Atom Transfer Radical Polymerization de fonctionnalisés Vinyl Monomères Utilisation Perylene comme photocatalyseur lumière visible

L’objectif global de cette procédure est de produire du polyméthacrylate de méthyle bien défini en utilisant le pérylène comme photocatalyseur en lumière visible pour la polymérisation radicalaire par transfert d’atomes. L’objectif global de cette procédure est de produire du polyméthacrylate de méthyle bien défini en utilisant le pérylène comme photocatalyseur organique pour la polymérisation radicalaire par transfert d’atomes. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la catalyse organique et de la catalyse photoredox, telles que : pouvons-nous remplacer les complexes de métaux de transition par des colorants organiques tels que le pérylène ?

Le principal avantage de cette technique est que le catalyseur métallique couramment utilisé dans la polymérisation radicalaire par transfert d’atomes peut être remplacé par du pérylène, un colorant organique courant. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle pour assurer la reproductibilité entre les groupes de recherche, car la configuration exacte de la réaction peut avoir un impact substantiel sur le résultat de l’expérience. Préparez tous les réactifs comme décrit dans le protocole textuel et laissez-les revenir à température ambiante.

Inspectez tous les réactifs avant utilisation pour vous assurer qu’il n’y a aucun signe de contamination tel qu’une décoloration ou la formation de particules solides. Dans une boîte à gants à atmosphère d’azote, placez une petite barre d’agitation dans un tube de réaction de 100 millilitres. Ajoutez 9,5 milligrammes de pérylène, puis 4,00 millilitres de diméthylformamide, ou DMF.

À ce mélange, ajoutez 4,00 millilitres de méthacrylate de méthyle, ou MMA. Placez le flacon sur une plaque d’agitation réglée à 900 tr/min à l’intérieur d’un bécher de 400 millilitres éclairé par des bandes de diodes électroluminescentes blanches. Limitez tout éclairage provenant d’autres sources lumineuses.

Pour initier la réaction, ajoutez 65,6 microlitres d’alpha-bromophénylacétate d’éthyle, ou EBP, à l’aide d’une pipette. Agitez la réaction pendant vingt-quatre heures sous un éclairage constant. Sur la paillasse, versez 0,70 millilitre d’hydroxytoluène butylé, ou BHT, dans une solution de chloroforme deutéré dans un flacon de deux millilitres et scellez-le avec un capuchon de septum.

Apportez ce flacon dans la boîte à gants où la polymérisation est effectuée. À l’aide d’une seringue, prélever 0,20 millilitre du mélange réactionnel. Injectez le contenu de la seringue dans le flacon de deux millilitres contenant la solution à 250 ppm de BHT et de chloroforme deutéré.

Tirez vers l’arrière et enfoncez le piston plusieurs fois pour assurer une trempe complète de la polymérisation. Ensuite, transférez le contenu du flacon de deux millilitres dans un tube de spectroscopie RMN. Analysez cet échantillon par spectroscopie RMN des protons pour la conversion en pourcentage.

Après l’analyse, verser le contenu du tube de spectroscopie RMN dans un flacon à scintillation propre de 20 millilitres. Évaporer le solvant sous pression réduite. Ensuite, dissoudre à nouveau l’échantillon dans 1,00 millilitre de tétrahydrofurane.

Envoyez l’échantillon à travers un filtre à seringue de 0,45 micron dans un flacon propre de deux millilitres. Analysez l’échantillon par chromatographie par perméation de gel, ou GPC, couplée à une diffusion de la lumière multi-angle, pour déterminer le poids moléculaire moyen en nombre, le poids moléculaire moyen en poids et la dispersité. Pour isoler et purifier le produit polyméthacrylate de méthyle, éteignez d’abord la réaction de polymérisation en versant le contenu du mélange réactionnel dans un excès cinquante fois plus important de méthanol et en laissant agir pendant au moins une heure.

Isolez le polyméthacrylate de méthyle du méthanol par filtration sous vide. Ensuite, rincez le polymère avec 100 millilitres supplémentaires de méthanol. Dissoudre à nouveau le polymère dans le dichlorométhane et répéter ces étapes deux fois.

Dans une boîte à gants sous atmosphère d’azote, placez 544 milligrammes de macro-initiateur de polyméthacrylate de méthyle dans un flacon à scintillation de 20 millilitres équipé d’un petit agitateur. Ensuite, ajoutez 2,4 milligrammes de pérylène dans le flacon à scintillation, suivi de 4,00 millilitres de diméthylformamide. Placez le flacon sur une plaque d’agitation réglée à 900 tr/min à l’intérieur d’un bécher éclairé par des bandes de LED blanches.

Limitez tout éclairage provenant d’autres sources lumineuses. À ce mélange, ajoutez 4,96 millilitres de styrène à l’aide d’une pipette et remuez la réaction pendant vingt-quatre heures sous un éclairage constant. Enfin, isolez et purifiez le produit de polystyrène en bloc de méthacrylate de méthyle, comme précédemment.

Voici des résultats représentatifs de la polymérisation de monomères vinyliques fonctionnalisés à l’aide de cette technique. Le réglage des paramètres de réaction peut avoir un effet significatif sur le résultat de la polymérisation. Cette figure montre les résultats de la copolymérisation séquencée à l’aide d’un macro-initiateur isolé de polyméthacrylate de méthyle, comme décrit dans la procédure vidéo.

La capacité d’enchaîner l’extension de cette manière soutient un mécanisme de transfert d’atomes. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une compréhension pratique de la façon de produire et d’isoler des polymères bien définis et des copolymères séquencés en utilisant le pérylène comme photocatalyseur en lumière visible pour la polymérisation radicalaire par transfert d’atomes.