The radical homopolymerization of N-phenylmaleimide, N-n-hexylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide in tetrahydrofuran

The kinetics and mechanisms of thermally initiated (using 2,2'-azobisisoburyronitrile (AIBN) as initiator) radical homopolymerizations of a series of maleimides, including N-phenymaleimide (PHMI) [l-phenyl-1H-pyrrole-2,5-dione]; N-n-hexylmaleimide (nHMI) [l-(n-hexyI)-1H-pyrrole-2,5-dione]; and N-cyclohexylmaIeimide (CHMI) [l-cyclohexyl- 1H-pyrrole-2,5-dione] have been investigated in THF solution by an on-line FT-NIR technique. It was found that the order of the activation energies for the three N-sub-MIs is: E-a PHMI < E-a (PHMI) < E-a (CHMI). The overall polymerization rate parameter k and the pre-exponential factor A were calculated. The kinetic order with respect to the N-sub-MIs was in the range of 0.71 < m < 0.75 for the initiator and n = 1.0 for the monomer. Radical transfer to solvent was found to be the key factor in determining the apparent order with respect to the initiator. All of the homopolymers had a relatively low molecular weight. The end groups of the polymer chains were characterized by MALDI-TOF, GPC and NMR methods and the results clearly indicate that the polymerization was initiated by THF radicals, and that the termination reaction is mainly controlled by chain transfer to solvent through an hydrogen abstraction mechanism. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Novel M(II) beta-diketiminate complexes for the polymerization of lactide

Des ligands diketimines porteurs de substituants N-benzyl, N-9-anthrylmethyl et N-mesitylmethyl (nacnacBnH, nacnacAnH, and nacnacMesH) ont été synthétisés par condensation d’une amine et d’acétyl acétone ou son monoacétal d’éthylène glycol. La chlorination de la position 3 a été effectuée à l’aide de N-chlorosuccinimide conduisant à la formation des ligands ClnacnacBnH et ClnacnacAnH. Cette même position 3 a également été substituée par un groupement succinimide par lithiation du nacnacBnH, suivi de la réaction avec le N-chlorosuccinimide (3-succinimido-nacnacBnH). Les ligands N-aryl nacnacippH et nacnacNaphH (ipp = 2-isopropylphenyl, Naph = 1-naphthyl) ont été préparés selon les procédures reportées dans la littérature. La réaction de ces ligands avec Zn(TMSA)2 (TMSA = N(SiMe3)2) conduit à la formation des complexes nacnacAnZn(TMSA) et ClnacnacBnZn(TMSA). La protonation avec l’isopropanol permet l’obtention des complexes nacnacAnZnOiPr et ClnacnacBnZnOiPr. La réaction avec Mg(TMSA)2 permet quant à elle la formation des complexes nacnacAnMg(TMSA), nacnacMesMg(TMSA), ClnacnacBnMg(TMSA) et ClnacnacAnMg(TMSA). La protonation subséquente à l’aide du tert-butanol permet l’obtention du nacnacMesMgOtBu et du ClnacnacBnMgOtBu, alors que l’on observe uniquement une décomposition avec les ligands possédant des substituants N-anthrylmethyl. La réaction de ces diketimines avec Cu(OiPr)2 conduit aux dimères hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 lors de l’usage des ligands stériquement peu encombrés. Lors de l’utilisation de ligands plus encombrés, la stabilisation du complexe hétéroleptique par dimérisation n’est plus possible, conduisant, par un échange de ligand, à la formation des complexes homoleptiques Cu(nacnacipp)2 et Cu(nacnacNaph)2. Les complexes homoleptiques Cu(nacnacBn)2 et Cu(3-succinimido-nacnacBn)2 ont été obtenus à partir des ligands N-benzyl. Les ligands encore plus encombrés tels que nacnacAnH, nacnacMesH ou ceux comportant des substituants N-methylbenzyl ne présentent alors plus de réactivité avec le Cu(OiPr)2. La plupart des complexes ont été caractérisés par Diffraction des Rayons X. Les complexes homoleptiques ainsi que ceux de TMSA sont monomériques, alors que ceux formés à partir d’alkoxides se présentent sous forme de dimères à l’état solide. Tous les complexes d’alkoxides ainsi que les nacnacAnMg(TMSA)/BnOH et ClnacnacAnMg(TMSA)/BnOH présentent une réactivité modérée à haute en matière de polymérisation du rac-lactide (90% de conversion en 30 secondes à 3 heures). Le nacnacAnZnOiPr permet la synthèse d’un polymère hautement hétérotactique (Pr = 0.90) quand le ClnacnacBnMgOtBu/BnOH génère un polymère isotactique à -30°C (Pr = 0.43). Tous les autres catalyseurs produisent des polymères atactiques avec une légère tendance hétérotactique (Pr = 0.48 – 0.55). Les complexes hétéroleptiques [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 et [3-Cl-nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 se révèlent être de très bons catalyseurs pour la polymérisation du rac-lactide présentant une conversion complète du monomère à température ambiante, en solution, en 0,5 à 5 minutes. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 est actif en présence ou absence d’isopropanol, agissant comme agent de transfert de chaine à haute activité (k2 = 32 M–1•s–1) dans le dichlorométhane. Dans l’acétonitrile, le THF, le dichloromethane et le toluène, [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 conduit à une étroite polydispersité, possédant respectivement des kobs = 2.4(1), 5.3(5), 3.6-4.4 and 10(1) min–1. Aucune réaction parasite, telle qu’une trans-esterification, une épimerisation ou une décomposition du catalyseur, n’a été observée. Les complexes homoleptiques en présence d’alcool libre semblent présenter un équilibre avec une petite quantité de leurs équivalents hétéroleptiques, permettant une polymérisation complète, en moins de 60 min, à température ambiante. Tous les catalyseurs de cuivre présentent un haut contrôle de la polymérisation avec une polydispersité égale ou inférieure à 1.1. Les polymères obtenus sont essentiellement atactiques, avec une légère tendance à l’hétérotacticité à température ambiante et -17°C. Le [nacnacBnCu(μ-OiPr)]2 polymérise également la -butyrolactone (BL), l’-caprolactone (CL) et la -valerolactone (VL) avec des constantes respectivement égales à kobs = 3.0(1)•10–2, 1.2–2.7•10–2, et 0.11(1) min–1. Les homopolymères présentent une étroite polydispersité d’approximativement 1.1. Les polymérisations par addition séquentielle ont mis en évidence une trans-estérification (non observée dans les homopolymérisations) si BL ou CL sont introduits après un bloc lactide.

Controlled Radical Polymerization of Styrene and Methyl Acrylate in the Presence of Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Agents, Phenylethyl Phenyl Dithioacetate and Phenyldithioacetic Acid

The use of phenyldithioacetic acid (PDA) in homopolymerizations of styrene or methyl acrylate produced only a small fraction of chains with dithioester end groups. The polymerizations using 1-phenylentyl phenyldithioacetate (PEPDTA) and PDA in the same reaction showed that PDA had little or no influence on the rate or molecular weight distribution even when a 1:1 ratio is used. The mechanistic pathway for the polymerizations in the presence of PDA seemed to be different for each monomer. Styrene favors addition of styrene to PDA via a Markovnikov type addition to form a reactive RAFT agent. The polymer was shown by double detection SEC to contain dithioester end groups over the whole distribution. This polymer was then used in a chain extension experiment and the M-n was close to theory. A unique feature of this work was that PDA could be used to form a RAFT agent in situ by heating a mixture of styrene and PDA for 24 h at 70 degrees C and then polymerizing in the presence of AIBN to give a linear increase in Mn and low values of PDI (< 1.14). In the case of the polymerization of MA with PDA, the mechanism was proposed to be via degradative chain transfer. (c) 2005 Wiley Periodicals, Inc.