Polykondensaatio

Polykondensaatio on  polymeerisynteesiprosessi polyfunktionaalisista (useimmiten bifunktionaalisista) yhdisteistä, johon yleensä liittyy pienimolekyylipainoisten sivutuotteiden ( vesi , alkoholit jne.) vapautumista funktionaalisten ryhmien vuorovaikutuksen aikana .

Polykondensaatioprosessi

Yleensä kahden alkuperäisen monomeerin tasapainopolykondensaatioreaktio etenee kaavion mukaisesti:

Tässä reaktiossa a ja b ovat reaktiokeskuksia - molekyylin osa, joka osallistuu suoraan kemiallisiin muutoksiin. [yksi]

Esimerkki polykondensaatiosta on dipeptidin muodostumisreaktio:

Polykondensaatioprosessissa muodostuneen polymeerin molekyylipaino riippuu alkukomponenttien suhteesta, reaktio-olosuhteista.

Lineaarinen ja kolmiulotteinen polykondensaatio

Polykondensaatioreaktioissa voi olla mukana sekä yksi monomeeri , jossa on kaksi eri funktionaalista ryhmää: esimerkiksi poly-e-kaproamidin ( nailon - 6, kapronin ) synteesi e-aminokapronihaposta tai kaksi monomeeriä, joissa on eri funktionaalisia ryhmiä, esimerkiksi synteesi. adipiinihapon ja heksametyleenidiamiinin nailon-66-polykondensaatiosta ; tässä tapauksessa muodostuu lineaarisen rakenteen omaavia polymeerejä (lineaarinen polykondensaatio, katso kuva 1). Jos monomeeri (tai monomeerit) sisältää enemmän kuin kaksi funktionaalista ryhmää, muodostuu silloitettuja polymeerejä, joilla on kolmiulotteinen verkkorakenne (kolmiulotteinen polykondensaatio). Tällaisten polymeerien saamiseksi monomeerien seokseen lisätään usein "silloittuvia" polyfunktionaalisia komponentteja.

Erityisen huomionarvoisia ovat polymeerisynteesin reaktiot syklisistä monomeereistä renkaan avausmekanismilla - lisäys, esimerkiksi nailon - 6: n synteesi kaprolaktaamista ( e-aminokapronihapon syklinen amidi ); huolimatta siitä, että pienimolekyylipainoisen fragmentin eristämistä ei tapahdu, tällaisia ​​reaktioita kutsutaan useammin polykondensaatioksi.

Monomeerien luokitus

Polykondensaatioreaktiossa käytetyt monomeerit jaetaan kahteen tyyppiin: [2]

• Homopolykondensaatiomonomeerit ovat monomeerejä, joissa on funktionaalisia ryhmiä, jotka pystyvät reagoimaan toistensa kanssa.

• Monomeerit heteropolykondensaatioon (komonomeerit) - monomeerit, joissa on funktionaalisia ryhmiä, jotka eivät pysty muodostamaan polymeerejä erikseen.

Polykondensaatiolla syntetisoitujen polymeerien tärkeimmät teolliset ryhmät

• Lineaariset polymeerit
  • Polyamidit
  • Polyuretaanit
  • Polykarbonaatit
  • Polyesterit
  • Polysiloksaanit
• Verkkomaiset polymeerit
  • Alkydihartsit
  • Melamiini-aldehydihartsit
  • Urea-aldehydihartsit
  • Fenoli-aldehydihartsit

Polykondensaatio luonnonyhdisteiden kemiassa

Lähes kaikki biopolymeerit ( proteiinit , DNA ja RNA , selluloosa , kitiini jne. ) syntetisoidaan elävissä organismeissa polykondensaatiolla sopivien entsyymikompleksien kanssa .

Jollain tapaa poikkeus on polyisopreenien (mukaan lukien kumi ) biosynteesi, joka tapahtuu lisäämällä entsymaattisesti isoprenyylipyrofosfaattia allyylin uudelleenjärjestymisellä ja pyrofosfaattianionin eliminoinnilla . Tässä tapauksessa monomeeri sisältää yhden funktionaalisen ryhmän, ja lisäysmekanismi allyylin uudelleenjärjestelyllä on lähellä anionisen polymeroinnin mekanismia butadieenikumin synteesissä Lebedevin mukaan . Kuitenkin, koska pyrofosfaatin pienimolekyylipainoinen fragmentti pilkkoutuu, polyisopreenien biosynteesi on polykondensaatioreaktio.

Muistiinpanot

1. ↑ Kireev V.V. korkean molekyylipainon yhdisteet. - M . : Higher School, 1992. - S. 288. - 547 s. — ISBN 5-06-00067-0.
2. ↑ Kireev V.V. korkean molekyylipainon yhdisteet. - M . : Higher School, 1992. - S. 295. - 547 s. — ISBN 5-06-00067-0.

Kirjallisuus

• Shur A. M. Korkeamolekyyliset yhdisteet. - M . : Korkeakoulu, 1981. - 656 s. – 15 000 kappaletta.