Aké sú reakčné mechanizmy BIBP v niektorých reakciách?

Hej! Ako dodávateľ hexánu BIBP (2,5-dimetyl-2,5-DI (Tert-butylperoxy) hexánu) som získal veľa otázok o jeho reakčných mechanizmoch v rôznych reakciách. Takže som si myslel, že si sadnem a napíšem blogový príspevok, aby som sa podelil o niekoľko poznatkov o tejto téme.

Po prvé, povedzme si trochu o samotnom Bibp. BIBP je organický peroxid, ktorý je dobre známy svojou vysokou reaktivitou v dôsledku prítomnosti väzby peroxidu (-o - O-). Táto väzba je relatívne slabá a energia disociácie väzby, ktorá je oveľa nižšia v porovnaní s typickými väzbami z uhlíka - uhlíka alebo uhlíka - vodíkových väzieb. Ak je BIBP vystavený určitým podmienkam, ako je teplo, svetlo alebo prítomnosť katalyzátorov, peroxidová väzba sa môže homolyticky zlomiť. To znamená, že každý atóm kyslíka v väzbe -o -O -väzby získa jeden zo spoločných elektrónov, čím tvorí dva vysoko reaktívne voľné radikály.

Reakčné mechanizmy v polymerizačných reakciách

Jednou z najbežnejších aplikácií BIBP je polymerizačné reakcie. Vo voľnej radikálnej polymerizácii pôsobí BIBP ako iniciátor. Pri zahrievaní sa molekula BIBP podlieha homolytickému štiepeniu peroxidovej väzby, ako som už spomenul. Napríklad reakcia môže vyzerať niečo také:

[(CH_3) _3COOC (CH_3) _2ch_2ch_2c (CH_3) _2OO C (CH_3) _3 \ XRIGHTARROW {\ delta} 2 (ch_3) _3co \ cdot+ \ text {Ostatné fragmenty}]

Tieto radikály TERT - butoxy ((CH_3) _3co \ cDOT) sú vysoko reaktívne. Môžu reagovať s monomérnymi molekulami, ako sú vinylové monoméry, ako je styrén alebo etylén. Keď radikál Tert - butoxy zaútočí na vinyl monomér, zvyšuje dvojitú väzbu monoméru, čím sa vytvorí nový radikál na monoméri.

Povedzme, že ako monomér používame styrén ((C_6H_5CH = CH_2)). Reakcia by bola:

[(CH_3) _3co \ CDOT+C_6H_5Ch = CH_2 \ RightArrow (CH_3) _3CO - CH (C_6H_5) - CH_2 \ CDOT]

Tento novovytvorený radikál potom môže reagovať s iným monomérom styrénu a proces sa stále opakuje. Zakaždým, keď sa do rastúceho polymérneho reťazca pridá nový monomér, reťazec sa predlžuje. Toto sa nazýva krok šírenia polymerizačnej reakcie.

Polymerizácia pokračuje, až kým si navzájom reagujú dva radikály. Môže sa to stať rôznymi spôsobmi. Napríklad dva rastúce polymérne radikály sa môžu kombinovať v procese nazývanom Kombinované ukončenie:

[R - CH_2 - CH \ CDOT+ \ CDOT CH - CH_2 - R '\ RightArrow R - CH_2 - CH - CH - CH_2 - R']

Alebo jeden radikál môže abstraktovať atóm vodíka z iného radikálu, ktorý sa nazýva Disproportionation Ukončenie.

Reakčné mechanizmy v krížových reakciách

BIBP sa tiež široko používa pri krížových reakciách, najmä v prípade elastomérov a termoplastov. Pri krížovom prepojení je cieľom tvoriť kovalentné väzby medzi polymérnymi reťazcami, ktoré môžu zlepšiť mechanické vlastnosti materiálu, ako je jeho pevnosť a odolnosť voči teplu a chemikáliám.

Počiatočný krok je rovnaký ako pri polymerizácii. BIBP tvorí po zahrievaní voľné radikály. Tieto voľné radikály môžu abstraktné atómy vodíka z polymérnych reťazcov. Predpokladajme, že máme polyetylénový reťazec (( - ch_2 - ch_2 -) _ n). Tert - Butoxy Radical môže abstraktovať atóm vodíka z polyetylénového reťazca, čím sa na polyméri vytvorí radikál:

[(CH_3) _3co \ CDOT+ - CH_2 - CH_2 - \ RightArrow (CH_3) _3COH+ - CH \ CDOT - CH_2 -]

Akonáhle sú radikály na rôznych polymérnych reťazcoch, môžu si navzájom reagovať, aby vytvorili krížový odkaz. Napríklad:

[ - ch \ cdot - ch_2 -+ - ch \ cdot - ch_2 - \ rightarrow - ch - ch_2 - ch - ch_2 -]

Tento proces prepojenia môže výrazne zmeniť fyzikálne vlastnosti polyméru. Napríklad gumový materiál sa môže stať rigidnejším a menej pravdepodobné, že sa bude deformovať pod stresom.

Porovnanie s inými organickými peroxidmi

Existujú ďalšie organické peroxidy, ktoré sa používajú aj v podobných reakciách. NapríkladPMHP | CAS 80 - 47 - 7 | HydroperoxidaCH | CAS 3006 - 86 - 8 | 1,1 - Di (Tert - butylperoxy) cyklohexán.

PMHP má inú štruktúru v porovnaní s BIBP. Má hydroperoxidovú skupinu (( - OOH)). Reakčný mechanizmus PMHP tiež začína homolytickým štiepením väzby O - O, ale výsledné radikály sú rôzne. Hydroperoxidový radikál ((ROO \ CDOT)) je vo všeobecnosti menej reaktívny ako buxy radikál z BIBP. To môže v niektorých prípadoch viesť k pomalšej reakčnej miere.

Ch, na druhej strane, je cyklický peroxid. Môže tiež pôsobiť ako iniciátor pri polymerizácii a krížových prepojených reakciách. Podobne ako v prípade BIBP tvorí po zahrievaní voľné radikály. Spôsob, akým tieto radikály interagujú s monomérmi alebo polymérnymi reťazcami, sa však môže líšiť v dôsledku cyklickej štruktúry. Radikály z CH môžu mať rôzne stérické účinky, ktoré môžu ovplyvniť selektivitu reakcií.

Aplikácie v konkrétnych odvetviach

V priemysle plastov sa BIBP používa na výrobu vysoko výkonných plastov. Napríklad pri výrobe polypropylénu sa BIBP môže použiť ako krížový linker na zlepšenie tepelného odporu a mechanickej pevnosti konečného produktu. Prepojenie krížov pomáha polypropylénu odolávať vyššie teploty bez deformovania, takže je vhodné pre aplikácie, ako sú automobilové časti a domáce spotrebiče.

V gumovom priemysle sa BIBP používa na vulkanizáciu gumy. Vulkanizácia je typom krížového procesu, ktorý dáva gumu elasticitu a trvanlivosť. Použitím BIBP môže byť guma vulkanizovaná efektívnejšie a výsledné gumové produkty majú lepšiu odolnosť proti opotrebeniu.

Ďalší príklad: Reakcia s101 - 45 - PS

Povedzme, že máme reakciu medzi BIBP a zlúčeninou ako101 - 45 - PS. Ak má 101 - 45 - PS reaktívne miesta, ako sú dvojité väzby alebo atómy vodíka, ktoré je možné abstrahovať, môžu s ním reagovať voľné radikály z BIBP.

Ak má 101 - 45 - PS dvojitú väzbu, tur -butoxy radikál z BIBP sa môže pridať k dvojitej väzbe, podobne ako polymerizačná reakcia s vinylovými monomérmi. Ak má atómy vodíka, ktoré sa dajú abstrakt, môže to urobiť len butoxy radikál, ktorý vytvorí radikál na molekule 101 - 45 - PS, ktorá sa potom môže zúčastniť na ďalších reakciách.

Faktory ovplyvňujúce reakčné mechanizmy

Existuje niekoľko faktorov, ktoré môžu ovplyvniť reakčné mechanizmy BIBP. Teplota je hlavná. Vyššie teploty zvyšujú rýchlosť homolytického štiepenia peroxidovej väzby v BIBP. Ak je však teplota príliš vysoká, môžu sa vyskytnúť vedľajšie reakcie, napríklad rozklad radikálov alebo degradácia polyméru.

Prítomnosť nečistôt alebo inhibítorov môže mať tiež vplyv. Nečistoty môžu reagovať s voľnými radikálmi, znižujú ich koncentráciu a spomaľujú reakciu. Inhibítory sú látky, ktoré sa špecificky pridávajú na zabránenie alebo spomalenie reakcie. Pracujú tak, že reagujú s voľnými radikálmi a premieňajú ich na menej reaktívne druhy.

Záver

Ako vidíte, BIBP má niektoré skutočne zaujímavé reakčné mechanizmy v rôznych reakciách, najmä pri polymerizácii a krížovom prepojení. Vďaka svojej schopnosti tvoriť voľné radikály z neho robí všestranný iniciátor a krížový linker v plastových a gumárenských priemysle.

Ak podnikáte polymérov, plastov alebo guma a hľadáte spoľahlivý zdroj BIBP, som tu, aby som pomohol. Či už potrebujete porozumieť viac o jeho reakčných mechanizmoch pre vašu konkrétnu aplikáciu alebo ste pripravení zadať objednávku, neváhajte sa osloviť. Môžem vám poskytnúť vysoko kvalitný BIBP a tiež ponúknuť technickú podporu, aby ste zaistili, že vo vašich reakciách dosiahnete najlepšie výsledky. Začnime konverzáciu a uvidíme, ako môže BIBP prospieť vašej firme!

Odkazy

1. Odian, G. Princípy polymerizácie. John Wiley & Sons, 2004.
2. Sheldon, RA, Kochi, JK Metal - katalyzované oxidácie organických zlúčenín. Academic Press, 1981.
3. McMurry, J. Organic Chemistry. Cengage Learning, 2012.