加聚、缩聚反应琐议

加聚、缩聚反应琐议 加聚、缩聚反应琐议 江苏省六合县第一中学 211500 陈 益 Tel:(025)7112354(Office) (025)7108561(Home) 加聚和缩聚是合成有机高分子化合物件”，并不直接构成高分子链。含有其它如的基本反应，本文试从以下几方面作一阐“C=O”不饱和键的单体也可能发生加聚述，希望同学们对有关加聚和缩聚反应有反应。 较为全面的认识。 2(加聚反应应用举例 一(加聚反应 (1) 一种单体加聚(均聚) 1(加聚反应概念 ? 烯烃同系物加聚，如: 在一定条件下，乙烯生成聚乙烯是一 CH 3种最简单和最典型的加聚反应: „CH=CH+ CH=CH+ CH=CH+„? CH=CH? —CH,CH,nCH222222322n 聚丙烯 „,CH,CH,+,CH,CH,+,CH,CH222222 ,+„ ? 烯烃衍生物加聚，如: ?„,CH,CH,CH,CH,CH,CH,„ nCH=CHCl ? CH,CHCl 22222222n 该反应实际上是许多乙烯分子都断开聚氯乙烯(PVC) C=C双键中的一个键，通过原来不饱和键n CF=CF? CF,CF22 22 n 上的两个碳原子彼此结合，生成长链的高聚四氟乙烯(特氟隆) 分子化合物。小分子间加成是本质，聚合nCH=CH ? CH,CH 22n 成高分子化合物是结果，故为加聚反应。 CN CN 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，链节的聚丙烯腈(一种人造羊毛) 多少叫聚合度。 CHCH 3 3即nCH,CH? CH,CH nCH=C ? CH,C 2222 n22n COOCHCOOCH 3 3 聚甲基丙烯酸甲酯 (一种有机玻璃) 单体 链节 聚合度 弄清加聚反应的原理，对于乙烯型的nCH=CH ? CH,CH 22n 单体发生的加聚反应，我们可以用更一般 的形式来表示: 聚苯乙烯(一种通用塑料) a b a b n C C? C—C n CH=O? CH,O n 2 2n 聚甲醛(俗称人造象牙) c d c d 必需注意的是，高分子链的链接处是?其它加聚，如: 原来形成不饱和键的碳原子，a、b、c、dnCH=CHCH=CH? CHCH=CHCH 2222n 这些原子或原子团仅是高分子链上的“挂 聚1，3,丁二烯 用心 爱心 专心 (1，4,加聚) 缩聚反应的单体通常含有两个以上能够相 、,OH、—COOH 互作用的原子团如,NH2 (2)多种单体加聚(共聚)，如: 等。 nCH=CHCH=CH +nCH=CH ? 2(缩聚反应应用举例 222 (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: CHCH=CHCHCH=CH 222n nHCOO(CH)COOH+nHN(CH)NH 242262 ? 丁苯橡胶(高弹性橡胶) O O C,(CH)C,NH(CH)NH +2nHO nCH=CHCN+nCH=CH-CH=CH2426n2222 +nCH-CH=CH?聚已二酰已二胺(尼龙66) 652 (2)聚酯 由多元醇与多元酸或酸CHCHCHCH=CHCHCHCH2222 n 酐缩聚的产物叫做聚酯。如: CN CH 65 ABS塑料 注:多种单体加聚(共聚)时，链节nHCOO, ,COOH+ nHOCHCHOH?22有不同的排列。想一想，以上两例中链节O O C, ,C,OCHCHO + 2nHO 还有哪些排列, 22n 2 聚对苯二甲酸乙二醇 酯(涤纶) 二(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 CH O 3 酚醛树脂是同学们熟悉的缩聚反应: nHO, ,C, ,OH + nCl,C,Cl CH OH OH 3 n CH=O+n ? CH, , 22n CH O +nHO 3 2 该反应实际上是甲醛分子中的氧原子? O, ,C, ,O,C +2nHO n 2 与苯酚羟基两个邻位上的氢原子结合成CH 3 聚碳酸酯 水，再通过剩下的化学键结合成高分子化 合物。 (3)有机硅高聚物—硅橡胶 烃基 与加聚反应相比较，有以下几点不同: 卤硅烷水解成相应的硅醇，由于多元硅醇 ?缩聚反应生成高分子化合物的同的不稳定性，在分子间脱水，形成具有硅时，还有小分子(通常为水、氨、卤化氢氧链的一类缩聚物叫硅橡胶。如: 等)生成。 水解?高分子链是通过单体间缩去小分子n(CH)SiCln(CH)Si(OH)322 322 散 CH 后剩下的化学键链接的，其形式为取代反3 缩聚 应。 Si—O + nHO n 2 CH ?单体中含有不饱和键是加聚反应的 3 必要条件，但不是缩聚反应的必要条件， 通过选择单体、控制条件，利用加聚 用心 爱心 专心 和缩聚反应，不仅能生成线型高分子化合 O O 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-C-NH-CH-C NH-CH2n 的辅助剂，如填料、增强剂、增塑剂、稳 CH-CH 265 可用于合成该链的单体为 定剂和色素等，得到各种性能各异、用途 A(甘氨酸 B.丙氨酸 广泛的高聚物产品如塑料、橡胶、纤维等。 C(苯丙氨酸 D.谷氨酸 三(由高聚物的结构确定单体 解析 该高分子链的链节主链上含有 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 O “,C,NH,”结构，可知其单反应的原理。 由加聚反应原理及举例可发现，乙烯体中含有,NH、—COOH官能团，分别是: 2 O O 型的单体生成的加聚产物其链节的主链上 NH—CH—C—OH，NH—CH—C—OH 有两个碳原子且以碳碳单键相连;1，3-丁222二烯型的单体生成的加聚产物其链节主链 CH-CH 265上有四个碳原子且中间2、3位碳是双键;四(有关加聚和缩聚反应的试题 乙烯型的单体和1，3-丁二烯型的单体共聚1((MCE1996-32)纤维是一种新型阻生成的加聚产物其链节主链上有六个碳原燃性纤维.它可由间苯二甲酸和间苯二胺在子且中间2、3位碳是双键，以此类推，也一定条件下以等物质的量缩聚合成.请把 不难发现其它多种单体间的共聚生成的加Nomex纤维结构简式写在下面的方框聚产物链节结构特征和规律。 中 例 工程塑料ABS树脂合成时用了三 种单体。 ABS: CH-CHCHCH=CHCHCHCH 2222n 参考: CH CN 65 (式中-CH为苯基)。这三种单体的结65 构简式分别是:______________, ______________,______________. 2((MCE1998-33)某种ABS工程树 解析 由前面的归纳概括，结合观察脂，由丙烯腈(CH=CHCN，符号A)、1，2 高分子链的结构特征，可知三种单体分别为3-丁二烯(CH=CH-CH=CH，符号B)和22两种乙烯型和一种1，3-丁二烯型:苯乙烯(CH-CH=CH，符号S)按一定配652 CH=CHCN，CH=CH-CH=CH，222比共聚而得。 CHCH=CH 652(1)A、B和S三种单体中，碳氢比(C: 由缩聚反应得到的高聚物链节判断单H)值最小的单体是 。 体，需将链节中反应的官能团补充消去的(2)经元素分析可知该ABS样品的组成小分子，即可得到相应的单体。 为CHN(a、b、c为正整数)，则原料中Aabc 例 某高分子链为: 和B的物质的量之比是 (用 用心 爱心 专心 a、b、c表示)。 参考答案: b,a[或(1)1，3-丁二烯(2)C:22c:(b-a)] 提示:3种单体中，只有丙烯腈(CHN)33含N。只有丁二烯CH的碳氢比小于1。46 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 CH—CH-CH-C=CH-CH-CH-CH 222n CH CHCN 33 的单体是__________________。 (2)合成 O O NH-CH-C-NH-CH-C 2n CHCHCOOH 22 的单体是__________________。 参考答案: (1) CNCH=CHCH, CH=C-CH=CH， 322 CH 3 CH=CH 2 (2) NH-CH-COOH, 22 HOOC-CH-CHCHCOOH 22 NH 2 用心 爱心 专心