例谈四步模型法书写缩聚反应方程式

湖南 左传鹏

纵观近几年高考有机化学试题，常以热点新闻信息、新药物和新材料的合成等为背景，以常见有机化合物的转化为载体，考查学生的信息素养、分析和解决实际问题的能力。其中，缩聚反应方程式的书写因素材广、陌生度大、书写细节较多而体现出较高的区分度和较好的选拔功能，备受命题人的青睐。

一、缩聚反应的概念和特点

缩合聚合反应，是指具有两个或两个以上官能团的有机单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生小分子(如水、卤化氢、醇等)的一类化学反应，简称缩聚反应。例如，人教版《选修5》中第101页介绍了己二酸和乙二醇的缩聚反应；第107页介绍了苯酚与甲醛缩聚制备酚醛树脂；第109页介绍了对苯二甲酸与乙二醇缩聚制备聚酯纤维(涤纶)；第116页习题中介绍了碳酸二甲酯与二酚类物质缩聚合成聚碳酸酯以及利用乳酸催化聚合合成聚乳酸等。不难发现，发生缩聚反应合成高聚物的单体分子应至少含有两个官能团，可以是由一种单体缩合聚合得到均聚物，也可以是由两种或两种以上的单体聚合得到共聚物。下面笔者结合高考实例介绍通过四步模型法书写缩聚反应化学方程式。

二、缩聚反应的四步书写模型

例1.[2016·四川卷·10题节选]高血脂严重影响人体健康，化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线略，回答问题：

X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是__________。(经推断，X为对苯二甲酸，Y为乙二醇)

解析：二元酸与二元醇缩聚，可理解为发生了多次酯化反应，遵循“酸脱—OH，醇脱—H”的断键方式，n个对苯二甲酸与n个乙二醇分别脱下2n个羟基和2n个氢原子，组合为2n个H2O分子，从中拿出1个H2O分子拆开为端基，剩余2n-1个H2O分子，缩聚反应方程式书写如下：

综合以上分析过程，可建立如下缩聚反应化学方程式的四步书写模型：

步骤要点第1步:明确单体断键位置基于教材中常见反应或题中所给新反应信息,明确反应原理,缩聚反应本质可视为多次取代反应,关键在于确定单体的断键位置第2步:写缩聚物和小分子书写缩聚物(先不写端基)和小分子,注意链节为最小重复单元第3步:拆小分子,加端基生成物中取出1个小分子,拆开作为缩聚物中的两个端基第4步:检查检查聚合度、反应条件是否有遗漏

三、缩聚反应方程式书写示例

1.二元酸与二元醇缩聚(详见例1)2.羟基酸缩聚

例2.化合物A(C12H16O3)经碱性水解、酸化后得到B和C(C8H8O2)。C的核磁共振氢谱表明含有苯环，且苯环上有2种氢原子。B经过下列反应后得到G，G由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量为172，元素分析表明，含碳55.8 %，含氢7.0 %，核磁共振氢谱显示只有一个峰。

解析：建立四步书写模型分析如下。

第1步：F为羟基酸，作为单体，含羟基和羧基两种官能团，该缩聚反应可理解为发生了多次酯化反应，遵循“酸脱—OH，醇脱—H”的断键方式。

第4步：检查缩聚反应方程式中聚合度和反应条件是否有遗漏。

3.二元酯与二元醇缩聚

例3.[2016·全国卷Ⅰ·38题改编]秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线(部分)：

写出E→PET反应的化学方程式：__________。

解析：建立四步书写模型分析如下。

第1步：观察题中所给新反应(酯交换反应)，该反应遵循“酯脱—OR2，醇脱—H”的断键方式。

第4步：检查缩聚反应方程式中聚合度和反应条件是否有遗漏。

4.酰氯与二元醇(酚)缩聚

例4．[2013·北京卷·25题节选]可降解聚合物P的合成路线如下(部分)：

解析：建立四步书写模型分析如下。

第1步：观察题目信息中新反应，该反应遵循“酰氯脱 —Cl，醇脱—H”的断键方式。

第4步：检查缩聚反应方程式中聚合度和反应条件是否有遗漏。

答案：

5.酚与醛缩聚

例5．以苯为主要原料，制取高分子材料N的部分流程如下：

(N)

解析：建立四步书写模型分析如下。

第4步：检查缩聚反应方程式中聚合度和反应条件是否有遗漏。

6.炔烃缩聚

例6.[2016·全国卷Ⅲ·38题节选]端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。

该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。回答下列问题：

解析：建立四步书写模型分析如下。

第1步：根据新反应信息中端炔烃Glaser反应方程式可知，该反应遵循“炔烃脱端基H”的断键方式。

第4步：检查缩聚反应方程式中聚合度和反应条件是否有遗漏。