تم وصف طريقة للبلمرة الجذرية لنقل الذرة لمونومرات الفينيل الوظيفية باستخدام بيريلين كمحفز ضوئي للضوء المرئي.
مقالة منهجية
تم وصف طريقة للبلمرة الجذرية لنقل الذرة لمونومرات الفينيل الوظيفية باستخدام بيريلين كمحفز ضوئي للضوء المرئي.
يتم تقديم تقنية موحدة للبلمرة الجذرية لنقل الذرة لمونومرات الفينيل باستخدام البيريلين كمحفز ضوئي للضوء المرئي. يتم تنفيذ الإجراء في جو خامل باستخدام تقنيات استبعاد الهواء والماء. تتأثر نتيجة البلمرة بنسب المونومر والبادئ والمحفز المستخدم بالإضافة إلى تركيز التفاعل والمذيب وطبيعة مصدر الضوء. يمكن ممارسة التحكم الزمني في البلمرة عن طريق إيقاف تشغيل مصدر الضوء المرئي وتشغيله. تشير التشتتات المنخفضة للبوليمرات الناتجة بالإضافة إلى القدرة على تمديد السلسلة لتشكيل البوليمرات المشتركة للكتل إلى التحكم في البلمرة ، بينما يوفر تحليل المجموعة النهائية للسلسلة دليلا يدعم آلية البلمرة الجذرية لنقل الذرة.
يتطلب تخليق البوليمرات المتقدمة تقنيا تحكما دقيقا في الوزن الجزيئي للبوليمر والتشتت (Ð) والتركيب والهندسة المعمارية. 1،2 أحدثت البلمرة الجذرية الخاضعة للرقابة (CRPs) 3-8 ثورة في تخليق البوليمرات المحددة جيدا ، حيث كون البلمرة الجذرية لنقل الذرة (ATRP) هي CRP الأكثر استخداما ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى البساطة التشغيلية والتنوع الاصطناعي. 9-14 جوهر ATRP هو القدرة على إلغاء تنشيط البلمرة بشكل عكسي ، والتحكم في التوازن بين الجذر المتكاثر والأنواع الخاملة. يؤدي فرض تركيز منخفض من الجذور النشطة إلى تقليل مسارات الإنهاء ثنائية الجزيئات بشكل كبير ويسمح بتخليق البوليمرات المحددة جيدا.
يعتمد ATRP التقليدي على محفز معدني انتقالي للتوسط في هذا التوازن. 3 تلوث هذه المحفزات المعدنية منتج البوليمر وتعيق التنفيذ في التطبيقات الطبية الحيوية أو الإلكترونية بينما تثير أيضا مخاوف بيئية. على الرغم من أنه تم اتخاذ خطوات كبيرة لتقليل تركيز المحفز إلى مستويات جزء في المليون ، إلا أن هذه المنهجيات تتطلب ظروفا تجريبية أكثر تطلبا ولم يتم القضاء تماما على تلوث الفلزات. 15,16
نقل الإضافة التجزئة القابل للانعكاس17،18 والبلمرة بوساطة النيتروكسيد19،20 هي CRPs لا تتطلب محفزات معدنية ، على الرغم من أنها استخدمت في كثير من الأحيان أقل من ATRP. 3 في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن22،23 متغيرا من ATRP القابل للانعكاس21 والتعقيد القابل للانعكاس التي يمكن أن تستخدم المحفزات العضوية. ومع ذلك ، تتطلب هذه المنهجيات استخدام بادئات يوديد الألكيل وليست فعالة مع بروميدات الألكيل المستخدمة بشكل شائع في ATRP. سيتطابق CRP المرغوب فيه للغاية مع أداء وجدوى ومتانة ATRP التقليدي أثناء تحفيزه بواسطة محفز عضوي في ظل ظروف معتدلة.
هنا ، نصف منهجية للبلمرة الجذرية لمونومرات الفينيل الوظيفية باستخدام بيريلين كمحفز ضوئي للضوء المرئي. من خلال تحسين المعلمات مثل قياس المتكافئ والتركيز والوقت وتدفق الضوء ، يمكن التحكم في الوزن الجزيئي للبوليمرات. 24 ، 25 تم إدخال منهجيات مماثلة مؤخرا باستخدام مشتقات الفينوثيازين كمحفزات ضوئية ل ATRP الخالية من المعادن. 26 ، 27 نظرا لأن الباحثين في مجال تحفيز البلمرة يطورون باستمرار أنظمة تحفيزية جديدة ، فإن القدرة على مقارنة أداء المحفز عبر عدد من المقاييس أمر حيوي. تعتمد هذه القدرة على إجراء المقارنات بشكل كبير على الاتساق الإجرائي والوضوح من جانب الباحثين الذين يجرون التجارب. على هذا النحو ، فإن هدفنا هو استخدام هذا الفيديو للمساعدة في توصيل الطرق التي يتم من خلالها تصنيع هذه البوليمرات وتوصيفها بدقة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تنبيه: كثير من المواد الكيميائية المستخدمة في هذا البروتوكول هي المواد الخطرة. الرجوع إلى صحيفتي بيانات سلامة المواد (MSDS) واستخدام معدات الوقاية الشخصية المناسبة (PPE) عند العمل مع هذه المواد.
1. تنقية، إعداد وتخزين الكواشف
2. بلمرة ضوئية المنشأ من الميثيل الميثاكريليت عن طريق Perylene باسم ضوئي
3. تحليل الحركية من رد الفعل
4. عزل وتنقية للبوليمر المنتج
5. سلسلة التمديد لMacroinitiator MMA مع الستايرين لإنتاج بولي (MMA) -b بولي (S)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الجدول 1 مجموعة من النتائج البلمرة تحقيقها من خلال هذه الطريقة. وتشير هذه البيانات إلى أن perylene قادر على القيام بدور حفاز ضوئي للبلمرة عدد من مونومرات الفينيل functionalized. لمونومر محددة، وتعديل أي عدد من المعلمات رد فعل مثل المذيبات، رياضيات الكيمياء، المبادر، ومصدر للضوء يؤدي إلى البوليمرات مع اختلاف الأوزان وdispersities الجزيئية تتراوح بين جيد جدا واسعة وليس الشكل 1 يبين نتائج chain- تجارب التمديد كم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
على الرغم من أن البروتوكول يوضح مثال محدد من هذه التقنية البلمرة، والخيارات المتاحة للباحث أداء هذا رد فعل واسعة جدا. يمكن إجراء التعديلات على عدد من النقاط في جميع أنحاء بروتوكول للسماح الاستفادة المثلى من كل ما photoredox خاص يتم تنفيذ ATRP. كما أحادية جديدة، المبادرين، والمواد الحفازة لهذا التفاعل تأتي في إطار التحقيق، رياضيات الكيمياء والمذيبات المستخدمة لأداء رد فعل يمكن ويجب أن يتم تعديل كجزء من التحسين من ظروف التفاعل. بالإضافة إلى ذلك، قد المجربون الفردية اختيار استخدام
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يود المؤلفون أن يعرب عن تقديرهم لجامعة كولورادو بولدر لدعمها لهذا العمل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| بيريلين ، 98.0٪ على الأقل | TCI America | TCP0078-025G | ينقي عن طريق التسامي |
| < م > N ، N < / em > ثنائي ميثيل فورماميد | VWR | EM-DX1726-1 | Omnisolv |
| ميثيل ميثاكريلات ، 99٪ | VWR | 200000-678 | مقطر قبل الاستخدام ، مخزن في ثلاجة |
| إيثيل ألفا أسيتات بروموفينيل ؛ | 554065 | تقطير Aldrich | قبل استخدامه ، ويتم تخزينه في الثلاجة |
| ، ببوتيل هيدروكسي تولوين ؛ | Aldrich | W218405 | |
| Chloroform-D | Cambridge Isotope Labs | DLM-7-100 | |
| رباعي هيدروفوران | VWR | EM-TX0279-1 | Omnisolv |
| ميثانول | VWR | BDH1135 | |
| ثنائي كلورو ميثان | VWR | EM-DX0831-1 | ستايرين أومنيزولف |
| ، 99٪ | VWR | AAAA18481-0F | مقطر قبل الاستخدام ، مخزن في |
| قارورة تلألؤ زجاج الثلاجة ، 20 &NBSP ؛ ml | VWR | 66022-065 | |
| قارورة علوية لولبية ، 2 مل | Agilent | 5182-0715 | |
| غطاء الحاجز للقارورة العلوية اللولبية | Agilent | 5182-0717 | |
| وعاء ضغط الجدار الثقيل ، 100 مل | Synthware | P160005 ؛ | |
| حقنة ، 1 مل معيار ject | VWR | 89174-491 | |
| أنبوب الرنين المغناطيسي | النووي New Era | NE-UL5-7'مرشح | |
| حقنة نايلون ، 0.45 & nbsp ؛ μ m | VWR | 28143-240 | |
| glapbox | Mbraun | LABstar | |
| نظام تنقية المذيبات | Mbraun | MB-SPS-800 | |
| التحريك | IKA | 3582401 | |
| الثنائيات الباعثة للضوء | حلول الإضاءة الإبداعية | CL-FRS1210-5M-12V-WH | استخدام شرائط 2x 12 بوصة من 5500 K LED بيضاء للإضاءة |
| 12 فولت تيار مستمر توريد لمصابيح LED | حلول الإضاءة الإبداعية | CL-PS16001-40W | |
| كروماتوجراف سائل عالي الأداء ؛ | Agilent | G1310B ، G1322A ، G1329B ، G1316A | |
| أعمدة استبعاد حجم نفاذية الهلام | Agilent | PL1110-6500 | |
| كاشف تشتت الضوء متعدد الزوايا | Wyatt | WTREOS | |
| الانكسار التفاضلي | Wyatt | WTREX |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن