功能高分子材料学 教学PPT 作者 李青山 2 （全套课件 齐）.pptx

燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室MMLAB

材料学国家重点学科、材料学国家实验教学示范中心

中国微型实验中心北方基地中国微型高分子化学实验研究中心

普通高等教育“十一五”国家级规划教材

功能高分子材料学

亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室MMST(燕山大学)

◎机械工业出版社

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李青山主编

第2章化学功能高分子材料

高分子试剂、

高分子催化剂、

酶与固定化酶、

感光与光化学反应高分子材料

功能性粘合剂、

高分子天然矿物纳米复合材料催化剂及载

体。

2.1高分子试剂

2.1.1概述

高分子试剂是功能高分子材料的重要分支。

≈主要内容：通过功能基化的方法把有机合成反应中的试

剂、反应底物键合到聚合物上，然后用这种聚合物承载的

试剂或反应底物进行有机合广

最重要的特征有：

可以简化分离过程；

高分子试剂可以回收，经再生重新使用。

分离纯化时间是反应时间的数倍

过程

分离

纯化

3

高分子试剂的化学反应过程特点

易于分离。操作简单；可重复；

固定化作用。速度快；装置简易；

产物稳定性好；

微环境效应。活性选择性高。

高分子成本高；位阻作用显著;缺点试剂的

鉴定困难；耐热性差优缺点

2013-3-13

①是高分子承载的反应底物

②是高分子承载的小分子试剂

聚合物形态和聚集态的影响。

高分子试剂

的两大分类

优点

2.1.2聚合物载体的合成和功能基化

用高分子试剂进行有机合成中绝大多数使用有机聚合物作载

体。

由于这类聚合物在实验室容易合成，许多还能从市场上购买得到；

有机聚合物载体能够为其所文载的反应提供可利用的环境效应。

扩散效应基位隔离效应协同作用

口从实验室和工业应用的角度，在固相有机合成中对有机聚合物载体的要求是：

c①不溶于普通的有机溶剂，但要能够溶胀；

c②有一定的刚性和柔性，机械稳定性好，不易破损；

c③容易功能基化，有较高的功能基化度，功能基分布较均匀；c④聚合物上的功能基容易为反应试剂所接近；

⑤在固相反应中不发生副反应；

⑥能通过简单、经济和转化率高的反应进行再生，重复使用。

5

悬浮共

聚合

珠状交联共聚物

1.聚合物载体的合成

固相有机合成中，普遍使用的载体

烯类单体

苯乙烯

丙烯酸酯

甲基丙烯酸酯

二乙烯基苯

双丙烯酸乙二醇酯，丁二烯

马来酸双烯丙酯

有固定的物理形态

容易进行批量处理和化学修饰

特点

2.载体的功能基化

高分子试剂可通过功能基化聚合物来制备。

功能基化聚合物

的合成路线

、用带有反应活性基团R的单体经过

共聚合或缩

聚反应制备

用带有反应活性

基团R的单体经

过共聚合或缩聚

反应制备

反应式

VAVV

2.1.3高分子氧化还原试剂

一、高分子氧化还原试剂

2在化学反应中反应物之间有电子转移过程发生，这种反应前后反应物中某些原子价态发生变化的反应称氧化还原反应。

氧化反应还原反应

促进氧化还原试剂促进

主反应物失去电子

自身被还原

反应物得到电子

自身被氧化

氧化反

应试剂

还原反

应试剂

类既有氧化作用，又有还原功能，自身具有可逆氧化还原特性的一类高分子化学反应试剂。

反应过后，经过氧化或还原反应，试剂易于根据其氧化还原反应的可逆性将试剂再生使

剂可以分成5种结构类型：

的含醌式结构的高分子试剂的含硫醇结构高分子试剂

的含吡啶结构高分子试剂

的含二茂铁结构高分了试剂

的含多核杂环芳烃结构高分子试剂

高分子氧化还原试剂

1.氧化还原型高分子试剂

图2-1中为5种高分

子试剂的母核结构

类型和典型的氧化

还原反应

根据其活性心的结构特征，常见的高分子氧化还原试

(高分子氧化试剂高分子还原试剂

定义

特点

*高分子试剂

醌型高分子试剂

硫醇型高分子试剂

吡啶型高分子试剂

二茂铁型高分子试剂

多核芳香杂环型高分子试剂

图2-1典型高分子氧化还原试剂及其反应

最常用的高分子氧化试剂

制备方法和应用特点

过氧酸试剂高分子硒试剂

最常见

(1)以聚苯乙烯为骨架的聚苯乙烯过氧酸

感，A兴物原料：乙酰氯聚乙酰苯乙烯理和化字稳定聚苯乙烯树脂芳香亲电取代反应

甲基磺酸高锰酸钾或铬酸pH7