نقل ذرة الراديكالي بلمرة Functionalized الفينيل مونمرات عن طريق Perylene بمثابة حفاز ضوئي ضوء مرئي

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنتاج بولي ميثيل ميثاكريلات محدد البنية باستخدام البيريلين كمحفز ضوئي بالضوء المرئي لبلمرة نقل الذرة الجذرية. الهدف العام من هذا الإجراء هو إنتاج بولي ميثيل ميثاكريلات محدد البنية باستخدام البيريلين كمحفز ضوئي عضوي لبلمرة نقل الذرة الجذرية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال الحفز العضوي والحفز الضوئي الاختزالي، مثل: هل يمكننا استبدال معقدات المعادن الانتقالية بأصباغ عضوية مثل البيريلين؟

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في إمكانية استبدال الحفاز المعدني المستخدم عادةً في بلمرة نقل الذرة الجذرية ببيريلين، وهو صبغة عضوية شائعة. ويعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرًا بالغ الأهمية لضمان إمكانية تكرار النتائج بين المجموعات البحثية، حيث يمكن أن يكون لإعداد التفاعل الدقيق تأثير كبير على نتيجة التجربة. قم بتحضير جميع الكواشف كما هو موضح في البروتوكول النصي، واتركها لتصل إلى درجة حرارة الغرفة.

افحص جميع الكواشف قبل الاستخدام للتأكد من عدم وجود أي علامات تلوث، مثل تغير اللون أو تكون جزيئات صلبة. في صندوق قفازات تحت جو من النيتروجين، ضع قضيب تحريك صغيرًا في أنبوب تفاعل سعة 100 milliliter. أضف 9.5 milligrams من perylene، ثم 4.00 milliliters من dimethylformamide، أو DMF.

أضف إلى هذا الخليط 4.00 milliliters من ميثيل ميثاكريلات، أو MMA. ضع القارورة على لوح تحريك مضبوط على 900 rpm داخل بيكر سعة 400 milliliter مضاء بشرائط من الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض. قلل من أي إضاءة ناتجة عن مصادر ضوئية أخرى.

لبدء التفاعل، أضف 65.6 µL من ethyl alpha-bromophenylacetate، أو EBP، باستخدام الماصة. قم بتحريك التفاعل لمدة أربع وعشرين ساعة تحت إضاءة مستمرة. وعلى سطح المختبر، وزع 0.70 mL من محلول butylated hydroxytoluene، أو BHT، في الكلوروفورم المديتر (deuterated chloroform) داخل قارورة سعة 2 mL، ثم أغلقها بغطاء سدادة (septum cap).

انقل هذه القارورة إلى الصندوق القفازي حيث تُجرى عملية البلمرة. استخدم حقنة لسحب 0.20 milliliters من خليط التفاعل. احقن محتويات الحقنة في قارورة سعة zwei milliliters تحتوي على محلول BHT بتركيز 250 ppm في الكلوروفورم المديترن.

اسحب المكبس وادفعه عدة مرات لضمان التثبيط الكامل لعملية البلمرة. بعد ذلك، انقل محتويات القارورة سعة 2 mL إلى أنبوب مطيافية NMR. قم بتحليل هذه العينة عن طريق مطيافية البروتون NMR لتحديد نسبة التحويل المئوية.

بعد التحليل، صب محتويات أنبوب مطيافية NMR في قارورة وميض نظيفة سعة 20 milliliter. بخر المذيب تحت ضغط منخفض، ثم أعد إذابة العينة في 1.00 milliliters من tetrahydrofuran.

مرر العينة عبر مرشح حقنة بمسامية 0.45 micron في قارورة نظيفة سعة two milliliter. قم بتحليل العينة باستخدام كروماتوغرافيا نفاذ الهلام، أو GPC، المقترنة بتشتت الضوء متعدد الزوايا، لتحديد متوسط الوزن الجزيئي العددي، ومتوسط الوزن الجزيئي الوزني، والتشتت. لعزل وتنقية منتج polymethyl methacrylate، قم أولاً بإيقاف تفاعل البلمرة عن طريق سكب محتويات خليط التفاعل في كمية من الميثانول تزيد بمقدار خمسين ضعفاً، واتركه تحت التقليب لمدة ساعة واحدة على الأقل.

اعزل مادة بولي ميثيل ميثاكريلات من الميثانول عن طريق الترشيح بالتفريغ. بعد ذلك، اشطف البوليمر بـ 100 مل إضافية من الميثانول. أعد إذابة البوليمر في ثنائي كلورو ميثان وكرر هذه الخطوات مرتين.

في صندوق قفازات تحت جو من النيتروجين، ضع 544 milligrams من بادئ الماكرو بولي ميثيل ميثاكريلات في قارورة وميض سعة 20 milliliter مجهزة بقضيب تحريك صغير. بعد ذلك، أضف 2.4 milligrams من البيريلين إلى قارورة الوميض، يليه 4.00 milliliters من ثنائي ميثيل فورماميد. ضع القارورة على لوح تحريك مضبوط على 900 rpm داخل دورق مضاء بشرائط من مصابيح LED بيضاء.

قلل من أي إضاءة صادرة عن مصادر ضوئية أخرى. أضف إلى هذا الخليط 4.96 milliliters من الستيرين باستخدام الماصة، وحرك التفاعل لمدة أربع وعشرين ساعة تحت إضاءة مستمرة. وأخيراً، قم بعزل وتنقية منتج البوليميثيل ميثاكريلات-بلوك-بولي ستيرين، كما سبق.

تظهر هنا نتائج نموذجية لبلمرة المونومرات الفينيلية الوظيفية باستخدام هذه التقنية. يمكن أن يكون لضبط معايير التفاعل تأثير كبير على نتيجة عملية البلمرة. يوضح هذا الشكل نتائج البلمرة المشتركة الكتلية باستخدام بادئ كبير من بولي ميثيل ميثاكريلات معزول، كما هو موضح في إجراء الفيديو.

إن القدرة على إطالة السلسلة بهذا الأسلوب تدعم آلية نقل الذرة. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يتكون لديك فهم عملي لكيفية إنتاج وعزل بوليمرات وبوليمرات إسهامية كتليّة محددة بدقة باستخدام البيريلين كحفاز ضوئي بالضوء المرئي لبلمرة جذرية بنقل الذرة.