Reacţii de condensare şi policondensare

Condensarea e procesul prin care două molecule organice se unesc într-o moleculă mai mare.

Se formează în noi legături covalente, prin ruperea unor legături sau prin eliminarea unor substanțe cu moleculă mică între cele două molecule organice.

De obicei, se elimină apă sau un alcool.

Reacțiile de condensare sunt foarte variate și pot fi reacții de adiție, urmate uneori de reacții de eliminare sau de reacții de substituție.

Aceste reacții au aplicații în sinteză a multor substanțe organice și reprezintă o metodă importantă de mărire a numărului de atom de carbon dintr-o moleculă organică.

Aldehidele și cetonele pot da reacții de condensare foarte importante.

Aceste reacții se mai numesc și reacții de condensare aldolică și crotonică.

În reacțiile de condensare, unul din compușii carbonilici participă la reacție cu grupa carbonil și se numește componentă carbonilică.

Vom nota pe scurt CC.

Celălalt compuș carbonilic participă la reacție cu o grupă metil, metiliden sau metilidin, grupă care se află în poziția vecină a grupei carbonil.

Acest compuș se va numi componenta metilenică, pe scurt CE.

Atomii de hidrogen legați de atomul de carbon vecin grupei carbonil, adică în poziția alfa față de grupa carbonil, sunt mai reactivi în reacțiile de condensare decât ceilalți atomi de hidrogen din moleculă.

Reacția de condensare dintre componenta carbonilică și componenta metilenică presupune două etape.

Prima este reacția de aldolizare sau condensare aldolică.

A doua etapă este reacția de crotonizare sau condensarea crotonică.

Condensarea aldolică constă în adiția componentei metilenice la grupa carbonil din componenta carbonilică.

Astfel rezultă fie o hidroxialdehidă, care se mai numește și aldol, sau o hidroxicetonă, care se mai numește și cetol.

Observăm că produsul condensării dintre cei doi compuși carbonilici conține două funcțiuni, de aldehidă sau cetonă și de alcool.

Astfel s-au format cele două denumiri, aldol, de la aldehidă și alcool, sau cetol, de la cetonă și alcool.

Următoarea etapă, condensarea crotonică, presupune desidratarea aldolului sau cetolului cu formarea unui compuș carbonilic alfa-beta nesaturat.

S-a eliminat o moleculă de apă între grupa hidroxil și un atom de hidrogen din poziția vecină grupe carbonil.

Să luăm ca exemplu condensarea două aldehide și condensarea două cetone.

În prima reacție avem două molecule de etanal. Aceasta este componenta carbonilică, iar aceasta este componenta metilenică.

În prima etapă de aldolizare se formează un aldol, în acest caz trei hidroxibutanali.

Iar în a doua etapă, în cea de crotonizare, se formează aldehidă crotonică, în acest caz doi butenali.

În cea de a doua reacție avem o condensare între două molecule de propanonă. Aceasta este componenta carbonilică, iar cealaltă este componenta metilenică.

În etapa de aldolizare se obține un cetol și anume patru hidroxi, patru metil, doi pentanonă.

Iar în etapa de crotonizare, după eliminarea apei, se obține patru metil, trei penten, doi onă.

În funcție de condițiile de reacție, putem obține fie aldolul sau cetolul, fie compusul carbonilic nesaturat.

De obicei, aldolii și cetolii se obțin la temperatura camerei, nu sunt foarte stabili și elimină apă ușor prin simplă încălzire sau în prezența unor concentrații mari de catalizator.

Pot avea loc reacții de condensare și între aldehide și cetone. Nu trebuie neapărat să fie două molecule de același tip.

În aceste reacții, aldehida este, de obicei, componenta carbonilică, asta deoarece grupa carbonil din aldehide este mai reactivă decât cea din cetone.

Astfel, cetona este componenta metilenică.

Spre exemplu, avem reacția dintre etanal și propanonă.

După cum am zis, aldehida, adică etanalul, este componenta carbonilică, iar cetona este componenta metilenică.

Produsul de condensare aldolică este un cetol.

Unii compuși carbonilici, precum forma aldehida sau benzaldehida, pot fi numai componente carbonilice,

deoarece nu au în structura lor grupe metilidin, metilen sau metil, active și vecine grupe carbonil.

Un lucru important legat de condensare aldolică și crotonică.

Aldolii și cetolii obținuți din aldehidele și cetonele aromatice sunt instabili.

Ei se dezidratează chiar pe măsură ce se formează.

Astfel se obține direct compusul alfa-beta nesaturat.

Pe exemplu, prin condensarea dintre benzaldehida și propanonă, obținem direct 4-fenil-3-buten-2-onă.

Și o altă observație foarte importantă cu privire la condensarea compușurilor carbonilici,

dacă în molecula compusului carbonilic se află mai multe grupe metilenice distincte, cum este cazul butanonei,

atât grupa metil cât și grupa metiliden.

Sunt grupări active pentru reacția de condensare.

În acest caz vom obține mai mulți produs de condensare.

Avem acest produs când gruparea metilenică este grupa metiliden,

iar celălalt produs când gruparea metil este cea care reacționează cu gruparea carbonilor.

Haideți să discutăm acum și despre policondensare.

Policondensarea este procesul de combinare a unor monomeri într-o macromoleculă

cu eliminarea simultană a unor produse cu dat de reacție cu masă moleculară mică, precum apa sau alcool.

Compușuri carbonilici inferiori pot da reacții de condensare cu fenoli.

Prin policondensare a produsilor acestor reacții rezultă rășini sintetice care se numesc fenoplaste.

Reacția se aplică industrial deoarece fenoplastele au aplicații practice foarte importante.

Cele mai utilizate fenoplaste se obțin din fenol și formaldehidă printr-un proces complex de policondensare.

În funcție de condițiile de lucru și de proprietățile produsilor de reacție,

distingem două tipuri de fenoplaste sau rășini fenolformaldehidice și anume novolacul și bachelita.

Novolacul se formează în mediul acid.

Mai întâi se formează derivații hidroxilice ai difenilmetanului,

orto-ortodihidroxidifenilmetal și parapara-dihidroxidifenilmetal.

Prin policondensarea acestora în pozițiile orto și para ale nucleului benzenic,

se obține produsul macromolecular numit novolac.

Novolacul are o structură filiformă și este un solid termoplastic.

Termoplastic adică se înmoaie prin încălzire.

Este solubil în alcool, iar soluția alcolică de novolac se folosește ca lac anticoroziv și electroizolant.

De exemplu, e utilizat la obținerea unor pelicule rezistente la acțiunea genților chimici.

Cu aceste pelicule se acoperă cisternele sau unele conducte sau chiar pardoselele.

Bachelita se obține în mediul bazic, la rece.

Mai întâi se obțin alcoolii orto și para hidroxibenzenici.

Prin încălzire la 150 grade Celsius are loc reacția de policondensare,

iar acești intermediari se transformă în bachelita, care se mai numește și rezită.

Bachelita are macromolecule tridimensionale,

în care nucleele fenolice sunt condensate în toate cele trei poziții active, orto, ortoprim și para.

Bachelita este un solid termorigid și insolubil,

care, încălzit și apoi recit, își modifică structura irreversibil.

Bachelita e folosită în electrotehnică drept material izolant,

dar și în construcții și în construcția de mașini.

Acestea sunt obiecte obținute din bachelita.

În organismul nostru au loc procese de condensare și policondensare care ne mențin în viață.

E vorba de condensarea și policondensarea aminoacizilor și azaharidelor.

Dar despre aceste procese vom scuta în detaliu în capitolul dedicat compușilor organici cu importanță biologică.