21.18: Polimerização por Metátese de Olefinas: Visão Geral

Recentemente, o desenvolvimento da polimerização por metátese de olefinas avançou no campo da síntese de polímeros. Simplificando, a reorganização de substituintes em suas ligações duplas entre duas olefinas, na presença de um catalisador, é conhecida como reação de metátese de olefinas. O uso da reação de metátese para a síntese de polímeros é chamado de polimerização por metátese de olefinas.

O catalisador Grubbs à base de rutênio é o catalisador mais comumente usado para polimerização por metátese de olefinas. O catalisador Grubbs consiste em uma ligação dupla carbono-metal, também conhecida como carbeno.

A reação de metátese de olefinas segue o mecanismo reversível mostrado na figura abaixo:

O mecanismo geral envolve a reação do catalisador de Grubbs com um alceno em uma cicloadição [2+2], dando um intermediário metalaciclobutano de quatro membros, que imediatamente passa por uma reação de abertura do anel de maneira reversa a fim de devolver o material inicial; ou quebrando diferentes ligações para formar um carbeno ou um catalisador diferentes e um produto alceno diferente.

O novo catalisador sofre cicloadição [2+2] com um segundo alceno para formar um novo metalaciclobutano, dando o produto de metátese e um novo complexo de carbeno. Este novo complexo de carbeno está então pronto para atacar outra molécula do material inicial, e o ciclo se repete.

Existem várias maneiras pelas quais a metátese de olefinas foi implementada para a síntese de polímeros. No entanto, a polimerização por metátese de abertura de anel (ROMP) e a metátese de dieno acíclico (ADMET) são as mais amplamente utilizadas para polimerização. ROMP é uma reação de polimerização por adição de crescimento em cadeia, enquanto ADMET é uma reação de polimerização por condensação de crescimento em etapas.

Normalmente, a troca de substituintes entre duas olefinas na presença de um catalisador para formar duas novas olefinas é chamada de reação de metátese de olefina.

A aplicação da reação de metátese de olefinas para sintetizar polímeros é chamada de polimerização de metátese de olefinas.

O catalisador mais comumente usado para polimerização de metátese de olefinas é o catalisador Grubbs à base de rutênio, que consiste em uma ligação dupla carbono-metal. Para simplificar, o catalisador é frequentemente representado como mostrado onde M é o metal com seus ligantes.

Geralmente, a polimerização da metátese de olefinas ocorre de duas maneiras: polimerização da metátese de abertura do anel ou ROMP e metátese de dieno acíclico ou ADMET.

Ambos os métodos têm a vantagem de serem compatíveis com monômeros de olefinas em relação a vários outros grupos funcionais.

Os polímeros comercialmente disponíveis sintetizados pela polimerização da metátese de olefinas incluem Vestenamer, usado para a fabricação de objetos de borracha, e Norsorex, usado como polímero superabsorvente para óleo.