Katioonne polümerisatsioon

Allikas: Vikipeedia
Vinüülmonomeeride reaktsioonivõime: metoksüeteen (ehk metüülvinüüleeter) > p-metoksüstüreen > stüreen > isobuteen > 1,3-butadieen (ehk divinüül)
Heterotsükliliste monomeeride näiteid: oksiraan (ehk etüleenoksiid), thietane, tetrahüdrofuraan, oksasoliin, 1,3-dioksepaan, oksetaan-2-oon
Karbokatioonid (R+) võivad olla assotsieerunud vastasiooniga (siin aniooniga X): kovalentne side, ioonpaar, solvent-eraldatud ioonpaar ja vabad ioonid

Katioonne polümerisatsioon ehk katioonpolümerisatsioon on üks ahelpolümerisatsiooni viisidest, milles aktiivsete osakestena osalevad monomeeri molekulidest moodustunud katioonset tüüpi intermediaadid.

Katioonse mehhanismi järgi polümeriseeruvad elektronodonoorseid asendusrühmi sisaldavad alkeenid ja teatud heterotsüklilised ühendid. Siin ahelreaktsioon genereeritakse monomeerist happelise (s.t. katioonse) initsiaatori toimel. Tavaliselt on selleks tugevad prootonhapped (H2SO4, HClO4 jt) või Lewise happed (BF3, AlCl3, SnCl4, FeCl3 jt). Reaktsiooni initsieerimine Lewise hapete toimel vajab kokatalüsaatori (näiteks vähene hulk vett H-OH või polaarset ühendit R-Cl või R-OH jm) osalust. Initsieerimisreaktsioonis moodustuvad karbokatioonid või ioonpaarid või oksooniumioonid jm. Alkeenide aktiivsuse rida on üldiselt samane moodustuvate karbokatioonide stabiilsuse reaga, kusjuures katioonide aktiivsus muutub vastupidises suunas. Heterotsüklid reageerivad tsükli avanemisega (nimetatakse tsükliavamispolümerisatsioon, milles moodustuvad lineaarsed polümeerid), kusjuures nende reaktsioonivõime on oluliselt seotud tsükli steerilise pingega.

Katioonse polümerisatsiooni mehhanism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Näiteks alkeeni (siin lihtsustatult C=CR’ ilma vesiniku aatomeid näitamata) polümerisatsioon katioonse mehhanismi järgi näiteks AlCl3 toimel (kokatalüsaator R-Cl) või BF3 toimel (kokatalüsaator H2O):

1) R–Cl + AlCl3 → R+ + AlCl4-
R+ + C=CR → R–(C–CR)+
2) H2O + BF3 → H+(BF3OH)-
H+(BF3OH)- + C=CR → H–(C–CR)+

See reaktsioon annab polümeeri ahelale algusrühma.

R–(C–CR)+ + n C=CR → R–(C–CR)n+
R–(C–CR)n+ + R–Cl → R–(C–CR) nCl + R+
R–(C–CR)n+ + AlCl4- → R–(C–CR) nCl + AlCl3

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]