Zelf monteren van morfologieën Verkregen uit rechte polycarbodiimide copolymeren en hun triazoolderivaten

Het algemene doel van dit protocol is om een rationele synthetische benadering te demonstreren voor helicoidale polycarbodiimiden met aanpasbare hangende groepen en de secundaire structuren die daaruit zijn opgebouwd te visualiseren door middel van atoomkrachtmicroscopie. Deze studies zijn van bijzonder belang voor de ontwikkeling van experimentele procedures voor de bereiding van gewenste architectuur. Deze architectuur kan vervolgens worden gebruikt als mogelijke sensoren, optische schakelaars of biomedische toepassingen.

Het grote voordeel van deze techniek is dat het gemakkelijk kan worden toegepast op verschillende polycarbodiimide-scaffolds om specifieke assemblages te maken, zoals donuts, linten, vezels, superhelices, sferen, enzovoort. De implicatie van deze techniek strekt zich uit naar het gebruik van helicoidale polycarbodiimide-scaffold als potentiële geneesmiddeldragers. Omdat deze feestelijke micromoleculen zichzelf op een controleerbare manier in een unieke architectuur verzamelen.

Om deze procedure te beginnen, voegt u een gram ET-monomeer en 0,894 gram pH-monomeer toe aan een schone 20-milliliter scintillatieglas met een magnetische roerder in een handschoenenkast. Voeg vervolgens 0,018 gram BINOL-katalysator toe aan het scintillatieglas. Voeg ongeveer drie tot vijf milliliter anhydrisch chloroform toe en roer voorzichtig om zowel de monomeer als de katalysator op te lossen.

Na het afdichten van het glas, laat het reactiemengsel een nacht roeren bij 25 graden Celsius. Los het polymeer opnieuw op in vijf tot tien milliliter chloroform en herprecipiteer het in 250 milliliter methanol om de resterende katalysator te verwijderen. Droog vervolgens het precipitaat gedurende 24 uur onder hoge vacuüm om het methanol te verwijderen.

Voeg in de handschoenenkast vijf milliliter anhydrisch THF en een magnetische roerder toe aan een scintillatieglas met 0,25 gram R 50 ethynol 50 fenol-samenstelling. Voeg vervolgens 0,146 gram van de gewenste amide toe aan het scintillatieglas. Voeg vervolgens 0,022 gram koperjodide-katalysator toe aan het scintillatieglas.

Laat de oplossing twee minuten roeren om een homogene suspensie te vormen. Voeg nu 0,713 gram DBU toe aan de homogene suspensie en laat het gedurende twee uur roeren bij 25 graden Celsius. Cyclische reactie moet gedurende twee uur worden uitgevoerd.

Een lange reactietijd moet worden vermeden om harde gelvorming te voorkomen, zoals onoplosbaar in emulsieve organische oplosmiddelen. Nadat het glas uit de handschoenenkast is verwijderd, verwijdert u de magnetische roerder en injecteert u de groenachtige, gel-achtige oplossing in 250 milliliter koud methanol, met 0,5 milliliter DBU. Verzamel het gevormde triazoolpolymeer door middel van filtratie met behulp van een 15-milliliter fritted-trechter en was het eenmaal met 250 milliliter methanol.

Na het herhalen van de zuivering, droogt u het product van de click-reactie gedurende 24 uur onder hoge vacuüm om het methanol te verwijderen. Meng in de handschoenenkast 0,029 gram koperchloride-katalysator met 0,1 gram van de macro-initiator in een scintillatieglas met 0,101 gram PMDETA. Nadat u een magnetische roerder aan het glas hebt toegevoegd, voegt u 1,51 gram vers gedistilleerd styreen toe.

Voeg vervolgens ongeveer 12 milliliter anhydrisch tolueen toe om de reagentia op te lossen. Zodra het glas is verzegeld en uit de handschoenenkast is verwijderd, dompelt u het in een oliebad en verhoogt u de temperatuur. Roer het reactiemengsel gedurende 12 uur bij de gewenste temperatuur in een afzuigkap.

Na het verwijderen van de magnetische roerder, giet u het reactiemengsel in 250 milliliter koud methanol, met 0,5 milliliter DBU. Verzamel vervolgens de gevormde vlokken door middel van filtratie, met behulp van een 15-milliliter fritted-trechter, en was het materiaal eenmaal met ongeveer 50 milliliter koud methanol. Filter elke polymere stockoplossing door een 0,45 micrometer PTFV-seringfilter voorafgaand aan het deponeren op een siliciumwafer.

Onmiddellijk na het deponeren van 200 microliter monster op de siliciumwafer, gebruikt u een spincoatingmachine om het hele waferoppervlak te bedekken met een uniforme polymere film voor AFM-metingen. BINAL R of S titaniumkatalysator-gemedieerde coördinatie-invoegingspolymerisatie leidt hier tot de R en S-serie van polycarbodiimiden. De synthese van de triazoolpolycarbodiimiden die worden gebruikt als macro-initiatoren in de ATRP-reactie om polycarbodiimide-g-polystyreen of PSPCD's te produceren, wordt hier weergegeven.

Macromoleculen kunnen zichzelf in een dunne film verzamelen om een verscheidenheid aan complexe supermoleculaire architectuur te vormen, zoals vezels, lusvormige vezels, superhelices, vezelige netwerken, linten, wormachtige aggregaten, toroidale structuren en kraters. Een moleculair model van de triazool macro-initiator wordt hier getoond. AFM-beelden van alkyn PCD's bevestigen de vorming van vezelachtige morfologieën.

In het algemeen leidde het verdunnen van stockoplossingen tot een vermindering van de grootte van de gevormde geaggregeerde morfologieën. De morfologieën gevormd uit PSPCD's, spin gecoat van chloroform stock, worden hier getoond. In tegenstelling tot alkyn polycarbodiimide-aggregatiegedrag in chloroform, onthulde het onderzoek van PSPCD's zowel krater-achtige assemblages als nanogrote choroïdale architectuur als overheersende motieven.

AFM-beelden van PSPCD's die wijzen op de vorming van discrete nanosferen bij het toepassen van een enkele of binaire oplosmiddelensysteem voor monsterdeposition, met concentratie-afhankelijke deeltjesgroottes, worden hier getoond. De samenstelling van de individuele macromoleculen in sferische nanodeeltjes die nauw overeenkomt met SEM-gemeten morfologieën wordt hier weergegeven. Opmerkelijk is dat de grotere micron-grootte aggregaten kunnen bestaan uit afzonderlijke nanodeeltjes die samen zijn agglomereerd.

De spincoating-methode vertegenwoordigt een handige manier om reproduceerbaar meerdere type morfologieën te maken, inclusief vezels, superhelices, donut-achtige