ТЕЛОМЕРИЗАЦИЯ (от
греч. telos-конец и meros-доля, часть), цепная р-ция внедрения повторяющегося
фрагмента М мономера между двумя фрагментами соединения X—Y (телогена),
приводящая к набору гомологичных теломеров X—Мn—Y (n
= 2 — 40). Источниками М (таксономами) служат обычно орг. непредельные соед.,
реже-циклич. соед. с лабильной простой связью. Т. подвергаются иногда неорг.
соед., напр. фосфонитрилхлорид: n(NРСl2)3
+ РСl5
: Сl4Р[(NРСl2)3]nСl
(линейные теломеры). Т. встречается в прир. процессах, в частности при образовании
нефтей, формировании полиеновых цепей биологически активных в-в. Для начала
Т. необходимо генерировать активную частицу X, т.е. разрушить связь X—Y
с помощью хим. соед. или к.-л. воздействия (см. Цепные реакции). Т.
схожа с полимеризацией, отличаясь от нее заметным вкладом актов переноса
и обрыва цепи, и с олигомеризацией, если телоген одновременно является таксономом,
напр.: СН==СВr + nСН=СВrНС==С(СН=СВr)nСН=СВr2.
По механизму Т. может быть свободнорадикальной, координационной или ионной в
зависимости от характера частицы X, начинающей цепь.
Свободнорадикальной Т.
подвергаются в-ва, в к-рых связь X—Y способна к гомолитич. разрыву. Не
удалось ввести в такую р-цию лишь связь С—F, плохо идет Т. по неактивир. связи
С—H ароматич. соед., трудно тело-меризуются ацетилены. В аминокислотах
реагируют связи С—Н, но не С—N. Циклич. соед. способны вступать в Т. как с сохранением,
так и с раскрытием цикла.
Наиб. распространенные
инициаторы-пероксиды, азосое-динения, О2, а также УФ или g-облучение.
В качестве таксонома чаще всего используют непредельные соединения. Механизм
Т. в общем виде можно представить схемой:
В ряде случаев схема Т.
бывает более сложной, т.к. образующиеся в системе радикалы могут принимать участие
в нек-рых др. превращениях. Можно вводить в р-цию одновременно два мономера,
такой вариант наз. сотеломе-ризацией. В ходе свободнорадикальной Т. возможны
го-молитич. перегруппировки в растущем радикале, приводящие к появлению разветвлений
в углеродной цепи теломе-ров. Это используют в пром. синтезе разветвленных жирных
к-т:
Важная характеристика Т.-частная
константа передачи цепи: Сn = kn/kp,
где kn-константа скорости передачи цепи, kp-
константа скорости роста теломерного радикала с n мономерными звеньями.
Состав смеси теломеров определяется величинами частных констант передачи цепи
и м. б. оптимизирован по желаемому компоненту изменением концентраций реагентов,
давления, т-ры, а также подбором инициатора.
Свободнорадикальную Т.
используют для синтеза гомологичных рядов большинства классов хим. соед., исключая
белки. Особенно она перспективна для синтеза элементоорг. соединений.
При координационной Т.
часть элементарных стадий проходит с участием координац. сферы инициатора, в
качестве к-рого используют карбонилы переходных металлов. При этом повышается
селективность р-ций, среди продуктов увеличивается содержание низших теломеров
(с n = 1,2) и появляется возможность проведения р-ции с разрывом связи
углерод-галоген даже при наличии в молекуле телогена др. более лабильных связей.
Напр., СНСl3 реагирует по связи С—Сl, тогда как в условиях свободнорадикальной
Т. преимущественной является р-ция с разрывом связи С—Н. Координационная Т.
открывает возможности асим. синтеза при использовании хиральных инициаторов.
Ионная Т. в зависимости
от характера частицы, ведущей цепь, м. б. катионной или анионной. При этом используют
ионогенные телогены, для к-рых гомолитич. разрыв связи X—Y нехарактерен.
В ионную Т. легко вступают изобути-лен, виниловые эфиры, диены, a-метилстирол.
Присоединение телогена к мономеру идет по правилу Марковникова. Роль инициатора
играют ионизирующие катализаторы. Для ионной Т. характерно ступенчатое прохождение
р-ции, когда n-ный теломер становится телогеном и дает след. теломер.
При катионной Т. наращивание углеродной цепи идет путем присоединения катиона
(из телогена) к мономеру с образованием нового катиона, к-рый либо отрывает
анион от телогена, либо превращ. в a-олефин, выбрасывая протон. Катализаторами
служат к-ты Льюиса-BF3, SnCl4, ZnCl2, АlСl3,
TiCl4. Анионная Т. практически не изучена.
Почти безотходная р-ция
Т. позволяет проводить разнообразные синтезы в одной и той же стандартной аппаратуре.
Установки для Т. перспективны в условиях крупных многоцелевых хим. комбинатов,
где можно использовать все фракции теломеров. Продукция пилотных установок Т.
может меняться без изменения принципиальной технол. схемы. В нашей стране Т.
используют в пром. масштабе для произ-ва лаков, эмалей, сиккативов, экстрагентов
цветных и редких металлов, флотореагентов, ПАВ.
=== Исп. литература для статьи «ТЕЛОМЕРИЗАЦИЯ»: Петров А.
А., Генусов М. Л., Ионная теломеризацня, Л., 1968; Методы элементоорганической
химии. Хлоралифатические соединения, М., 1973; Радикальная теломеризация, М.,
1988. Ф.К. Величко, Р. Г. Гасанов.
Страница «ТЕЛОМЕРИЗАЦИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|