Koordinační polymerizace

Koordinační polymerizace je polymerizační reakce, při které je katalyzátorem sůl nebo komplex kovu.^[1][2]

Koordinační polymerizace se začala používat v 50. letech 20. století, první použitá metoda byla založená na Zieglerových–Nattových katalyzátorech obsahujících chlorid titaničitý a organohlinité kokatalyzátory. Směs TiCl₄ a trialkylhlinitých komplexů vytváří titanité sloučeniny, které katalyzují polymerizaci ethenu a propenu. Povaha katalytických center je objektem vědeckého zájmu, ovšem dosud není známa.

Bylo vyvinuto mnoho různých variant tohoto postupu.^[3]

V některých případech byla heterogenní Zieglerova–Nattova polymerizace nahrazena použitím homogenních katalyzátorů, jako je Kaminského katalyzátor objevený v 70. letech. V 90. letech byla objevena řada dalších postmetalocenových katalyzátorů. Obvyklými monomery jsou zde ethen a propen. Později nastal další rozvoj, který umožnil polymeraci polárních monomerů,^[4] například methylvinylketonu a jeho derivátů,^[5] methylakrylátu^[6] a akrylonitrilu.^[7]

Kaminského katalyzátory obsahují metaloceny kovů 4. skupiny (Ti, Zr, Hf) aktivované methylaluminoxanem.^[8][9] Polymerizace katalyzované metaloceny probíhají Cosseeovým–Arlmanovým mechanismem. Aktivním místem je většinou anion. existují však i kationtové koordinační polymerizace.

V roce 2000 se vyrobilo 2,1 milionu tun polybutadienu. Při tomto procesu se používá homogenní katalyzátor obsahující neodym.^[10]

Některé alkany se za přítomnosti Zieglerových–Nattových nebo Kaminského katalyzátorů nepolymerují; tuto vlastnost mají například polární alkeny jako jsou vinylchlorid, vinylestery a akrylátové estery.^[11]

Koordinační polymerizace poskytuje vznikajícím vinylovým polymerům, jako jsou polyethylen a polypropylen, odlišné vlastnosti, než jaké by měly při syntéze ostatními metodami, jako je radikálová polymerizace. Tyto bývají lineární a mívají mnohem vyšší molekulovou hmotnost. Koordinační polymery mívají také pravidelnou stereochemii a mohou být izotaktické a nebo syndiotaktické, ne jen ataktické, a tak mít krystalickou strukturu, zatímco ostatní polymery bývají amorfní. Tyto rozdíly způsobují odlišné vlastnosti nízkohustotního polyethylenu oproti polyethylenu vysokohustotnímu či ultravysokohustotnímu.

Koordinační polymerizaci lze použít i u nealkenových substrátů. Byla prozkoumána polymerizace dihydro- a trihydrosilanů pomocí dehydrogenačního párování, která ale nebyla uvedena do průmyslového využití. Součástí tohoto procesu je koordinační reakce a také oxidační adice Si-H center na komplexy kovů.^[12][13]

Za přítomnosti Lewisových kyselin se laktidy polymerují na polylaktidy:^[14][15]

• Cosseeův–Arlmanův mechanismus
• Zieglerovy–Nattovy katalyzátory
• Polymerizace
• Koordinační vazba

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Coordination polymerization na anglické Wikipedii.