Радикальная полимеризация метилметакрилата в присутствии феназина как фотокатализатора

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Изучены особенности радикальной полимеризации метилметакрилата с участием феназина как фотокатализатора при облучении светом УФ-диапазона. Установлено, что композиции на основе феназина позволяют не только инициировать процесс полимеризации метилметакрилата, но и в ряде случаев проводить его в контролируемом режиме. Показано, что варьируя состав каталитической системы феназин + броморганическое соединение + третичный амин, можно синтезировать полиметилметакрилат в достаточно широком диапазоне молекулярных масс, при этом полученный полимер обладает способностью к дальнейшей модификации путем блок-сополимеризации. Отличительной особенностью предложенных каталитических композиций является возможность проведения синтеза полимеров до высоких конверсий с использованием низких концентраций катализатора и без предварительной дегазации реакционной смеси.

Full Text

Restricted Access

About the authors

О. С. Лизякина

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Author for correspondence.
Email: oksana.94.02@mail.ru
Russian Federation, Нижний Новгород

Л. Б. Ваганова

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: oksana.94.02@mail.ru
Russian Federation, Нижний Новгород

Д. Ф. Гришин

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: oksana.94.02@mail.ru
Russian Federation, Нижний Новгород

References

  1. Corrigan N., Jung K., Moad G., Yawker G., Matyjaszewski K., Boyer C. // Prog. Polym. Sci. 2020. V. 111. P. 101311.
  2. Lorandi F., Fantin M., Matyjaszewski K. // J. Am. Chem. Soc. 2022. V. 144. №. 34. P. 15413.
  3. Grishin D.F. // Russ. Chem. Bull. 2023. V. 72. № 6. P. 1285.
  4. Moad G. // Polym. Int. 2023. V. 72. № 10. P. 849.
  5. Zhou Y.N., Li J.J., Wang T.T., Wu Y.Y., Luo Z.H. // Prog. Polym. Sci. 2022. V. 130. P. 101555.
  6. Audran G., Bagryanskaya E.G., Marque S.R.A., Postnikov P. // Polymers. 2020. V. 12. № 7. P. 1481.
  7. Grishin D.F., Grishin I.D. // Russ. Chem. Rev. 2021. V.90. № 2. P. 231.
  8. Anastas P. T., Warner J. C., Green Chemistry: Theory and Practice, New York: Oxford Univ. Press, 1998.
  9. Anastas P.T., Zimmerman J.B. // Environ. Sci. Technol. 2003. V. 37. № 5. P. 95.
  10. Zaremsky M.Yu., Melik-Nubarov N.S. // Polymer Science. C. 2021. V. 63. № 2. P. 126.
  11. Chen M., Zhong M., Johnson J.A. // Chem. Rev. 2016. V. 116. № 17. P. 10167.
  12. Tehfe M.A., Louradour F., Lalevée J., Fouassier J.-P. // Appl. Sci. 2013. № 3. P. 490.
  13. Szczepaniak G., Fu L., Jafari H., Kapil K., Matyjaszewski K. // Acc. Chem. Res. 2021. V. 54. № 7. P. 1779.
  14. Romero N.A., Nicewicz D.A. // Chem. Rev. 2016. V. 116. № 17. P. 10075.
  15. Candish L., Collins K.D., Cook G.C., Douglas J.J., Gómez-Suárez A., Jolit A., Keess S. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 2. P. 2907.
  16. Corrigan N., Shanmugam S., Xu J., Boyer C. // Chem. Soc. Rev. 2016. V. 45. P. 6165.
  17. de Avila Gonzalves S., Rodrigues P.R., Pioli Vieira R. // Macromol. Rapid. Commun. 2021. V. 42. № 15 P. 2100221.
  18. Corbin D.A., Miyake G.M. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 2. P. 1830.
  19. Wu C., Corrigan N., Lim C.-H., Liu W., Miyake G., Boyer C. // Chem. Rev. 2022. V. 122. P. 5476.
  20. Len’shina N.A., Shurygina M.P., Chesnokov S.A. // Polymer Science B. 2021. V. 63. № 6. P. 657.
  21. Пат. 2794531 Россия //Бюл. ФИПС 2023. №11.
  22. Grishin D.F., Lizyakina O.S., Vaganova L.B., Kaltenberg A.A., Grishin I.D. // Iran. Polym. J. 2021. V. 30. № 11. P. 1117.
  23. Lizyakina O.S., Vaganova L.B., Grishin D.F. // Polymer Science B. 2023. V. 65. № 3. P. 270.
  24. Lizyakina O.S., Vaganova L.B., Grishin D.F. // Polymer Science. B 2023. V. 65. № 4. P. 398.
  25. Ровкина Н.М., Ляпков А.А. Лабораторный практикум по химии и технологии полимеров. Уч. пособие. Томск: Томский политехн. ун-т, 2008. Ч.2.
  26. Gordon A.J., Ford, R.A. A Handbook of Practical Data, Techniques, and References. New York: Wiley, 1972.
  27. Becker H., Domschke G., Fanghanel E. Organikum. Organisch-chemisches Grundpraktikum, Deutscher Verl. der Wissenschaften, 1990.
  28. Polymer Сharacterization: Laboratory Techniques and Analysis / Ed. by N.P. Cheremisinoff. Westwood: Noyes Publ., 1997.
  29. Allushi A., Jockusch S., Yilmaz G., Yagci Y. // Macromolecules. 2016. V. 49. № 20. P. 7785.
  30. Drozdenko V., Dolidze I.A., Usacheva M.N., Dilung I.I. // Vysokomol. Soyed. A. 1984. V. 26. № 4. P. 694.
  31. Fouassier J.-P., Lalevée J. Photoinitiators for Polymer Synthesis Structures, Reactivity and Applications in Polymerization. GmbH: WILEY-VCH, 2021.
  32. Ciftci M., Yilmaz G., Yagci Y. / J. Photopolym. Sci. Technol. 2017. V. 30. № 4. P. 385.
  33. Kavarnos G.J., Turro N.J. // Chem. Rev. 1986, V. 86. № 2. P. 401.
  34. Usacheva M.N., Dilung I.I. // Russ. Chem. Rev. 1991. V. 60. №1. P. 106.
  35. Dobrinevskii S.F., Karypov A.V., Maier G.V., Tikhomirov S.A., Tolstorozhev G.B. // J. Appl. Spectr. 1991. V. 55. № 1. P. 692.
  36. Yomo T., Sawai H., Urabe I., Yamada Y., Okada H. // Eur. J. Biochem. 1989. V. 179. № 2. P. 293.
  37. Chew V.S.F., Bolton J.R. // J. Phys. Chem. 1980, V. 84. № 15. P. 1903.
  38. Chew V.S.F., Bolton J.R., Brown R.G., Porter G. // J. Phys. Chem. 1980. V. 84. № 15. P. 1909.
  39. Sirovatka Padon K., Scranton A.B. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2000. V. 38. P. 3336.
  40. Corbin D.A., Puffer K.O., Chism K.A., Cole J.P., Theriot J.C., McCarthy B.G., Buss B.L., Lim C.-H., Lincoln S.R., Newell B.S., Miyake G.M. // Macromolecules. 2021. V. 54. № 10. P. 4507.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Scheme 1

Download (55KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1

Download (39KB)
Indexing metadata
4. Scheme 2

Download (57KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2

Download (19KB)
Indexing metadata
6. Fig. 1. Dependence of ln(m0/m) MMA on synthesis time (a) and Mn PMMA (b) on monomer conversion. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm.Volume ratio of MMA : DMSO = 1 : 1; MMA molar ratio : EBiB : phenazine : Bu3N = 100 : 1 : 0.01 : 0 (1, 2), 100 : 1 : 0.01 : 0.5 (3, 4); Degassing: 1-3 – yes; 2-4 – no. The dashed line is a theoretically calculated Mn at an EBiB concentration of 1 mol. %

Download (105KB)
Indexing metadata
7. Fig. 2. Dependence of ln(m0/m) MMA on the irradiation time. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm; volume ratio of MMA : DMSO = 1 : 1; initiator of CBr4 (1-3) and t-BuBr (4-6); molar ratio of MMA : initiator : phenazine : Bu3N = 100 : 1 : 0.01 : 0.5 (1-4), 100 : 1 : 0.01 : 0 (2, 5), 100 : 1 : 0.01 : 0; Degassing: 1-3 – yes; 4-6 – no

Download (112KB)
Indexing metadata
8. Fig. 3. Dependences of Mn (1, 3) and Đ (2, 4) of PMMA samples on monomer conversion. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm; volume ratio MMA : DMSO = 1 : 1; initiator 1 mol. % CBr4 (1, 2) and t-BuBr (3, 4); degassing: 1, 2 – yes, 3, 4 – no

Download (105KB)
Indexing metadata
9. Fig. 4. MMR curves of PMMA samples with conversion normalization (figures for curves). The concentration of t-BuBr is 1 mol. %; no degassing; volume ratio MMA : DMSO = 1 : 1; light irradiation with λmax ~ 365 nm

Download (83KB)
Indexing metadata
10. Fig. 5. Dependences of Mn (a) and Đ (b) of PMMA samples on monomer conversion. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm; volume ratio MMA : DMSO = 1 : 1; initiator t-BuBr (a) and CBr4 (b); ratio MMA : initiator : phenazine : Bu3N = 100 : 1 : 0.01 : 0 (1, 2) and 100 : 1 : 0.01 : 0.5 (3, 4); degassing: 1, 3 – yes, 2, 4 – no

Download (100KB)
Indexing metadata
11. Fig. 6. Curves of MMR of polymethylmethacrylate (1) and products of its block copolymerization with BZMA (2-3; Table 2, sample 6) and post-polymerization (4; Table 2, Sample 4). Detectors: 1, 2, 4 – refractometer, 3 – UV detector

Download (101KB)
Indexing metadata
12. Fig. 7. Absorption spectra of phenazine solutions in ethyl acetate. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm; phenazine concentration in ethyl acetate 0.017 mg/ml; phenazine molar ratio : t-BuBr : Bu3N = 1 : 100 : 50. 1 – before irradiation; 2, 3 – after irradiation in the presence of t-BuBr (a) and Bu3N (b) for 10 (2) and 30 minutes (3); 4, 5 – after adding Bu3N (a) and t-BuBr (b) and irradiation for 10 (4) and 30 minutes (5)

Download (124KB)
Indexing metadata
13. Fig. 8. Absorption spectra of phenazine solutions in DMSO. Irradiation with light with λmax ~ 365 nm; phenazine concentration in DMSO 0.017 mg/ml; phenazine molar ratio : t-BuBr : Bu3N = 1 : 100 : 50. 1 – before irradiation; 2, 3 – after irradiation in the presence of t-BuBr (a) and Bu3N (b) for 10 (2) and 30 minutes (3); 4, 5 – after adding Bu3N (a) and t-BuBr (b) and irradiation for 10 minutes (4)

Download (125KB)
Indexing metadata
14. Scheme 3

Download (107KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».