有机化学基础第五章

《有机化学基础》知识梳理

第五章进入合成有机高分子化合物的时代

第一节合成高分子化合物的基本方法

一、加成聚合反应

1、定义与特点

（1）定义：是由一种或两种以上的单体结合成高聚物的反应。

（2）特点：

①单体必须是含双键、三键等不饱和键的化合物。

②没有副产物生成，聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同。聚合物的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍。

2、类型

（1）均聚反应：仅由一种单体发生的加聚反应。

（2）共聚反应：由两种或两种以上单体发生的加聚反应。

链节：指高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。

单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。

聚合度：高分子链中含有链节的数目，用n表示。

3、加成聚合反应方程式的书写

书写聚合物时，要把单键上的原子或原子团“折向一边”写在垂直位置。

注：链节内的氢原子不需折向一边，直接写在链节里。

4、加聚反应单体的判断

链节主链：“单键变双键，双键变单键，哪里过饱和，哪里断开”。

（1）凡链节的主键中只有两个碳原子的聚合物，其单体必为一种。将两个半键闭合成双键即可形成单体。

（2）链节主链中有四个碳原子，且链节中无双键的聚合物，其单体必为两种。在正中央断开，将半键闭合即可还原成两个单体。

（3）凡链节主链中只有碳原子（除H外无其他原子）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”。按此规律断开，将半键闭合即可得到相应单体。

二、缩合聚合反应

1、定义

由（一种或两种以上的）单体，通过分子间相互缩合而生成聚合物，同时有小分子生成的反应。

反应机理：发生在不同的官能团之间。

2、特点：

（1）单体往往是具有双官能团或多官能团的小分子。

（2）有小分子副产物（如H2O、HCl、NH3等）生成。

（3）所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。

（4）含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。

3、缩聚反应方程式的书写

书写时，要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或端基原子团。

一般而言，同一种单体进行缩聚反应，生成小分子的化学计量数为n-1；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的化学计量数为2n-1。

4、缩聚反应单体的判断

（1）若链节中酚羟基结构，单体一般为酚和醛。

（2）若链节中含有以下结构：-O-R- -O-R-CO- -NH-R-CO-等，其单体必为一种。（R代表烃基基团）

（3）若链节中含有“-CO-O-”部分，则单体为酸和醇。将C-O单键断开，左侧加羟基，右侧加氢，即可得两种单体。

（4）若链节中含有“-CO-NH-”部分，则单体一般为氨基酸。将C-N单键断开，左侧加羟基，右侧加氢即可得两种单体。

第二节应用广泛的高分子材料

一、有机高分子化合物

1、定义

是指由许多小分子化合物以共价键结合而成的相对分子质量很大的一类化合物，又称为高聚物或聚合物。

2、特点

（1）相对分子质量一般高达104~106，且为平均值。

（2）其结构由若干个重复结构单元组成。

3、结构上的特点

具有线型结构和体型结构。线型结构呈长链状（可以带支链——称为支链型），高分子链间以分子间作用力紧密结合。体型结构的高分子链间形成化学键，产生交联，形成网状结构。

4、性质

（1）溶解性

线型结构的高分子能溶解在适当的溶剂里；体型结构的高分子不容易溶解，只是体积溶胀（如橡胶）。

（2）热塑性与热固性

线型结构——热塑性（如聚乙烯塑料）

体型结构——热固性（如酚醛树脂）

（3）强度

一般都比较大

（4）电绝缘性

通常是很好的电绝缘材料

二、三大合成材料

1、塑料

由合成树脂和助剂组成。其主要成分为合成树脂，即合成高分子化合物。助剂一般包括增塑剂、热稳定剂、着色剂、抗老化剂等。

塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。

（1）聚乙烯

（2）酚醛树脂

2、合成纤维

一般称为“某纶”，常见的六大纶有：涤纶、晴纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶。

注：合成纤维和人造纤维不同，合成纤维是指利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，再经聚合反应制成的纤维。人造纤维是指用木材、草类的纤维经化学加工制成的胶粘纤维（如人造丝、人造棉、人造毛）。

天然纤维包括棉花、羊毛、木材和草类的纤维。

3、合成橡胶

是以石油、天然气为主要原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子材料。

包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。

性能：高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐低温或高温。

第三节功能高分子材料

一、功能高分子

在天然或合成高分子的主链或支链上接上带有显示某种功能的官能团，使高分子具有特殊的功能，满足光、电、磁、化学、生物、医学等方面的功能要求，这类分子通常称为功能高分子。

二、功能高分子材料

1、高分子分离膜

2、医用高分子材料

3、高吸水性树脂（如泡大珠）

三、复合材料

是指为了弥补某种单一材料性能上的缺陷，将两种或两种以上材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，其他的材料作为增强剂。如钢筋混凝土等复合材料。