Пока в научном форуме одни физические проблемы обсуждаются.
Причем - найфундаментальнейшие.
Я хочу попробовать дать
и иную направленность форума - химическую.
Не только потому, что
химик - это звучит гордо, и что именно химики суть соль Земли... хотя бы потому, что только они знают, что такое соль
А еще потому, что наше честное компьютерное братство вовсю обсуждает свои рабочие проблемы в компьютерном форуме, получая при этом кроме удовлетворения еще и вполне квалифицированные консультации.
Кстати, кто-то мне может объяснить, почему так много химиков занимаются компьютерами?
Короче, неплохо было бы обсуждать и химические проблемы на форуме.
После этого введения приступаю
Понадобилось нам синтезировать серию олигоэфиракрилатов со степенью полимеризации 1. С последующим (может быть) (полу?)промышленным синтезом некоторых представителей
В частности, рассмотрим МДФ-1, представляющий собой продукт конденсации фталевого ангидрида (ФА), диэтиленгликоля (ДЭГ) и метакриловой кислоты (МАК).
Уравнение синтеза:
C6H4(CO)2O + 2 HO-C2H4OC2H4-OH + 2 CH2=C(CH3)-COOH ---> CH2=C(CH3)-C(O)-O-C2H4OC2H4-O-C(O)-C6H4-C(O)-O-C2H4OC2H4-O-C(O)-C(CH3)=CH2 + 3 H20
Это конденсационная теломеризация, телогеном является одноосновная метакриловая кислота.
Удобнее всего удалять воду из зоны реакции, отгоняя ее из смеси в виде азеотропа толуол:вода=80:20 с температурой кипения 85 градусов.
Катализатор - серная кислота, всякие сульфокислоты, по слухам (собираюсь проверить) - тетраэтилят титана.
Обязательно вводится ингибитор полимеризации по двойным связям. Мы используем гидрохинон.
Соотношение реагентов: 1 ФА : 2 ДЭГ : 2.1 МАК
Взято 100 грамм в сумме, потому как колба на 250. Меньше не нашлось

Вода должна выделиться 10 мл.
100 мл толуола, что может связать примерно 17 грамм воды.
Серная кислота - 0.92 грамма (круглое, потому как 0.5 мл)
Гидрохинон - 0.5 грамм.
Условия реакции с серной кислотой - 105...115 градусов, до прекращения выделения воды, (примерно7 часов), потом нейтрализация концентрированным раствором соды и промывки до отрицательной реакции на сульфаты.
Оставшийся толуол отгоняется под вакуумом.
Провели мы один синтез, появилось куча вопросов.
Первая серия - по ходу реакции.
1. Длительный синтез, зараза, в одну смену не удалось провести. Хорошо бы катализнуть покрепче

2. Сильный нагрев (до 112...115 в колбе в начале синтеза и до 120 в конце) приводил к перегонки не только азеотропа, но вдобавок и чистого толуола.
В результате толуола попросту не хватило на всю воду, пришлось добавлять его в ходе реакции.
3. Образование высокомолекулярного полимера или даже осмоление - термометр и в особенности мешалка покрылись довольно толстым слоем твердой смолы.
Вторая серия вопросов появилась в процессе промывки и перегонки.
Этот олигоэфиракрилат (лаборантки быстренько олигофреном прозвали

) образует такие стойкие эмульсии с водой, что просто держись - за 60 часов не расслаиваются! По-первости я добавил поболее толуола, так что продукт в толуоле всплыл над водяным слоем. Но все равно, большАя часть осталась в виде эмульсии в минеральном слое.
А во время вакуум-перегонки продукт начал пенится. Было ощущение, что не полиэфирную смолу делаем, а основу для шампуня :-/
Так что появились два вопроса:
1. Как уменьшить склонность к образованию эмульсии.
2. Как уменьшить вспенивание.
Поскольку мне было стыдно задавать такое колличество в форуме, провели второй синтез
В ходе второго синтеза отпали почти все вопросы

Уменьшили нагрев. Вода с толуолом начала отгоняться еще около 100 градусов, и ее вполне хватило. В реакционной смеси осталось меньше 30 мл толуола.
Нейтрализовали содой, перелили в делительную воронку и промыли водой.
Оставили разделаться на субботу-воскресение.
В понедельнике зараза еще не разделилась - внизу стояла серо-коричневая эмульсия, а над ней (плотность нашего олигомера где-то 1.18) - коричневый минеральный слой.
Эмульсию мы разрушили, пропустив ее через прокаленный сульфат натрия, а потом ее промыли толуолом. Довольно много сульфата взяли

Надо было рассчитать :-/
Но в следующий раз не будем так делать, а просто будем добавлять помаленько и взбалтывать, пока он не вытянет воду из эмульсии.
И - самое радостное, зараза гораздо меньше пенилась.
Отогнали на водяной бане толуол. Начали при 50 градусов, но регулятор ванны не работал, и постепенно дошли почти до 100 градусов.
К тому времени отогнался почти весь толуол, и я подсоединил насос прямо к колбе, без конденсационной системе, чтобы отсосать весть растворитель и высушить продукт.
Ушли покурить, и по возвращению обнаружили, что в колбе - желе :о)
Видно, надо было добавить еще гидрохинона, да и не греть битый час почти на 100 градусов полиэфирную смолу - она себе в этих условиях инициатора найдет.
В общем, готовим третый синтез, чтобы проверить эфирное и бромное числа и остальные показатели.
Однако выход проверили - 85%, что весьма неплохо! В энциклопедии написано, что выход около 70%
Конечно, наделали куча элементарных ошибок, но могло быть и хуже.
Подлое только одно - у нас нет никакого специфического для синтезов стекла. Все стекло притащил из дома. Хорошо, что я человек запасливый и нашлось все, и даже все на шлифах.
Но - в единственном экземпляре, а ближайший стеклодув - в 100 км от нас. Надо съездить и наделать хотя бы еще пару комплектов стекла, а то работать так весьма подло - кокнешь чего-ныть и приплыли
Еще - с ЯМРом пока глухо. Лаборатория, на которую я расчитывал, не работает, и давно.
Один из хроматографов придется пустить на это дело. Но сможем ловить только начальные и конечный продукт.
И придется бромировать его, а то заполимеризуется, зараза, в колонке.
Остаются вопросы:
1. Катализатор. Кроме того, что скорость не ахти, нейтрализовать его довольно сложно - надо куча карбоната вбухивать. И мне кажется, окисляет он...
2. Все же неплохо бы уменьшить склонность к образованию эмульсии.
3. Правильный ли мы избыток телогена взяли - 10% ? А то пока его не трогаем и меняем остальные условия... может провести синтезы с 5% и с 20% ?