理論的/実験的アプローチの組み合わせによるラジカルリング開封ポリメリゼーションのための効率的なチオノラクトンの開発
Bastien Luzel1, Noémie Gil1, Patrick Désirée1
1Aix-Marseille University, CNRS, Institut de Chimie Radicalaire, UMR 7273, F-13397 Marseille, France.
Journal of the American Chemical Society
|December 7, 2023
まとめ
研究者は新しい分解可能なポリマーを設計するために 計算的方法を使用しました 彼らはチオノラクトン単体である7-フェニロキセパネ-2-チオン (POT) を開発し,効率的に分解するランダムなコポリマーを作り出し,持続可能なプラスチック代替品を提供しました.
科学分野:
- ポリマー化学
- 材料科学
- コンピュータ化学
背景:
- プラスチックの廃棄物は 深刻な環境問題です
- 分解性結合をポリマーの骨格に組み込むことは,分解性商品ポリマーへの経路を提供します.
- ラジカル・リング・オープニング・ポリメリゼーション (rROP) は,サイクル・モノマー経由で弱い結合を導入する方法である.
研究 の 目的:
- 効率的なrROPのためのチオノラクトンの急激反応性を理解する.
- コポリメリゼーションにおけるチオノラクトンの反応性を調節するための重要なパラメータを特定する.
- 分解可能なランダムな共ポリマーを作るための新しいチオノラクトンモノマーを設計し合成する.
主な方法:
- 密度関数理論 (DFT) の計算により,根移転率定数 (k_tr) と伝播率定数 (k_p) を決定する.
- 7-フェニロキセパネ-2-チオン (POT) チオノラクトン単体合成
- スタイレンとアクリラート誘導体によるPOTの共ポリメリゼーション,その後は分解試験.
主要な成果:
- DFT計算は,チオノラクトンの反応性に関する実験データを正確に予測した.
- 合成されたPOTモノメアは,ビニルモノメアと統計的にランダムなコポリマーを成功裏に形成した.
- 生成したコポリマーは,様々な加速条件 (アルカリ性,塩基性,または酸化性) の下で効率的な分解を示した.
- POTはRAFTのポリメリゼーションとホモポリメリゼーションの可能性と互換性を示した.
結論:
- 理論的なアプローチは,rROPのための効率的なチオノラクトンのin-silico設計のための経路を提供します.
- 7-フェニロキセパネ-2-チオン (POT) は,分解可能な統計コポリマーを作るのに適したモノマーである.
- この研究は,合理的なモノマー設計を通じて持続可能なポリマーの開発を進めています.
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