nomenklatura Procesní názvy Strukturní názvy

Podobné dokumenty
Polymery struktura. Vlastnosti polymerů určeny jejich fyzikální a chemickou strukturou

Polymery struktura. Vlastnosti polymerů určeny jejich fyzikální a chemickou strukturou

Struktura makromolekul

P1 úvod, historie, základní pojmy

P1 úvod, historie, základní pojmy

Polymery základní pojmy, názvosloví, struktura

Polymery základní pojmy, názvosloví, struktura

Vlastnosti polymerů určeny jejich fyzikální a chemickou strukturou

Polymery PPO. Vyučující: Ing. Věra Jenčová, Ph.D. konzultace: po 10:30-11:00 čt 12-13h budova B, 4. patro (katedra KNT)

Polymery lze rozdělit podle několika kritérií. Podle původu rozlišujeme polymery přírodní a syntetické. Přírodní polymery jsou:

MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE

Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech

Makromolekulární látky

Celosvětová produkce plastů

02 Nevazebné interakce

Opakování

Přírodní proteiny, nukleové kyseliny (NA)

ORGANICKÉ SLOUČENINY

Přírodní proteiny, nukleové kyseliny (NA)

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA PŘI SEPARACI PLYNŮ A PAR

Elektronové posuny. Indukční efekt (I-efekt) Indukční a mezomerní efekt. I- efekt u substituovaných karboxylových kyselin.

kopolymerace kopolymery

Struktura polymerů. Příprava (výroba).struktura vlastnosti. Materiálové inženýrství (Nauka o materiálu) Základní představy: přírodní vs.

Pericycklické reakce


MAKROMOLEKULÁRNÍ LÁTKY

Titanic Costa Concordia

Izomerie Reakce organických sloučenin Názvosloví organické chemie. Tomáš Hauer 2.LF UK

Polymerní materiály 1

Vazby v pevných látkách

NOMENKLATURA A TERMINOLOGIE

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Ch - Elektronegativita, chemická vazba

POLYMERY PRINCIPY, STRUKTURA, VLASTNOSTI. Doc. ing. Jaromír LEDERER, CSc.

3. Konformační analýza alkanů a cykloalkanů

Nauka o materiálu. Přednáška č.13 Polymery

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Termické chování polymerů

ZÁKLADNÍ DEFINICE TERMINŮ VZTAHUJÍCÍCH SE K POLYMERŮM

Symetrie molekul a stereochemie

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Základy chemie makromolekulárních látek VY_32_INOVACE_18_11

Ţijeme v době plastové

Typy vzorců v organické chemii

Polymerizace. Polytransformace

Symetrie molekul a stereochemie

Polymery: minimum, které bychom si měli pamatovat. Lukáš Horný

přechodná forma ] n práškový polyetylen CH 2

Úvod do studia organické chemie

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Nekovalentní interakce

Nekovalentní interakce

Plasty. Základy materiálového inženýrství. Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2010

ALKENY NENASYCENÉ UHLOVODÍKY

Přírodní polymery proteiny

NOMENKLATURA A TERMINOLOGIE

Mgr. Jakub Janíček VY_32_INOVACE_Ch1r0118

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Molekulární krystal vazebné poměry. Bohumil Kratochvíl

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Stereochemie. Jan Hlaváč

NOMENKLATURA A TERMINOLOGIE STEREOCHEMICKÉ DEFINICE A OZNAČENÍ VZTAHUJÍCÍ SE K POLYMERŮM (1980) Chem. Listy 90, (1996)

Mezimolekulové interakce

Chemická vazba. Příčinou nestability atomů a jejich ochoty tvořit vazbu je jejich elektronový obal.

PLASTY A SYNTETICKÁ VLÁKNA

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

DRUHY ISOMERIE. KONSTITUČNÍ IZOMERY Stejný sumární vzorec, ale rozdílné pořadí atomů a vazeb KONFORMAČNÍ IZOMERY

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Chemická vazba. Molekula vodíku. Elektronová teorie. Oktetové pravidlo (Kossel, Lewis, 1916) Pevnost vazby vazebná energie.

VIII. 6.5 Polyadice. H. Schejbalová & I. Stibor, str I. Prokopová, str D. Lukáš 2013

MEMBRÁNY PŘÍPRAVA A KONSTRUKČNÍ MATERÁLY

Prof. Ing. Václav Švorčík, DrSc.

Izomerie a stereochemie

Podmínky vzniku makromolekuly

Základní chemické pojmy

CHEMICKÁ VAZBA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Plasty. Klasifikace polymerů. Kopolymery. Polymerace. Základní typy reakcí vedoucí ke vzniku polymerů. polyadice

".~'M'iEíUVA, ". ŠŇUPÁREK

ISOMERIE SPOUSTA VĚCÍ V PŘÍRODĚ VYPADÁ PODOBNĚ, ALE VE SKUTEČNOSTI JSOU NAPROSTO ODLIŠNÉ!

Polymery a plasty v praxi

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

Periodická tabulka prvků

Valenční elektrony a chemická vazba

Organická chemie - úvod

Organická chemie - úvod

Plasty pro stavebnictví a architekturu 1 Úvod do zpracování plastů

Podstata plastů [1] Polymery

Teploty tání a varu jsou měřítkem čistoty organické sloučeniny Čisté sloučeniny tají, nebo vřou při malém teplotním rozmezí (1-2 C) a celkem vysoké

Struktura Molekul a Chemická Vazba

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

Transkript:

nomenklatura Procesní názvy skládají se z triviálního nebo semisystematického názvu monomeru použitého pro jejich syntézu s předsazením předpony poly- (např. polystyren, polyakrylonitril) Strukturní názvy skládají se z předpony poly- a v závorce následuje název OKJ. Název OKJ je tvořen dle pravidel nomenklatury organických sloučenin pouze lineární regulární polymery. - IUPAC (The International Union of Pure and Applied Chemistry) Procesní název: polystyren Strukturní název: poly(1-fenylethylen) 1

nomenklatura Strukturní a procesní názvy běžných polymerů 2

nomenklatura Skupinové názvy dle chemické struktury (vazby) polyamidy polyestery polyuretany polyethery polysiloxany polysulfidy polyvinyly polykarbonáty NH CO O CO O CO NH O O Si S R C C O CO O

nomenklatura Skupinové názvy dle společných vlastností elastomery - Makromolekulární látky, které se po mechanickém působení vrací do původního stavu - Kaučuky - zesítěné polymerní řetězce

nomenklatura Skupinové názvy dle společných vlastností Termoplasty při zahřátí měknou a stávají se tvárné, při opětovném ochlazení tuhnou a ztrácejí tvárnost. Celý proces lze mnohokrát opakovat, teplotní změny zde ovlivňují pouze mezimolekulární přitažlivé síly, nemají za následek chemické reakce - Snadnější recyklace - PE, PP, PS, PAs, PVC.

nomenklatura Termosety - před konečným zpracováním obsahují řetězce s vhodnými reaktivními funkčními skupinami - během závěrečného zpracování se chemickými reakcemi těchto funkčních skupin původní řetězce spojují chemickými vazbami, nejčastěji v prostorově zesíťované makromolekuly (Bakelit) změny jsou nevratné!!! - pro síťování stačí teplota X je zapotřebí ch. slč (reaktoplasty) - epoxidové pryskyřice, fenolformaldehydové pryskyřice, močovinofomaldehydové pryskyřice. 6

nomenklatura Tvorba strukturního názvu polymerů 1. Volba opakující se konstituční jednotky (OKJ) - rozdělení na podjednotky - nejmenší konstituční jednotka 2. Orientace OKJ Pořadí významnosti podjednotek: a) Heterocykly b) Heteroatomy (O je nadřazen N) c) Uhlíkaté cykly d) Uhlíkaté řetězce 3. Pojmenování poly(oxy-1-chlorethylen) 7

nomenklatura Pořadí významnosti podjednotek Heterocykly: Systém s atomem dusíku v cyklu Systém s heteroatomem jiným než dusík Systém s největším počtem cyklů Systém obsahující největší individuální cyklus Systém s největším počtem heteroatomů Systém s největší různorodostí heteroatomů Systém s největším počtem těch heteroatomů, které jsou nejvýše postaveny v pořadí významnosti Jestliže se 2 heterocyklické subjednotky liší pouze stupněm nenasycenosti, má vyšší pořadí ta z nich, která má nejméně hydrogenovaný kruhový systém poly(pyridin-4,2-diyl-4h-1,2,4-triazol-3,5-diylmethylen) 8

nomenklatura Heteroatomy: Významnost heteroatomů klesá v tomto pořadí: O, S, Se, Te, N, P, As, Sb, Bi, Si, Ge, Sn, Pb, B, Hg poly(oxyiminomethylenhydrazomethylen) V případě, že OKJ obsahuje dva stejné heteroatomy, dostává přednost atom s nejvyšší substitucí. v některých případech nutno použít závorky (pro zabránění dvojznačnosti ) poly[thio(karbonyl)] poly(thiokarbonyl) 9

nomenklatura Pořadí významnosti podjednotek Uhlíkaté cykly: Systém s největším počtem cyklů Systém obsahující největší individuální cyklus v prvním rozdílném bodě Systém s největším počtem atomů v soustavě cyklů Systém s nejnižšími čísly lokantů pro místo prvního rozdílného spojení cyklů Systém nejméně hydrogenovaný Necyklické uhlíkaté podjednotky Spojka s největším počtem substituentů Se substituenty s nižšími lokanty Se substituentem, jehož název má nižší abecední pořadí 10

Polymery struktura Vlastnosti polymerů určeny jejich fyzikální a chemickou strukturou 11

vazba Atom (jádro, obal) elektronové orbitaly (s,p,d,f) - vrstvy (výstavbová pravidla, elektronová konfigurace) 12

Teorie kovalentní vazby - překryv elektronových orbitalů - sdílený elektronový pár - energie vazby - délka vazby - vazba - σ, π - Hybridizace (sp3, sp2, sp) 13

vazba 14

Struktura- slabé vazebné interakce Mezimolekulární síly (slabé vazebná inerakce, sekundární vazby) Energie vazby: 21 42 kj.mol -1 (vazba C-C 347 kj.mol -1 ) o Elektrostatické interakce osíly van der Waalsovy odisperzní (Londonovy) odipólové oindukční (indukovaný dipól) ovodíkové můstky ohydrofobní interakce 15

Figure 2-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

17

18

struktura Struktura makromolekul izolované makromolekuly Konstituce: typ a řazení jednotek, (kovalentní, primární struktura) Konfigurace: prostorové uspořádání sousedících atomů a skupin atomů v molekule (sekundární struktura) Konformace: prostorové uspořádání celé molekuly volné (terciální struktura) vzájemné uspořádání makromolekul nadmolekulární, kvarterní struktura

struktura Konstituce (primární str.) - způsob vazby jednotlivých atomů v molekule - Homo / hetero řetězce - Substituované / nesubstituované - Nasycené / nenasycené

Struktura - konstituce Strukturní isomerie - konstituční stejné chemické složení X rozdílná konstituce -[C 2 H 4 O] n - poly(1-hydroxyethylen) poly(oxyethan-1,1-diyl) poly(oxyethylen)

Struktura- konstituce Řazení monomerních jednotek (positional isomerism) Jednoznačné řetězení: hlava-pata regulární X irregulární struktura (regio- isomerie) řetězové rce nesymetrických monomerů : hlava-pata, hlava-hlava, pata-pata

Struktura- konstituce -B-B-B-B- -B-B-B-B- Homopolymery obsahují jen jeden druh monomerních jednotek (A) Kopolymery vznikají současnou polymerizací dvou (A+B) nebo více monomerů Pseudokopolymer (PVA, butadienové polymery) statistický (náhodný): A B A B B B A A B B A A alternující (periodický): A B A B A B A B A B blokový: gradientový: A A A A B B B B A A A A B B-A A A A B B A A A B B-B-A roubovaný: A A A A A A A A A A A A

Struktura- konstituce Makroaniont (makrokationt) makromolekula s jedním záporným (kladným) nábojem - makrodianiont (2 náboje) - makroradikál Polyaniont (polykationt) obsahuje mnoho (poly) nábojů v makromolekule Supramolekulární polymery iontové interakce, nabité konce makromolekul 24

Struktura- konstituce architektura Lineární propojení dvojfukčních monomerů stupeň polymerace - otevřené uzavřené (kruh) Větvené makromolekuly s postranními řetězci -kombinace více otevřených řetězcú stupeň polymerace - délka postranních řetězců opolymerace troj- a vícefunčních monomerů ovedlejší rce při polymerizaci dvojfunkčních momnomerů Síťované spojení řetězců větvených molekul hustota sítě - délka řetězce mezi místy zesítění

Struktura- konstituce Větvené polymery (branching polymers) - Jednoduché vícenásobné - Pravidelné nepravidelné - Ojedinělé vícečetné - použitý monomer, reakce během syntézy 26

Struktura- konstituce Star polymers - 1 bod větvení, core 3 lineární řetězce - hetero/homo/block dendrimery - Star s opakovaným star-like větvením (generace) - Centrální jednotka - Opakující se jednotka - Koncová jednotka 3G

Struktura- konstituce comb polymers Hlavní řetězec obsahující dlouhé postranní řetězce (oligo, poly)

Struktura- konstituce Síťované polymery - vazba mezi makromolekulami => polymerní síť - během syntézy, po syntéze - Hustota sítě => mobilita segmentů (elastomery, termosety) 29

Struktura- konfigurace Konfigurace (sekundární str.): ovzájemné prostorové uspořádání atomů a skupin atomů v molekule otrvalé nelze měnit bez přerušení chemické vazby oprostorová izomerie tetraedrické uspořádání substituentů na asymetrickém atomu C planární uspořádání substituentů na C s dvojnou vazbou 30

Struktura- konfigurace Strukturní izomerie (stereospecifická, geometrická, konfigurační) - cis- trans - konjugované dieny - kaučuk (cis -1,4 polyisopren) x gutaperča (trans -1,4 polyisopren) 1,3-isopren 1,4 polymerizace cis -1,4-polybutadien trans -1,4-polybutadien 31

Struktura- konfigurace Stereospecifita stereoizomerie (konfigurační) oatom C stereoizomerní (chirální) centrum (R-S, D-L) otakticita uspořádání stereoizomerních center v hlavním řetězci otaktické polymery mají vysoký stupeň pravidelnosti v uspořádání stereoizomerních center, tvorba vláken a krystalů izotaktický substituenty v jedné polorovině syndiotaktický substituenty střídavě v obou polorovinách ataktický nahodilá distribuce substituentů 32

Takticita ovlivňuje vlastnosti polymeru (PP) Taktické vysoká krystalinita Ataktické amorfní Metody (spektroskopické): X-ray, NMR, IR, krystalinita Počet možných isomerů 2 n pro n=50 je 10 15 33

Struktura- konformace Konformace (terciální str.) oprostorová uspořádání v makromolekule vyplývající z volné otáčivosti kolem jednoduché vazby mezi atomy 34

Struktura- konformace Př.: polyethylen nejstabilnější konformace CIK-CAK trans konformace!není trans konfigurace! 35

Struktura- konformace Potenciální energie trans gauche gauche trans Úhel rotace 36

Struktura- konformace ovolná rotace omezena: délka vazby, velikost substituentu, počet vazebných ligandů - nevazebné interakce, odpudivé/přitažlivé síly opreference energeticky nejvýhodnějších konformací polyisobutylen PMMA 37

Struktura- konformace konformační isomery (stereoisomery) omikrokonformace X makrokonformace onelze izolovat identická chemická individua, ourčeny konstitucí, typem a velikostí substituentů (helix, napřímené, skládané) 38

Struktura- konformace konformační isomery (stereoisomery) ov dynamické rovnováze, statistické vyjádření oneuspořádané (statistické) více/méně husté klubko gaussovo klubko osimulace molecular modeling orotace v uzlech => segmenty => OHEBNOST (čím menší segmenty, tím ohebnější molekula elastomery seg. 4-10 jednotek) řetězců (termické vl., viskozita, kryst. ) ovliv okolních molekul (slabé (ne)vazebné interakce) 39

STEREOISOMERIE KONFIGURACE KONFORMACE 1-chlor-3-methylcyklohexan Štěpení CH vazby rotace 40