Реакции синтеза макромолекул
1. Полимеризация с раскрытием кратных связей
В реакциях этого типа способны вступать мономеры, содержащие кратные связи:
2. Полимеризация с раскрытием цикла
В реакции этого типа способны вступать мономеры, имеющие термодинамически неустойчивые циклы – состоящие из 3,4 или > 6 атомов углерода, обычно содержащие гетероатом.
3. Поликонденсация и полиприсоединение
Поликонденсация - это процесс синтеза высокомолекулярных соединений, в котором рост макромолекул происходит путем химического взаимодействия исходных молекул друг с другом, с реакционноспособными группами n-меров, накапливающихся в ходе реакции, а также молекул n-меров между собой.
Согласно этому определению схему реакции поликонденсации можно представить следующим образом:
~Mi + ~Mj > ~M i+j
где - ~Mi, ~Mj и ~Mi+j - соответственно, i, j и i+j—меры, причем i и j могут быть любым числом, в том числе и единицей.
Для получения макромолекул путем поликонденсации может быть, в принципе, использована любая реакция конденсации или присоединения, известная в органической химии. Как правило, при реакциях конденсации наблюдается выделение низкомолекулярных веществ (воды, спирта, аммиака, хлористого водорода и т. д.).
Примерами могут служить реакции полиэтерификации:
HO-R-COOH + HO-R-COOH > HO-R-COO-R-COOH + H2O и т.д.
полиамидирования:
H2N-R-NH2 + ClOC-R'-COCl > H2N-R-NHCO-R'-COCl + HCl и т.д.
При этом в отличие от полимеризации, элементарный состав продуктов поликонденсации в данном случае не совпадает с составом мономерных соединений, т. к. каждый химический акт поликонденсации сопровождается выделением молекулы низкомолекулярного продукта.
Приведенной выше общей схеме поликонденсации соответствуют также некоторые разновидности процессов, которые не сопровождаются выделением низкомолекулярных продуктов. К их числу, например, относится синтез полиуретанов из гликолей и диизоцианатов:
НО-R-OH + O=C=N-R'-N=C=O > HO-R-О-CO-NH-R'-N=C=O и т.д.
Подобные поликонденсационные процессы часто называют полиприсоединением. По кинетическим закономерностям реакции полиприсоединения весьма схожи с реакциями поликонденсации. В обоях типах поликонденсационных процессов рост макромолекул осуществляется путем взаимодействия функциональных групп молекул мономеров или таких же групп находящихся на концах уже образовавшихся цепей различной молекулярной массы. Получаемые в результате этих реакций промежуточные полимерные продукты вполне устойчивы и могут быть выделены в свободном виде. Однако они содержат на концах реакционноспособные группы и поэтому способны к дальнейшим реакциям конденсации, как друг с другом, так и с соответствующими мономерными молекулами. Отсюда следует, что теоретически поликонденсация может считаться завершенной лишь тогда, когда прореагируют все концевые функциональные группы, в результате чего должна образоваться одна гигантская циклическая макромолекула. На практике, однако, это никогда не достигается.
Вопросы для самостоятельной проработки:
1. Какие элементы Периодической системы Д. И. Менделеева способны к образованию полимерных цепей?
2. Приведите примеры полимеров, получаемых синтетически.
3. Приведите примеры природных полимеров.
4. Какие мономеры могут участвовать в реакции полимеризации?
5. Приведите характерные особенности процессов полимеризации и поликонденсации.
Дата добавления: 2019-12-09; просмотров: 605;