بروتوكول بسيطة وفعالة لالتحفيزي الإدراج بلمرة Norbornenes وظيفية

الهدف العام من هذا الإجراء الاصطناعي هو إعداد بولينوربورنين الإدراج الوظيفي ، وهي بوليمرات عالية الأداء مع درجة حرارة انتقال زجاجية عالية جدا. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه من الممكن الوصول إلى البوليمرات عالية الأداء التي تحمل مجموعات وظيفية عالية التفاعل مثل مجموعات الإيبوكسي أو المجموعات الحمضية عبر بروتوكول تجريبي بسيط. بشكل عام ، سيكافح الباحثون الجدد في تخليق البوليمر التحفيزي لأن التوليف يجب أن يتم باستخدام معايير عالية جدا من النقاء ، ولكن هنا ، في العملية التي سنصفها ، يمكن إجراء التوليف بسهولة دون أي خطوة تنقية خاصة.

سيظهر جزء من الإجراء مبارك كومباوري ، طالب الدراسات العليا في مختبر كلافيري. لبدء هذا الإجراء ، قم بإعداد قارورة سفلية مستديرة سعة لتر واحد مع مكثف وشريط تحريك. أضف 327 جراما من حمض الأكريليك و 4.9 جراما من الهيدروكينون إلى القارورة.

ثم استخدم كتلة تسخين لتسخين الخليط إلى 150 درجة مئوية. بمجرد استقرار الارتجاع ، أضف 300 جرام من DCPD. ثم ارفعي درجة الحرارة إلى 170 درجة مئوية لمدة 16 ساعة.

سيتغير لون المحلول من الشفاف إلى الأصفر والبني. باستخدام ماصة باستور، استخرج عينة. التحليل بواسطة البروتون بالرنين المغناطيسي النووي ، باستخدام الكلوروفورم المنزوع كمذيب.

بعد ذلك ، قم بإزالة المكثف من القارورة السفلية المستديرة. استبدله بإعداد تقطير بسيط متصل بمكثف يدور الماء البارد. ضع إعداد التفاعل تحت الفراغ واضبط الضغط على زئبق ملليمتر واحد.

ثم سخنيها إلى 100 درجة مئوية لمدة ساعة تقريبا. اجمع وتخلص من السائل الصافي الذي يغلي. استبدل قارورة التجميع بقارورة سفلية مستديرة سعة 250 مل.

يسخن إلى 155 درجة مئوية لمدة سبع ساعات لتقطير حمض الكربوكسيل NBE. قم بتحليل السائل المقطر بواسطة البروتون بالرنين المغناطيسي النووي لتحديد النقاء والنسب الداخلية إلى exo. ثم أضف 300 جرام من حمض الكربوكسيل من البنك الوطني إلى قارورة سفلية مستديرة سعة 500 مل مزودة بقضيب تحريك مغناطيسي.

قم بإزالة حمض الكربوكسيل من NBE عن طريق فقاعات النيتروجين لمدة 40 دقيقة باستخدام معدل تقليب بطيء لشريط التقليب. أضف 76 ملليغرام من ثنائي كلوريد أليل بالاديوم (II). ثم أضف 180 ملليغرام من الأنتيمون الفضي.

قم بزيادة معدل التقليب وتسخين المحلول إلى 70 درجة مئوية تحت تدفق طفيف من النيتروجين لمدة 36 ساعة. بعد ذلك ، قم بتبريد القارورة بالنيتروجين السائل. باستخدام ملعقة ، قسم البوليمر إلى قطع صغيرة.

أضف 750 مل من أسيتات الإيثيل إلى دورق سعة لترين مزود بقضيب تحريك مغناطيسي. ثم أضف قطع البوليمر تحت التحريك القوي. اترك المحلول يستمر في التقليب لمدة ساعتين.

بعد اكتمال التقليب ، قم بتصفية المحلول باستخدام قمع Buchner المجهز بورق ترشيح. اغسل البوليمر ب 500 مل من أسيتات الإيثيل ثلاث مرات ، ثم جفف البوليمر في فرن مفرغ على حرارة 50 درجة مئوية لمدة 12 ساعة. قم بإزالة 100 جرام من التولوين و 100 جرام من NBE (الفينيل) بشكل منفصل عن طريق فقاعات بغاز النيتروجين لمدة 30 دقيقة.

بعد ذلك ، ضع كلاهما في صندوق القفازات. في صندوق القفازات ، أضف التولوين إلى قارورة سفلية مستديرة سعة 250 مل. بعد ذلك ، أضف على التوالي 76 ملليغرام من PD2 (DBA) 3 و 68 ملليغرام من أنتيمونيت الفضة و 43 ملليغرام من ثلاثي فينيل فوسفين إلى محلول التولوين.

ثم يضاف NBE منزوع الغاز (الفينيل) ويقلب على حرارة 70 درجة مئوية لمدة 72 ساعة. بمجرد اكتمال التقليب ، قم بإزالة المحلول من صندوق القفازات وانقله إلى زجاجة زجاجية سعة لتر واحد مزودة بقضيب تحريك مغناطيسي. يضاف 200 مل من التولوين الطازج ويقلب.

ثم أضف 10 جرامات من مسحوق السيليكا واستمر في التقليب في درجة حرارة الغرفة لمدة 16 ساعة. بعد اكتمال التقليب ، اترك المحلول يستقر لمدة ساعتين للسماح لجزيئات السيليكا بالترسيب. قم بتصفية المحلول المستقر من خلال قمع Buchner المزود بورق ترشيح.

اشطف جزيئات السيليكا بالتولوين الطازج وقم بتصفيته من خلال قمع Buchner. بعد ذلك ، أضف 1.2 لتر من الميثانول إلى دورق جديد سعة أربعة لترات مزود بقضيب تحريك مغناطيسي. أضف تدريجيا هذا المحلول من التولوين والبوليمر إلى الدورق تحت التحريك القوي.

استمر في التقليب لمدة 30 دقيقة. بعد اكتمال التقليب ، قم بتصفية البوليمر باستخدام قمع Buchner وورق الترشيح. اغسل البوليمر ب 400 مل من الميثانول ثلاث مرات.

قم بتحليل نقاء البوليمر بواسطة البروتون بالرنين المغناطيسي النووي لتحديد ما إذا كان المونومر المتبقي موجودا. إذا كان الأمر كذلك ، فقم بإجراء غسل إضافي بالميثانول. بعد اكتمال الغسيل ، جفف PNBE (الفينيل) تحت الفراغ في درجة حرارة الغرفة طوال الليل.

أضف 150 جراما من ثنائي كلورو ميثان إلى قارورة سفلية مستديرة سعة 500 مل مزودة بقضيب تحريك مغناطيسي ومكثف. ثم أضف 15 جراما من PNBE (الفينيل) مع التحريك. بمجرد أن يذوب البوليمر تماما ، ضع القارورة في حمام جليدي لتبرد لمدة 15 دقيقة.

في دورق طازج ، اخلطي 30 جراما من حمض الفورميك وخمسة جرامات من حمض الخليك. أضف هذا المحلول الحمضي إلى القارورة واتركه يبرد لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك ، أضف 75 جراما من محلول مائي 30٪ من بيروكسيد الهيدروجين وحرك المحلول لمدة 18 ساعة.

بعد ذلك ، قم بإزالة عينة صغيرة. قم بترسيب البوليمر بالأسيتون وتحليله باستخدام البروتون بالرنين المغناطيسي النووي كما هو موضح في بروتوكول النص. إذا لم تنخفض إشارة الرابطة المزدوجة بشكل كاف ، فاستمر في تحريك التفاعل ، وتحليله بواسطة البروتون بالرنين المغناطيسي النووي كل ساعة.

بمجرد أن تنخفض إشارة الرابطة المزدوجة بشكل كاف ، أضف 750 مل من الأسيتون إلى دورق جديد سعة أربعة لترات مزود بقضيب تحريك مغناطيسي. أضف محلول البوليمر تدريجيا تحت التحريك القوي. دع المحلول يستمر في التقليب لمدة 15 دقيقة.

بعد ذلك ، قم بتصفية البوليمر باستخدام قمع Buchner وورق الترشيح. اغسل البوليمر ب 200 مل من الأسيتون أربع مرات. أخيرا ، جفف البوليمر تحت الفراغ في درجة حرارة الغرفة طوال الليل.

في هذا الإجراء ، يتم الحصول على البوليمرات عن طريق البلمرة المحفزة وجمعها على شكل مساحيق جافة. يمكن رؤية النتائج التمثيلية لتحليل البروتون بالرنين المغناطيسي النووي للبوليمرات هنا. يؤكد هذا التحليل إيبوكسدة PNBE (الفينيل) تثبت النسبة المتناقصة بين تكاملات مجموعة الفينيل والبروتونات الأخرى في طيف PNBE (الايبوكسي) فعالية إجراء الأكسدة هذا ، حيث يتم تحويل 97٪ من PNBE (الفينيل) إلى التحليل الطيفي PNBE (الايبوكسي) FTIR أيضا لتأكيد نتيجة تفاعل الأيبوكسيد.

يتضح ذلك من خلال ظهور ذروة مميزة عند 875 سنتيمترا عكسيا واختفاء قمم 904 سنتيمترا عكسيا و 992 سنتيمترا عكسيا ، والتي لوحظت في بوليمر PNBE (الفينيل). لذلك بمجرد إتقانها ، يمكن تحضير مقياس عادي لأي من البوليمر ، سواء كان بولي نوربورنين إيبوكسي أو حمض بولي نوربورنين ، في أقل من أسبوع مع الحد الأدنى من وقت التلاعب.