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第一节
合成高分子化合物的基本方法
1、高分子化合物:高分子化合物是指由许多小分子化合物以共价键结合成的、
相对分子质量很高(通常为104~106)的一类化合物。高分子化合物常称为聚合物或高聚
物。
能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物称为单体。
2、生成有机高分子化合物的反应类型主要有三种:
加聚反应;缩聚反应;特殊的开环缩合反应。
3、加成聚合反应:有三种情况:
(1)单烯烃的加聚反应:
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-CH2-CH2CH2-CH2-........
(2)共轭二烯的1、4 加成聚合:
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-CH2-CH2=CH2-CH2-........
(3)醛类中C=O 双键的加成:
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-CH2-O-........
4、缩合聚合反应:有四种情况:
(1)二酸和二醇的缩聚反应
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-O-CH2-CH2-O-OC-CH2-CH2-CO-........
(2)二酸和二胺缩聚反应:
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-NH-CH2-CH2-NH-OC-CH2-CH2-CO-........
(3)羟基酸的缩聚反应。
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-O-CH2-CO-........
(4)氨基酸的缩聚反应:
形成的高分子化合物的结构简式为:.........-NH-CH2-CO-........
5、开环聚合反应有以下几种情况:
(1)环醚类在一定条件下开环,然后再缩合生成高分子化合物;
(2)环酯类在一定条件下开环,然后再缩合生成聚酯类高分子化合物;
(3)环肽类在一定条件下开环,然后再缩合生成多肽高分子化合物;
4、加聚反应的特点:
(1) 单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物,如烯、二烯、炔、醛等含不饱
和键的有机物。
(2) 加聚反应的过程中没有副产物产生,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相
同。聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数(聚合度n)倍。
(3) 通过加聚聚合物推单体的方法:
边键沿箭头指向会合,箭头相遇成新键,键尾相遇按虚线部分断键成单键。凡链节
主链只有C 原子并存在C=C 结构的高聚物,其规律是“见双键、四个C;无双键、两个
C”画线断开,然后将半键闭合,即双键交换。
→单体:CH2=CH2
→单体:CH2=CH—CH=CH2
5、缩合聚合反应的特点
(1)单体往往是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X、活泼氢原子等)或多官能
团的有机物小分子。
(2)生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl 等)生成。
(3)因聚合过程中生成小分子,故所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
(4)书写缩聚物的结构式时,要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。
(5)书写缩聚反应方程式时,除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外,也
要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量应为(n
-1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量应为(2n-1)。
(6)缩聚物单体的推断方法常用“切割法”,如下图所示:
【习题一】
(2018 春•南木林县校级期末)某高分子化合物的结构简式为
,下列有
关叙述正确的是( )
A.其单体是CH2=CH2 和HCOOC2H5
B.它是缩聚反应产物
C.其链节是CH3CH2-COOC2H5
D.其单体是CH2=CH-COOC2H5
【考点】有机高分子化合物的结构和性质.
【分析】切断高分子主要看分子的链节,从而判断是加聚、还是缩聚而成的.由高分子化
合物结构简式可知,含有酯基结构及烯加聚结构.
加聚产物的单体推断方法:
(1)凡链节的主链上只有两个碳原子(无其它原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将
两半链闭合即可;
(2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其它原子)且链节无双键的高聚物,其单体必为两
种,在正中间画线断开,然后将四个半键闭合即可;
(3)凡链节主链上只有碳原子并存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是“见双键,四个碳,
无双键,两个碳”画线断开,然后将半键闭合,即将单双键互换.据此判断.
【解答】解:A .结构简式为
,该高聚物单体为其单体是
CH2=CHCOOC2H5,故A 错误;
B.链节中主链上只有碳原子,为加聚反应生成的高聚物,故B 错误;
C.链节为单体转变为在化学组成上能够重复的最小单位,该高聚物
,故
C 错误;
D.凡链节的主链上只有两个碳原子(无其它原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将
两半链闭合即可,所以该高聚物单体为其单体是CH2=CHCOOC2H5,故D 正确;
故选:D。
【习题二】
(2016 秋• 崇川区校级期末)合成导电高分子材料PPV 的反应:
下列说法中正确的是( )
A.合成PPV 的反应为加聚反应
B.PPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.
和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法可测定
的相对分子质量
【考点】有机高分子化合物的结构和性质.
【专题】有机物的化学性质及推断.
【分析】A.缩聚反应,是一类有机化学反应,是具有两个或两个以上官能团的单体,相
互反应生成高分子化合物,同时产生有简单分子(如 H2O、HX、醇等)的化学反应;
B.聚苯乙烯的重复结构单元为
,不含碳碳双键;
C.同系物所含官能团数目相同;
D.质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量.
【解答】解:A.合成PPV 通过缩聚反应生成,同时有小分子物质HI 生成,不属于加聚反
应,故A 错误;
B.聚苯乙烯的重复结构单元为
,不含碳碳双键,而该高聚物的结构单元中
含有碳碳双键,所以不相同,故B 错误;
C.
有两个碳碳双键,而苯乙烯有一个碳碳双键,结构
不同,二者不是同系物,故C 错误;
D.质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量,质谱图中数值最大的即是该分子的相
对分子质量,故D 正确。
故选:D。
【习题三】
(2017 春•临夏市校级期末)下列对聚丙烯
的描述有错误的是( )
A.聚丙烯的分子长链是由C-C 键连接而成
B.聚丙烯分子的长链链节上有支链
C.聚丙烯每个链节上有3 个碳原子
D.聚丙烯能使溴水褪色
【考点】有机高分子化合物的结构和性质.
【专题】有机物的化学性质及推断.
【分析】A.聚丙烯的分子长链是由丙烯断裂碳碳双键中的π 键,由C-C 键连接而成;
B.聚丙烯分子的长链上有支链,每个链节有1 个甲基支链;
C.链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元;
D.聚丙烯中不含碳碳双键.
【解答】解:A.聚丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下能够发生加聚反应
得到聚丙烯,反应的化学方程式为
,长链是由丙烯断
裂碳碳双键中的π 键,由C-C 键连接而成,故A 正确;
B.聚丙烯的链节主链上有2 个碳原子,还有1 个甲基支链,故B 正确;
C.聚丙烯的链节:-CH2-CH(CH3)-,每个链节主链上有2 个碳原子,支链一个碳,聚丙烯
每个链节上有3 个碳原子,故C 正确;
D.丙烯断裂碳碳双键中的π 键,由C-C 键连接而成聚丙烯,聚丙烯中无碳碳双键,所以不
能使溴水褪色,故D 错误;
故选:D。