知识讲解_高分子化合物 高分子化学反应_提高

高分子化合物高分子化学反应（提高）

编稿：房鑫审稿：张灿丽

【学习目标】

1、认识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104～106）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。

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：。

（2）链节：—CH2—CH2—（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（聚乙烯）的单体。

4．有机高分子化合物的结构特点。

（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，形成网状结构。

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。

（2）热塑性和热固性。

（3）强度：高分子材料的强度一般比较大。

（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

由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。

聚合反应通常分为加成聚合反应和缩合聚合反应。

1．加成聚合反应。【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）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）反应原理：含不饱和键的单体通过加成反应聚合成高分子。

（3）单体特征：含有不饱和键，如、—C≡C—、等。

（4）单体种类：相同（均聚）或不相同（共聚）。

（5）产物种类：只有高分子化合物，无小分子生成。

（6）产物特征：高分子化合物与单体有相同的元素组成，且链节主链碳原子数为偶数。

（7）常见类型：

2．缩合聚合反应。【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#缩合聚合反应】

（1）概念：由单体通过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）反应原理：具有两个或两个以上的官能团的一种或几种单体相互缩合，同时生成小分子。

（3）单体特征：含特征官能团，如—OH、—COOH、—NH2等。

（4）单体种类：相同或不相同。

（5）产物种类：高分子化合物和小分子。

（6）产物特征：高分子化合物与单体的组成不同。

（7）缩聚反应的常见类型：

①如苯酚与甲醛的缩聚：

②通过酯化反应的缩聚：

如：

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：

再如：

③通过成醚的缩聚：

④形成肽键的缩聚：

3．由高聚物推断单体的方法。

（1）判断聚合物类型。

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：

①首先去掉加聚物两端的“”“”。

②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。

③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“△”符号标示出来。

④去掉不符合四价的碳原子间的价键（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。

①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。

②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。

如：的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。

③凡链节中间（不在链端上）含有酯基（）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。

如：的单体是HOOC—COOH和HO—CH2—CH2—OH。

④缩聚物，其链节中的—CH2—来自甲醛，故其单体为C6H5OH和HCHO。

要点三、高分子化学反应

有高分子化合物参加的反应称为高分子化学反应。理解此概念的关键是：必须有高分子化合物作为反应物参与反应。

常见的高分子反应

1．合成带有特定功能基团的新的高分子化合物，也可以用来合成不能通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物。

如聚乙烯醇的合成：因为聚乙烯醇不能直接由乙烯醇合成，而是先制取聚乙酸乙烯酯，再使其与甲醇发生酯交换：

2．应用于橡胶的硫化：通过采取硫化措施，使直线型的橡胶分子经过单硫键（—S—）或双硫酸（—S—S —）而交联，形成空间网状结构，提高橡胶的弹性和耐磨性。

3．应用于纤维素的改性：用于制备黏胶纤维，醋酸纤维、硝化纤维等。

【典型例题】

类型一：高分子化合物概述

【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#例5】

例1、下列有关工程塑料PBT（）的说法中，正确的是

A．PBT是加聚反应得到的高分子化合物

B．PBT分子中含有羧基、羟基和酯基

C．PBT的单体中有芳香烃

D．PBT的单体均能与Na、NaOH、Na2CO3反应

【思路点拨】本题考查高分子化合物的概念、特点及性质。区分高分子化合物与低分子化合物的不同、聚合物的表示方法。

【答案】B

【解析】因为聚合分子内含有酯基，可以推测PBT是由羧基和羟基缩合反应得到的，A选项不正确；PBT 的单体是含有苯环的含氧衍生物，并不属于烃，C选项不正确；PBT的单体为对苯二甲酸和1，3丙二醇，后者只能与Na反应，D选项错。