La transferencia de electrones de la esfera interna de la pareja de iones fotoinducida por la adición reversible de...

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Síntesis orgánica
• Fotocatálisis

Sus antecedentes:

• La polimerización radical de desactivación reversible mediada por fotorredox (RDRP) permite una síntesis de polímeros precisa, pero a menudo se basa en la transferencia de electrones de la esfera externa (OSET), que exige fotocatalizadores eficientes.
• Los métodos RDRP existentes se enfrentan a limitaciones debido a los requisitos de catalizador y las limitaciones mecánicas.

Objetivo del estudio:

• Introducir y investigar los organoboranos zwitteriónicos ([L2B]+X-) como fotocatalizadores para la polimerización de transferencia de cadena de fragmentación por adición reversible (RAFT).
• Elucidar el mecanismo de transferencia de electrones de la esfera interna de pares de iones fotoinducidos (IP-ISET) en este sistema.

Principales métodos:

• Síntesis de los organoboranos zwitteriónicos ([L2B]+X-).
• Aplicación en la polimerización RAFT.
• Elucidación del mecanismo mediante la captura de radicales por resonancia paramagnética de electrones (EPR), la espectroscopia de RMN (1H/11B), la espectroscopia espectroelectroquímica, la espectroscopia de absorción transitoria, los cálculos teóricos y el apagado de la fotoluminiscencia.
• Caracterización de productos poliméricos mediante espectrometría de masa de desorción láser con tiempo de vuelo asistido por matriz (MALDI-TOF MS).

Principales resultados:

• El mecanismo IP-ISET y la formación de radicales ([L2B]•) se confirmaron mediante varios métodos espectroscópicos y computacionales.
• El apagado por fotoluminiscencia indicó la formación in situ de las especies catalíticas activas [L2B]+[ZCS2]-.
• La polimerización demostró una alta actividad catalítica a la carga del catalizador ppb, un amplio alcance del monómero, tolerancia a los inhibidores fenólicos y síntesis de polímeros de peso molecular ultraalto.

Conclusiones:

• El protocolo desarrollado utiliza un nuevo mecanismo IP-ISET para fotorreducción RDRP, superando las limitaciones de los métodos basados en OSET.
• Los organoboranos zwitteriónicos son fotocatalizadores efectivos para la polimerización RAFT, lo que permite una síntesis de polímeros precisa con las características deseables.
• Este trabajo ofrece un nuevo enfoque valioso para las transformaciones orgánicas y los métodos de polimerización.