Пояснения к вопросу N4, викторины по химии
(10 - 11 классы)

Этот вопрос явился продолжением темы прошлогодней викторине о Н.С. Зефирове, материалы о котором были легко найдены участниками той викторины. Мы надеялись, что вы вспомните работы его и его сотрудников и найдете правильный ответ. Вот как ответила на этот вопрос команда 7x 200.


Акад. Н.С. Зефирову и д.х.н. Л.Г. Томиловой за работы в области синтеза фталоцианинов и их аналогов была присвоена премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники. Помимо чисто фундаментального интереса, который вызывают у исследователей фталоцианины, они привлекают и внимание промышленников: являются великолепными красителями, обладают сенсорными свойствами на диоксид углерода. Прекрасные катализаторы, фталоцианины активизируют химические реакции превращения диоксида углерода в экологически безопасные и необходимые в промышленности химические продукты - циклические карбонаты. Способы этого превращения запатентованы в России, Европе и Америке. В лаборатории к.х.н. С.А. Лермонтова найдены также другие эффективные катализаторы этого синтеза. Найден новый гетерогенный катализатор синтеза углекислых карбонатов из углекислого газа и окисей олефинов на основе фторированной окиси алюминия, который работает без обычно применяемых дорогих растворителей.


Значимость работ очевидна, ведь один из компонентов химической реакции - углекислый газ СО2, избыток которого в атмосфере - серьезная проблема современной экологии. В то же время образующиеся в результате этих химических реакций карбонаты - незаменимые вещества для машиностроения, оптики (линзы) и энергетики (наполнители для литиевых батареек).


А команда 7x48 нашла другие данные о циклических карбонатах: Пятичленные циклические карбонаты были синтезированы взаимодействием сероуглерода с глицидиловыми эфирами бензойной, анисовой, n-хлорбензойной, n-нитробензойной, п-(tert-бутил)бензойной и 1-нафталин-карбоновой кислот. Катионная полимеризация полученных мономеров осуществлялась в диапазоне температур от комнатной до 80oC с использованием в качестве катализаторов трифторметансульфоновой кислоты и ее метилового эфира. Полимеры со среднечисловыми молекулярными массами 3400 - 24900 были получены с высокими выходами, их строение было установлено по данным ЯМР и ИК спектроскопии.

Показано, что мономеры реагируют с заметно различными скоростями в зависимости от природы заместителя. Скорость реакции уменьшается по ряду n-хлорбензойная > бензойная > 1-нафталин-карбоновая > n-нитробензойная > n-(tert-бутил)бензойная > анисовая. Кинетические данные, результаты ЯМР-спектроскопического изучения конечных и промежуточных продуктов, наряду с модельными МО расчетами позволили предположить механизм полимеризации, основанный на быстром инициировании и на участии пара-замещенной бензоилоксиметильной группы в стабилизации катионного активного центра растущей цепи.

Закрыть