Synthesis of Si, Ge and Sn containing unsaturated polymers by acyclic diene metathesis (ADMET) polymerization using an electrochemically generated catalyst

Abstract

Asiklik dien metatez (ADMET) polimerizasyonu, diğer yollarla elde edilmesi mümkünolmayan, lineer çeşitli fonksiyonel gruplar içeren doymamış çok sayıda polimerinsentezlenmesi için kullanılan faydalı bir yöntemdir. Son on yılda, metal içerenpolimerler, yeni malzemelerin önemli bir sınıfı haline gelmiştir. Bilhassa, termal veoptik özelliklerinden dolayı Grup 14 elementlerinin organometal polimerlerininyararları kanıtlanmıştır.Bu çalışmada, WCl6 `dan elektrokimyasal olarak üretilen katalitik aktif parçacıklar(WCl6-e--Al-CH2Cl2) kullanılarak silikon, germanyum ve kalay içeren dienlerin asiklikdien metatez (ADMET) polimerizasyonu araştırıldı. Bu amaçla, bir seri silikon,germanyum ve kalay içeren α,Ï-dienler Grignard reaksiyonu ile yüksek verimdesentezlendi. Bu dienler, GC-MS, elementel analiz, 1H ve 13C NMR ve FTIR teknikleriile analiz edildi. Bu monomerlerin, elektrokimyasal olarak indirgenmiş tungsten bazlıaktif türlerin varlığında asiklik dien metatez (ADMET) polimerizasyonu gerçekleştirildi.ADMET reaksiyonu ile elde edilen Si, Ge ve Sn içeren doymamış polimerler 1H ve 13CNMR, GPC ve elementel analiz ile karakterize edildi. Polimerlerin termal davranışlarıDSC ve TGA ile saptandı. WCl6-e--Al-CH2Cl2 katalizör sistemi kullanılarak elde edilenpolikarbosilanlar, polikarbogermanlar ve polikarbokalaylar için optimum reaksiyonkoşulları (monomer/katalizör ve reaksiyon süresi) bulundu.Anahtar Kelimeler: asiklik dien metatez (ADMET) polimerizasyonu, silikon-,germanyum-, kalay-içeren polimerler, WCl6, elektrokatalizör.Danışman: Prof. Dr. Yavuz MAMOĞLU, Hacettepe Üniversitesi, Fen Fakültesi,Kimya Bölümü, Anorganik Kimya Anabilim Dalıi

Acyclic Diene Metathesis (ADMET) polymerization is a useful method for synthesizingmany unsaturated, linear polymers with a variety of different functionalities that areinaccessible by other means. Metal containing polymers have emerged as animportant category of the new materials in the past decades. Especially, the utility oforganometallic polymers of Group 14 elements have been proven because of theirthermal and optical behavior.In this study, acyclic diene metathesis (ADMET) polymerization of dienes containingsilicon, germanium and tin using electrochemically produced active catalyst species(WCl6-e--Al-CH2Cl2) from WCl6 was investigated. For this aim, a series of α,Ï-dienescontaining silicon, germanium and tin have been synthesized via Grignard reaction ingood yields. These dienes were analyzed by GC-MS, elemental analysis, 1H and 13CNMR and FTIR techniques. ADMET polymerization of these monomers in thepresence of electrochemically reduced tungsten based active species was carriedout. Si, Ge and Sn containing unsaturated polymers obtained by the ADMETreactions were characterized by 1H and 13C NMR, GPC and elemental analysis.Thermal behaviors of the polymers were determined by DSC and TGA. The optimumreaction conditions (monomer/catalyst ratio and reaction time) for polycarbosilanes,polycarbogermanes and polycarbostannanes obtained by WCl6-e--Al-CH2Cl2 catalystsystem were found.Keywords: acyclic diene metathesis (ADMET) polymerization, silicon-, germanium-,tin-containing polymers, WCl6, electrocatalyst.Advisor: Prof. Dr. Yavuz MAMOĞLU, Hacettepe University, Faculty of Science,Department of Chemistry, Inorganic Chemistry Divisonii