Random kopolimerek szintézise diszulfid-híd képzés és tiol-Michael-addíció segítségével
A kéntartalmú polimerek vizsgálata új irányt jelenthet a makromolekuláris kutatásokban, mivel, noha az anyagcsalád bizonyos tagjai már viszonylag régóta ismertek, számos szintetikus lehetőség kiaknázatlan maradt e területen. Munkánk közvetlen előzményének Rosenthal et al. kutatásai tekinthetők, melyekben egy új, hatékony módszert dolgoztak ki poli(diszulfid) polimerek előállítására ditiol monomerekből [1]. Kísérleteik során 3,6-dioxa-1,8-oktán-ditiol (DODT) monomerből enyhe reakciókörülmények között (szobahőmérséklet, légköri atmoszféra), halogéntartalmú reagensek vagy fémkatalizátorok alkalmazása nélkül állítottak elő nagy móltömegű, szűk móltömeg-eloszlású polimereket rövid idő alatt.
Célkitűzésünk az volt, hogy a fenti előnyöket megtartva, a reakciót módosítva új funkcionális polimereket, makromolekulás építőegységeket állítsunk elő. Munkánk során a DODT mellett poli(etilén-glikol)-diakrilát (PEGDA) monomer egységeket tartalmazó kopolimereket állítottunk elő, és vizsgáltuk különböző reakciókörülmények hatását a folyamatra. A szintézis során két elsődleges reakció játszódik le szimultán módon: diszulfid-híd képződés és tiol-Michael-addíció. Az enyhe reakciókörülmények (szobahőmérséklet, légköri atmoszféra) között kivitelezett szintézis eredményeképpen olyan telekelikus random kopolimerek jönnek létre, melyek egyszerre tartalmaznak észtercsoportokat és diszulfid-hidakat, így azok feltehetőleg redox- és pH érzékenyek. A termékeket 1H NMR, GPC és DSC vizsgálatokkal jellemeztük.
Vizsgáltuk az egyes paraméterek (hőmérséklet, oldószer, reagensek koncentrációja) hatását a reakcióra. Reagensek a reakcióelegyhez történő utólagos hozzáadásával rámutattunk arra, hogy a láncok további növekedésre képesek, mely segítségével a polimerek szerkezete tovább módosítható, optimalizálható.
[1] Rosenthal, Emily Q., Judit E. Puskas, and Chrys Wesdemiotis. "Green polymer chemistry: Living dithiol polymerization via cyclic intermediates." Biomacromolecules 13.1 (2011): 154-164
szerző
-
Fejér Máté József
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Szabó Ákos
tudományos munkatárs, MTA Kémiai Kutatóközpont (külső) -
Dr. Iván Béla
kutatóprofesszor, Természettudományi Kutatóközpont (külső)