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