Sự khác biệt chính - Trùng hợp anion và Cation
Trùng hợp anion và trùng hợp cation là hai loại phản ứng trùng hợp tăng trưởng chuỗi được sử dụng để tổng hợp nhiều loại polyme khác nhau. Cả hai phản ứng này đều có cơ chế phản ứng giống nhau, nhưng chất khởi xướng phản ứng là khác nhau. Phản ứng trùng hợp anion được bắt đầu bởi một loại anion hoạt động, trong khi phản ứng trùng hợp cation được bắt đầu bởi một loại cation hoạt động. Đây là sự khác biệt chính giữa trùng hợp anion và cation. Cả hai phản ứng trùng hợp này đều nhạy cảm với dung môi được sử dụng.
Phản ứng trùng hợp anion là gì?
Trùng hợp anion là một phản ứng tăng trưởng chuỗi bắt đầu bởi một anion. Một số loại chất khơi mào khác nhau được sử dụng trong quá trình trùng hợp anion. Chuỗi phản ứng này diễn ra theo ba bước: bắt đầu, lan truyền chuỗi và kết thúc chuỗi. Các phản ứng trùng hợp này được bắt đầu bằng cách thêm nucleophin vào liên kết đôi của monome. Do đó, chất khơi mào được sử dụng trong phản ứng phải là chất nucleophile.
Khởi đầu thông qua anion mạnh mẽ
Trùng hợp Cation là gì?
Trùng hợp cation có thể được coi là một thể loại khác của phản ứng trùng hợp tăng trưởng chuỗi. Một cation bắt đầu phản ứng này bằng cách chuyển điện tích của nó sang một monome, sau đó tạo ra một loại phản ứng mạnh hơn. Tiếp theo, monome phản ứng phản ứng tương tự với các monome khác để tạo thành polyme. Chỉ có một số monome hạn chế có thể tạo điều kiện thuận lợi cho chuỗi phản ứng trùng hợp cation. Olefin chứa các nhóm thế nhường electron và dị vòng thích hợp cho các loại phản ứng này.
Khởi đầu bởi axit protic
Sự khác biệt giữa Trùng hợp Anionic và Cation là gì?
Ví dụ về Trình khởi tạo và Đơn phân:
Đơn phân:
Phản ứng trùng hợp anion: Phản ứng trùng hợp anion xảy ra với các monome có nhóm rút điện tử như nitrile, cacboxyl, phenyl và vinyl.
Trùng hợp cation: Anken có nhóm thế alkoxy, phenyl, vinyl và 1, 1-dialkyl là một số ví dụ về các monome được sử dụng trong quá trình trùng hợp cation.
Người khởi xướng:
Phản ứng trùng hợp anion: Các nucleophile như hydroxit, alkoxit, xyanua hoặc carbanion có thể hoạt động như chất khơi mào trong quá trình trùng hợp anion. Carbanion có thể có nguồn gốc từ các loại cơ kim như alkyl lithium hoặc thuốc thử Grignard.
Trùng hợp cation: Các chất điện li như axit halogenhiđric (HCl, HBr, H2SO4, HClO4) là một nhóm chất khơi mào được sử dụng trong phản ứng trùng hợp cation. Ngoài ra, axit lewis (chất nhận điện tử) và các hợp chất có khả năng tạo ra ion cacboni cũng có thể bắt đầu quá trình trùng hợp. Ví dụ về axit Lewis là AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl4, AgClO4, và I2Tuy nhiên, axit lewis yêu cầu chất đồng khởi đầu như H2O hoặc hợp chất halogen hữu cơ.
Cơ chế:
Phản ứng trùng hợp anion: Phản ứng trùng hợp anion cần một chất khơi mào để bắt đầu phản ứng và một monome để tạo thành polyme. Trong trường hợp này, một loại anion phản ứng bắt đầu phản ứng bằng cách phản ứng với một đơn phân. Đơn phân tạo thành là một carbanion, sau đó phản ứng với một đơn phân khác để tạo thành một carbanion mới. Phản ứng tiến hành bằng cách thêm một monome vào chuỗi đang phát triển theo cách tương tự, và điều này tạo ra chuỗi polyme. Đây được gọi là “truyền bá chuỗi”.
Trùng hợp cation: Một loại cation phản ứng bắt đầu phản ứng bằng cách liên kết và chuyển điện tích của nó sang một monome. Monome phản ứng tạo thành sau đó phản ứng với monome khác để tạo thành polyme theo cách tương tự như trong phản ứng trùng hợp anion.
Tỷ lệ phản ứng:
Trùng hợp anion: Tốc độ của phản ứng trùng hợp anion tương đối chậm hơn so với phản ứng trùng hợp cation vì điện tích âm trên chất khởi đầu anion có thể được ổn định bởi một số yếu tố khác. Khi các ion này ổn định, chúng sẽ ít phản ứng hơn.
Trùng hợp cation: Tốc độ phản ứng trùng hợp cation tương đối nhanh hơn phản ứng trùng hợp anion vì chất khởi đầu cation rất dễ phản ứng, khó kiểm soát và ổn định.
Ứng dụng:
Trùng hợp anion: Phản ứng trùng hợp anion được sử dụng để sản xuất một số vật liệu quan trọng như cao su tổng hợp polydiene, cao su styren / butadien dung dịch (SBR) và chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo styrenic.
Trùng hợp cation: Phản ứng trùng hợp cation được sử dụng trong sản xuất polyisobutylen (được sử dụng trong ống bên trong) và poly (N-vinylcarbazole) (PVK).
