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Trímero (química)

En química , un trímero ( / ˈt r m ər / ; del griego antiguo tri-  'tres' y -mer  'partes') es una molécula o anión poliatómico formado por combinación o asociación de tres moléculas o iones de la misma sustancia. En la jerga técnica, un trímero es una especie de oligómero derivado de tres precursores idénticos a menudo en competencia con la polimerización .

Ejemplos

Trimerización de alquinos

La reacción de ciclización de trimerización se puede entender con este esquema.

En 1866, Marcellin Berthelot informó del primer ejemplo de ciclotrimerización , la conversión de acetileno en benceno . [1] Este proceso se comercializó:

Trimerización de nitrilo

Las 1,3,5-triazinas simétricas se preparan mediante trimerización de ciertos nitrilos como el cloruro de cianógeno .

El cloruro de cianógeno y el bromuro de cianógeno trimerizan a temperaturas elevadas sobre un catalizador de carbono. [1] El cloruro da cloruro cianúrico :

El bromuro tiene una vida útil más prolongada cuando se refrigera. Al igual que el cloruro, sufre una trimerización exotérmica para formar bromuro cianúrico . Esta reacción es catalizada por trazas de bromo, sales metálicas, ácidos y bases. [2] Por esta razón, los experimentadores evitan las muestras de color marrón. [3]

Una vía industrial para obtener ácido cianúrico implica la descomposición térmica de la urea , con liberación de amoníaco. La conversión comienza aproximadamente a 175 °C: [4]

La síntesis endotérmica de melamina se puede entender en dos pasos.

Primero, la urea se descompone en ácido ciánico y amoníaco en una reacción endotérmica:

Luego, en el segundo paso, el ácido cianhídrico se polimeriza para formar ácido cianúrico, que se condensa con el amoníaco liberado en el primer paso para liberar melamina y agua.

Esta agua luego reacciona con el ácido cianico presente, lo que ayuda a impulsar la reacción de trimerización, generando dióxido de carbono y amoníaco.

En total, el segundo paso es exotérmico :

pero el proceso general es endotérmico .

Trimerización de dienos

El isómero 1,5,9-trans-trans-cis del ciclododecatrieno , que tiene cierta importancia industrial, se obtiene por ciclotrimerización de butadieno con tetracloruro de titanio y un cocatalizador de organoaluminio : [5]

Ciclododeca-1,5,9-trieno

La ruptura de enlaces dobles carbono-hetero forma heterociclos 1,3,5 saturados simétricos.

La ciclotrimerización del formaldehído produce 1,3,5-trioxano :

El 1,3,5-tritiano es el trímero cíclico de la especie inestable tioformaldehído . Este heterociclo consiste en un anillo de seis miembros con puentes de metileno y grupos tioéter alternados. Se prepara mediante el tratamiento del formaldehído con sulfuro de hidrógeno . [6]

Tres moléculas de acetaldehído se condensan para formar paraldehído , un trímero cíclico que contiene enlaces simples CO.

La trimerización de la acetona mediante condensación aldólica mediante catálisis y deshidratación con ácido sulfúrico produce mesitileno [7].

Trisiloxanos

El dimetilsilanodiol se deshidrata para formar un trímero de Me 2 SiO y polidimetilsiloxano . La reacción ilustra la competencia entre trimerización y polimerización. El polímero y el trímero se derivan formalmente de la hipotética sila-cetona Me 2 Si=O , aunque esta especie no es un intermediario.

Química de coordinación

Los complejos de ditiobenzoato [M(S 2 CPh) 2 ] cristalizan como trímeros (M = Ni, Pd). [8]

Estructura del trímero [Ni(S 2 CPh) 2 ] 3 .

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Hillis O. Folkins (2005). "Benceno". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a03_475. ISBN 3527306730.
  2. ^ Morris, Joel; Kovács, Lajos; Ohe, Kouichi (2015). "Bromuro de cianógeno". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . págs. 1–8. doi :10.1002/047084289X.rc269.pub3. ISBN 9780470842898.
  3. ^ Joel Morris; Lajos Kovács (2008). "Bromuro de cianógeno". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi :10.1002/047084289X.rc269.pub2. ISBN 978-0471936237.
  4. ^ Klaus Huthmacher, Dieter Most "Ácido cianúrico y cloruro cianúrico" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi 10.1002/14356007.a08 191
  5. ^ Química orgánica industrial , Klaus Weissermel, Hans-Jurgen Arpe John Wiley & Sons; 3.º 1997 ISBN 3-527-28838-4 
  6. ^ Bost, RW; Constable, EW "sym-Trithiane" Organic Syntheses, Collected Volume 2, p.610 (1943). "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2012-03-29 . Consultado el 2014-05-05 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  7. ^ Cumming, WM (1937). Química orgánica sistemática (3E). Nueva York, EE. UU.: D. Van Nostrand Company. pág. 57.
  8. ^ Bonamico, M.; Dessy, G.; Fares, V.; Scaramuzza, L. (1975). "Estudios estructurales de complejos metálicos con ligandos bidentados que contienen azufre. Parte I. Estructuras cristalinas y moleculares de bis-(ditiobenzoato)-níquel(II) y -paladio(II) triméricos". Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions (21): 2250–2255. doi :10.1039/DT9750002250.