第三十三讲第三十三讲高分子有机化合物高分子有机化合物 一、有机化合物的合成 有机物的合成是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短，或碳链和碳环的相互转变，或在碳链或碳环上引入或转换各种官能团以制取不同类型、不同性质的有机物。主要包括简单有机物的合成和有机高分子化合物的合成。 合成材料是合成高分子材料的简称，主要包括塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等。 从人类的日常生活到现代工业、农业、国防和科学技术，都与合成材料密切相关，因此，合成材料对社会发展和科技进步有重要意义。 二、简单有机物的合成 以下有机物之间的相互转变是大部分有机合成的反应基础与核心变化。 三、有机高分子化合物 1合成高分子化合物 合成高分子化合物是指由一种或几种低分子化合物通过_反应形成的结构单元多次重复、相对分子质量很大(一般在10000以上，可高达几百万)的化合物。高分子化合物的“高”就是指它的相对分子质量高，高分子化合物是聚合反应的产物，因此又叫_。 用来合成高分子的低分子化合物称为_；高分子化合物中可重复的结构单元称为_；高分子链中含有链节的数目称为_。聚合物聚合单体链节聚合度 2合成高分子化合物的结构与性质 (1)合成高分子化合物从结构特征看有下列两类 线型高分子：高分子的结构为链状结构。 体型高分子：高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构。 (2)合成高分子化合物的主要性质 溶解性：线型高分子能在适当的溶剂中溶解；体型高分子则不易溶解，只有一定程度的_。 热塑性和热固性：_高分子可以反复受热熔化、冷却固化，这样的性质叫热塑性；_高分子加工成型后不能受热熔化，这样的性质叫热固性。 电绝缘性：高分子材料一般都不导电，是很好的_材料。 弹性：高分子材料都有一定弹性。溶胀线型体型 电绝缘 3合成有机高分子化合物的两种反应类型 (1)加聚反应由一种、两种或两种以上的单体结合成高聚物的反应。其特点是 单体一般是含有双键、叁键等不饱和键的化合物(如烯、二烯、炔、醛等)。有些环状化合物也可以发生加聚反应。 发生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倍。 (2)缩聚反应 由一种、两种或两种以上单体相互结合成聚合物，同时有小分子生成的反应。其特点是 缩聚反应的单体往往含有下列官能团：OH，COOH，NH2，X等或者含有活泼性强的氢原子。 缩聚反应生成聚合物的同时还有小分子生成，如H2O，NH3，HCl等。 所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。 四、高分子化合物分类及常见材料 1分类 2三大合成材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶黏剂和涂料等。其中塑料、合成纤维和合成橡胶被称为高分子“三大合成材料”。“三大合成材料”是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。塑料合成橡胶合成纤维定义以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以增塑剂、填充剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料利用低分子物质合成的一类具有可逆形变的、富有弹性的线型高聚物用某些低分子物质经聚合反应制成的线型高聚物，并经纺丝成形和后处理而制得实例聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂等丁苯橡胶、氯腈橡胶等丁橡胶和丁腈橡胶涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为“六大纶”应用用于管材、板材、薄膜、盆、椅、鞋、瓶等用于轮胎和制鞋工业等用于纺织、服装以及制造绳索等 3.新型高分子材料 新型高分子材料是指为满足高科技产业蓬勃发展的需要而开发的各种具有特殊功能的高分子材料。功能高分子材料是既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能(如光、电、磁、化学、生物、医学等)的高分子材料。有时候为了弥补单一高分子材料在某些性能上的不足，科学家将具有这些性能的无机非金属材料或金属材料等与之复合，形成集多种优异性能于一身的新型复合材料。 目前，在工业、农业、国防、科技、生活等方面应用的功能性高分子材料主要有高分子分离膜、传感膜、感光性高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水高分子等。 五、推断合成有机高分子化合物单体的基本方法 1判断聚合类型 若链节上都是碳原子，一般是加聚反应得到的产物，若链节上含 、 等基团，通常是缩聚反应的产物。 2若是加聚产物 (1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其合成单体必为一种，将两半链闭合即可。如 单体是 (甲基丙烯酸甲酯)。 (2)凡链节的主链有多个碳原子(无其他原子)的高聚物其合成单体有多种，可分三步完成。 以 为例：首先找到链节(一般就是去掉n)：再将两头的键缩回： 最后根据碳的四价原理去掉多余键，就可以得到单体了，分别是 ， 和 。 3若是缩聚产物 (1)凡链节是 或 结构的高聚物，其合成高聚物的单体必为一种。在氧原子或亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得高聚物单体。 如 和 的单体分别为 和 。 (2)凡链节中间(不在端上)含有酯基结构或肽键结构的高聚物，从酯键或肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体必为两种；在氧原子或亚氨基上加氢，羰基上加羟基即得高聚物单体。如 的单体分别是 和 。【例1】 乳酸( )在一定条件下经聚合生成一种塑料( )用这种新型塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内分解成无害的物质，不会对环境造成污染。在该聚合反应中，生成的另一种产物是() AH2O BCO2 CO2 DH2【解析】从乳酸和聚合物的结构分析来看，该反应为缩聚反应。聚合物的链节组成表明另一种产物为H2O。 高分子有机化合物的认识A【迁移训练1】(稽阳联考)下列对合成材料的认识不正确的是( )A有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的C聚乙烯(CH2CH2)是由乙烯加聚生成的纯净物D高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类C【解析】有机高分子化合物分天然高分子化合物和合成高分子化合物两类，合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备，加聚和缩聚是聚合反应的两种类型。对于高分子化合物来说，尽管相对分子质量很大，却没有一个准确的相对分子质量，只有一个范围，但它们的结构均是由若干链节组成的。 高分子有机化合物的合成【例2】(金华二模)从石油裂解中得到的1,3丁二烯可以进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。(1)写出D的结构简式：_。(2)写出B的结构简式：_。(3)写出第步反应的化学方程式：_。(4)写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式：_。(5)写出第步反应的化学方程式：_。(6)以上反应中属于消去反应的是_。(填编号)【解析】步骤和是突破本题的关键，根据步骤的 产 物 ， B应 为 HOCH2CHClCH2CH2OH或OHCCHClCH2CHO，再结合步骤的反应条件和产物，联想到实验室由乙醇制取乙烯的反应，不难推出B的结构简式。或从反应类型看，发生的反应分别为加成反应(1,4加成)、取代反应、加成反应、消去反应、加聚反应、氧化反应、消去反应、复分解反应、酯化反应。【答案】 【迁移训练2】 D【解析】本题考查学生是否能运用弯箭头法求有机高聚物的单体。从链节的一端开始，把键收回，把单键变双键，双键变单键，遇到碳超过五价，则令其断键即可， ，得 和CH2=CHCH=CH2。1.下列物质中，属于合成材料的是( ) A粘胶纤维 B铜氨纤维 C人造丝 D尼龙(锦纶)【解析】粘胶纤维、铜氨纤维、人造丝均由天然的纤维素加工而成，尼龙(锦纶)为合成纤维。 D 高分子材料的正确组合为( ) A B C D D 【解析】 3.(丽水二模) C 【解析】从题目给出的关键词“无机耐火”可知，该物质中不能同时含有碳、氢元素。4.感光性高分子又称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为(1)在一定条件下，该高聚物可发生的反应有 _ (填代号)。加成反应氧化反应消去反应酯化反应卤代反应(2)该高聚物在催化剂的作用下，水解后的产物中有一种相对分子质量较小的R，其分子式为_。(3)写出R在一定条件下与乙醇反应的化学方程式：_(4)R的同分异构体有多种，其中含有苯环、 和 ，且苯环上有两个对位取代基的结构简式是 _。C9H8O2【解析】因为分子中含有CC，所以可以发生加成、氧化反应；含有苯环可以发生卤代反应。该高聚物在催化剂的作用下水解，从酯基上断裂得到一种高分子化合物和一种小分子化合物，分别为 、 。因为R中含有COOH可与醇发生酯化反应。