Мочевина с глюкозой, эвтектика или конденсация?

[Ruslan_Sharipov]

Известно, что мочевина и формальдегид конденсируются в смолу при умеренном нагревании 30-35ºC. Процесс описывают формулами

1.    NH₂(CO)NH₂ + CH₂O = NH₂(CO)NH-CH₂OH;
2.    n NH₂(CO)NH-CH₂OH = (NH(CO)NH-CH2-)_n+ n H₂O,

хотя при этом пишут, что механизм образования мочевинных смол весьма сложен и не выяснен полностью (Е.А. Брацыхин, Технология пластических масс, ГХИ, Ленинград, 1963, стр. 267).

 

Глюкоза является альдозой, то есть она содержит альдегидную группу в своей линейной форме. По этой причине для нее можно написать реакции, аналогичные реакциям 1 и 2 выше:

 

3.     NH₂(CO)NH₂ + C₅H₁₁O₅-CHO = NH₂(CO)NH-(C₅H₁₁O₅)CHOH;

4.     n NH₂(CO)NH-(C₅H₁₁O₅)CHOH = (NH(CO)NH-(C₅H₁₁O₅)CH-) + n H₂O.

 

Исходя из формул 3 и 4 решил провести эксперимент. Взял глюкозу и мочевину в молярном соотношении 1:1. В весовом соотношении это получается 1 часть мочевины на 3 части глюкозы. Насыпал в пробирку 0,5 г мочевины и 1,5 г глюкозы. Мочевина в форме круглых гранул диаметром 1-2 мм, глюкоза в порошке. Перемешал всухую стальной вязальной спицей для равномерного распределения гранул в сухом порошке. После этого стал греть пробирку в кипящей воде. Сами вещества в пробирке оставались сухими. Горлышко пробирки закрыл ваткой.

 

Через некоторое время обнаружил, что вокруг гранул мочевины порошок глюкозы стал более прозрачным, как бы увлажнённым. Затем всё содержимое пробирки превратилось в густую прозрачную жидкость, в которой осталось совсем небольшое количество нерастворившегося порошка глюкозы. Объем содержимого пробирки сильно уменьшился от 4-5 мл первоначально (точно на засекал) до 1,4 мл. При помощи вязальной спицы перемешал содержимое пробирки до однородности и грел ещё около получаса. Никаких дальнейших изменений не произошло. После остывания содержимое пробирки осталось жидким. Лишь на следующее утро через 6-8 часов после остывания на поверхности были небольшие признаки кристаллизации. Острожно попробовал вещество на вкус кончиком языка. Сладкого не почувствовал. Проверил электропроводность. Жидкость не проводит электрического тока. Пробовал растворить в ней крисаллик поваренной соли. Не растворяется.

 

Хочется понять что произошло. Есть три варианта в мыслях:

 

1) Глюкоза была моногидратом и расплавилась при 83ºC (см. Википедию.), растворив в себе мочевину.

2) Образовалась глубокая эвтектика глюкозы с мочевиной.

3) Произошли реакции конденсации 3 и 4 либо только реакция 3 без полимеризации 4 и продукт оказался жидкостью.

 

Пожалуйста, подскажите, что нужно сделать, чтобы определить что же произошло на самом деле.

Изменено 2 Июня, 2019 в 10:36 пользователем Ruslan_Sharipov

[dmr]

Если смола, то в воде не растворимо будет 

Если эвтектика то всё без остатка растворится

[Ruslan_Sharipov]

9 часов назад, dmr сказал:

Если эвтектика то всё без остатка растворится

Так и вышло. Растворяется. Буду думать как сделать нерастворимую смолу. Прогрев до 130ºC не помогает. Глюкоза карамелизуется и даёт окраску, но растворимость остаётся.

[Ruslan_Sharipov]

Только что повторил опыт с небольшой модификацией. Как и раньше, взял мочевину и глюкозу в весовом соотношении 1:3, то есть 0,5 г и 1,5 г. Добавил  0,5 г лимонной кислоты. Всё перемешал в порошкообразном состоянии и стал греть в кипящей воде. Жидкость (предположительно эвтектика) образовалась быстро. Лимонная кислота при этом плавала в ней нерастворённой. Но через полчаса варки она поддалась, то есть растворилась. При этом жидкость окрасилась в жёлтый цвет. Она прозрачная и густая. По ощущениям гуще, чем при первом опыте, описанном выше. В ней есть пузырьки на стенках пробирки, на поверхности пенка. Очень похоже на светлый мёд. Но мёд менее прозрачный. Оъём 1,4-1,6 мл за вычетом объёма пузырьков. После остывания жидкость стала очень густой. Практически - это смола по консистенции. Тока не проводит. Но в воде растворяется. Момента окрашивания и вспенивания (газообразования) я не засёк - отвлёкся на игру в компьютере.

Изменено 3 Июня, 2019 в 02:01 пользователем Ruslan_Sharipov