Trimer (hemija)

U hemiji, trimer je molekul ili poliatomski anjon nastao kombinacijom ili asocijacijom tri molekula ili jona iste supstance. U tehničkom žargonu, trimer je vrsta oligomera dobijenog od tri identična prekurzora često u konkurenciji sa polimerizacijom.

Primeri

Alkinska trimerizacija

Reakcija trimerizacione ciklizacije može se razumeti ovom shemom.

Godine 1866, Marcelin Bertelo je izvestio o prvom primeru ciklotrimerizacije, pretvaranja acetilena u benzen. Ovaj proces je komercijalizovan:

Trimerizacija nitrila

Simetrični 1,3,5-triazini se dobijaju trimerizacijom određenih nitrila kao što je cijanogen hlorid.

Cijanogen hlorid i cijanogen bromid se trimerizuju na povišenim temperaturama preko ugljeničnog katalizatora. Hlorid daje cijanurični hlorid:

Bromid ima produženi rok trajanja kada se čuva u frižideru. Kao i hlorid, on se podvrgava ab egzotermnoj trimerizaciji da bi se formirao cijanurični bromid. Ovu reakciju katalizuju tragovi broma, metalnih soli, kiselina i baza. Iz tog razloga, eksperimentatori izbegavaju braonaste uzorke.

Industrijski put do cijanurske kiseline podrazumeva termičko razlaganje uree, uz oslobađanje amonijaka. Konverzija počinje na približno 175 °C:

$3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}-\mathrm{C}\mathrm{O}-\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶[\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{N}\mathrm{H}]{\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Endotermna sinteza melamina može se razumeti u dva koraka.

Prvo, urea se razlaže na izocijansku kiselinu i amonijak u endotermnoj reakciji:

$(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{N}+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Zatim u drugom koraku, izocijanska kiselina se polimerizuje da bi se formirala cijanurska kiselina, koja se kondenzuje sa oslobođenim amonijakom iz prvog koraka da bi oslobodio melamin i voda.

$3\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{N}⟶[\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{N}\mathrm{H}]{\phantom{A}}_3$

$[\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{N}\mathrm{H}]{\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}{\phantom{A}}_6\mathrm{N}{\phantom{A}}_6+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Ova voda zatim reaguje sa prisutnom izocijanskom kiselinom, koja pomaže u pokretanju reakcije trimerizacije, stvarajući ugljen-dioksid i amonijak.

$3\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{N}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶3\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Drugi korak je egzoterman:

$6\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{O}+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}{\phantom{A}}_6\mathrm{N}{\phantom{A}}_6+3\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

ali je ukupan proces endoterman.

Dienska trimerizacija

1,5,9-trans-trans-cis izomer ciklododekatriena, koji ima određeni industrijski značaj, dobija se ciklotrimerizacijom butadiena sa titanijum tetrahloridom i organoaluminijumskim kokatalizatorom:

Razlaganje ugljenik-hetero dvostrukih veza uz formiranje simetričnih zasićenih 1,3,5-heterocikličnih jedinjenja

Ciklotrimerizacija formaldehida daje 1,3,5-trioksan:

1,3,5-tritian je ciklični trimer inače nestabilne vrste tioformaldehida. Ovo heterociklično jedinjenje se sastoji od šestočlanog prstena sa naizmeničnim metilenskim mostovima i tioetarskim grupama. Priprema se tretiranjem formaldehida vodonik-sulfidom.

Tri molekula acetaldehida se kondenzuju i formiraju paraldehid, ciklični trimer koji sadrži C-O jednostruke veze.

Katalizacija i dehidratacija sumpornom kiselinom, trimerizacija acetona preko aldolne kondenzacije daje mezitilen

Trisiloksani

Dimetilsilandiol dehidrira do trimera Шаблон:Chem2 kao i polidimetilsiloksan. Reakcija ilustruje konkurenciju između trimerizacije i polimerizacije. Polimer i trimer su formalno izvedeni iz hipotetičkog sila-ketona Шаблон:Chem2, iako ova vrsta nije intermedijer.

Koordinaciona hemija

Struktura trimera Шаблон:Chem2.

Ditiobenzoatni kompleksi Шаблон:Chem2 kristališu kao trimeri (M = Ni, Pd).

Vidi još

• Oligomer
• Proteinski trimer