第25課合成高分子的基本方法1．了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2．了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)，能用常見(jiàn)的單體寫(xiě)出簡(jiǎn)單的聚合反應(yīng)方程式和聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。一、有機(jī)高分子化合物1．概念有機(jī)高分子化合物是由許多不分子化合物以共價(jià)鍵結(jié)合成的，相對(duì)分子質(zhì)量很大(通常在104以上)的一類(lèi)化合物。2．與有機(jī)高分子化合物相關(guān)的概念概念定義示例單體能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物鏈節(jié)高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位聚合度高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目，通常用n表示聚合物由單體聚合形成的相對(duì)分子質(zhì)量較大的化合物【易錯(cuò)提醒】(1)高分子的合成是利用有機(jī)物相互反應(yīng)的性能，得到相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子的過(guò)程。(2)聚合反應(yīng)得到的是分子長(zhǎng)短不一的混合物，所以有機(jī)高分子沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)。(3)因?yàn)榫酆衔锸腔旌衔?，所以沒(méi)有固定的相對(duì)分子質(zhì)量。聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)式量×聚合度(n)。3．高分子有機(jī)化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別有機(jī)高分子化合物低分子有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量很大(通常104～106)1000以下相對(duì)分子質(zhì)量的數(shù)值平均值有明確的數(shù)值分子的基本結(jié)構(gòu)由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成單一分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差異聯(lián)系以低分子有機(jī)物為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對(duì)分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物，也稱(chēng)為聚合物4．有機(jī)高分子化合物的分類(lèi)(1)按來(lái)源分：天然高分子、合成高分子。(2)按結(jié)構(gòu)分：線(xiàn)型高分子、體型高分子、支鏈型高分子。(3)按性質(zhì)分：熱塑性高分子、熱固性高分子。(4)按用途分：塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑等。二、合成高分子化合物的基本反應(yīng)1．加成聚合反應(yīng)(1)概念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)，簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng)。(2)加聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)①乙烯的加聚：nCH2=CH2②1,3－丁二烯的加聚：。(3)聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量＝鏈節(jié)的相對(duì)分子質(zhì)量×聚合度(n)。(4)反應(yīng)特點(diǎn)①單體分子中需有雙鍵、叁鍵等不飽和鍵，如烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物，加聚反應(yīng)只發(fā)生在不飽和鍵上。②單體和聚合物組成相同，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。③反應(yīng)只生成高聚物，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，原子利用率為100%。④加成聚合物(簡(jiǎn)稱(chēng)加聚物)結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)：將鏈節(jié)寫(xiě)在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n在方括號(hào)的右下角。(5)巧斷加聚物的單體：已知加聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可用下面介紹的“單雙鍵互換法”巧斷合成它的單體，其步驟是：(1)首先去掉加聚物兩端的“”、“”。(2)再將高分子鏈節(jié)中主鏈上的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，碳碳雙鍵改為碳碳單鍵。(3)再?gòu)淖蟮接覚z查高分子鏈節(jié)中各碳原子的價(jià)鍵，把碳原子的價(jià)鍵超過(guò)4價(jià)的碳原子找出來(lái)。用“△”符號(hào)標(biāo)示出來(lái)。(4)去掉不符合4價(jià)的碳原子間的價(jià)鍵（一般為雙鍵），即得合成該加聚物的單體?！疽族e(cuò)提醒】某些環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)后可以相互結(jié)合，生成聚合物，如環(huán)氧乙烷的開(kāi)環(huán)聚合該反應(yīng)也屬于加聚反應(yīng)。2．縮合聚合反應(yīng)(1)概念由一種或一種以上的單體相互結(jié)合生成聚合物，同時(shí)有小分子生成的反應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反應(yīng)。得到的高分子稱(chēng)為縮聚物。(2)類(lèi)型①羥基酸縮聚，如HOCH2COOH的縮聚：。HOOC(CH2)5OH的縮聚：。②二元醇與二元酸縮聚，如乙二酸與乙二醇的縮聚：。己二酸與乙二醇的縮聚：。③氨基酸縮聚：④二元酸與二胺縮聚：⑤苯酚與甲醛的縮聚(酚醛樹(shù)脂)：3)反應(yīng)特點(diǎn)①縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個(gè)官能團(tuán)（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等）或多官能團(tuán)的小分子。②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。③反應(yīng)除了生成聚合物外還生成小分子副產(chǎn)物，如H2O、HX等。④僅含兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，含三個(gè)或三個(gè)以上官能團(tuán)的單體縮聚后的聚合物呈體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。4)縮聚物單體的判斷方法步驟第一步第二步第三步方法采用“切割法”去掉縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的方括號(hào)與“n”,變?yōu)樾》肿訑嚅_(kāi)分子中的肽鍵或酯基在斷開(kāi)的羰基碳原子上連接—OH,在氧或氮原子上連接—H,還原為單體小分子實(shí)例3.加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較類(lèi)別加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)單體特征含不飽和鍵(如)至少含兩個(gè)特征官能團(tuán)(如—OH、、—NH2)單體種類(lèi)含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機(jī)物或環(huán)狀有機(jī)物等酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸聚合方式通過(guò)不飽和鍵、破環(huán)加成通過(guò)縮合脫去小分子而連接聚合物特征高聚物與單體具有相同的組成高聚物和單體具有不同的組成產(chǎn)物只產(chǎn)生高聚物高聚物和小分子4.聚合物與聚合反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)方法1)加聚反應(yīng)聚合物的書(shū)寫(xiě)方法：(1)僅由一種單體發(fā)生的加聚：斷雙(三)鍵，伸兩邊，添括號(hào)，寫(xiě)n。加聚物的端基不確定，通常用橫線(xiàn)“—”表示。(2)共軛二烯烴加聚：雙變單，單變雙，破兩頭，移中間，添括號(hào)，寫(xiě)n。nCH2=CH-CH=CH2(3)混聚：由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)：斷雙鍵，連中間，添括號(hào)，寫(xiě)n。nCH2=CH2+nCH2=CH-CH32)縮聚產(chǎn)物聚合物的書(shū)寫(xiě)書(shū)寫(xiě)縮聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí)，要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)。。3)書(shū)寫(xiě)縮聚反應(yīng)的方程式時(shí)，單體的物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的小角標(biāo)要一致；要注意小分子的物質(zhì)的量。一般由一種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為(n－1)；由兩種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為(2n－1)。5.單體判斷規(guī)律1.若鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛。2.鏈節(jié)中含有、其單體必為一種。3.鏈節(jié)中含有酯基，單體一般為酸和醇。將斷開(kāi)，去掉中括號(hào)和n,左邊加羥基，右邊加氫即可。4.鏈節(jié)中含有，單體為氨基酸。將斷開(kāi)，去掉中括號(hào)和n,左邊加羥基，右邊加氫即可。?問(wèn)題一加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)【典例1】下列合成高分子化合物的反應(yīng)及類(lèi)型均正確的是A．合成有機(jī)玻璃：縮聚反應(yīng)B．合成橡膠：加聚反應(yīng)C．合成酚醛樹(shù)脂：縮聚反應(yīng)D．合成HT纖維：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOH＋(n-1)H2O縮聚反應(yīng)【變式1-1】下列高分子材料制備方法正確的是（）。A．聚乳酸（HO－nOH）由乳酸經(jīng)加聚反應(yīng)制備B．聚四乙烯（CF2－CF2n）由四氟乙烯經(jīng)加聚反應(yīng)制備C．尼龍－66（HO－（CH2）4－－NH（CH2）6NHnH）由己胺和己酸經(jīng)縮聚反應(yīng)制備D．聚乙烯醇（CH2－n）由聚乙酸乙烯酯（）經(jīng)消去反應(yīng)制備【變式1-2】高分子M和N的合成路線(xiàn)如下：下列說(shuō)法不正確的是A．物質(zhì)A中含有酯基B．試劑B為C．反應(yīng)①為加聚反應(yīng)，反應(yīng)②為縮聚反應(yīng)D．用甘油(丙三醇)代替試劑B，可得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子?問(wèn)題二聚合物單體的推斷方法【典例2】下列4種有機(jī)物：①CH2＝CN；②CH＝CH2；③C≡CH；④CH3－CH＝CH－CN，其中可用于合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為的高分子材料的正確組合為（）。A．①③④B．①②③C．①②④D．②③④【變式2-1】丁苯橡膠是重要的石油化工產(chǎn)品，其化學(xué)組成為，其單體一定有A．1，丁二烯 B．丁炔 C．乙苯 D．乙烯【變式2-2】某高分子化合物的結(jié)構(gòu)如下所示，可用于合成該聚合物的單體是：①甘氨酸；②丙氨酸；③苯丙氨酸；④谷氨酸（）。A．①②B．③④C．②③D．①③1．下列高分子化合物的單體為一種的是A．

B．

C．

D．

2．交聯(lián)聚合物P的結(jié)構(gòu)片段如圖所示(圖中表示鏈延長(zhǎng)，R為-(CH2)n-)。下列說(shuō)法不正確的是A．聚合物P難溶于水，但有高吸水性B．合成聚合物P的反應(yīng)為加聚反應(yīng)C．聚合物P的單體中之一存在順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象D．1，5?己二烯與丙烯共聚也可形成類(lèi)似聚合物P骨架的交聯(lián)結(jié)構(gòu)3．高分子材料是當(dāng)代生產(chǎn)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。下列高分子材料通過(guò)加聚反應(yīng)得到的是A．順丁橡膠 B．聚酯纖維 C．酚醛樹(shù)脂 D．聚酰胺纖維4．多肽—多肽綴合物和多肽—藥物綴合物的合成方法在有機(jī)合成中有廣泛應(yīng)用。下列敘述錯(cuò)誤的是已知：氨基、巰基()都具有還原性；甲和丁都屬于高分子化合物。A．甲、乙、丁都能使酸性溶液褪色 B．上述反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)C．丙中只有一種官能團(tuán) D．丁能發(fā)生酯化、加成反應(yīng)5．“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組行李架使用的“輕芯鋼”材料其主要成分是以酚醛樹(shù)脂為原料的深加工產(chǎn)品，已知酚醛樹(shù)脂可由如下反應(yīng)制備：下列有關(guān)酚醛樹(shù)脂的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．易水解 B．單體為苯酚和甲醛C．該反應(yīng)類(lèi)型為縮聚反應(yīng) D．碳原子的雜化方式為、6．EPR是一種對(duì)氧化劑具有較好抗耐性的合成材料，應(yīng)用極為廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以表示，合成EPR所用的單體為A． B．C．和 D．和7．高分子化合物在人類(lèi)生產(chǎn)生活中有著重要用途。下列說(shuō)法正確的是A．酚醛樹(shù)脂通常由苯酚和甲醛通過(guò)縮聚反應(yīng)合成B．淀粉和纖維素均表示為(C6H10O5)n，二者互為同分異構(gòu)體C．塑料、橡膠、合成纖維均為合成高分子材料D．醫(yī)用口罩主要原料是聚丙烯，與聚乙烯互為同系物8．回答下列問(wèn)題：(1)某PC的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為合成該聚合物的單體為雙酚A()和(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。合成PC時(shí)，通過(guò)蒸出(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)來(lái)提高產(chǎn)率。(2)ABS樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)如圖所示：寫(xiě)出ABS樹(shù)脂對(duì)應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH2=CH－CN、、。1．一種聚合物PHA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下。下列說(shuō)法不正確的是A．PHA可通過(guò)縮聚反應(yīng)合成B．PHA中有兩種官能團(tuán)C．PHA中存在手性碳原子D．PHA在堿性條件下水解方程式為：+nNaOH+H2O2．一種自修復(fù)高分子材料在外力破壞后能夠復(fù)原，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和修復(fù)原理分別如圖1和圖2所示。下列說(shuō)法正確的是A．該高分子材料難溶于水 B．該高分子可通過(guò)縮聚反應(yīng)制得C．該材料通過(guò)形成氫鍵完成自修復(fù) D．該高分子材料耐酸堿腐蝕3．一種脫鹵一偶聯(lián)反應(yīng)合成高分子材料的原理如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是已知：(不穩(wěn)定)→+H2OA．上述反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)B．N屬于線(xiàn)形高分子材料，具有熱塑性C．M在堿性條件下完全水解生成對(duì)苯二甲醛D．工業(yè)上一般用水吸收尾氣中的T4．高分子材料在各個(gè)領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．聚氯乙烯(PVC)生產(chǎn)的塑料制品常用于食品包裝B．聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)是通過(guò)縮聚反應(yīng)制備的高分子纖維C．有機(jī)坡璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通過(guò)加聚反應(yīng)制得D．聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘鍋內(nèi)壁涂層5．PHB塑料是一種可在微生物作用下降解的環(huán)保型塑料，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，有關(guān)PHB塑料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．PHB塑料屬于聚酯類(lèi)B．PHB塑料通過(guò)縮聚反應(yīng)制得C．PHB塑料在微生物降解下的產(chǎn)物可能有和D．合成PHB塑料的單體是6．有機(jī)物K是一種合成纖維，具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性能。K的合成路線(xiàn)中有如下反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．F中碳原子的雜化方式為 B．該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)C．K是高分子化合物，也是純凈物 D．最多能與反應(yīng)7．滌綸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，下列說(shuō)法不正確的是A．制備滌綸的反應(yīng)為縮聚反應(yīng) B．制備滌綸的單體是對(duì)苯二甲酸和乙醇C．滌綸屬于合成纖維 D．滌綸可發(fā)生水解反應(yīng)和氧化反應(yīng)8．有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)重視有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，回答下列問(wèn)題：(1)合成橡膠是由兩種單體共聚而成，這兩種單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為、。(2)阿司匹林可治療感冒、發(fā)熱，還能抑制血小板聚集等，其制備的一種途徑如下：生成物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，1mo