העברת Atom פילמור רדיקלי של פונקציונליות ויניל מונומרים שימוש Perylene בתור Photocatalyst אור גלוי

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להפיק פולימתיל מתאקרילט מוגדר היטב תוך שימוש ב-perylene כפוטוקטליסט באור נראה עבור פולימריזציית רדיקלים בהעברת אטום. המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להפיק פולימתיל מתאקרילט מוגדר היטב תוך שימוש ב-perylene כפוטוקטליסט אורגני עבור פולימריזציית רדיקלים בהעברת אטום. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחומי הקטליזה האורגנית וקטליזת פוטורדוקס, כגון: האם ניתן להחליף קומפלקסים של מתכות מעבר בצבעים אורגניים כגון perylene?

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן להחליף את הקטליזטור המתכתי הנפוץ בpolymerization רדיקלית בהעברת אטום (atom transfer radical polymerization) בפרילן (perylene), צבע אורגני נפוץ. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית כדי להבטיח הדירות בין קבוצות מחקר, שכן למבנה המדויק של התגובה עשויה להיות השפעה משמעותית על תוצאות הניסוי. הכינו את כל הריאגנטים כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב, והמתינו שיגיעו לטמפרטורת החדר.

יש לבחון את כל הריאגנטים לפני השימוש כדי לוודא שאין סימני זיהום, כגון שינוי בצבע או היווצרות של חלקיקים מוצקים. בתוך תא כפפות באטמוספירה של חנקן, יש להניח מגנט ערבוב קטן בתוך מבחנה לתגובה של 100 milliliter. יש להוסיף 9.5 milligrams של perylene, ולאחר מכן 4.00 milliliters של dimethylformamide, או DMF.

לתערובת זו, הוסף 4.00 milliliters של methyl methacrylate, או MMA. הנח את המבחנה על פלטת ערבוב המכוונת ל-900 rpm בתוך כוס כימית של 400 milliliter המוארת על ידי רצועות של דיודות פולטות אור לבן. הגבל כל הארה ממקורות אור אחרים.

כדי להתחיל את התגובה, הוסף 65.6 µL של ethyl alpha-bromophenylacetate, או EBP, באמצעות פיפטה. ערבב את התגובה במשך עשרים וארבע שעות תחת תאורה קבועה. על משטח העבודה, העבר 0.70 mL של תמיסת butylated hydroxytoluene, או BHT, בכלורופורם דאוטררי לתוך מבחנה של 2 mL, ואטום אותה באמצעות פקק עם ספטום.

העבירו את הבקבוקון הזה לתוך תא הכפפות שבו מתבצע הפולימריזציה. השתמשו במזרק כדי להוציא 0.20 milliliters של תערובת התגובה. הזריקו את תוכן המזרק לבקבוקון של שני מיליליטר המכיל תמיסה של BHT בריכוז 250 ppm וכלורופורם דויטרי.

משוך ודחף את הבוכנה מספר פעמים כדי להבטיח השבתה מלאה של הפולימריזציה. לאחר מכן, העבר את התוכן של מבחנת ה-2 mL לשפופרת NMR. נתח דגימה זו באמצעות ספקטרוסקופיית proton NMR כדי לקבוע את אחוז ההמרה.

לאחר הניתוח, שפכו את תכולת מבחנת ספקטרוסקופיית ה-NMR לתוך בקבוק סינטילציה נקי של 20 milliliter. אידו את הממס תחת לחץ מופחת. לאחר מכן, המיסו מחדש את הדגימה ב-1.00 milliliters של tetrahydrofuran.

העבירו את הדגימה דרך מסנן מזרק של 0.45 micron אל תוך מבחנה נקייה של שני מיליליטר. נתחו את הדגימה באמצעות כרומטוגרפיית חדירה של ג'ל, או GPC, המשולבת עם פיזור אור רב-זוויתי, כדי לקבוע את המשקל המולקולרי הממוצע המספרי, המשקל המולקולרי הממוצע המשקלי ואת הדיספרסיות. כדי לבודד ולטהר את המוצר פולימתיל methacrylate, השביתו תחילה את תגובת הפולימריזציה על ידי מזיגת תכולת תערובת התגובה לתוך עודף של פי 50 של methanol והשאירו לערבב למשך שעה אחת לפחות.

בודד את הפולימתיל methacrylate מהמתנול באמצעות סינון בוואקום. לאחר מכן, שטוף את הפולימר ב-100 milliliters נוספים של מתנול. המס שוב את הפולימר בדיכלורומתאן וחזור על שלבים אלו פעמיים.

בתוך תא כפפות באטמוספירה של חנקן, העבירו 544 milligrams של מאקרו-יוזם polymethyl methacrylate אל תוך בקבוק סינטילציה של 20 milliliter המכיל מגנט Stir bar קטן. לאחר מכן, הוסיפו 2.4 milligrams של perylene לבקבוק הסינטילציה, ולאחריו 4.00 milliliters של dimethylformamide. הניחו את הבקבוק על פלטת ערבול המכוונת ל-900 rpm בתוך כלי כימי (beaker) המואר על ידי פסי LED לבנים.

הגבילו כל תאורה ממקורות אור אחרים. לתערובת זו, הוסיפו 4.96 milliliters של styrene באמצעות פיפט וערבבו את התגובה במשך עשרים וארבע שעות תחת תאורה קבועה. לבסוף, בודדו וטהרו את תוצר ה-polymethyl methacrylate block polystyrene, כפי שבוצע קודם לכן.

מוצגות כאן תוצאות מייצגות של פולימריזציה של מונומרים ויניליים פונקציונליים באמצעות טכניקה זו. לכיוונון של פרמטרי התגובה עשויה להיות השפעה משמעותית על תוצאת הפולימריזציה. איור זה מציג את תוצאות הפולימריזציה של קו-פולימר בלוקים באמצעות מקרו-איניציאטור מבודד של polymethyl methacrylate, כפי שמתואר בפרוטוקול שבוידאו.

היכולת לבצע הארכת שרשרת באופן זה תומכת במנגנון של העברת אטום. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה מעשית לגבי האופן שבו מייצרים ומבודדים פולימרים מוגדרים היטב ופולימרים בלוקים באמצעות פרילן כפוטוקטליזטור של אור נראה עבור פולימריזציה רדיקלית בהעברת אטום.