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第五章
第一節(jié) 合成高分子的基本方法
高分子化合物
高分子科學(xué)從誕生到現(xiàn)在還不足百年，但完整的高分子材料工業(yè)體系已經(jīng)建立。除塑料、合成纖維、合成椽膠三大合成材料，現(xiàn)代高分子材料正向功能化、智能化精細(xì)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了具有光學(xué)、電學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、吸附分離等功能的高分子。
新課導(dǎo)入
高分子的合成是利用有機物相互反應(yīng)的性能，通過聚合反應(yīng)得到相對分子質(zhì)量較大的高分子的過程
合成高分子的基本方法包括加成聚合反應(yīng)（簡稱加聚反應(yīng)）與縮合聚合反應(yīng)（簡稱縮聚反應(yīng)），前者單體一般是含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機物，后者單體一般是含有兩個(或兩個以上）官能團(tuán)的有機物單體之間發(fā)生的聚合反應(yīng)。
【溫馨提示】縮聚反應(yīng)不一定是兩種官能團(tuán)，即兩個可以是同一種官能團(tuán)。
1.高分子化合物都是混合物，無固定熔沸點
2.合成原料都是小分子化合物
3.每個高分子都是由若干個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的
有機高分子化合物的特點：
有機高分子化合物 低分子有機物
相對分子質(zhì)量
相對分子質(zhì)量的數(shù)值
分子的基本結(jié)構(gòu)
性質(zhì) 聯(lián)系 很大(通常104～106)
1000以下
平均值
有明確的數(shù)值
單一分子結(jié)構(gòu)
由若干個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成
在物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差異
以低分子有機物為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物（高分子），也稱為聚合物
有機高分子化合物與低分子有機物
歸納辨析
2.下列關(guān)于有機高分子化合物的說法不正確的是（ ）
A．有機高分子化合物稱為聚合物，是因為它們大部分是由小分子
通過聚合反應(yīng)制得的
B．有機高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大，但其結(jié)構(gòu)是若干鏈節(jié)的重復(fù)
C．對于一種高分子材料，n是一個整數(shù)值，因而它的相對分子質(zhì)量是確定的
D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類
C
1.人類健康水平和生活質(zhì)量的提高做出了巨大貢獻(xiàn)。下列各組
物質(zhì)全部為合成高分子材料的是（ ）
A．聚乙烯　酚醛樹脂　　　 B．麥芽糖　胰島素
C．淀粉　聚異戊二烯 D．纖維素　滌綸
A
練一練
由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應(yīng)的形式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。
2.特點
單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物(烯、炔、醛等)
反應(yīng)只生成高聚物，沒有副產(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
聚合物相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍
一、加成聚合反應(yīng)
1.概念：
Mr(平均)＝鏈節(jié)的相對質(zhì)量 × n
聚合度
鏈節(jié)
單體
加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))
氯乙烯
催化劑
CH2
CH
n
Cl
n CH2=CH
Cl
聚氯乙烯
3.加聚反應(yīng)的類型
①單烯烴（丙烯）的加聚：
n CH3CH=CH2
催化劑
②共軛二烯烴（異戊二烯）的加聚：
催化劑
[ CH2—CH ]
n
CH3
聚丙烯
天然橡膠
一、加成聚合反應(yīng)
③兩種單烯烴共聚（乙烯與丙烯）的加聚：
nCH2=CH2+ nCH2=CH—CH3
催化劑
乙丙樹脂
3.加聚反應(yīng)的類型
一、加成聚合反應(yīng)
甲醛（HCHO）的加聚：nHCHO
催化劑
聚甲醛（人造象牙）
乙炔（HC≡CH）的加聚：nHC≡CH
催化劑
聚乙炔（導(dǎo)電塑料）
環(huán)氧乙烷（ ））的加聚：n
催化劑
聚環(huán)氧乙烷—開環(huán)聚合成線型聚醚
3.加聚反應(yīng)的類型
一、加成聚合反應(yīng)
④特殊加聚：
1.天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)簡式為
，下列說法正確的是（ ）
A．單體是CH3CH=CH2和CH2=CH2
B．其鏈節(jié)為
C．聚異戊二烯、聚乙烯都不能使溴水褪色
D．聚異戊二烯存在順反異構(gòu)
D
練一練
2.角膜接觸鏡俗稱隱形眼鏡，其性能要有良好的透氣性和親水性，
目前大量使用的軟性隱形眼鏡常用材料是（ ）
A．聚乙烯 B．聚氯乙烯
C． D．
C
練一練
塑料中的“四烯”
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
PE
PP
PVC
PS
CH2
CH2
n
CH2
CH
n
CH3
CH2
CH
n
Cl
CH2
CH
n
身邊的化學(xué)
[ CH2—CH ]
n
CH3
聚丙烯
4.加聚產(chǎn)物單體的判斷
一、加成聚合反應(yīng)
丁苯吡橡膠 的單體為
請找出合成下列高分子材料所用的單體
CH2=CH-CH=CH2
n
CH
CH
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
CH
H3C
N
CH2
CH
H3C
N
CH2
CH
練一練
口罩帶在彈性內(nèi)芯的外面包裹紡織品是什么？
其主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯（PET）
化學(xué)與生活
聚對苯二甲酸乙二酯（PET）是怎樣制備的呢？
聚對苯二甲酸乙二酯
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化劑
+
(2n-1)H2O
① 單體分子中至少含有兩個官能團(tuán)
② 縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時，還有小分子副產(chǎn)物生成
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
如-OH、-COOH、-NH2、-X等
如H2O、HCl等
⑥ 縮聚物結(jié)構(gòu)簡式要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)
HO
(CH2)4
O
(CH2)2
O
H
n
C
O
C
O
二、縮合聚合反應(yīng)
這種由單體分子間通過縮合反應(yīng)生成高分子的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng)）
1.概念：
2.特點
④ 多為可逆反應(yīng)，為提高產(chǎn)率，需要及時移除反應(yīng)產(chǎn)生的小分子副產(chǎn)物
⑤ 含兩個官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈線型結(jié)構(gòu)
單體
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化劑
+
(2n-1)H2O
單體
鏈節(jié)
端基原子團(tuán)
端基原子
縮合聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）
各單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)簡式的下角標(biāo)一般要一致
單體
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
C
O
OH
C
O
HO
n
CH2
CH2
OH
HO
n
+
催化劑
+
(2n-1)H2O
單體
鏈節(jié)
端基原子團(tuán)
端基原子
①二元酸與二元醇的縮聚：
二、縮合聚合反應(yīng)
3.縮聚反應(yīng)的類型：
(利用酯化反應(yīng))
② 羥基酸的縮聚：
＋( n-1 ) H2O
催化劑
6-羥基己酸
聚-6-羥基己酸酯
O
nHO
C
(CH2)5OH
H
[
]
O
HO
C
(CH2)5O
n
(n-1)個小分子
端基原子團(tuán)
端基原子
單體
二、縮合聚合反應(yīng)
(利用酯化反應(yīng))
3.縮聚反應(yīng)的類型：
③氨基酸的縮聚：
nH2N
CH2
COOH
[
]
H
N
CH2
n
H
O
OH
C
催化劑
+ (n-1)H2O
(n-1)個小分子
端基原子
端基原子團(tuán)
單體
二、縮合聚合反應(yīng)
(利用成肽反應(yīng))
3.縮聚反應(yīng)的類型：
④二元酸與二胺的縮聚：
(CH2)2
NH2
H2N
+
n
+ (2n-1)H2O
C
O
OH
C
O
HO
n
(CH2)4
C
O
(CH2)2
NH
C
O
[
]
n
HO
H
(CH2)4
N
H
催化劑
單體
(2n-1)個小分子
端基原子
端基原子團(tuán)
二、縮合聚合反應(yīng)
(利用成肽反應(yīng))
3.縮聚反應(yīng)的類型：
⑤特殊縮聚反應(yīng)
兩種氨基酸（或羥基酸）共聚：
nH2N—CH2—COOH+n
催化劑
+（2n-1)H2O
單體1
端基原子
端基原子團(tuán)
單體2
(2n-1)個小分子
二、縮合聚合反應(yīng)
3.縮聚反應(yīng)的類型：
酚醛縮聚（如苯酚與甲醛）：
總反應(yīng)式：
醇縮聚:
酚醛樹脂
⑤特殊縮聚反應(yīng)
二、縮合聚合反應(yīng)
3.縮聚反應(yīng)的類型：
①縮聚物結(jié)構(gòu)簡式的寫法與加聚物結(jié)構(gòu)簡式的寫法略有不同。縮聚物的結(jié)構(gòu)簡式要在方括號外側(cè)寫端基原子或原子團(tuán)，而加聚物的端基不確定，一般不必寫出。如：
②生成小分子的個數(shù)，若由一種單體縮聚小分子數(shù)一般為n－1，兩種單體縮聚，小分子數(shù)一般為2n－1。
【溫馨提示】
1.聚乳酸是一種新型的生物可降解高分子材料，其合成路線如下：
下列說法錯誤的是（ ）
A．m=n-1 B．聚乳酸分子中含有兩種官能團(tuán)
C．1mol乳酸與足量的Na反應(yīng)生成1molH2
D．兩分子乳酸反應(yīng)能夠生成含六元環(huán)的分子
B
練一練
2.北京冬奧會吉祥物“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS
和亞克力等環(huán)保材料制成。下列說法正確的是（ ）
A．PVC( )的單體為氯乙烷
B．PC( )中所有碳原子均可共面
C．亞克力( )含有兩種官能團(tuán)
D．ABS的單體之一苯乙烯能使高錳酸鉀溶液褪色
D
練一練
類別 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)
單體特征
單體種類
聚合方式
反應(yīng)特點
聚合物（產(chǎn)物）
高聚物的化學(xué)組成跟單體的最簡式相同， ＝Mr(單體)×n(聚合度)
縮聚反應(yīng)與加聚反應(yīng)的比較
高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成不同， <[Mr(單體)×n(聚合度)]
只生成高聚物，沒有副產(chǎn)物
生成高聚物的同時，還有小分子副產(chǎn)物生成(如H2O、NH3、HCl等)
通過縮合脫去小分子而連接
至少含兩個官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物
含不飽和鍵(如氯乙烯)或環(huán)(如 )的化合物
含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機物
酚、醛、醇、羧酸、氨基酸
通過不飽和鍵加成
歸納辨析
1.下列關(guān)于加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的說法中不正確的是（ ）
A．加聚反應(yīng)后有機分子的不飽和度減小
B．加聚反應(yīng)是一種特殊加成反應(yīng)，多數(shù)縮聚反應(yīng)是一種復(fù)雜的取代反應(yīng)
C．加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)均屬于有機高分子參與的化學(xué)反應(yīng)
D．加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)中均有官能團(tuán)發(fā)生變化
C
2.生物材料衍生物2，5－呋喃二甲酸( )可以替代化石燃料衍生物對苯二甲酸，與乙二醇合成聚2，5－呋喃二甲酸乙二(醇)酯(PEF)。下列說法中，正確的是（ ）
A．合成PEF的反應(yīng)為加聚反應(yīng) B．PEF不能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
C．PEF的結(jié)構(gòu)簡式為
D．通過紅外光譜法測定PEF的平均相對分子質(zhì)量可得知其聚合度
C
練一練
① 由高聚物推斷單體時,需要聯(lián)系該高聚物的合成過程,若高聚物的主鏈上只有碳原子,沒有其他的官能團(tuán),則是通過加成聚合得到的。
②若主鏈上有除了碳原子以外的“氧”原子“氮”原子或有其他的官能團(tuán),則是通過縮合聚合形成的
二、縮合聚合反應(yīng)
4.縮聚反應(yīng)單體的推斷：
合成高分子基本方法的判斷:
縮聚產(chǎn)物單體推斷方法：“切割法”
第一步：去掉縮聚物結(jié)構(gòu)簡式中的方括號與“n”，變?yōu)樾》肿樱?br/>第二步：斷開分子中的肽鍵或酯基：
第三步：在斷開的羰基碳原子上連接—OH,
在氧或氮原子上連接—H,還原為單體小分子：
補—OH
補—H
二、縮合聚合反應(yīng)
4.縮聚反應(yīng)單體的推斷：
①若鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛。如 的單體是 和HCHO
②若鏈節(jié)中含有以下結(jié)構(gòu)： 、 、 ，
其單體必為一種，如 的單體為HOCH2CH2OH，
的單體為 。方法是去中括號和n即為單體。
二、縮合聚合反應(yīng)
4.縮聚反應(yīng)單體的推斷：
③若鏈節(jié)中含有 部分，則單體為羧酸和醇，將 中C—O單鍵斷開，去掉括號和n，左邊加羥基，右邊加氫即可，如 的單體為HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。
④若鏈節(jié)中含有 部分，則單體一般為氨基酸，將 中C—N單鍵斷開，去掉中括號和n，左邊加羥基，右邊加氫即為單體，如 的單體為H2NCH2COOH和 。
二、縮合聚合反應(yīng)
4.縮聚反應(yīng)單體的推斷：
1.芳綸( )是重要的國防軍工材料
之一，下列有關(guān)芳綸及其單體的說法正確的是（ ）
A．能通過加聚反應(yīng)合成芳綸
B．該材料不適合在強酸性環(huán)境下使用
C．單體的核磁共振氫譜峰數(shù)、峰面積之比均相同
D．單體既與酸反應(yīng)又與堿反應(yīng)，屬于兩性化合物
B
練一練
2.由兩種單體縮聚而成的高聚物是（ ）
A． B.
C. D.
D
練一練
區(qū)別
第一節(jié)
合成高分子的基本方法
有機高分子化合物
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類型
概念
特點
加成聚合反應(yīng)
縮合聚合反應(yīng)
合成高分子的相關(guān)概念
單體的判斷
課堂小結(jié)
1．聚乳酸(PLA)無毒，具有生物相容性、可降解性等諸多優(yōu)異性能。PLA的結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列分析錯誤的是
A．PLA含有3種官能團(tuán)
B．PLA可用作免拆型手術(shù)縫線
C．PLA的單體能發(fā)生消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)
D．1molPLA最多能與(n+2)molNaOH反應(yīng)
課堂練習(xí)
D
2．下列過程是檢測甲醛含量的重要步驟。有關(guān)說法錯誤的是

A．甲醛能發(fā)生縮聚反應(yīng)
B．M的核磁共振氫譜有5組峰
C．R分子中氮原子的雜化方式為sp2和sp3
D．M、R均可與鹽酸反應(yīng)
課堂練習(xí)
B

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