聚合物合成设计问题的教学——切断法及逆向思维在高分子化学中的应用
郭霖

Teaching of Polymer Synthesis Design: Application of Reverse Thinking and the Disconnection Approach in Polymer Chemistry
Lin Guo
表2 切断法聚合物合成设计应用举例
编号举例切断方式合成方法
1聚己内酰胺的合成：
切断方式①合成方法I-1
或/和
合成方法I-3
2聚环氧乙烷(或聚乙二醇)的合成：
3聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的合成：
4聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO) [10–12]的合成：

注意：其是顺式结构[13]		合成方法I-1
5聚对亚苯基联苯并噁唑：

或：

注意：有人会将聚对亚苯基联苯并噁唑的结构式错误地写作[14]，

但已经有人对此进行了订正[15]。
之所以说这种写法是错误的，是因为其不符合有机化学书写规范，而之所以会有人出现这种错误的写法，也是因为他们忽略了这一点，即，所书写的聚合物结构式须符合有机化学反应规律，符合有机化学书写规范		切断方式①合成方法I-1
6嵌段共聚物(甲基苯乙烯)x-(异戊二烯)y-(苯乙烯)z的合成[16]
此例，首先要确定应该是

还是

因为这决定了或决定于加料顺序或合成步骤，因而切断顺序不同。
有人[17, 18]认为应该是后者，但我们认为基于有机化学知识进行的推断，应该是前者，并检索到了相关文献[19, 20]作为支持。亦即正确的结构及切断应该为：
切断方式②
+
切断方式①		合成方法I-2
+
合成方法II
7合成具有如下结构的大单体：
切断方式②
+
切断方式①		合成方法I-2
+
合成方法II
8端羟基聚苯乙烯的合成：
9甲醛与环氧乙烷的交替共聚物的合成：
切断方式①合成方法I-3
10由 (聚对苯二甲酸乙二酯，PET，的重复单元)与(聚对苯二甲酸丙二酯，PTT，的重复单元)两种单元构成的交替共聚物的合成：

延伸思考：
其中的第一步切断可否为如下方式？为什么？
切断方式①合成方法I-1
11乙烯与丙烯交替共聚物的合成：

此例中在主链与侧基(包括主链C上连的H)之间切断所得合成等价物是很容易得到的聚合物及小分子试剂，故有此切断及其对应的合成方法		切断方式③合成方法II
12聚(4-二甲基叔丁基硅氧基苯乙烯)的合成[21]：
切断方式②
+
切断方式①
+
切断方式③		合成方法I-2
+
合成方法II
13合成具有如下结构的聚合物：
切断方式①合成方法I-2
14合成具有如下结构的聚合物：
15聚肉桂酸乙烯酯的合成：

延伸思考：
为什么例12、13、14中聚合物的结构相似，但其合理的切断方式、合成方法、合成路线却截然不同？为什么同样按照在主链单元间进行切断，所得的合成等价物，有的(例12、例13)可以作为单体聚合得到目标聚合物，而有的(例14)却不可以？		切断方式③
+
切断方式①		合成方法I-2
+
合成方法II
16聚乙烯醇的合成：
17实际并不存在，但被认为存在[7]的一种高聚物——聚对甲苯丙烯酸甲酯及其可能的切断：
切断方式①实际无法合成
或
迄今尚未合成
18合成具有如下结构的聚合物：
切断方式①
+
重排(的逆过程)		合成方法I-2
19尼龙-3的合成：
切断方式①
+
重排
或
切断方式①		合成方法I-2
或
合成方法I-3
20合成具有如下结构/组成的无规共聚物[17, 18]：
切断方式①合成方法I-2