פיתוח שיטות סינתזה של פולימרים תוך שימוש בתרכובות דיאזוקרבוניל כמונומרים.
במשך למעלה מ-20 שנה, קבוצת המחקר Ihara באוניברסיטת Ehime מתמחה בפיתוח שיטות חדשניות לסינתזת פולימרים באמצעות תרכובות דיאזוקרוניל כמונומרים.
הם גילו שניתן לפולימר דיאזואצטאט באמצעות יוזם מבוסס פלדיום (Pd) לייצור פולימרים בשרשרת ראשית של פחמן-פחמן (C-C), עם כל פחמןאָטוֹםבעמוד השדרה קשור לקבוצת אלקוקסיקרבוניל (אסטר). שלא כמו פילמור ויניל מסורתי - שבו עמוד השדרה הפולימרי בנוי מיחידות שני פחמן של מונומרים ויניל כמו אתילן וסטירן - פילמור דיאזואצטאט יוצר את השרשרת הראשית C-C מיחידות פחמן בודדות. תהליך ייחודי זה, המכונה פילמור C1, הוא מאפיין ייחודי ומשמעותי של שיטת סינתזה זו.
בעוד שלתוצר של פילמור ויניל של אלקיל אקרילט יש את התחליף בכל אטום פחמן בשרשרת ראשית אחרת, לתוצר של פילמור C1 יש את אותו תחליף בכל אטום פחמן של השרשרת הראשית. ההבדל המבני צפוי להביא לתכונות פיזיקליות ייחודיות ופונקציונליות עבור המוצרים האחרונים. קרדיט: Eiji Iharaהמוצרים של פילמור C1 צפויים להיות בעלי תכונות פיזיקליות משופרות ופונקציונליות. לאחר הפרסום הראשון על פרויקט פילמור C1 זה (E. Ihara, et al.,מקרומולקולות, 36, 36 (2003)), הוקדשו מאמצים אינטנסיביים לפילמור C1 זה על ידי קבוצות רבות ברחבי העולם.
תכונות משופרות של פולימרים C1
מבנה של יוזמים מבוססי Pd הומצא המוביל להצלחה בשיפור פעילותם עבור פילמור C1. לדוגמה, ניתן כיום להכין פולימרים במשקל מולקולרי גבוה (משקל מולקולרי > 50000), לשלוט במבנה הסטריאו (טקטיות) של השרשרת הראשית CC, ולשלב באופן כמותי קבוצה פונקציונלית בקצה אחד של שרשרת הפולימר.
בנוסף, תוך ניצול המבנים הייחודיים של פולימרי C1, הושגה הצלחה בהכנת פולימרי C1 בעלי חומציות מוגברת ונקודות התכה גבוהות בהרבה, עד 130 מעלות צלזיוס, בהשוואה לעמיתיהם של פולימר ויניל בעלי אותם תחליפים. כמו כן, נמצא כי ניתן לפרק את הפולימרים C1 ביעילות לתרכובות במשקל מולקולרי נמוך בתנאים בסיסיים עדינים, דבר שחשוב מאוד בהתחשב בפוטנציאל שלהם כחומרים פולימריים ידידותיים לסביבה.
בינתיים, הוכח כי תרכובות ביס(דיאזוקרבוניל) הנושאות שתי קבוצות דיאזוקרבוניל במולקולה, יכולות לשמש כמונומר לפולי עיבוי, מה שמניב מגוון פולימרים חדשים בעלי מבנה כימי חסר תקדים. עבור העיבוי הפולי, נעשה שימוש בתגובות ייחודיות של קבוצות דיאזוקרוניל, כגון החדרת OH ו-NH ויצירת קשר C=C. על בסיס פולי עיבוי חדש זה, ניתן היה להכין פולימרים בעלי התכלות קלה בתנאים חומציים קלים ותכונות אלקטרוכרומיות (שינוי צבע הפיך עם הפעלת מתח במצב סרט). תוצאות אלו עוררו מחקר ברחבי העולם בפרויקט דומה לאחר הפרסום הראשון על פרויקט הפוליקונדנסציה הזה (E. Ihara, et al.,מקרומולקולות,43, 4589 (2010)).
התייחסות: "פיתוח סינתזות פולימרים באמצעות תרכובות דיאזוקרוניל כמונומרים" מאת אייג'י איהרה, 10 באוקטובר 2024,פולימר יומן.
DOI: 10.1038/s41428-024-00954-1