Atom Transfer Radical Полимеризация функционализованных виниловыми мономерами Использование периленовой в качестве фотокатализатора видимого света

Общая цель данной процедуры заключается в синтезе четко определенного полиметилметакрилата с использованием перилена в качестве фотокатализатора видимого света для радикальной полимеризации с переносом атома. Общая цель данной процедуры заключается в синтезе четко определенного полиметилметакрилата с использованием перилена в качестве органического фотокатализатора для радикальной полимеризации с переносом атома. Данный метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области органического катализа и фоторедокс-катализа, такие как: можно ли заменить комплексы переходных металлов органическими красителями, такими как перилен?

Основным преимуществом данного метода является возможность замены металлического катализатора, обычно используемого при радикальной полимеризации с переносом атома, периленом — распространенным органическим красителем. Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение для обеспечения воспроизводимости результатов в различных исследовательских группах, так как точная схема установки может существенно повлиять на исход эксперимента. Подготовьте все реагенты согласно текстовому протоколу и доведите их до комнатной температуры.

Перед использованием проверьте все реагенты на отсутствие признаков загрязнения, таких как изменение цвета или образование твердых частиц. В перчаточном боксе с атмосферой азота поместите небольшой магнитный перемешиватель в реакционную пробирку объемом 100 мл. Добавьте 9,5 мг перилена, а затем 4,00 мл диметилформамида (DMF).

К этой смеси добавьте 4,00 мл метилметакрилата (MMA). Поместите флакон на магнитную мешалку, установленную на 900 об/мин, в стакан объемом 400 мл, освещенный лентами белых светодиодов. Ограничьте воздействие света из других источников.

Для инициирования реакции с помощью пипетки добавьте 65,6 µL этил-α-бромфенилацетата (EBP). Перемешивайте реакционную смесь в течение двадцати четырех часов при постоянном освещении. На рабочем столе в виалу объемом 2 мл внесите 0,70 мл раствора бутилированного гидрокситолуола (BHT) в дейтерированном хлороформе и герметично закройте септой.

Перенесите этот флакон в перчаточный бокс, где проводится полимеризация. С помощью шприца отберите 0,20 миллилитра реакционной смеси. Введите содержимое шприца в двухмиллилитровый флакон, содержащий раствор BHT в дейтерированном хлороформе с концентрацией 250 ppm.

Несколько раз отведите и снова нажмите plunger, чтобы обеспечить полное прекращение полимеризации. Затем перенесите содержимое виалы объемом 2 мл в пробирку для ЯМР-спектроскопии. Проанализируйте этот образец методом протонной ЯМР-спектроскопии для определения процента конверсии.

После анализа перелейте содержимое трубки для ЯМР-спектроскопии в чистый сцинтилляционный флакон объемом 20 миллилитров. Испарите растворитель при пониженном давлении. Затем повторно растворите образец в 1,00 миллилитрах тетрагидрофурана.

Пропустите образец через шприцевой фильтр с порами 0,45 мкм в чистый флакон объемом 2 мл. Проанализируйте образец методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ) в сочетании с многоугловым светорассеянием для определения среднечисленной молекулярной массы, среднемассовой молекулярной массы и индекса полидисперсности. Чтобы выделить и очистить продукт, полиметилметакрилат, сначала остановите реакцию полимеризации, вылив содержимое реакционной смеси в избыток метанола (в 50 раз больше объема смеси) и перемешивая в течение не менее одного часа.

Выделите полиметилметакрилат из метанола с помощью вакуумной фильтрации. Затем промойте полимер дополнительными 100 миллилитрами метанола. Растворите полимер в дихлорметане заново и повторите эти действия дважды.

В перчаточном боксе с азотной атмосферой поместите 544 mg макроинициатора из полиметилметакрилата в сцинтилляционный флакон объемом 20 ml, оснащенный маленьким магнитным перемешивателем. Затем добавьте в сцинтилляционный флакон 2,4 mg перилена, после чего добавьте 4,00 ml диметилформамида. Поместите флакон на магнитную мешалку, установленную на 900 rpm, внутрь стакана, освещенного лентами белых светодиодов.

Ограничьте воздействие света из других источников. К данной смеси с помощью пипетки добавьте 4,96 milliliters стирола и перемешивайте реакционную смесь в течение двадцати четырех часов при постоянном освещении. В завершение, выделите и очистите полученный продукт — блок-сополимер полиметилметакрилата и полистирола, как описано ранее.

Здесь представлены репрезентативные результаты полимеризации функционализированных виниловых мономеров с использованием данного метода. Регулировка параметров реакции может оказывать значительное влияние на результат полимеризации. На этом рисунке показаны результаты блок-сополимеризации с использованием изолированного макроинициатора на основе полиметилметакрилата, как описано в процедуре видеозаписи.

Способность к такому наращиванию цепи подтверждает механизм переноса атома. После просмотра этого видео вы должны получить практическое представление о том, как синтезировать и выделять четко определенные полимеры и блок-сополимеры, используя перилен в качестве фотокатализатора видимого света для радикальной полимеризации с переносом атома.