유기화학개론 | 라디칼 중합 효소

 

 

 

TIP

 

 

1. 라디칼반응[radical reaction]
2. 카벤[carbene]
3. 카르베늄 이온 [carbenium ion]
4. 카르보늄 이온 [carbonium ion]

 

 

 

라디칼반응[radical reaction]

탄소-탄소 이중결합을 가진 알켄(alkene)들은 식 1과 같이 라디칼중합에 의해 중합된다. 이 중합에서 중합을 일으키는 개시제는 라디칼이다. 라디칼 중합은 성장하는 사슬 끝에는 짝짓지 못한 홀 전자가 있다. (식 2)

 

 

이것이 단량체와 연속해서 반응하여 중합한다. 자유 라디칼 (free-radical) 또는 라디칼이라고 부르는 라디칼 개시제 (radical initiator)는 단량체 존재하에서 라디칼을 생성하는 화합물을 말한다. 일반적으로, 빛이나 열, 화학반응 또는 방사선에 의해 화학결합이 약한 부분의 결합이 끊어져서 라디칼이 형성된다. 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), PMMA, PS, PAN, PVC 등이 이 방법으로 만들어진다.

 

라디칼 반응이란 유리기를 거쳐 진행되는 반응을 말한다. 중성의 유리기를 일반적으로 라디칼, 양의 전하를 띤 유리기를 양이온라디칼, 음의 전하를 띤 유리기를 음이온라디칼이라고 한다. 라디칼의 물리적 검출 수단으로서 전자스핀공명법(ESR 또는 EPR)과 화학적 유발동적자기분극법(CIDNP)이 있다. 라디칼반응은 네 가지 메커니즘으로 일어나는데, 아래와 같다.

 

(1) 개시 반응 (initiation)	(2) 전파 반응 (propagation)
(3) 정지 반응 (termination)	(4) 사슬 이동반응 (chain transfer)

 

다음은 CH₂=CHR의 중합과정을 화학식으로 나타낸 것이다.

 

1. 개시반응

개시 반응은 개시제가 라디칼을 형성한 다음 이 라디칼이 첫 단량체와 반응하는 단계까지를 말한다.

1) 개시제 분해반응

 

2) 개시반응

이렇게 생긴 라디칼-단량체의 라디칼은 다음 단계부터는 단량체와 계속 반응하게 된다.

 

2. 전파반응

전파 반응 (propagation reaction) 은 단량체가 계속 결합하여서 사슬의 길이가 증가하여 고분자가 형성되는 반응입니다.

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3. 정지반응

정지 반응 (termination reaction)은 두 라디칼이 반응하여서 라디칼이 없어지는 반응을 말하는데, 결합반응과 불균등반응 두 가지 반응이 가능하다.

1) 결합반응 (combination)

 

2) 불균등반응 (disproportionation)

 

4. 사슬 이동 반응

사슬이동 반응은 성장하는 고분자라디칼, Rn 이 분자 X 와 반응하여서 고분자 Pn 이 형성되고 라디칼 분자 X. 가 생기는 반응으로 아래 식과 같이 쓸 수 있다. 우리는 X를 사슬이동제 (chain transfer agent) 라고 말한다.

 

Rn + X --- kx ---> Pn + X

 

이 사슬 이동 반응은 고분자의 분자량, 반응속도, 중합 금지, 중합 지연 등과도 관련 있다.

 

 

 

[유기화학]라디칼 중합 효소 레포트