
【化】 coupling polymerization
by chance; even; idol; image; mate; spouse
【医】 pair
couplet; join; unite
【医】 sym-; syn-
aggregation; converge; group; polymerization
【化】 polymerization
【医】 polymerism; polymerization; polymerize
偶联聚合(Coupling Polymerization)是高分子化学中通过单体分子间共价键交替连接形成聚合物的过程。该反应通常需要两种或多种互补单体参与,在催化体系作用下发生定向偶联,最终生成具有规整结构的高分子链。
从反应机理分析,偶联聚合包含三个阶段:
该技术在功能材料领域应用广泛,例如:
根据《高分子化学导论》(科学出版社,2023)的论述,典型实例是苯胺在酸性介质中的氧化偶联聚合。该过程涉及单体通过脱氢形成苯胺自由基,随后发生头-尾连接生成聚苯胺链。材料科学家常通过调控反应条件(pH值、氧化剂种类)来优化产物电导率。
“偶联聚合”是由“偶联”与“聚合”两个概念结合形成的术语,其含义需从两方面综合理解:
偶联
指通过化学反应将两个或多个分子连接为一个整体,常伴随小分子(如卤素、水等)的释放。例如,有机合成中过渡金属催化的Yamamoto偶联,即通过脱卤素实现芳烃的连接。
聚合
指小分子(单体)通过化学键结合形成大分子(聚合物)的过程。广义上也可表示物质或群体的聚集(如、4所述)。
在化学领域,偶联聚合特指通过偶联反应实现的聚合过程,常见于高分子合成。其特点包括:
以Yamamoto偶联聚合为例:
二卤代芳烃(如二溴苯)在Ni催化剂作用下,卤素原子被脱除,芳环之间形成C-C键,最终生成聚苯类高分子或环三聚体(如图)。
反应通式可表示为:
$$
n, text{Ar-X} xrightarrow{text{催化剂}} text{[Ar]}_n + n, text{X}_2
$$
(X为卤素,Ar为芳基)
偶联聚合是结合偶联反应与聚合过程的合成方法,尤其适用于构建芳烃类高分子材料或特定环状结构,在功能材料、药物合成等领域有重要应用。
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