II. Polimerlanish reaksiyalari. Ikkinchidan, oralatma qo`shbog`li diyen
uglevodorodlar nihoyatda oson polimerlanadi. Polimerlanish jarayonida har bir
diyen molekulasidagi qo`shbog`lar uziladi, birinchi va to`rtinchi uglerod atomlari
yordamida birikadi va uzun zanjirli kauchuksimon birikma hosil bo`ladi.
CH
2
=CH–CH=CH
2
+ CH
3
–CH=CH–CH
3
–CH
2
–CH=CH–CH
2
–CH
2
–CH=CH–CH
2
–
nCH
2
=CH–CH=CH
2
(–CH
2
–CH=CH–CH
2
–)
n
butadiyen polibutadiyen kauchuk
Tabiiy va sintetik kauchuklar. Tabiiy kauchuk kimyoviy tarkibiga ko`ra
yuqori molekulyar to`yinmagan uglevodorod bo`lib, tarkibi (C
5
H
8
)
n
dan iborat,
55
bunda n 1000–3000 atrofida bo`ladi. Tabiiy kauchuk–izoprenning polimeri
hisoblanadi:
C H
2
= C
C H
3
C H = C H
2
n
(
C H
2
C = C H
C H
3
C H
2
) n
U kauchukli o`simliklarning, asosan Braziliyada o`sadigan geveya daraxti,
bundan tashqari ko`k–sag`iz va tov–sag`iz o`simliklarining shirasidan olinadi.
Sanoat miqyosida sintetik kauchuk birinchi marta 1932 yilda Rossiyada
akademik S. V. Lebedev usuli bilan olingan. Sintetik kauchuk divinilni Na
katalizatori ishtirokida polimerlash yo`li bilan olinadi:
nCH
2
=CH
CH=CH
2
(
CH
2
CH=CH
CH
2
)
n
butadiyen–1,3 sintetik kauchuk (polibutadiyen)
Hozirgi vaqtda strukturasi tabiiy kauchuknikiga o`xshash stereoregulyar
tuzilgan (unda metil guruhlari qat`iy muayyan tartibda joylashgan) izopren
kauchuk ishlab chiqarish yo`lga qo`yilgan. Stereoregulyar tuzilishli butadiyen
kauchuk ham ishlab chiqarilgan, u divinil kauchuk deyiladi. Stereoregulyar
tuzilgan izopren va divinil kauchuklar xossalari jihatidan tabiiy kauchukka yaqin
turadi, divinil kauchuk esa yedirilishga chidamliligi jihatidan hatto tabiiy
kauchukdan ustun turadi.
Tabiiy va sintetik kauchuklarning sifatini yaxshilash maqsadida ular
rezinaga aylantiriladi. Rezina–bu vulkanlangan kauchuk. Vulkanlashning mohiyati
shundan iboratki, kauchukning chiziqsimon (ipsimon) molekulalariga qo`shbog`lar
bor joyda S atomlari birikadi va bu molekulalarni go`yo bir–biriga tikadi.
Vulkanlash natijasida yopishqoq va bo`sh kauchuk elastik rezinaga aylanadi.
Rezina kauchukdan puxta va harorat o`zgarishlariga chidamliroq bo`ladi.
Kauchuk va rezinalardan samolyot, avtomobil va velosipedlarning
g`ildiraklari uchun pokrishka va kameralar, poyafzallar uchun tagcharnlar
tayyorlanadi. Ular elektr izolyatsiyasi uchun, sanoat mahsulotlari va tibbiyot
asboblari ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
56
Mavzuga oid tayanch iboralar.
Diyen qatori uglevodorodlari–uglerod zanjirida ikkita qo`shbog` mavjud
bo`ladigan uglevodorodlar.
Alkadiyenlar (diolefinlar)–diyen qatori uglevodorodlarning xalqaro
(tarixiy) nomi.
Kumulyatsiyalangan (tutashgan) diyen uglevodorodlar–ikkala qo`shbog`
uchta uglerod atomi orqali birikkan alkadiyenlar.
Konyugirlangan (oralatma qo`shbog`li) diyen uglevodorodlar–ikkita
qo`shbog` orasida bitta bir bog` joylashgan alkadiyenlar.
Ajratilgan qo`shbog`li diyen uglevodorodlar–ikkita qo`shbog` ikki yoki
undan ortiq bir bog` bilan ajratilgan alkadiyenlar.
Biriktirib olish reaksiyalari–alkadiyenlarning vodorod, galogenlar,
vodorod galogenidlarni biriktirib olish reaksiyalari.
Polimerlanish reaksiyalari–oralatma qo`shbog`li diyen uglevodorodlarning
bir nechtasining o`zaro birikishi.
Tabiiy kauchuk–kimyoviy tarkibiga ko`ra yuqori molekulyar to`yinmagan
uglevodorod.
Sintetik kauchuk–birinchi marta 1932 yilda Rossiyada akademik Lebedev
usuli bilan olingan alkadiyen.
Izopren kauchuk–strukturasi tabiiy kauchuknikiga o`xshash stereoregulyar
tuzilgan kauchuk.
Rezina–bu vulkanlangan kauchuk.
Takrorlash uchun savol va masalalar.
1. Qanday turdagi uglevodorodlar to`yinmagan diyen qatori uglevodorodlari deb
ataladi, ular necha turga bo`linadi?
2. Alkadiyenlar ratsional va xalqaro nomenklaturaga ko`ra qanday nomlanadi?
3. Laboratoriya sharoitida va sanoatda alkadiyenlar qanday usullar bilan olinadi?
4. Alkadiyenlar qanday turdagi fizik–kimyoviy xossalarni namoyon qiladi?
5. Butadiyen–1,3 va izoprenning sanoatda olinish reaksiya tenglamasini hamda
tuzilish va elektron formulalarini yozib bering.
57
6. Tabiiy kauchuk qanday o`simliklar shirasidan olinadi hamda qanday kimyoviy
tuzilishga ega hisoblanadi?
7. Sintetik kauchuk birinchi marta qachon sintez qilingan hamda hozirda sanoatda
qanday turdagi sintetik kauchuklar ishlab chiqariladi?
8. Xalq xo`jaligida kauchuk va rezinalar qanday maqsadlar uchun ishlatiladi?
9. Butadiyen–1,3 va izoprenlarga vodorod xlorid, vodorod bromid va vodorod
yodidlarning birikish reaksiya tenglamalarini yozing.
10. Butadiyen–1,3, izopren va xloroprenlarning polimerlanish reaksiya
tenglamalarini yozing.
Mavzuga oid adabiyotlar.
1. G. P. Xomchenko. «Kimyo», Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun.
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2007.
2. A. G. Muftaxov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. «Umumiy kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
3. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. «Kimyo», Toshkent,
«O`zbekiston» nashriyoti, 2002.
4. A. A. Abdusamatov, R. Mirzayev, R. Ziyayev. «Organik kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
5. I. M. Primuhamedov. «Organik ximiya», Toshkent, «Meditsina»
nashriyoti, 1987.
6. S. I. Iskandarov, A. A. Abdusamatov, R. A. Shoymardonov. «Organik
ximiya», Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1979.
7. O. S. Sodiqov, O. Y. Yo`ldoshev, K. S. Sultonov. «Organik ximiya»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1971.
58
Yuqori molekulyar moddalar. Monomer va polimer.
Butadiyen va izopren.
Reja.
1. Yuqori molekulyar birikmalar va ularning turlarini;
2. Monomer, polimer, makromolekula, polimerlanish tushunchalarini;
3. Polimerlanish va sopolimerlanish usullarini;
4. Polikondensatlanish reaksiyalarini.
Yuqori molekulyar birikmalar (YuMB) kelib chiqishi bo`yicha uch
guruhga ajratiladi:
1. Tabiiy yuqori molekulyar birikmalar–ularga o`simlik va hayvonot
dunyosida keng tarqalgan hamda ularning hayoti uchun muhim ahamiyatga ega
bo`lgan yuqori molekulyar birikmalar misol bo`ladi. Masalan, sellyuloza, kraxmal,
oqsillar, nuklein kislotalar, lignin, tabiiy kauchuklar va boshqalar.
2. Sun`iy yuqori molekulyar birikmalar–ularga tabiiy yuqori molekulyar
birikmalarni kimyoviy qayta ishlash natijasida hosil qilinadigan yuqori molekulyar
birikmalar misol bo`ladi. Masalan, viskoza va atsetat tolalari–sellyulozani qayta
ishlash, rezina esa tabiiy kauchukni polimerlash mahsuloti hisoblanadi.
3. Sintetik yuqori molekulyar birikmalar–ularga tabiatda uchramaydigan
kichik molekulali birikmalardan polimerlanish yoki polikondensatlanish
reaksiyalari yo`li bilan olinadigan yuqori molekulyar birikmalar kiradi. Masalan,
plastik massalar, sintetik kauchuklar, sintetik tolalar.
Yuqori molekulyar birikmalar polimerlar (grekcha «poli»–ko`p, «meros»–
qism, bo`lak) deb ham ataladi. Bir nechta ming molekulalari o`zaro birikib,
polimer hosil qiladigan quyi molekulyar moddalar monomerlar deb ataladi.
Masalan, quyidagi reaksiyada:
nCH
2
=CH
2
(
CH
2
CH
2
)
n
etilen–monomer polietilen–polimer
Polimer molekulalari ko`pincha makromolekula deb ham ataladi.
Makromolekulada ko`p marta takrorlanadigan atomlar guruhi
CH
2
CH
2
59
struktura birliklari deb nomlanadi. Polimer molekulasidagi n–soni monomerning
nechta molekulasi birikib, makromolekula hosil qilishini ko`rsatadigan son bo`lib,
polimerlanish darajasi deb ataladi.
Yuqori molekulyar birikmalar tuzilishi va xossalari jihatidan juda turli–
tuman, lekin shu bilan birga polimer moddalarining o`ziga xos xususiyatlari ham
mavjud. Yuqori molekulyar birikmalarning molekulyar og`irliklari juda katta
bo`lib, odatda bir necha mingdan bir necha milliongacha bo`ladi. Odatda yuqori
molekulyar
birikmalar
molekulyar
og`irliklari
turlicha
bo`lgan
makromolekulalarning aralashmasidan tashkil topgan bo`ladi. Shuning uchun ham
polimerlarning molekulyar og`irligi ularning tarkibiga kirgan makromolekulalar
molekulyar og`irligining o`rtacha qiymatiga teng bo`ladi. Polimerlarning fizik va
mexanikaviy xossalari ularning molekulyar og`irligiga bog`liq bo`ladi. Molekulyar
og`irlikning ortishi bilan kichik molekulali moddalar uchun xos bo`lgan (diffuziya,
uchuvchanlik, eritmalardagi harakatchanlik) xossalar asta–sekin yoqoladi, buning
o`rniga makromolekulalar uchun xos bo`lgan (bo`kish, yuqori qovushqoqlik,
qizdirilganda haydalmasdan parchalanish) xususiyatlar paydo bo`ladi.
Hozirgi kunda yuqori molekulyar birikmalar kimyosi organik kimyoning tez
sur`atlar bilan rivojlanib borayotgan sohalaridan biri hisoblanadi. Paxta
sellyulozasining fizik–kimyosini o`rganish bo`yicha taniqli o`zbek kimyogari,
akademik
H.
U.
Usmonovning
yaratgan
maktabi
dunyoga
ma`lum.
Mamlakatimizda tabiiy va sintetik yuqori molekulyar birikmalar kimyosining
rivojlanishi uchun akademiklar M. A. Asqarov, S. Sh. Rashidova, professorlar A.
Yo`lchiboyev, O`. N. Musayev, R. S. Tillayevlar katta xizmat qilganlar.
Polimerlarning olinish usullari. Sintetik polimerlar asosan ikki usulda:
polimerlanish va polikondensatlanish reaksiyalari yo`li bilan sintez qilinadi.
Quyi molekulyar moddalar (monomerlar) ning bir–birlari bilan o`zaro
birikib yuqori molekulyar birikma hosil qilish reaksiyasi polimerlanish reaksiyasi
deb ataladi. Polimerlanish reaksiyasi molekulalararo birikish reaksiyasi bo`lib,
bunda polimerdan boshqa qo`shimcha mahsulot hosil bo`lmaydi.
60
Polimerlanish jarayoni yuqori harorat, bosim, yo`rug`lik, katalizator ta`sirida
monomer tarkibidagi qo`shbog`ning uzilishi yoki halqaning ochilishi hisobiga
sodir bo`ladi. Polimerlanish reaksiyasining mexanizmi monomerning tabiatiga
qarab ikkiga bo`linadi: zanjirli va bosqichli polimerlanish.
Zanjirli polimerlanish nisbatan tez, bosqichli polimerlanish esa sekin
amalga oshadi. Zanjirli polimerlanish o`z navbatida ikkiga bo`linadi: radikal va
ionli polimerlanish mexanizmi.
Radikal polimerlanish faol markaz erkin radikallarning hosil bo`lishi bilan
boshlanadi. Erkin radikallar initsiator deb ataluvchi moddalar (peroksidlar,
azobirikmalar), issiqlik, yorug`lik, katalizatorlar ishtirokida hosil bo`ladi. Erkin
radikallar o`zida toq elektroni mavjud bo`lgan zarrachalar bo`lib, ular juda beqaror
hamda kimyoviy jihatdan faol hisoblanadi. Erkin radikallar monomer bilan
(masalan, etilen molekulasi) reaksiyaga kirishadi, natijada etilendan toq elektronga
ega bo`lgan yangi radikal hosil bo`ladi. Shu yo`l bilan polimer zanjiri o`sa boradi
hamda makromolekulaga aylanadi, masalan:
R
CO
O
O
CO
R
R
I
+ RCOO
–
+ CO
2
R
I
+ CH
2
:: CH
2
R : CH
2
: CH
2
R
CH
2
CH
2
+ CH
2
=CH
2
R
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
–
R
(
CH
2
CH
2
)
n
makromolekula
Ionli polimerlanish faol markaz katalizator ishtirokida ion hosil bo`lishi
bilan boshlanadi. Shuning uchun ionli polimerlanish katalitik polimerlanish deb
ham ataladi. Bu jarayonda o`sayotgan zanjir uchida kation yoki anion hosil bo`ladi.
Kation yoki anionlar o`zining musbat yoki manfiy zaryadlarini zanjir bo`ylab
uzatishi natijasida molekulaning o`sishiga imkon tug`iladi. Zanjir uchida
katalizatorning qanday ion hosil qilishiga qarab katalitik polimerlanish kationli va
anionli polimerlanishga ajratiladi.
Kationli polimerlanish kuchli mineral kislotalar yoki BF
3
, AlCl
3
, TiCl
4
,
SnCl
4
tuzlari ishtirokida sodir bo`ladi. Bunday polimerlanish izobutilen misolida
quyidagicha amalga oshadi:
1. Faol markazning hosil bo`lishi: nBF
3
+ nH–OH
nH
+
+ n
–
BF
3
OH
61
n C H
2
= C
C H
3
C H
3
+
n H
+
n C H
3
C
+
C H
3
C H
3
C H
3
2. Zanjirning o`sishi:
n C H
3
C
+
C H
3
C H
3
+
n C H
2
= C
C H
3
C H
3
n C H
3
C
C H
3
C H
3
C H
2
C
+
C H
3
C H
3
Hosil
bo`lgan
makrokationga
–
BF
3
OH
anionining
birikishi
yoki
makromolekuladan protonning (H
+
) ajralishi natijasida zanjir uzilishi sodir bo`ladi.
Sopolimerlanish. Ikki yoki undan ortiq monomerlarning birgalikda
polimerlanish reaksiyasi sopolimerlanish reaksiyasi deb, hosil bo`lgan polimer
esa sopolimer deb ataladi. Bunday reaksiyalar yordamida o`ziga xos yangi sifatli
sopolimerlar sintez qilish mumkin, masalan, butadiyen–stirol, butadiyen–nitril
kauchuklar va sintetik tolalar sopolimerlanish reaksiyalari yo`li bilan sintez
qilinadi.
Polikondensatlanish reaksiyalari. Ko`pchilik sintetik yuqori molekulyar
birikmalar polikondensatlanish reaksiyalari natijasida hosil bo`ladi. Bunday
reaksiyalarda asosiy mahsulot yuqori molekulyar birikma hosil bo`lishi bilan bir
qatorda ikkilamchi mahsulotlar (suv, HCl, NH
3
, spirt) ajralib chiqadi. Shuning
uchun ham polikondensatlanish reaksiyasi yo`li bilan olinadigan yuqori
molekulyar
birikmalarning
molekulyar
og`irliklari
dastlabki
olingan
monomerlarning
molekulyar
og`irliklari
yig`indisidan
kichik
bo`ladi.
Makromolekulalarining tuzilishiga qarab polimerlar chiziqsimon, tarmoqlangan va
fazoviy tuzilishga ega bo`lgan polimerlarga ajratiladi.
Chiziqli polimerlar makromolekulalarida har qaysi struktura birligi (A)
faqat ikkita qo`shni struktura birligi bilan bog`lanib tarmoqlanmagan to`g`ri zanjir
hosil qiladi, masalan:
A
A
A
A
A
Tarmoqlangan polimerlarning asosiy zanjirida ba`zi bir struktura birliklar
uchta qo`shni struktura birligi bilan bog`lanib yon zanjir hosil qiladi, masalan:
62
. . .
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
. . .
Bunday polimerlar termoplastikligi yuqori, mexanik mustahkamligi kichik
bo`lgan polimerlardir. Ularda yon tarmoqlar qancha uzun bo`lsa, polimer shuncha
past haroratda yumshaydi, yaxshi eriydi, yumshoq va plastik bo`ladi.
Fazoviy tuzilishli polimerlarda uzun chiziqsimon makromolekulalarning
zanjirlari bir–biri bilan ko`p kimyoviy bog`lar orqali bog`langan («tikilgan»)
bo`ladi:
. . .
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
. . .
. . .
. . .
Bunday polimerlar hech qanday erituvchida erimaydi, qizdirilganda
parchalanmasdan suyuqlanmaydi, qattiq va mo`rt bo`ladi. Kauchukni vulkanlash
orqali olinadigan rezina, fenol–formaldegid smolalar fazoviy tuzilishli
polimerlarga misol bo`ladi.
Mavzuga oid tayanch iboralar.
Yuqori molekulyar birikmalar–tarkibida juda ko`p bir xil yoki har xil
molekula bo`lgan organik modda.
Tabiiy YuMB–o`simlik va hayvonot dunyosida keng tarqalgan hamda
ularning hayoti uchun muhim ahamiyatga ega bo`lgan yuqori molekulyar
birikmalar.
Sun`iy YuMB–tabiiy yuqori molekulyar birikmalarni kimyoviy qayta
ishlash natijasida hosil qilinadigan yuqori molekulyar birikmalar.
Sintetik YuMB–tabiatda uchramaydigan kichik molekulali birikmalardan
polimerlanish yoki polikondensatlanish reaksiyalari yo`li bilan olinadigan yuqori
molekulyar birikmalar.
Monomer–bir nechta ming molekulalari o`zaro birikib, polimer hosil
qiladigan quyi molekulyar moddalar.
Makromolekula–polimer molekulalarining ikkinchi nomi.
63
Struktura birliklari–makromolekulada ko`p marta takrorlanadigan atomlar
guruhi.
Polimerlanish darajasi–makromolekula hosil qilishini ko`rsatadigan son.
Polimerlanish reaksiyasi–quyi molekulyar moddalarning bir–birlari bilan
o`zaro birikib yuqori molekulyar birikma hosil qilish reaksiyasi.
Zanjirli polimerlanish–nisbatan tez amalga oshadigan polimerlanish.
Bosqichli polimerlanish–nisbatan sekin amalga oshadigan polimerlanish.
Radikal polimerlanish–faol markaz erkin radikallarning hosil bo`lishi bilan
boradigan polimerlanish.
Ionli polimerlanish–faol markaz katalizator ishtirokida ion hosil bo`lishi
bilan boradigan polimerlanish.
Sopolimerlanish–ikki yoki undan ortiq monomerlarning birgalikda
polimerlanish reaksiyasi.
Polikondensatlanish reaksiyalari–asosiy mahsulot yuqori molekulyar
birikma hosil bo`lishi bilan bir qatorda ikkilamchi mahsulotlar ajralib chiqadigan
polimerlanish.
Chiziqli polimerlar–har qaysi struktura birligi faqat ikkita qo`shni struktura
birligi bilan bog`lanib tarmoqlanmagan to`g`ri zanjir hosil qiladigan polimer.
Tarmoqlangan polimerlar–asosiy zanjirida ba`zi bir struktura birliklar
uchta qo`shni struktura birligi bilan bog`lanib yon zanjir hosil qiladigan polimer/
Takrorlash uchun savol va masalalar.
1. Tabiiy yuqori molekulyar birikmalar deb qanday birikmalarga aytiladi, ularga
qaysi moddalar misol bo`ladi?
2. Sun`iy yuqori molekulyar birikmalar deb qanday birikmalarga aytiladi, ularga
qaysi moddalar misol bo`ladi?
3. Sintetik yuqori molekulyar birikmalar deb qanday birikmalarga aytiladi, ularga
qaysi moddalar misol bo`ladi?
4. Monomer, polimer, struktura birliklari va polimerlanish darajasi deganda
nimalar tushuniladi?
64
5. Polimerlanish reaksiyasi deb qanday reaksiya turiga aytiladi, ushbu reaksiyaning
mexanizmi necha turga bo`linadi?
6. Radikal va ionli polimerlanish jarayoni qanday tarzda amalga oshadi?
7. Sopolimerlanish deb qanday turdagi polimerlanish reaksiyasiga aytiladi?
8. Polikondensatlanish reaksiyasi deb qanday reaksiya turiga aytiladi?
9. Chiziqli polimerlar deb qanday turdagi polimerlarga aytiladi?
10. Tarmoqlangan polimerlar deb qanday turdagi polimerlarga aytiladi?
11. Fazoviy tuzilishli polimerlar deb qanday turdagi polimerlarga aytiladi?
Mavzuga oid adabiyotlar.
1. G. P. Xomchenko. «Kimyo», Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun.
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2007.
2. A. G. Muftaxov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. «Umumiy kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
3. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. «Kimyo», Toshkent,
«O`zbekiston» nashriyoti, 2002.
4. A. A. Abdusamatov, R. Mirzayev, R. Ziyayev. «Organik kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
5. I. M. Primuhamedov. «Organik ximiya», Toshkent, «Meditsina»
nashriyoti, 1987.
6. S. I. Iskandarov, A. A. Abdusamatov, R. A. Shoymardonov. «Organik
ximiya», Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1979.
7. O. S. Sodiqov, O. Y. Yo`ldoshev, K. S. Sultonov. «Organik ximiya»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1971.
65
Aromatik uglevodorodlar va ularning klassifikatsiyasi. Benzol.
Reja.
1. Aromatik uglevodorodlar va ularning turlarini;
2. Benzolning elektron tuzilishini;
3. Aromatik uglevodorodlarning nomenklaturasi va izomeriyasini.
Molekulasida atomlarning o`ziga xos bog`lanishli siklik guruhi–benzol
yadrosi bor organik birikmalar aromatik uglevodorodlar deyiladi. Aromatik
uglevodorodlarning xalqaro nomi– arenlar deb ataladi. Aromatik uglevodorodlar
ikki sinfga ajratiladi:
Do'stlaringiz bilan baham: |