開環易位聚合

開環易位聚合（Ring-Opening Metathesis Polymerization，ROMP）是高分子材料製備方法中一類極具特色的聚合方法。與自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合及 Ziegler-Natta 配位聚合不同，開環易位聚合所得到的聚合物中仍保留了單體中所含有的雙鍵。ROMP 是指環狀烯烴的開環聚合反應，它包含有四方面的內容：環狀烯烴、卡賓絡合物催化劑的存在、雙鍵的斷裂、首尾連線。其反應通式如圖Scheme 1所示。所用的催化劑（引發劑）是過渡金屬元素（如 W、Ta、Ru、Ti、Mo 等）的卡賓絡合物，這就是ROMP 反應的活性中心。

基本介紹

• 中文名：開環易位聚合
• 外文名：Ring-Opening Metathesis Polymerization
• 別稱：ROMP
• 提出者：Y. Chauvin；Robert H. Grubbs；Richard R. Schrock
• 提出時間：2005
• 套用學科：高分子材料
• 適用領域範圍：高分子聚合

發現

2005 年的諾貝爾化學獎的獲得者為法國石油學院的 Y. Chauvin、美國加利福尼亞州加州理工學院的Robert H. Grubbs和麻省理工學院的Richard R. Schrock這三位科學家，因為他們在烯烴易位反應研究領域所取得的成績。近年來，隨著結構明確以及穩定高效催化劑的合成，烯烴易位反應的套用得到了大力的發展。因此，烯烴易位反應已經成為化學界極為重要的研究課題之一。

反應機理

在環烯烴的 ROMP 中, 金屬卡賓是活性中心。金屬卡賓與烯烴中的雙鍵形成金屬環丁烷結構, 當該中間體以易位方式發生裂解時, 形成新的烯烴和金屬卡賓物種。由於 C=C 雙鍵被限制在一個環內, 因而發生了基本的開環易位聚合，如 Scheme 2所示：

Scheme 2 環烯烴 ROMP 反應

發展歷史

ROMP 的研究在五十年代中期就已經開始，但人們一直對它的聚合機理認識不清，1967 年 Calderon 首次提出聚合反應是通過環烯烴分子中雙鍵斷裂的機理進行的。1976 年首次實現了工業化生產。而活性易位聚合則在 1986 年才見報導。活性 ROMP 反應研究的成功使它在聚合物分子設計方面取得了和活性陰離子聚契約樣的地位。人們利用 ROMP合成了多種結構規整，受控組成，單分散性及性能優異的新型功能高分子材料。

套用

近年來，關於環烯烴 ROMP 的研究已成為高分子領域的一大熱點。它本質上不同於鏈烯烴的雙鍵開裂相互加成聚合，也不同於內醯胺、環醚、內酯等雜環的開環聚合，而是雙鍵不斷易位，鏈逐漸擴大，其單體中的雙鍵、單鍵及環結構在所得聚合物重複單元中依然保持不變。因此，利用環烯烴的開環易位聚合可獲得完全交替的共聚物。而且 ROMP 通常在溫和條件下即可獲得高聚物，反應速度很快。因此，國內外許多科學家對其套用進行了大量的研究。