2017년 11월 21일
O-carboxyanhydrides Ni/Zn 단지 중재의 제어 photoredox 반지 개통 중 합에 대 한 프로토콜 제공 됩니다.
이 실험의 전반적인 목표는 고분자량 폴리(알파-하이드록시산)를 곁사슬 작용기와 함께 제어된 방식으로 합성하는 것입니다. 이 방법은 O-카르복시안하이드라이드에서 폴리에스터의 제어된 합성에 대한 폴리에스터 합성 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 중합이 매우 효율적이고 단량체의 직렬 화학에 영향을 미치지 않는다는 것입니다.
이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 박사후 연구원인 Quanyou Feng입니다. 절차를 시작하려면 bipy-nickel(COD)zinc bis(hmds)benzyl alcohol과 무수 THF인 이리듐 촉매 용액을 준비합니다. 용액을 섭씨 영하 35도에서 보관하십시오.
그런 다음 72.2mg의 재결정화된 L1을 7ml 섬광 바이알에 넣습니다. L1을 722 마이크로 리터의 무수 THF에 용해시킵니다. 교반 막대를 사용하여 200마이크로리터의 L1 용액을 다른 7ml 섬광 바이알로 옮깁니다.
이 바이알에 100마이크로리터의 무수 THF를 넣고 바이알의 뚜껑을 닫습니다. 희석된 L1 용액을 온도계와 함께 차가운 우물에 넣습니다. 계속하기 전에 글로브 박스 조명을 끄십시오.
차가운 우물을 위해 듀어에 약 500ml의 에탄올을 첨가하십시오. 그런 다음 듀어에 액체 질소를 첨가하십시오. 듀어를 교반 접시와 잭에 놓고 듀어를 올려 우물을 식힙니다.
차가운 우물이 섭씨 영하 50도에 도달할 때까지 기다립니다. 그런 다음 청색광을 차단하는 보안경을 구하여 손이 닿기 쉬운 곳에 두십시오. 냉각된 L1 용액의 바이알을 엽니다.
냉동실에서 촉매 용액을 꺼냅니다. 30초 동안 바이알에 16.4마이크로리터의 비피-니켈(COD), 24.4마이크로리터의 아연 비스(hmds), 22.5마이크로리터의 벤질 알코올, 24.2마이크로리터의 이리듐 촉매 용액을 추가합니다. 완료되면 바이알의 뚜껑을 닫습니다.
파란색 빛을 차단하는 보안경을 착용하십시오. 그런 다음 34와트 파란색 LED 조명과 작은 냉각 팬을 켭니다. 빛을 바이알 쪽으로 향하게 합니다.
교반 모터를 시작합니다. 조명, 냉각 팬, 추위를 알루미늄 호일로 잘 덮으십시오. 반응 온도를 모니터링하고 15-20분마다 액체 질소를 첨가하여 반응을 약 섭씨 영하 15도로 유지합니다.
이 절차의 중요한 부분은 반응 온도를 영하 15도 정도로 유지하는 것입니다. 온도가 영하 10도보다 높으면 듀어에 액체 질소를 첨가해야 합니다. FDIR 분광법으로 단량체 변환을 모니터링하십시오.
원하는 중합 정도가 달성되면 1%의 아세트산과 1ml의 메탄올을 함유한 1ml의 디에틸 에테르로 중합체를 건조하고 세척합니다. 페닐 O-카르복시안하이드라이드의 중합은 FDIR에 의해 모니터링되었습니다. 약 1805 상호 센티미터의 피크는 반응이 진행될 L1.As 무수물 결합 스트레치에 해당했으며, 1760 상호 센티미터의 발달 피크는 폴리머에서 에스테르 결합의 형성을 나타냈습니다.
중합은 1805년 피크가 완전히 사라졌을 때 완료되었습니다. 겔 투과 크로마토그래피는 단량체 공급 비율이 증가하는 일련의 L1 폴리머의 분자량과 분산성을 측정하는 데 사용되었습니다. 수 평균 분자량은 초기 단량체 촉매 비율에 따라 선형적으로 증가했습니다.
분산도 값은 모두 1.1 미만이었습니다. 양성자 NMR 분광법은 고분자 입체 화학을 평가하기 위해 사용되었습니다. 호모데커플링 연구는 알파 메틴 영역에서 단일 피크를 보여주었으며, 이는 고분자가 이소택틱이므로 에피머화가 발생하지 않았음을 나타냅니다.
이 방법의 시각적 시연은 저온에서 광산화 환원 중합 작용 없이는 배우기 어렵기 때문에 매우 중요합니다. 적절한 반응 설정 및 온도 제어는 모두 제어된 중합에 매우 중요합니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행되면 4-6시간 이내에 완료할 수 있습니다.
이 절차를 시도하는 동안 보안경을 착용하는 것을 잊지 마십시오. 이 비디오를 시청한 후에는 광산화 환원 개폐 중합을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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이 기사는 Ni/Zn 복합체에 의해 매개되는 O-carboxyanhydrides의 제어된 광환원 반응 고리 개방 중합의 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 기능성 측쇄를 가진 고분자량 폴리(알파-하이드록시 산)를 효율적으로 합성하는 것을 목표로 합니다.
Controlled photoredox ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides using Ni/Zn complexes enables precise synthesis of high molecular weight, stereoregular poly(alpha-hydroxy acids) with functional side chains. This capability addresses a key challenge in polymer chemistry by delivering predictable molecular weights and narrow dispersity, supporting advanced material design for biopharma applications. The method's reproducibility and control over polymer architecture are critical for translational research and scalable R&D workflows.
This photoredox polymerization protocol fits within the early discovery to preclinical material development continuum, enabling rapid generation of well-defined polymers for functional studies and translational research.