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有限缩聚链的端基与水数

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缩聚要同时看连接方式、单体分子总数和整条链的端基。单体种数不等于反应分子数，重复单元也不等于完整有限分子。

一、知识点 先数连接，再数小分子

1. 一条无环线性链为什么是N−1处连接

先取一个单体分子作为起点，此后每接入一个独立单体分子，新增一处连接。N个分子连成一条无环、无支化的链，便有N−1处连接。只有每一所数连接恰脱一分子水时，水数才等于N−1。

题给有限单链模型单体总分子数N每连接脱一水时的水数
n个双官能团羟基酸分子nn−1
各n个二醇和二酸分子2n2n−1
一般N个分子NN−1

这是实际连接的计数，不是“一种单体写n−1、两种单体写2n−1”的无条件口诀。成环、支化、交联、不同封端、不同副产物或未完全反应时，要重新核连接和物料账。

2. 二醇与二酸：端基不能丢掉

安全提醒：乙二醇有毒；以下只作纸面结构与守恒分析，不作为家庭加热、缩聚或接触实验的操作指南。

理论模型取n个乙二醇及n个草酸分子。两种完整单体分别如下：

乙二醇完整结构，每条有限链理论计n个分子
乙二醇完整结构，每条有限链理论计n个分子
草酸完整结构，每条有限链理论计n个分子
草酸完整结构，每条有限链理论计n个分子

在图示催化剂、加热的理论表示中，它们形成下图一条有限链，并脱去(2n−1)H₂O。原图两端的H、OH均保留：

理论有限线性链及两端端基
理论有限线性链及两端端基

完整理论式可写为：

nHOCH2CH2OH+nHOOC−COOH→Δ催化剂H[−OCH2CH2OC(=O)C(=O)−]nOH+(2n−1)H2On\mathrm{HOCH_2CH_2OH}+n\mathrm{HOOC{-}COOH} \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} \mathrm{H[{-}OCH_2CH_2OC({=}O)C({=}O){-}]_nOH}+(2n-1)\mathrm{H_2O}

逐原子核算：

nC2H6O2+nC2H2O4−(2n−1)H2O=C4nH4n+2O4n+1n\mathrm{C_2H_6O_2}+n\mathrm{C_2H_2O_4}-(2n-1)\mathrm{H_2O} =\mathrm{C}_{4n}\mathrm{H}_{4n+2}\mathrm{O}_{4n+1}

重复部分是C₄H₄O₄，所画整链比n个这样的单元多出H₂O对应的端基原子。取C、H、O的相对原子质量为12、1、16，这条图示有限链的相对分子质量为116n+18，而非精确的116n。

3. 两类官能团未必来自两种分子

原概括将两类官能团误作至少两种单体，此概括不成立。羟基和羧基可以位于同一个羟基酸分子内；氨基与羧基也可位于同一个分子内。在适当理论连接模型下，一种双官能团单体就能不断接长。因此，见酯连接或酰胺连接，不能直接宣布至少两种单体。

回推时先切实际连接，补回水的OH/H，再追踪完整分子。若得到不同的二酸、二醇或二胺，再按完整结构数种类；若每个片段恢复后都是同一种结构，就不能人为拆成两种。一个单体须有足以继续连接的部位，但这不等于须有两种分子。

二、考点 沿实际图式恢复端基

1. 结构、反应类型与降解条件分别核对

先读清主链的可水解连接，恢复完整单体，再判断相应理论聚合方式。降解产物是否可能出现，与材料在任意自然环境中是否快速完全降解，是两个问题，不能把“可能”改成“必然”。

例题 01 聚酯的单体与降解判断

题目

PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为

题给聚酯完整结构
题给聚酯完整结构

，下列有关PHB说法不正确的是(　　)

A．PHB通过加聚反应制得

B．PHB的单体是

选项B所给单体结构
选项B所给单体结构

C．PHB在微生物作用下的降解产物可能有CO₂和H₂O

D．PHB是一种聚酯

答案与解析

解析

按题给结构及课堂理论缩聚模型，选A。

选项按实际图式核对
A图给链含酯连接，对应羟基酸脱水接长的理论缩聚模型，不是本题所称加聚，错误
B沿酯连接切开并补端后得到CH₃CH₂CH(OH)COOH，与选项B图相同，正确
C在相应微生物和环境条件下，降解产物可能包含CO₂、H₂O；“可能”可成立，不等于所有缺氧、填埋等环境都快速完全转化，正确
D主链含重复酯连接，是题给聚酯，正确

原解析的三幅结构分别用于水解产物、可降解结构、缩聚单体。它们均是同一种完整分子，不能因出现三次图就数成三种单体：

解析中的水解产物结构
解析中的水解产物结构
解析中的可降解结构
解析中的可降解结构
解析中的缩聚单体结构
解析中的缩聚单体结构

题给重复连接是—O—CH(C₂H₅)—C(=O)—；同一种CH₃CH₂CH(OH)COOH分子同时有OH与COOH，可按理论模型连续连接，不需要再人为分出另一种酸或醇。

该单体式C₄H₈O₃。n个分子形成图中H/OH封住两端的一条有限线性链，脱n−1个水，故整链式为C₄ₙH₆ₙ₊₂O₂ₙ₊₁；重复部分则为C₄H₆O₂。按12、1、16计算，相对分子质量为86n+18，端基贡献仍不可漏掉。

还须区分名称与题图：常见PHB名称通常指poly(3-hydroxybutyrate)，而本题给图是2位羟基丁酸连接。两者不能当成同一个结构定义。这里按原图恢复原B单体，不借简称把原图改为另一种连接，也不把纸面缩聚式指定为所有真实生物或工业制备路线。相关RSC研究题名与摘要使用的是通常的poly(3-hydroxybutyrate)名称。

本题结论

A；按题给结构及理论聚合模型判断。

三、坑点 种类、次数和平均量分开

1. 单体种数不等于参与反应的分子数

同一种结构重复n次，仍只有一种单体；一个分子内有多种官能团，也不使它变成多种分子。先恢复完整结构，再分别数种类和实际分子数。

2. 平均相对分子质量不替代有限链精确账

“重复单元相对质量×n”作为近似时，要明确n的基数、端基是否可忽略及平均量口径。题目已经画明有限链端基，就应先按实际结构做精确守恒，而非自动删掉括号外原子。

3. 名称不能覆盖题给连接

简称、商品名和通行名称可能与某道题的图示不完全一致。结构判断以实际给图为证，并明确名称边界；不能悄悄改原图，也不能将一种理论连接方式当成所有实际生产路线。