La polimerizzazione cationica e anionica sono due processi distinti in chimica organica. Nel processo di polimerizzazione cationica, le catene crescono mediante l’addizione di molecole di monomero a un centro attivo con carica positiva, mentre nella polimerizzazione anionica, le molecole attivate sono cariche negativamente.
La polimerizzazione con meccanismo ionico avviene spesso con velocità elevate anche a temperature relativamente basse, o addirittura al di sotto della temperatura ambiente. Le specie che prendono parte alla reazione di propagazione nelle polimerizzazioni cationica ed anionica si possono rappresentare come R+ ed R-, rispettivamente.
Le cariche presenti alle estremità delle catene in crescita devono essere bilanciate da piccoli ioni di carica opposta, chiamati controioni, situati in prossimità di ciascuna estremità di catena in crescita. Questa configurazione ha un’importante influenza sulla stereoregolarità del polimero risultante.
Per la polimerizzazione cationica vengono utilizzati iniziatori come acidi di Lewis, acidi di Brønsted-Lowry, sali di cationi stabili, composti organometallici e altre sostanze in grado di formare cationi. Gli iniziatori sono generalmente ottenuti mediante l’impiego di catalizzatori di Friedel-Crafts come il tricloruro di alluminio AlCl3 e il trifluoruro di boro BF3, tra gli altri.
La formazione di specie ioniche avviene tramite diverse reazioni, come la dissociazione di acidi protonici, reazioni di acidi di Lewis con acidi di Brønsted e Lowry, e la complessazione di acidi di Lewis con acqua o con alogenuri alchilici o eteri.
La propagazione di una reazione di polimerizzazione cationica avviene attraverso carbocationi, e la terminazione è dovuta generalmente a una reazione di trasferimento di catena che può avvenire tra diverse specie presenti nel mezzo di reazione.
In conclusione, la polimerizzazione cationica e anionica sono processi importanti in chimica organica che hanno delle caratteristiche specifiche e influenzano le proprietà dei polimeri risultanti.
Polimerizzazione Anionica: Processo e Caratteristiche
La polimerizzazione anionica è un processo attraverso il quale avviene la trasformazione di un monomero insaturato in un polimero. Questa reazione avviene mediante cessione di un protone o di un carbocatione al controione. L’esito di questa reazione è la formazione di una catena terminata da un’insaturazione.
Iniziatori per la Polimerizzazione Anionica e relativi solventi organici
Gli iniziatori più comuni per la polimerizzazione anionica sono i composti organometallici, come i metalli alchili (ad esempio il butillitio). Questi iniziatori sono facilmente solubili in soluzioni organiche come il toluene o il tetraidrofurano.
L’azione di inizio della reazione di polimerizzazione anionica consiste nell’addizione del composto organometallico al doppio legame C=C del monomero, con separazione di carica e formazione di un carbanione. La carica negativa del carbanione è bilanciata dalla carica positiva del controione metallico.
Stadi di Propagazione e Terminazione nella Polimerizzazione Anionica
Il processo di propagazione implica la crescita anionica mediante l’addizione successiva di nuove molecole di monomero alle estremità anioniche delle catene in crescita.
Contrariamente a molte polimerizzazioni cationiche, le reazioni di terminazione sono assenti nella polimerizzazione anionica se il sistema è privo di impurità elettrofile, dando origine quindi ai polimeri viventi. In tali circostanze, le catene polimeriche continuano a crescere fino a esaurimento dei monomeri disponibili.
In conclusione, la polimerizzazione anionica offre polimeri ad elevata stereoregolarità ed è una tecnica utile per la sintesi di polimeri con specifiche proprietà e caratteristiche desiderate.