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1、合成有机高分子化合物的基本方法编稿：宋杰 审稿：于冬梅【学习目标】1、认识合成高分子的组成与结构特点，能依据简单高分子的结构分析其链节和单体；2、掌握加聚反应和缩聚反应的特点，能用常见的单体写出聚合反应的方程式或聚合物的结构简式或从聚合 物的结构式推导出合成它的单体；【要点梳理】要点一、高分子化合物概述1高分子化合物的概念。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104106)的一类化 合物，常简称为高分子，也称为聚合物或高聚物。2高分子化合物的分类。高分子化合物f按照高分子化合物的工艺性质和使用分类：塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料 L天然高分子化
2、合物合成高分子化合物 线型高分子 按照高分子化合物分子链的连接形式分类支链型高分子L体型高分子热塑性高分子热固性高分子按照高分子化合物的来源分类I按照高分子化合物受热时的不同行为分类3高分子化合物的表示方法(以聚乙烯为例)。(1) 高聚物的结构简式:CH2-CHn。(2) 链节：一CH2CH2 (重复的结构单元)。(3) 聚合度(n)：表示每个高分子链节的重复次数n叫聚合度，值得注意的是高分子材料都是混合物，通 常从实验中测得的高分子材料的相对分子质量只是一个平均值。(4) 单体：能合成高分子化合物的小分子化合物称为单体。如ch2=ch2是合成ch2-chn (聚乙烯)的单体。4有机高分子化合
3、物的结构特点。(1) 有机高分子化合物具有线型结构和体型结构。(2) 线型结构呈长链状，可以带支链(也称支链型)。也可以不带支链，高分子链之间以分子间作用力紧密 结合。(3) 体型结构的高分子链之间将形成化学键，产生交联，形成状结构。 5有机高分子化合物的基本性质。由于有机高分子化合物的相对分子质量较大及其结构上的特点，因而具有与小分子化合物明显不同的一些性 质。( 1)溶解性。线型结构：能溶解在适当的溶剂里(如有机玻璃)体型结构：不容易溶解，只是胀大(如橡胶)2)热塑性和热固性。 有机高分子体型结构;热塑性(如聚乙烯塑料)热固性(如酚醛树脂)(3) 强度：高分子材料的强度一般比较大。(4)
4、电绝缘性：通常是很好的电绝缘材料。 要点二、合成高分子化合物的基本方法【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#合成高分子化合物的基本方法】1加成聚合反应 ( 1 )概念。由含有不饱和键的低分子化合物以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应叫做加成聚合反应，简称加聚 反应。（2）特点。 加聚反应实质上是通过加成反应得到高聚物，其反应的单体通常是含有C=C键或C三C键的化合物。 加聚产物呈线型结构。 加聚反应的产物只有高分子化合物，没有小分子生成。 链节的组成与单体的组成相同（式量也相等）。（3）示例。【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#缩合聚合反应】2缩合聚合反应。（ 1 ）概念。由单体通过
5、分子间的相互缩合而生成高分子化合物，同时伴随有小分子副产物（如H2O、HX等）生成的反 应叫缩合聚合反应，简称为缩聚反应。（ 2 ）特点。 作为缩聚反应的单体的化合物至少应含两个官能团，含两个官能团的单体缩聚后的产物呈线型结构。 缩聚反应与加聚反应不同，在生成聚合物的同时，一般伴随有小分子副产物（如H2O、HX等）生成。 链节的式量小于单体的式量和。（ 3 ）示例。 严格地说，书写缩聚物的结构简式时要在方括外侧写出链节余下的端基原子或原子团，这一点与加聚物结构 式的写法不同。如：nHOOC（CH2）4COOH + nHO（CH2）2OH 一0 0HO-EC（CH2）4C0（CH2）2On H
6、+ （2n-l）H20为简便起见，有的资料也采用下列方式表示缩聚产物，如上面的方程式也可写作 nHOOC （CH2）4 COOH + nHO （CH2）2 OH 00IIII（LH2） 4C0（ CH2） 20-n + 2nH2 03由高聚物推断单体的方法。（1）判断聚合物类型。000IIIIII若链节主链上都是碳原子，一般是加聚产物；若链节主链上含有、等基团时, 一般是缩聚产物。（2）由加聚产物推单体的方法。 已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是： 首先去掉加聚物两端的” “士”。 再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。
7、 再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把价键超过4的碳原子找出来并用“”符标示出来。 去掉不符合四价的碳原子问的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。 本法简便易学，只需牢记碳原子需满足4 个价键即能迅速推出单体，读者不妨一试。（3）由缩聚产物推单体的方法。H 0 凡链节为结构的缩聚物，其单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得缩聚物单体。0 HII I 凡链节中间（不在端上）含有肽键（）结构的缩聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体必为两种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得缩聚物单体。H0 H0III III如：的单体是 H2NCH2COOH 和 H2N
8、CH2CH2COOH。 凡链节中间（不在链端上）含有酯基（-一（）-）结构的缩聚物，其单体必为两种，从酯基中间断开， 羰基上加羟基，氧原子上加氢即得缩聚物单体。0 0II II如： TCCH?CH2Oi 的单体是 HOOCCOOH 和 HOCH?CH?OH。缩聚物G出其链节中的CH2来自甲醛，故其单体为C6H5OH和HCHO。?65【典型例题】 类型一：高分子化合物概述例 1（ ?015 宁夏育才中学期末）有 4 种有机物： CH3-CH=CH-CN，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为（A. B.C.D.【思路点拨】因为加聚反应前后，单体和高聚物的组成是一致的，所以我们用代入法，
9、把各单体的分子相加， 如果和高聚物的分子式一致，那么就是正确答案。【答案】D【解析】根据所给高聚物的结构简式和加聚反应原理可知主链上碳原子为不饱和碳原子，根据碳的 4 个价键 规则可作如下的断键处理（断键处用虚线表示）断键后两半键闭合可得由高聚物的单体为 CH3-CH=CH-CN、总结升华】已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是： 首先去掉加聚物两端的” 再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。 再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把价键超过4的碳原子找出来并用“”符标示出来。 去掉不符合四价的碳原子间的价键（一般为双键
10、），即得合成该加聚物的单体。举一反三：【变式 1】（2016 安徽阜阳月考）下列关于高分子化合物的叙述正确的是（ ）A. 高分子化合物结构复杂，相对分子质量很大B. 对于一块高分子材料来说，n是一个整数，因而它的相对分子质量是确定的C高分子化合物是纯净物D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料【答案】D【解析】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104106） 的一类化合物，其结构并不复杂，故A错误：对于一块高分子材料来说，它是由许多高分子构成的，由于聚合 度n不确定，所以它的相对分子质量也不确定，故B错误；高分子化合物是混合物，故C错误；高分
11、子材料按 来源分为天然高分子材料和合成高分子材料，故 D 正确。类型二：合成有机高分子化合物的基本方法例2某高分子化合物的部分结构如下：ClClClHHHClClC1IIIIIIIII. CCCCCCCCC IIIIIIIIIHHHClClClHHH下列说法中正确的是（）A聚合物的分子式为C3H3C13CCCB. 聚合物的链节为H :C. 该高聚物由单体CHCl=CHCl通过加聚反应得到D. 若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n【思路点拨】本题考查加聚反应和缩聚反应的概念、特点、聚合物结构简式等。要求能对聚合物与单体能进 行相互推导。【答案】 C、 DCl Cl【解析】注意到碳碳单键可以旋
12、转，则可判断上述聚合物重复的结构单元（即链节）为，该聚合物Cl C1-Ecc士的结构简式为H H ，是由单体CHCl=CHCl通过加聚反应得到的，其分子组成（C2H2Cl2）n，其相对分子质 量为 97n。【总结升华】通过本节的学习，要求能准确、迅速的认识高分子化合物的基本链节，进而能判断合成高分子 的单体。理解聚合度的意义。常用口诀为：“去掉括变换键，单双互换满键断”。举一反三：【变式 1】下列合成高分子化合物的反应式和反应类型都正确的是（ ） CH2CHCN玉；加聚反应CH23n ；加聚反应CH3C. n CH2=COOCH3D. nCH2 = CH2 +nCH2 =【答案】 C一定条件h
13、2cooch3CH_CHj 一扈条件，-ECH2CH2CHCH2an ;缩聚反应CH3【变式2】人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良，其分子里存在如下结构的有机物:COOH七 C H? C HC H2 C HC H2 馬CNCOOCH3 CH2COOH则合成它的单体是。【答案】CH2=CHCN； CH2=CHCOOCH3；COOHCH2=CCH2COOH【解析】可利用“单双键交替互换法”推断:删去ICOOH + Ich2= ch = ch2 = CH = CHi = cCN :删去cooch3CH2COOH于是可得到合成该有机物的三种单体。变式 3】下列化学方程式或离子方程式，书写规范、正确的是
14、(反应条件略)(CH2OH COOHA. n I+n I一 -tOCH2CH2OCCr +2nH2OCH2OH COOHII II0 0B. nCH2COOH H-EOChJOH + aH2OOHC.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：十厲(“(D乙酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式：2H+CO32p=CO2 f +H2O【答案】 C【解析】A项中高聚物没有端基原子和端基原子团；B项中生成物中水的化学计量数据是(n-1)； D项中 乙酸是弱酸，不能拆开。类型三：有机高分子化合物的合成与推断例3有机物A、B、C互为同分异构体，分子式为C5H8O2，有关的转化关系如下图所示，已知：A的碳链 无支链，且1 mol A能与4 mol Ag(NH3)2OH完全反应；B为五元环酯。NaOH水D浓耳SO。涿液,T7些十c rcLEJ1 ftITr催化揃Cu,A 02ITHNaOH水落液,；CH3CH =CH-R 漠代试号(伙5), ch?CH=CHRBr提示：（1）A 中所含官能团是。（2）B、H 结构简式
