OCarboxyanhydrides ニッケル/亜鉛錯体による媒介のユウロピウムの開環重合
Summary
Ocarboxyanhydrides ニッケル/亜鉛錯体による媒介の制御されたユウロピウム開環重合用プロトコルである. します。
Abstract
ここでは、予想される分子量 Zn アルコキシドのアイソタク チック ポリ (α-ヒドロキシ酸) の合成を可能にする効率的な開環重合用の Ni/Ir 触媒を組み合わせた効果的なプロトコルについて述べる (> 140kDa) と分子量分布の狭い (Mw/Mn < 1.1)。この開環重合は、アルコール イニシエーターと青色 LED (400-500 nm) 照射ユウロピウム Ir 触媒存在下での Ni と Zn の複合体によって媒介されます。重合は、望ましくない副反応を避けるために低温 (-15 ° C) で行われます。完全なモノマーの消費は、狭い分子量分布を持つ期待の分子量に近い高分子を提供 4-8 時間以内実現できます。結果数平均分子量 1000 まで重合度と相関を示しています。Homodecoupling 1H nmr による研究は、得られたポリマーはエピマー化せずアイソタク チックであることを確認します。この重合を本報告では、立体規則ポリ (α-ヒドロキシ酸) やその共重合体の様々 な機能的な側鎖グループを軸受を準備する急速な制御のO– carboxyanhydrides 重合を達成するための戦略を提供しています。
Introduction
ポリ (α-ヒドロキシ酸) (ケヤパハ) バイオメディカル機器から包装に至るまでのアプリケーションと生分解性、生体適合性ポリマーの重要なクラスであります。1,2が PAHAs α-ヒドロキシ酸の重縮合による直接準備することができます、結果の PAHAs の分子量 (MWs) は一般的に低い。3 (例えば、乳酸とグリコール酸) ラクトンの開環重合 (ROP) 重縮合より MWs と分子量分布 (Đ) のよりよい制御を提供する合成手法であります。ただし、PAHAs とラクトンの側鎖の機能の欠如は、物理・化学的性質とその応用の多様性を制限します。4,5 、2006 年から 1, 3-dioxolane-2, 4-diones、いわゆるO– carboxyanhydrides (OCAs)、側鎖の機能の豊富な6,7,8,と準備することができます9,10,11,12,13は、ポリエステルの重合用高活性モノマーの代替クラスとして浮上しています。14,15
OCAs ROP の触媒システムは、触媒、8,12,16,17有機金属触媒12,18,19 に分類できます。、20,21と生体触媒。22一般に、触媒によって促進される OCAs ROP は OCAs 電子グループ、8,17を軸受のエピマー化 (すなわち、年の欠如) などのもっとまたはより少なく自由な方法で進む予測不可能な MWs または遅い重合速度論。13これらの問題に対処するため作業中の Zn アルコキシド コンプレックスは OCAs ROP のため開発されました。12マテリアルインテグレーション Rop は、重合度の低い (DP) エピマー化なしで達成されました。ただし、この亜鉛アルコキシドの触媒は効率的に重合 (DP ≥ 300) の高度でポリマーを生成できません。13
我々 は最近、カスタマイズ性とケヤパハ合成 (図 1) の効率を大幅に向上させる有望なアプローチを報告しています。13 OCAs の開環重合を仲介する亜鉛アルコキシドと OCA の脱炭酸を促進するユウロピウム Ni/Ir 触媒をマージします。低温 (-15 ° C) およびユウロピウム Ni/Ir 触媒の使用は相乗的開環し、OCA の望ましくない副反応を回避しながらチェーン伝播 Ni カルボニルの形成などの脱炭酸を加速します。23,24 ni 複雑なトランス メタル化にアクティブな Zn アルコキシドはチェーン伝達の鎖末端にあります。13
このプロトコルでは、新鮮な準備追加 (bpy)Ni(COD) (bpy = 2, 2′-ビピリジル、タラ = 1, 5-シクロオクタジエン)、Zn(HMDS)2 (HMDS = ヘキサメチルジシラザン)、25ベンジル アルコール (BnOH) と Ir [dF (CF3) ppy]2(dtbbpy) PF6 (Ir 1dF (CF3) ppy = 2-(2, 4-difluorophenyl)-5-(トリフルオロメチル) ピリジン、dtbbpy = 4, 4′ – ジ-tert– ブチル-2, 2′-ビピリジン) の存在下でのコールド トラップ付きグローブ ボックスでモノマーの l-1ソリューション26に、ブルーの LED ライト (400-500 nm) と温度 (図 1) を維持するためにファンが。温度は-15 ° C ± 5 ° C で重合中に保持されます。OCA の変換は、フーリエ変換赤外分光法によって監視されます。得られたポリマー MWs とĐs は、ゲル浸透クロマトグラフィー (GPC) によって特徴付けられます。Homodecoupling 1H nmr による研究は、得られるポリマーがアイソタク チックであるかどうかを決定します。ほとんどの化学薬品は水分に非常に敏感、詳しいビデオ プロトコル落とし穴ユウロピウム OCAs ROP に関連付けられている新しい実務を支援するものです。
Protocol
Representative Results
Discussion
-15 ± 反応温度を維持しているプロトコルの中で重要なステップ 5 ° Cすべての触媒ソリューションおよび OCA モノマー重合前に-35 ° C でグローブ ボックスの冷凍庫で保存する必要。反応容器は、コールド トラップで予冷する必要があります。LED ライト放散熱のため、反応中に 15-20 分ごとの反応を監視する必要は。温度を上げて一度を追加とする-10 ° C、液体窒素デュワー トラップを冷却す?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、バージニア工科大学と州立大学からスタートアップの資金によって支えられました。Q.F. は、国家自然科学基金、中国の (21504047)、江蘇省の自然科学財団 (BK20150834)、南京大学の記事および通信科学財団 NUPTSF (NY214179) からの支援を認めています。
Materials
| 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 |
References
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