Сілтілік ортада формальдегид тотығу – тотықсыздану реакциясына (Канницарро реакциясы) ұшырайды

Сілтілік ортада формальдегид тотығу – тотықсыздану реакциясына (Канницарро реакциясы) ұшырайды:

2Н₂С = О + Н₂О СН₃ОН + НСООН

Формальдегидтің кейбір молекулалары судың сутек атомын қосып алған тәрізденеді де метил спиртіне айналып тотықсызданады, ал оның басқа молекулалары судың оттектік әсерінен тотығып, құмырсқа қышқылына айналады.

Мочевинаформальдегид шайырының түзілу механизмі толығымен зерттелмеген. Бірақ бастапқы компонентерін әртүрлі қатынаста мочевинаформальдегидтің сулы ерітіндісінің рН ортасына байланысты, температура мен реакцияның жүруіне байланысты әртүрлі өнімдер алуға болады. Сұйытылған сілтілік ортада (рН 11–13) монометилолмочевина H₂N–CO–NH–CH₂–OH, ал бейтарап және әлсіз сілтілік орта (рН 7–8) бастапқы компонентің арақатынасына байланысты моно– және диметилолмочевина OC(NHCH₂OH)₂ түзіледі. Соңғы қосылыс монометилолмочевина мен формальдегидтің әрекеттесуінен түзіледі. Бұлардың реакция тепе – теңдігі рН ортасына байланысты болмайды, тек реакцияласатын қосылыстың концентрациясына және температурасына байланысты болады.

Мочевина мен формальдегидтің күшті қышқылдық ортада (рН<3) әрекеттесуінің нәтижесінде метилолмочевина түзіледі, бірақ бірден дегидратацияға ұшырайды, одан метиленмочевина алынады, мысалы

Осы реакция жағдайына байланысты бірден полиметиленмочевинаға айналады, оның жалпы формуласы (С₂Н₄N₂O)_n – балқымайтын және ерімейтін аморфты өнімдер, практикалық маңызы жоқ. Сондықтан мочевинаформальдегид шайырын алу үшін мочевинадан метилол туындылары түзілу процестерінің тиімді жағдайларын жүзеге асыру тиіс. Моно- және диметилолмочевина – ақ кристалды өнім, суда және метанолда ериді; бірінші 111°С (этанолда), екінші – 121 – 126°С (80%-тік этанолда) балқиды; диметилолмочевинаны қыздырғанда этанолда ериді. Сусыз моно және диметилолмочевина қыздырғанда полиметиленмочевинаға айналады; бірінші 100°С температурада, екінші 140°С температурада толығымен ерімейтін өнімге ауысады, Сулы қышқыл ерітіндіде (рН 4.5–6.0) метилолмочевина әрі қарай өзгерістерге қабілетті, нәтижесінді метилен-бис-амидке (I), метилолметилен-бис-амидке (II) немесе жай эфир (III) мен азометилен (IV) қосылыстары бірден тримерленеді:

Мочевинаформальдегид шайыры түзілуінің негізгі реакциясы –бимолекулярлы деп болжанған және оның жылдамдығы сутегі ионының концентрациясына пропорционал болады. Мочевинаформальдегид шайырының түзілу сызба нұсқасы келтірілген.

Полимер құрылымындағы оттегінің құрылысы соңғы сызба нұсқада берілген, бұл мочевинаформальдегид шайыр өнімін пайдалану және сақтау кезінде формальдегидтің бөлінуімен түсіндіруге болады.

Мочевина формальдегид реакциясының бағыты температураға тәуелді. Егер 40⁰С температурадан (метилол-мочевина алудағы оптималды температурасы) асқанда, онда метиленмочевинадан кажеті жоқ өнімдер түзіледі. Соңғы алынған метилолмочевина процесінің синтезі қолайлы жағдай болып табылады, бұл реакцияның жүруі рН – ортаның өзгеруімен тәуелді. Өйткені мочевина қышқылдармен тұрақсыз тұздар түзеді, бұл формалин құрамында құмырсқа қышқылының бар екенін айтады. Мочевина мен формалин ерітіндісін қосу арқылы реакциялық қоспаның рН – ортасы жоғарлайды. Сонымен қатар құмырсқа қышқылы формальдегидтен түзіледі (реакция Канниццаро – Тищенко):