[スポンサーリンク]

archives

トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミンを用いた原子移動ラジカル重合

[スポンサーリンク]

 

トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン(Me6TREN) (1)は原子移動ラジカル重合(ATRP)に有用な多座配位子です。ATRPは金属触媒を用いる重合反応であり,高分子の分子量,分子量分布など精密制御を可能にします。例えば一価銅に多座配位子1を配位させた銅(I)錯体は高い活性を示します。続いてハロゲン化アルキルの一電子還元によりラジカル種が生成すると,モノマーとの重合が開始します。一方,一電子酸化を受けた二価銅と1からなる銅(II)錯体は,ハロゲン原子移動を伴う一電子還元により,ポリマー成長末端を休止種(ドーマント種)にします。この一連の反応の繰り返しにより,ATRPは完結します。
この重合では,わずか数ppmの銅触媒で十分な触媒効果が得られます(従来のATRPの約1/1000~1/10000量)。そのため,研究分野のみならず,工業分野への応用が非常に期待されています。

 

[1] “Activators Regenerated by Electron Transfer for Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene”

W. Jakubowski, K. Min, K. Matyjaszewski, Macromolecules 2006, 39, 39. DOI: 10.1021/ma0522716

The amount of Cu-based catalysts in atom transfer radical polymerization (ATRP) of styrene has been reduced to a few ppm in the presence of the appropriate reducing agents such as FDA approved tin(II) 2-ethylhexanoate (Sn(EH)2) or glucose. The reducing agents constantly regenerate ATRP activator, the Cu(I) species, from the Cu(II) species, formed during termination process, without directly or indirectly producing initiating species that generate new chains. Moreover, the reducing agents allow starting an ATRP with the oxidatively stable Cu(II) species. The reducing/reactivating cycle may also eliminate air or some other radical traps in the system. This new catalytic system is based on regeneration of the activators for an ATRP by electron transfer and therefore was named activators regenerated by electron transfer (ARGET) ATRP. The optimum amount of reducing agent and minimal amount of ATRP Cu catalyst depend on the particular system. For example, styrene was polymerized with 10 ppm of CuCl2/Me6TREN and 100 ppm of Sn(EH)2 resulting in a polystyrene with Mn = 63 000 (Mn,th = 64 000) and Mw/Mn= 1.17.

 

[2] “Synthesis of High Molecular Weight Poly(styrene-co-acrylonitrile) Copolymers with Controlled Architecture”

J. Pietrasilk, H. Dong, K. Matyjaszewski, Macromolecules 2006, 39, 6384. DOI:10.1021/ma0611927

ma0611927n00001

High molecular weight styrene−acrylonitrile (SAN) copolymers were prepared under azeotropic conditions (60 mol % of styrene) by ARGET (activators regenerated by electron transfer) ATRP (atom transfer radical polymerization) at 80 °C in anisole. When a normal ATRP of styrene and acrylonitrile was conducted, the molecular weight of the resulting SAN copolymers was limited due to outer-sphere electron-transfer reactions. This was due to oxidation of polystyryl radicals to carbocations or reduction of polyacrylonitirile radicals to carbanions via reactions with Cu(II) and Cu(I) species, respectively. Since ARGET ATRP employs much lower concentrations of copper catalyst, the contributions of these side reactions are reduced, enabling formation of high molecular weight SAN copolymers (Mn  200 000) with low polydispersity (Mw/Mn < 1.3). Additionally, SAN copolymers with controlled chain architecture were prepared including block copolymers and starlike copolymers.

[3] ”Use of Ascorbic Acid as Reducing Agent for Synthesis of Well-Defined Polymers by ARGET ATRP”

K. Min, H. Gao, K. Matyjaszewski, Macromolecules 2007, 40, 1789. DOI: 10.1021/ma0702041
[4] “Diminishing catalyst concentration in atom transfer radical polymerization with reducing agents”

K. Matyjaszewski, W. Jakubowski, K. Min, W. Tang, J. Huang, W. A. Braunecker, N. V. Tsarevsky, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15309. DOI: 10.1073/pnas.0602675103

The concept of initiators for continuous activator regeneration (ICAR) in atom transfer radical polymerization (ATRP) is introduced, whereby a constant source of organic free radicals works to regenerate the CuIactivator, which is otherwise consumed in termination reactions when used at very low concentrations. With this technique, controlled synthesis of polystyrene and poly(methyl methacrylate) (Mw/Mn < 1.2) can be implemented with catalyst concentrations between 10 and 50 ppm, where its removal or recycling would be unwarranted for many applications. Additionally, various organic reducing agents (derivatives of hydrazine and phenol) are used to continuously regenerate the CuI activator in activators regenerated by electron transfer (ARGET) ATRP. Controlled polymer synthesis of acrylates (Mw/Mn < 1.2) is realized with catalyst concentrations as low as 50 ppm. The rational selection of suitable Cu complexing ligands {tris[2-(dimethylamino)ethyl]amine (Me6TREN) and tris[(2-pyridyl)methyl]amine (TPMA)} is discussed in regards to specific side reactions in each technique (i.e., complex dissociation, acid evolution, and reducing agent complexation). Additionally, mechanistic studies and kinetic modeling are used to optimize each system. The performance of the selected catalysts/reducing agents in homo and block (co)polymerizations is evaluated.

 

TCIではポリマー合成研究用の試薬を数多く取り揃えております。詳細は下記リンクより参照ください。
≫ 高性能ポリマー研究用試薬

 

  • 関連書籍

[amazonjs asin=”0841237077″ locale=”JP” title=”Controlled/Living Radical Polymerization: Progress in Atrp, Nmp, and Raft (Acs Symposium Series)”]
TCI

TCI

投稿者の記事一覧

有機試薬メーカーです。

関連記事

  1. 若手&高分子を専門としていない人のための『速習 高分子化学 入門…
  2. Nsアミン誘導体
  3. 技術者・研究者のためのプレゼンテーション入門
  4. イミダゾリニウムトリフラート塩の合成に有用なビニルスルホニウム塩…
  5. ビス(ヘキサフルオロアセチルアセトナト)銅(II)水和物 : B…
  6. リチウムイオン電池 電解液の開発動向と高機能化
  7. トリメトキシフェニルシラン:Trimethoxyphenylsi…
  8. クロロ[(1,3-ジメシチルイミダゾール-2-イリデン)(N,N…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 抗菌目薬あす発売 富山化学工業 国内初の小児適用
  2. 酸化は計画的に!Anisatin, Neoanisatin, Majusanol A, Bの全合成
  3. ジャンフェン・カイ Jianfeng Cai
  4. 化学者だって数学するっつーの! :シュレディンガー方程式と複素数
  5. 世界のエリートが今一番入りたい大学 ミネルバ
  6. 2つの異なるホウ素置換基が導入された非共役ジエンの触媒的合成と細胞死制御分子の形式合成に成功
  7. のむ発毛薬の輸入承認 国内初、年内にも発売へ
  8. 過塩素酸カリウム (potassium perchlorate)
  9. デヴィッド・リー David A. Leigh
  10. MI conference 2025開催のお知らせ

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2013年10月
月 火 水 木 金 土 日
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

大学院留学してよかったこと, 悪かったこと【英語, 経済面, オーバードクターに関するお話】

海外の大学で、その大学に籍を置く大学 (院) 生として留学することは「学位留学」と呼ばれたりします。…

光前駆体法の活用によって、ヘプタセンで初の一重項分裂を観測!

第725回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 理学研究科化学専攻 有機元素化学研究室(山田研…

【スタッフ・寄稿募集】Chem-Stationで、化学を「伝える側」になりませんか?

Chem-Station(ケムステ)は2000年に開設された国内最大の化学ポータルサイトです。大学・…

第17回大津会議―とある参加者の記録―

2026年9月28日~29日に開催された第17回大津会議についての、とある参加者の記録です。この記事…

第17回大津会議 -Otsu Conference- 2026 開催報告 ~新体制で紡ぐ「有機合成の夢」~

第17回大津会議が2026年9月28日(月)〜9月29日(火)びわ湖大津プリンスホテルにて開催されま…

有機合成化学協会誌2026年10月号:医薬品プロセス開発・σ芳香族性・含窒素複素環・メロテルペノイド二量体・高歪み化合物

有機合成化学協会が発行する「有機合成化学協会誌」2026年10月号がオンラインで公開されています。…

時代は水だ! セメントのように水と混ぜるだけで成形・硬化できる「水硬性」高分子

第724回のスポットライトリサーチは、東京科学大学物質理工学院(大塚研究室)博士前期課程2年の徳満玲…

複雑さを設計して、結晶の動きをプログラムする

第723回のスポットライトリサーチは、高知工科大学大学院工学研究科(林研究室) 博士後期課程3年の樋…

ハロゲンの力で強力な結合を切断!天然物クマリンから医薬品・機能性材料原料のクマラノン類へ

第 722 回のスポットライトリサーチは、立命館大学大学院薬学研究科薬学専攻 精密合…

観察を写真で残す!カメラ内蔵リアクタ EasyMax 102i を使ってみた

反応の温度も、攪拌(かくはん)も、滴下も、サンプリングもいまや自動で記録される時代になりました。とこ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP