Poliacetileno
Poliacetileno ( nombre IUPAC : polietileno ) generalmente se refiere a un polímero orgánico con la unidad repetitiva (C 2 H 2 ) n . El nombre se refiere a su construcción conceptual a partir de la polimerización del acetileno para dar una cadena con grupos olefínicos repetidos . Este compuesto es conceptualmente importante, ya que el descubrimiento del poliacetileno y su alta conductividad tras el dopaje ayudó a lanzar el campo de los polímeros conductores orgánicos . La alta conductividad eléctrica descubierta por Hideki Shirakawa ,Alan Heeger y Alan MacDiarmid para este polímero llevaron a un gran interés en el uso de compuestos orgánicos en microelectrónica ( semiconductores orgánicos ). Este descubrimiento fue reconocido por el Premio Nobel de Química en 2000. [2] [3] Los primeros trabajos en el campo de la investigación del poliacetileno tenían como objetivo utilizar polímeros dopados como "metales plásticos" fáciles de procesar y ligeros. [4] A pesar de la promesa de este polímero en el campo de los polímeros conductores, muchas de sus propiedades, como la inestabilidad al aire y la dificultad de procesamiento, han hecho que se evite en aplicaciones comerciales.
Los compuestos llamados poliacetilenos también se encuentran en la naturaleza, aunque en este contexto el término se refiere a polinos , compuestos que contienen múltiples grupos acetileno ("poli" significa muchos ), en lugar de cadenas de grupos olefinos ("poli" significa polimerización de ). [5]
El poliacetileno consta de una larga cadena de átomos de carbono con enlaces simples y dobles alternados entre ellos, cada uno con un átomo de hidrógeno . Los dobles enlaces pueden tener geometría cis o trans . La síntesis controlada de cada isómero del polímero, cis -poliacetileno o trans -poliacetileno, se puede lograr cambiando la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción. La forma cis del polímero es termodinámicamente menos estable que el isómero trans . A pesar del conjugadonaturaleza de la cadena principal de poliacetileno, no todos los enlaces carbono-carbono del material son iguales: existe una alternancia simple / doble distinta. [6] Cada átomo de hidrógeno se puede reemplazar por un grupo funcional . Los poliacetilenos sustituidos tienden a ser más rígidos que los polímeros saturados. [4] Además, la colocación de diferentes grupos funcionales como sustituyentes en la cadena principal del polímero conduce a una conformación retorcida de la cadena del polímero para interrumpir la conjugación.
Uno de los primeros polímeros de acetileno reportados se llamó Cuprene. Su naturaleza altamente reticulada condujo a que no se realizaran más estudios en el campo durante bastante tiempo. [7] El poliacetileno lineal fue preparado por primera vez por Giulio Natta en 1958. [8] El poliacetileno resultante era lineal, de alto peso molecular, mostraba una alta cristalinidad y tenía una estructura regular. Los estudios de difracción de rayos X demostraron que el poliacetileno resultante era trans- poliacetileno . [8] Después de esta primera síntesis informada, pocos químicos estaban interesados en el poliacetileno porque el producto de la preparación de Natta era un polvo negro insoluble, sensible al aire e infusible.
El siguiente gran desarrollo de la polimerización de poliacetileno fue realizado por el grupo de Hideki Shirakawa , que pudo preparar películas plateadas de poliacetileno. Descubrieron que la polimerización del poliacetileno podría lograrse en la superficie de una solución concentrada del sistema catalizador de Et 3 Al y Ti (OBu) 4 en un disolvente inerte como el tolueno. [6] En paralelo con los estudios de Shirakawa, Alan Heeger y Alan MacDiarmid estaban estudiando las propiedades metálicas del politiacilo [(SN) x ], un polímero relacionado pero inorgánico. [9] Polythiazyl captó el interés de Heeger como un material metálico en forma de cadena, y colaboró con Alan MacDiarmid, quien tenía experiencia previa con este material. A principios de la década de 1970, se sabía que este polímero era superconductor a bajas temperaturas. [9] Shirakawa, Heeger y MacDiarmid colaboraron en un mayor desarrollo del poliacetileno. [8]
