Makromolekule, 6. Auflage, Band 1: Chemische Struktur und Synthesen

Makromoleküle......Page 5
Inhaltsverzeichnis......Page 24
Motto......Page 7
Vorworte......Page 9
Verzeichnis der Abkürzungen......Page 11
1.1. Einleitung......Page 37
1.2. Grundbegriffe......Page 38
1.3. Argumente für und gegen Makromoleküle......Page 44
1.4. Erfindungen und Entdeckungen......Page 52
2.1.1. Der Molekülbegriff......Page 57
2.1.2. Chemische und physikalische Moleküle......Page 58
2.2.2. Typen von Polymernamen......Page 60
2.2.3. Namen anorganischer Makromoleküle......Page 63
2.2.4. Namen organischer Makromoleküle......Page 65
Kohlenstoffketten......Page 66
Heteroketten......Page 67
Heterocyclen......Page 68
Unsubstituierte Homoketten......Page 70
Substituierte Homoketten......Page 72
Einfluss des Atombaus......Page 73
2.3.3. Heteroketten......Page 74
2.4.1. Strukturbezogene Begriffe......Page 77
2.4.2. Verfahrensbezogene Begriffe......Page 79
2.4.3. Begriffe bei geladenen Polymeren......Page 81
2.5.1. Einführung......Page 83
2.5.3. Statistisch verzweigte Polymere......Page 84
2.5.5. Dendrimere......Page 86
2.5.7. Hyperverzweigte Polymere......Page 89
2 3.9. Leiterpolymere......Page 91
2.5.10. Phyllo- und Tectopolymere......Page 92
Phänomene......Page 93
Aufbau......Page 94
Charakterisierung......Page 95
3.1. Einleitung......Page 99
3.2.1. Monomereinheiten......Page 100
3.2.3. Verzweigungen......Page 102
3.3.2. Verteilungsfunktionen......Page 103
3.3.3. Typen von Verteilungen......Page 105
Gauss-Verteilung......Page 106
Schulz-Zimm- und Schulz-Flory-Verteilungen......Page 107
3.3.4. Bestimmung von Molmassenverteilungen......Page 108
Massenspektroskopie......Page 109
Grössenausschlusschromatographie......Page 111
Fraktionierung......Page 116
3.4.1. Mol- und Molekülmassen......Page 117
3.4.2. Einfache Mittelwerte der Molmassen......Page 118
3.4.3. Molekulare Uneinheitlichkeiten......Page 119
Exponentenmittel......Page 120
Zusammengesetzte Mittel......Page 121
3.4.5. Polymerisationsgrade......Page 123
3.4.7. Bestimmung von Molmassen......Page 124
3.5.1. Grundbegriffe......Page 125
3.5.2. Experimentelle Methoden......Page 126
3.5.3. Konzentrationsabhägigkeit bei Nichtelektrolyten......Page 127
3.5.4. Konzentrationsabhägigkeit bei Polyelektrolyten......Page 129
Mittelwerte......Page 130
Einfluss der Teilchenform......Page 132
Historische Notizen: Viskosität verdünnter Lösungen......Page 136
4.1.1. Geschichtliche Entwicklung......Page 140
4.1.2. Konfigurations- und Konformationsisomere......Page 141
4.1.3. Symmetrie......Page 143
4.1.4. Enantiomere und Diastereomere......Page 146
4.1.5. Stereoformeln......Page 148
4.1.6. D,L- und R,S-Systeme......Page 150
4.2.1. Definitionen......Page 151
4.2.2. Relative und absolute Konfigurationen......Page 153
4.2.3. Darstellung relativer Konfigurationen......Page 155
4.2.4. Hemitaktische Polymere......Page 156
4.2.5. Ditaktische Polymere......Page 157
4.2.6. Geometrische Isomere......Page 158
4.3.1. Übersicht......Page 159
4.3.2. J-Aden......Page 160
Kernresonanzspektroskopie......Page 162
Infrarotspektroskople......Page 165
Kristallinität und Lösungseigenschaften......Page 166
Historische Notizen: Prochiralität......Page 167
5.1. Grundlagen......Page 169
5.2.1. Definitionen......Page 171
5.2.2. Rotationsbarrieren......Page 174
5.2.3. Konstitutions-Einflüsse......Page 175
5.3. Makrokonformationen......Page 178
Gleichgewichtszustände......Page 179
Nichtgleichgewichtszustände......Page 180
5.3.2. Polymerlösungen......Page 181
Historische Notizen......Page 182
6.1.2. Geschichtliche Entwicklung......Page 184
6.1.3. Klassifikationen......Page 186
6.1.4. Funktionalität......Page 189
6.1.5. Cyclopolymerisation......Page 190
6.2.1. Aktivierung von Monomeren......Page 192
6.2.2. Elementarschritte bei Polymerisationen......Page 195
6.2.3. Unterscheidung von Mechanismen......Page 197
6.2.4. Charakterisierung von Polyreaktionen......Page 199
6.2.5. Aktivierungsgrössen......Page 200
6.3.1. Grundbegriffe......Page 201
6.3.2. Bernoulli- und Markow-Mechanismen......Page 203
6.3.3. Enantiomorphe Katalysatoren......Page 205
6.3.4. Geschwindigkeitskonstanten......Page 207
6.3.5. Aktivierungsgrössen......Page 209
6.4.1. Definitionen......Page 210
6.4.2. Chirale Monomere......Page 211
6.4.3. Enantioasymmetrische Polymerisationen......Page 212
6.4.4. Andere stereoselektive Polymerisationen......Page 215
6.4.5. Enantiogene Polymerisationen......Page 216
6.5.1. Nachweis und quantitative Bestimmung der Polymerbildung......Page 217
6.5.2. Isolieren und Reinigen der Polymeren......Page 219
Historische Notizen: Taktizitäten......Page 220
7.1. Übersicht......Page 223
7.2.1. Typen......Page 225
7.2.2. Polymerisationsgrade......Page 226
7.2.4. Unvollständige Gleichgewichte......Page 228
7.3.1. Grundlagen......Page 229
7.3.2. Ceiling- und Floor-Temperaturen......Page 232
7.3.3. Druckeinflüsse......Page 233
7.3.4. Thermodynamische Nichtidealität......Page 234
7.4.1. Polymerisationsentropien......Page 236
7.4.2. Polymerisationsenthalpien......Page 239
7.5. Ring-Kette-Gleichgewichte......Page 243
7.5.1. Thermodynamik......Page 244
7.5.2. Kinetik......Page 246
A-7. Anhang: Polymerisationsgrade......Page 247
8.1.1. Grundlagen......Page 250
8.1.2. Ionengleichgewichte......Page 251
8.2.1. Unsterbliche und lebende Polymere......Page 253
8.2.2. Polymerisationsgrade......Page 255
8.2.4. Pseudolebende Polymerisationen......Page 258
Übertragung zum Monomeren......Page 259
Kettenabbruch......Page 260
Langsamer Kettenstart......Page 261
8.3.1. Monomere......Page 262
Basenstärke......Page 263
Metallalkyle......Page 264
Alkalimetalle......Page 265
8.3.3. Ionenpaar-Gleichgewichte......Page 266
8.3.4. Ionen- Assoziate......Page 270
Polymerisation von Lactamen......Page 272
Polymerisation von Leuchs-Anhydriden der α-Aminosäuren......Page 274
8.3.6. Stereokontrolle......Page 276
8.3.7. Abbruchreaktionen......Page 279
8.4.1. Übersicht......Page 280
8.4.2. Initiatoren......Page 282
Initiation durch Salze......Page 283
Initiation durch Brønsted- und Lewis-Säuren......Page 284
8.4.3. Wachstum......Page 285
8.4.4. Phantom-Polymerisationen......Page 287
Übersicht......Page 288
Fragmentierungen......Page 289
8.4.6. Lebende kationische Polymerisationen......Page 290
8.5. Zwitterionen-Polymerisationen......Page 292
A-8 Anhang: Ableitung der Poisson-Vertcilung......Page 293
Historische Notizen......Page 296
9.1.1. Einführung......Page 298
9.1.2. Geschichtliche Entwicklung......Page 299
9.2.1. Ziegler-Katalysatoren......Page 300
9.2.2. Monomere......Page 301
9.2.3. Verfahren......Page 302
9.2.4. Katalysatorstruktur......Page 303
9.2.5. Aktive Zentren......Page 304
9.2.6. Mechanismen......Page 306
Stereokontrolle......Page 308
Verknüpfung......Page 309
9.2.8. Technische Katalysatorsysteme für Ethen und Propen......Page 310
9.2.9. Andere Polymerisationen......Page 312
9.2.10. Kinetik bei Reaktionen ohne Abbruch und Übertragung......Page 313
9.2.11. Kinetik bei Reaktionen mit Abbruch und Übertragung......Page 316
9.3.1. Aluminoxane......Page 318
9.3.2. Metallocen-Katalysatoren......Page 319
9.3.3. Polymerisierbarkeit......Page 321
9.3.4. Stereo- und Regiokontrolle......Page 323
9.4.2. Metathesen acyclischer Olefine......Page 325
Produkte......Page 326
Mechanismen......Page 328
Polymerisierbarkeit......Page 329
9.5. Gruppenübertragungs-Polymerisationen......Page 330
Historische Notizen: Mechanismen......Page 332
10.1.1. Übersicht......Page 335
Radikalische Polymerisation von Ringen......Page 336
Radikalische Polymerisation von Doppelbindungen......Page 337
10.2.1. Thermische und spontane Polymerisationen......Page 339
10.2.2. Thermische Initiatoren......Page 340
10.2.3. Initiatorzerfall und Radikalausbeute......Page 341
10.2.4. Zerfallsgeschwindigkeit......Page 343
10.2.5. Startreaktionen......Page 344
10.2.6. Redox-Initiatoren......Page 345
10.2.8. Elektrolytische Polymerisationen......Page 347
10.3.1. Polymerisierbarkeit, Regio- und Stereokontrolle......Page 348
10.3.2. Abbruchreaktionen......Page 351
10.3.3. Stationärer Zustand......Page 352
10.3.4. Ideale Kinetik im stationären Zustand......Page 353
10.3.5. Kinetische Kettenlänge......Page 355
10.3.6. Bestimmung von Geschwindigkeitskonstanten......Page 357
10.3.7. Geschwindigkeitskonstanten......Page 359
10.3.8. Dead End-Polymerisation......Page 361
10.3.9. Gel- und Glaseffekt......Page 362
10.3.10. NichtideaIe Kinetik......Page 365
Geschwindigkeit = f(Initiatorkonzentration)......Page 366
10.3.11. Vernetzende Polymerisationen......Page 367
10.4.2. mayo-Gleichung......Page 370
10.4.3. Übertragung zu Monomeren......Page 372
10.4.4. Übertragung zu Polymeren......Page 374
10.4.6. Übertragung zu Lösungsmitteln und Reglern......Page 375
10.4.7. Inhibitoren und Verzögerer......Page 376
10.4.8. Kontrollierte radikalische Polymerisationen......Page 378
10.5.1. Übersicht......Page 380
10.5.2. Polymerisation in Substanz......Page 381
10.5.4. Polymerisation in der Gasphase......Page 382
10.5.6. Polymerisation in Emulsion......Page 383
A- 10 Anhang: Schulz-Flory-Verteilung......Page 385
Historische Notizen: Polymerisationsmechanismus......Page 386
11.1 Übersicht......Page 389
11.2.1. Angeregte Zustände......Page 390
11.2.2. Photoinitiation......Page 393
11.2.3. Photopolymerisationen......Page 395
11.3.1. Strahlung und Initiation......Page 396
11.3.2. Polymerisation......Page 398
11.4.2. Monomere und Polymerisationen......Page 399
11.5.2. Startreaktionen......Page 401
11.5.3. Wachstum, Abbruch und Übertragung......Page 402
11.5 4. Morphologie......Page 404
11.6.1. Polymerisation von Mizellen und Vesikeln......Page 405
11.6.3. Trägergestützte Polymerisationen......Page 408
12.1. Übersicht......Page 412
12.2.1. Einführung......Page 414
12.2.2. Terminal-Modell......Page 415
12.2.3. Typen von Copolymerisationen......Page 416
12.2.4. Sequenzstatistik......Page 419
Aus integralen Copolymerisationsgleichungen......Page 422
Aus differentiellen Copolymensationsgleichungen......Page 424
12.2.6. Copolymerisationen mit Depolymerisation......Page 425
12.2.7. Lebende Copolymerisationen......Page 426
12.3.1. Einfluss der Konstitution......Page 427
12.3.2. Kreuzabbruch-Faktor......Page 429
12.3.3. Penultimate-Modell......Page 431
12.3.4. Q,e-Schema......Page 433
12.3.5. Terpolymerisationen......Page 435
12.4.1. Copolymerisationsparameter......Page 437
12.4.2. Anionische Copolymerisationen......Page 439
12.5. Spontane Copolymerisationen......Page 443
12.5.1. Redox-Copolymerisationen......Page 444
12.5.2. Polymerisation von Zwitterionen......Page 445
12.5.3. Polymerisation von CT-Komplexen......Page 447
12.5.4. Regulierte Copolymerisationen......Page 449
Historische Notizen......Page 450
13.1.1. Ketten- und Stufenreaktionen......Page 453
13.1.2. Typen von Polykondensationen und Polyadditionen......Page 454
13.1.3. Polyadditionen......Page 455
13.1.4. AB-Polykondensationen......Page 456
13.1.5. AA/BB-Polykondensationen......Page 457
13.2.1. Einleitung......Page 458
13.2.2. Gleichgewichte......Page 459
13.2.3. Reaktionsausmass, Umsatz und Ausbeute......Page 463
13.2.5. Reaktionsausmass und Polymerisationsgradverteilung......Page 466
13.2.6. Mittel der Polymerisationsgrade......Page 468
13.3.1. Polymerisationsgrad......Page 470
13.3.2. Ausbeuten......Page 471
13.3.3. Duplikationsverfahren......Page 472
13.3.4. Kettenstabilisierung......Page 473
13.4.1. Experimentelle Voraussetzungen......Page 474
13.4.2. Kinetische Gleichungen......Page 475
13.5.1. Struktureffekte......Page 479
Einfluss des Lösungsmittels......Page 480
Unterschiedliche Geschwindigkeitskonstanten......Page 481
13.5.2. Extern aktivierte Polykondensationen......Page 484
13.5.3. Heterogene lineare Polykondensationen......Page 486
13.5.4. Reaktive Zwischenprodukte......Page 489
Gleichgewichte......Page 491
Kinetisch kontrollierte Ringbildung......Page 492
13.6.2. Cyclo-Polykondensationen......Page 495
13.7.1. Echte Co-Polykondensationen und -additionen......Page 497
13.7.2. Polykondensation unsymmetrischer Monomerer......Page 500
13.8.1. Einführung......Page 504
13.8.2. Sternpolymere......Page 505
13.8.3. Hyperverzweigte Polymere......Page 506
13.8.4. Dendrimere......Page 508
13.9.1. Einführung......Page 511
13.9.2. Duroplaste......Page 512
13.9.3. Funktionalitäten......Page 513
13.9.4. Gelpunkte......Page 514
13.9.5. Molmassen......Page 516
Historische Notizen......Page 520
14.1.1. Übersicht......Page 523
14.1.2. Zellen......Page 524
Zellmembranen......Page 525
Zellkerne......Page 526
Biologische Reaktionen......Page 527
14.2.1. Chemische Struktur......Page 528
14.2.2. Desoxyribonucleinsäuren......Page 530
14.2.3. Ribonucleinsäuren......Page 533
14.2.4. Nucleoproteine......Page 535
14.2.5 Funktion der Nucleinsäuren......Page 536
Replikation......Page 537
Transkription......Page 538
14.2.6. Zellfreie Polynucleotid-Synthesen......Page 539
14.2.7. Chemische Polynucleotid-Synthesen......Page 540
14.3.1. Aminosäuren......Page 541
14.3.2. Einteilung und Vorkommen......Page 543
14.3.3. Primärstrukturen......Page 544
14.3.4. Sekundär- und Tertiärstrukturen......Page 545
14.3.6. Denaturierung......Page 547
14.3.8. Biosynthesen......Page 548
14.3.9 Sphäroidale Proteine......Page 551
14.3.10. Enzyme......Page 552
14.3.11. Skleroproteine......Page 554
14.3.12. Mutationen......Page 555
Synthetische Peptide......Page 557
14.4.1. Vorkommen und Bedeutung......Page 558
14.4.2. Monosaccharide......Page 559
14.4.3. Oligosaccharide......Page 563
14.4.4. Bau und Nomenklatur der Polysaccharide......Page 564
14.4.5. Biosynthesen......Page 568
14.4.6. Enzymatische Polyreaktionen......Page 569
14.4.7. Stufenweise Synthesen......Page 573
14.4.8. Ringöffnungs-Polymerisationen......Page 574
14.5.1. Poly(isoprene)......Page 575
14.5.2. Polyester......Page 576
14.5.3. Lignine......Page 577
15.2. Polymere Katalysatoren......Page 583
15.3.1. Austauschgleichgewichte......Page 587
15.3.3. Konfigurations-Umwandlungen......Page 588
Isomerisierung von taktischen Polymeren......Page 589
15.4.1. Übersicht......Page 590
15.4.2. Säure-Base-Reaktionen......Page 591
15.4.3. Ionenaustauscher......Page 593
15.4.4. Polymer-Transformationen......Page 594
15.4.5. Intramolekulare Ringschluss-Reaktionen......Page 597
15.4.6. Polymer-Reagentien......Page 600
Abbaugrad......Page 601
Geschwindigkeitskonstanten......Page 603
Kinetik......Page 604
Nicht-statistische Kettenspaltungen......Page 606
15.5.3. Depolymerisationen......Page 607
15.5.4. Pyrolyse......Page 610
A- 15 Anhang: Intramolekulare Cyclisierung......Page 613
Historische Notizen......Page 615
16.1. Architektonik......Page 618
16.2.2. Kombinationen von Ringen......Page 619
16.2.3. Röhrenpolymere und Mikroröhren......Page 621
16.3.1. Suprapolymere......Page 622
Blockpolymerisationen......Page 624
Blockkopplungen......Page 626
Polymerisationsgrade bei Kopplungen......Page 627
16.3.4. Kammpolymere......Page 628
16.4.1. Leiterpolymere......Page 630
1 6.4.2. Schichtenpolymere......Page 631
16.5.1. Typen von Netzwerken......Page 633
16.5.2. Vernetzungsreaktionen......Page 634
A-16 Anhang: Vereinen von Primärmolekülen......Page 636
Tab. 17- 1 Physikalische Grundgrössen und SI-Grundeinheiten......Page 639
Tab. 17-2 Abgeleitete SI-Einheiten und IUPAC-Symbole......Page 640
Tab. 17-3 Neben oder mit SI-Einheiten verwendete ältere Einheiten......Page 641
Tab. 17-6 Römische Zahlzeichen......Page 642
17.2. Zahlwörter......Page 643
17.4. Konzentrationen......Page 644
17.5. Verhältnisse physikalischer Grössen......Page 645
Sachregister......Page 647
Englische Fachausdrücke......Page 671