Lithiumionen blijken de radicaalpolymerisatie van terminale alkenen, dienen en acetylenen onder milde condities te katalyseren. Deze vinding van een onderzoeksgroep onder leiding van Josef Michl aan de universiteit van Colorado, zou de synthese van bepaalde polyolefines kunnen versimpelen.

Zonder katalysator zijn hoge temperatuur en druk vereist voor de radicaalpolymerisatie van ethyleen. Dit maakt deze methode weinig efficiënt voor langere, simpele terminale alkenen. Vandaar dat men voor de productie van bijvoorbeeld polyisobutyleen gebruik maakt van overgangsmetalen of Lewiszuren als katalysator.

Postdoc Stefanie Körbe ontdekte per toeval dat lithiumzouten van alkeengesubstitueerde en gepermethyleerde carboranen, oligomeren vormden bij blootstelling aan lucht. Michl herinnerde zich de voorspelling van Timothy Clark dat Li⁺ methylradicaaladditie aan ethyleen zou katalyseren. Dit idee was echter nooit uitgevoerd omdat de lithiumzouten die bij andere radicaalpolymerisatiereacties gebruikt werden, niet oplosbaar zijn in niet-ligerende oplossingen.

Michl testte zijn hypothese door alkenen te polymeriseren in een oplossing van LiCB₁₁(CH₃)₁₂ in dichloorethaan. De Li⁺-ionen zijn hierin slechts zwak gecoördineerd aan het oplosmiddel. Dit ‘naakte’ lithium zou zich aan de dubbele binding coördineren en met behulp van een initiator – azobisisobutyronitriel (AIBN), di-tert-butyl peroxide of zuurstof uit de lucht – een radicaal vormen. Zowel de radicaalformatie als de polymerisatie worden volgens Michl door Li⁺ gekatalyseerd.

Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society.

Bron: Chemical & Engineering News, 24 april 2006