Method Article

Polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu funkcjonalizowanych monomerów winylowych przy użyciu perylenu jako fotokatalizatora światła widzialnego

DOI:

10.3791/53571

⸱

April 22nd, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Colorado Boulder

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisano metodę polimeryzacji rodnikowej funkcjonalizowanych monomerów winylu z przeniesieniem atomu przy użyciu perylenu jako fotokatalizatora światła widzialnego.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiono standaryzowaną technikę polimeryzacji rodnikowej monomerów winylowych metodą przenoszenia atomów przy użyciu perylenu jako fotokatalizatora światła widzialnego. Zabieg wykonywany jest w atmosferze obojętnej przy użyciu technik wykluczania powietrza i wody. Na wynik polimeryzacji mają wpływ proporcje użytego monomeru, inicjatora i katalizatora, a także stężenie reakcji, rozpuszczalnik i charakter źródła światła. Czasową kontrolę nad polimeryzacją można sprawować poprzez wyłączanie i włączanie źródła światła widzialnego. Niskie dyspersje powstałych polimerów, a także zdolność do rozciągania łańcucha w celu utworzenia kopolimerów blokowych sugerują kontrolę nad polimeryzacją, podczas gdy analiza grup końcowych łańcucha dostarcza dowodów potwierdzających mechanizm polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Synteza zaawansowanych technologicznie polimerów wymaga precyzyjnej kontroli nad masą cząsteczkową polimeru, dyspersyjnością (Ð), składem i architekturą. 1,2 Kontrolowane polimeryzacje rodnikowe (CRPs)3-8 zrewolucjonizowały syntezę dobrze zdefiniowanych polimerów, przy czym polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (ATRP) jest najczęściej stosowanym CRP, głównie ze względu na prostotę obsługi i wszechstronność syntezy. 9-14 Sednem ATRP jest zdolność do odwracalnej dezaktywacji polimeryzacji, kontrolując równowagę między rozmnażającym się rodnikiem a uśpionym gatunkiem. Wymuszanie niskiego stężenia aktywnych rodników znacz....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UWAGA: Wiele substancji chemicznych używanych w tym protokole to substancje niebezpieczne. Zapoznaj się z kartami charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS) i używaj odpowiedniego sprzętu ochrony osobistej (PPE) podczas pracy z tymi substancjami.

1. Oczyszczanie, przygotowanie i przechowywanie odczynników

  1. Oczyść wszystkie rozpuszczalniki, które mają być używane, za pomocą systemu oczyszczania rozpuszczalników zgodnie z protokołem producenta. Jeśli system oczyszczania rozpuszczalnikiem nie jest dostępny, należy użyć środków suszących (np. sit molekularnych, CaH2 itp.) i destylacji. Po wysuszeniu....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tabela 1 pokazuje zakres wyników polimeryzacji możliwych do osiągnięcia tą metodą. Dane te pokazują, że perylen może służyć jako fotokatalizator do polimeryzacji wielu funkcjonalizowanych monomerów winylu. W przypadku określonego monomeru dostosowanie dowolnego z wielu parametrów reakcji, takich jak rozpuszczalnik, stechiometria, inicjator i źródło światła, prowadzi do powstania polimerów o różnej masie cząsteczkowej i dyspersjach w zakresie od bardzo dobrych do dość szer.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chociaż protokół przedstawia konkretny przykład tej techniki polimeryzacji, opcje dostępne dla badacza przeprowadzającego tę reakcję są dość szerokie. Modyfikacje mogą być wprowadzane w wielu punktach protokołu, aby umożliwić optymalizację dowolnego konkretnego fotoredoksu ATRP, który jest wykonywany. W miarę jak badane są nowe monomery, inicjatory i katalizatory tej reakcji, stechiometria i rozpuszczalnik używane do przeprowadzania reakcji mogą i powinny być modyfikowane w ramach optymalizacji warunków reakcji. Dodatkow.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy chcieliby podziękować University of Colorado Boulder za wsparcie tej pracy.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
perylen, min 98,0%TCI AmericaTCP0078-025Goczyszczać przez sublimację
N,N,N-dimetyloformamidVWREM-DX1726-1Omnisolv
metakrylan metylu, 99%VWR200000-678destylowany przed użyciem, przechowywany w lodówce
octan etylu &alfa;-bromofenylu Aldrich554065destylowany przed użyciem przechowywany w lodówce
butylowany hydroksytoluen AldrichW218405
Chloroform-DCambridge Isotope LabsDLM-7-100
tetrahydrofuranVWREM-TX0279-1Omnisolv
metanolVWRBDH1135
dichlorometanVWREM-DX0831-1Omnisolv
styren, 99%VWRAAAA18481-0Fdestylowany przed użyciem, przechowywany w
szklana fiolka scyntylacyjna do lodówki, 20  mlVWR66022-065
fiolka z nakrętką, 2 mlAgilent5182-0715
nasadka z przegrodą do zakręcanej fiolkiAgilent5182-0717
o ciężkich ściankach, 100 mlSynthwareP160005 
strzykawka, 1 ml probówkaVWR89174-491
New EraNE-UL5-7'
, 0,45  μ mVWR28143-240
MbraunLABstar
MieszadłoMbraunMB-SPS-800
Diody elektroluminescencyjneCreative Lighting Solutions CL-FRS1210-5M-12V-WHDo oświetlenia zastosowano 2x 12-calowe paski białych diod LED 5500 K
zasilacz do diod LEDCreative Lighting SolutionsCL-PS16001-40W
wysokowydajny chromatograf cieczowy AgilentG1310B, G1322A, G1329B, G1316A
Wielokątowy detektor rozpraszania światła
WyattWTREX
Naczynie ciśnieniowe NMR z filtrem nylonowym Schowek podręczny System oczyszczania rozpuszczalnika IKA 3582401 Zasilanie 12 V DC Kolumny wykluczające przenikanie żelu Agilent PL1110-6500 Refraktometr różnicowy Wyatt WTREOS

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bates, F. S., Hillmyer, M. A., Lodge, T. P., Bates, C. M., Delaney, K. T., Fredrickson, G. H. Multiblock Polymers: Panacea or Pandora's Box. Science. 336 (6080), 434-440 (2012).
  2. Hawker, C. J., Wooley, K. L. The Convergence of Synthetic Organic and Polymer Chemistries. Science. 309 (5738)....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Atom Transfer Radical PolymerizationPerylene PhotocatalystVisible Light PolymerizationPolymethyl Methacrylate SynthesisBlock Copolymer FormationGel Permeation ChromatographyProton NMR AnalysisInert Atmosphere TechniqueChain Extension MethodOrganic Photocatalysis

Related Articles