生成CH≡CH+2AgNO3+2NH4OHAg-C≡C-Ag+2NH4NO3+2H2O(白色沉淀)直接和三鍵碳相連的氫具有活潑性，這一反應(yīng)是烷烴、烯烴和無活潑氫的炔烴所沒有的CH≡CH+Cu2Cl2+2NH4OHCu-C≡C-Cu+2NH4Cl+2H2O(棕紅色沉淀)第32頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)閉鏈烴第33頁,共95頁，2024年2月25日，星期天一、芳香烴單環(huán)芳烴多環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴CH3第34頁,共95頁，2024年2月25日，星期天1.苯同系物一元取代物二元取代物CH3CH2CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3C甲苯乙苯異丙苯鄰二甲苯間二甲苯對二甲苯第35頁,共95頁，2024年2月25日，星期天三元取代物CH3CH3CH3CH3CH3H3CCH3CH3H3C1,2,3-三甲苯1,2,3-三甲苯1,2,3-三甲苯連-三甲苯偏-三甲苯均-三甲苯第36頁,共95頁，2024年2月25日，星期天2.芳烴的化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)+X2FeXFeX2X鹵代反應(yīng)CH3+X2光CH2XCHX2光X2第37頁,共95頁，2024年2月25日，星期天硝化反應(yīng)+HO-NO2H2SO4NO2H2SO4HNO3NO2第38頁,共95頁，2024年2月25日，星期天磺化反應(yīng)+HO-SO3HH2SO4SO3HH2SO4SO3H第39頁,共95頁，2024年2月25日，星期天付列德爾——克拉夫茨(Friedel-Craft)反應(yīng)+R-Cl無水AlCl3RR-ClR無水AlCl3R-OH、R-CH=CH2第40頁,共95頁，2024年2月25日，星期天付列德爾——克拉夫茨(Friedel-Craft)反應(yīng)+R-C-Cl無水AlCl3C-RR-C-OH、R-C-O-CH3O=O=O=O=第41頁,共95頁，2024年2月25日，星期天氯甲基化反應(yīng)+H-C-H+HCl無水AlCl3CH2ClR-C-OH、R-C-O-CH3O=O=O=-H2O第42頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(2)加成反應(yīng)+3H2Cat.Cl+3Cl2Cat.ClClClClCl第43頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(3)氧化反應(yīng)KMnO4CH3COOHCH2CH3KMnO4COOH第44頁,共95頁，2024年2月25日，星期天3.苯環(huán)親電取代的定位規(guī)律(1)鄰、對位定位基—O-、—N(CH3)2、—NH2、—OH、—OCH3—NHCOCH3、—OCOCH3、—R、—C6H5—CH=CH2、—X、—CH2COOH第45頁,共95頁，2024年2月25日，星期天(2)間位定位基—NH3、—N(CH3)3、—NO2、—CCl3、—C≡N—SO3H、—COH(R)、—CO-R、—COOH—COOR、—CONH2++第46頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)鹵代烴第47頁,共95頁，2024年2月25日，星期天鹵代烴鹵代烷烴鹵代烯烴鹵代環(huán)烷烴鹵代芳香烴鹵代脂肪烴CH3CH2ClCH2=CHClClClCH3Cl第48頁,共95頁，2024年2月25日，星期天鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)一、親核取代反應(yīng)

反應(yīng)通式：R—X+:Z-R—Z+:X-δ+δ-第49頁,共95頁，2024年2月25日，星期天1.水解R—Br+:OH-R—OH+:Br-δ+δ-R—Br+:CN-R—CN+:Br-δ+δ-2.氰解3.胺(氨)解R—Br+:NH3R—NH2+HBrδ+δ-第50頁,共95頁，2024年2月25日，星期天4.成醚R—Br+CH3CH2O-Na+δ+δ-R—OCH2CH3+NaBr5.成酯R—Br+CH3COO-Na+δ+δ-CH3COO—R+NaBr乙醇第51頁,共95頁，2024年2月25日，星期天二、消除反應(yīng)CH3—CH2—C—CH3

CH3

ClR—CH—CH2

XHR—CH=CH2

乙醇堿乙醇堿CH3—CH=C—CH3

CH3

消除的方向：生成雙鍵上烴基最多的烯烴第52頁,共95頁，2024年2月25日，星期天三、與金屬反應(yīng)R—X+MgR—MgX無水乙醚δ+δ-第53頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)醇、酚、醚第54頁,共95頁，2024年2月25日，星期天飽和醇不飽和醇芳香醇羥基連碳類型烴基結(jié)構(gòu)CH3CH2OHCH2=CHCH2OHOHCH2OH醇的分類羥基數(shù)目一元醇二元醇三元醇伯醇仲醇叔醇CH3CH2OHHOCH2CH2OHCH2CH

CH2OHHOCH3CH2OH(CH3)2CHOH(CH3)3COH第55頁,共95頁，2024年2月25日，星期天醇的化學(xué)性質(zhì)1.與活潑金屬反應(yīng)CH3CH2OH+NaCH3CH2ONa+H2醇有酸性，但比水的酸性還弱。第56頁,共95頁，2024年2月25日，星期天2.與無機(jī)酸反應(yīng)CH3CH2OH+HXCH3CH2—X+H2O第57頁,共95頁，2024年2月25日，星期天3.醇的氧化反應(yīng)CH3CH2OHCH3—CH[O]O=[O]CH3-C-OHO=伯醇醛羧酸CH3CHCH3CH3—C—CH3[O]OHO=仲醇酮第58頁,共95頁，2024年2月25日，星期天4.醇的脫水反應(yīng)CH3CH2OHCH2=CH2+H2O濃H2SO4170℃濃H2SO4140℃2CH3CH2OHCH3CH2-O-CH2CH3+H2O第59頁,共95頁，2024年2月25日，星期天酚的化學(xué)性質(zhì)酸性O(shè)H+NaOHO-Na+-H2O芳環(huán)上帶有吸電子基時(shí)，其酸性增大第60頁,共95頁，2024年2月25日，星期天成酯OH+CH3C-ClO-C-CH3-HClO=O=第61頁,共95頁，2024年2月25日，星期天成醚ONa+CH3-ClO—CH3-NaCl第62頁,共95頁，2024年2月25日，星期天苯環(huán)上的取代OHBr2,H2O-HBrOHOHBrBr白色沉淀OHH2SO4BrSO3H第63頁,共95頁，2024年2月25日，星期天醚甲醚CH3—O—CH3甲乙醚CH3CH2—O—CH3乙醚CH3CH2—O—CH2CH3正丙醚CH3CH2CH2—O—CH2CH2CH3二苯醚Ph—O—Ph第64頁,共95頁，2024年2月25日，星期天CH2=CH—O—RCH2—CH2OCH2—CH—CH3OCH2—CH—CH2ClO烴基乙烯基醚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷環(huán)氧氯丙烷第65頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)醛、酮第66頁,共95頁，2024年2月25日，星期天一、醛H—C—HO=甲醛CH3—C—HO=乙醛CH3—CH—C—HO=CH3O=2-甲基丙醛CH2=CH—C—H丙烯醛C—HO=苯甲醛CH2C—HO=苯乙醛第67頁,共95頁，2024年2月25日，星期天羰基中雙鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成易發(fā)生加成反應(yīng)α-H很活潑—CH—CH—C—O=δ+δ-第68頁,共95頁，2024年2月25日，星期天醛的化學(xué)性質(zhì)羰基的親核加成CH3—C—HO=δ+δ-+HCNCH3—C—HCNOHCH3—C-HO=ROHCH3—C-HOROHHClCH3—C-HORORα-羥基腈半縮醛縮醛第69頁,共95頁，2024年2月25日，星期天CH3—C—HO=δ+δ-+R—MgXCH3—C—HROMgX無水乙醚仲醇δ+δ-水CH3—C—HROH第70頁,共95頁，2024年2月25日，星期天α-氫的反應(yīng)CH3—C—HO=CH2—C—HCH3—C-HO=+H+CH3—CH—CH2—C—HOβ-羥基醛堿—O=—O=CH3—C—CH2—C—HOHO=第71頁,共95頁，2024年2月25日，星期天氧化、還原反應(yīng)CH3—C—HO=CH3—C—OHCH3—C—HO=伯醇[O]O=CH3—CH2—OH[H]羧酸第72頁,共95頁，2024年2月25日，星期天二、酮丙酮CH3—C—CH3O=CH3—CH2—C—CH3O=O=甲乙酮環(huán)己酮C—CH3O=苯甲酮第73頁,共95頁，2024年2月25日，星期天酮的化學(xué)性質(zhì)羰基的親核加成α-氫的反應(yīng)氧化、還原第74頁,共95頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)羧酸及其衍生物第75頁,共95頁，2024年2月25日，星期天H—C—OHO=羧酸CH3—C—OHO=CH2=CH—C—OHO=HO—C—C—OHO=O=HO—C—CH2—C—OHO=O=C—OHO=CH=CH—C—OHO=ααβ甲酸乙酸丙烯酸乙二酸丙二酸苯甲酸β-苯丙烯酸αβ第76頁,共95頁，2024年2月25日，星期天二元酸HO—C—R—C—OHO=O=HO—C—CH2—CH2—CH2—CH2—C—OHO=O=己二酸HO—CC—OHO=O=對苯二甲酸第77頁,共95頁，2024年2月25日，星期天羧酸的化學(xué)性質(zhì)1.酸性CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O第78頁,共95頁，2024年2月25日，星期天2.羧基中羥基被取代CH3—C—OHCH3—C—ClO=PCl3O=CH3—C—OH+HO—C—CH3O=P2O5O=CH3—CCH3—CO=O=O-H2O-HCl第79頁,共95頁，2024年2月25日，星期天O=CH3—C—OH+HO—RO=H2SO4CH3—C—OR-H2OO=CH3—C—OH+H—NH2O=CH3—C—NH2-H2O第80頁,共95頁，2024年2月25日，星期天3.羧基的還原CH3—C—OHCH3—CH2—OHO=LiAlH4第81頁,共95頁，2024年2月25日，星期天4.活潑氫的取代CH3—C—OHX—CH2—C—OHO=X2,光O=C—OHO=Br2FeBr3C—OHO=Br第82頁,共95頁，2024年2月25日，星期天5.脫羧反應(yīng)CH3COONa+NaOH(CaO)CH4+Na2CO3COOHCH2COOHCH3COOH+CO2第83頁,共95頁，2024年2月25日，星期天羧酸衍生物CH3—C—ClO=乙酰氯C—ClO=苯甲酰氯CH3—CCH3—CO=O=O—C—CO=O=O乙酸酐鄰-苯二甲酸酐第84頁,共95頁，2024年2月25日，星期天CH3—C—OC2H5O=乙酸乙酯乙酸乙烯酯—C—NH2乙酰胺苯甲酰胺CH3—C—OCH=CH2O=CH3—C—NH2O=O=第85頁,共95頁，2024年2月25日，星期天羧酸衍生物化學(xué)性質(zhì)水解R—C—ClO=R—C—O—C—RO=R—C—OR’O=R—C—NH2O=O=H2OR—C—OH+O=HClRC—OHO=R’OHNH3第86頁,共95頁，2024年2月25日，星期天醇解R—C—ClO=RC—O—CRO=R—C—OR’O=O=R”O(jiān)HR—C—OR”

+O=HClRC—OHO=R’OHR—C—NH2O=NH3第87頁,共95頁，2024年