吖啶环的环张力要比氮杂环丁烷大-吖啶合成

一般五元或六元环比较稳定，三元环和四元环中键角太小，之间产生较大的斥力，所以二者不稳定。

\

甲基环丙烷和氢气和溴水反应，都是加成反应，三元环张力大，能发生开环加成反应，但是开环断键的位置有两种。

由于，这两个反应的机理不一样，导致断键位置不同：

和H2，得到的是(CH3)2CHCH3，即断键在环上不连甲基的两个C之间，CH2-CH2之间，以得到支链化合物最稳定。

和Br2，属于亲电加成，得到BrCH2CH2CHBrCH3，即断在环上CH2-CH之间。

具体可以查大学有机化学教材。

我想你可以查阅《基础有机化学》邢其毅版的

在P150-151，教材的题目中也出到这样的反应的。

第七章 开环聚合

(ring opening polymerization )

7.1 开环聚合概述

一,开环聚合的特点

二,环状单体的种类及其聚合能力

7.2 环醚的开环聚合

一,概述

二,环氧化合物的开环聚合

三,四节环醚的开环聚合

四,五节环醚四氢呋喃的开环聚合

7.3 环缩醛的开环聚合

一,概述

二,三聚甲醛的开环聚合

三,三聚甲醛的共聚

7.4 环酰胺的开环聚合

一,概述

二,环酰胺的水解聚合

三,环酰胺的阴离子开环聚合

目前,工业生产中大多数的高分子化合物是通过连锁聚合和逐步聚合而制得的,但由开环聚合合成的高分子化合物也为数不少,所以开环聚合同样是很重要的一种聚合反应.

开环聚合是指具有环状结构的单体经引发聚合,将环打开形成高分子化合物的一类聚合反应.

开环聚合反应简式可表示如下

在环状单体中,R为烷基,Z为杂原子O,S,N,P,Si或-CONH-,

-COO-,-CH=CH-基团等.

绝大多数环状单体的开环聚合是按离子型聚合机理进行的,有少数环状单体的开环聚合是按水解聚合机理进行的.

7.1 开环聚合(ring-opening polymerization)概述

一,开环聚合的特征

开环聚合既不同于连锁聚合,也不同于逐步聚合,其特征为:

⒈ 聚合过程中只发生环的破裂,基团或者杂原子由分子内连接变为分子间连接,并没有新的化学键和新的基团产生.

⒉ 与连锁聚合相比较

连锁聚合的推动力是化学键键型的改变,虽然大多数环状单体是按离子型聚合机理进行的,但开环聚合的推动力是单体的环张力,这一点与连锁聚合不同.

开环聚合所得的聚合物其结构单元的化学组成与单体的化学组成完全相同,这一点与连锁聚合相同.

⒊ 与逐步聚合反应相比较

开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法,但聚合过程中并无小分子缩出.

开环聚合的推动力是单体的环张力,聚合条件比较温和,而逐步聚合的推动力是官能团性质的改变,聚合条件比较苛刻.

所以,用缩聚难以合成的聚合物,用开环聚合较易合成.

7.1 开环聚合概述

开环聚合所得的聚合物中,其基团是单体分子中固有的;而逐步聚合所得到的聚合物中,其基团是在聚合反应中,单体分子间官能团的相互作用而形成的.

除此之外,开环聚合可自动地保持着官能团等物质的量,容易制得高相对分子质量的聚合物.

而缩聚反应只有在两种单体的官能团等物质的量时才能制得高相对分子质量的聚合物.

开环聚合所得的聚合物的相对分子质量随时间的延长而增加,与逐步聚合反应相同.

二,环状单体的种类及其聚合能力

环状单体的聚合能力与其结构有关.

环烷烃的聚合能力较低.

环烷烃中的碳原子被杂原子如O,S,N取代后,则这些杂环化合物的聚合能力变大.

它们在适当的引发剂作用下可形成高分子化合物.

7.1 开环聚合概述

环中含一个杂原子的环状单体有环醚,环硫化合物和环亚胺等,含有两个杂原子的有环缩醛,含有一个杂原子和一个羰基的有环酯,环酰胺和环脲等.

⒈ 环醚

环中含有醚键-O-的环状化合物称为环醚.

三节环醚又称为环氧化合物或氧化烯.

如环氧乙烷又称为氧化乙烯.环氧丙烷又称为氧化丙烯.

开环聚合中,对环醚的研究比较详细,尤其是对三节环和五节环环醚研究得最多,按环的大小,环醚单体主要有下列几种:

环氧乙烷

环氧丙烷

氧杂环丁烷

3,3'-二氯甲基氧杂环丁烷

7.1 开环聚合概述

环氧化合物按引发剂不同可发生阳离子开环聚合,阴离子开环聚合和配位聚合;用配位聚合可得到结晶的高相对分子质量的聚合物.

⒉ 环亚胺和环硫化合物

环中含有亚胺基-NH-的环状化合物称为环亚胺,而环中含有-S-的环状化合物称为环硫化合物.

环亚胺中三节环亚胺称为吖丙啶或氮杂环丙烷,又称为乙撑亚胺.四节环亚胺称为吖丁啶或氮杂环丁烷.

环亚胺一般只能发生阳离子开环聚合.

四氢呋喃

氧杂环庚烷

氧杂环辛烷

7.1 开环聚合概述

环硫化合物中,三节环环硫化合物称为硫化乙烯或噻丙环,四节环环硫化合物称为噻丁环.

三节环硫化合物可发生阳离子开环聚合,阴离子开环聚合和配位聚合.按配位聚合可得到立构规整性聚合物.

重要的环硫化合物主要有以下几种.

环亚胺主要有以下两种:

硫化乙烯

(噻丙环)

硫化丙烯

(甲基噻丙环)

噻丁环

3.3'-二烷基噻丁环

吖丙啶

吖丁啶

7.1 开环聚合概述

⒊ 环缩醛

在环中含有-CH2O-基团的环状化合物称为环缩醛.

环缩醛中有含三个或四个甲醛基团-CH2O-.

三聚甲醛和四聚甲醛分别为甲醛的三聚体和四聚体.

环缩醛只能发生阳离子开环聚合而形成高聚物.

⒋ 内酯和内酰胺

在环中含有酯基-COO-的环状化合物称为内酯或环酯.

在环中含有酰胺基-CONH-的环状化合物称为内酰胺或

环酰胺.

三聚甲醛

四聚甲醛

7.1 开环聚合概述

内酯中研究得最多的是β-丙内酯和ε-己内酯.

内酯可发生阳离子开环聚合,阴离子开环聚合和配位聚合.

内酰胺中已内酰胺研究得最多,工业上生产的尼龙-6即由己内酰胺单体开环聚合制备的.

内酰胺除可以发生阳离子开环聚合和阴离子开环聚合外,还可进行水解聚合.

工业上用水解聚合来生产尼龙-成纤维.

⒌ 含膦和氮的环状化合物

由PCl5和NH3制得的环状二氯化氮化膦的三聚体(NPCl2)3加热到230℃以上发生开环聚合而形成线型高分子.

7.1 开环聚合概述

聚氯化膦腈是线型聚合物,它是一种弹性体,由于它不含碳原子,属于无机高分子,是一种阻燃型高分子化合物,这种无机高分子遇水不稳定而易水解,以致无使用价值,为了提高其稳定性已进行了大量的改进工作.

⒍ 含硅和氧的环状单体

含硅的环状化合物中主要有以下两种:

由D4为单体开环聚合制备

的聚合物称为有机硅聚合物.

1,1',3,3',-四甲基-1.3-二硅环丁烷

2,2',4,4',6,6',8,8'-八甲基-2,4,6,8-四硅氧杂环辛烷(D4)

7.1 开环聚合概述

分类1

按照基本结构，有机物可分成3类：

（1）开链化合物，又称脂肪族化合物，因为它最初是在油脂中发现的。其结构特点是碳与碳间连接成不闭口的链。

（2）碳环化合物（含有完全由碳原子组成的环），又可分成脂环族化合物（在结构上可看成是开链化合物关环而成的）和芳香族化合物（含有苯环）两个亚类。

（3）杂环化合物（含有由碳原子和其他元素组成的环）。

分类2

同系列结构相似，分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的一系列化合物称为同系列。同系列中的各个成员称为同系物。由于结构相似，同系物的化学性质相似；它们的物理性质，常随分子量的增大而有规律性的变化。

同系物结构相似，分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团，通式相同的化合物互称为同系物。如烷烃系列中的甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷等互称为同系物。

烃由碳和氢两种元素构成的一类有机化合物，亦称“碳氢化合物”。种类很多，按结构和性质，

可以分类如下：

开链烃分子中碳原子彼此结合成链状，而无环状结构的烃，称为开链烃。根据分子中碳和氢的含量，链烃又可分为饱和链烃(烷烃)和不饱和链烃(烯烃、炔烃)。

脂肪烃亦称“链烃”。因为脂肪是链烃的衍生物，故链烃又称为脂肪烃。

饱和烃饱和烃可分为链状饱和烃即烷烃(亦称石蜡烃)和另一类含有碳碳单键而呈环状的饱和烃即环烷烃(参见闭链烃)。

烷烃即饱和链烃，亦称石蜡烃。通式为CnH2n+2(n≥1)，烷烃中的含氢量已达到饱和。烷烃中最简单的是甲烷，是天然气和沼气的主要成分，烷烃主要来源是石油、天然气和沼气。可以发生取代反应，甲烷在光照的条件下可以与氯气发生取代反应，生成物为CH3Cl-----CH2Cl2-----CHCl3-----CCl4。

不饱和烃系分子中含有“C=C”或“C≡C”的烃。这类烃也可分为不饱和链烃和不饱和环烃。不饱和链烃所含氢原子数比对应的烷烃少，化学性质活动，易发生加成反应和聚合反应。不饱和链烃又可分为烯烃和炔烃。不饱和环烃可分为环烯烃(如环戊二烯)和环炔烃(如苯炔)。

烯烃系分子中含“C=C”的烃。根据分子中含“C=C”的数目，可分为单烯烃和二烯烃。单烯烃分子中含一个“C=C”，通式为CnH2n，其中 n≥2。最重要的单烯烃是乙烯H2C=CH2，次要的有丙烯CH3CH=CH2和1-丁烯OH3CH2CH=CH2。单烯烃简称为烯烃，烯烃的主要来源是石油及其裂解产物。

二烯烃系含有两个“C=C”的链烃或环烃。如1，3-丁二烯。2-甲基-1，3-丁二烯、环戊二烯等。二烯烃中含共轭双键体系的最为重要，如1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯等是合成橡胶的单体。

炔烃系分子中含有“C≡C”的不饱和链烃。根据分子中碳碳叁键的数目，可分为单炔烃和多炔烃，单炔烃的通式为CnHn-2，其中n≥2。炔烃和二烯烃是同分异构体。最简单、最重要的炔烃是乙炔HC≡CH，乙炔可由电石和水反应制得。

闭键烃亦称“环烃”。是具有环状结构的烃。可分为两大类，一类是脂环烃(或称脂肪族环烃)具有脂肪族类的性质，脂环烃又分为饱和环烷其中n≥3。环烷烃和烯烃是同分异构体。环烷烃存在于某些石油中，环烯烃常存在于植物精油中。环烃的另一类是芳香烃，大多数芳香烃是有苯环结构和芳香族化合物的性质。

环烷烃在环烃分子中，碳原子间以单键相互结合的叫环烷烃，是饱和脂环烃。具有三环和四环的环烷烃，稳定性较差，在一定条件下容易开环。五环以上的环烷烃较稳定，其性质与烷烃相似。常见的环烷烃有环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等。

芳香烃一般是指分子中含有苯环结构的烃。根据分子中所含苯环的数目以及苯环间的联结方式，可分为单环芳香烃、多环芳香烃、稠环芳香烃等。单环芳香烃的通式为CnH2n-6，其中n≥6，单环芳香烃中重要的有苯

2 有机物的分类

稠环芳香烃分子中含有两个或多个苯环，苯环间通过共用两个相

杂环化合物分子中含有碳原子和氧、氮、硫等其它原子形成环状结构的化合物叫杂环化合物。其中以五原子和六原子的杂环较稳定。具有芳香性的称作芳杂环，烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代而形成的化合物称为卤代烃。根据取代上去的不同卤素原子可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等。根据分子中卤素原子的数目，可分为一卤代烃和多卤代烃。根据烃基种类的不同，可分为饱和卤代烃即卤代烷烃、不饱和卤代烃即卤代烯烃和卤代炔烃、卤代芳香烃等，例如氯CH3-CHBr-CH2Br等。

醇烃分子中的一个或几个氢原子被羟基取代后的产物称为醇(若苯环上的氢原子被羟基取代后的生成物属于酚类)。根据醇分子中羟基的数目，可分为一元醇、二元醇、三元醇等，根据醇分子中烃基的不同，可分为饱和醇不饱和醇和芳香醇。由于跟羟基所连接的碳原子的位置，又可分为伯醇如

(CH3)3COH。醇类一般呈中性，低级醇易溶于水，多元醇带甜味。醇类的化学性质主要有氧化反应、酯化反应、脱水反应、与氢卤酸反应、与活动金属反应等。

芳香醇系芳香烃分子中苯环的侧键上的氢原子被羟基取代而成的物质。如苯甲醇(亦称苄醇)。

酚芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代而成的化合物称作酚类。根据酚分子中所含羟基的数目，可分为一元酚，二元酚和多元酚等，如 溶液呈变色反应。酚具有较弱的酸性，能与碱反应生成酚盐。酚分子中的苯环受羟基的影响容易发生卤化、硝化、磺化等取代反应。

醚两个烃基通过一个氧原子连结而成的化合物称作醚。可用通式R-O-R’表示。若R与R’相同，叫简单醚，如甲醚CH3-O-CH3、C2H5-O-C2H5等；若R与R'不同，叫混和醚，如甲CH3-O-C2H5。若二元醇分子子中醛基的数目，可分为一元醛、二元醛等；根据分子中烃基的不同，可分相应的伯醇氧化制得。醛类中羰基可发生加成反应，易被较弱的氧化剂如费林试剂、多伦试剂氧化成相应的羧酸。重要的醛有甲醛、乙醛等。

芳香醛分子中醛基与苯环直接相连而形成的醛，称作芳香醛。如苯甲醛。

羧酸烃基或氢原子与羧基连结而形成的化合物称为羧酸，根据羧酸分子中羧基的数目，可分为一元酸、二元酸、多元酸等。一元酸如乙酸

饱和酸如丙酸CH3CH2COOH、不饱和酸如丙烯酸CH2=CH-COOH等。羧酸还可以分为脂肪酸、脂环酸和芳香酸等。脂肪酸中，饱和的如硬脂酸C17H35COOH、 等。

羧酸衍生物羧酸分子中羧基里的羟基被其它原子或原子团取代而形成的化合物叫羧酸衍生物。如酰卤、酰胺、酸酐等。

酰卤系羧酸分子中羧基上的羟基被卤素原子取代而形成的化合物等。

酰胺系羧酸分子中羧基上的羟基被氨基-NH2或者是被取代过的氨基所取代等。

酸酐两个分子的一元羧酸分子间失水或者二元羧酸分子内失水而形成的化合物，称作酸酐。如两个乙酸分子失去一个水分子形成乙酸酐(CH3-

酯羧酸分子中羧基上的羟基被烷氧基-O-R'取代而形成的化合物称

油脂系高级脂肪酸甘油酯的总称。在室温下呈液态的叫油，呈固态的叫作脂肪。可用通式表示：若R、R'、R〃相同，称为单甘油酯；若R、R'、R〃不同，称为混甘油酯。天然油脂大都是混甘油酯。

硝基化合物系烃分子中的氢原子被硝基-NO2取代而形成的化合物，可用通式R-NO2表示，R可以是烷基，也可以是苯环。如硝基乙烷CH3CH2NO2、

胺系氨分子中的氢原子被烃基取代后而形成的有机化合物。根据取根据烃基结构的不同，可分为脂肪胺如甲胺CH3NH2、二甲胺CH3-NH-CH3和芳香胺如苯胺C6H5-NH2、二苯胺(C6H5)2NH等。也可以根据氨基的数目分为一元胺、二元胺、多元胺。一元胺如乙胺CH3CH2NH2，二元胺如乙二胺H2N—CH2—CH2—NH2，多元胺如六亚甲基四胺 (C6H2)6N4。胺类大都具有弱碱性，能与酸反应生成盐。苯胺是胺类中重要的物质，是合成染料，合成药物的原料。

3 有机物的分类

腈系烃基与氰基(－CN)相连而成的化合物。通式为R-CN，如乙腈CH3CN。

重氮化合物大多是通式为R—N2—X的有机化合物，分子中含有是一种重氮化合物，其中以芳香族重氮盐最为重要。可用 化学性质活动，是制取偶氮染料的中间体。

偶氮化合物分子中含有偶氮基(-N=N-)的有机化合物。用通式R-N=N-R表示，其中R是烃基，偶氮化合物都有颜色，有的可作染料。也可作色素。

磺酸系烃分子中的氢原子被磺酸基-SO3H取代而形成的化合物，可用RSO3H表示。脂肪族磺酸的制备常用间接法，而芳香族磺酸可通过磺化反应直接制得。磺酸是强酸，易溶于水，芳香族磺酸是合成染料、合成药物的重要中间体。

氨基酸系羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代而形成的化合物。根据氨基取代的位置可分为α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等。α-氨基酸中的氨基在羟基相邻的碳原子上。α-氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质经水解可得到二十多种α-氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等，大多是L-型a-氨基酸。在人体所需要的氨基酸中，由食物中的蛋白质供给的，如赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等称为“必需氨基酸”，象甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、谷氨酸等可以从其它有机物在人体中转化而得到，故称为“非必需氨基酸”。

肽系一分子氨基酸中的氨基与另一分子氨基酸中的羧基缩合失去水分子后而形成的化合物。两个氨基酸分子形成的肽叫二肽，如两个分子氨基

多肽由多个a-氨基酸分子缩合消去水分子而形成含有多个肽键-

蛋白质亦称朊。一般分子量大于10000。蛋白质是生物体的一种主要组成物质，是生命活动的基础。各种蛋白质中氨基酸的组成、排列顺序、肽链的立体结构都不相同。目前已有多种蛋白质的氨基酸排列顺序和立体结构搞清楚了。蛋白质按分子形状可分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维蛋白如丝、毛、发、皮、角、蹄等，球蛋白如酶、蛋白激素等。按溶解度的大小可分为白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和不溶性的硬蛋白等。按组成可分为简单蛋白和复合蛋白，简单蛋白是由氨基酸组成，复合蛋白是由简单蛋白和其它物质结合而成的，如蛋白质和核酸结合生成核酸蛋白，蛋白质与糖结合生成糖蛋白，蛋白质与血红素结合生成血红蛋白等。

糖亦称碳水化合物。多羟基醛或多羟基酮以及经过水解可生成多羟基醛或多羟基酮的化合物的总称。糖可分为单糖、低聚糖、多糖等。一般糖类的氢原子数与氧原子数比为2:1，但如甲醛CH2O等不是糖类；而鼠李糖：C6H12O5属于糖类。

单糖系不能水解的最简单的糖，如葡萄糖(醛糖）

低聚糖在水解时能生成2～10个分子单糖的糖叫低聚糖。其中以二糖最重要，如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。

多聚糖亦称多糖。一个分子多聚糖水解时能生成10个分子以上单糖的糖叫多聚糖，如淀粉和纤维素，可用通式(C6H10O5)n表示。n可以是几百到几千。

高分子化合物亦称“大分子化合物”或“高聚物”。分子量可高达数千乃至数百万以上。可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类。天然高分子化合物如蛋白质、核酸、淀粉、纤维素、天然橡胶等。合成高分子化合物如合成橡胶、合成树脂、合成纤维、塑料等。按结构可分为链状的线型高分子化合物(如橡胶、纤维、热塑性塑料）及网状的体型高分子化合物(如酚醛塑料、硫化橡胶）。合成高分子化合物根据其合成时所经反应的不同，又可分为加聚物和缩聚物。加聚物是经加聚反应生成的高分子化合物。如聚乙烯 、聚氯乙烯 聚丙烯 等。缩聚物是经缩聚反应生成的高分子化合物。如酚醛塑料、尼龙66等。