Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

נשלט Photoredox הפילמור טבעת-פתיחה של O- Carboxyanhydrides מתווכת על-ידי Ni/Zn מתחמי

Published: November 21, 2017 doi: 10.3791/56654
Automatic Translation
1,2, 2
1Center for Molecular Systems and Organic Devices, Institute of Optoelectronic Materials, Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays & Institute of Advanced Materials, Jiangsu National Synergetic Innovation Center for Advanced Materials, Nanjing University of Posts and Telecommunications, 2Department of Chemical Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University

Summary

עבור הפילמור טבעת-פתיחה מבוקרת photoredox של O- carboxyanhydrides מתווכת על-ידי Ni/Zn מתחמי פרוטוקול מוצג.

Abstract

כאן, אנו מתארים את פרוטוקול יעיל המשלבת photoredox זרז ניקל/Ir עם השימוש Zn-alkoxide עבור הפילמור טבעת-פתיחה יעילה, המאפשר הסינתזה של פולי isotactic (α-הידרוקסי) עם משקולות מולקולרית הצפוי (> 140 kDa) צרים הפצות משקל מולקולרי (Mw/Mn < 1.1). הפילמור טבעת-פתיחה זה מתווך על ידי מתחמי ני ו- Zn בנוכחות יזם אלכוהול photoredox Ir catalyst, מוקרן על ידי נורית כחולה (400-500 ננומטר). הפילמור מתבצע בטמפרטורה נמוכה (לטאוואנג) כדי למנוע תגובות לוואי לא רצויות. יכולה להיות מושגת על צריכת מונומר מלאה בתוך 4-8 שעות, מתן פולימר קרוב משקל מולקולרי הצפוי עם חלוקת משקל מולקולרי צרים. משקל מולקולרי המספר הממוצע הביא מראה קשר ליניארי עם מידת פלמור עד 1000. Homodecoupling 1H NMR המחקר מאשר כי הפולימר שהושג הוא isotactic ללא epimerization... זה הפילמור דיווח בזאת מציע אסטרטגיה להשגת מהירה, מבוקרים O- carboxyanhydrides פלמור להכין stereoregular פולי (α-הידרוקסי) וסופולימרים שלה הנושאת קבוצות צד-שרשרת פונקציונליות שונות.

Introduction

פוליפוני (חומצה הידרוקסי α) (הלך לפהה) היא מחלקה חשובה של פולימרים מתכלים, מסתיימים עם יישומים ועד התקנים ביו חומרי אריזה. 1 , 2 למרות PAHAs ניתן להכין ישירות על-ידי polycondensation של חומצות α הידרוקסי, משקלי מולקולרית (MWs) PAHAs שנוצר בדרך כלל נמוך. 3 הפילמור טבעת-פתיחה (הפרסומות) של lactones (למשל, lactide ו- glycolide) היא גישה סינתטית חלופי המספק שליטה טובה יותר על MWs והפצה משקל מולקולרי (Đ) מ- polycondensation. עם זאת, העדר צד-שרשרת פונקציונליות ב- PAHAs וב -lactones להגביל את המגוון של הפיסיקליות והכימיות ושימושיהם. 4 , 5 . מאז 2006, 1, 3-dioxolane-2, 4-diones, מה שנקרא O- carboxyanhydrides (OCAs), אשר ניתן להכין עם מגוון עשיר של פונקציות צד-שרשרת,6,7,8, 9 , 10 , 11 , 12 , 13 הופיעו כמו שיעור חלופי של מונומרים פעיל ביותר עבור פוליאסטר הפילמור. 14 , 15

ניתן לסווג מערכות קטליטי הפרסומות של OCAs organocatalysts,8,12,16,17 זרזים אורגנומתכתית12,18,19 ,20,21 ו- biocatalysts. 22 . בדרך כלל, הפרסומות של OCAs קידום על ידי organocatalyst ממשיך בצורה מבוקרת פחות או יותר, כגון epimerization (קרי, חוסר stereoregularity) עבור OCAs הנושאת קבוצות אלקטרונים-נסיגה,8,17 MWs בלתי צפויים, או קינטיקה הפילמור איטי. 13 כדי לטפל בבעיות אלו, קומפלקס Zn-alkoxide פעיל פותחה עבור הפרסומות של OCAs. 12 well-controlled רופס הושגו על דרגת הפילמור (DP) ללא epimerization נמוכה. עם זאת, הזרז Zn-alkoxide הזה לא יכול ביעילות לייצר פולימרים עם רמה גבוהה של פלמור (DP ≥ 300). 13

לאחרונה דיווחנו בגישה מבטיח המשפרת מאוד ההתאמה האישית ואת היעילות של הלך לפהה סינתזה (איור 1). 13 . אנחנו למזג photoredox ני/Ir זרזים המקדמים OCA decarboxylation עם אבץ alkoxide לתווך הפילמור טבעת-הפתיחה של OCAs. השימוש של טמפרטורה נמוכה (לטאוואנג) photoredox ני/Ir זרז מאיצה בסינרגיה טבעת-הפתיחה ואת decarboxylation של OCA עבור רשת הפצת תוך הימנעות תגובות לוואי לא רצויים, למשל, היווצרות של ני-קרבוניל. 23 , 24 על transmetalation עם גרפיקה מורכבת פעיל Zn-alkoxide הינו ממוקם על שרשרת הסופית עבור רשת הפצת. 13

ב פרוטוקול זה, אנו מוסיפים טריים המוכנים (bpy)Ni(COD) (bpy = 2, 2'-bipyridyl, בקלה = 1, 5-cyclooctadiene), Zn(HMDS)2 (HMDS = hexamethyldisilazane),25 בנזיל אלכוהול (BnOH) ו- (6 PF2(dtbbpy) Ir [ppy dF (CF3)] Ir-1, dF (CF3) ppy = 2-(2, 4-difluorophenyl)-5-פירידין (trifluoromethyl), dtbbpy = 4, 4' - di -טרט- בוטיל-2-2' bipyridine) לתוך מונומר l-1 פתרון26 בקופסת הכפפות מלכודת קר, בהמצאות אור LED כחול (400-500 ננומטר) ומאוורר כדי לשמור על הטמפרטורה (איור 1). הטמפרטורה נשמרת ב לטאוואנג ± 5 ° C במהלך הפילמור. ההמרה של OCA נמצא בפיקוח פורייה-ספקטרוסקופיית. הפולימר וכתוצאה מכך MWs Đs מתאפיינת ביולוגיה מולקולרית הסתננות ג'ל (GPC). Homodecoupling 1H NMR מחקר קובע אם הפולימר שהושג הוא isotactic או לא. כמו רוב הכימיקלים רגישים מאוד לחות, פרוטוקול וידאו מפורט נועד לעזור מתרגלים חדשים למנוע pitfalls המשויך photoredox הפרסומות של OCAs.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

אזהרה: נא עיין כל החומרים הרלוונטיים בטיחות גליונות נתונים (MSDS) לפני השימוש. כימיקלים רבים המשמשים הסינתזה הם בחריפות רעילים ומסרטנים. נא להשתמש כל נוהלי בטיחות המתאים בעת ביצוע התגובה כולל השימוש של פקדים הנדסה (fume הוד, הכפפות), ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות, חלוק המעבדה, מכנסיים באורך מלא, נעליים סגורות, אור כחול חסימת בטיחות משקפי מגן). ההליכים הבאים לערב טכניקות טיפול סטנדרטי ללא אוויר תא הכפפות. כל הפתרונות מועברים באמצעות פיפטה.

1. הכנת הזרז, יוזם

הערה: כל התהליך מבוצע בקופסת הכפפות עם מלכודת קר. כל הכימיקלים מיובשים או מטוהרים לפני העברת לתוך התיבה. 13 כל הבקבוקונים וכלי זכוכית מיובשים, מחוממת בתנור לפני העברת לתוך התיבה.

  1. הכנת (פתרון bpy)Ni(COD)
    הערה: (bpy)Ni(COD) צריך להיות טרי מוכן ב באתרו. זה צריך להיות מאוחסנת במקפיא הכפפות (-35 מעלות צלזיוס) ומשמשת בתוך שבוע אחד. כל זרזים אחרים, יוזם פתרונות ניתן לאחסן במקפיא הכפפות מעל חודש.
    1. שוקל Ni(COD)2 (3.5 מ ג, 12.7 µmol, 1.0 eq) לתוך בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    2. שוקל 2, 2 ′-bipyridine (5.9 mg, 37.8 µmol) לתוך בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    3. לפזר 2, 2 ′-bipyridine ב 1 מ"ל של נטול מים tetrahydrofuran (THF).
    4. להוסיף 2 וכתוצאה מכך, פתרון 2 ′-bipyridine (337 µL) לתוך המבחנה המכילה Ni(COD)2.
    5. לדלל את התערובת ב 1 מ"ל של THF נטול מים.
    6. וחוץ את המבחנה ומניחים את התערובת התגובה בטמפרטורת החדר במשך שעתיים.
      הערה: Ni(COD)2 הוא לא מסיס שבשנות ה, ואילו (bpy)Ni(COD) הוא מסיס שבשנות ה. צריך להיות אין משקעים הפתרון סגול לאחר 2 h.
    7. חנות (bpy)Ni(COD) במקפיא-35 מעלות צלזיוס.
  2. הכנת Zn(HMDS)2 פתרון
    1. להוסיף Zn(HMDS)2 (3.3 מ ג, 4 µL, 8.5 µmol) בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    2. להמיס את Zn(HMDS)2 ב 1 מ"ל של THF נטול מים.
    3. חנות Zn(HMDS)2 פתרון במקפיא-35 מעלות צלזיוס.
  3. הכנת BnOH פתרון
    1. להוסיף BnOH (4.0 מ"ג, 4 µL, 37.0 µmol) בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    2. להמיס את BnOH ב 4 מיליליטר THF נטול מים.
    3. אחסן את הפתרון BnOH במקפיא-35 מעלות צלזיוס.
  4. הכנה של Ir-1 פתרון
    1. . כבה את האור תא הכפפות.
      זהירות: יש צורך לכבות את האור תא הכפפות כדי למנוע שחרור משרות של Ir-1 לפני הפילמור.
    2. להוסיף Ir-1 (2.9 מ ג, 2.6 µmol) בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    3. התמוססות של Ir-1 ב- 3 מ"ל של THF נטול מים.
    4. אחסן את הפתרון Ir-1 במקפיא-35 מעלות צלזיוס.

2. Photoredox הפילמור טבעת-הפתיחה של l-1

הערה: כל התהליך מבוצע בקופסת הכפפות עם מלכודת קר. כל OCA מונומרים הם recrystallized בתא הכפפות לפני השימוש. 13 כאן אנחנו נותנים את הדוגמא של פלמור DP = 500 ([l -1] /[(bpy)Ni(COD)]/[Zn(HMDS)2] / [BnOH] / [Ir-1] = 500/1/1/1/0.1). ניתן גם להכין פולימרים-DPs שונה על-ידי התאמת מונומר של מסה בהתאם.

  1. הכנה של פתרון l-1 פלמור
    1. להוסיף l-1 (72.2 מ ג, 375.7 µmol) בקבוקון נצנוץ 7-mL.
    2. להמיס את l-1 בשנת 722 µL של THF נטול מים.
    3. להוסיף 200 µL של פתרון-1 l לתוך המבחנה 7-mL נצנוץ אחר המצוידים עם בר מערבבים.
    4. להוסיף 100 µL של THF נטול מים לתוך המבחנה נצנוץ 7-mL.
    5. וחוץ את המבחנה ולמקם את הפתרון-1 l במלכודת קר.
    6. . כבה את האור תא הכפפות.
      זהירות: יש צורך לכבות את האור תא הכפפות כדי למנוע שחרור משרות של Ir-1 לפני הפילמור.
  2. לצנן את המלכודת קר
    1. בתוך הקופסה, מכניסים מדחום המלכודת קר.
    2. מחוץ לקופסה, להוסיף ca. 500 מ"ל אתנול לתוך הבקבוק דיואר.
    3. להוסיף חנקן נוזלי לתוך הבקבוק דיואר.
    4. לטעון את הבקבוקון דיואר KGW למלכודת קר.
    5. מגניב המלכודת קר ל-50 מעלות צלזיוס.
    6. לשים למהומה צלחת מתחת הקור השמנה (ראה איור 1).
  3. לבצע את הפילמור טבעת-פתיחה photoredox
    הערה: לפני שמתחילים את פלמור, המקום משקפי האור בלוק כחול הזה בהישג יד. כל הפתרונות של המערכת זרז הן מיד להוציא מהמקפיא והוסיף במרוכז לתוך הבקבוקון 7-mL נצנוץ המכיל 20 מ ג של l-1 ללא הפסקה או הפרעה מעל גיל 30 s.
    1. הוספת (bpy)Ni(COD) פתרון (16.4 µL, 0.208 µmol) לתוך הבקבוקון 7-mL נצנוץ המכיל l-1 (להכין ב 2.1).
    2. הוספת פתרון2 Zn(HMDS) (24.4 µL, 0.208 µmol) המבחנה.
    3. הוספת BnOH פתרון (22.5 µL, 0.208 µmol) המבחנה.
    4. הוספת פתרון Ir-1 (24.2 µL, 0.0208 µmol) המבחנה, וחוץ את המבחנה.
    5. ללבוש משקפי בטיחות חסימת אור LED כחול.
      התראה: כמו blue LED אור בעוצמה גבוהה יחסית משמש, ללבוש משקפי בטיחות במהלך כל התהליך.
    6. הפעל את נורית ה-LED כחול (34 W) לבין המאוורר כדי להפיג את החום שנוצר על ידי ה-LED אור. כוונו את האור לעבר המבחנה במלכודת קר. (איור 1)
    7. הפעל את בחישה.
    8. מכסים את המלכודת קר ברדיד אלומיניום.
    9. לשמור על הטמפרטורה התגובה-15 ± 5 ° C ולהוסיף חנקן נוזלי כל 15-20 דקות.
      הערה: שמירה על טמפרטורת התגובה חשוב עבור הפילמור ושליטה MW.

3. הצג ההמרה מונומר על ידי התמרת פורייה ספקטרום אינפרא-אדום

הערה: התמרת פורייה ספקטרום אינפרא-אדום (FTIR) נרשמות על ספקטרומטר FT-IR מצויד עם אביזר דגימה יהלום ATR ושידור.

  1. בנקודות זמן מסוים, הוסף aliquot קטן של פולימר פתרון (20 µL) לתוך בקבוקון נצנוץ 7-mL, כתרים.
  2. הסר את המבחנה תא הכפפות.
  3. להוריד מיד את הפתרון (3 µL) על גבי הדוגם יהלום FTIR-ATR. הפתרון יוצר סרט בתוך 10 s עבור המידה הספקטרום.
  4. למדוד את הספקטרום FTIR המדגם.
    הערה: ההמרה מונומר נקבע על ידי היחס אינטנסיביות בין 1760 ס מ-1 ו- 1805s ס מ-1: המרה % = אני1760/ (אני1760 + I1805) (נציג תוצאות באיור2). בדרך כלל, הפילמור לוקח בערך 1-8 h DP הנע בין 200 ל- 1,000 (קינטיקה מפורט נידונות הפניה 13).

4. מדידת משקל מולקולרי של פולימר על ידי ג'ל-הסתננות כרומטוגרפיה

הערה: ג'ל-הסתננות כרומטוגרפיה (GPC) ניסויים מבוצעים במערכת מצויד עם משאבת איזוקראטית degasser, גלאי פיזור אור (MALS) multiangle לייזר (GaAs 30 mW לייזר-λ = 690 nm), ו שבירה דיפרנציאלית (DRI) גלאי עם מקור אור 690-nm. הפרדות מתבצעות לפי גודל באופן סדרתי מחובר אי-הכללה של עמודות (100 Å, 500 Å, 103 Å, ו- 104 Å עמודות, 5 מיקרומטר, 300 × 4.6 מ מ)-35 ° C באמצעות THF כמו שלב נייד קצב הזרימה של 0.35 mL/min. משקל מולקולרי פולימר (MW) והפצה משקל מולקולרי (Ð) נקבעים באמצעות מודל זים מתאים MALS-DRI נתונים. הנוכחות של מתכת מורכבים ב הפולימר אינה משפיעה על תוצאות המדידה GPC.

  1. הסר aliquot קטן של פולימר פתרון (50 µL) החוצה תא הכפפות.
  2. להוסיף 100 µL של THF לתוך הבקבוקון.
  3. להזריק את הדגימה לתוך הדוגם GPC.
  4. לנתח את התוצאה עם סיום המרוץ GPC.
    הערה: הפולימר צריך להיות monodispersed עם צרה Đ (נציג מתבטא איור 3). הפולימר (20 מ ג) יכול להיות מיובש, נשטף על ידי 1 מ"ל דיאתיל אתר המכיל 1% HOAc ו- 1 מ"ל, מתנול, אשר ניתן להסיר 87% ני ו- 50% של מתחמי Zn, נקבע על ידי פלזמה inductively בשילוב ספקטרומטר מסה (ICP-MS).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ההמרה של OCA נמצא בפיקוח פורייה-ספקטרוסקופיית, כמוצג באיור2. הפסגה-1805 ס מ-1 מוקצה כמו רצועת בונד אנהידריד ב OCA; הפסגה-1760 ס מ-1 מקביל היווצרות הקשר אסתר ב הפולימר. ברגע השיא של מונומר-1805 ס מ-1 נעלם לחלוטין, הפילמור הסתיימה.

MW ואת Đ של הפולימר המתקבלת מאופיינת כרומטוגרפיה הסתננות ג'ל. איור 3 מראה photoredox מבוקרת הפילמור טבעת-הפתיחה של OCAs עם העקורים הנע בין 200 ל- 1,000. הגדלת את מונומר להאכיל הפניות ([l-1] /[Zn(HMDS)2] יחס) יחס מוגבר והצפויים Mn של הפולימר וכתוצאה מכך. חוץ מזה, Mn של פולימרים עולה באופן ליניארי עם הראשונית [l -1] / [ני] / [Zn] / [Ir-1] יחס עד 1000/1/1/0.1, ואת כל הערכים Đ הם < 1.1.

המחקרים NMR למדוד את סטריאוכימיה של פולימר שהושג. הפרסומות של OCAs מתווכת על-ידי organocatalyst כמו dimethylaminopyridine יכול לגרום epimerization-α-methine עבור OCAs הנושאת קבוצות אלקטרונים-נסיגה. 8 , 17 homodecoupling 1H NMR של פולימרים אלה הציג מספר פסגות באזור α-methine, המציין את אובדן stereoregularity ב הפילמור. באמצעות השיטה שלנו, homodecoupling 1H NMR המחקר מראה שיא יחיד-α-methine אזור (5.0-5.3 ppm), המציינת כי הפולימר שהושג isotactic ללא epimerization (איור 4).

Figure 1
איור 1. ערכה של photoredox ני/Zn-מתווכת הפרסומות של l -1. הפילמור photoredox מתנהל בקופסת הכפפות עם מלכודת קר, מוקרן על ידי אור LED עם מאוורר לקירור כדי לשמור על הטמפרטורה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2- בעזרת FTIR ספקטרום של (א) l -1 ו- (ב) את תערובת התגובה בזמן הפילמור photoredox. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3- (א) חלקות Mn ומשקל מולקולרי הפצה (Mw/Mn) של פולי (l-1) לעומת /[Zn(HMDS) [l-1]2] יחס ([(bpy)Ni(COD)]/[Zn(HMDS)2] / [BnOH] / [ Ir-1] = 1/1/1/0.1). (ב) עקבות כרומטוגרפיה (GPC) ג'ל נציג-הסתננות של התגובה הפילמור photoredox בלוח (א). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4. ספקטרום NMR של פולי (l -1). ספקטרום H NMR 1(א); (b) 1H homodecoupling NMR הספקטרום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

השלב הקריטי בתוך הפרוטוקול היא שמירה על טמפרטורת התגובה ב-15 ± 5 ° C. כל פתרונות זרזים OCA מונומרים יש לאחסן במקפיא הכפפות ב-35 מעלות צלזיוס לפני הפילמור. הבקבוקונים התגובה חייב להיות מקורר מראש במלכודת קר. במהלך התגובה, כי נורית ה-LED כלתה חום, יש צורך לנטר את התגובה כל 15-20 דקות. ברגע שהטמפרטורה מועלה למעלה ל-10 ° C, חנקן נוזלי כדאי להוסיף את דיואר לצנן את המלכודת. הסיבה לחום נמוך היא היווצרות Ni(CO) מורכבים בטמפרטורת החדר, אשר פוגעת הפילמור photoredox מבוקרת, משפיע על MW ועל Đ. 13

סינתזה ניסיונות מ- O- carboxyanhydrides עם תליון קבוצות פונקציונליות מאת organocatalysts שייסרו מאת הפילמור לא מבוקרת כולל epimerization, ומחבלים את הכנת פולימרים stereoregular גבוהה-MW. פלמור רוני-. זרוק את photoredox מבוקר יכול בהצלחה להכין stereoregular גבוהה-MW פולימרים עם העקורים להגיע 1000 עבור מונומרים OCA שונות, המתועדים ב הפניה 13. Copolymerization של מונומרים OCA שונים על ידי תוספת רציפים היא גם לא תובעני. הסופרמן בשיטות שלנו. עם זאת, עבור L- mandelic OCA מונומרים, הפקד MW לא הושגה אצל DPs גבוהה. אנחנו כרגע חוקרים מתודולוגיה זו, מנסה לפתח אסטרטגיה זרז חדש הפילמור.

לסיכום, פרוטוקול הפילמור photoredox ני/Zn-מתווכת שלנו מציע אסטרטגיה להשגת הפילמור OCA מהירה, מבוקרים כדי להכין stereoregular פולי (α-הידרוקסי) וסופולימרים שלהם הנושאת קבוצות צד-שרשרת פונקציונליות שונות. אנו מצפים כי האסטרטגיה החדשה שלנו מאפשר לדור של קבוצה חדשה עם מאפיינים מאקרוסקופית רצוי, כגון קשיחות, גמישות, biodegradability. שיטה זו גם יכול להיות שימושי עבור טכניקות חדשות של ייצור כגון ליתוגרפיה nanoimprinting אור-נרפא.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים מצהירים אין אינטרסים כלכליים מתחרים. פטנט זמני (ללא יישום הפטנטים בארה ב: 62/414,016) הוגש הנוגעים התוצאות שהוצגו במאמר זה.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי סטארט-אפ מימון של המכון הפוליטכני וירג'יניה וסטייט. Q.F. מאשר תמיכה הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (21504047), מדעי הטבע קרן של מחוז ג'יאנגסו (BK20150834), אוניברסיטת נאנג'ינג של ההודעות, תקשורת מדעית קרן NUPTSF (NY214179).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ni(COD)2 Strem 28-0010 Stored in the glove box freezer.
2,2′-bipyridine Strem 07-0290 Stored in the glove box freezer.
Zn(HMDS)2 N/A N/A Synthesized following reported procedures.25 Stored in the glove box freezer.
Benzyl alcohol Sigma-Aldrich 402834 Stored with 4Å molecular sieve
Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6 Strem 77-0425 Stored in the glove box freezer.
THF Sigma-Aldrich 34865 Dried by alumina columns and stored with 4Å molecular sieve in the dark bottle in the glove box.
Ethanol Sigma-Aldrich 793175
GPC with an isocratic pump Agilent Agilent 1260 series
Dawn Heleos II Light Scatterer Wyatt
Optilab rEX differential refractive index detector Wyatt
Size exclusion columns Phenomenex
Glass Scintillation Vials - 7 ml VWR
FTIR spectrometer Agilent
Stir bars VWR 58948-091
Balance
Glove box Mbraun Labstar Pro

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. Block copolymer micelles for drug delivery: design, characterization and biological significance. Adv. Drug Deliv. Rev. 47, 113-131 (2001).
  3. Nagahata, R., Sano, D., Suzuki, H., Takeuchi, K. Microwave-assisted single-step synthesis of poly (lactic acid) by direct polycondensation of lactic acid. Macromol. Rapid Commun. 28, 437-442 (2007).
  4. Albertsson, A. -C., Varma, I. K. Recent developments in ring opening polymerization of lactones for biomedical applications. Biomacromolecules. 4, 1466-1486 (2003).
  5. Vert, M. Aliphatic polyesters: great degradable polymers that cannot do everything. Biomacromolecules. 6, 538-546 (2005).
  6. Thillayedu Boullay, O., Marchal, E., Martin-Vaca, B., Cossío, F. P., Bourissou, D. An activated equivalent of lactide toward organocatalytic ring-opening polymerization. J. Am. Chem. Soc. 128, 16442-16443 (2006).
  7. Thillayedu Boullay, O., Bonduelle, C., Martin-Vaca, B., Bourissou, D. Functionalized polyesters from organocatalyzed ROP of gluOCA, the O-carboxyanhydride derived from glutamic acid. Chem. Commun. , 1786-1788 (2008).
  8. Pounder, R. J., Fox, D. J., Barker, I. A., Bennison, M. J., Dove, A. P. Ring-opening polymerization of an O-carboxyanhydride monomer derived from L-malic acid. Polym. Chem. 2, 2204-2212 (2011).
  9. Zhang, Z., et al. Facile functionalization of polyesters through thiol-yne chemistry for the design of degradable, cell-penetrating and gene delivery dual-functional agents. Biomacromolecules. 13, 3456-3462 (2012).
  10. Lu, Y., et al. Synthesis of water-soluble poly(α-hydroxy acids) from living ring-opening polymerization of O-benzyl-l-serine carboxyanhydrides. ACS Macro Lett. 1, 441-444 (2012).
  11. Chen, X., et al. New bio-renewable polyester with rich side amino groups from L-lysine via controlled ring-opening polymerization. Polym. Chem. 5, 6495-6502 (2014).
  12. Wang, R., et al. Controlled ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides Using a β-Diiminate Zinc Catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. , 13010-13014 (2016).
  13. Feng, Q., Tong, R. Controlled photoredox ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides. J. Am. Chem. Soc. 139, 6177-6182 (2017).
  14. Martin Vaca, B., Bourissou, D. O-Carboxyanhydrides: useful tools for the preparation of Well-defined functionalized polyesters. ACS Macro Lett. 4, 792-798 (2015).
  15. Yin, Q., Yin, L., Wang, H., Cheng, J. Synthesis and biomedical applications of functional poly(alpha-hydroxy acids) via ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides. Acc. Chem. Res. 48, 1777-1787 (2015).
  16. Xia, H., et al. N-heterocyclic carbenes as organocatalysts in controlled/living ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides derived from l-lactic acid and l-mandelic acid. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 52, 2306-2315 (2014).
  17. Buchard, A., et al. Preparation of stereoregular isotactic poly(mandelic acid) through organocatalytic ring-opening polymerization of a cyclic O-carboxyanhydride. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 13858-13861 (2014).
  18. Zhuang, X. -l, et al. Polymerization of lactic O-carboxylic anhydride using organometallic catalysts. Chin. J. Polym. Sci. 29, 197-202 (2010).
  19. He, Z., Jiang, L., Chuan, Y., Li, H., Yuan, M. Ring-opening polymerization of L-lactic acid O-carboxyanhydrides initiated by alkoxy rare earth compounds. Molecules. 18, 12768-12776 (2013).
  20. Jia, F., et al. One-pot atom-efficient synthesis of bio-renewable polyesters and cyclic carbonates through tandem catalysis. Chem. Commun. 51, 8504-8507 (2015).
  21. Tong, R., Cheng, J. Drug-initiated, controlled ring-opening polymerization for the synthesis of polymer-drug conjugates. Macromolecules. 45, 2225-2232 (2012).
  22. Bonduelle, C., Martin-Vaca, B., Bourissou, D. Lipase-catalyzed ring-opening polymerization of the O-carboxylic anhydride derived from lactic acid. Biomacromolecules. 10, 3069-3073 (2009).
  23. Yamamoto, T., Igarashi, K., Komiya, S., Yamamoto, A. Preparation and properties of phosphine complexes of nickel-containing cyclic amides and esters [(PR3)nNiCH2CH(R1)COZ (Z = NR2, O)]. J. Am. Chem. Soc. 102, 7448-7456 (1980).
  24. Deming, T. J. Amino acid derived nickelacycles: intermediates in nickel-mediated polypeptide synthesis. J. Am. Chem. Soc. 120, 4240-4241 (1998).
  25. Lee, D. -Y., Hartwig, J. F. Zinc trimethylsilylamide as a mild ammonia equivalent and base for the amination of aryl halides and triflates. Org. Lett. 7, 1169-1172 (2005).
  26. Yin, Q., et al. Drug-initiated ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides for the preparation of anticancer drug-poly(O-carboxyanhydride) nanoconjugates. Biomacromolecules. 14, 920-929 (2013).

Tags

כימיה גיליון 129 הפילמור טבעת-פתיחה O- Carboxyanhydride Photoredox פוליפוני (α-הידרוקסי) פוליאסטר חי פלמור
נשלט Photoredox הפילמור טבעת-פתיחה של <em>O</em>- Carboxyanhydrides מתווכת על-ידי Ni/Zn מתחמי
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Feng, Q., Tong, R. Controlled… More

Feng, Q., Tong, R. Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes. J. Vis. Exp. (129), e56654, doi:10.3791/56654 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter