1.4: Циклічні олефіни

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19864

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Поліолефіни зазвичай виготовляються з олефінів шляхом прив'язки однієї алкенової одиниці до іншої, торгуючи пін-зв'язком всередині мономера для одного зв'язку між двома повторними одиницями. Однак існує інший підхід, який перетворює циклічні алкени в полімери. Такий підхід нагадує кільцеве відкриття циклічних ефірів і амідів.

Наприклад, уявіть циклопентенове кільце, що відкривається на подвійному зв'язку і тягнуться, щоб з'єднатися з іншими кільцями по обидва боки від нього.

Серія циклопентенових кілець, з'єднаних між собою в ряд, виглядала б приблизно так:

Ми, мабуть, намалювали б його у звичайній конформації зигзага.

Цей акт взяття циклічного алкена, розщеплення відкриває його подвійний зв'язок, і в'язання його разом з іншими такими алкенами в довгий ланцюжок називається кільцеподібної метатезної полімеризацією. Іноді його коротко називають ROMP. Він має деякі спільні речі з іншими полімеризаціями, що відкривають кільце, такими як ROTEP. Як в ROTEP, так і в ROMP подібні молекули вступають в реакцію разом, утворюючи полімер. У РОТЕП це були б два циклічних ефіри. У ROMP це були б два циклічні алкени. Це відрізнялося від конденсаційної полімеризації, яка вимагала двох взаємодоповнюючих молекул, таких як дифункціональний амін та хлорид дифункціональної кислоти.

Частково як наслідок того, що подібні молекули взаємодіють разом, ROTEP і ROMP є ланцюговими реакціями. Для того щоб молекули зреагували самі з собою, їм потрібен ініціатор. Ініціатор стрибка-запускає реакцію.

За цією схемою слідували й інші полімеризації олефінів. Алкени зазвичай не реагують разом (є деякі обставини, коли вони будуть, але нам не потрібно вникати в це зараз, оскільки ці події зазвичай не мають нічого спільного з полімеризацією). Полімеризації олефінів, як правило, проходять ланцюгові реакції, які вимагають ініціатора для початку роботи.

Незважаючи на ці подібності, реакції ROTEP і ROMP насправді досить різні в тому, як вони відбуваються, як і регулярні полімеризації олефінів, і умови, необхідні для початку полімеризації, є унікальними для кожного випадку. ROMP вимагає щось, що називається каталізатором метатезу олефінів. Каталізатор метатезу олефінів - це сполука перехідного металу, яка здатна розщеплювати подвійний зв'язок алкену навпіл і скласти дві частини разом з іншими алкенами. Ключовою частиною каталізатора метатезу олефінів є подвійний зв'язок метал-вуглецю. Це група, яка здатна перемикати кінці алкенів навколо з різними партнерами.