1、专题4 生活中常用的有机物一烃的含氧衍生物项目任务探秘神奇的医用胶有机化学反应的创造性应用【项目情境】素养解读医用胶也称医用黏合剂，它和我们在日常生活中使用的胶水等黏合剂一样具有黏合的功能，不过它黏合的是比较特殊的物质伤口的皮肤等人体组织。在外科手术中使用医用胶代替手术缝合线，既能减少患者的痛苦，又能使伤口愈合后保持美观。1核心素养证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的关系。知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。2素养目标：(1)通过探究“从性能需求探寻医用胶的分子结构及黏合原理”、“通过
2、结构转化改进医用胶的安全性等性能”体验科学态度与社会责任、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。(2)通过本项目的学习，感受化学知识在解决实际问题中的应用价值，体验科学探究与创新意识的化学学科核心素养。【探究过程】素养评价【探究任务一】从性能探寻医用胶的分子结构及黏合原理氰基丙烯酸酯是一类瞬时胶黏剂的单体，具有单组分、无溶剂、黏结时无须加压、黏结后无须特殊处理、常温可固化、固化后无色透明且有一定的耐热和耐溶剂性等特点。其中， 氰基丙烯酸甲酯(俗称501)、氰基丙烯酸乙酯(俗称502)的聚合速度较快，但对人体组织的刺激性和毒性较大，被用作普通的瞬干胶。氰基丙烯酸正丁酯(俗称504)、氰基丙烯酸正
3、辛酯(俗称508)既有较快的聚合速度，又对人体细胞几乎无毒性，同时还能与比较潮湿的人体组织强烈结合，被用作医用胶。1理想的医用胶应该满足哪些性能需求？提示常温常压下可以快速固化实现黏合具有良好的黏合性和持久性安全、可靠、无毒性。2分析504医用胶的分子结构(1)该医用胶分子含有哪些官能团？官能团之间有什么影响？(2)官能团在黏合过程中分别起什么作用？(3)在黏合过程中发生了什么反应？写出反应方程式。提示(1)碳碳双键，氰基(CN)和酯基(COOR)，氰基与酯基能使碳碳双键的活性增强，易发生聚合。(2)氰基能够与蛋白质大分子形成氢键，酯基增大聚合物间作用力，发生水解反应，使用易降解。(3)加聚反
4、应，。1证据推理与模型认知水平4：能通过从性能需求探寻医用胶的分子结构及黏合原理，了解医用胶分子含有的官能团、官能团之间的影响、官能团在黏合过程中的作用及发生的反应，并形成分析结构决定性质的一般思路。续表【探究任务二】通过结构转化改进医用胶的安全性在医用胶的使用过程中，人们发现，仍然存在一些问题，如单体聚合放热对人体组织和细胞存在潜在危害、聚合后的薄膜柔韧性不够而导致黏结性能降低或使用部位受限、体内应用时有可能产生甲醛而引起炎症或局部组织坏死等，因此需要对医用胶进行改性以提高其柔韧性和生物相容性等性能。化学家利用有机化学反应对医用胶分子进行结构修饰，进而改良其性能。1医用胶使用的过程中人们发现
5、了哪些问题？如何来改进？提示单体聚合时的放热对人体组织和细胞的潜在危害。聚合后薄膜的柔韧性不够导致黏结性降低或使用部位受限、体内应用时有可能产生甲醛而引起炎症或局部组织坏死等。对医用胶分子进行结构修饰，改变反应物特定部位的结构，进而改良其性能。2分析氰基丙烯酸正丁酯的结构和性质，推测在其使用过程中可能会出现哪些安全隐患？提示单体聚合时的放热。聚合后薄膜的柔韧性不够导致黏结性降低。聚合后薄膜的柔韧性不够导致人体使用部位受限。体内应用时聚合后薄膜降解性有可能产生甲醛而引起炎症或局部组织坏死等。3分析对比A、B、C与氰基丙烯酸正丁酯的分子结构差异推测结构修饰后的医用胶性能发生了哪些改变？提示R基的变化可影响耐水性、柔韧性、可降解性。R基部分引入易水解的烷氧基、酯基、酰胺基(肽键)有利于改善降解性能，同时降低毒性。R基部分引入两个或多个氰基丙烯酸酯的结构，有助于增加耐水性、耐热性、抗冷热交替性能。分子中丙烯酸部分引入烷基、碳碳双键可有效延长固化时间。2科学探究与创新意识水平4：能利用通过结构转化改进医用胶的安全性等知识，分析、评价真实环境下物质转化问题，并形成利用有机化学反应对医用胶分子进行结构修饰，进而改良其性能的基本思路。3科学态度与社会责任水平3：能感受化学知识在解决实际问题中的应用价值。