异氰酸酯容易和醇反应但是要在强碱性引发剂下才能发生自身聚合的原因

第一篇：异氰酸酯容易和醇反应但是要在强碱性引发剂下才能发生自身聚合的原因

异氰酸酯容易和醇反应但是要在强碱性引发剂下才能发生自身聚合的原因：

与醇类反应时异氰酸酯参加反应的基团实际上是碳氧双键，最终产物中碳氧双键仍然存在的原因是分子的重排。碳原子同时连接氮原子和羟基时由于碳氮双键不如碳氧双键更加稳定所以通过重排又产生了碳氧双键。所以异氰酸酯与醇反应的实质是碳氧双键的破裂与重排。异氰酸酯自身反应的实质也是碳氧双键的破裂与重排。由于碳氧单键不如碳氮单键更加稳定所以反应最终生成的是碳氮单键。R=C-OHRH-C=O

(不饱和碳上羟基重排)

根据路易斯酸碱理论：

在反应中提供电子的是碱，夺取电子的是酸。在异氰酸酯和醇的反应中异氰酸酯的上的氧原子可以提供电子，异氰酸酯作为提供电子的一方可以看做是碱。醇上的氢原子可以夺取电子形成共用电子对，醇是夺取电子的一方可以看作是酸。二者发生反应可以视为路易斯酸碱的中和反应。

在异氰酸酯自身聚合时反应物都是异氰酸酯都可以提供电子因此都是碱，而且由于碱性强弱完全相同所以相互之间反应不易进行。异氰酸酯聚合的产物中碳氧双键上的碳原子连接两个氮原子形成两个碳氮单键所以双键上的氧原子供电子能力下降碱性比单一的异氰酸酯弱。这个反应就可以看做是强碱制弱碱。所以异氰酸酯可以自身聚合但是条件苛刻要在强碱性引发剂下才可以进行。

从电子云的角度来看：

异氰酸酯中氧原子电负性最大，氮原子电负性次之，碳原子电负性最小。由此可知道氧原子电子云密度最高。在醇羟基中氢原子电负性小于氧原子电子云向氧原子靠近氢原子电子云密度小。因此二者之间反应容易进行。利用强碱性引发剂引发异氰酸酯自身反应时由于二者电子云密度都是比较大的所以只有用强碱引发反应才能成功。