Номер 25, страница 189 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

6.25. Выберите мономер, склонный к анионной полимеризации:

а) метилцианоакрилат;

в) пропилен;

6) этилен;

г) этилвиниловый эфир.

Решение

Анионная полимеризация — это вид цепной полимеризации, в которой растущим центром является анион (карбанион). Способность мономера к анионной полимеризации определяется его строением, а именно наличием у двойной связи электроноакцепторных групп (ЭАГ). Эти группы оттягивают на себя электронную плотность, что приводит к поляризации двойной связи и, что более важно, к стабилизации образующегося карбаниона за счет делокализации отрицательного заряда (благодаря отрицательным индуктивному (-I) и/или мезомерному (-M) эффектам). Чем стабильнее карбанион, тем легче протекает полимеризация по анионному механизму.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

а) метилцианоакрилат

Структурная формула: $CH_2=C(CN)(COOCH_3)$. Этот мономер содержит две сильные электроноакцепторные группы у одного из атомов углерода двойной связи: цианогруппу $(-C \equiv N)$ и сложноэфирную группу $(-COOCH_3)$. Обе группы стабилизируют отрицательный заряд на соседнем атоме углерода, который возникает при атаке нуклеофильного инициатора. Образующийся карбанион $Nu-CH_2-\bar{C}(CN)(COOCH_3)$ является очень стабильным из-за делокализации заряда. Поэтому метилцианоакрилат чрезвычайно активен в анионной полимеризации.

б) этилен

Структурная формула: $CH_2=CH_2$. Молекула этилена не имеет заместителей, способных стабилизировать карбанион. Гипотетический карбанион, образующийся из этилена, был бы крайне нестабилен. Этилен полимеризуется по радикальному или координационному механизму, но не по анионному.

в) пропилен

Структурная формула: $CH_2=CH(CH_3)$. Пропилен содержит метильную группу $(-CH_3)$, которая является электронодонорной (положительный индуктивный эффект, +I). Электронодонорные группы дестабилизируют карбанион, повышая на нем электронную плотность. Следовательно, пропилен не склонен к анионной полимеризации.

г) этилвиниловый эфир

Структурная формула: $CH_2=CH(OC_2H_5)$. Этоксигруппа $(-OC_2H_5)$ является сильным электронодонорным заместителем из-за положительного мезомерного эффекта (+M) неподеленной пары электронов атома кислорода. Она обогащает двойную связь электронами и дестабилизирует карбанион. Напротив, она стабилизирует карбокатион, поэтому виниловые эфиры являются типичными мономерами для катионной полимеризации.

Из всех перечисленных мономеров только метилцианоакрилат обладает сильными электроноакцепторными заместителями, необходимыми для эффективной анионной полимеризации.

Ответ: а) метилцианоакрилат.