Este artigo descreve um processo de produção de nanopartículas poliméricas automontadas usando polimerização por dispersão mediada por luz visível. O uso de luz visível de baixa energia para controlar a polimerização permite a formação reprodutível de micelas semelhantes a vermes automontadas com alto teor de sólidos.
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Artigo de método
Síntese Facile de micelas Worm-like por luz visível Mediated Dispersão Polimerização Usando Photoredox Catalisador
Neste artigo
Resumo
Resumo
Apresentado aqui é um protocolo para a síntese fácil de micelas semelhantes a vermes por polimerização de dispersão mediada por luz visível. Esta abordagem começa com a síntese de um homopolímero hidrofílico poli (oligo (etilenoglicol) metil éter metacrilato) (POEGMA) usando polimerização reversível de transferência em cadeia de fragmentação de adição (RAFT). Sob irradiação leve de luz visível (λ = 460 nm, 0,7 mW / cm2), este agente de transferência de macro-cadeia (macro-CTA) na presença de um catalisador fotorredox à base de rutênio, Ru (bpy) 3Cl2 pode ser estendido em cadeia com um segundo monômero para formar um copolímero de bloco bem definido em um processo conhecido como Raft de Transferência de Elétrons Fotoinduzidos (PET-RAFT). Quando o PET-RAFT é usado para encadear POEGMA com metacrilato de benzila (BzMA) em etanol (EtOH), nanopartículas poliméricas com diferentes morfologias são formadas in situ de acordo com um mecanismo de automontagem induzida por polimerização (PISA). A automontagem em nanopartículas apresentando cadeias POEGMA nas cadeias corona e poli(metacrilato de benzila) (PBzMA) no núcleo ocorre in situ devido à crescente insolubilidade do bloco PBzMA em etanol. Curiosamente, a formação de micelas semelhantes a vermes altamente puras pode ser prontamente monitorada observando o início de um gel altamente viscoso in situ devido a emaranhamentos de nanopartículas que ocorrem durante a polimerização. Este processo permite, assim, uma síntese mais reprodutível de micelas semelhantes a vermes simplesmente monitorando a viscosidade da solução durante o curso da polimerização. Além disso, o estímulo luminoso pode ser aplicado intermitentemente de forma ON/OFF, demonstrando controle temporal sobre a morfologia da nanopartícula.
Introdução
A síntese de não esféricas (e outros) morfologias de nanopartículas tem sido tradicionalmente conseguida utilizando um procedimento de auto-montagem de múltiplos passos começando com a síntese e purificação de dibloco bem definido anfifílico (ou multibloco) copolímeros. Uma das técnicas de auto-montagem mais comuns foi popularizado por Eisenberg na década de 1990, e envolve a dissolução do copolímero de blocos anfifílico de um solvente comum para ambos os blocos de polímero seguindo-se a adição lenta de um solvente selectivo para um dos blocos de 1-3 . À medida que o solvente selectivo (normalmente água) é adicionado, o copolímero em bloco é submetido a au....
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Protocolo
1. Síntese e Caracterização de POEGMA Macro-CTA
- Adicionar oligo (etilenoglicol) éter metil metacrilato (OEGMA) (12 g, 4 × 10 -2 mol), 4-ciano-4- (phenylcarbonothioylthio) pentanóico (CPADB) (0,224 g, 8 x 10 -4 mol), 2,2'-azobis (2-metilpropionitrilo) (AIBN) (16,4 mg, 0,1 mmol) e 50 ml de acetonitrilo (MeCN) para um frasco de 100 ml de fundo redondo.
- Veda-se o balão com um septo de borracha e fios de aço adequadamente dimensionado e arrefecer o balão até a temperatura ambiente e <4 ° C num banho de gelo-água.
- Desoxigena-se o balão durante 30 minutos por borbulhamento de azoto directamente para a mistura reaccion....
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Resultados
Neste estudo, o protocolo de polimerização em duas etapas é utilizado para a síntese de micelas semelhantes a vermes, utilizando uma abordagem PISA (Figura 1). No primeiro passo, a polimerização é realizada de OEGMA obtendo-se um macro-POEGMA CTA, que pode ser usado como um estabilizador no passo de polimerização subsequente. A polimerização prossegue PET-RAFT sob condições de dispersão, devido à insolubilidade do PBzMA em etanol que em última análise conduz à formação d.......
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Discussão
Este protocolo visualizado demonstra a capacidade para controlar a formação de micelas vermiformes simplesmente observando o aparecimento de um comportamento do tipo gel. A utilidade desta abordagem reside na capacidade para controlar a formação de sem-fim durante a polimerização em comparação com outros métodos. Este procedimento pode ser realizado usando uma polimerização em duas etapas de dois monómeros disponíveis comercialmente (OEGMA e BzMA) para se obter POEGMA- b -PBzMA copolímeros dibloco anfifílicos a.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
CB agradece por sua bolsa Future do Australian Research Council (ARC-FT12010096) e da UNSW Australia.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Ácido 4-ciano-4- (fenilcarbonotiotiltio)pentanoico (CPADB) | Sigma-Aldrich | 722995-5G | |
| Oligo(etilenoglicol) éter metílico metacrilato (OEGMA) | Sigma-Aldrich | 447935-500ML | Médio Mn 300, contém 100 ppm MEHQ como inibidor, 300 ppm BHT como inibidor |
| 2,2′-Azobis(2-metilpropionitrila) (AIBN) | Sigma-Aldrich | ||
| Ru(bpy)3Cl2.6H2O | Sigma-Aldrich | 544981-1G | |
| Metacrilato de benzila (BzMA) | Sigma-Aldrich | 409448-1L | Contém hidroquinona de éter monometílico como inibidor |
| Óxido de alumínio ( básico) | Chem-Supply Pty Ltd Austrália | AL08371000 | |
| 95% Etanol (EtOH) | Sucrogen Bio Etanol | 80889 | |
| Acetonitrila (MeCN) | Chem-Supply Pty Ltd Austrália | RP1005-G2.5L | |
| Tetrahidrofurano (THF) | Chem-Supply Pty Ltd Austrália | TA011-2.5L | |
| Bebidas Espirituosas de Petróleo (40-60 ° C) | Chem-Supply Pty Ltd Austrália | PA044-2.5L | |
| Éter dietílico | Chem-Supply Pty Ltd Austrália | EA0362.5L | |
| Dimetilacetamida (DMAc) | VWR International Austrália | ALFA22916. M1 | Para análise de GPC |
| Pipetas Pasteur (230 mm) | Labtek | 355.050.503 | |
| Copos de vidro | Labtek | 025.01.902 (2L)/ 2110654 (1L) | 2 L é para anexar tiras de LED para formar o reator circular |
| Faixa de LED comercial | EcoLab | n/a | λ = 460 nm, 4.8 W/m |
| 4 ml Frascos de Vidro | Labtek | APC502214B | |
| 0.9 ml Cubeta de Quartzo | Starna Scientific Ltd | 21/Q/2 | |
| Agulha (0.8 mm x 38 mm) | Beckton Dickson | 302017 | Para reações desoxigenantes |
| Agulha (0.8 mm x 120 mm) | B Braun Portugal | 4665643 | Para reações de desoxigenação |
| Septos de rolha de manga (septo de borracha) | Sigma-Aldrich | z564680/z564702 | |
| Placas de agitação | VWR International Australia/In Vitro Technologies | 97018-488/RADRR91200 | |
| Misturador de vórtice | VWR International Australia | 412-0098 | |
| Forno a vácuo | In Vitro Tecnologias | MEMVO200 |
Referências
- Yu, Y., Eisenberg, A. Control of Morphology through Polymer−Solvent Interactions in Crew-Cut Aggregates of Amphiphilic Block Copolymers. J. Am. Chem. Soc. 119 (35), 8383-8384 (1997).
- Zhang, L., Eisenberg, A.
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Reimpressões e permissões
