Полимеризация метатезиса с раскрытием кольца - Ring-opening metathesis polymerisation

Для других вариантов использования «ROMP» см. Возня (значения).

Полимеризация метатезиса с раскрытием цикла (ROMP) является разновидностью метатезис олефинов полимеризация с ростом цепи. Движущей силой реакции является снятие напряжение кольца в циклическом олефины (например. норборнен или же циклопентен ). Разнообразие неоднородный и гомогенные катализаторы были разработаны. Большинство крупномасштабных промышленных процессов полагаются на первые, в то время как некоторые тонкие химические синтезы полагаются на гомогенные катализаторы.[1] Катализаторы основаны на переходных металлах, таких как W, Mo, Re, Ru и Ti.[2]

Гетерогенный катализ и приложения

ROMP реакция с образованием полинорборнена. Как и в большинстве промышленных процессов метатезиса алкенов, в этой реакции не используется четко определенный молекулярный катализатор.

Полимеризация циклоалкенов с раскрытием цикла с метатезисом коммерциализируется с 1970-х годов.[1] Примерами полимеров, получаемых на промышленном уровне посредством катализа ROMP, являются Вестенамер или транс-полиоктенамер, который представляет собой метатетический полимер циклооктена. Норсорекс или полинорборнен - ​​еще один важный продукт ROMP на рынке. Телене и Меттон полидициклопентадиен продукты, полученные в результате побочной реакции полимеризации норборнена.[3]

Процесс ROMP полезен, потому что образуется обычный полимер с регулярным количеством двойных связей. Полученный продукт может быть подвергнут частичному или полному гидрированию или может быть функционализирован в более сложные соединения.[3]


Гомогенные катализаторы

Третье поколение катализатора Грабба.

Самый распространенный гомогенный катализатор для ROMP также лучше всего понимается. В частности, третье поколение Катализатор Граббса (известный как G3) имеет отличный функциональная группа толерантность, устойчивость к воздуху и быстро инициация и распространение тарифы.[4][5][6] Высокая скорость инициирования G3 приводит к живая полимеризация с узкой молекулярной массой полимера диспергирует. Что сделало ROMP популярным выбором для создания продвинутых полимерные архитектуры и функциональные полимерные изделия.[7] Обычно эти реакции гасят этилвиниловый эфир для образования свободной полимерной цепи и неактивного Ru Карбен Фишера сложный.[8]

Механизм

Механизм ROMP аналогичен любому метатезис олефинов реакция. Инициация происходит путем образования открытого координационного узла. Распространение происходит через металлациклобутан средний.

Фронтальная метатезисная полимеризация с раскрытием кольца

Фронтальная метатезисная полимеризация с раскрытием кольца (FROMP) - это вариант ROMP, в котором он скрытый система полимеризации, которая быстро реагирует только при воспламенении.[9] Одним из примеров этой системы является FROMP дициклопентадиен с Граббса катализатор, инициированный нагреванием.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Лайонел Делод, Альфред Ф. Ноэлс (2005). «Метатезис». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 0471238961.metanoel.a01. ISBN  978-0471238966.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ Грант), Коуи, Дж. М. Г. (Джон Маккензи (2008). Полимеры: химия и физика современных материалов. Арриги, В. (Валерия) (3-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  9780849398131. OCLC  82473191.
  3. ^ а б Мол, Дж. К. (2004). «Промышленное применение метатезиса олефинов». Журнал молекулярного катализа A: химический. 213 (1): 39–45. Дои:10.1016 / j.molcata.2003.10.049.
  4. ^ С любовью, Дженнифер А .; Морган, Джон П .; Трнка, Тина М .; Граббс, Роберт Х. (2002). «Практичный и высокоактивный катализатор на основе рутения, который влияет на перекрестный метатезис акрилонитрила». Angewandte Chemie International Edition. 41 (21): 4035–4037. Дои:10.1002 / 1521-3773 (20021104) 41:21 <4035 :: help-anie4035> 3.0.co; 2-i. ISSN  1521-3773.
  5. ^ Уолш, Дилан Дж .; Лау, Сии Хонг; Hyatt, Майкл Дж .; Гуиронне, Дэмиен (2017-09-25). «Кинетическое исследование полимеризации метатезиса с раскрытием живого кольца с катализаторами Граббса третьего поколения». Журнал Американского химического общества. 139 (39): 13644–13647. Дои:10.1021 / jacs.7b08010. ISSN  0002-7863. PMID  28944665.
  6. ^ Слуговц, Кристиан (21.07.2004). «Набор инструментов для полимеризации метатезиса с раскрытием кольца». Макромолекулярные быстрые коммуникации. 25 (14): 1283–1297. Дои:10.1002 / marc.200400150. ISSN  1022-1336.
  7. ^ Свейнбьорнссон, Бенджамин Р .; Weitekamp, ​​Raymond A .; Miyake, Garret M .; Ся, Ян; Этуотер, Гарри А .; Граббс, Роберт Х. (04.09.2012). «Быстрая самосборка щеточных блок-сополимеров в фотонные кристаллы». Труды Национальной академии наук. 109 (36): 14332–14336. Bibcode:2012PNAS..10914332S. Дои:10.1073 / pnas.1213055109. ЧВК  3437898. PMID  22912408.
  8. ^ Grubbs, R.H .; Тумас, В. (1989). «Синтез полимеров и химия органопереходных металлов». Наука. 243 (4893): 907–915. Bibcode:1989Sci ... 243..907G. Дои:10.1126 / science.2645643. PMID  2645643.
  9. ^ Руиу, Андреа; Санна, Давиде; Альзари, Валерия; Нуволи, Даниэле; Мариани, Альберто (15.07.2014). "Достижения в метатезисе полимеризации с раскрытием фронтального кольца дициклопентадиена". Журнал науки о полимерах, часть A: химия полимеров. 52 (19): 2776–2780. Bibcode:2014JPoSA..52.2776R. Дои:10.1002 / pola.27301. ISSN  0887-624X.
  10. ^ Манипенни, Тимоти П .; Лю, Хуэйин; Ян, Анна; Робертсон, Ян Д.; Мур, Джеффри С. (13 апреля 2017 г.). «Вдохновленный Граббсом метатезис в группе Мура». Журнал науки о полимерах, часть A: химия полимеров. 55 (18): 2935–2948. Bibcode:2017JPoSA..55.2935M. Дои:10.1002 / pola.28592. ISSN  0887-624X.