Кіріспе

Циклдік мономерлерді қатыстыратын тізбекті полимерлеу. Полимер химиясында, сақина ашылу полимерлеуі (ROP) – полимер тізбегінің соңы циклдік мономерлерге шабуыл жасап, ұзын полимер құрайтын тізбекті өсу полимерлеуінің бір түрі (суретті қараңыз). Реакциялық орталық радикалды, анионды немесе катионды болуы мүмкін. Норборнен немесе циклооктадиен сияқты кейбір циклдік мономерлер металл катализаторларын қолдану арқылы жоғары молекулалық салмақты полимерлерге полимерлене алады. ROP – биополимерлерді синтездеудің әмбебап әдісі. Циклдік мономерлердің сақинасының ашылуы көбінесе байланыс бұрышының кернеуінің азаюымен шақырылады. Осылайша, полимерлендірудің басқа түрлері сияқты, сақина ашылу кезіндегі энтальпия өзгерісі теріс болады.

Мономерлер

РОП-қа жарамды циклдік мономерлерге эпоксидтер, циклдік трисилоксандар, кейбір лактондар және лактидтер, сондай-ақ аминқышқылының N-карбоксиангидридтері жатады. Көптеген керілген циклоалкендер, мысалы, норборнен, сақина ашылу метатездік полимерлену арқылы қолданылатын мономерлер болып табылады. Тіпті циклопропан және циклобутан туындылары сияқты өте керілген циклоалкан сақиналары да РОП-қа түсуі мүмкін.

Тарих

Қозғалыс шеңберін ашатын полимерлеу 1900 жылдардың басынан бері полимерлерді өндіру үшін қолданылып келеді. Полипептидтердің синтезі, РОП-тың ең көне тарихына ие, 1906 жылы Лейхстің жұмысына қатысты. Содан кейін, сусыз қанттардың РОП арқылы полисахаридтер, оның ішінде синтетикалық декстран, ксантан гам, велан гам, геллан гам, диутан гам және пуллулан алынды. Қозғалыс шеңберін ашатын полимерлеудің механизмдері мен термодинамикасы 1950 жылдары белгіленді. 1976 жылы РОП арқылы қайталанатын бірлігі бар жоғары молекулалық салмақты (Mn 105-ке дейін) алғашқы полимерлер дайындалды. Өнеркәсіптік қолданылуының бір мысалы – капролактамнан нейлон-6 өндірісі.

Механизмдер

Сақина ашылу полимерлеуі радикалдық, аниондық немесе катиондық полимерлеу арқылы, төменде сипатталғандай жүргізілуі мүмкін. Сонымен қатар, радикалдық РОП винил мономерлерінің дәстүрлі тізбектік өсу полимерлендіруімен синтездеуге болмайтын, тізбек құрамына енгізілген функционалдық топтары бар полимерлерді өндіруде пайдалы. Мысалы, радикалдық РОП полимерлерді эфирлер, эстерлер, амидтер және карбонаттармен негізгі тізбекте функционалдық топтар ретінде жасауға мүмкіндік береді.

Анионды сақиналарды ашу полимерлендіру (AROP)

Мономерлер Брёнстед қышқылдары, карбений иондары, онний иондары және металл катиондары арқылы белсендіріледі. РОМП арқылы синтезделген коммерциялық маңызды қанықпаған полимерлерге полинорборнен, полициклооктен және полициклопентадиен жатады.