Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education Library
Inorganic Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

根本的な重合反応の光化学開始
 

根本的な重合反応の光化学開始

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

家庭用品からプラスチックのコップや瓶、車のタイヤやファブリック.までの多種多様な有機高分子を見つけることができます。ポリマーを合成する 1 つの方法は、ラジカル重合化学経由です。

ラジカル重合反応では、様々 な長さおよび分枝パターンの高分子を形成するのにアルケン モノマーなどのビルディング ブロックを使用します。

反応は、開始、伝播および終了処理で構成されています。

開始、伝播および終了のための手法の開発は、特定の対象アプリケーションとポリマーを生成するためにポリマー構造を制御する化学者を許可します。これは、チェーンの長さ、チェーンの分岐によって材料の特性が影響されることが、重要です。

ラジカル重合化学に進むため、ラジカル開始剤が必要です。過酸化ベンゾイルは、光ラジカル開始剤として使用できます。

O O 単結合の光化学昇格も, 胸の谷間, フォーム フェニル ラジカルと CO2に分解する 2 つのカルボキシル基ラジカル種で起因します。

これらのフェニル基をベンジル基と新しい炭素-炭素結合を生成するスチレンなどオレフィンに追加できます。

新しく形成されたベンジル基に反応し、スチレンの第 2 分子ラジカル連鎖反応を反映します。重合は、通常 2 つのラジカル種の結合による反応が終了するまで続けています。

光化学切断過酸化ベンゾイル、するために、O O 胸の谷間を受ける分子励起状態を生成するための光子を吸収しなければならないそれ。過酸化ベンゾイルは、電磁スペクトルの紫外線部分でのみ吸収し、可視光照射下における根本的な開始を誘導するために、光増感剤が必要。

ベンゾフェノン、一般的な光増感剤である可視光を吸収し励起状態の一重項を生成する電磁スペクトルの部分。項間交差 affords トリプレット励起状態、励起一重項よりも長寿命であります。

カルボキシル基を生成する O-O 結合の開裂を引き起こしている三重項励起状態、過酸化ベンゾイルに転送されますからエネルギー。しかし、またトリプレット励起状態の競合反応を受けるその一重項基底状態への緩和があります。

リラクゼーションがエネルギー伝達を基準にして高速の場合は、感作は効率的ではありません。鋭敏化の効率は量子収率光子吸収あたりで完了する光反応の数によって測定されます。

今では我々 は、ラジカル重合反応における光化学開始の原則を議論して、実際の手順を見てみましょう

10 mL のメスフラスコに過酸化ベンゾイルの 13 mg を追加し、トルエンの行にそれを記入します。これはストック ソリューションです。ホール ピペットを使用して、紫外-可視キュベットにこの溶液 0.5 mL を転送し、3.5 mL のトルエンで希釈します。

のみのトルエンを含む空白のキュベットを準備し、300-800 nm の吸光度の範囲で吸収スペクトルを測定します。過酸化ベンゾイルを含むキュベットでこの手順を繰り返し、バック グラウンドのスペクトルを減算します。

攪拌棒、あらかじめ重量を量られた 25 mL の丸底フラスコに過酸化ベンゾイル原液 1 mL を転送し、10 mL のトルエン、スチレンの 3 mL で希釈します。中隔を添付し、窒素充填気球を用いたソリューションを通じてバブルの窒素ガスによる混合物をガス抜きします。

発煙のフードで炒め皿に満たされた窒素風船装備反応フラスコをクランプします。350 nm ロングパス ・ フィルターが装備水銀アーク灯を入れます。磁気攪拌しながら、ソリューションを 10 分間照射します。

その後、ロータリーエバポレーターで混合物を集中します。残りの非揮発性残留物.の質量を取得するフラスコの重量を量る最後に、準備し、CDCl3の NMR スペクトルを取る。

25 mL のメスフラスコにベンゾフェノンの 25 mg を追加し、トルエンの行にそれを記入します。これはストック ソリューションです。ホール ピペットを使用して、紫外-可視キュベットにこの溶液 0.5 mL を転送し、3.5 mL のトルエンで希釈します。

トルエン、分光光度計で 300-800 nm の範囲におけるベンゾフェノンの吸収スペクトルを測定し、空白のキュヴェットのスペクトルを減算します。

攪拌棒 tared 25 mL の丸底フラスコに過酸化ベンゾイル ベンゾフェノン原液 1 mL を転送し、10 mL のトルエン、スチレンの 3 mL で希釈します。隔壁を取り付け、ドガの満たされた窒素バルーンを使用して混合物。

発煙のフードで炒め皿に満たされた窒素風船装備反応フラスコをクランプします。350 nm ロングパス ・ フィルターが装備水銀アーク灯を入れます。磁気攪拌しながら、ソリューションを 10 分間照射します。

回転蒸発器に混合物を集中します。,非揮発性残留物の質量を取得し、CDCl3.の NMR スペクトルを取得に、フラスコの重量を測定します。

攪拌棒を含む tared 25 mL の丸底フラスコにベンゾフェノン原液 1 mL を転送し、10 mL のトルエン、スチレンの 3 mL で希釈します。隔壁を取り付け、ドガの満たされた窒素バルーン法による混合物。

その後、照射、分離、および以前の反応で実行製品の分析の手順を繰り返します。

過酸化ベンゾイルとベンゾフェノンの紫外-可視計測表示する前者が表示されないこと目に見える地域で実質的な吸収一方、後者は、かなりの量を吸収します。これは、理論の一貫性、光増感剤がラジカルの生成を開始する支援するために必要であります。

重合と光増感剤の存在下で反応を NMR スペクトルはポリスチレンの構造と一貫性のある油性、不揮発性残留物が得られました。ポリスチレンには、7.2 6.4 ppm と 1.9 と 1.5 ppm、統合比率 1 から 2 の間の脂肪族プロトンのマルチプレットの芳香族の地域広いマルチプレットの特徴的なピークがあります。一方、不在でコントロール反応重合や光線の未反応の原料物質のみをもたらした。

今では我々 は、光化学の開始を用いた高分子合成手順を議論して、いくつかのアプリケーションを見てみましょう。

2 つ以上の異なるモノマー重合一緒に、結果は、共重合体と呼ばれます。典型的な共重合体、アクリロニ トリル-ブタジエン-スチレンとエチレン ビニール アセテートがあります。

ゼウスのラジカル重合反応の光化学開始入門を見てきただけ。今、理念、プロシージャ、および一部のアプリケーションを理解する必要があります。見てくれてありがとう!

Read Article

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

Waiting X
simple hit counter