1 次のポリマー合成に関し、反応式(物質収支

高分子化学Ⅱ
平常テスト⑦標準解答(H24.05.31)
1 次のポリマー合成に関し、反応式(物質収支は正確に)と生成ポリマーの IUPAC 名を答えよ。
(1) 等物質量の 1,6-ジアミノヘキサンとヘキサメチレンジイソシアナートを反応させる
n・H2N-R-NH2+n・OCN-R-NCO → -[NHRNH-CONHRNHCO]n-(≡ -[NHCONH-R]2n-)
ただし、-R- ≡ -(CH2)6- とする。IU は-[NHCONH-R]2n-の構造式を採用して、
poly(iminocarbonyliminohexamethylene)
(2) AlCl3 存在下に等物質量のイソフタル酸クロリドとジフェニルエーテルを反応させる
2n・AlCl3
n・ClCO-φ’-COCl+n・Ph-O-Ph
-[CO-φ’-CO-φ-O-φ]n-+(2n-1)・HCl
≡ -[O-φ-CO-φ’-CO-φ]n-
poly[oxy(p-phenylene)isophthaloyl(p-phenylene)]
ただし、-φ’-と-φ-は、それぞれ m-と p-C6H4 基。AlCl3 は、最低 2n モル必要(Friedel-Crafts アシル
化では、生成するカルボニル化合物と AlCl3 が >C=O・・・AlCl3 ⇌ >C+-O-Al-Cl3 のような安定錯
体を作るので、AlCl3 は消費されていく。有機化学Ⅲで学習したはず)。
(3) 等物質量の炭酸ジフェニルとビスフェノール A を 200~300℃で加熱する
n・Ph-OC(=O)O-Ph+n・HO-φ-C(CH3)2-φ-OH →
-[C(=O)-O-φ-C(CH3)2-φ-O]n-+(2n-1)・PhOH
≡ -[O-C(=O)-O-φ-C(CH3)2-φ]n-
poly[oxycarbonyloxy(p-phenylene)(2,2-propylidene)(p-phenylene)]
-φ-の定義は(2)と同じ。
2 等物質量仕込み(初期濃度を C0 とする)の二官能性モノマー同士の重付加の素反応を平衡とみな
し、平衡定数を K とするときの、平衡時における到達最高重合度 Xn を計算せよ。
K=
C0p
C02(1-p)2
Xn =
3
1
1-p
=
=
p
, p=
2KC0+1-(4KC0+1)1/2
C0(1-p)2
2KC0
(4KC0
+1)1/2-1
≒
2KC0
2KC0
(4KC0
)1/2
≒ (KC0)1/2
(∵KC0≫1)
トリレン-2,6-ジイソシアナート 80.00(g)に対し、その官能基の 80.00mol%に相当する Xn=15.00
の両末端アルコール型オリゴエチレングリコールχ(g)を加え、残るイソシアナートをちょうど満足す
べく水y(g)とグリセリンz(g)を加えて反応させた。ただし、『モル比(水/グリセリン)=ぴったり
1/1』である。χ,y,zを求めよ。原子量は、C:12.01,H:1.01,O:16.00,N:14.01。
Mw(トリレン-2,6-ジイソシアナート):C9H6O2N2=174.17, Mw(オリゴ EG):C30.00H62.00O16.00=678.92
χ=(80.00/174.17)×0.8000×678.92=249.4740≒249.5(g)//
イソシアナート官能基は、(80.00/174.17)×(1-0.8000)×2(個) (formol,通常 F で表す)だけ残存する。
[水]=[グリセリン]=α(mol)とすると、それぞれの官能基当量は 2αおよび 3α(F)である。
したがって、(80.00/174.17)×(1-0.8000)×2=2α+3α,α=3.674570822・10-2(mol)
Mw(水)=18.02, y=18.02×3.674570822・10-2=0.6621576621≒0.6622(g)//
Mw(Gly)=92.11, z=92.11×3.674570822・10-2=3.384647184≒3.385(g)//