Transferencia átomo de polimerización por radicales de monómeros funcionalizados vinilo Uso de perileno como fotocatalizador luz visible

El objetivo general de este procedimiento es producir polimetil metacrilato bien definido utilizando peryleno como fotocatalizador orgánico para la polimerización por transferencia de radical atómico con luz visible. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la catalisis orgánica y la catalisis fotoredox, tales como, ¿podemos reemplazar los complejos de metales de transición con colorantes orgánicos como el peryleno?

La principal ventaja de esta técnica es que el catalizador metálico comúnmente utilizado en la polimerización radical por transferencia de átomos puede sustituirse por perilen, un colorante orgánico común. La demostración visual de este método es fundamental para garantizar la reproducibilidad entre los grupos de investigación, ya que la configuración exacta de la reacción puede tener un impacto considerable en el resultado del experimento. Prepare todos los reactivos según se describe en el protocolo escrito y permita que alcancen la temperatura ambiente.

Inspeccione todos los reactivos antes de usarlos para asegurarse de que no haya signos de contaminación, como cambio de color o formación de partículas sólidas. En una caja de guantes con atmósfera de nitrógeno, coloque una barra de agitación pequeña en un tubo de reacción de 100 mililitros. Añada 9,5 miligramos de perilen, y luego 4,00 mililitros de dimetilformamida, o DMF.

A esta mezcla, añada 4.00 mililitros de metacrilato de metilo, o MMA. Coloque el vial sobre una placa agitadora ajustada a 900 rpm dentro de un vaso de precipitados de 400 mililitros iluminado por tiras de diodos emisores de luz blanca. Limite cualquier iluminación proveniente de otras fuentes de luz.

Para iniciar la reacción, agregue 65,6 µL de alfa-bromofenilacetato de etilo, o EBP, mediante pipeta. Agite la reacción durante veinticuatro horas bajo iluminación constante. Sobre la mesa de trabajo, dispense 0,70 mL del butilhidroxitolueno, o BHT, en solución de cloroformo deuterado en un vial de 2 mL y séllelo con un tapón de septum.

Lleve este vial a la caja de guantes donde se está llevando a cabo la polimerización. Utilice una jeringa para extraer 0,20 mililitros de la mezcla de reacción. Inyecte el contenido de la jeringa en el vial de dos mililitros que contiene la solución de BHT al 250 ppm en cloroformo deuterado.

Retire y empuje el émbolo varias veces para asegurar una extinción completa de la polimerización. A continuación, transfiera el contenido del vial de dos mililitros a un tubo para espectroscopía de RMN. Analice esta muestra mediante espectroscopía de RMN de protones para determinar el porcentaje de conversión.

Después del análisis, vierta el contenido del tubo de espectroscopía de RMN en un frasco limpio de centelleo de 20 mililitros. Evapore el disolvente bajo presión reducida. Luego, redisuelva la muestra en 1.00 mililitros de tetrahidrofuran.

Enviar la muestra a través de un filtro de jeringa de 0,45 micrómetros hacia un vial limpio de dos mililitros. Analizar la muestra mediante cromatografía de permeación en gel, o GPC, acoplada a dispersión de luz de múltiples ángulos, para determinar el peso molecular promedio numérico, el peso molecular promedio ponderal y la dispersidad. Para aislar y purificar el polimetacrilato de metilo producto, primero detener la reacción de polimerización vertiendo el contenido de la mezcla reaccional en un exceso cincuenta veces mayor de metanol y dejar agitar durante al menos una hora.

Aisle el polimetilmetacrilato del metanol mediante filtración al vacío. Luego, enjuague el polímero con 100 mililitros adicionales de metanol. Redisuelva el polímero en diclorometano y repita estos pasos dos veces.

En una caja de guantes con atmósfera de nitrógeno, coloque 544 miligramos de macroiniciador de polimetacrilato de metilo en un vial de centelleo de 20 mililitros equipado con una barra de agitación pequeña. A continuación, añada 2,4 miligramos de perilenio al vial de centelleo, seguido de 4,00 mililitros de dimetilformamida. Coloque el vial en una placa agitadora ajustada a 900 rpm dentro de un vaso de precipitados iluminado por tiras de LED blancos.

Evite cualquier iluminación proveniente de otras fuentes de luz. A esta mezcla, agregue 4.96 mililitros de estireno mediante pipeta y agite la reacción durante veinticuatro horas bajo iluminación constante. Finalmente, aísle y purifique el producto de polimetacrilato de metilo bloque poliestireno, como antes.

Se muestran aquí resultados representativos de la polimerización de monómeros vinílicos funcionalizados utilizando esta técnica. El ajuste de los parámetros de reacción puede tener un efecto significativo en el resultado de la polimerización. Esta figura muestra los resultados de la copolimerización en bloque utilizando un macroiniciador aislado de metacrilato de metilo, tal como se describe en el procedimiento del video.

La capacidad de extender la cadena de esta manera respalda un mecanismo de transferencia de átomos. Después de ver este video, debería tener una comprensión práctica de cómo producir y aislar polímeros y copolímeros en bloques bien definidos utilizando peryleno como fotocatalizador bajo luz visible para la polimerización radical por transferencia de átomos.