Atoomoverdrachtsradicaalpolymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren behulp Perylene als zichtbaar licht Photocatalyst

Het algemene doel van deze procedure is het produceren van goed gedefinieerd polymethylmethacrylaat met peryleen als zichtbaar licht-fotokatalysator voor atoomoverdrachtradicaalpolymerisatie. Het algemene doel van deze procedure is het produceren van goed gedefinieerd polymethylmethacrylaat met peryleen als organische fotokatalysator voor atoomoverdrachtradicaalpolymerisatie. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het veld van de organische katalyse en fotoredoxkatalyse, zoals: kunnen we overgangsmetaalcomplexen vervangen door organische kleurstoffen zoals peryleen?

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de metaalkatalysator die gewoonlijk wordt gebruikt bij atoomoverdracht-radicaalpolymerisatie kan worden vervangen door peryleen, een veelgebruikte organische kleurstof. Een visuele demonstratie van deze methode is essentieel om de reproduceerbaarheid tussen onderzoeksgroepen te waarborgen, aangezien de exacte reactieopstelling een aanzienlijke invloed kan hebben op de uitkomst van het experiment. Bereid alle reagentia voor zoals beschreven in het tekstprotocol en laat ze op kamertemperatuur komen.

Inspecteer alle reagentia vóór gebruik om er zeker van te zijn dat er geen tekenen van contaminatie zijn, zoals verkleuring of de vorming van vaste deeltjes. Plaats in een glove box met stikstofatmosfeer een kleine roerstaaf in een reactiebuis van 100 milliliter. Voeg 9,5 milligram peryleen toe, gevolgd door 4,00 milliliter dimethylformamide, of DMF.

Voeg 4,00 milliliters methylmethacrylaat, of MMA, toe aan dit mengsel. Plaats het flacon op een roerplaat ingesteld op 900 rpm in een bekerglas van 400 milliliters dat wordt verlicht door strips van witte lichtemitterende diodes. Beperk elke verlichting door andere lichtbronnen.

Om de reactie te starten, voegt u met een pipet 65,6 µL ethyl alfa-broomfenylacetaat, oftewel EBP, toe. Roer de reactie gedurende vierentwintig uur onder constante verlichting. Dispenseer op het werkblad 0,70 mL van de gebutyleerd hydroxytolueen, oftewel BHT, in gedeutereerd chloroform-oplossing in een vial van twee mL en sluit deze af met een septumdop.

Breng dit vial naar de glovebox waar de polymerisatie wordt uitgevoerd. Gebruik een spuit om 0,20 milliliters van het reactiemengsel te onttrekken. Injecteer de inhoud van de spuit in het vial van twee milliliter dat de 250 ppm oplossing van BHT en gedeutereerd chloroform bevat.

Trek de zuiger enkele keren naar buiten en druk deze weer in om een volledige stopzetting van de polymerisatie te waarborgen. Draag vervolgens de inhoud van het flesje van twee milliliter over naar een NMR-spectroscopiebuis. Analyseer dit monster via proton-NMR-spectroscopie om het converspercentage te bepalen.

Giet na analyse de inhoud van de NMR-spectroscopiebuis in een schoon scintillatieflesje van 20 milliliter. Laat het oplosmiddel verdampen onder reduceerde druk. Los het monster vervolgens opnieuw op in 1,00 milliliter tetrahydrofuran.

Stuur het monster door een spuitfilter van 0,45 micron in een schoon flaconnetje van twee milliliter. Analyseer het monster via gelpermeatiechromatografie, of GPC, gekoppeld aan multi-angle light scattering, om het getalsgemiddelde molecuulgewicht, het gewichtsgemiddelde molecuulgewicht en de dispersiteit te bepalen. Om het product polymethylmethacrylaat te isoleren en te zuiveren, wordt de polymerisatiereactie eerst gestopt door de inhoud van het reactiemengsel in een vijftigvoudig overschot methanol te gieten en dit gedurende ten minste één uur te laten roeren.

Isoleer het polymethylmethacrylaat uit het methanol via vacuümfiltratie. Spoel het polymeer vervolgens met nog eens 100 milliliters methanol. Los het polymeer opnieuw op in dichloormethaan en herhaal deze stappen tweemaal.

Plaats in een glove box met stikstofatmosfeer 544 milligram polymethylmethacrylaat macroinitiator in een scintillatiebuisje van 20 milliliter dat is voorzien van een kleine roerkolf. Voeg vervolgens 2,4 milligram peryleen toe aan het scintillatiebuisje, gevolgd door 4,00 milliliter dimethylformamide. Plaats het buisje op een roerplaat ingesteld op 900 rpm in een bekerglas dat wordt verlicht door strips met witte led-lampen.

Beperk eventuele verlichting door andere lichtbronnen. Voeg aan dit mengsel 4,96 milliliters styreen toe via een pipet en roer de reactie gedurende vierentwintig uur onder constante verlichting. Isoleer en zuiver ten slotte het polymethylmethacrylaat-blokpolystyreenproduct, zoals voorheen.

Hier worden representatieve resultaten getoond van de polymerisatie van gefunctionaliseerde vinylmonomeren met behulp van deze techniek. Het afstemmen van reactieparameters kan een aanzienlijk effect hebben op de uitkomst van de polymerisatie. Deze figuur toont de resultaten van blokcopolymeer-synthese met gebruik van een geïsoleerde polymethylmethacrylaat-macro-initiator, zoals beschreven in de procedure van de video.

De mogelijkheid om op deze wijze de keten te verlengen, ondersteunt een atoomoverdrachtsmechanisme. Na het bekijken van deze video zou u een praktisch begrip moeten hebben van hoe u goed gedefinieerde polymeren en blokcopolymeren kunt produceren en isoleren door peryleen te gebruiken als zichtbaar licht-fotokatalysator voor atoomoverdracht-radicaalpolymerisatie.