Как можно установить строение молекул природного каучука?
Решение
Строение природного каучука установили по продуктам его разложения и по химическим свойствам: при сухой перегонке (термическом разложении) каучука получается в основном изопрен C₅H₈ (2-метилбутадиен-1,3), а сам каучук имеет состав (C₅H₈)ₙ (по данным анализа); значит, каучук — полимер изопрена; это подтвердили синтезом — полимеризацией изопрена получили каучукоподобное вещество.
Каучук присоединяет бром и водород (по одной молекуле на звено C₅H₈), обесцвечивает бромную воду и KMnO₄ — значит, в каждом звене сохраняется одна двойная связь: (–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–)ₙ; при озонировании (озонолизе) с последующим гидролизом образуется левулиновый альдегид CH₃–CO–CH₂–CH₂–CHO, что доказывает соединение звеньев «голова к хвосту» (1,4-присоединение); рентгеноструктурный анализ показал, что все звенья имеют цис-конфигурацию (цис-1,4-полиизопрен), а гуттаперча — транс-изомер; степень полимеризации n ≈ 1000–3000, молекулы линейные, свёрнутые в клубки (отсюда эластичность).
Ответ
По продукту пиролиза — изопрену (каучук (C₅H₈)ₙ), по присоединению Br₂/H₂ (одна C=C на звено), по озонолизу (звенья 1,4, «голова к хвосту») и рентгеноструктурному анализу (цис-строение): (–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–)ₙ