Polimeryzacja za pomocą ATRP

Następujące dwie procedury opisują dwie reakcje polimeryzacji ATRP przeprowadzone przez grupę badawczą profesora Dave'a Hadddletona z University of Warwick.

Czytaj więcej o

• Polimeryzacja metakrylanu metylu (MMA) z N-propylo-2-pirydylometaniną
• Polimeryzacja styrenu z N-pentylo-2-pirydylometaniną

Polimeryzacja metakrylanu metylu (MMA) z N-propylo-2-pirydylometaniną

Rysunek 1. Polimeryzacja metakrylanu metylu (MMA) z N-propylo-2-pirydylometaniną, gdzie 1a = N-propylo-2-pirydylometanina

Polimeryzację prowadzi się w warunkach beztlenowych. Najpierw odtlenia się sól metalu przejściowego, a następnie roztwór, po czym dodaje inicjator w celu rozpoczęcia polimeryzacji:

1. Cu(I)Br (0,134 g, 9.32 × 10^-4 moli, nr produktu 212865) i suchy mieszadło magnetyczne zostały dodane do suchej kolby Schlenka (lub kolby okrągłodennej).
2. Rurkę uszczelniono gumową przegrodą i odtleniono za pomocą trzech cykli zamrażania, pompowania i rozmrażania przy użyciu N₂.
   
3. Roztwór do polimeryzacji został przygotowany przez dodanie następujących odczynników/rozpuszczalników do kolby pod N₂:

• Toluen (10 mL)
• MMA (10 mL, 9.36 × 10^-2 moli, Nr produktu.M55909)
• N-propylo-2-pirydylometanimina (0,279 g, 1.87 × 10^-3 moli)

4. Rurkę Schlenka poddaje się trzem dodatkowym cyklom zamrażania, pompowania i rozmrażania, a następnie ogrzewa do 90 °C przy ciągłym mieszaniu.
   
5. Po osiągnięciu temperatury reakcji inicjator etylo-2-bromoizomaślan (0.136 ml, 9,36 × 10-4 moli, Nr produktu  E14403) dodaje się pod N₂  (t = 0) i rozpoczyna się reakcja polimeryzacji.

Próbki można pobierać w odstępach 30-60 minutowych za pomocą odgazowanej strzykawki i analizować za pomocą GC lub NMR w celu określenia stopnia konwersji i SEC dla masy cząsteczkowej i polidyspersyjności (PDI). Po 300 minutach wyizolowano poli(metakrylan metylu) (PMMA) z końcową konwersją 89,3%. M_n = 8,760 g mol^-1  (teoretyczne M_n = 8,930 g mol^-1), PDI = 1.20.

Polimeryzacja styrenu z N-pentylo-2-pirydylometaniną

.

Rysunek 2. Polimeryzacja styrenu z N-pentylo-2-pirydylometaniną, gdzie 1b = N-pentylo-2-pirydylometanina

Polimeryzacja jest przeprowadzana w warunkach beztlenowych. Najpierw sól metalu przejściowego jest odtleniana, a następnie monomer i inicjator są dodawane do roztworu i odtleniane, a następnie dodawany jest ligand w celu rozpoczęcia polimeryzacji:

1. Cu(I)Br (0.131 g, 9,1 × 10^-4 moli) i suche mieszadło magnetyczne dodano do suchej kolby Schlenka (lub kolby okrągłodennej).
   
2. Rurkę uszczelniono gumową przegrodą i odtleniono trzema cyklami zamrażania, pompowania i rozmrażania przy użyciu N₂.
   
3. Roztwór do polimeryzacji przygotowano w następujący sposób, dodając do kolby pod N₂:

• ksylen (20 mL)
  
• styren (10 mL, 8.73 × 10^-2 moli, Nr produktu.240869)
  
• 2-bromoizomaślan etylu (0,13 mL, 9.1 × 10^-4 mol)

4. Kolba jest poddawana dodatkowym trzem cyklom zamrażania, pompowania i rozmrażania, a następnie podgrzewana do 110 ^oC przy ciągłym mieszaniu.
5. Po osiągnięciu temperatury reakcji, N-pentylo-2-pirydylometanimina (0.28 ml, 1,8 × 10^-3 mol) dodaje się pod N₂  (t = 0).

Próbki można pobierać w odstępach 30-60 minutowych za pomocą odgazowanej strzykawki i analizować za pomocą GC lub NMR pod kątem konwersji i SEC pod kątem masy cząsteczkowej i polidyspersyjności (PDI). Reakcja została zatrzymana po 360 minutach, z końcową konwersją 77,9%. Mn = 5,270 (teoretyczne M_n = 7,900 g mol^-1), PDI = 1.29.

.