LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Синтез і дослідження олігоарилетеркетонів з реакційноздатними групами та термостійких полімерів на їх основі

каталізатора Фріделя-Крафтса. Вивчено властивості гомологічних рядів олігомерів з кінцевими малеімідними та аміногрупами. Досліджено процес перетворення реакційноздатних олігомерів в полімери шляхами термічної полімеризації та поліконденсації діамінів з олігобісмалеімідами і олігомерами, які містять ненасичені групи вздовж ланцюга.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені нові методи синтезу олігоарилетеркетонів з кінцевими малеімідними та аміногрупами. Розроблено новий метод синтезу олігомерів з ненасиченими групами, які розміщені вздовж ланцюга з доступної та дешевої сировини. На основі реакційноздатних олігомерів отримано нові полімери, які характеризуються високими тепло- та термостійкістю, адгезійною міцністю і можуть бути використані для одержання термостійких клеїв.

Особистий внесок здобувача полягає у вибору об'єктів дослідження, проведенні модельних реакцій, синтезу олігомерів та полімерів на їх основі, підготовці зразків для досліджень, обробці та інтерпретації одержаних експериментальних даних, підготовці статей, патентів та тез доповідей. Постановка завдань дослідження, обговорення, узагальнення одержаних результатів та формулювання висновків здійснювались спільно з науковим керівником к.х.н. В.Ф. Матюшовим та за участю к.х.н. Т.Л. Малишевої. У проведенні експериментальних досліджень та інтерпретації даних приймали участь: д.х.н. Штомпель В.И. (рентгеноструктурний аналіз) та к.х.н. Менжерес Г.Я. (ІЧ-спектроскопія)

Апробація результатів дисертації. Основнірезультати дисертації були викладені на 4й Міжнародній конференції з хімії та фізико-хімії олігомерів (Казань, Росія, 1997), 8 Українській конференції з високомолекулярних сполук (Київ, 1996), 9 Українській конференції з високомолекулярних сполук (Київ, 2000), Міжнародній конференції "Polychar-9" (Дентон, США, 2001), 14 Міжнародній конференції з хімічної термодинаміки (Санкт-Петербург, Росія, 2002), 5 Українській конференції молодих вчених з високомолекулярних сполук (Київ, 2003).

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи відображено у 13 публікаціях (4 наукові статті, 3 патенти та 6 тез доповідей).

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота викладена на 128 сторінках комп'ютерного тексту. Робота складається із вступу, огляду літератури, експериментальної частини, результатів та їх обговорення, висновків, списку літератури, що містять 123 посилань на роботи вітчизняних та зарубіжних авторів, 25 рисунків, 16 таблиць.

Увступі обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета і основні завдання дослідження.

У першому розділі узагальнені і систематизовані літературні дані по синтезу реакційноздатних олігомерів, що використовуються для одержання термостійких полімерів.

У другому розділі приведено характеристики об'єктів дослідження, умови їх синтезу та методики і методи експериментальних досліджень.

У третьому розділі проведено дослідження реакції Фріделя-Крафтса у присутності телогенів. Подано синтез гомологічних рядів олігоарилетеркетонів з кінцевими карбоксильними, малеімідними та аміногрупами, а також олігомерів з ненасиченими групами, які розміщені вздовж полімерного ланцюга. Вивчені структура та фізико-хімічні властивості синтезованих олігомерів.

У четвертому розділі досліджено процес утворення термостійких полімерів на основі реакційноздатних олігомерів. Вивчені теплофізичні та адгезійні властивості одержаних полімерів в залежності від молекулярної маси олігомерів, мольного співвідношення компонентів та вмісту наповнювачів в реакційній системі.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


Синтез та дослідження властивостей олігоарилетеркетонів з реакційноздатними групами


Реакційноздатні олігоарилетеркетони синтезували взаємодією дифенілового етера з хлорангідридами дикарбонових кислот у присутності телогенів та реакцією дифенілового етера з малеїновим ангідридом. Для синтезу олігомерів з кінцевими аміногрупами як телоген використовували ацетанілід, для олігомерів з кінцевими малеімідними групами – N-фенілмалеімід відповідно. Реакцію проводили у хлорвмісних вуглеводних розчинниках, використовуючи каталізатор Фріделя-Крафтса – хлористий алюміній. З метою розроблення способів синтезу реакційноздатних олігомерів були вивчені модельні реакції на прикладі взаємодії хлорангідридів кислот з ацетанілідом і N-фенілмалеімідом.

Синтез модельних сполук з кінцевими аміногрупами був вивчений на прикладі взаємодії ацетаніліда з хлористим бензоїлом і хлорангідридом терефталевої кислоти. Було показано, що при взаємодії ацетаніліда з хлористим бензоїлом утворюється 4-амінобензофенон за схемою:



Встановлено, що одночасно з розкладом комплексу з хлористим алюмінієм відбувається процес омилення ацетанілідної групи в аміногрупу, що дозволяє значно полегшити одержання продуктів з кінцевими аміногрупами. Реакція відбувається майже з кількісним виходом. Результати ІЧ-спектрального і елементного аналізів, функціонального аналізу вмісту кінцевої аміногрупи синтезованого продукту та температура плавлення відповідають літературним даним щодо 4-амінобензофенона.

Дослідження взаємодії між ацетанілідом та хлорангідридом терефталевої кислоти показало, що оптимальною температурою реакції є 50 0С. Одержано діамін з виходом 90 % та концентрацією кінцевих аміногруп близькою до теоретичного значення. Реакція відбувається за схемою:



Будова синтезованого діаміну доведена даними елементного аналізу, ІЧ-спектроскопії та функціональним аналізом кінцевих аміногруп.

Отримані дані дозволяють зробити висновок про можливість використання ацетаніліда як телогена для синтезу олігоарилетеркетонів з кінцевими аміногрупами за реакцією Фріделя-Крафтса.

Дослідженням взаємодії N-фенілмалеіміду з хлорангідридом терефталевої кислоти знайдено оптимальну температуру, при якій вихід бісмалеіміду склав 80 %. Реакція відбувається згідно схеми:



Будову синтезованого бісмалеіміду доведено даними ІЧ-спектроскопії, елементним та функціональним аналізами. Високий вихід продукту дозволяє зробити висновок про те, що N-фенілмалеімід може бути використаний як телоген для синтезу олігоарилетеркетонів з кінцевими малеімідними групами за реакцією Фріделя-Крафтса.

Дослідження взаємодії малеїнового ангідриду з дифеніловим етером, при мольному співвідношенні компонентів 2:1, відповідно, показало, що оптимальною температурою є 50 0С. Вихід 4,4-біс[4-(кротоніл)-4-он]дифенілоксиду склав 80 %. Реакція відбувається за схемою:



Будова синтезованого продукту доведена даними елементного аналіза і ІЧ-спектроскопії. Концентрація кінцевих карбоксильних груп близька до теоретичного значення.

Було вивчено ступінь завершеності реакції при взаємодії дифенілового етеру з хлорангідридами ізо- та терефталевої кислот при надлишку хлорангідриду у висококонцентрованих розчинах у присутності