含ppm铁催化剂的MMA的ATRP外文翻译资料

 2022-12-30 11:11:48

含ppm铁催化剂的MMA的ATRP

Yu Wang，Yaozhong Zhang，Bernard Parker，和Krzysztof Matyjaszewski

卡内基梅隆大学化学系高分子工程研究中心，美国宾夕法尼亚州，匹兹堡，第五大道4400号

原子转移自由基聚合（ATRP）可以作为催化剂和一系列过渡金属反应，如，铜、铷、铁、镍和锇等。1-7ATRP提供了一种多用途的工具来制备具有各种结构的聚合物材料，包括嵌段和接枝共聚物、星形和刷子形。8-11最近，我们致力于开发更环保、成本更低的催化剂系统。3这导致开发了两种程序，允许在ppm过渡金属催化剂存在下进行ATRP，即通过电子转移再生的活化剂（ARGET）12-20和用于连续活化剂再生（ICAR）ATRP的引发剂。14,21,22在ARGET和ICAR ATRP中，催化剂的活化状态通过各种还原剂不断再生，从而克服了不可避免的自由基终止反应的影响。除了有机还原剂外，还可以使用金属Cu0,23-27Zn0,Mg0和Fe0.最近有报道说纯金属可以作为辅助活化剂和还原剂（SARA）。28铁是制备ATRP的理想催化剂，因为铁在合适的过渡金属中毒性最低，价格最低。在1997年首次报道了在各种磷、胺或含吡啶配体存在下进行的铁基ATRP。29,30三苯基膦、三丁基膦、三丁基胺和4，4rsquo;-二（5-壬基）-2,2rsquo;-联吡啶配体被扩展到包括半金属酮31、环胺32、二亚胺33、取代膦34、卡宾35、羧酸36,37或卤化物配体形成阴离子铁物种38,39或离子液体。40最近报道了在没有任何配体的极性溶剂中，或在非极性溶剂和弱配位阴离子存在下，FeBr2更为强烈地催化了ATRP。通过电子转移（AGET）产生的活化剂，以及在本文提交之后，也成功地与Fe0催化剂进行了ICAR ATRP，允许最初使用空气稳定的FeⅢ,而不是FeⅡ。在本文中，我们报道了甲基丙烯酸甲酯（MMA）的ATRP与ppm量的FeⅢBr3或FeⅡBr2催化剂。采用Fe0铁丝或偶氮二异丁腈（AIBN）形成FeⅡBr2并再生。

FeⅢBr3在许多溶剂中具有氧化稳定性如茴香醚、甲苯、N-甲基-2-吡咯烷酮和MMA。制备茴香醚(w/w)中1％FeBr3深红色原液，并将其贮存在空气中，用于以下实验。在50％茴香醚中，60℃以下。用1cm铁丝，以[MMA]0：[EBrPA]0：[FeⅢBr3]：[TBABr]=200：1：0.02：0.08（EBrPA:2-溴-2-苯乙酸乙酯；TBABr：4-丁基溴化铵）控制聚合物反应。30.5h后转化率达到81％，得到Mn=17800和Mw/Mn=1.19的PMMA。

固体FeⅢBr3不与氧气反应，但能吸收空气中的水分，因此，FeⅢBr3/茴香醚溶液在长期贮存后也可能含有少量水。当以[FeⅢBr3]0：[H2O]~1:30,为目标比。在1％FeⅢBr3/茴香醚（w/w）溶液中加水时，原液呈橙色，并观察到相分离现象。将悬浮液在超声波浴中混合后，在反应液中加入少量FeⅢBr3/茴香醚/H2O混合物，使反应液保持均匀。在相同条件下，甲基丙烯酸甲酯与FeⅢBr3/茴香醚/H2O的ATRP比前一个实验慢，而对照组的ATRP水平相当。55h后转化率达73％，得到Mn=15200，Mw/Mn=1.24的PMMA。因此，少量水不会影响聚合体系。

聚合在仅存在铁丝的情况下发生，最初没有添加FeⅢBr3，尽管没有刻意添加，FeⅢBr3也得到了很好的控制。（图2）由于没有失活剂，PMMA在反应开始时就形成了高分子量的PMMA。转化率为8％时，初始分子量为Mn=17200,Mw/Mn=1.81。然而，通过自由基终止反应生成足量的FeⅢBr3后，发生了可控聚合。由于起爆效率低，最终分子量略高于理论值（~84％）。71h后转化率达到81％，Mn=19600,Mw/Mn=1.36。为了从聚合开始得到更好的控制，在加入MMA之前，用Fe0铁丝接触引发剂16h以生成足量的FeⅢBr3。在此条件下，聚合得到的Mn=17000，Mw/Mn=1.22的PMMA，反应64h后转化率达到79％。

由于FeⅡBr2在苯甲醚/MMA溶液中的溶解度有限，在没有TBABr的情况下拨，用试剂比例为[MMA]0：[EBrBP]0：[FeⅢBr3]0=200:1:0.02，1cm铁丝（d=0.5mm）,在50％（v/v）苯甲醚中，60℃下（表1，条目1），聚合48h后，MMA的转化率仅为9％。在初始比例为[TBABr]0:[FeⅢBr3]0=1:1时，转化率在21h内达到15%；然而，在48h后转化率仅增加到17%（表1，条目2,3）。这是合理的，因为[FeⅢBr3]由于激进终止而随时间增加，兵器有较少的可用TBABr可溶解。因此，达到一定转化率后，聚合速率大大降低，采用TBABr与FeⅢBr3的当量，MMA的聚合得到了较好的控制，聚合速度较快，9h转化率达到19%，30.5h转化率达到81%，得到了Mn=17800和Mw/Mn=1.19的PMMA（表1，条目4,5），当使用0.5cm铁丝（d=0.5cm）时，局和速度较慢，需要25h达到45%转化率，50h达到70%转化率，得到Mn=12500和Mw/Mn=1.20的PMMA(表1，条目6,7)。

在50%（v/v）茴香醚中，以100ppm的FeⅡBr2开始的MMA的聚合也受到试剂[MMA]0:

[EBrPA]0:[FeIIBr2]0:[TBABr]0 = 200:1:0.02:0.08的比例的良好控制，使用1 cm Fe0铁线（d=0.5mm）,在60℃下进行（表2，条目1）。48h转化率达到77%，得到Mn=14400和Mw/Mn=1.20的PMMA。

在FeⅢBr3和铁丝的存在下，MMA在其他溶剂（如THF和甲苯）中也进行了聚合，试剂配比为[MMA]0:[EBrPA]0:[FeIIIBr3]0:[TBABr]0 = 200:1:0.02:0.08，在50%（v/v）溶剂中，60℃（表2，条目2,3）下，用1cm的铁丝（d=0.5mm）进行聚合。HTF中进行的聚合比在甲苯溶剂中进行的快；在HTF和在甲苯中反应45h，转化率分别为97%和76%，Mw/Mn的值均在1.20左右，聚合过程均得到很好的控制。

在33.3%（v/v）的茴香醚、四氢呋喃和甲苯中加入100ppm的FeⅢBr3和200ppm的TBABr进行ICAR ATRP,60℃下试剂比例为[MMA]0:[EBrPA]0:[FeIIIBr3]0:[TBABr]0:[AIBN]0=200:1:0.02:0.04:0.1。在苯甲醚、四氢呋喃和甲苯中反应48h后，转化率分别达到51%、94%和61%。四氢呋喃中聚合反应转化率高，Mw/Mn值低于1.3。茴香醚和甲苯中ICAR ATRP的速度较慢，二THF中ICAR ATRP的控制效果不如后者。

综上所述，甲基丙烯酸甲酯的ATRP在60℃下以百万分之一的溴化铁在SARA-ATRP或AIBN中作为辅助活化剂和还原剂，在ICAR-ATRP中进行作为引发剂。两砖情况下均实现了良好的控制聚合；铁在茴香醚、THF和甲苯中ATRP的分子量为~1.2，有AIBN在HTF中时，ATRP为~1.3。

参考文献

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

英语原文共 4 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[275403]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

  1. Wang，J.S.；Matyjaszewski，K.J.Am.Chen.Soc. 1995，117，5614-5615.
  2. Matyjaszewski，K；Xia，J. H. Chem. Rev. 2001,101,2921-2990.
  3. Tsarevsky，N. V.；Matyjaszewki，K. Chem. Rev. 2007，107，2270-2299.
  4. Braunecker，W. A.；Matyjasewski，K. Prong. Polym. Sci. 2007，32，93-146.
  5. Kamigaito, M.；Ando，T. Sawamoto，M. Chem. Rev. 2001，101，3689–3745.
  6. Ouchi，M.；Terashima，T.；Sawamoto，M. Chem. Rev. 2009，109，4963–5050.
  7. Lena，F.；Matyjaszewski，K. Prog. Polym，Sci. 2010，35，959–1021.
  8. Davis，K. A.；Matyjaszewski，K. Adv. Polym. Sci. 2002，159，1–166.
  9. Gao，H.；Matyjaszewski，K. Prog. Polym. Sci. 2009，34，317–350.
  10. Lee，H.-i.；Pietrasik，J.；Sheiko，S. S.；Matyjaszewski，K. Prog. Polym. Sci. 2010，35，24–44.
  11. Sheiko，S. S.；Sumerlin，B. S.；Matyjaszewski，K. Prog. Polym. Sci. 2008，33，759–785.
  12. Jakubowski，W.；Matyjaszewski，K. Angew. Chem.，Int. Ed. 2006，45，4482–4486.
  13. Jakubowski，W.；Min，K.；Matyjaszewski，K. Macromolecules 2006，39，39–45.
  14. Matyjaszewski，K.；Jakubowski，W.；Min，K.；Tang，W.；Huang，J. Y.；Braunecker，W. A.；Tsarevsky，N. V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006，103，15309–15314.
  15. Dong，H. C.；Tang，W.；Matyjaszewski，K. Macromolecules 2007，40，2974–2977.
  16. Matyjaszewski，K.；Dong，H.；Jakubowski，W.；Pietrasik，J.；Kusumo，A. Langmuir 2007，23，4528–4531.
  17. Min，K.；Gao，H. F.；Matyjaszewski，K. Macromolecules 2007，40，1789–1791.
  18. Pietrasik，J.；Dong，H.；Matyjaszewski，K. Macromolecules 2006，39，6384–6390.
    19. lt;
原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章