книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980) Академия наук СССР, Секция химико-технологических и биологических наук; Научно-исследовательский институт технико-экономическ
..pdfдит развитие цепных превращений [3]. Им был разработан количествен ный метод определения свободных радикалов и механизм образования разветвленных полимеров. Эти работы были отмечены Государственной премией СССР 1946 д.
Для ответа на важный вопрос о характере роста полимерной цепи в ггргщессе^-р€Щикалыюй~полимеризации большое значение имели работы С. В. Лебедева [4], который исследовал реакции синтеза каучука. В 50-х годах вопрос о присоединении мономера к растущей цепи рас сматривали в своих работах Б. А. Долгоплоск, А. А. Коротков и др. [5].
Развитие работ в области радикальной полимеризации показало, что рост полимерной цепи осложнен различными побочными реакцпями. Так, С. С. Медведев обнаружил, что при полимеризации стирола в аро матических углеводородах растущий свободный радикал может взаимо действовать с растворителем. Это приводит к изменению направления троцесса и обрыву цепи растворителем или примесыо [6].
Пионерские работы X. С. Багдасарьяиа в области фотополимернзацпи способствовали установлению основных закономерностей этого процесса и явились важным этапом в развитии теории полимеризации [7].
Влияние пространственных затруднений, создаваемых заместителями у двойной связи этиленовых углеводородов, на процесс полимеризацпп по казано в работах В. В. Коршака [8]. Было установлено, что замещающие группы в ядре влияют на процесс полимеризации значительно слабее, чем заместители, стоящие при двойной связи этиленовых углеводородов. При чем это влияние зависит от типа полимеризации. Так, в случае радикаль ной полимеризации оно сильнее, чем в случае ионной.
В 50-х годах внимание химиков обращено на эмульсионную полиме ризацию [9]. Значительную роль в установлении закономерностей полиме ризации в эмульсионных системах сыграли работы С. С. Медведева,
Б.А. Долгоплоска, А. Н. Праведникова и Б. А. Догадкина.
В60-х годах работами В. А. Каргина и В. А. Кабанова [10] было по ложено начало новому направлению в химии полимеризационных про цессов, заключающемуся в предварительной химической активации моно меров путем их связывания в комплексы с последующей полимеризацией последних. Этим путем были синтезированы полимеры ранее неизвестных классов( полинитрилы, полипиридин и полихинолин).
Количественное изучение влияния комплексообразователей на отдель ные элементарные акты радикальной полимеризации и сополимеризации, проведенпое В. А. Кабановым и В. П. Зубовым с сотр., позволило раз работать механизм радикальной полимеризации, при которой комплексообразователь выполняет роль катализатора отдельных стадий сложной реакции [И ]. Исследование радикальной полимеризации ионогениых мо номеров показало аналогию ее с иоппыми и координационно-ионными полимеризацноиными процессами, что позволяет эффективно управлять
синтезом полиэлектролитов [10]. Изучены иеизвестпые ранее реакции, в частности цвиттер-иопная полимеризация винилпиридипиевых солей.
Успешное развитие экспериментальных работ по исследованию влия ния комплексообразовапия на рост цепи при гомо- и сополимеризации привело к обнаружению пезатухающей гомогеппой радикальной полиме ризации некоторых виниловых мономеров в жидких средах [11].
Проведенное В. А. Каргиным и В. А. Кабановым исследование бы строй низкотемпературной полимеризации твердых мономеров при фазо*
В 70-х годах лолучнлп развитие работы по изучению радикальной по лимеризации в жидкокристаллических средах. 10. Б. Америк, Б. А. Крепцель, Н. А. Платэ, В. П. Шибаев с сотр. установили, что проведение ре акции в анизотропной системе не только оказывает влияние па кинетику процесса, по позволяет регулировать пространственную микроструктуру образующихся полимеров [22, 23].
Ионная полимеризация. При изучении процесса ионной полимериза ции ненасыщенных соединений С. С. Медведев и сотр. в 40-х годах уста новили, что промежуточным продуктом является карбопиевый ион [24]. В малополярных растворителях карбопиевый ион всегда находится в поле своего противоиона, образуя с ним ионную пару. С. С. Медведев первый показал принципиальную возможность проведения анионной « ж и в о й » полимеризации.
При исследовании относительной активности катализаторов катион: й полимеризации С. В. Лебедев, а затем С. С. Наметкин и другие установ::;~тх зависимость скорости и глубины полимеризации от состояния сернокислот ного катализатора [25, 26]. В процессе изучения полимеризации олефинов; в присутствии фтористого бора и его соединений А. В. Топчиеву с сотр. удалось разработать специфический метод воздействия на активность ка тализатора и таким путем синтезировать олигомеры и полимеры нужпой молекулярной массы [27].
Первые работы в области анионной полимеризации были выполнены в СССР С. В. Лебедевым при исследовании процесса получения синтети ческого каучука в присутствии катализатора — металлического натрия [28]. На этом же примере С. С. Медведев изучал кинетику анионной по лимеризации, в разработке которой приняли участие сотрудники Инсти тута высокомолекулярных соединений [29, 30]. Основное внимание уде ляли вопросу инициирования реакций полимеризации органическими производными щелочных металлов. По мнению С. С. Медведева, А. А. Ко роткова и др. природа щелочного металла в металлалкпле и реакционная среда оказывают определенное влияние па кинетику полимеризации, состав и строение образующегося полимера.
После открытия Циглером и Наттом комплексных катализаторов был найден ряд новых цепных стереоспецпфическпх полимеризационных процессов. Большой вклад в их изучение внесли С. С. Медведев, Б. А. Цолгоплоск, А. А. Коротков, Г. А. Разуваев, А. В. Топчиев. Проведенные этими учеными важные исследования экспериментального и теоретического характера позволили установить, что высокая активность и стереоспецифичпость этих катализаторов вызваны алкилированием, ионизацией переходного металла и координацией па нем олефина. Кро ме того, в комплексных катализаторах природа активного центра, а имен но иона переходного металла и его лигапдпого окружения, определяет скорость элементарных актов и микроструктуру образующейся макро молекулы.
По мнению А. В. Топчиева, полимеризация на катализаторах Цигле ра включает алкилирование четыреххлористого титана алюминийоргапическими соединениями с образованием каталитически активных органиче ских производных титана [31]. Для выяснения роли соединений титана в комплексных катализаторах Г. А. Разуваев при полимеризации про пилена замепил галогениды другими соединениями титана [32]. Восста навливающую способность алюминийоргапических соединений по отно-
шешпо к четыреххлористому титану изучали также А. А. Коротков и
Б.А. Долгоплоск [33].
Врезультате теоретических исследований в области стереоснецнфической полимеризации А. В. Топчиев и сотрудники Института нефтехими ческого синтеза получили стереорегулярный полипзобутилен [34], а груп па исследователей во главе с В. А. Каргиным синтезировала стереорегуляриые полистирол и полиметилметакрилат [35].
В70-х годах Б. А. Долгоплоску удалось установить, что активными центрами при стереоспецифической полимеризации диенов являются металлоорганические соединения переходных металлов с я-аллнлышй и о-связыо углерод—металл [36—38]. В результате изучения катализа про цессе:». полимеризации с помощью индивидуальных металлоорганпческих соединений Б. А. Долгоплоск и сотр. определили природу активных цент
ров, уществляющих тот или иной тип стереорегулированпя. Оказалось, что ъ.-. одном и том же металле в зависимости от природы окружающих его Ландов могут быть реализованы все возможные микроструктуры с высокой избирательностью действия. Установлены механизм стереорегулнроваппя при координационной полимеризации и закономерностп сте реоспецифической сополимеризации под влиянием координационных си стем, что позволило оцепить относительную реакционную способность л взаимное влияние мономеров на микроструктуру цепп. Катализаторы на основе лаптаиидов успешно применены для получения ipc-полпмеров и сополимеров диенов.
На примере металлоорганпческих соединений хрома, прп химическом связывании которых с поверхностью алюмосиликата или силикагеля про текает полимеризация, изучен механизм образования транс-полимеров и сополимеров диенов. Металлооргаппческнй катализ на поверхности откры вает новые перспективы и для полимеризации олефинов.
По данным исследований Б. А. Долгоплоска с сотр., реакции раскры тия циклоолефинов л метатезиса олефинов представляют собой цепной процесс, протекающий с участием новых типов активных центров — комп лексов карбенов с переходными металлами [39, 40].
В 70-х годах G. Р. Рафиковым на основе изложенных выше представ лений о структуре активных центров показало влияние переходного метал ла и его лигандиого окружения на микроструктуру полпдиенов и ско
рость |
координациошю-иоипой полимеризации а-олефпнов п |
диенов |
[41, |
42]. Так, с увеличением электроотрнцательпостп лиганда у |
атома |
титапа содержание 1,4-^нс-звеньев в полидиенах уменьшается. В отли чие от титановых катализаторов при полимеризации дпенов в присутст вии соединений подгруппы лантана природа катиона и его лигандное ок ружение практически пе влияют па микроструктуру полидпепов, содер жащую преимущественно 1,4-^ис-звепья.
Ионная полимеризация гетероциклов. Большие успехи достигнуты советскими учеными прп исследовании процессов ионной полимеризации гетероциклических мономеров, причем развитие работ шло по пути на копления фактического материала и его теоретического обобщения.
Начиная с 60-х годов В. В. Коршаком и T. М. Фрунзе проводятся широкие исследования активированной аппоппой полимеризации лактамов, которая представляет принципиальный интерес как метод химиче ского формования полиамидов по схеме мономер-пзделие без стадии пе реработки полимера [43, 44]. Использование различных активаторов по
зволяет целенаправленно регулировать процесс роста полимерных цепей, влияя на молекулярную структуру и свойства получаемых полиамидов.
В последние годы T. М. Фрунзе с сотр. исследованы кинетические за кономерности синтеза полпкапроамида методом анионной активированной полимеризации е-капролактама в условиях совместного протекания про цессов полимеризации и кристаллизации образующегося полимера [45]. Установлен автокаталитическпй характер процесса полпмеризацпп е-кап
ролактама и показано, что |
причина этого явления — сольватация актив |
ных центров образующейся |
полимерной цепыо. |
При детальном изучении процесса синтеза полиформальдегида и сопо лимеров формальдегида с кислородсодержащими мономерами важные р;: зультаты были получены H. С. Ениколоповым [46]. Благодаря псследэ:^ ниям процессов образования и свойств гетероцеппых полимеров, получп мых ионной полимеризацией гетероциклов, В. А. Пономарей: установлено большое влияние строения звеньев полимерной цепи, нейсредствеино примыкающих к активным центрам [47]. В анионных и ордпнационно-анионных процессах они образуют вокруг противоиона или металла асимметричную координационную сферу, подобную правой и ле вой спиралям полипептидов, которая определяет стереоспецифичность процесса. Развитые представления о строении указанных активных цент ров позволяют по-новому подойти к объяспепию закономерностей анион ной и координационно-аниопной полимеризации не только оксираиов, но и серу- и азотсодержащих гетероциклов.
Исследованию ионной полимеризации кислородсодержащих гетероцик лов посвящены работы С. Г. Энтелиса, которые послужили основой для создания научно обоснованных подходов к регулируемому синтезу поли мерных связующих с заданным комплексом физико-химических xapaKTeL ристик механизма этих процессов [48]. Изучен процесс сольватации ак тивных центров в этих и других системах фрагментами собственной цепи.
Систематические исследования в области полимеризации циклических кремппйорганических соединений выполнены К. А. Андриановым, в част ности, разработаны методы синтеза полифункциональиых инициаторов, с помощью которых получены полимеры высокой молекулярной массы и разветвленного (звездного) строения [49].
В основе представлений о механизме аниоппой полимеризации органосилоксановых циклов, выдвинутых К. А. Андриановым, лежит гипоте за об образовании комплексов между органоциклосилоксанами и нуклео фильными реагентами. В результате исследования влияния концентрации инициатора и продолжительности полимеризации циклосилоксаиов на полидисперсность-пелимера найдены условия синтеза полиоргапосилоксанов с коэффициентом полидисперспости, близким к единице [50].
В последнее десятилетие фундаментальные результаты получены H. С. Ениколоповым с сотр. при изучении процессов образования и пре вращений полимеров в экстремальных условиях пластического течения под действием механического напряжения [51]. В этих условиях Шйшмерпзация мономеров в твердом состоянии протекает аномально быстро и практически без энергии активации. В частности, константы скорости роста полимерных цепей на 8—10 порядков выше аналогичных констант скоростей в жидкофазных реакциях при тех же давлениях.
H. С. Ениколоповым проведены работы по повышению эффективности промышленных процессов синтеза важнейших полимеров и разработана
теория полимеризационных реакторов [52]. Одним из вариантов приме нения этой теории явилось моделирование процессов блочной полимериза ции стирола с учетом кинетических и структурных аспектов, что позволи ло существенно увеличить производительность промышленных агрега тов.
Полнциклотримеризация. В 70-х годах интенсивно развивается новый способ получения полимеров различной структуры, содержащих карбо- и гетероциклы в цени, путем цпклотримеризации кратных связей С—С и С—N [53]. С. В. Виноградовой и В. А. Панкратовым на примере мономеров с С—N-кратными связями (циаиатов, цианамидов, изоциана тов и др.) изучены основные закономерности синтеза полимеров [54]. Найдены пути осуществления этой реакции высокоселективно и с прак
тичен |
количественной конверсией функциональных групп, что позволи |
ло |
учить регулярно сшитые полимеры со строго заданными расстоя |
ния: |
между узлами сшивки. Введением различных по структуре и раз |
мер. |
термически устойчивых ароматических и элементоорганических |
радикалов в качестве межузловых фрагментов сетки можпо в широких пределах изменить термические и физико-механические свойства этих полимеров.
В результате исследования кинетики и термодинамики полицпклотримеризацпп мономеров с С—N-кратпымп связями установлены основные закономерности этого процесса и найдены условия целенаправлепного проведения реакции с высокой селективностью, позволяющие получать полимеры химически регулярного строения [54, 55].
Большой интерес представляет разработанный В. В. Коршаком п В. А. Сергеевым новый способ получения полимеров с ароматическими циклами в цепи полицпклотримерпзацпей ацетиленовых соединений в присутствии комплексных металлооргаппческпх катализаторов [56, 57]. Найдены наиболее эффективные катализаторы для полпциклотримернзацип указанных мономеров, при использовании которых повышается сте пень ароматичности получаемых полифениленов. Изучен механизм этого процесса [58]. Применение в качестве сырья для полпцпклотримерпзации топливного газа (диацетилепа), образующегося в качестве побочного продукта синтеза ацетилена из природного газа, открывает перспективные пути синтеза полифениленов в промышленном масштабе [56].
ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ
Метод синтеза высокомолекулярных соединений полпкондепсацпей впер вые был использован в 1833 г., когда Гей-Люссак и Пелузе получили из молочной кислоты сложный полиэфир [59, с. 7]. Первая кинетическая работа в области поликоидеисации была проведена в 1881 г., когда H. Н. Мепшуткии определил скорость реакции этиленгликоля с янтарной кислотой [59, с. 7]. В начале XX в. на основе катализатора «контакта Петрова» был разработай перспективный полпкопдеисациоиыый процесс
получения |
фенолформальдегидных полимеров — первых |
спнтетпческпх |
|
полимеров, |
промышленное |
производство которых началось в 1909— |
|
1914 гг. [60]. В России в |
1914 г. был пущен завод по |
получению кар |
болита (так был назван фенолформальдегидный полимер).
До 40-х годов практические работы в области поликопдепсацпп п про мышленного производства термореактпвных полимеров (главным образом
фенолформальдегидных) значительно обгопяли теоретические исследова ния, что мешало дальнейшему развитию химии высокомолекулярных со
единений.
Начало теоретическим исследованиям в области полпкондепсации было положено в 40-х годах работами В. В. Коршака в Институте орга нической химии АН СССР. Им были изучены реакции полпкондеисацнп па примере взаимодействия дпкарбоповых кислот с диаминами и глпколями, дихлорэтана с ароматическими углеводородами, дигидразииов с диальдегидамп и найдены общие закономерности, определяющие молеку лярную массу образующегося полимера и распределение макромолекул по молекулярным массам. В результате было установлено, что в процес сах поликоиденсацпи важную роль играет правило неэквивалентноег функциональных групп, определяющее предельную величину молекул; ной массы получаемого продукта поликопдепсации. За работы в облагг- теории полпкопденсационпых процессов В. В. Коршак в 1949 г. был уд стоен Государственной премии СССР.
Равновесная поликонденсация. Успехи последних двух десятилетни в области химии высокомолекулярных соединений во многом связаны с новым этапом развития теории и практики поликопдепсацпоппых про цессов. За этот период в области равновесной поликопдепсации советски ми учеными, в первую очередь В. В. Коршаком и его школой, накоплеп большой экспериментальный материал, па основе которого открыты и сформулированы осповные законы образования макромолекул в условиях равновесного поликоидепсацпонпого процесса [59]. Исследования в обла сти равновесной поликоиденсацпи получили дальнейшее развитие благо даря синтезу новых термостойких полпгетероариленов циклоцепиого строения и элемеитоорганических полимеров типа координационных.
А. Н. Праведнпковым с сотр. была исследована реакция диангидрпдов тетракарбоновых кислот с диаминами с целью синтеза полиампдокпелот (форполимеров при получении полиимпдов) и установлено влияние на константу равновесия строения диамина и природы растворителя [61]. Исследование кинетики и механизма реакций, лежащих в основе синтеза ароматических полиимпдов, позволило этим авторам установить взаимо связь между сродством к электрону ангидридов кислот и их комплексо образующей и реакционной способностью по отношению к ароматическим аминам [62], относительную роль реакции внутримолекулярного распада ампдокислотных звеньев при циклизации ароматических полиамидокислот [63, 64], механизм и кинетику гидролиза ампдокислотных звеньев [65] и ангидридных групп [66], влияние химической структуры полиамидокпелот на кинетику их циклизации [67].
Изучению взаимодействия диапгидридов тетракарбоновых кислот с
ароматическими |
диаминами и |
синтезу |
полиимпдов посвящены работы |
М. М. Котопа, |
Б. А. Жубапова |
и С. В. |
Виноградовой с сотр. [68—74]. |
Врезультате был установлен механизм реакции получения полиимидов
иразработай новый эффективный способ их синтеза одностадийной вы сокотемпературной полициклизацией в растворе. Этим методом получают наиболее высокомолекулярные полиимиды.
С.В. Виноградовой и Я. С. Выгодским обнаружен автокаталитпческий эффект реакции образования полиамидокислот. Это явление легло в осно ву разработанного этими авторами каталитического способа получения полиамидокислот и полиимидов [73, 74].
Неравновесная поликонденсация. В 60-х годах наблюдается интенсив* пое изучепие неравновесной поликондеисации, в частности кинетики, ме ханизма и закономерностей формирования макромолекул однородных и смешанных полимеров в неравновесных условиях. Большой вклад в реше ние этих вопросов внесли В. В. Коршак, А. Н. Праведников, М. М. Котон, С. В. Виноградова, Л. Б. Соколов, которые установили основные законо мерности и специфические особенности неравновесных полнкопденсацпонных процессов. Так, в результате исследования кинетики и механизма акцепторно-каталитической полиэтерпфпкации дигалогенаигпдрпдов дпларбоновых кислот с диоламп в присутствии третичных аминов удалось выявить закономерности реакции и выработать принципы направленного
спите |
полимеров заданной структуры и молекулярной массы [75, 76]. |
В 1970 г. С. В. Виноградовой, В. А. Васпевым и др. в условиях акцеп |
|
торы , |
каталитической поликонденсации впервые был осуществлен синтез |
лоно |
: гациопио-регулярных полимеров нового типа, стереотактпчность ко- |
торьх формируется в процессе реакции, а макромолекулы содержат регу лярные последовательности определенных поворотных изомеров [76].
Интересные исследования в области неравновесной поликопденсацпп выполнены Л. Б. Соколовым с сотр., которые обнаружили особенность необратимых процессов поликоидеисацип — возможность получения высо комолекулярных соединений при неэквивалентном соотношении исходных соединений в условиях медленной дозировки одного из мономеров в зону реакции [77, 78]. В работах Л. Б. Соколова развита оригинальная разно видность межфазной поликондеисации на границе раздела жидкость—газ (газофазная или газожидкостная полпконденсацпя), установлены ее закономерности, предложены способы ее промышленного осуществле ния [77]. Исследование поликондеисации в системах жидкость—жидкость привело Л. Б. Соколова к обоснованию и развитию промышленного спо соба — эмульсионной поликондеисации [77, 78].
С. И. Кулаковым предложен общий кинетический подход, позволяю щий рассчитывать ММР продуктов как линейной, так и разветвленной перавповесной поликопденсацпп с учетом переменной активности функ циональных групп мономеров [79]. Разработанные автором общие прин ципы расчета кинетики и статистических характеристик продуктов реак ций получения и модификации полимеров позволяют научно обоснованно подходить к выбору конкретных промышленных процессов с учетом спе цифики, связанной с полимерной природой реагентов [79].
Важные исследования в области неравновесной сополпконденсацип п поликондеисации мономеров несимметричного строения («голова—хвост») выполнены С. В. Виноградовой п В. А. Васневым [76, 80]. В результате этих работ в 1972 г. сформулированы основные закономерности формиро вания макромолекул смешанных полимеров при неравновесной полпкондепсацнп в гомогенной системе. В частности, было установлено, что для образования блок-сополимеров в условиях неравновесной сополпкоидеп- «сации необходимо использовать сомономеры, отличающиеся активностью. Кроме того, скорость введения интермономера в зону реакции должна •быть меньше скорости его взаимодействия с более активным сомономером. Экспериментальные данные о влиянии различных факторов на состав п •строение сополимеров были подтверждены основными выводами количест венной теории неравновесной сополпкоидепсацпп в гомогенной систе ме [80].
Работы последних лет в области полпкопдепсацпп показали ограничен ный характер принципа равной реакционной способности функциональ ных групп (принцип Флори), который служил краеугольным камнем всех теоретических работ и методов обработки экспериментальных данных* Так, на примере акцепторно-каталитической поликонденсации установ лено, что активность концевых групп полимерных цепей заметно зависит от степени полимеризации макромолекул, причем характер этой зависи мости определяется природой использованного растворителя [81].
Полпциклоконденсация. Интересной разновидностью полпконденсационных процессов является полициклокопдеисация метиларилкетонов или их кеталей, приводящая к образованию полимеров полифениленового
типа |
[82]. Установлены основные закономерности этого |
проце |
va |
[83, |
84]. |
|
|
Необходимо подчеркнуть, что фундаментальные исследования cor |
о |
||
скпх ученых в области поликонденсации привели к созданию |
не тол: |
теории полпконденсациопных процессов, но и ряда промышленных n\,j- пзводств полимерных материалов.
РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРОВ
Начало исследований различных реакций макромолекул относится еще к прошлому веку, когда впервые были проведены нитрование целлюлозы и вулканизация серой каучука. Однако только за годы Советской властп работы х и м и к о в в этом направлении приобрели законченный характер., что позволило не только существенно модернизировать производство, но и получить новые интересные материалы.
Исследования в области реакций полимеров в первую очередь связаны с именем П. П. Шорыгпна, который еще в 20-х годах провел фундамен тальные исследования по химии углеводов [85]. В послевоенное время начали интенсивно разрабатывать теоретические вопросы, касающиеся полнмераналогпчных превращений, взаимодействия между макромолеку лами п полициклизацни, в частности реакции получения привитых высо комолекулярных соедппепнй (С. Н. Ушаков [86]).
В 60-х и 70-х годах были достигнуты значительные успехи в области развития общей теории реакционной способности макромолекул. В рабо тах Н. А. Платэ с сотр. предложен количественный подход к описанию макромолекулярных реакций, что позволяет рассчитать параметры рас пределения звеньев и композпциоппой неоднородности продуктов полимераналогичных реакций. Для описания структуры таких продуктов, создан специальный математический аппарат, включающий разнообраз ные точные и приближенные методы, в том числе марковские приближе ния и метод математического моделирования Монте-Карло. Кроме того,, предложен метод полимерных моделей для определения индивидуальных констант скорости конкретных макромолекулярных реакций из экспери ментальных кинетических данных [87, 88].
Наличие теоретических основ и использование новых кинетических и структурных методов исследования позволяет установить механизм мно гих практически важных макромолекулярных реакций, предсказать струк туру и связанные с пей химические и физико-механические свойства про дуктов и найти пути направленного синтеза цепных в практическом отношении полимерных материалов с заданными свойствами.
Специфические ионные полиреакцпи, в частности матричные, моде лирующие некоторые важные черты биосинтеза, впервые осуществлены В. А. Кабановым с сотр. [89]. Принцип матричного роста цепей распро странен п на обычные радикальные процессы; обнаружены п объяснены явления «узнавания» комплементарных матриц растущими полимерными цепями, синтезирован и изучен ряд высокоэффективных полимерных ка тализаторов и реагентов, моделирующих ферменты [90, 91]. Исследова ниями кооперативных взаимодействий между синтетическими комплемен тарными макромолекулами заложены теоретические основы химии и физико-хымии кооперативных полимер-полпмерных соединений [92].
Установлены новый тип реакций замещения в соединениях, где в ка честве замещающихся фрагментов выступают целые макромолекулы, п об щин принцип самосборки упорядоченных структур из химически компле-
м ет |
)чых линейных и глобулярных макромолекул; получены морфоло- |
гнчс |
е аналоги пуклеопротеидиых комплексов [93]. |
|
Л. Супрун с сотр. в последние годы показала принципиальную |
возможность получения химически связанных вдоль цепи разнородных макромолекул при взаимодействии хлорсодержащего п ароматического полимеров в условиях реакции Фриделя—Крафтса [94]. Такое направле ние синтеза модифицированных полимеров открывает широкие возмож ности изменения их свойств в нужную сторону.
Особый интерес среди реакций полимеров представляет твердофаз ная полициклизация, приводящая к образованию высокотермостойкпх полигетероариленов. Большое внимание этой проблеме уделено в работах В. В. Коршака, М. М. Котона, А. Н. Правединкова п др. На примере реакций образования 1,3,4-полиоксадиазолов показано, что особенности полициклпзации обусловлены макромолекулярпым характером реакции* протеканием процесса в твердой фазе и внутримолекулярным характе ром цпклообразовання [95]. Вследствие этого реакции термической полпцпклнзацин являются структурно чувствительными. Степень цпклпзацпп
искорость образования циклов существенно зависят от таких факторовг как стереохимия функциональных групп в реакционном фрагменте звена, возможность коиформациоиных перестроек в цепях, характер и степень взаимной упорядоченности макромолекул исходного полимера и измене ния этой упорядоченности в процессе реакции.
Исследование кинетики полициклнзацпн форполимеров в полпгетероарилеиы позволило А. Н. Праведннкову с сотр. установить, что скорость процесса определяется реакционной способностью функциональных групп
игибкостью полимерных цепей [96, 97]. Уменьшение гибкости макромо лекул при образовании гетероциклов приводит к резкому уменьшению
скорости реакции.
В последние годы А. Н. Праведипковым, Э. Н. Телешовым п др. разработан новый способ синтеза полигетероариленов — нзомерпзационная циклизация [98, 99]. По этому способу пптрплсодержащие форполпмеры различных типов превращаются в конечные структуры без выделе ния летучих продуктов, что представляет большой практический интерес. Исследование нзомеризационпой циклизации полицианампдов и полпцианмочевип показало, что этот процесс ускоряется основаниями и протекает по механизму общего основпого катализа.