سنتز پلی متیلن زنده به روش پلی همولوگ دار شدن با استفاده از واکنشگر سیمونز اسمیت

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان

چکیده

پلیمرهای با ساختار کربنی به طور عمده از پلیمر شدن الفین­ ها به­ دست می ­آیند و زنجیره کربنی از طریق اتصال هم زمان دو اتم کربن رشد می کند. این واکنش به طور ذاتی از واکنش­ های متداول پلیمر شدن الفین­ ها متفاوت بود و در آن هر بار یک اتم کربن به زنجیره پلیمر افزوده می­ شد. در این روش، پلیمر از طریق پلیمر شدن مونومرهای ایلیدی تهیه می­ شود. مونومرهای ایلیدی باید به ­صورت مجزا سنتز و جداسازی شده و سپس با ترکیب­های بور وارد واکنش شده و پلیمرشدن را پیش ببرند و امکان انجام واکنش به­ صورت تک ظرف وجود ندارد. در این پژوهش پلی متیلن ­های زنده با استفاده از ایلید گوگرد (واکنشگر سیمونز اسمیت) با یک روش پلیمرشدن تک ظرفی کنترل شده با استفاده از کاتالیست بور سنتز شدند. در این روش پلیمرشدن زنده، واکنش توسط ایلید گوگردی که در محیط به­ صورت هم زمان سنتز می­ شود، آغاز شده و با ترکیب ارگانو بوران کاتالیست می ­شود. در هر مرحله یک کربن به ساختار پلیمر افزوده شده و در پایان مرحله پایانی واکنش و تشکیل زنجیرهای پلیمری با بازده و خلوص بالا، توسط استیک اسید انجام می­ شود. وزن مولکولی پلیمرهای به­ دست آمده به این روش به­ وسیله روش GPCدر حدود 17000 تا 260000 دالتون به­ دست آمد و همچنین شاخص پراکندگی وزن مولکولی کم بین 07/1 تا 18/1 به دست آمد که نشانگر عملکرد مناسب این روش می­ باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Shea K.J., Walker J.W., Zhu H., Paz M., Greaves J., Polyhomologation. A Living Polymethylene Synthesis, Journal of the American Chemical Society, 119: 9049-9050 (1997).

[2] Wagner C.E., Kim J.-S., Shea K.J., The Polyhomologation of 1-Boraadamantane:  Mapping the Migration Pathways of a Propagating Macrotricyclic Trialkylborane, Journal of the American Chemical Society, 125: 12179-12195 (2003).

[3] Busch B.B., Paz M.M., Shea K.J., Staiger C.L., Stoddard J.M., Walker J.R., Zhou X.-Z., Zhu H., The Boron-Catalyzed Polymerization of Dimethylsulfoxonium Methylide. A Living Polymethylene Synthesis, Journal of the American Chemical Society, 124: 3636-3646 (2002).

[4] Stoddard J.M., Shea K.J., Isolation and Characterization of Borane Complexes of Dimethylsulfoxonium Methylide, Organometallics, 22: 1124-1131 (2003).

[5] Luo J., Lu F., Shea K.J., Hydrocarbon Waxes from a Salt in Water: The C1 Polymerization of Trimethylsulfoxonium Halide, ACS Macro Letters, 1: 560-563 (2012).

[6] Luo J., Zhao R., Shea K.J., Synthesis of High Molecular Weight Polymethylene via C1 Polymerization. The Role of Oxygenated Impurities and Their Influence on Polydispersity, Macromolecules, 47: 5484-5491 (2014).

[7] Luo J., Shea K.J., Polyhomologation. A Living C1 Polymerization, Accounts of Chemical Research, 43: 1420-1433 (2010).

[8] Zhang H., Alkayal N., Gnanou Y., Hadjichristidis N., Anionic Polymerization and Polyhomologation: an Ideal Combination to Synthesize Polyethylene-Based Block Copolymers, Chemical communications (Cambridge, England), 49: 8952-8954 (2013).

[9] Zhang H., Gnanou Y., Hadjichristidis N., Well-Defined Polyethylene Molecular Brushes by Polyhomologation and Ring Opening Metathesis Polymerization, Polymer Chemistry, 5: 6431-6434 (2014).

[10] Zhang H., Alkayal N., Gnanou Y., Hadjichristidis N., Polymethylene-Based Copolymers by Polyhomologation or by Its Combination wif Controlled/Living and Living Polymerizations, Macromolecular Rapid Communications, 35: 378-390 (2014).

[11] Laurent B.a., Grayson S.M., Synthetic Approaches for the Preparation of Cyclic Polymers, Chemical Society Reviews, 38: 2202-2213 (2009).

[12] Wagner C.E., Rodriguez A.A., Shea K.J., Synthesis of Linear α-Olefins via Polyhomologation, Macromolecules, 38: 7286-7291 (2005).

[13] Chen J.-Z., Cui K., Zhang S.-Y., Xie P., Zhao Q.-L., Huang J., Shi L.-P., Li G.-Y., Ma Z., New Strategy Targeting Well-Defined Polymethylene-block-Polystyrene Copolymers: The Combination of Living Polymerization of Ylides and Atom Transfer Radical Polymerization, Macromolecular Rapid Communications, 30: 532-538 (2009).

[14] Bai J., Shea K.J., Reaction of Boranes wif TMS Diazomethane and Dimethylsulfoxonium Methylide. Synthesis of Poly(methylidene-co-TMSmethylidene) Random Copolymers, Macromolecular Rapid Communications, 27: 1223-1228 (2006).

[15] Bai J., Shea K.J., Copolymers from a Single Monomer:  Synthesis of Poly(methylidene-co-trimethylsilylmethylidene), Macromolecules, 39: 7196-7198 (2006).

[16] Wang J., Horton J.H., Liu G., Lee S.-Y., Shea K.J., Polymethylene-block-poly(dimethyl siloxane)-block-polymethylene Nanoaggregates in Toluene at Room Temperature, Polymer, 48: 4123-4129 (2007).

[17] Zhou X.-Z., Shea K.J., Synthesis of Poly(methylene-b-styrene) by Sequential Living Polymerization, Macromolecules, 34: 3111-3114 (2001).

[18] Zhou X.-Z., Shea K.J., Ersatz Ethylene−Propylene Copolymers:  The Synthesis of Linear Carbon Backbone Copolymers One Carbon Atom at a Time, Journal of the American Chemical Society, 122: 11515-11516 (2000).

[19] Denmark S.E., Edwards J.P., Wilson S.R., Solution- and Solid-State Structural Studies of (halomethyl)zinc Reagents, Journal of the American Chemical Society, 114: 2592-2602 (1992).

[20] Denmark S.E., Edwards J.P., A Comparison of (chloromethyl)- and (iodomethyl)zinc Cyclopropanation Reagents, The Journal of Organic Chemistry, 56: 6974-6981 (1991).