GeoSELECT.ru



Химия / Реферат: Синтетические возможности реакции Вильсмейера-Хаака-Арнольда (Химия)

Космонавтика
Уфология
Авиация
Административное право
Арбитражный процесс
Архитектура
Астрология
Астрономия
Аудит
Банковское дело
Безопасность жизнедеятельности
Биология
Биржевое дело
Ботаника
Бухгалтерский учет
Валютные отношения
Ветеринария
Военная кафедра
География
Геодезия
Геология
Геополитика
Государство и право
Гражданское право и процесс
Делопроизводство
Деньги и кредит
Естествознание
Журналистика
Зоология
Инвестиции
Иностранные языки
Информатика
Искусство и культура
Исторические личности
История
Кибернетика
Коммуникации и связь
Компьютеры
Косметология
Криминалистика
Криминология
Криптология
Кулинария
Культурология
Литература
Литература : зарубежная
Литература : русская
Логика
Логистика
Маркетинг
Масс-медиа и реклама
Математика
Международное публичное право
Международное частное право
Международные отношения
Менеджмент
Металлургия
Мифология
Москвоведение
Музыка
Муниципальное право
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование
Психология
Радиоэлектроника
Религия
Риторика
Сельское хозяйство
Социология
Спорт
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Теория государства и права
Теория организации
Теплотехника
Технология
Товароведение
Транспорт
Трудовое право
Туризм
Уголовное право и процесс
Управление
Физика
Физкультура
Философия
Финансы
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
   

Реферат: Синтетические возможности реакции Вильсмейера-Хаака-Арнольда (Химия)



1. ВВЕДЕНИЕ


Синтетические возможности реакции Вильсмейера - Хаака - Арнольда
вызывают неослабевающий интерес у химиков- органиков. Использование
нового электрофильного реагента такого, как комплекс ангидрида
трифторметансульфоновой кислоты и
1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидина, позволяет сильно
расширить круг получаемых соединений.
Настоящая работа посвящена синтезу
3-метил-1-фенилтетрагидрохинолин-4-она. Это соединение относится к
классу 1,2,3,4-тетрагидрохинолинов, некоторые из которых являются
антигипертензивными средствами, а также антагонистами окситоцина и
вазопрессина.

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1 Использование (S)-2-метоксиметилпирролидина
в асимметрическом синтезе
Уже достаточно большой промежуток времени (S)-2-метоксиметилпирролидин
(SMP)и его энантиомер являются одними из наиболее важными реагентами в
асиметрическом синтезе с очень широким кругом применения. Спектр
соединений, получаемых посредством асиметрического синтеза с SMP
настолько многообразен, что отобразить все различные пути его применения
практически невозможно, ниже предлагаются лишь основные.
2.1.1 Асимметрический синтез с использованием
(S)-2-метоксиметилпирролидинаминонитрилов
Диапазон соединений, которые можно получить данным методом довольно
широк, но этим методом чаще получают a-гидроксикетоны. После
депротонации SMP-аминонитрила литийизопропиламидом в тетрагидрофуране,
соответствующий анион может взаимодействовать с различными альдегидами
при температуре -78њС. Реакция осуществляется с неплохим выходом до 55
%, повышение чистоты данного энантиомера достигается перекристаллизацией
продукта и обычно привышает 95 % [1].
Интересна с точки зрения продуктов и следущая реакция. Цианогруппа
a-аминонитрила может подвергаться нуклеофильной атаке
металлоорганического реагента. Реакция происходит с диастереометрической
чистотой и носит название бриллиантовой [1]:


2.1.2 Асиметрический синтез с использованием (S)-2-
метоксиметилпирролидиненаминов

Удобным методом получения различного рода оптически активных замещенных
циклогексанонов является присоединение по Михаэлю SMP-енаминов к
акцепторам Кневенагеля. Реакции, как правило, протекают с хорошими
выходами ( до 81 % ) и великолепной стереоселективностью [1]:

Следовало ожидать и возможность протекания реакции Манниха. К сожалению,
энантиоселективность оставляет желать лучшего, но при этом реализуются
неплохие выходы. Диастереоселективное восстановление продукта дает
g-аминоспирт с избытком транс изомера, что, несомненно, является плюсом
данной реакции [1]:


2.1.3 Асимметрический синтез с использованием (S)-2-
метоксиметилпирролидинамидами
Синтетические возможности реакций с SMP-амидами успешно демонстрируются
различными исследовательскими группами. Реакция так называемого
пинаколинового кросс-сочетания SMP-амидов, содержащих карбонильную
группу, с ароматическими альдегидами имеет место в присутствии
трихлорида ванадия. Взаимодействие протекает с образованием син
1,2-диола с диастереометрическим соотношением 91:1 и
энантиоселективностью свыше 84% [2]:

Несомненно, интересной реакцией является стереоселективное присоединение
тиокарбоксильной кислоты к 1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидину
с образованием соответствующего михаэлевского продукта
1-[3-(ацилтио)-2-метилпропионил]-(S)-2-метоксиметилпирролидина.
Взаимодействие протекает с выходом 79-94 %, путем кислотного гидролиза
продукта можно получить (R)-3-меркапто-2-метилпропионовую кислоту [3]:


2.1.4 (S)-2-метоксиметилпирролидин в реакциях
[4+2]-циклоприсоединения

Поскольку возможности рекции Дильса-Альдера неисчерпаемы, то надо
думать, что данный метод действительно открывает огромные синтетические
возможности .
(S)-2-метоксиметилпирролидин, например, также является полезным
реагентом в реакциях [4+2]- циклоприсоединения. Взаимодействие
3-[(S)-2-(метоксиметил)пирролидин-1-ил]бутадиен-1,3 с различными
2-арил-1-нитроэтенами приводило после гидролиза к
5-арил-2-метил-замещенному 4-нитроциклогексанонам с великолепной
энантиомерной чистотой продукта: 95-99% и с высокой
диастереоселективностью: 75-95 % [1]:


2.2 Реакция Вильсмейера-Хаака-Арнольда
Реакция Вильсмейера-Хаака-Арнольда представляет собой удобный метод
формилирования активированных ароматических соединений, а также метод
получения замещенных коричных альдегидов из соответствующих стиролов и
a-хлоренаминов из кетонов. Первое упоминание об этой реакции встречается
в работах Димрота и Зеприца [4], но в качестве формилирующего агента
авторы использовали комплекс форманилида с РОСl3 и положительные
результаты получили только с резорцином. Оптимальный реагент был
предложен Вильсмейером [5] и представлял собой комплекс диметилформамида
либо N-метилформанилида с оксихлоридом фосфора.

2.2.1 Механизм образования, строение и реакционная
способность реагента Вильсмейера-Хаака

Современные представления о механизме образования комплекса
диметилформамида с кислотами Льюиса отражает схема 1 [6]. Первоначально
через стадию неустойчивого переходного состояния I образуется соединене
II, представляющее собой сольватно-разделенную ионную пару. В дальнейшем
оно может, в зависимости от электрофильности группы X, претерпевать
превращение в хлорометилениминиевую соль IV. Классический реагент
Вильсмейера-Хаака, содержащий в качестве кислоты Льюися оксихлорид
фосфора, находится приемущественно в форме IV, тогда как комплекс
диметилформамида с тионилхлоридом присутствует в реакционной смеси в
форме II [7].

схема 1

В промышленности в качестве кислоты Льюиса используют более дешевый
фосген, реагирующий с диметил формамидом с выделением СО2 и образованием
соли V [8]:
(СH3)2N+=CH-O-COCl Cl- (СH3)2N+=CH-Cl Cl- +CO2
V
Фосген является более слабой кислотой Льюиса, чем оксихлоридфосфора,
комплекс диметилформамида с ним менее реакционноспособен, слабее
растворим в органических растворителях, чем с РОСl3, и применение
фосгена в синтезе объясняется исключительно его дешевизной.
В работе [9] в качестве формилирующего агента был предложен комплекс
диметилформамида и ангидрида трифторметансульфоновой кислоты:


Соль VI обладает более высокой реакционной способностью, чем
классический реагент: использование ее позволяет вводить в реакцию такие
инертные к обычному реагенту субстраты, как 1,3,5-триметилбензол и
нафталин.
В качестве амида, помимо диметилформамида (ДМФА), часто используют
предложенный еще Вильсмейером N-метилформанилид. Как показали более
поздние исследования, активность комплекса с последним несколько выше,
чем с ДМФА [10], причем введение електронакцепторных заместителей в
фенильное кольцо снижает выход целевого продукта, хотя и повышает
электрофильность реагента. Авторы объясняют это тем, что при снижении
нуклеофильности амида, образование иминиевой соли происходит не
полностью. Наиболее активными реагентами в реакции являются комплексы
N,N-дизамещенных тиоформамидов [11]. Этому факту трудно найти объснение,
поскольку реагирующая частица в комплексах амидов и тиоамидов одна и та
же. Возможно, в случае тиоамидов из-за более высокой нуклеофильности
атома серы образование иминиевой соли протекает полностью, тогда как в
соединении IV в результате диссоциации всегда присутствует исходный
амид.
В качестве растворителей в реакции обычно используют хлорированные
углеводороды: дихлорэтан, хлористый метилен, хлороформ, хлорбензол и
т.д. Применение растворителей ограничивается термической стабильностью
комплекса, который разлагается при длительном нагревании выше 80њC.
Часто реакцию проводят вообще без растворителя, используя избыток ДМФА,
хотя в этом случае активность реагента снижается из-за образования
соединения VII:


2.2.2 Реакции хлорометилениминиевых солей с
ароматическими соединениями
Комплекс ДМФА с оксихлоридом фосфора гладко реагирует с активированными
ароматическими соединениями [12]:

Нафталин и полиметилбензолы в реакцию не вступают. После гидролиза
образующихся бензилиминиевых солей выделяются замещенные бензальдегиды
[14]. Полизамещение в ароматическом ряду обычно не наблюдается, так как
входящая группа является сильным акцептором электронов и дезактивирует
кольцо. Описано лишь два случая дизамещения в реакции
Вильсмейера-Хаака-Арнольда: с N,N,3,5-тетраметиланилином [12] и азуленом
[13].


Пятичленные гетероциклические соединения (пиррол, фуран, тиофен и их
производные) легко вступают в реакцию с иминиевыми солями; замещение
происходит обычно в то же положение, что и в других электрофильных
реакциях гетероциклов [15]:



2.2.3 Реакции хлорометилениминиевых солей с
олефинами
Реагент Вильсмейера может взаимодействовать с некоторыми олефинами с
образованием a,b-ненасыщенных иминиевых солей. При введении в реакцию
стиролов после гидролиза получаются соответствующие коричные альдегиды с
выходами от средних до высоких [16]:


Если в бензольном кольце содержатся электронодонорные заместители, то
может происходить внутримолекулярная циклизация иминиевых солей с
образованием аминоинденов, которые под действием водного NaOH
превращаются в инданоны [17]:


При введении в реакцию олефинов, имеющих протон в аллильном положении,
обычно происходит элиминирование этого протона из a,b-ненасыщенной
иминиевой соли с образованием диенамина [18]:


Поскольку диенамины намного более реакционноспособны, чем исходные
олефины, как правило, реакция на стадии их образования не
останавливается и выделяются полизамещенные продукты [19].

2.2.4 Реакции хлорометилениминиевых солей с
кетонами и карбоновыми кислотами
Кетоны, имеющие атом водорода в a-положении к карбонильной группе
взаимодействуют с хлорометилениминиевыми солями с образованием
3-хлоракролеинов [20]:



Полизамещение в кетонах наблюдается достаточно редко. При введении в
реакцию ацетофенонов, имеющих донорные группы в бензольном кольце,
может, как и в случае стиролов, происходить циклизация иминиевых солей с
образованием соответствующих 1-диметиламино-3-хлоринденов-2 [20]:


Если иминиевая соль содержит гидроксильную группу в о-положении,
циклизация приводит к образованию изофлавонов [21] и хроменонов [22]:
Формилирование производных уксусной кислоты, содержащих арильные,
карбоксильные или галоидные группы, приводит к образованию
3-диметиламиноиминиевых солей, дающих после гидролиза соответствующие
акролеины и малоновые альдегиды. как предполагают авторы [21], реакция
происходит через образование кетенов:

2.2.5 Винилогичная реакция Вильсмейера-Хаака
При взаимодействии кислот Льюиса с 3-аминоакролеинами образуются
иминиевые соли, которые могут реагировать с активными ароматическими
субстратами, давая после гидролиза коричные альдегиды. Электрофильность
таких солей существенно ниже, чем классического реагента Вильсмейера;
так, комплекс 3-диметиламиноакролеина - прямого аналога диметилформамида
- с оксихлоридом фосфора практически не реагирует даже с очень активными
ароматическими соединениями. Значительно более активен
3-метиланилинакролеин [23]:

Авторы [24] пыталтсь активировать аминоакролеины уксусным ангидридом и
ацетилбромидом, но активность образующихся 0-ацилиминиевых ионов была
столь высока, что единственными продуктами были сильно окрашенные
полииминиевые соли.

2.2.6 Комплексы a,b - непредельных амидов с
ангидридом трифторметансульфоновой кислоты в
реакции Вильсмейера-Хаака-Арнольда
Синтез тетрагидрохинолин- 4- онов
Недавно Баленковой и сотр. [25] был предложен новый электрофильный
реагент, представляющий собой комплекс N,N- диметилакриламида и
ангидрида трифторметансульфоновой кислоты. Данный комплекс представляет
собой иминиевую соль с положительным зарядом, делокализованным между
атомами азота, карбонильным и терминальным олефиновым атомами углерода.



Tf = CF3SO2O
Этот реагент имеет два электрофильных центра разной природы - иминиевый
атом углерода и терминальный углеродный атом двойной связи - и способен
реагировать с активными ароматическими соединениями с образованием
инданонов и 1,3- диарилпропанонов. Направление протекания реакции
зависит от соотношения активностей смежных положений в ароматическом
ядре. Так, в случае близкой нуклеофильности этих положений протекает
циклизация с образованием инданонов.
Авторы исследовали поведение вторичных ароматических аминов различного
строения I - V в реакции с комплексом I и нашли, что единственными
продуктами реакции во всех случаях являлись соответствующие
тетрагидрохинолоны VI - X. Комплекс II, обладающий существенно более
низкой электрофильностью и не реагирующий с большинством ароматических
субстратов, также вступает в реакцию с алкилариламинами I - V с
образованием 3-метилтетрагидро-4-хинолонов XI - XIII.

VI R1 = Me, R2, R3 = H; VII R1 = Ph, R2, R3 = H; VIII R1+R2 =
(CH2)2, R3 = H
IX R1+R2 = (CH2)3, R3 = H; X R1+R2 = CH(CH3)CH2, R3 = H;
XI R1 = Me, R2 = H, R3 = Me; XII R1+R2 = (CH2)2, R3 = Me;
XIII R1+R2 =(CH2)3, R3 = Me
I метилфениламин, II дифениламин, III индолин, IV
1,2,3,4-тетрагидрохинолин,
V 2-метилиндолин

4. Экспериментальная часть

Спектры ЯМР 1Н регистрировали на спектрофотометре “Varian VXR - 400” (
рабочая частота 400 Мгц) в CDCl3.
Спектры ЯМР 13С регистрировали на спектрофотометре “Varian VXR - 400” (
рабочая частота 100 Мгц). В качестве.внутреннего стандарта использовали
ТМС.
ТСХ - анализ проводили на пластинах “Silufol UV - 254”, проявляли в
подкисленном растворе перманганата калия, в камере с парами иода и при
помощи ультрафиолетовой лампы.
Очистка используемых реагентов и растворителей
Метакрилоилхлорид очищали перегонкой. Т.кип. 96њС (760 мм.рт.ст.), nD20
1.4430 (Литературные данные [26]: т.кип. 95-96њС (760 мм.рт.ст.), nD20
1.4420).
Тетрагидрофуран абсолютировали перегонкой над металлическим натрием.

Синтез (S)-(+)-2-гидроксиметилпирролидина

В четырехлитровую трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником с
хлоркальциевой трубкой, механической мешалкой, помещали 2,5 литра
абсолютного тетрагидрофурана и суспензировали 52,1 г (1,39 моль)
алюмогидрида лития.
Суспензию нагревали в течение 15 минут на плитке с закрытой
спиралью, после чего плиту удаляли и прибавляли 100 г (0,37 моль)
(s)-пролина при постоянном перемешивании небольшими порциями. После
того, как вся кислота была прибавлена, реакционную смесь кипятили еще
час.
При интенсивном перемешивании осторожно прикапывали раствор
24,3 г (0,43 моль) гидроксида калия в 97 мл воды, при этом выпадал серый
аморфный осадок окиси алюминия. По окончании прибавления щелочи
кашеобразную смесь тщательно мешали еще около 15 минут для полного
гидролиза всех следов алюмогидрида лития.
Осадок отфильтровывали на воронке Бюхнера и промывали
тетрагидрофураном. Для полного извлечения пролинола из объемного осадка
последний помещали в колбу и кипятили еще 15 минут с 1 литром THF. По
окончании этой процедуры осадок вновь был отфильтрован и промыт
тетрагидрофураном.
Объединенные фильтраты упаривали на роторе при небольшом
нагревании на водяной бане, следя за тем, чтобы температура не
поднималась выше 30њС. Получили 96,1 г (95 %). Продукт представлял
собой желтоватое масло, без дополнительной очистки используемое на
следующей стадии.


Получение (S)-(-)-N-формил-2-гидроксиметилпирролидина

Весь пролинол, полученный на первой стадии использовали для получения
N-формилпроизводного.
В прибор, представляющий собой двухлитровую круглодонную колбу с
капельной воронкой и магнитной мешалкой, наливали 96 г
(S)-(+)-2-гидроксиметилпирролидина (0.95 моль) и охлаждали до 0њС.
Избыток метилформиата (70 мл) помещали в капельную воронку и
присоединяли к ней обратный холодильник, для предотвращения испарения
легколетучего эфира. Метиловый эфир муравьиной кислоты прибавляли в
течение 20 минут, реакционная смесь при этом медленно темнела.
Перемешивали еще около 30 минут, после чего отгоняли на роторе избыток
сложного эфира при 30њС. Остаток представлял собой маслообразный
продукт, который растворили в 500 мл дихлорметана и добавляли безводный
сульфат натрия в качестве осушителя.
Спустя неделю, сульфат натрия отфильтровывали, растворитель упаривали на
роторе, строго следя за тем, чтобы температура не привышала комнатную.
Получили 122,6 г. (97,1 %). (S)-(-)-N-формил-2-гидроксиметилпирролидин
использовали без очистки в следующей стадии данной работы.
Спектр ЯМР 1Н (d, м.д.): 1.35-1.6 м (СН), 2.95-3.7 м (CH2), 4.6 с (СНО),
7.88 с (Н-5). Спектр ЯМР 13С (d, м.д.): 42.84 (СН), 57.98 (CH2), 58.41
(С-5), 63.5 (С-3), 63.66 (С-4), 161.28 (С=N).

Синтез (S)-(-)-N-формил-2-метоксиметилпирролидина
Для получения этого соединения использовали четырехгорлую колбу с
магнитной мешалкой, обратным холодильником, термометром для измерения
низких температур и промывалкой с минеральным маслом для наблюдения за
выделением водорода, присоединенной к выходному отверстию обратного
холодильника, помещали N-формил- производное в 1,5 литра
абсолютированного тетрагидрофурана, приготовленного по вышеуказанной
методике. Колбу продували аргоном и охлаждали смесью жидкого азота,
хлороформа и хлористого метилена, поддерживая температуру в колбе в
диапазоне -50 - -60њС, прибавляли 70,4 мл (0,9 моль) метилиодида при
перемешивании, сразу в один приём присыпали 25 г (0,9 моль) гидрида
натрия. Температуру очень медленно поднимали до нуля градусов Цельсия.
При 0њС наблюдалось небольшое вспенивание, обильно выделялся водород.
Реакционную смесь перемешивали до тех пор пока выделение газа
не прекратилось абсолютно, что контролировали путем наблюдения за
промывалкой с маслом.
Термометр заменяли на капельную воронку и медленно прибавляли
79 мл 6 М HСl в течение 15 минут. Выпадал осадок иодида калия. Раствор
становился коричнево-красным. Преципитат фильтровали и промывали четыре
раза, до тех пор, пока промывные воды перестали желтеть. Отгоняли
тетрагидрофуран на роторном испарителе, при этом имели рубиново-черный
слегка вязкий водный раствор продукта, который не выделяли, а так и
использовали для дальнейших превращений.


Получение (S)-(+)-2-метоксиметилпирролидина
Водный раствор (S)-(-)-N-формил-2-метоксиметилпирролидина, полученного
на предыдущей стадии (~0.9 моль), помещали в двухлитровую колбу с
обратным холодильником, прибавляли раствор гидроксида калия массой 156,5
(2,8 моль) в 625 мл воды и перемешивали в течение 5 часов.
Водный раствор (S)-(+)-метоксиметилпирролидина переносили в аппарат
Соксклета. Экстрагировали эфиром в течение 2 суток. Эфирный слой
отделяли, упаривали на роторе, продукт перегоняли в вакууме, собирая
фракцию, кипящую при 42-44њС/12 мм. рт. ст.
Получено 53,7 г (S)-(+)-метоксиметилпирролидина, что составляет 54 % от
теоретически расчитанного количества и 81 % от методики. Т.кип. 42 -
44њС (10 - 15 мм.рт.ст.), nD21 1.4459 (Литературные данные [1]: т.кип.
62њС (40 торр), nD20 1.4457).


Синтез 1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидина
В двухгорлую круглодонную колбу объёмом 250 мл, снабженную капельной
воронкой, термометром и магнитной мешалкой, помещали 9 г (0,086 моль)
свежеперегнанного хлорангидрида метакриловой кислоты, 160 мл бензола и
15,6 мл (11,35 г, 23 % избыток) триэтиламина. Охлаждали колбу со смесью
льдом так, чтобы температура не поднималась выше 10њС.
При интенсивном перемешивании в течение 0,5 часа добавляли 10.7 мл
(0.086 моль) предварительно охлажденного раствора
(S)-(+)-метоксиметилпирролидина в 50 мл бензола. Практически сразу
начинал выпадать осадок хлорида триэтиламмония. Перемешивание продолжали
около 2,5 часов, после чего осадок отфильтровывали, фильтрат упаривали
на роторе.
Продукт очищали, пропуская через короткую колонку с силикагелем, элюент-
бензол-эфир (3:1). Выход вещества из колонки контролировали с помощью
хроматографии на тонком слое (ТСХ). Растворитель отгоняли, получали 13,7
г. соединения с выходом 87 % от теоретического и 96 % от методики. [a]D
= -79 њ(C = 25, CHCl3). Литературные данные [1]: [a]D = -78 њ
Спектр ЯМР 1Н (d, м.д.): 1.80 м (CH3), 1.85 с (СН3), 3.34 с (СН3О), 3.45
д (СН2), 5.15 д (СН2). Спектр ЯМР 13С (d, м.д.): 19.71 (CH3), 49.43
(СН), 56.01 (СН3О), 58.95 (СН2), 76.66 (СН2), 77.00 (СН2), 77.32 (СН2),
170.84 (С=О).

Получение 3-метил-1-фенилтетрагидрохинолин-4-она
Для проведения данной реакции использовали круглодонную одногорлую колбу
с капельной воронкой, оснащенной хлоркальциевой трубкой. Реакционную
смесь перемешивали магнитной мешалкой.
В колбу помещали 0,8 мл (0.004моль)
1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидина в 20 мл дихлорэтана, при
перемешивании медленно прикапывали ангидрид трифторметансульфоновой
кислоты 0,74 мл (0,004 моль) в небольшом количестве дихлорэтана. Затем
прибавляли раствор дифениламина в количестве 0,5 г ( 0,003 моль) в 10 мл
дихлорэтана, при этом цвет реакционной смеси резко менялся от
бледно-желтой до ярко-оранжевой. К колбе с реакционной смесью
присоединяли обратный холодильник, снабженный хлоркальциевой трубкой, и
кипятили 3 часа. После чего выливали реакционную смесь в
колбу,содержащую интенсивно перемешиваемую смесь водного раствора KHCO3
и эфира. Перемешивание продолжали 3,5 часа, полноту протекания гидролиза
контролировали хроматографически. Отделяли органический слой, водный -
экстрагировали эфиром, вытяжки объединяли и сушили над безводным
сульфатом магния.
Продукт реакции очищали колоночной хроматографией. В качестве элюента
использовали бензол. За выходом соединения следили методом тонкослойной
хроматографии. Фракцию собирали, бензол отгоняли на роторе. Получили
0.3 г. соединения, выход 41 %, т.пл. 75 - 76 њС, [a]D = -106 њ(C = 1.3,
CHCl3).
Спектр ЯМР 1Н (d, м.д.): 1.201 и 1.218 д (3Н, СН3, JHH 6.87 Гц), 2.82 м
(СН), 3.58 д (СН2, JHH 12.01 Гц), 3.65 д (СН2, JHH 11.11 Гц), 3.77 д
(СН2, JHH 12.2 Гц), 3.8 д (СН2, JHH 7.17 Гц), 6.6 д (Н-8, JHH 8.51 Гц),
7.15 м (4Н), 7.18 м (Н-2', H-6'), 7.4 м (H-5', H-3'), 7.85 д (Н-5, JHH
1.75 Гц), 7.86 д (Н-5, JHH 1.68 Гц). Спектр ЯМР 13С (d, м.д.): 196.04
(С=О), 150.72 (С-1'), 145.797 (С-8), 57.03 (СН2), 41.29 (СН), 12.49
(СН3).


3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Анализ литературных данных показал, что оптимальным путем получения
соединания - исходного на последней стадии - является описанная в работе
схема [1], в которой ключевыми являются приведенные ниже реакции.

3.1 Синтез 1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидина

В данной работе применялся наиболее распространенный метод
восстановления карбоновых кислот до спиртов - метод с использованием
алюмогидрида лития. Благодаря легкому переносу гидридных ионов на
карбоксильный атом углерода с комплексного гидрида металла, эта реакция
бузусловно заслуживает внимания, тем более ее осуществление
сопровождается высоким выходом конечного продукта.
Первая стадия реакции заключается в образовании комплексной алюминиевой
соли кислоты и выделяется 1 моль водорода.
Далее восстановление происходит путем последовательных переходов
гидридных ионов от алюминия к углероду. Таким образом, в результате
первого перехода образуется альдегид, на котором восстановление не
останавливается, а быстро идет дальше, до спирта.
Продукт реакции - комплексный алкоголят лития и алюминия - подвергается
затем гидролитическому расщеплению :


Обычно восстановление алюмогидридом лития проводят либо в диэтиловом
эфире, либо в THF. Последний чаще применяют в случае
трудновосстанавливаемых соединений из-за более высокой температуры
кипения. Растворитель абсолютируют перегонкой над натрием, так как
LiAlH4 легко гидролизуется.
Для алкилирования пролинола использовали метилиодид.
Чтобы избежать алкилирования по атому азота, его предварительно защищали
формильной группой.
Реакция сложного эфира метилформиата с сильными нуклеофилами, подобно
(S)-(+)-2-гидроксиметилпирролидину, хорошо изучена . На первой стадии
происходит нуклеофильная атака атома азота по электронодиффецитному
карбоксильному атому углерода. После чего происходит образование амида
муравьиной кислоты и метанола:


Синтез простого эфира можно легко осуществить при взаимодействии
алкилгалогенида с алкоголятом. Эта широкоиспользуемая реакция носит
название синтеза Вильямсона.
Образование алкоголят-ионов имеет очень важное значение как способ
генерирования сильного нуклеофила, легко вступающего в SN2-реакции.
Осложнения могут возникать вследствие того, что увеличение
нуклеофильности, связанное с превращением спирта в алкоголят-ион, всегда
сопровождается еще большим увеличением способности к отщеплению по
механизму E2. Таким образом, избежать образования побочных продуктов
можно путем правильного подбора реагентов. Однако, в нашем случае это
неактуально, так как в любом возможном случае атомы углерода, могущие
выступать в данной реакции в качестве нуклеофила, первичны, то есть
можно не ожидать образования продуктов элиминирования.
Для образования алкоголят-иона использовали сильное основание гидрид
натрия:


Амиды не столь легко вступают в реакцию с нуклеофилами благодаря
сильному положительному мезомерному эффекту атома азота: +М>>-I.
Гидролиз можно осуществить двумя путями: при помощи кислоты или
основания. Реакция необратима в обоих случаях, в кислоий среде
выделяющийся амин связывается в аммониевую соль,не обладающую
нуклеофильными свойствами, а в щелочной кислота превращается в
карбоксилат-анион, нуклеофильная активность которого весьма мала.
При анализе обоих путей гидролиза очевидно, что щелочной гидролиз
предпочтительней, так как в первом случае образуется соль, во втором -
свободный амин. Нельзя не отметить тот факт, что в щелочной среде
вероятность гидролиза эфирной связи уменьшается.

Некоторые особенности этого процесса нуждаются в пояснениях.
Гидроксид-ион действует как нуклеофил при образовании промежуточного
продукта I, который затем взаимодействует со вторым гидроксид-ионом с
образованием дианиона II. Во второй реакции ОН- играет роль основания.
Дианион затем разлагается, образуя формиат-ион и амин. Образование
амина, а не амид-иона NH2+ обусловлено тем, что распад II происходит
одновременно с переносом протона от молекулы воды.
На предпоследней стадии данной работы стало необходимым
получить 1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидин.
Наиболее распространенный способ получения амидов - взаимодействие
хлорангидрида кислоты и соответствующего амина. Эта реакция
необратима,так как хлорид-ион более слабый нуклеофильный агент, чем амин
по отношению к sp2-гибридному атому углерода.
Механизм так называемой реакции аминолиза включает в себя отрыв протона
из тетраэдрического интермедиата с помощью второго моля амина. Вместо
s-метоксиметилпирролидина для связывания галогеноводорода исползовали
триэтиламин. Образование побочных продуктов Et3N с хлорангидридом
метакриловой кислоты исключено по вполне понятным причинам: атом азота
не может образовывать более трех ковалентных связей с атомом углерода.
Безусловно, может образоваться ионное соединение типа
CH2=C(CH3)C(O)N+Et3Cl-, которое, в свою очередь, является мощным
ацилирующим агентом, даже превосходящий по реакционной способности
хлорангидриды. Соответственно, в приведенной выше схеме реакции, где в
качестве связывающего HCl агента использовали третичный амин, истинным
ацилирующим агентом, по-видимому, оказывается ацилиевая соль. Поскольку
третичный амин основание более сильное, а нуклеофил слабый, то именно
его используют для связывания выделяющегося хлороводорода.



3.2 Синтез 3-метил-1-фенилтетрагидрохинолин-4-она

Недавно было показано [9], что замена оксихлорида фосфора на ангидрид
трифторметансульфоновой кислоты существенно повышает электрофильную
активность иминиевой соли. в качестве реагента нами был выбран
1-(метакрилоил)-(S)-2-метоксиметилпирролидин, который в классической
реакции Вильсмейера малоактивен из-за низкой электрофильности
соответствующей иминиевой соли.
Образование комплекса отражает приведенная ниже схема [25]:

С целью оценки реакционной способности комплекса метакрилоиламид -
ангидрид трифторметансульфоновой кислоты нами была предпринята попытка
ввести в реакцию вторичный амин - дифениламин.
Для этого к раствору комплекса приливали дифениламин в дихлорэтане и
реакционную смесь кипятили. Механизм реакции:

Образующуюся иминевую соль подвергают мягкому щелочному гидролизу:


Использование основания более сильного, чем гидрокарбонат калия, может
привести к енолизации кетона и его рацемизации:



Соединение очищали методом колоночной хроматографии. Чистое соединение -
жёлтого цвета, что может быть объяснено следующими резонансными
структурами:
6. Список литературы

1. Enders D., Klatt M. // Synthesis, 1996, p. 1403
2. Annunziata R., Cinquini M., Cozzi F., Giaroni P. // Tetrahedron:
Asymmetry,
1990, 1, p. 355
3. Effenberger F., Isak H. // Chem. Ber., 1989, Bd. 122, s. 553
4. Dimroto., Zoeppritz R. // Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1902, Bd. 35, s.
994
5. Vilsmeier A., Haack A. // Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1927, Bd. 60, s.
119
6. Martin G.L., Poignant S., Filleux M.L., Quemeneur M.T. //
Tetrahedron Lett., 1970, p. 5060
7. Ferre G., PalomoA.-L. // Tetrahedron Lett., 1969, p. 2160
8. Martin G.L., Poignant S. // J. Chem. Soc. Perkin II, 1974, p. 642
9. Martinez A.G., Alvarez R.M., Barcina J.O. // J. Chem. Soc. C., 1990,
p. 1571
10. Dallacker F., Eschelbach F.-E. // Liebigs Ann. Chem., 1965, Bd. 689,
s. 171
11. Dingwall J.G., Reid D.H., Wade K. // J. Chem. Soc. C., 1969, p. 910
12. Grundmann C., Dean J.M. // Angew. Chem., 1965, Bd.77, s






Реферат на тему: Синтетические волокна

Последние разработки в области химии синтетических волокон.
Последние достижения химической технологии позволяют надеяться на
получение полых химических волокон в самом ближайшем будущем. Такая
технология уже осваивается для использования новых материалов в мембранных
технологиях.
Голландская химическая компания «DCM» в начале 80-х годов наладила
выпуск нового полимерного сверхпрочного материала - полиэтиленового
волокна. При испытаниях его прочность на разрыв оказалась раз в 10 выше,
чем у стальной проволоки такой же толщины.
В 1985 году, согласно сообщению авторитетного журнала «Design News», была
разработана технология выпуска сверхпрочного волокна, получившего название
«Спектр - 900». Оно формируется из желеобразного высокомолекулярного
полиэтилена с помощью центрифуг. Кроме высокой степени прочности, это
волокно обладает высокой абразивной стойкостью, влагонепроницаемостью,
лёгкостью. Поэтому из него можно сделать и ракетные корпусы, и сосуды
высокого давления, и искусственные суставы, и паруса…
Метод получения сверхпрочных синтетических волокон значительной длины из
карбида кремния разработал японский химик Сейси Ядзима. Эти волокна прочнее
лучших сортов стали в 1,5 раза. Причём прочность материала не теряется даже
при длительном нагревании до +1200?С.
В 1983 году в мировой прессе появились сообщения о создании
синтетической ткани, которая оставалась термостойкой при нагревании до +
1400?С.
Ранее был известен синтетический органический материал, выдерживающий
температуру до 10 тыс. градусов. Он был получен ещё в начале 60-х годов и
вошёл в историю под названием плутон. Молекула его состояла из атомов
углерода, водорода, кислорода и азота. В то же время плутон обладал малой
прочностью, уступала капрону в 9-10 раз. Самое термостойкое волокно
вырабатывается сегодня в промышленности под торговым названием кевлар.
Полиэфирные волокна типа лавсан имеют высокие показатели по светло -,
плесене - и атмосферостойкости. К тому же этот синтетический материал
обладает отличным показателем стойкости и не реагирует на органические
растворители. Лавсану принадлежит ещё один рекорд. Его удельное
электрическое сопротивление от 10 до 10 Ом·м, выше которого нет у
всех других веществ. Именно эти показатели и «виновны» в том, что мировое
производство волокон превысило 6 млн. тонн в год.
Повышенной атмосферостойкостью и наибольшей устойчивостью к действию
сильных кислот обладают полиакрилонитрильные волокна. Они широко
применяются в производстве ковров, мехов, брезентов, обивочных и
фильтровальных материалов.
По плесенестойкости нет равных поликапроамидному волокну. А
поливинилспиртовое и поливинилхлоридное волокна, нашедшие достаточное
распространение в практике, отличаются от других синтетических материалов
тем, что абсолютно не поддаются никаким разрушительным действиям
микроорганизмов.
Совместными усилиями специалистов из Московского НИИ автотракторных
материалов, Ивановского завода «Искож» и Ивановского НИИ плёночных
материалов в середине 80-х годов был создан новый материал «Теза-М». Это –
синтетическая ткань, помещённая между слоями поливинилхлоридной плёнки.
Самое главное, что этот материал не боится ни огня, ни воды, ни сильных
морозов. Из него не шьют, а сваривают различные изделия, в первую очередь
тенты для грузовых машин «КамАЗ».
Наибольшим сопротивлением ударным нагрузкам и предельно низкой
гигроскопичностью обладают полиамидные волокна. Ценность их повышается
ввиду одновременно высокой прочности, эластичности и износостойкости. А
полиундеканамидное волокно из этого класса полимеров имеет один из лучших
показателей по электроизоляционности.
Французскими исследователями во главе с Ж.-М. Леном в середине 80-х
годов были созданы электропроводящие материалы сверхтонкой структуры.
Толщина этих тончайших проводников электрического тока в диаметре намного
тоньше человеческого волоса. Длины молекулярной цепочки достаточно, чтобы
ею пронизать весь двойной липидный слой мембраны. Подобные электронити на
уровне молекулярного масштаба могут быть использованы в качестве элементов
связи в микроэлектронике.
Наибольшую растяжимость из всех распространённых синтетических
материалов демонстрирует полиуретановое волокно. Относительное удлинение
его составляет 500-700%, то есть это волокно способно растягиваться подобно
резиновым нитям, да к тому же имеет ещё более высокие показатели прочности,
износостойкости, упругого восстановления и меньшую толщину. Поэтому оно
незаменимо в производстве спортивной одежды, купальных, корсетных и других
изделий.
Японские специалисты в 1982 году создали новое синтетическое волокно с
необычными свойствами: сшитая из него одежда способна защищать человека от
нейтронного излучения. Это достижение стало ответом прогрессивной научной
мысли на создание в СССР и США нейтронной бомбы.
А спецодежда и технические ткани, изготовленные из другого
синтетического волокна, предельно устойчивы к действию гамма-излучения. Это
поликарбонатное волокно.
К ионизирующему излучению более всего устойчив поли–м-
фениленизофталамид, который выпускают в промышленности под названием
фенилон. Кроме того, этот материал – один из самых термически стойких.
Поэтому он находит применение в производстве особых высокопрочных пластмасс
и термостойких волокон.



Введение.
Химические волокна, волокна, получаемые из органических природных и
синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья химические
волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и
искусственные (из природных полимеров). Иногда к химическим волокнам
относят так же волокна, получаемые из неорганических соединений
(стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). Химические волокна
выпускаются в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно
большой длины); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких
волокон); 3)филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и
очень длинных волокон, соединенных посредством крутки). Филаментные нити в
зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или
кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).

Историческая справка.

Возможность получения химических волокон из различных веществ (клей,
смолы) предсказывалась ещё в 17-18 веках, но только в 1853 году англичанин
Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора
нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 году французский инженер
И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном
масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химических
волокон. В 1893 году освоено производство медноаммиачного волокна из
растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 году
англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных
волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый
в промышленном масштабе в 1905году. В 1918-20 годах разработан способ
производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной
ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 году организовано производство
белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон
началось с выпуска в 1932 году поливинилхлоридного волокна (Германия). В
1940 году в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое
волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе
полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон
осуществлено в 1954-60 годах.


Свойства.
Химические волокна часто обладают высокой разрывной прочностью (до1200
Мн/кв. м(120 кгс/кв.мм)), значительным разрывным удлинением, хорошей
формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и
знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени,
бактерий, хемо -, и термостойкостью. Физико-механические и физико-
химические свойства химических волокон можно изменять в процессах
формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а так же путём
модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это
позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера
химические волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими
свойствами (смотри таблицу №1). Химические волокна можно использовать в
смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов
текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.



Производство.
Для производства химических волокон из большого числа существующих
полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных
макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую
молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или
растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть
волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1)
приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3)
отделки сформованного волокна.
Приготовление прядильных растворов (расплавов). Этот процесс начинают
с перевода исходного полимера в вязкотекучее состояние (раствор или
расплав). Затем раствор (расплав) очищают от механических примесей и
пузырьков воздуха и вводят в него различные добавки для термо - или
светостабилизации волокон, их матировки и т. п. Подготовленный таким
образом раствор или расплав подаётся на прядильную машину для формования
волокон.
Формование волокон заключается в продавливании прядильного раствора
(расплава) через мелкие отверстия фильеры в среду, вызывающую затвердевание
полимера в виде тонких волокон. В зависимости от назначения и толщины
формируемого волокна количество отверстий в фильере и их диаметр могут быть
различными. При формовании химических волокон из расплава полимера
(например, полиамидных волокон) средой, вызывающей затвердевание полимера,
служит холодный воздух. Его формование проводят из раствора полимера в
летучем растворителе (например, для ацетатных волокон), такой средой
является горячий воздух, в котором от толщины и назначения волокон, а также
от метода формования. При формовании из расплава растворитель испаряется
(так называемый «сухой» способ формования). При формовании волокна из
раствора полимера в нелетучем растворе (например, вискозного волокна) нити
затвердевают, попадая после фильеры в специальный раствор, содержащий
различные реагенты, так называемую осадительную ванну («мокрый» способ
формования). Скорость формования зависит скорость достигает 600-1200 м/мин,
из раствора по «сухому» способу – 300-600 м/мин, по «мокрому» способу – 30-
130 м/мин. Прядильный раствор (расплав) в процессе превращения струек
вязкой жидкости в тонкие волокна одновременно вытягивается (фильерная
вытяжка). В некоторых случаях волокно дополнительно вытягивается
непосредственно после выхода с прядильной машины, (астификационная
вытяжка), что приводит к увеличению прочности химических волокон и
улучшению их текстильных свойств.
Отделка химических волокон заключается в обработке свежесформованных
волокон различными реагентами. Характер отделочных операций зависит от
условий формования и вида волокна. При этом из волокон удаляются
низкомолекулярные соединения (например, из полиамидных волокон),
растворители (например, из полиакрилонитрильных волокон), отмываются
кислоты, соли и другие вещества, увлекаемые волокнами из осадительной ванны
(например, вискозными волокнами). Для придания волокнам таких свойств, как
мягкость, повышенное скольжение, поверхностная склеиваемость одиночных
волокон и других, их после промывки и очистки подвергают авиважной
обработке или замасливанию. Затем волокна сушат на сушильных роликах,
цилиндрах или в сушильных камерах. После отделки и сушки некоторые
химические волокна подвергают дополнительной тепловой обработке –
термофиксации (обычно в натянутом состоянии при 100-180?С), в результате
которой стабилизируется форма пряжи, а также снижается последующая усадка,
как самих волокон, так и изделий из них во время сухих и мокрых обработок
при повышенных температурах.
Мировое производство химических волокон развивается быстрыми темпами.
Это объясняется, в первую очередь, экономическими причинами (меньшие
затраты труда и капитальных вложений) и высоким качеством химических
волокон по сравнению с природными волокнами.
В 1968 мировое производство химических волокон достигало 36 % (7,287
миллионов тонн) от объёма производства всех видов волокон. Химические
волокна в различных отраслях в значительной степени вытесняют натуральный
шёлк, лён и даже шерсть. К 1980 году производство химических волокон
достигло 9 миллионов тонн. Предполагается, что уже к 2000 году оно
достигнет 20 миллионов тонн в год и сравняется с объёмом производства
природных волокон. В СССР в 1966 году было выпущено около 467 тысяч тонн,
а в 1970 – 623 тысяч тонн.



Искусственные волокна.
Искусственные волокна, химические волокна, получаемые из природных
органических полимеров. К искусственным волокнам
Относятся вискозные волокна, медноаммиачные волокна, ацетатные волокна,
белковые искусственные волокна. Вискозные и медноаммиачные волокна,
состоящие из гидратцеллюлозы, называют также гидратцеллюлозными. Сырьём
для производства вискозных, медноаммиачных и ацетатных волокон служит
целлюлоза, выделяемая из древесины; медноаммиачные и ацетатные волокна
часто получают из хлопковой целлюлозы (хлопкового пуха и подпушника). Для
получения белковых волокон используют белки растительного или животного
происхождения (например, зеин, казеин). Искусственные волокна формуют из
растворов полимеров по сухому или мокрому способу и выпускают в виде
текстильной или кордной нити, а также штапельного волокна. К недостаткам
вискозных, медноаммиачных и белковых волокон относятся значительная потеря
прочности в мокром состоянии и лёгкая сминаемость. Однако благодаря хорошим
гигиеническим свойствам, дешевизне и доступности исходного сырья
производство вискозного волокна продолжает развиваться. Растёт также выпуск
ацетатных волокон, обладающих рядом ценных качеств (несминаемость, хороший
внешний вид). Белковые волокна вырабатываются в небольших количествах, и
выпуск их постепенно уменьшается.
Мировое производство искусственных волокон в 1968 году составляло
3527,2 тысячи тонн (около 48,4% от общего выпуска химических волокон).
Впервые выпуск искусственных волокон в промышленном масштабе организован в
1891 году во Франции.



Синтетические волокна.
Синтетические волокна, химические волокна, получаемые из синтетических
полимеров. Синтетические волокна формуют либо из расплава полимера
(полиамида, полиэфира, полиолефина), либо из раствора полимера
(полиакрилонитрила, поливинилхлорида, поливинилового спирта) по сухому или
мокрому методу.
Синтетические волокна выпускают в виде текстильных и кордных нитей,
моноволокна, а также штапельного волокна. Разнообразие свойств исходных
синтетических полимеров позволяет получать синтетические волокна с
различными свойствами, тогда как возможности варьировать свойства
искусственных волокон очень ограничены, поскольку их формуют практически из
одного полимера (целлюлозы и её производных). Синтетические волокна
характеризуются высокой прочностью, водостойкостью, износостойкостью,
эластичностью и устойчивостью к действию химических реагентов. Производство
синтетических волокон развивается более быстрыми темпами, чем производство
искусственных волокон. Это объясняется доступностью исходного сырья и
быстрым развитием сырьевой базы, меньшей трудоёмкостью производственных
процессов и особенно разнообразием свойств и высоким качеством
синтетических волокон. В связи с этим синтетические волокна постепенно
вытесняют не только натуральные, но и искусственные волокна в производстве
некоторых товаров народного потребления и технических изделий.
В 1968 году мировое производство синтетических волокон составляло
3760,3 тысячи тонн (около 51,6 % от общего выпуска химических волокон).
Впервые выпуск синтетических волокон в промышленном масштабе организован в
середине 30-х годов 20 века в США и Германии.



Шёлк и штапельное волокно.
Искусственное волокно может быть получено в виде кручёных нитей
бесконечной длины (искусственного шёлка) или в виде коротких некрученых
волоконец, нарезанных в пучки (штапельки) определённой длины (штапельного
волокна). Длина штапельного волокна подравнивается к длине хлопкового или
шерстяного волокна.
Искусственный шёлк является самостоятельным текстильным материалом,
который может применяться для изготовления разнообразных текстильных
изделий в ткачестве и трикотаже, а также для изготовления корда.
Штапельное волокно применяется преимущественно в чистом виде, а также
в смеси с хлопком или шерстью, а затем проходит с этими волокнами весь цикл
операций на прядильной фабрике. Условия приготовления прядильных растворов
при формовании шёлка и штапельного волокна в основном одинаковы. Для
прядения штапельного волокна применяются фильеры со значительно большим
числом отверстий, чем для прядения искусственного шёлка. Если для прядения
искусственного шёлка применяются фильеры на 24- 100 отверстий, то при
прядении штапельного волокна число отверстий в фильере доходит до 2000-
12000, что обуславливает значительное увеличение производительности
прядильной машины.
Из общего количества произведённого в 1949 искусственного волокна 61%
составлял искусственный шёлк и 39% - штапельное волокно. Стоимость
штапельного волокна примерно в два раза ниже стоимости искусственного
шёлка. Вопрос о целесообразности производства искусственного шёлка или
штапельного волокна решается соотношением мощности прядильных и ткацких
фабрик и вырабатываемым ассортиментом изделий.
Основными показателями качества искусственного волокна являются его
прочность и эластичность. Удельная прочность волокна характеризуется обычно
разрывной длиной в километрах. Разрывная длина искусственного волокна
составляет 15-20 километров. Метрический номер определяет тонину волокна,
то есть число метров волокна в 1 грамм. Чем толще волокно, тем больше его
титр, тем меньше метрический номер. Элементарное волокно искусственного
шёлка имеет метрический номер 6000 – 3000, что соответствует толщине
волокна в 20 – 40 микронов. Тонину волокна искусственного шёлка часто
выражают также через титр в денье. Титром называют вес 9000 метров волокна,
выраженный в граммах. Если 9000 метров волокна весят 1 грамм, то титр
волокна равен 1 денье. Удельная прочность волокна выражается также в
граммах на один денье. Нормальная прочность вискозного волокна составляет
1,8 – 2,2 грамм на денье.
Путём изменения отдельных параметров технологического процесса и
улучшения качества сырья крепость волокна может быть повышена в 2-3 раза
(получение так называемого высокопрочного искусственного волокна), что
особенно существенно при получении кордного волокна.




Новинки рефератов ::

Реферат: Принцип работы CD-ROM (Программирование)


Реферат: Интеллектуальная собственность в России (Гражданское право и процесс)


Реферат: Аксаков (Литература)


Реферат: Архитектура Руси XIII - XIVвв. (История)


Реферат: История физической культуры и спорта в России (Физкультура)


Реферат: Жизнь Карла Густава Юнга (Психология)


Реферат: Лидер в моем представлении (Менеджмент)


Реферат: Метрология (Технология)


Реферат: Моделирование экологических проблем и способов их решений на уроках химии (Педагогика)


Реферат: Федотов (Искусство и культура)


Реферат: Исследование уровня развития речи младших школьников (Психология)


Реферат: Просветительская деятельность декабристов в годы сибирской ссылки (Культурология)


Реферат: Бухгалтерский учет резерва незаработанной премии (Бухгалтерский учет)


Реферат: Газоочистка №2 ОАО "АВИСМА" (Технология)


Реферат: Государственный экзамен по Биологии (Биология)


Реферат: Язык жестов А. Пиза (Психология)


Реферат: Динамика естественнонаучного познания (Естествознание)


Реферат: Обмотки якорей машин постоянного тока (Транспорт)


Реферат: Порядок проведения налоговых проверок в Республике Беларусь (Бухгалтерский учет)


Реферат: Общая совместная собственность (Гражданское право и процесс)



Copyright © GeoRUS, Геологические сайты альтруист