BÈ: Chọn đúng chất đặc vụ để đạt được sự trùng hợp có kiểm soát

• Quá trình BÈ
• Các lớp đặc vụ BÈ
• Đặc vụ RAFT đến Bảng Tương thích monomer

Quá trình BÈ

Raf Tor Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer là một hình thức trùng hợp gốc sống. Sự trùng hợp RAFT được phát hiện tại CSIRO vào năm 1998.^{Năm 1} , nó sớm trở thành trọng tâm của nghiên cứu chuyên sâu, vì phương pháp cho phép điều chỉnh tổng hợp các đại phân tử với các kiến trúc phức tạp bao gồm khối, ghép, lược và các cấu trúc sao với trọng lượng phân tử được xác định trước. Sự trùng hợp 2 BÈ được áp dụng cho một loạt các monome trong một số lượng lớn các điều kiện thí nghiệm, bao gồm cả việc điều chế các vật liệu hòa tan trong nước.³ 

Quá trình BÈ liên quan đến sự trùng hợp gốc tự do thông thường của một monome thay thế với sự hiện diện của một tác nhân chuyển chuỗi phù hợp (tác nhân BÈ hoặc CTA). Các chất BÈ thường được sử dụng bao gồm các hợp chất thiocarbonylthio như dithioesters, 1dithiocarbamates,^4, 5trithiocarbonates, 6and xanthate, 7which điều hòa sự trùng hợp thông qua quá trình chuyển chuỗi đảo ngược. Sử dụng một tác nhân BÈ thích hợp cho phép tổng hợp các polyme với chỉ số polydispersity thấp (PDI) và chức năng cao (Hình 1).

Hình 1. So sánh tổng quát các polyme được thực hiện với sự trùng hợp triệt để truyền thống chống lại những gì được thực hiện bằng quá trình BÈ.

Một cTA BÈ thường có một nhóm thiocarbonylthio (S = C-S) với các nhóm thế R và Z tác động đến động học phản ứng trùng hợp và quan trọng là mức độ kiểm soát cấu trúc. Sự khởi đầu của phản ứng trùng hợp được thực hiện bằng cách sử dụng  phương pháp nhiệt điện, quang hóa, hoặc oxy hóa khử và nó là sự lựa chọn thích hợp của các thuốc thử BÈ thích hợp cho một monome và môi trường phản ứng cụ thể sẽ xác định phần lớn thành công của một thí nghiệm trùng hợp BÈ (Hình 2).

Hình 2. Cấu trúc chung của một tác nhân BÈ; lựa chọn tác nhân BÈ là rất quan trọng để có được polyme với PDI thấp và kiến trúc được kiểm soát.

Các lớp đặc vụ BÈ

Độ hòa tan và phản ứng của một tác nhân BÈ phụ thuộc vào nhóm R và Z; kết quả là, các tác nhân BÈ khác nhau phù hợp hơn cho các lớp đơn phân cụ thể. Các lớp chính của các đại lý BÈ là:

Đặc vụ RAFT đến Bảng Tương thích monomer

Việc áp dụng các tác nhân BÈ với các monome phổ biến được sử dụng trong trùng hợp được hiển thị trong Bảng 1. Các pluses và minus đại diện cho mức độ tương thích giữa các lớp monomer và một tác nhân BÈ. Ví dụ, Sản phẩm số 72303 7is rất hữu ích trong quá trình trùng hợp, methacrylat và methacrylamides, cho thấy hoạt động vừa phải đối với acrylat và acrylamit nhưng không thể được sử dụng trên các este vinyl hoặc amit vinyl. Bảng này có thể được sử dụng làm hướng dẫn để chọn đại lý BÈ phù hợp nhất cho nhu cầu của bạn.

 

Table 1. Một danh sách CÁC nhân viên BÈ với sự phù hợp của họ cho các loại monome khác nhau.

Tài liệu tham khảo

1. Chiefari J, Chong YK(, Ercole F, Krstina J, Jeffery J, Le TPT, Mayadunne RTA, Meijs GF, Moad CL, Moad G, et al. 1998. Living Free-Radical Polymerization by Reversible Addition?Fragmentation Chain Transfer:  The RAFT Process. Macromolecules. 31(16):5559-5562. https://doi.org/10.1021/ma9804951

2. Moad G, Rizzardo E, Thang SH. 2005. Living Radical Polymerization by the RAFT Process. Aust. J. Chem.. 58(6):379. https://doi.org/10.1071/ch05072

3. McCormick CL, Lowe AB. 2004. Aqueous RAFT Polymerization:  Recent Developments in Synthesis of Functional Water-Soluble (Co)polymers with Controlled Structures?. Acc. Chem. Res.. 37(5):312-325. https://doi.org/10.1021/ar0302484

4. Mayadunne RTA, Rizzardo E, Chiefari J, Chong YK, Moad G, Thang SH. 1999. Living Radical Polymerization with Reversible Addition?Fragmentation Chain Transfer (RAFT Polymerization) Using Dithiocarbamates as Chain Transfer Agents. Macromolecules. 32(21):6977-6980. https://doi.org/10.1021/ma9906837

5. Destarac M, Charmot D, Franck X, Zard S. 2000. Macromol. Rapid. Commun. 211035-1039.

6. Mayadunne RTA, Rizzardo E, Chiefari J, Krstina J, Moad G, Postma A, Thang SH. 2000. Living Polymers by the Use of Trithiocarbonates as Reversible Addition?Fragmentation Chain Transfer (RAFT) Agents:  ABA Triblock Copolymers by Radical Polymerization in Two Steps. Macromolecules. 33(2):243-245. https://doi.org/10.1021/ma991451a

7. Francis R, Ajayaghosh A. 2000. Minimization of Homopolymer Formation and Control of Dispersity in Free Radical Induced Graft Polymerization Using Xanthate Derived Macro-photoinitiators?. Macromolecules. 33(13):4699-4704. https://doi.org/10.1021/ma991604u

RAFT agents are sold for research purposes only.