Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
■ Falando de Modo Prático | Polimerização Catiônica e Poliestireno
9.8 O mecanismo da transformação visto a seguir envolve um carbocátion intermediário que
rearranja de uma maneira que ainda não vimos. Em vez de ocorrer via uma migração de metila ou de
hidreto, um átomo de carbono do anel migra, convertendo um carbocátion secundário em um
carbocátion terciário, mais estável. Utilizando esta informação, represente o mecanismo da seguinte
transformação:
9.9 A transformação vista a seguir ocorre através de dois rearranjos sucessivos de carbocátions.
Represente o mecanismo e explique por que os rearranjos dos carbocátions são favoráveis:
é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 9.51d, 9.76
falando de
modo Polimerização Catiônica e Poliestireno
prático
Polímeros foram inicialmente introduzidos no Capítulo 4, e discussões sobre polímeros aparecem ao
longo do livro. Vimos que polímeros são moléculas grandes formadas pela união de monômeros. Mais
de 90 mil toneladas de polímeros orgânicos sintéticos são produzidas nos Estados Unidos a cada ano.
Eles são usados em uma vasta variedade de aplicações, incluindo pneus, bras para carpetes, roupas,
tubos para encanamento, garrafas PET, copos, pratos, talheres, computadores, canetas, televisores,
rádios, CDs, DVDs, tintas e brinquedos. Nossa sociedade tornou-se sem dúvida dependente de
polímeros.
Polímeros orgânicos sintéticos são normalmente formados via um de três possíveis mecanismos:
polimerização radicalar, polimerização aniônica ou polimerização catiônica. A polimerização radicalar
será discutida no Capítulo 11 e a polimerização aniônica será discutida no Capítulo 27, do Volume 2.
Nesta seção, iremos introduzir brevemente a polimerização catiônica.
A primeira etapa na polimerização catiônica é semelhante à primeira etapa da reação de
hidroalogenação. Especi camente, um alqueno é protonado na presença de um ácido produzindo um
carbocátion intermediário. O ácido mais frequentemente usado como catalisador para a polimerização
catiônica é formado a partir da reação de BF3 com água:
Na ausência de íons haleto, a hidroalogenação não pode ocorrer. Em vez disso, o carbocátion
intermediário tem que reagir com outro nucleó lo que não o íon haleto. Nestas condições, o único
nucleó lo presente em abundância é o próprio alqueno de partida, que pode atacar o carbocátion
para formar um novo carbocátion. Esse processo repete-se novamente, adicionando um monômero de
cada vez, por exemplo:
Para monômeros que sofrem polimerização catiônica, o processo termina quando um carbocátion
intermediário é desprotonado por uma base ou atacado por outro nucleó lo diferente do alqueno (tal
como a água).
Muitos alquenos polimerizam prontamente através do mecanismo catiônico, tornando possível a
produção de uma grande variedade de polímeros com diferentes propriedades e aplicações. Por
exemplo, poliestireno (mencionado na abertura do capítulo) pode ser preparado através da
polimerização catiônica.
O polímero resultante é um plástico rígido que pode ser aquecido, moldado na forma desejada e,
então, resfriado novamente. Essa característica torna o poliestireno ideal para a produção de uma
variedade de itens de plástico incluindo talheres, peças para brinquedos, estojos para CD, gabinetes de
computadores e televisores. No início da década de 1940 uma descoberta acidental conduziu ao
desenvolvimento do StyrofoamTM, que também é feito a partir de poliestireno. Ray McIntire,
trabalhando na empresa Dow Chemical Company, estava procurando por um material polimérico que
pudesse servir como um material isolante elétrico exível. Os seus esforços o conduziram a descoberta
de uma espuma de poliestireno constituída por aproximadamente 95% de ar e é, portanto, muito
mais leve (por unidade de volume) que o poliestireno comum. Descobriu-se que este novo material
possui inúmeras propriedades físicas úteis. Em particular, a espuma de poliestireno mostrou-se
resistente à umidade, de não afundar e de ser um péssimo condutor de calor (e, portanto, um
excelente isolante térmico). A Dow Chemical Company chamou este material de StyrofoamTM e tem
melhorado continuamente o método de sua produção nos últimos 50 anos. Copos de café, recipientes
com isolamento térmico e embalagens também são feitos de espuma de poliestireno, mas o método
de preparação não é igual ao processo utilizado pela Dow, e como resultado, as propriedades não são
exatamente as mesmas do StyrofoamTM.
Espuma de poliestireno é geralmente preparada aquecendo-se poliestireno e utilizando gases
aquecidos, chamados agentes de sopro, para expandir o poliestireno até uma espuma. No passado
CFCs (cloro uorocarbonos) eram os principais agentes de sopro, mas eles não são mais utilizados em