Influence des interactions protiques sur les cinétiques de polymérisation du tris(hydroxyméthyl)acrylamidométhane (THAM) et de ses dérivés

Abstract

Le tris(hydroxyméthyl)acrylamidométhane (THAM) présente dans les solvants polaires une vitesse de polymérisation anormalement élevée par rapport aux monomères de type acrylamide classiques. Une des hypothèses susceptible d'expliquer ce phénomène porte sur l'existence d'agrégation du monomère en solution ou encore à la formation d'un système monomère/solvant ponté. L'agrégation ou le pontage serait du à la formation de fortes liaisons hydrogène entre monomères ou monomères et solvant. Dans le but de vérifier ces hypothèses, différents monomères dérivés du THAM N- ou O-substitués ont été synthétisés et leurs constantes cinétiques de polymérisation ont été précisées. La réactivité du monomère évolue bien en fonction du nombre de fonctions alcool disponibles sur le monomère ainsi qu'en fonction de la taille des substituants utilisés pour protéger les fonctions hydroxyle. La liaison amide du THAM n'a que peu d'influence sur la cinétique de polymérisation, les fonctions hydroxyle étant les principaux sites donneurs de liaisons hydrogènes.

Influence of hydrogen bond formation on the polymerization kinetics of tris(hydroxymethyl)acrylamidomethane (THAM) and its derivatives. Tris(hydroxymethyl)acrylamidomethane (THAM) shows an abnormally high polymerization rate compared to classical acrylamide monomers in polar solvents. One hypothesis that could explain this phenomenon would be the existence of aggregated monomers in solution or the formation of decked monomer/solvent systems. Aggregation or decking would be the consequence of strong hydrogen bond formation between monomers or monomers and solvent. In order to confirm this hypothesis, we have synthesized various monomers derived from N- or O-substituted THAM and we have determined their kinetic polymerization constants. We have shown that the reactivity of the monomers evolves with the number of free hydroxyl groups on each monomer and with the size of the hydroxyl function protecting groups. THAM amide bonds do not have a great influence on the polymerization kinetics, hydroxyl functions being the main hydrogen bond donor sites.