Abstract
The cationic polymerizations of substituted oxiranes which have pendant energetic groups such as azido, and nitrato, are investigated theoretically using the semiempirical MNDO, and $AM_1$ methods. The nucleophilicity and basicity of substituted oxiranes can be explained by the negative charge on oxygen atom of oxiranes. The reactivity of propagation in the polymerization of oxiranes can be represented by the positive charge on carbon atom and the low LUMO energy of active species of oxiranes. Ring opening of the complexed cyclic oxonium ion to the open chain carbenium ion is expected computational stability of the oxonium and carbenium ion by 30∼40 kcal/mol favoring the carbenium ion. The relative equilibrium concentration of cyclic oxonium and open carbenium ions will be a major determinant of mechanism. The chain growth $SN_1$, mechanism will be at least as fast as that for $SN_2$ mechanism.
에너지기인 azido기$(-CH_2N_3)$, nitrato기$(-CH_2ONO_2)$로 치환된 옥시란의 단량체를 산촉매하의 중합반응에 관해서 반경험적인 MNDO, $AM_1$ 방법 등을 사용하여 이론적으로 고찰하였다. 치환체 옥시란의 친핵성 및 염기성은 옥시란 산소의 음전하 크기로 설명할 수 있다. 공중합하의 성장단계에서 옥시란의 반응성은 반응중심 탄소의 양전하 크기와 친전자체의 낮은 LUMO 에너지에 죄우됨을 예측된다. 환 oxonium 양이온이 개환되어 선 carbenium 양이온으로 전환 과정은 oxonium 양이온과 carbenium 양이온 사이의 계산된 안정화 에너지는 약 30∼40 kcal/mole로 carbenium 이온이 더 유리함을 예측된다. 평형상태의 옥소늄 이온과 카베늄 이온의 농도 크기가 반응 메타니즘의 결정단계이다.선폴리머 성장단계에서 $SN_1$ 메카니즘이 $SN_2$ 메카니즘보다 빠르게 반응할 것으로 예측된다.
