有機化学、大学レベルの問題

四塩化スズを用いたスチレンの重合反応式を教えて欲しいです。よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• なるほど、カチオン重合なのですね。例えばH2Oを共触媒に用いると、どのような反応式になりますか？

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2022/05/29 10:42

No.1 回答者： ひなげしのはな 回答日時： 2022/05/25 16:04

矢印が↓しか出ないんですッ！

No.2 回答者： psa29 回答日時： 2022/05/26 15:26

スチレンは、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合のいずれの反応においてもポリスチレンを生成します。

今回は、重合開始剤として四塩化スズを用いているのですから、カチオン重合であることが分かります。
カチオン重合の一般的な反応スキームは、下記資料の図１となります。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/networkpoly …

イオン重合の場合、生長イオンに対して、対（たい）イオンが存在します。
つまり、ポリスチレンの生長末端である C+の近傍に対イオンとしてアニオンが存在し、そのイオン間にモノマーが入り込み付加するのです。

ところで、四塩化スズを用いる場合には、一般的に共触媒が存在すると思います。
共触媒とは、例えば、ごく微量のH2Oの存在などです。
一般的な反応スキームを四塩化スズに適応する時に、共触媒が何かわからなければ正しく記載することができません。

No.3 ベストアンサー 回答者： psa29 回答日時： 2022/05/29 15:17

No.2です。

添付資料のFig.1を参照していただけたでしょうか？
開始反応のA+とB-に具体的なイオンが入り、モノマーのRがフェニル基
つまり、モノマーがスチレンならば、水を共触媒、四塩化スズを開始剤
としたカチオン重合の反応式になります。
かなり古いですが、F.S.Dainton,R.O.Colclough,Trans.Fraday Soc.,54,886(1958)によると
四塩化炭素中でのSnCl4によるスチレンの重合では、
　SnCl4 + 2H2O → SnCl3OH・H2O + HCl
　ここで発生するHClはスチレンにそのまま付加することで、
　重合を阻害。
実際の開始剤はSnCl3OH・H2O で
　SnCl3OH・H2O + スチレン → Hスチレン+・・・SnCl3(OH)2-
　注；パソコンでの記載の関係上間違いやすい記載になってますが、
　　　SnCl3(OH)2-はOHが2つで、マイナス電荷は1つであることを
　　　表しています。
　　　2-ということで、マイナス電荷が2つという意味では
　　　ありません。
この・・・のところに次々とスチレンが付加反応していき、
　高分子となります。
　当然、カチオン（+）は、スチレンの付加と共に移動し、常に
　生長末端に存在します。
　開始末端としてスチレンにH+が付加し、カチオン重合における
　対（たい）イオンがSnCl3(OH)2- となります。
　私は実際の文献を読んでいません。
　東村敏延 著　カチオン重合　化学同人　を参考にしました。
古い情報なので、最新の研究では異なった結論になっている
　かもしれません。

　ちなみに共触媒であるH2Oは多過ぎると重合は遅くなり、
　室温付近での四塩化炭素中のスチレンの重合では
　[H2O]/[SnCl4] ＜ 0.1で極大になるようです。
　　
　補足；なぜ初めに発生するHClでの重合ではないのか？
　　　　ラジカル重合における誘導期間と同じように、
　　　　しばらく重合が開始しない時間があります。
　　　　HCl発生による（連鎖的でない）付加反応が
　　　　その説明に合うようです。

この回答へのお礼

丁寧な解説ありがとうございます。
自分でもう一度考えてみて理解に努めます！

お礼日時：2022/05/29 19:10