苏教选修5专题三第一单元 脂肪烃素材

加聚、缩聚反应琐议加聚和缩聚是合成有机高分子化合物的基本反应，本文试从以下几方面作一阐述，希望同学们对有关加聚和缩聚反应有较为全面的认识。加聚反应1．加聚反应概念在一定条件下，乙烯生成聚乙烯是一种最简单和最典型的加聚反应：…CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+…→…－CH2－CH2－+－CH2－CH2－+－CH2－CH2－+…→…－CH2－CH2－CH2－CH2－CH2－CH2－…该反应实际上是许多乙烯分子都断开C=C双键中的一个键，通过原来不饱和键上的两个碳原子彼此结合，生成长链的高分子化合物。小分子间加成是本质，聚合成高分子化合物是结果，故为加聚反应。习惯上把加聚反应中的小分子叫单体，高分子链中的重复结构单元叫链节，链节的多少叫聚合度。即nCH2－CH2→CH2－CH2n单体链节聚合度弄清加聚反应的原理，对于乙烯型的单体发生的加聚反应，我们可以用更一般的形式来表示：ababnCC→C—Cncdcd必需注意的是，高分子链的链接处是原来形成不饱和键的碳原子，a、b、c、d这些原子或原子团仅是高分子链上的“挂件”，并不直接构成高分子链。含有其它如“C=O”不饱和键的单体也可能发生加聚反应。2．加聚反应应用举例(1)一种单体加聚（均聚）①烯烃同系物加聚，如：CH3CH3nCH3CH=CH2→—CH－CH2－n聚丙烯②烯烃衍生物加聚，如：nCH2=CHCl→CH2－CHCln聚氯乙烯(PVC)nCF2=CF2→CF2－CF2n聚四氟乙烯(特氟隆)CNnCH2=CH→CH2－CHnCNCNCN聚丙烯腈(一种人造羊毛)CH3CH3nCH2=C→CH2－CnCOOCH3COOCH3聚甲基丙烯酸甲酯（一种有机玻璃）nCH2=CH→CH2－CHn聚苯乙烯（一种通用塑料）nCH2=O→CH2－On聚甲醛（俗称人造象牙）③其它加聚，如：nCH2=CHCH=CH2→CH2CH=CHCH2n聚1，3－丁二烯（1，4－加聚）（2）多种单体加聚（共聚），如：nCH2=CHCH=CH2+nCH2=CH→CH2CH=CHCH2CH2=CHn丁苯橡胶（高弹性橡胶）nCH2=CHCN+nCH2=CH-CH=CH2+nC6H5-CH=CH2→C6H5CH2CHCH2CH=CHCH2CHCH2nC6H5CNABS塑料注：多种单体加聚（共聚）时，链节有不同的排列。想一想，以上两例中链节还有哪些排列？缩聚反应1．缩聚反应概念在一定条件下，甲醛和苯酚反应生成酚醛树脂是同学们熟悉的缩聚反应：OHOHnCH2=O+n→CH2－－n+nH2O该反应实际上是甲醛分子中的氧原子与苯酚羟基两个邻位上的氢原子结合成水，再通过剩下的化学键结合成高分子化合物。与加聚反应相比较，有以下几点不同：①缩聚反应生成高分子化合物的同时，还有小分子（通常为水、氨、卤化氢等）生成。②高分子链是通过单体间缩去小分子后剩下的化学键链接的，其形式为取代反应。③单体中含有不饱和键是加聚反应的必要条件，但不是缩聚反应的必要条件，缩聚反应的单体通常含有两个以上能够相互作用的原子团如－NH2、－OH、—COOH等。2．缩聚反应应用举例（1）聚酰氨在分子里包含酰氨结O构“－C－NH－”高聚物叫聚酰氨。如：nHCOO（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2→OOC－（CH2）4C－NH（CH2）6NHn+2nH2O聚已二酰已二胺（尼龙66）（2）聚酯由多元醇与多元酸或酸酐缩聚的产物叫做聚酯。如：nHCOO－－COOH+nHOCH2CH2OH→OOC－－C－OCH2CH2On+2nH2O聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶）OCH3OCH3CH3nHO－－C－－OH+nCl－C－CH3OCH3OCH3CH3→O－－C－－O－Cn+2nH2OCH3聚碳酸酯（3）有机硅高聚物—硅橡胶烃基卤硅烷水解成相应的硅醇，由于多元硅醇的不稳定性，在分子间脱水，形成具有硅氧链的一类缩聚物叫硅橡胶。如：水解散水解散CH3n(CH3)2SiCl2n(CH3)2Si(OH)CH3缩聚缩聚CH3Si—On+nH2OCH3通过选择单体、控制条件，利用加聚和缩聚反应，不仅能生成线型高分子化合物，采用“硫化”等措施，还能将线型的高分子“交联”为体型高分子。加入适当的辅助剂，如填料、增强剂、增塑剂、稳定剂和色素等，得到各种性能各异、用途广泛的高聚物产品如塑料、橡胶、纤维等。由高聚物的结构确定单体由高分子的链节反推单体的结构，是用逆向思维的方式，理解并应用加聚和缩聚反应的原理。由加聚反应原理及举例可发现，乙烯型的单体生成的加聚产物其链节的主链上有两个碳原子且以碳碳单键相连；1，3-丁二烯型的单体生成的加聚产物其链节主链上有四个碳原子且中间2、3位碳是双键；乙烯型的单体和1，3-丁二烯型的单体共聚生成的加聚产物其链节主链上有六个碳原子且中间2、3位碳是双键，以此类推，也不难发现其它多种单体间的共聚生成的加聚产物链节结构特征和规律。例工程塑料ABS树脂合成时用了三种单体。ABS：C6H5CNCH2-CHCH2CH=CHCH2CH2CHC6H5CN(式中-C6H5为苯基)。这三种单体的结构简式分别是：______________,______________,______________.解析由前面的归纳概括，结合观察高分子链的结构特征，可知三种单体分别为两种乙烯型和一种1，3-丁二烯型：CH2=CHCN，CH2=CH-CH=CH2，C6H5CH=CH2由缩聚反应得到的高聚物链节判断单体，需将链节中反应的官能团补充消去的小分子，即可得到相应的单体。例某高分子链为：OOOOCH2-C6H5NH-CH2CH2-C6H5可用于合成该链的单体为A．甘氨酸B.丙氨酸C．苯丙氨酸D.谷氨酸O解析该高分子链的链节主链上含有OOO“－C－NH－”结构，可知其单体中含有－NH2、—COOH官能团，分别是：OONH2—CH2—C—OH，NH2—CH—C—OHCHCH2-C6H5四．有关加聚和缩聚反应的试题1．（MCE1996-32）纤维是一种新型阻燃性纤维.它可由间苯二甲酸和间苯二胺在一定条件下以等物质的量缩聚合成.请把Nomex纤维结构简式写在下面的方框中参考答案：2．（MCE1998-33）某种ABS工程树脂，由丙烯腈（CH2=CHCN，符号A）、1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2，符号B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH2，符号S）按一定配比共聚而得。

（1）A、B和S三种单体中，碳氢比（C：H）值最小的单体是。

（2）经元素分析可知该ABS样品的组成为CaHbNc(a、b、c为正整数)，则原料中A和B的物质的量之比是（用a、b、c表示）。参考答案：（1）1，3-丁二烯（2）C:[或2c:(b-a)]提示：3种单体中，只有丙烯腈（C3H3N）含N。只有丁二烯C4H6的碳氢比小于1。因此，b比a每多出2个氢原子，即为1个丁二烯分子。3．判断下列高聚物的反应物（1）合成CH3CH3CNCH—CH-CH2-C=C