有机化学基础第五章
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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、合成高分子化合物的基本反应类型1.加成聚合反应(简称加聚反应)(1)特点①单体分子含不饱和键(双键或三键);②单体和生成的聚合物组成相同;③反应只生成聚合物。
—(2)加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内,聚合度n在方括号的右下角。
由于加聚物的端基不确定,通常用“—”表示。
如聚丙烯的结构式。
(3)加聚反应方程式的书写①均聚反应:发生加聚反应的单体只有一种。
如②共聚反应:发生加聚反应的单体有两种或多种。
如2.缩合聚合反应(简称缩聚反应)?(1)特点①缩聚反应的单体至少含有两个官能团;②单体和聚合物的组成不同;③反应除了生成聚合物外,还生成小分子;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。
(2)缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。
如'(3)缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致;要注意小分子的物质的量:一般由一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(n-1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(2n-1)。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
^特别提醒单体与链节不同,如单体是CH2===CH2,链节为—CH2—CH2—,加聚物与单体结构上不相似,性质不同,不为同系物。
如分子中无。
加聚反应缩聚反应不同点反应物单体必须是不饱和的!单体不一定是不饱和的,但必须要含有某些官能团生成物生成物只有高分子化合物生成物除高分子化合物外,还有水、卤化氢、氨等小分子化合物聚合物分子组成与单体相同%分子组成与单体不完全相同相同点反应物可以是同一种单体,也可以是不同种单体,生成物是高分子化合物二、高分子化合物单体的确定1.加聚产物、缩聚产物的判断判断有机高分子化合物单体时,首先判断是加聚产物还是缩聚产物。
第五章立体化学基础
1. 概述:
旋光异构与顺反异构都属于立体异构;
碳架异构,官能团异构和位置异构都属于构造异构;
立体异构和构造异构属于同分异构。
2. 右旋+d;左旋–l;
手性原子(即上面连有4个不同的原子或基团)是引起化合物产生手性最普遍的原因,但不能将是否含有手性原子作为产生手性分子的绝对条件,产生手性的必要和充分条件是分子与其镜像不能重叠(即分子的不对称性)。
有些分子虽然不含任何手性原子,但具有手性;
3. 凡具有对称面或对称中心,一定是非手性的,无对应异构体,无旋光性;
即无对称面又无对称中心的化合物,一定是手性化合物,具有旋光性。
4. 费歇尔投影式:与手性碳原子相结合的两个横键指向平面前方,两个竖键向后。
5. DL命名法:甘油醛,羟基在右边(费歇尔投影式中),右旋甘油醛,为D构型。
6. RS命名法:最次的放在后面,若剩下的由大到小顺时针为R;逆时针为S;
7. 赤藓糖:相同原子团在同侧为赤型;
苏阿糖:相同原子团在异侧为苏型;。
《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。