Номер 22, страница 189 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

6.22. Приведите примеры полимеров, мономеры которых не существуют или неустойчивы. Как можно получить такие полимеры?

Примеры полимеров, мономеры которых не существуют или неустойчивы

Классическим примером такого полимера является поливиниловый спирт (ПВС), имеющий элементарное звено $[-CH_2-CH(OH)-]_n$. Его гипотетический мономер — виниловый спирт ($CH_2=CH-OH$). Это соединение относится к классу енолов и является крайне неустойчивым. Оно практически мгновенно претерпевает изомеризацию (кето-енольную таутомеризацию), превращаясь в свою более стабильную форму — ацетальдегид ($CH_3-CHO$).

$CH_2=CH-OH \rightleftharpoons CH_3-CHO$

Из-за этой быстрой и необратимой в обычных условиях таутомеризации прямая полимеризация винилового спирта для получения поливинилового спирта невозможна.

Другим примером может служить поливинилами́н, мономер которого, виниламин ($CH_2=CH-NH_2$), является енамином и также неустойчив из-за таутомеризации в соответствующий имин ($CH_3-CH=NH$).

Как можно получить такие полимеры?

Полимеры, чьи мономеры неустойчивы, получают косвенными методами, в первую очередь с помощью полимераналогичных превращений. Суть этого метода заключается в том, что сначала синтезируют полимер-предшественник из доступного и стабильного мономера, а затем этот полимер химически модифицируют для получения целевого продукта.

Рассмотрим этот процесс на примере синтеза поливинилового спирта.
1. На первой стадии проводят свободно-радикальную полимеризацию стабильного мономера — винилацетата ($CH_2=CH-O(CO)CH_3$). В результате образуется поливинилацетат (ПВАц).

$n(CH_2=CH-O(CO)CH_3) \xrightarrow{полимеризация} [-CH_2-CH(O(CO)CH_3)-]_n$

2. На второй стадии полученный поливинилацетат подвергают алкоголизу (часто называют омылением) в спиртовой среде (например, в метаноле) в присутствии щелочного или кислотного катализатора. В ходе этой реакции сложноэфирные ацетатные группы ($–O(CO)CH_3$) в макромолекуле замещаются на гидроксильные ($–OH$), что приводит к образованию поливинилового спирта.

$[-CH_2-CH(O(CO)CH_3)-]_n + nCH_3OH \xrightarrow{H^+ \text{ или } OH^-} [-CH_2-CH(OH)-]_n + nCH_3COOCH_3$

Аналогичным способом, путем гидролиза поли-N-винилацетамида, получают и поливиниламин.

Ответ: Примером полимера с неустойчивым мономером является поливиниловый спирт. Его мономер, виниловый спирт, неустойчив и таутомеризуется в ацетальдегид. Такие полимеры получают косвенным методом — с помощью полимераналогичных превращений. Например, поливиниловый спирт получают путем алкоголиза (омыления) поливинилацетата, который, в свою очередь, синтезируют из стабильного мономера винилацетата.