
- •Мономеры для поликонденсации
- •Содержание
- •Глава 1 отличительные признаки поликонденсации 9
- •Глава 2 мономеры и олигомеры для процессов поликонденсации 22
- •Глава 3 пути синтеза поликонденсационных мономеров. 39
- •Глава 4 лабораторные работы по синтезу мономеров 52
- •Введение
- •Отличительные признаки поликонденсации
- •Классификация процессов синтеза полимеров
- •Определение процессов полимеризации и поликонденсации
- •Мономеры и олигомеры для процессов поликонденсации
- •Мономеры Функциональность мономеров.
- •Классификация мономеров.
- •Олигомеры для процессов поликонденсации
- •Реакционная способность мономеров и олигомеров.
- •Пути синтеза поликонденсационных мономеров.
- •Традиционные методы синтеза мономеров. Синтез мономеров типа а–b (мономеров для гомополиконденсации) из соединений типаa–oi.
- •Синтез мономеров типа а–b (мономеров для гомополиконденсации) из соединений типа b–b.
- •Синтез мономеров типа а–а (мономеров для гетерополиконденсации) из соединений типа а–о.
- •Синтез мономеров типа а–а (мономеров для гетерополиконденсации) из соединений типа b–b.
- •Особые реакции синтеза бифункциональных соединений.
- •Особенности реакций синтеза мономеров.
- •Образование реакционных центров в процессах поликонденсации.
- •Лабораторные работы по синтезу мономеров
- •Химизм процесса,
- •Лабораторная работа № 1. Синтез дифенилсиландиола в присутствии эпихлоргидрина, как акцептораHCl.
- •Порядок работы.
- •Проведение эксперимента.
- •Задание
- •Лабораторная работа № 2. Синтез дифенилсиландиола в присутствии бикарбоната натрия,как акцептораHCl.
- •Порядок работы.
- •Проведение эксперимента.
- •Задание
- •Литература
Классификация мономеров.
Все бифункциональные мономеры, используемые для синтеза линейных полимеров, можно разбить на две большие группы: собственномономеры и сомономеры. Собственно мономеры–это бифункциональные соединения, поликонденсация которых протекает путем взаимодействия реакционных центров, принадлежащих молекулам того же соединения, например:
Поликонденсация таких мономеров называется гомополиконденсацией.Поэтому эту группу можно называтьмономерами для гомополиконденсации. Сомономеры – это бифункциональные соединения,которые образуют полимеры при взаимодействии с реакционными центрамидругого сомономера, например:
Поликонденсация сомономеров иногда называется гетерополиконденсацией. Один сомономер без второго не может образовать полимера. Поэтому такие сомономеры можно называть мономерами для гетерополиконденсации. Гетерополиконденсацию следуетрассматривать как частный случай сополиконденсации, то есть поликонденсацию с участием нескольких мономеров.Основное различие в строении мономеров этих групп состоит в том, что молекула мономера для гомополиконденсации содержит два взаимодействующих между собой реакционных центра; молекула мономера для гетерополиконденсации содержит два невзаимодействующих между собой реакционных центра.
Каждую группу исходных соединений для синтеза полимеров(мономеры и сомономеры), в свою очередь, можно разделить ещена два типа. Тип а–а — соединения, содержащие одинаковые функциональные группы (реакционные центры) в молекуле. Например мономеры для гомополиконденсации, такие, как гликоли, бирадикалы и мономеры для гетерополиконденсации – диамины, дикарбоновые кислоты, их дихлорангидриды и др. Это наиболее широко используемые в лабораторной и промышленной практике поликонденсационныемономеры.
Тип a–b — соединения, содержащие разные функциональныегруппы (реакционные центры) в молекуле. Например мономеры для гомополиконденсации, такие, как аминокислоты, оксикислоты и мономеры для гетерополиконденсации, такие, как аминоспирты. Эта классификация приведена в таблице 4. Она несколько отличается отпринятой в литературе. Однако эта классификация кажется довольноудачной, поскольку является весьма простой и ее можно распространить на мономеры, используемые при полимеризации, что позволяетрассматривать оба типа процессов синтеза полимеров (поликонденсацию и полимеризацию) с единой точки зрения. Эта классификация поликонденсационных мономеров с двумя функциональными группами может быть распространена и на другие мономеры, используемых для получения полимеров путем поликонденсации Так, мономеры со скрытой функциональностью тоже можно разделить на аналогичные группы: на мономеры типа а–b и мономеры типа а–а. Это, однако, сделать труднее, поскольку функциональность их проявляется лишь в процессе поликонденсации. Поэтому прежде всегонужноопределить число и установить природу реакционных центров,участвующих в образовании макромолекулы.
Три- и более функциональные мономеры также укладываются в приведенную классификацию, поскольку эта классификация основанана формальных признаках строения мономеров, используемых дляполучения полимеров методом поликонденсации Это особенно важно для формального описания основных закономерностей поликонденсации, так как его можно сделать общим для характеристикипроцессов поликонденсации мономеров различной химической природы и активности.
Таблица 4
Основные группы поликонденсационных мономеров
|
Мономеры для гомополиконденсации |
Мономеры для гетерополиконденсации | ||
|
тип а–а |
тип а–b |
тип а–а |
тип а–b |
Наличие взаимодействия между реакционными центрами одной молекулы мономера
Строение реакционных центров молекулы мономера
Примеры мономеров
|
Да
Одинаковое
Гликоли |
Да
Разное
Аминокислоты |
Нет
Одинаковое
Диамины |
Нет
Разное
Аминоспирты |
В некоторых случаях, при рассмотрении каких либо частных закономерностей конкретных процессов поликонденсации, может оказаться полезной классификация мономеров и по другим признакам: по химической природе реакционных центров, по соотношению ихактивностей, по их расположению в молекуле мономера и т. д.
В связи с приведенной классификацией мономеров и спецификой их свойств различают:
гомополиконденсацию, в которой участвуют однородные молекулы. с различными функциональными группами:
nH2N(CH2)6COOH
[–HN(CH2)6CO –]n+
(n-1)H2O
гомополиконденсацию, в которой участвуют однородные молекулы. с одинаковыми функциональными группами:
nHO(CH2)2OH
[–(CH2)2–O –]n+
(n-1)H2O
гетеросополиконденсацию, в которой участвуют разнородные реакционноспособные молекулы с функциональными группами, не образующих полимера самостоятельно без партнера:
nH2N(CH2)6NH2+ nClOC(CH2)4COCl
H[–HN(CH2)6NHCO(CH2)4CO–]n–Cl + (2n-1)HCl
гомосополиконденсацию – процесс получения высокомолекулярных соединений, в котором участвуют два или большее число мономеров (сомономеров), каждый из которых способен образовывать собственный полимер:
nHO(CH2)2OH
+ nHOOC(CH2)4COOH
H[–O(CH2)2OCO(CH2)4CO–]n–OH + (2n-1)H2O