内容正文:
微项目 探秘神奇的医用胶
——有机化学反应的创造性应用
学习任务目标
1.能从所含官能团的角度阐释医用胶的主要性质,能分析医用胶的性质与用途的关系。
2.能从不同视角认识有机反应的多样性,形成化学变化是有条件的观念。
1.含有碳碳双键的有机物在一定条件下可发生加聚反应,CH2===CHCN发生加聚反应的化学方程式为。
2.α-氰基丙烯酸乙酯(俗称502)是常用的瞬干胶,结构简式为,该分子中含有的官能团名称为碳碳双键、氰基、酯基。
一、从性能需求探究医用胶的分子结构及黏合原理
1.医用胶的性能需求
(1)在血液和组织液存在的条件下可以使用。
(2)常温、常压下可以快速固化实现黏合。
(3)具有良好的黏合强度及持久性,黏合部分具有一定的弹性和韧性。
(4)安全,可靠,无毒性。
2.医用胶分子结构的特点
(1)含有能够发生聚合反应的官能团,如碳碳双键等。
(2)含有对聚合反应具有活化作用的官能团,如邻近碳碳双键的氰基、酯基等。
(3)含有能够与蛋白质大分子形成氢键的官能团,如氰基等。
3.医用胶结构与性能的关系
具备上述结构特点的医用胶,室温下受到人体组织中的水的引发,可快速聚合,固化成膜,并与创面紧密镶嵌,表现出良好的黏合及止血性能。
4.几种常见瞬间胶黏剂的单体及应用
单体名称
结构简式
俗称
能否作为医用胶
α氰基丙
烯酸甲酯
501
否
α氰基丙
烯酸乙酯
502
否
α氰基丙烯
酸正丁酯
504
能
α氰基丙烯
酸正辛酯
508
能
二、通过结构转化改进医用胶的安全性等性能
1.医用胶使用过程中存在的问题
(1)单体聚合放热对人体组织和细胞存在潜在危害。
(2)聚合后的薄膜柔韧性不够而导致黏结性能降低或使用部位受限。
(3)体内应用时有可能产生甲醛而引起炎症或局部组织坏死等,因此需要对医用胶进行改性以提高其柔韧性和生物相容性等性能。
2.利用有机化学反应对医用胶分子进行结构修饰
(1)α氰基丙烯酸酯类医用胶进行结构修饰后的几种新型医用胶分子
(2)修饰后的优点
①增长酯基碳链有助于提升固化胶的柔韧性并降低其聚合热。
②在酯基部位引入易水解的官能团(A、B)有利于加快其降解速率。
③氰基丙烯酸部分的结构中有两个或者多个碳碳双键,可发生交联聚合,形成体型高聚物,有助于增强医用胶的耐水、耐热、抗冷热交替等性能。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)含CN-的无机盐有毒,因此含有—CN的504医用胶有毒。 (×)
(2)医用胶中的氰基可与蛋白质端基的氨基、羧基形成氢键。 (√)
(3)α-氰基丙烯酸乙酯(俗称502 )的聚合速度较快,可用作医用胶。 (×)
(4)α-氰基丙烯酸正丁酯(俗称504)、α-氰基丙烯酸正辛酯(俗称508)在使用过程中可较快聚合,该聚合反应为缩聚反应。 (×)
(5)把α-氰基丙烯酸正丁酯(俗称504)医用胶结构修饰变为,有利于加快降解速率。 (√)
2.医学上在对抗癌物质的研究中发现具有抗癌作用,而没有抗癌作用。对此下列有关叙述正确的是( )
A.两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的四面体结构
B.两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的平面结构
C.两者为同一种物质,都是以Pt原子为中心的四面体结构
D.两者为同一种物质,都是以Pt原子为中心的平面结构
B 解析:由信息可知两种化合物性质不同,则其结构不同,两者互为同分异构体,且为平面结构。若为四面体结构,则是同一种物质,不互为同分异构体。
3.下列说法正确的是( )
A.甲醇与乙醇的官能团都是羟基,它们具有完全相同的性质
B.甲苯与苯互为同分异构体,它们具有相似的性质
C.烯烃的官能团是碳碳双键,任何烯烃在一定条件下都能发生加成反应
D.乙醛、丙酮、乙酸中都含有羰基,因此它们具有相似的化学性质
C 解析:甲醇与乙醇都含有羟基,具有相似的性质,但是与羟基所连的基团不同,性质会有差异,不是绝对相同的,故A错误;甲苯与苯的关系是互为同系物而不是同分异构体,因都含有苯环具有某些相似的性质,故B错误;官能团决定有机化合物的性质,烯烃中必定含有碳碳双键,因而能发生加成反应,故C正确;乙醛、丙酮、乙酸虽都含有羰基,但羰基所连基团不同,三者性质有很大差别,故D错误。
有机化合物的结构与性质的关系
番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图所示。
探究1:1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出多少升标准状况下的CO2?
提示:22.4 L。1 mol该分子中含有1 mol —COOH,可与NaHCO3溶液反应生成1 mol CO2,标准状况下为22.4 L。
探究2:一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为多少?
提示:6∶1。