Atom transfer radical polymerization of methyl methacrylate and styrene catalyzed by CuCItripodal ligands bearing ferrocene and benzyl moieties

การสังเคราะห์พอลิเมอร์ของเมทิลเมทาไคเลทและสไตรรีนโดยใช้อนุมูลอิสระในการถ่ายโอนอะตอม (เอทีอาร์พี) โดยใช้สารประกอบเชิงซ้อนระหว่างคอปเปอร์(+1)คลอไรด์และลิแกนด์สามขาที่มีหมู่เฟอโรซีนและเบนซิลเป็นส่วนประกอบ

Name: Nuttaporn Wisutsri

LCSH: Free radical reactions

LCSH: Polymerization

Abstract: Atom transfer radical polymerization (ATRP) is one of the controlled/living radical polymerization (CRP) processes giving rapid growth due to the successful polymerization with controlled molecular weight, well defined compositions, architectures, and functionalities of polymers. The ATRP process is involved in the chemical exchange between the metal catalyst active species and the oxidized metal complex deactivated species, therefore, the catalyst (including transition metals and ligands) in ATRP plays a crucial role in the catalytic pathway. Ligands play a great role in ATRP in tuning the activity of the metal center. Copper(I) and copper(II) complexes with nitrogen-based tridentate ligands are commonly used in ATRP. Herein, the ATRP of methyl methacrylate (MMA) is catalyzed by using CuCl/TRENFcImine as a catalyst and initiated by using 1-chloro-1-phenylethane (PECl) as an initiator. The results exhibited good catalyst activity with high molecular weight. In addition, Cu(II) was used to reduce the concentration of radicals through a deactivation process using the same experimental conditions. Although 2 mol% CuCl2·2H2O with respect to CuCl was added, the PDI of all polymers were still higher than a conventional radical. Moreover, the trace of water in CuCl2·2H2O accelerated the rate of propagation leading to a higher molecular weight. Furthermore, three catalyst complexes with newly synthesized ligands were investigated for ATRP of MMA and styrene (St). The order of polymerization rates of both MMA and St was TREN-2Cl-Amine < TREN-3Cl-Amine < TREN-4Cl-Amine. The polymerizations using these ligands led to broader molecular weight distributions and poor agreement between theoretical and experimental Mn. In addition, the end groups of chains using TREN-4Cl-Amine as a ligand to polymerize MMA were also analyzed in this study. The result revealed that the order of polymerization rates used PECl as an initiator more than ethyl-4-chlorobutylate. Unfortunately, polymerizations using these initiators led to an uncontrolled polymerization and the molecular weights were higher than the prediction

Abstract: อนุมูลอิสระในการถ่ายโอนอะตอม (เอทีอาร์พี) เป็นกระบวนการหนึ่งในการควบคุมเรดิคัลเพื่อ สังเคราะห์พอลิเมอร์ สามารถควบคุมน้ำหนักมวลโมเลกุลและการกระจายตัวของน้ำหนักมวลโมเลกุลของพอลิ เมอร์ นอกจากนี้ยังใช้ศึกษา องค์ประกอบของพอลิเมอร์ โครงสร้าง และหมู่ฟังชันของพอลิเมอร์ เอทีอาร์พีเป็น กระบวนการที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งอยู่บนพื้นฐานของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่นิยมใช้ในการ สังเคราะห์พอลิเมอร์เป็นจำพวกสารประกอบเชิงซ้อนคอปเปอร์(+1) และคอปเปอร์(+2) โดยที่มีมีลิแกนด์เป็น ไนโตรเจน-เตตระเดนเทรต ในที่นี้ศึกษาการสังเคราะห์พอลิเมอร์ของเมทิลเมทาไคเลท โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็น คอปเปอร์(+1) คลอไรด์เป็นโลหะ ลิแกนด์สามขาที่มีหมู่เฟอโรซีนเป็นส่วนประกอบและใช้ 1-คลอโร-1-ฟีนิลอี เทนเป็นตัวเริ่มต้นปฏิกิริยา การทดลองเบื้องต้นพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยานี้สามารถเร่งปฏิกิริยาในการเกิดพอลิเมอร์ที่มี มวลโมเลกุลสูงกว่าทฤษฎี การกระจายตัวของมวลโมเลกุลของพอลิเมอร์ที่ได้ยังไม่ดี ดังนั้นจึงมีการศึกษาผลของ คอปเปอร์(+2) คลอไรด์ไดไฮเดรต เพื่อลดความเข้มข้นของเรดิคัลในระบบ พบว่าการกระจายตัวของมวลโมเลกุล ที่ได้ไม่เปลี่ยนแปลง แต่น้ำในโมเลกุลคอปเปอร์(+2) คลอไรด์ไดไฮเดรตกลับส่งผลต่อมวลโมกุลของพอลิเมอร์ เพิ่มมากขึ้น นอกจากนี้ยังได้สังเคราะห์ 3 ลิแกนด์ที่มีหมู่เบนซิลเป็นส่วนประกอบเพื่อสังเคราะห์พอลิเมอร์ของ เมทิลเมทาไคเลทและสไตรรีน พบว่าอัตราการสังเคราะห์ของพอลิเมอร์ทั้งสองขึ้นกับความเกะกะรอบตัวเร่ง ปฏิกิริยา ความสามารถในการเร่งการเกิดพอลิเมอร์คือ TREN-2Cl-Amine < TREN-3Cl-Amine < TREN-4Cl- Amine ตามลำดับ โมเลกุลของพอลิเมอร์ที่ได้มีค่าสูงกว่าทางทฤษฎีและไม่สามารถควบคุมการกระจายตัวของมวล โมเลกุลได้ นอกจากนี้ยังได้ศึกษาผลของตัวเริ่มต้นปฏิกิริยาในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ของเมทิลเมทาไคเลท โดย ใช้ CuCl/TREN-4Cl-Amine เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าความสามารถของตัวเริ่มต้นปฏิกิริยาในการเกิดพอลิเมททิล เมททาไคเลทเมื่อใช้ เอทิล-4-คลอโรบิลทิลเลท ช้ากว่า 1-คลอโร-1-ฟีนิลอีเทน นอกจากนี้พบว่ามวลโมเลกุลของ พอลิเมอร์ที่ได้มีค่าสูงกว่าทฤษฎีและไม่สามารถควบคุมการกระจายตัวของมวลโมเลกุลได้

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Ekasith Somsook

Role: Thesis Advisors

Created: 2009

Modified: 2553-08-24

Issued: 2010-07-24

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH N976at 2009

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Analytical and Inorganic Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5036522.pdf	4.31 MB	39	2018-05-29 15:08:22

ใช้เวลา

-0.74772 วินาที