内容正文:
第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
1.理解加成聚合(加聚)反应和缩合聚合(缩聚)反应的概念与特点,能正确书写常见单体的加聚、缩聚反应的化学方程式。
2.掌握加聚产物和缩聚产物单体的推断方法,能根据聚合物的结构简式反推其合成单体。
3.从有机高分子的结构特点出发,掌握合成有机高分子的基本方法,培养推理、概括能力。
核心素养
发展目标
加成聚合反应
一
1.有机高分子
高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多,通常在 以上。
104
双键
两个(或两个
以上)官能团
硬脂酸甘油酯 的相对分子质量为890,它属于高分子吗?
2.加成聚合反应
在一定条件下,通过相互 的方式连接成链状的高分子的反应
称为加成聚合反应,简称加聚反应。例如:
单体: ; 链节(又称重复结构单元):___________;
聚合度:含有链节的 ,以n表示;
聚合物的平均相对分子质量= 。
加成
氯乙烯
数目
链节的相对质量×n
3.加聚反应常见的类型
(1)①一种单体的加聚(烯烃或炔烃加聚)
nCH2=CH2 ;
nCH≡CH 。
②二烯烃加聚
。
nCH2==CH—CH==CH2
(2)混聚:由两种或两种以上单体发生的加聚反应
nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3
或 。
(3)某些环状化合物开环后,可以相互结合,生成高聚物
n CH2-CH2
O
催化剂
n
CH2
CH2
O
聚碳酸丙烯酯
环氧丙烷
(1)高分子为混合物,且没有固定的熔、沸点
(2)加聚反应的原子利用率为100%
(3)加聚反应得到的聚合物的链节和单体的化学组成不同
(4)丙烯能使溴水褪色,聚丙烯不能使溴水褪色
(5)油脂属于高分子
√
×
√
×
√
正误判断
2.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。
(1)ClCH==CH2:___________________________________。
(2) :_______________________________________
_____________________。
(3)CH2==CH2+CH3—CH==CH—CH3:
____________________________________________________________
______________________。
(4)CH2==CH2+CH2==CH—CH==CH2:_________________________________
_________________________________________________。
nCH2==CH2+nCH3—CH==CH—CH3
nCH2==CH2+nCH2==CH—CH==CH2
—CH2—CH2—CH2—CH==CH—CH2—
[
]
n
加聚物单体的判断方法
(1)凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其单体必为一种。如 的单体为ClCH==CH2。
(2)凡链节主链中无碳碳双键的聚合物,以两个碳原子为一个单元划线断开,然后单键变双键即得对应单体。
如 的单体为CH2=CH2 和CH2= CH—CH3。
(3)凡链节主链上只有碳原子且存在碳碳双键的聚合物,其断键规律是“有双键,四个碳;无双键,两个碳”,划线断开,然后将单键变双键,双键变单键即得对应单体。
如 的单体是CH2=CH—CH=CH2和
。
P137 4题
写出下列高分子的单体。
(1) :_______________。
HOOCCH==CH2
(2) :_____________________________。
CH2==CH—CH3、
(3) :
_____________________________________________。
CH2==CH—CH==CH2、
、
(4)ABS的结构如下所示:
。
写出ABS对应单体的结构简式:CH2==CH—CN、___________________
、__________________。
CH2==CH—CH==CH2
缩合聚合反应
二
1.缩合聚合反应
由单体分子间通过 生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。
缩合反应
己二酸
_____________________________________
聚己二酸乙二酯
+(2n-1)H2O
。
端基原子团
端基原子
2.缩合聚合反应特点
(1)缩聚反应的单体常含有 或 能相互作用的原子或原子团。
(2)生成缩合聚合物(简称缩聚物)的同时,还伴有 副产物(如H2O等)的生成。由一种单体进行缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为 ;由两种单体进行缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为_______。
(3)缩聚反应中每一种单体至少
有双官能团。常见双官能团:
两个
两个以上
小分子
n-1
2n-1
3.常见的缩聚反应
(1)一种单体缩聚
①羟基酸缩聚
6-羟基己酸
____________________________
聚-6-羟基己酸酯
+(n-1)H2O
。
②氨基酸缩聚
nH2N—CH2—COOH
+(n-1)H2O
____________________________。
(2)两种单体缩聚
①二元酸与二元醇缩聚
对苯二甲酸
______________________________________________。
聚对苯二甲酸丁二酯
(2n-1)H2O
②二元酸与二胺缩聚p143
己二酸
_________________________________________________。
聚己二酰己二胺
+(2n-1)H2O
我国科研人员研制了一种耐高温的聚合物W,可用于制造宇航飞行器,其合成反应如下
下列说法正确的是( )
A.P中所有氧原子共平面 B.FeBr3存在下,Q与Br2 发生加成反应
C.x和y的值均为2n−1 D.W属于聚酰胺类高分子材料
D
(2026四川)
(1)缩聚反应生成高分子的同时,还有H2O等小分子物质生成
(2)缩聚反应的原子利用率为100%
(3)缩聚反应多为可逆反应,为提高产率,可及时移除反应产生的小分子副产物
(4)缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同
正误判断
√
×
√
√
1.完成下列缩聚反应的化学方程式。
(1)乳酸( )的缩聚:
____________________________________________________。
+(n-1)H2O
(2)乙二酸与乙二醇的缩聚:
_________________________________________________________。
n
+n
+(2n-1)H2O
(3)间苯二甲酸( )和间苯二胺( )的缩聚:
____________________________________________________________
____________。
n
+n
+(2n-1)H2O
缩聚物单体的判断方法
(1)若聚合物为 或 ,其单体必为一种,去掉中括号和n即可。
归纳总结
如 的单体为 ;
的单体是 。
(2)当链节中含有 或 结构时,其单体至少是两
种,此时常用“切割法”,去掉中括号和n后,断开羰基与氧原子或氮原子间的共价键,然后在羰基碳上连上羟基,在氧原子或氮原子上连上氢原子。如图所示:
归纳总结
① 的单体为 和
HO(CH2)4OH。
② 去掉中括号和n再水解的单体为
H2NCH2COOH和 。
归纳总结
1.找出下列高分子的单体,并按要求填空。
(1)锦纶( )的单体为_________________,
反应类型为_________。
H2N(CH2)5COOH
缩聚反应
(2)涤纶( )的单体为
________________________________________________。
、HOCH2CH2OH
2.(2023·北京)一种聚合物PHA的结构简式如下,下列说法不正确的是( )
A.PHA的重复单元中有两种官能团
B.PHA通过单体 缩聚合成
C.PHA在碱性条件下可发生降解
D.PHA中存在手性碳原子
A
3.(2024·全国甲卷)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列叙述错误的是( )
A.PLA在碱性条件下可发生降解反应
B.MP的化学名称是丙酸甲酯
C.MP的同分异构体中含羧基的有3种
D.MMA可加聚生成高分子
C
4.缬氨霉素是一种脂溶性的抗生素,是由12个分子组成的环状化合物,结构简式如图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.缬氨霉素是一种蛋白质
B.缬氨霉素完全水解可得到3种氨基酸
C.缬氨霉素完全水解后的产物中有3种产物互为同系物
D.缬氨霉素完全水解,其中一种产物与甘油醛( )互为同分异构体
D
(2022年全国甲卷)5.辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Q10的说法正确的是( )
A.分子式为C60H90O4
B.分子中含有14个甲基
C.分子中的四个氧原子不在同一平面
D.发生加成反应,不能发生取代反应
B
nClCH==CH2
+
+
$