La trimerización (de tri- , "tres" y -mer , otro griego μέρος "parte") es la formación de un oligómero a partir de tres moléculas. A menudo, la trimerización es un paso de polimerización intermedio : por ejemplo, el dimetilsilanodiol polimeriza a polidimetilsiloxano , mientras que en una de las etapas se forma un trímero:
Me 2 Si (OH) 2 + (HO) 2 SiMe 2 → Me 2 (OH) Si-O-Si (OH) Me 2 - dímero Me 2 (OH)Si-O-Si(OH)Me 2 + (HO) 2 SiMe 2 → Me 2 (OH)Si-O-SiMe 2 -O-Si(OH)Me 2 - trímero Me 2 (OH)Si-O-SiMe 2 -O-Si(OH)Me 2 + (HO) 2 SiMe 2 → Me 2 (OH)Si-O-SiMe 2 -O-SiMe 2 -O-Si(OH) )Me 2 es un tetrámero y así sucesivamente hasta Me 2 (OH) Si-O- [SiMe 2 -O-] n Si (OH) Me 2 (n> 100) - polímeroLas reacciones de trimerización se conocían ya en el siglo XIX, por ejemplo, la producción de benceno a partir de acetileno se asocia con el nombre de Marcelin Berthelot [1] , cuyo trabajo se inició en 1851. Sin embargo, el producto de la reacción según el método de Berthelot, que transcurría a alta temperatura, era, además del benceno, una mezcla compleja de componentes. Solo en 1948, W. Reppe logró encontrar un catalizador adecuado , el níquel , para reducir la temperatura de reacción. [2] Actualmente, tales reacciones y similares se clasifican como trimerización por ruptura de un triple enlace. Esto incluye, por ejemplo, la reacción de trimerización de alquinos (obtención de benceno) mencionada anteriormente o la primera reacción descrita en 1866 por Marcelin Berthelot sobre la experiencia de ciclomerización para obtener compuestos aromáticos, la ciclación de acetileno a benceno [3] . En la reacción de Reppe, al trimerizar acetileno, se obtiene benceno:
Las 1,3,5-triazinas simétricas se obtienen por trimerización de ciertos nitrilos , como el cloruro de cianógeno o la cianamida.
El cloruro cianúrico se obtiene en dos etapas a partir del cianuro de hidrógeno a través del cloruro de cianógeno, que se trimeriza a temperaturas elevadas en presencia de un catalizador de carbono:
HCN + Cl 2 → ClCN + HClEn 2005 se produjeron unas 200.000 toneladas del compuesto. [cuatro]
El bromuro de cianuro se obtiene de manera similar por ciclotrimerización del bromuro de cianógeno :
3 BrCN → (BrCN) 3La obtención industrial de ácido cianúrico implica la descomposición térmica de la urea con liberación de amoníaco . La conversión comienza a unos 175°C [4] :
3 H 2 N-CO-NH 2 → [C(O)NH] 3 + 3 NH 3 Síntesis de melaminaLa síntesis endotérmica de melamina se puede descomponer en dos pasos. Primero, la urea se descompone en ácido isociánico y amoníaco en una reacción endotérmica:
(NH 2 ) 2 CO → HOCN + NH 3El ácido ciánico luego se polimeriza para formar ácido cianúrico , que se condensa para liberar amoníaco en la primera etapa para liberar melamina y agua.
3HOCN → [C(O)NH] 3 [C(O)NH] 3 + 3 NH 3 → C 3 H 6 N 6 + 3 H 2 OEsta agua luego reacciona con el ácido cianhídrico en el paso actual, lo que ayuda a impulsar la reacción de trimerización para formar dióxido de carbono y amoníaco.
3 HOCN + 3 H 2 O → 3 CO 2 + 3 NH 3En total, la segunda etapa es una reacción exotérmica :
6 HCNO + 3 NH 3 → C 3 H 6 N 6 + 3 CO 2 + 3NH 3pero todo el proceso es endotérmico .
Además de las reacciones de escisión de triples enlaces (las primeras reacciones de trimerización descritas en la literatura científica), las reacciones de escisión de dobles enlaces se pueden distinguir de manera similar.
El 1,5,9 -cis-trans-trans- ciclododecatrieno C 12 H 18 tiene cierto valor industrial [5] y se obtiene por ciclotrimerización de butadieno con tetracloruro de titanio y un compuesto de organoaluminio para catálisis adicional : [6]
La trimerización de acetona catalizada por ácido sulfúrico por condensación aldólica da como resultado mesitileno .
La ciclotrimerización con formaldehído da 1,3,5-trioxano :
El 1,3,5-triciano es un trímero cíclico de formas no siderúrgicas de tioformaldehído. Este heterociclo consta de un anillo de seis miembros con enlaces metileno y grupos tioéter alternantes. Se obtiene por tratamiento con formaldehído y sulfuro de hidrógeno . [7]
Tres moléculas de acetaldehído se condensan para formar paraldehído , un trímero cíclico que tiene un enlace simple CO.