ハロゲン結合によるメタルフリー制御カチオン重合

Anonim

名古屋工業大学(NITech)の化学者は、半導体やバイオマテリアルに適用可能な高品質の工業用ポリマーの新しい枠組みを提供するカチオン重合を制御する金属フリーの方法を報告しています。 この反応は、弱いハロゲン結合と、少量のアンモニウム塩を添加して長く均一なポリマーを生成することに依存する。 この研究は、 Chemistry-A European Journal で読むことができます。

ポリマーは、例えば、ビニル系分子と共に、開始系と呼ばれる触媒と開始剤との組み合わせを必要とする反応プロセスによって、カチオン重合によって合成される。

「金属ハロゲン化物触媒は、カチオン重合でよく研究されていますが、ポリマーの着色や分解の原因となる不純物を生成します。金属を含まない開始系に対する高い需要があります」と研究を初めて執筆した高木孝二助教授は述べています。

カチオン重合における課題は、金属系触媒を添加することなく均質な長いポリマーを製造することである。 触媒の役割は、触媒およびポリマーの伝搬端と可逆的に相互作用するハロゲン化物などの開始剤からアニオンを抽出することである。 この理由から、弱い結合が好ましい。さもなければ、生成されたポリマーの均質性およびサイズを損なう副作用が起こり得るからである。 この新しい研究で、高木らは、2-ヨードイミダゾリウム触媒と適切に弱いハロゲン結合を形成するので、塩化物が最良のハロゲン化物を生成することを示している。

「2-ヨードイミダゾリウム成分は、イソブチルビニルエーテル(IBVE)を重合したい場合、触媒の要件です」と、カチオン重合を実証するために使用された最初のビニル化合物科学者について語った。

研究者らは、他のハロゲン化物を開始剤構造に使用した場合、一部はハロゲン結合の強さのために一部の触媒が劣化することを発見した。

彼の開始剤に使用された塩化物アニオンは、触媒とIBVEの伝播端との間を効率的に前後に移動することができ、分子量が大きく狭い分子量分布を有するポリマーを生成する。

さらに、理想的な温度(-10℃)および反応開始系の濃度(それぞれ10mM)を示しています。 これらの条件は、分子量および分子量分布を危険にさらす危険性がある副作用を最小化した。

最後に、少量のアンモニウム塩を添加することによりカチオン重合の制御性を高めることができた。

「アンモニウム塩を添加することで、重合速度と分子量分布を変更することができました」と高木氏は述べています。

全体的に、彼は、このプロセスは、ポリマー合成のための魅力的な特徴を多数有しており、電気および生体材料用途のためのポリマーの適用を拡大すると述べている。

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