Программа коллоквиума № 4 по ВМС

Химические превращения полимеров. Особенности реакционной способности функциональных групп макромолекул: влияние конфигурации, конформации и надмолекулярной структуры полимера.

Химические реакции, не приводящие к изменению степени полимеризации макромолекул: полимераналогичные и внутримолекулярные превращения. Примеры использования полимераналогичных превращений и внутримолекулярных реакций для получения новых полимеров.

Химические реакции, приводящие к изменению степени полимеризации макромолекул. Химическая и физическая, цепная и случайная деструкции. Сшивание полимерных цепей. Вулканизация каучуков. Формование полимерных изделий из реакционноспособных олигомеров (отверждение).

Краткая характеристика, методы получения и области применения важнейших представителей различных классов полимеров: полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полибутадиен, полиизопрен, полистирол, полианилин, мочевино-, меламино-, фенолформальдегидные смолы, кремнийорганические полимеры, лавсан, нейлон. 

С любовью к органической химии...

Образец контрольной работы № 1 по ВМС

Программа коллоквиума № 3 по ВМС

Синтез полимеров.
Классификация основных методов получения полимеров.
1.     Полимеризация.
Термодинамика полимеризации. Понятие о полимеризационно-деполимеризационном равновесии. Верхняя и нижняя предельные температуры полимеризации.
1.1. Радикальная полимеризация.
Инициирование, типы инициаторов. Реакции роста, обрыва и передачи цепи. Механизм действия ингибиторов, регуляторов роста цепи. Теломеризация. Особенности радикальной полимеризации при глубоких степенях превращения; «гель-эффект». Кинетика радикальной полимеризации при малых степенях превращения. Влияние различных факторов на скорость и среднюю степень полимеризации. Способы проведения радикальной полимеризации: в массе, в растворе, в суспензии и в эмульсии.
Радикальная сополимеризация. Уравнение состава сополимеров. Константы сополимеризации, методы их определения. Относительные реакционные способности мономеров и радикалов. Роль стерических, полярных и других факторов: «Q-e» схема.
1.2. Катионная полимеризация.
Характеристика мономеров, способных вступать в катионную полимеризацию. Катализаторы и промоторы. Рост и ограничение роста цепей при катионной полимеризации. Влияние природы растворителя. Кинетика процесса.
1.3. Анионная полимеризация.
Характеристика мономеров, способных вступать в анионную полимеризацию. Катализаторы анионной полимеризации. Инициирование, рост и ограничение роста цепей при анионной полимеризации. Типы активных центров в реакции роста цепи. Особенности полимеризации в присутствии литийорганических соединений. Особенности «живущей» полимеризации, ее практическое значение. Кинетика анионной полимеризации. Сравнительная характеристика радикальной и ионной полимеризаций.
1.4. Ионно-координационная полимеризация.
Ионно-координационная полимеризация в присутствии гомогенных и гетерогенных катализаторов Циглера-Натта, p-аллильных комплексов переходных металлов, оксидно-металлических катализаторов.
2. Поликонденсация.
Типы реакций поликонденсации. Мономеры для получения некоторых поликонденсационных полимеров. Основные стадии и сопутствующие процессы. Молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение при поликонденсации. Влияние стехиометрии, монофункциональных примесей и побочных реакций на молекулярную массу продуктов. Проведение поликонденсации в растворе, расплаве, на границе раздела фаз. Основные различия полимеризационных и поликонденсационных процессов.

Вопросы к коллоквиуму № 2 по органической химии для студентов группы ХТБ-801-О

1. Оптическая активность и оптическая изомерия. Асимметрический атом углерода. Хиральность, условия необходимые для возникновения хиральности. Понятие о конфигурации. Энантиомеры и рацематы. D, L-номенклатура. R, S-номенклатура. Проекционные формулы Фишера. Оптическая изомерия соединений с двумя хиральными центрами. Диастереомеры. Эритро- и трео-формы. Мезо-формы. Оптическая изомерия соединений, не содержащих асимметрического атома углерода (оптически активные аллены, атропоизомеры).

2. Алифатические галогенпроизводные. Номенклатура и изомерия. Моно- и полигалогенпроизводные. Способы получения. Физические свойства. Нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода. Классификация механизмов реакций. Реакции S_N2-типа (кинетика, стереохимия, влияние структуры субстрата, природы нуклеофила, уходящей группы и растворителя).

3. Реакции S_N1-типа  (кинетика, стереохимия, влияние структуры субстрата, природы нуклеофила, уходящей группы и растворителя).  Важнейшие реакции алифатического нуклеофильного замещения. Амбидентные нуклеофилы.

4. Реакции элиминирования. b-Элиминирование. Механизм Е₂, направление реакций элиминирования, правила Зайцева и Гофмана. Конкуренция реакций замещения и элиминирования (S_N2  и E₂) и факторы, влияющие на нее.

5. Реакции элиминирования. b-Элиминирование.Механизм Е₁, направление реакций элиминирования, правила Зайцева и Гофмана. Конкуренция реакций замещения и элиминирования (S_N1 и E₁) и факторы, влияющие на нее.

6. Ди- и полигалогенпроизводные. Важнейшие представители моно- и полигалогенпроизводных, применение. Непредельные галогенпроизводные. Хлорвинил и хлористый аллил, строение и активность в реакциях присоединения и замещения. Применение непередельных галогенпроизводных.

7. Ароматические галогенпроизводные. Методы синтеза. Химические свойства. Нуклеофильное ароматическое замещение. Механизм отщепления-присоединения. Дегидробензол.

8. Ароматические галогенпроизводные. Методы синтеза. Химические свойства. Нуклеофильное ароматическое замещение.Механизм присоединения-отщепления. Комплексы Мейзенгеймера. Применение ароматических галогенпроизводных.

9. Литий- и магнийорганические соединения, методы синтеза и свойства. Алюминийорганические соединения. Борорганические соединения. Строение. Алкилбораны. Карбораны.

 10. Кремнийорганические соединения. Номенклатура. Способы получения. Физические и химические свойства. Применение (силиконовые масла, силиконовые каучуки, полисилоксаны).

11. Гомологический ряд, классификация, номенклатура и изомерия. Методы синтеза спиртов (из алкенов,  галогеналканов, карбонильных соединений, карбоновых кислот). Методы синтеза этанола (оксосинтез, гидролиз целлюлозы, спиртовое брожение, из ацетилена) и метанола (окисление метана, оксосинтез).

12. Физические свойства спиртов. Химические свойства. Спирты как ОН-кислоты. Спирты как основания Льюиса (образование оксониевых солей). Нуклеофильное замещение гидроксильной группы на галоген. Этерификация. Дегидратация спиртов. Окисление спиртов.Важнейшие представители одноатомных спиртов. Применение.

13. Двухатомные и трехатомные спирты. Номенклатура и изомерия. Методы синтеза. Физические свойства. Химические свойства: кислотность, образование хелатов, замещение гидроксильных групп на галоген, образование сложных эфиров с неорганическими и органическими кислотами, дегидратация гликолей (пинаколиновая перегруппировка), дегидратация глицерина. Применение.

14. Фенолы. Номенклатура. Гомологический ряд фенола. Нафтолы. Методы синтеза фенолов (щелочное плавление солей сульфокислот, гидролиз галогенпроизводных,  замена аминогруппыгруппы на гидроксильную,  кумольный  способ получения фенола, окислительное декарбоксилирование карбоновых кислот). Физические свойства. Фенолы как ОН-кислоты, сравнение с алифатическими спиртами, влияние заместителей в бензольном ядре на кислотность фенолов. Получение простых и сложных эфиров фенолов. Взаимодействие с галогенидами фосфора.

15. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов: галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование фенолов. Применение алкилирования фенолов в синтезе присадок. Перегруппировка Фриса.

16. Карбоксилирование фенолятов щелочных металлов. Формилирование фенолов (реакция Вильсмейера). Конденсация с альдегидами. Фенолформальдегидные смолы. Окисление фенолов. Гидрирование.

17. Двухатомные и трехатомные фенолы. Кислотные свойства, реакции замещения и конденсации. Карбоксилирование. Окисление. Устойчивость ароксильных радикалов. Применение фенолов в качестве антиокислительных присадок.

18. Простые эфиры. Номенклатура и изомерия. Способы получения: реакция Вильямсона, дегидратация спиртов, из эпоксидов. Методы синтеза фениловых эфиров. Физические свойства простых эфиров. Химические свойства простых эфиров: образование оксониевых солей, расщепление кислотами, образование гидропероксидов, галогенирование в a-положение. Циклические простые эфиры. Тетрагидрофуран и диоксан.

19. Оксираны (эпоксиды). Методы синтеза. Физические и химические свойства: изомеризация, димеризация, взаимодействие с  галогеноводородами, спиртами, тиолами, этиленгликолем,  аммиаком и аминами. Важнейшие направления промышленного органического синтеза на основе оксида этилена.

Предлагаю к просмотру

Программа коллоквиума № 2 по ВМС

Растворы полимеров

Отличия истинных растворов полимеров от коллоидных, растворов полимеров от растворов низкомолекулярных соединений. Набухание как процесс, предшествующий растворению. Неограниченное и ограниченное набухание. Количественные характеристики набухания. Практическое значение явления набухания. Факторы, определяющие растворение и набухание.

Фазовые диаграммы систем растворитель-полимер. Критические температуры растворения.

Особенности термодинамики растворов полимеров. Отклонения от идеального поведения и их причины. Уравнение состояния полимера в растворе. Второй вириальный коэффициент и q-условия. Невозмущенные размеры макромолекулы в растворе и оценка гибкости. Определение среднечисловой молекулярной массы осмометрическим методом.

Гидродинамические свойства макромолекул в растворе. Вязкость разбавленных растворов. Приведенная и характеристическая вязкости. Связь характеристической вязкости с молекулярной массой (уравнение Марка-Куна-Хаувинка). Связь характеристической вязкости со средними размерами макромолекул (уравнение Флори-Фокса). Вискозиметрия как метод определения средневязкостной молекулярной массы.

Ионизирующиеся макромолекулы (полиэлектролиты). Химические и физико-химические особенности поведения ионизирующихся макромолекул (поликислот, полиоснований и их солей). Количественные характеристики силы поликислот и полиоснований. Изоэлектрическая и изоионная точки. Амфотерные полиэлектролиты.