21.12: Anionische Kettenwachstumspolymerisation: Mechanismus

Der Mechanismus der anionischen Kettenwachstumspolymerisation umfasst Initiierungs-, Ausbreitungs- und Beendigungsschritte. Im Initiierungsschritt initiiert ein nukleophiles Anion wie Butyllithium den Polymerisationsprozess, indem es die π-Bindung des Vinylmonomers angreift. Dadurch wird ein durch die elektronenziehende Gruppe stabilisiertes Carbanion erzeugt. Das resultierende Carbanion fungiert im Ausbreitungsschritt als Michael-Donor und greift das zweite Vinylmonomer an, das als Michael-Akzeptor fungiert. Dadurch entsteht ein Dimer, das als neues Carbanion fungiert. Der Ausbreitungsschritt wiederholt sich und ermöglicht so die Verlängerung der Polymerkette. Die Polymerkette wächst weiter, bis eine schwache Säure oder ein Elektrophil hinzugefügt wird, um den Polymerisationsprozess zu beenden. Interessanterweise wirkt das Ende der sich ausbreitenden Kette in Abwesenheit von Abbruchmitteln als stabilisierte Carbanion-Stelle, und der Polymerisationsprozess setzt sich gleichmäßig fort, solange die Monomere verfügbar sind. Daher werden anionische Polymere oft als lebende Polymere bezeichnet.

Der anionische Polymerisationsmechanismus umfasst drei Schritte: Initiierung, Vermehrung und Beendigung.

In dem Initiationsschritt fügt sich ein nukleophiles Anion, wie Butyllithium, zur π Bindung eines Vinylmonomers hinzu, um ein Carbanion zu erzeugen, das durch die elektronenziehende Gruppe des Monomers stabilisiert ist.

Im Vermehrungsschritt fungiert das resultierende Carbanion als Michael-Donor. Es fügt sich einem zweiten Vinylmonomer, einem Michael-Akzeptor, hinzu, um ein Dimer zu erhalten, das als neues Carbanion wirkt.

Der Vermehrungsschritt wird so lange fortgesetzt, bis die Reaktion durch Zugabe einer schwachen Säure oder eines Elektrophils wie Kohlendioxid tatsächlich beendet wird.

In Ermangelung von Terminierungsmitteln weist das Ende jeder Vermehrungskette eine stabilisierte Carbanionenstelle auf, die so lange weiter polymerisieren kann, wie die Monomere verfügbar sind. Daher werden anionische Polymere auch als lebende Polymere bezeichnet.