КЛАСИФІКАЦІЯ ЗА СТРУКТУРНОЮ ОЗНАКОЮ І ПРИРОДОЮ РЕАГЕНТІВ

За структурною ознакою і природою реагентів, або за кінцевим результатом, органічні реакції поділяються на такі типи: сполучення (або приєднання), заміщення, елімінування (відщеплення), а також реакції перегрупування і полімеризації. Реакції приєднання, заміщення та елімінування будуть розглянуті в лекції 10, а тут зосередимося на процесах перегрупування і полімеризації.

Реакціями перегрупування називаються такі хімічні процеси, в ході яких відбувається перехід (міграція) окремих атомів чи атомних груп від одних ділянок молекули до інших. Як приклад можна навести кето-енольне перегрупування енолів.

Еноли(або заміщені вінілові спирти) – це ненасичені спирти, в яких атом карбону, сполучений з гідроксильною групою ОН, перебуває у sp²-гібридизованому стані і утворює подвійний зв’язок з сусіднім атомом С.

В первинних енолах група ОН займає крайнє положення (R–CH=CH–OH), а у вторинних знаходиться усередині ланцюгу (R₁–CH=C(OH)–R₂):

Для енолів характерна особлива властивість: вони дуже швидко ізомерізуються відповідно до правила Ельтекова:

Еноли у момент утворення піддаються кето-енольній таутомерії (перегрупуванню), перетворюючись у карбонільні сполуки: первинні вінілові спирти – в альдегіди, а вторинні – у кетони:

Наприклад, кето-енольне перегрупування вінілового спирту в оцтовий альдегід та ізопропілового спирту (пропен-1-ол-2) – в ацетон (пропанон):

Реакції олігомерізації та полімеризації певною мірою можна вважати різновидом реакцій сполучення.

Полімеризація – це процес послідовного приєднання молекул ненасиченої сполуки (мономеру) одна до одної за рахунок розриву p-зв¢язків і утворення нових s-зв¢язків між окремими елементарними ланками у макромолекулі високомолекулярної сполуки (тобто полімеру), яка при цьому одержується.

Кількість елементарних ланок (тобто фрагментів структури, що повторюються в макромолекулі полімеру) дорівнює кількості молекул мономеру, які взяли участь у реакції полімеризації, і називається ступенем полімеризації n.

Під час полімеризації одну макромолекулу ВМС (високомолекулярної сполуки) може утворювати різна кількість молекул мономеру (n), тому полімер звичайно складається з макромолекул різної довжини і різної молекулярної маси. Молекулярна маса полімеру – це середня величина, яку розраховують як добуток молярної маси мономеру на ступінь полімеризації за формулою

М_ВМС = n·М_{мономера}.

Схематично процес полімеризації записують так:

До полімеризації здатні майже всі сполуки з подвійним зв¢язком (>C=C<) у ланцюгу, які можна розглядати як похідні етилену з загальною формулою СН₂=СН–Х, де Х – різні атоми чи атомні групи. Наприклад, акрилонітрил, з якого одержують поліакрилонітрил (з нього виготовляють волокно нітрон – штучну вовну):

Великого значення набули фторопласти – полімери на основі фторованого етилену, які мають виключно високу термо- і хімічну стійкість: вони витримують нагрівання до 300–700⁰С, дію концентрованих розчинів кислот, лугів, окисників і органічних розчинників. Фторопласти використовують для виготовлення корозійностійкого хімічного обладнання і побутових виробів. Торгова назва фторопластів – тефлон. Наприклад:

Спряжені алкадієни, а також їх галогенопохідні теж достатньо легко піддаються полімеризації з утворенням каучукоподібних полімерів. Приєднання молекул мономеру одна до одної може проходити як за 1,2-, так і за 1,4-положенням – залежно від умов проведення реакції та природи каталізатора:

Реакції олігомеризації – скорочений варіант полімеризації.

Олігомерізація – це реакція сполучення двох чи декількох молекул мономеру, внаслідок чого утворюється ненасичений олігомер – продукт нормальної чи циклічної будови.

1. Лінійна димеризація – сполучення двох молекул алкіну. Наприклад, для ацетилену:

Приєднання HCl до потрійного зв¢язку вінілацетилену дозволяє одержувати хлоропрен, при полімеризації якого добувають хлоропреновий каучук.

2. Циклічна тримеризація та тетрамерізація.У випадку тримерізації ацетилену реакція називається реакцією Зелінського-Казанського:

Гомологи ацетилену в присутності металоорганічних сполук хрому, нікелю і кобальту внаслідок тримеризації перетворюються у похідні бензену:

Циклічна тетрамеризаціяацетилену дає можливість одержувати ненасичені циклічні вуглеводні, що містять чотири атоми карбону в ланцюгу:

Циклічна тримеризація характерна і для альдегідів, наприклад, формальдегід (метаналь) при тривалому зберіганні піддавається тримеризації чи, навіть, тетрамерізації:

Ацетальдегід (етаналь) залежно від умов теж може давати різні олігомери:

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
РОЗРИВУ ХІМІЧНИХ ЗВ’ЯЗКІВ	\|	КЛАСИФІКАЦІЯ ЗА ЗМІНОЮ ВАЛЕНТНОГО СТАНУ АТОМІВ КАРБОНУ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.