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聚合反应讲解

CH 3CHCH 2CHCH 3 CH 3 Ph 2-甲基 -4-苯基戊烷 C CH CH 3 邻甲基苯乙炔 CH 3CH 2CH 2CH C=C Ph H CH 3 CH 3 ( Z) -2,3二甲基-1-苯基己烯
15.3.1 苯的结构
6个碳和6个氢共平面,6个碳构成正六边形,C—C键长都是 140pm(比碳碳单键154pm短,双键134pm长),C—H键长都是 108pm,所有键角均为120º 。
杂化轨道理论观点
——6 个碳原子以 sp2 杂化轨道形成 6 个等同的 C—C 键;与氢原子 形成C—H键。
2. 复杂烷基取代苯
苯的取代基较复杂或支链上有其它官能团,命名时以支链为母体。 ——苯去掉一个氢原子剩余的基团(C6C5﹣)称苯基,用Ph(phenyl) 表示; ——甲苯去掉甲基上的一个氢原子剩余的基团(C6C5CH2﹣)称苄 基或苯甲基; ——芳烃去掉一个氢原子剩余的基团称为芳基,常用Ar表示。
和15.6.4)。
工业上电石法生产乙炔能耗大,成本高。天然气(甲烷)部分
氧化裂解生成乙炔成本低,适宜大规模生产。
炔烃的实验室制法主要有二卤代烃脱卤化氢和炔钠的烷基化。
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3补充重要的烯烃——乙烯、丙烯和丁烯 用途
三者是最重要的烯烃,是有机合成的重要基本原料, 都是高分子合成的重要单体。是合成树脂、合成纤维和合成橡胶的 最主要原料。
3. 聚合反应 概况
——共轭二烯烃的聚合是制备合成橡胶的基本反应。 —— 聚合时可 1,2﹣加聚,也可 1,4﹣加聚。其中 1,4﹣加聚反应有 顺式聚合和反式聚合两种形式
几种合成橡胶
——丁钠橡胶 最早的合成橡胶。在金属钠的催化下,1,3﹣丁二烯的聚合产物的 混合物。性能较差。
CH 2 CH CH 2 H C=C CH 2 H
很高的离域能,环较稳定。例:苯的氢化热(208.5kJ•mol﹣1)
易取代,不易加成和氧化。
——随着有机化学的发展,发现一些不具有苯环结构的环状烃也 有特殊均化等。故芳香族化合物应是此类碳环 化合物及其衍生物的总称。但通常所说的芳烃,一般指分子中含苯 环结构的芳烃。而不含苯环结构的芳烃,称为非苯芳烃。 2018/10/12 6
[ —CH2—CH=CH—CH2—(C6H5)CH—CH2—]n
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关于橡胶
——硫化 天然橡胶和合成橡胶都是线型高分子化合物。均需在 加热下用硫磺或其他物质进行处理,使之交联,称为硫化 (Goodyear)。 ——异构体的重要性
天然橡胶是顺式一1,4加成的聚异戊二烯,古塔波胶是反式
——未参与杂化的p轨道相互平行,形成一个环状共轭键。该共 轭键高度离域,电子云完全平均化
—— 苯环的结构 难以用经典价键结构式来表示,常用凯库勒 (Kekule)结构式 或 或 表示
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15.3.2 单环芳烃的命名 1. 简单烷基取代苯
——苯环上的氢原子被简单烷基取代后,命名时以苯为母体:
——多元取代苯与二元取代苯命名原则相同,其中对于三个相同 烷基取代苯,可用连、偏、均字头来表示:
CH 3 CH 3 CH 3 连三甲苯 2018/10/12 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 均三甲苯 偏三甲苯 CH 3 CH 3 CH 3 CH(CH 3)2 CH(CH 2)10CH 3
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1-甲基-2-异丙基-4-十二烷基苯
一1,4加成的聚异成二烯。二者结构不同,性能迥异:天然橡胶是 很好的弹性体,密度为0.9g/cm3 ,熔点Tm=30℃,玻璃化温度Tg=70℃,能溶于汽油、CS2及卤代烃中。古塔波胶,容易结晶,无弹 性,密度为 0.95g/cm3,Tm= 65℃,Tg=-53℃。
顺式聚丁二烯为弹性体,可作橡胶用,而反式聚丁二烯只能
CH 2 H 顺丁橡胶 C=C CH 2 H
n
CH 2
H CH 3 异戊橡胶
C=C
CH 2
n
——丁苯橡胶——产量最大的合成橡胶。 由1,3﹣丁二烯与苯 乙烯在过氧化物催化下共聚而得。它有良好的耐老化性、耐油性 、耐热性和耐磨性。主要用于制造轮胎等。 nCH2=CH—CH=CH2+ n (C6H5) CH=CH2
CH 3 甲苯 C2H5 乙苯 CH(CH 3)2 异丙苯 CH 2(CH 2)10CH 3 十二烷基苯
—— 二元取代苯用邻(或 o﹣)、间(或m﹣)、对(或p﹣)字 头表明两个取代基的位置,或用1,2﹣、1,3﹣、1,4﹣表示:
CH 3 CH 3 邻二甲苯 或1,2- 二甲苯 CH 3 CH 3 间二甲苯 或1,3- 二甲苯 CH 3 CH 3 CH 3 CH(CH 3)2 对二甲苯 或1,4- 二甲苯 1-甲基 -4 -异丙基苯
作塑料用。
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15.2.7 脂肪烃和脂环烃的来源和制法 1. 烷烃和环烷烃的来源 烷烃和环烷烃的主要天然来源是石油和天然气。
2. 烯烃和炔烃的工业来源和制法
工业上低级烯烃主要来自石油裂解。要尽可能多的得到乙烯。 烯烃的实验室制法主要有卤代烃脱卤化氢和醇脱水(详见15.5.4
来源
石油裂解工业提供了三者作为重要工业原料的来源。 这些烯烃在一个国家的产量往往代表着这个国家化学工业的水平和 规模。其中乙烯的需求量最多。 在石油裂解工业的设计中,常根据对各种产品的需求量的变化来调 整生产的工艺过程。
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§15.3 芳香烃 概况
——芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃,通常含有苯的六碳环 结构。苯及其衍生物总称为芳香族化合物(aromatic compound),苯 是它们的母体。 ——芳香性的标志 比环己烯氢化热的三倍(3×119.5kJ•mol﹣1)低150kJ•mol﹣1
n
CH=CH 2 n
CH 2
1,2-加成聚合物
顺-1,4-加成聚合物
CH 2 n H 反-1,4-加成聚合物
C=C
H
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——顺丁橡胶和异戊橡胶 在齐格勒﹣纳塔催化下,1,3﹣丁 二烯或异戊二烯1,4﹣顺式加聚反应,生成顺丁橡胶或异戊橡胶 。前者在耐磨性、耐寒性方面优于天然橡胶;后者的结构和性质 与天然橡胶相同,又称为合成天然橡胶。
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