POL04 加聚反应(引发)

目标:阐明不饱和单体链式加聚反应的第一个步骤。

加聚反应是合成聚合物的一种重要技术。它是以链式反应为特征的。通常被应用于含有碳-碳双键的有机分子中 (含 C=C 的单体)。这个反应的第一步是打开单体的p键,可以通过活性基团进攻p键来打开。这个步骤叫做引发。可以通过三种可能的方式引发反应。

可以通过三种可能的方式引发反应。

  • 在插图POL04-1中,一个自由基引发反应。它是原子外层轨道上含有未配对电子的活性中心,具有自由基的属性。这个自由基与来自单体p 键的一个电子形成了一个新的s键。自由基的特征被转移到单体的第二个碳原子上。大多数化合物(引发剂)可以提供自由基。最重要的是过氧化物和偶氮化合物。

 

 
  • 在插图POL04-2中,一个阳离子 与不饱和单体分子作用。进攻发生在分子中电子密度较大的一侧。



    反应的结果是形成了一个碳原子上带有正电荷可引发反应的阳离子(碳正离子)。

    单体的活性强烈依赖于它们的结构。异丁烯(A)和乙烯基甲基醚(B)非常适于这种类型的聚合反应。



    阳离子引发剂是质子酸(布朗斯特酸,例如 H2SO4) 和存在质子供体的路易斯酸(如BF3 + H2O).

  • 在插图POL04-3中,一个阴离子 与不饱和单体分子作用。进攻发生在分子中电子密度较小的一侧。



  • 反应的结果是形成了一个碳原子上带有负电荷可引发反应的负离子(碳负离子)。
    同样的,在这里单体的结构决定了引发是否能发生。典型的阴离子引发剂是一些碱性化合物,例如氨基金属化合物(NaNH2)、烷氧基金属化合物(NaOR) 和有机金属化合物,如 n-丁基锂 (n-C4H9Li)。
    苯乙烯是一个阴离子聚合单体的例子。