天然有机高分子1

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1、第十讲有机天然产物高分子化合物2013年中学生化学夏令营7.03～7.12第一部分生命的基本物质地球上的生物种类繁多、形态与结构千差万别，但各种生物的化学组成基本相同，代谢过程相似。生命活动有共同的物质基础，又各显其特点。生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似组成生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7种元素约占生物体的99.35%，其中C、H、O、N4种元素占96%。一、生物体的主要元素（一）水水:占生物体内化合物第一位生命来自于水，水是生物体含量最高的物质，通常占细胞总量60%～90%。细胞中的所有反应都是在水中进行的，如果无水，酶的活动便无法进

2、行。所以水是生命的活动介质。二、构成生物体的化合物水在人体结构中的比例水约占人体组成的70%。男性体内含水分较女性多，年轻的人较年长者多，新生儿体内含水量约为70~75%。在人体不同组织中水分含量不同。骨骼和软骨——10%脂肪——占脂肪总量的20~35%肌肉——占肌肉总量的70%血液——91~92%（二）无机盐无机盐约占人体重量的5%；构成骨骼、牙齿等坚硬组织；在肌肉其他软组织也有许多无机盐与有机物相结合而存在。此外，作为可溶性盐存在于体液、消化液和血液中。由于新陈代谢作用，每天有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，因此每天必须从食物来补充。无机盐在食物中分布很广，一般指含

3、量较多的钙、钠、钾、镁、磷、硫和氯等七种元素构成的盐。无机离子的功能有:体液中的主要无机盐有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-等，它们执行非常重要的生理功能。a.维持细胞内的pH和渗透压，以保持细胞的正常生理活动;b.直接参与生物大分子的形成，如PO43-是合成磷脂、核苷酸所必需的；Fe3+是细胞色素、血红蛋白的成分；c.作为酶反应的辅助因子，参与细胞的生命活动；。。。。。。（三）有机分子及有机大分子构成生物体的分子主要是有机物，有机物主要是碳化合物。碳原子可以形成四个价键，既能与其他碳原子共价连接成为稳定的链式或环式碳链结构，称为碳骨架。

4、也能与氢、氧、氮、硫和磷原子形成共价键。连接在碳链上的特定功能团更使碳化合物具有不同的特性。生物多样性的分子基础就在于碳原子可以形成众多的形状与性质各异的复杂的生物大分子。生物大分子主要有糖类、蛋白质、核酸。第二部分高分子化合物1.高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。Polymermolecule,Macromolecule根据IUPAC1996年之建议：ExcerptfromPureAppl.Chem.1996,68,2287-2311一、高分子基本概念聚氯乙烯聚乙烯醇

5、实际上能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。高分子小分子聚合反应Polymerization单体Monomer2.单体3.聚合反应聚合反应：使单体变为聚合物的反应。按反应类型分类：加聚反应、　缩聚反应天然高分子的直接利用天然高分子的化学改性天然橡胶的硫化,硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等高分子合成高分子时代高分子科学简史加聚反应（不饱和烯烃类）单体经加成聚合而形成高分子的反应，生成物元素组成与反应物相同顺式反式天然橡胶：聚异戊二烯全同间同无规缩聚反应具有两个以上活性功能团的单体通过缩合反应，形成高

6、分子化合物。反应过程中有小分子放出。酚醛树脂尼龙6尼龙66其它例子聚碳酸酯线形高分子环状高分子支化高分子梳形高分子梯形高分子网状高分子星形高分子体型高分子二、高分子的链结构应用举例硬化橡胶（20-30%硫）酚醛塑料(Bakelite)PVC应用聚苯乙烯(Polystyrene)尼龙66Teflon历史人物HermannStaudinger(1881~1965)联邦德国KarlZiegler(1898~1973)联邦德国1963年诺贝尔化学奖1953年诺贝尔化学奖GiulioNatta(1903~1979)意大利历史人物PaulJohnFlory(1910~1985)美国P.

7、G.deGennes(1932~2007)法国1991年诺贝尔物理奖1974年诺贝尔化学奖WallaceCarothers(1896~1937)美国历史人物HidekiShirakawa（1936~）日本AlanMacDiarmid(1929~)美国2000年诺贝尔化学奖AlanJHeeger(1936~)美国制约因素解决途径（1）延长使用寿命：减少废弃（2）回收利用：低性能应用；降解（3）自然降解：自然分解回归自然：环境污染“在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献.”“We