![]() |
|
Главная --> Справочник терминов Одинаковой симметрии 3) все двойные связи в системе, независимо от того, входят Ли они в исходный мономер или в продукты с разной степенью полимеризации, обладают одинаковой реакционной способностью; межмолекулярный метатезис ведет к pocry M, а внутримолекулярный— к падению; полимеризация является термодинамически равновесной; Если оба мономера обладают одинаковой реакционной способностью по отношению к растущим цепям, оканчивающимся любым типом радикалов, то При полимеризации смеси двух мономеров в структуре каждой макромолекулы содержатся звенья одного и другого мономера. Такой полимер называют сополимером, а процесс его синтеза — сополимер изацией. Закономерности сополимеризации значительно сложнее, чем гомополимеризации, так как практически нельзя найти два мономера, которые обладали бы одинаковой реакционной способностью по отношению к инициаторам или катализаторам полимеризации. Так, например, при фракционировании сополимера винилхлорида с винилацетатом, полученного из эквимолярной смеси мономеров, было обнаружено, что ни одна из фракций не содержала сополимер такого же состава, а большинство было обогащено винилхлоридом. Малеиновый ангидрид один почти не полимеризу-ется, но легко сополимеризуется со стиролом и винилхлоридом. Сополимеризация называется идеальной, если радикалы обоих мономеров обладают одинаковой реакционной способностью по отношению к молекулам того и другого мономера. В этом случае звенья мономеров статистически (т. е. без определенного порядка в чередовании) распределены в макромолекулах, а среднее их соотношение равно соотношению мономеров в смеси. Если радикал каждого мономера преимущественно реагирует с молекулой другого мономера, то сополимеризация называется чередующейся (аль- Если бы все атомы водорода в 2-метилпропапе обладали бы одинаковой реакционной способностью к атому хлора, то первичные атомы водорода реагировали в 9 раз чаще, чем третичные атомы водорода, поскольку в 2-метилпропане имеется 9 первичных атомов водорода и один третичный. В результате должна была бы образоваться смесь 90% изобутилхлорида и 10% игре/п-бутилхлорида. Однако статистическое распределение продуктов не наблюдается при реакции 2-метилпропана (изобутана) с С12 в мягких условиях. Напротив, только 64% изобутилхлорида образуется в результате связывания первичных атомов водорода, в то время как остальная часть (игретп-бутилхлорид) является результатом атаки на единственный третичный водородный атом. кольца пирролидиния и пиперидиния, по-видимому, обладают одинаковой реакционной способностью, тик как соединения XVI и XVII образуются в равных количествах [53]. Анализ патентных данных по этерификации в водной среде приводит к заключению об одинаковой реакционной способности обоих карбоксильных групп терефталевои кислоты по отношению к окиси этилена. В основу уравнения Флори положено предположение, что одинаковые концевые группы независимо от степени полимеризации обладают одинаковой реакционной способностью. Из уравнения Флори вытекает, что в случае полимера между собой к константе скорости реакции взаимодействия мономерного дигликольтерефталата с полимерными молекулами равна 1,8. Отсюда было сделано предположение о неодинаковой реакционной способности однотипных функциональных концевых групп, по крайней мере мономера и полимерных молекул. Более поздние исследования подтвердили принцип одинаковой реакционной способности в реакции обмена сложноэфирных групп в молекулах с относительно высокой молекулярной массой. •обходимо объединить в группы с примерно одинаковой реакционной способностью); Сополимеризация называется идеальной, если активные частицы обоих мономеров обладают одинаковой реакционной способностью по отношению к молекулам обоих мономеров. В этом случае звенья мономеров статистически (т.е. без определенного порядка в чередовании) распределены в макромолекулах, а среднее их соотношение равно соотношению мономеров в смеси. Возможность или невозможность взаимодействия между двумя орбиталями связана с симметрией этих орбиталей относительно одного и того же элемента симметрии. Взаимодействовать могут орбитали только одинаковой симметрии. На рис. 1.9,<я обе орбитали, s- up-, симметричны относительного горизонтальной плоскости, проходящей через межьядерную линию, а на рис. 1.9,6 ^-орбиталь симметрична, а/?г-орбиталь антисимметрична. Поэтому в первом случае есть взаимодействие, а во втором случае его нет. При построении этой диаграммы используется правило, согласно которому взаимодействовать могут только орбитали одинаковой симметрии. Например, орбиталь 2s атома углерода (без узлов) может комбинироваться лишь с групповой орбиталью cpi (тоже без узлов), так как ее комбинация с любой другой из групповых орбиталей приводит к ситуации, когда интеграл перекрывания равен нулю, поскольку все другие орбитали Щ имеют узловые плоскости, и вследствие этого связывание по одну сторону узла компенсируется антисвязыванием по другую сторону узла, например: Теперь базисный набор АО состоит нз семи /ьорбиталей, и, следовательно, число Ti-MO в молекуле СбНэХ также равно семи. Если общее число Ti-MO (ti) нечетно, то одна нз них будет несвязывающей, и инже ее будут лежать (и-1)/2 связывающих МО, а выше - (и-1)/2 антисвязываюших МО, следовательно, в молекуле СбНэХ имеются три связывающие, одна несвязывающая и три антисвязывающие (разрыхляющие) МО. Эти семь орбиталей можно построить с помощью метода ВМО, используя правило отбора, согласно которому взаимодействовать могут только орбитали одинаковой симметрии (см. гл. 2, ч. 1). Корреляционные линии на схеме 25.6 проведены в соответствии с правилом непересечения, которое необходимо строго соблюдать. Это правило формулируется следующим образом: орбитали одинаковой симметрии не пересекаются. В соответствии с этим правилом альтернативные корреляции не верны, т.к. в них пересекаются орбитали одинаковой симметрии (в первом случае две симметричные , а во втором две антисимметричные орбитали). 5. Орбитали реагента и продукта, имеющие одинаковую симметрию, соединяются корреляционными линиями с соблюдением правила непересечення, согласно которому орбитали одинаковой симметрии не пересекаются. правилом отбора, согласно которому взаимодейству.т лишь орбитали одинаковой симметрии, можно полагать, что в реакции Дильса-Альдера будут осуществляться следующие взаимодействия (обозначение орбиталей такое же, как на схеме 25.3): -к\-тг, 71з*-71, 712-тс*, 7i4*-7i*. В образующихся перициклах подсчитаем число инверсий фазы (i) волновой функции, т.е. число антисвязывающих взаимодействий между соседними С2р-АО. Число инверсии фазы (N;) в первом случае равно нулю, во втором случае N; = 2, в третьем N; = 2 и в четвертом N;. =.4. Теперь перейдем к построению МО комплекса MLe с использованием групповых орбнталей Le и атомных орбнталей металла. Соответствующая диаграмма дана на рис.27.2. Слева ив диаграмме показаны девять АО переходного металла, которые классифицированы в соответствии с системой координат, приведенной на рис.27.2 справа вверху. Орбнтали расщепляются в соответствии с принципом, по которому взаимодействовать могут только орбнтали одинаковой симметрии (гл.2). Орбнтапь dzri при взаимодействии с ц^ дает связывающий уровень ^6 и антисвязываю-щий уровень xiо- Орбнталь rfs2.y2 взаимодействует с \\)$ и дает связывающий уровень Х5И антисвязывающий уровень %ц . Уровни хюи%ц, так же как и уровни %5ИХб, дважды вырождены, поскольку вырождены как rf-орбнтали металла, так и орбнтали Хзи Хб ансамбля Le. Три оставшиеся d -орбнтали металла rfxy, d*z и rfyz переходят в комплекс МЬб без изменения первоначальной энергии, поскольку нет ин одной групповой орбнтали ансамбля Le, которая подходила бы им по симметрии. Таким образом, х? = d*y, %s = rfxz и %9 = djz. числа v' см"1. На рис. 4.4 приведен электронный спектр поглощения протопорфирина — порфирина крови. Комплекс этого соединения с Fe2+ и белком известен как гемоглобин. Как видно из рис. 4.4, ЭСП характеризуется числом полос, их интенсивностью (высотой), положением полос по шкале длин волн (X нм) или энергий (v с"1, v см"1), формой полос. Для каждого соединения ЭСП является физической константой, визитной карточкой вещества, потому что он неповторим. Совпадение спектра искомого вещества с уже известным из табличных данных позволяет идентифицировать это вещество и убедиться в его чистоте. Полное совпадение всех параметров спектра служит доказательством спектральной чистоты вещества. Число полос в ЭСП определяется числом энергетических уровней, т. е. молекулярных орбиталей (МО), верхних заполненных (ВЗМО) и нижних вакантных (НВМО), электронный переход между которыми разрешен правилами отбора. Разрешенный переход происходит с изменением электрического момента диполя молекулы и не должен сопровождаться изменением спина валентных электронов. Кроме того, переход разрешен, если он происходит между орбиталями одинаковой симметрии (а -> о*- и л -» п'- и и -> тс*- переходы). Вудворд и Гоффман (1965 г.) дали теоретическое объяснение наблюдаемым явлениям, распространив их на все перицикличёские реакции. Исходным пунктом этих представлений является принцип сохранения орбитальной симметрии [1.6.12], согласно которому: при синхронных реакциях а- и я-тИО связей, принимающих участие в реакции, остаются симметричными или антисимметричными в отношении опреде-* ленных элементов симметрии (см. раздел 1.3.2.3). Определяющим элементом симметрии при конротаторной циклизации бутадиена-1,3 является ось С2. Для того чтобы установить, какие из МО бутадиена и циклобутена являются симметричными (s), а какие антисимметричными (as) относительно этого элемента симметрии, достаточно рассмотреть соответствующие им базисные АО. На рис. 1.6.1 приведены результаты такого рассмотрения. Например, MOifi относительно оси С% бутадиена антисимметрична, а а-МО вновь образовавшейся связи С—С циклобутена — симметрична. МО одинаковой симметрии соединяют линиями таким образом, чтобы они как можно меньше перекрещивались. Таким ' Теперь базисный набор АО состоит из семи /»-орбиталей, и, [следовательно, число я-МО в молекуле С^НзХ также равно семи. рЕсли общее число я-МО (и) нечетно, то одна из них будет не-: связывающей, и ниже ее будут лежать (и - 1)/2 связывающих МО, а выше — (и - 1)/2 антисвязывающих МО, следовательно, в молекуле С6Н^Х. имеются три связывающие, одна несвязывающая и три антисвязывающие (разрыхляющие) МО. Эти семь орбита-Лей можно построить с помощью метода ВМО, используя правило отбора, согласно которому взаимодействовать могут только ррбитали одинаковой симметрии (см. гл. 2, ч. 1). ![]() Обратного превращения Одновременное окисление Обеспечивает повышение Одновременного присоединения Одновременному образованию Одновременном уменьшении Обеспечивает практически Одновременно осторожно Одновременно повышается |
- |