Artigo de método

Controlado por polimerização de anel de abertura Photoredox do - Carboxyanhydrides, mediada por complexos de Ni/Zn

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DOI:

10.3791/56654

21 de novembro de 2017

Neste artigo

Resumo

Um protocolo para a polimerização do anel de abertura controlada photoredox de O- carboxyanhydrides, mediada por complexos de Ni/Zn é apresentado.

Resumo

Aqui, descrevemos um protocolo eficaz que combina catálise de Ni/Ir photoredox com o uso de um alcóxido-Zn para polimerização eficiente de anel de abertura, permitindo a síntese de poli isotactic (α-hidroxi ácidos), com esperada pesos moleculares (> 140 kDa) e distribuições de peso molecular mais estreitas (Mw/Mn < 1.1). Esta abertura do anel de polimerização é mediada por complexos de Ni e Zn na presença de um iniciador de álcool e um photoredox de catalisador de infravermelho, irradiado por um LED azul (400-500 nm). A polimerização é realizada em uma baixa temperatura (-15 ° C) para evitar reações colaterais indesejáveis. O consumo de monômero completo pode ser alcançado dentro de 4-8 horas, proporcionando um polímero perto o esperado peso molecular com distribuição estreita de peso molecular. Resultado número médio peso molecular mostra uma correlação linear com o grau de polimerização até 1000. O homodecoupling 1estudo H NMR confirma que o polímero obtido é isotactic sem epimerização. Esta polimerização aqui indicada oferece uma estratégia para a realização rápida, controlado Ocarboxyanhydrides - polimerização para preparar stereoregular poli (α-hidroxi ácidos) e seus copolímeros tendo vários grupos funcionais da cadeia lateral.

Introdução

Poli (ácido α-hidroxi) (PAHA) é uma importante classe de polímeros biodegradáveis e biocompatíveis com aplicações que vão desde dispositivos biomédicos para materiais de embalagem. 1 , 2 embora PAHAs pode ser preparado diretamente por policondensação de α-hidroxi ácidos, os pesos moleculares (MWs) dos PAHAs resultantes são geralmente baixos. 3 abertura de anel polimerização (ROP) de lactonas (por exemplo, lactidas e glicolido) é uma abordagem alternativa sintética que oferece o melhor controle no MWs e distribuição de peso molecular (Đ) do que de policondensação. No entanto, a ....

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Protocolo

Atenção: Por favor, consulte todos os materiais relevantes dados fichas de segurança (MSDS) antes de usar. Muitos produtos químicos usados na síntese são extremamente tóxico e cancerígeno. Por favor, use todas as práticas de segurança adequadas ao realizar a reação, incluindo o uso de controles de engenharia (coifa e porta-luvas) e equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, luvas, jaleco, calça longa-metragem, sapatos fechados, luz azul bloqueio de segurança óculos). Seguindo os procedimentos envolvem técnicas de tratamento de ar livre padrão em uma caixa de luva. Todas as soluções são transferidas usando a pipeta.

1. preparaçã....

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Resultados

A conversão de OCA é monitorada por espectroscopia de infravermelho-transformada de Fourier, como mostrado na Figura 2. O pico em 1805 cm-1 é atribuído como o trecho de ligação anidrido na OCA; o pico em 1760 cm-1 corresponde à formação da ligação éster em polímero. Quando o pico do monômero em 1805 cm-1 desaparece completamente, a polimerização é terminada.

O MW e <.......

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Discussão

O passo crítico no âmbito do protocolo é manter a temperatura de reação a-15 ± 5 ° C. Todas as soluções de catalisadores e monômeros OCA tem que ser armazenado em um freezer de luvas a-35 ° C antes da polimerização. Os frascos de reação tem que ser pre-cooled na armadilha fria. Durante a reação, porque a luz LED dissipa o calor, é necessário monitorar a cada 15-20 minutos de reação. Uma vez que a temperatura é elevada acima nitrogênio líquido a-10 ° C, deve ser adicionado para o dewar para esfriar a armadilha. A razão pa.......

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Divulgações

Os autores declaram não concorrentes interesses financeiros. Uma patente provisória (E.U. patente aplicação n: 62/414.016) tem sido arquivado referentes aos resultados apresentados neste trabalho.

Agradecimentos

Este trabalho foi financiado através do financiamento de start-up da Virginia Polytechnic Institute e Universidade de estado. Q.F. reconhece o apoio da Fundação Nacional de ciências naturais da China (21504047), Fundação ciência Natural da província de Jiangsu (BK20150834), Universidade de Nanjing dos correios e telecomunicações científica Fundação NUPTSF (NY214179).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ni(COD)2Strem28-0010Armazenado no freezer do porta-luvas.
2,2′-bipiridinaStrem07-0290Armazenado no freezer do porta-luvas.
Zn(HMDS)2N/AN/ASintetizado seguindo os procedimentos relatados.25 Armazenado no freezer do porta-luvas.
Álcool benzílicoSigma-Aldrich402834Armazenado com peneira molecular 4Å
Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6Strem77-0425Armazenado no freezer do porta-luvas.
THFSigma-Aldrich34865Seco por colunas de alumina e armazenado com peneira molecular 4Å na garrafa escura no porta-luvas.
EtanolSigma-Aldrich793175
GPC com bomba isocráticaAgilentAgilent série
Dawn Heleos II Light ScattererWyatt
Optilab rEX detector de índice de refração diferencialWyatt
Colunas de exclusão de tamanhoPhenomenex
Frascos de cintilação de vidro - 7 mlEspectrómetro FTIR VWR
Agilent
Barras de agitaçãoVWR58948-091
Balance
Porta-luvasMbraunLabstar Pro
1260

Referências

  1. Rezwan, K., Chen, Q. Z., Blaker, J. J., Boccaccini, A. R. Biodegradable and bioactive porous polymer/inorganic composite scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 27, 3413-3431 (2006).
  2. Kataoka, K., Harada, A., Nagasaki, Y.

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