This work was supported by the Experiment Station Chemical Laboratories of the University of Missouri, and by the Cystic Fibrosis Association of Missouri.

1. Synthese von 2-Glycomonomer Lactobionamidoethyl Methacrylamide <ol><li> Man löst 2 g Lactobionsäure in 3,0 ml wasserfreiem Methanol und langsam absolutem Ethanol in einer tropfenweise Mode, bis die Lösung gerade trüb, dann entfernen Sie die Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung. </li><li> Der Rückstand aus Schritt 1.1, in 3,0 ml wasserfreiem Methanol und erneut langsam absolutem Ethanol bis kurz bewölkt, dann verdunsten die Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung. Wiederholen Sie diesen Schritt 3 mal zu Lactobiono-1,5-lacton (1,94 g, 98% Ausbeute) zu erhalten. Dieses Produkt ist von ausreichender Reinheit, um in den folgenden Reaktionen eingesetzt werden. </li><li> Hinzuzufügen 1,0 g Lactobionolacton in 3,0 ml Methanol zu N - (2-Aminoethyl) -methacrylamid (AEMA, 0,58 g) und Hydrochinon (MEHQ, 1,0 mg), ein Inhibitor der Autopolymerisation, in 2,0 ml Methanol, gefolgt 1,0 ml Triethylamin gegeben. Es wird bei RT für 48 Stunden. </li><li> In 20 ml VE-H 2 O (dH 2 </sub&gt; O) in den Reaktionskolben, entfernen Sie dann das Methanol und kostenlos Triethylamin durch Verdunstung über Rotationsverdampfung zur Trockne ein. </li><li> , Um alle verbleibenden Lactobionsäure entfernen, 20 ml dH 2 O, dann passieren die wässrige Lösung über eine Anionenaustauschersäule (OH - Form, 10 mm x 20 mm) in einen Aufnahmebecherglas mit 1,0 mg MEHQ. </li><li> Triethylamin zu entfernen, wird in Schritt 1.5 hergestellten, durch Verdampfen über Rotationsverdampfung zur Trockne konzentriert. </li><li> 20 ml dH 2 O und nicht reagiertes AEMA durch langsame Zugabe von 1 mg Aliquots von Kationenaustauschharz (H + -Form), bis keine Ninhydrin-reaktiven Materialien sind nachweisbar. Überwachung der Entfernung, indem 1 &amp; mgr; l-Aliquots der Lösung, nachdem jedes Harz hinaus Anwendung auf einer Dünnschichtchromatographie Platte, dann Besprühen der Platte mit einer 2% Ninhydrin in Ethanol-Lösung. Wenn keine dunkelblaue Farbe beobachtet zu entwickeln, wenn die Platte auf 90 ° C für 1 min erwärmt wurde der Endpunkt erreicht ist. </li><li&gt; Die Lösung wird über eine Glasfritte, übertragen das Filtrat in ein Reagenzglas, frieren die Probe bei -80 ° C, und dann lyophilisiert. </li><li> Entfernen MEHQ aus der Probe durch Auflösen des gefriergetrockneten Materials in einer minimalen Menge Methanol (~ 0,5 ml) und dann mit kaltem wasserfreiem Aceton (-20 ° C, 15 ml) wurde das Produkt auszufallen. Der Niederschlag wird durch Filtration unter Verwendung eines Glasfrittentrichter, dann Trocknen des Niederschlags in einem Exsikkator unter Vakuum zu 2-lactobionamidoethyl methacrylamid (LAEMA) als ein gebrochen weißes Pulver (0,94 g, 68% Ausbeute) zu erhalten. Dieses Produkt ist von ausreichender Reinheit, um in den folgenden Reaktionen eingesetzt werden. </li></ol> 2. Synthese von Monomer 2-Methacrylamid Gluconamidoethyl Anmerkung: Die Herstellung von 2-gluconamidoethyl methacrylamid (GAEMA), die nicht einen Anhänger Zucker nicht besitzt, wurde aus einer publizierten Methode 15 angepasst. <ol><li> Es werden 2,0 g AEMA in 10 ml Methanol gelöst, um eine Lösungaus D-Gluconolacton (1,6 g) in 30 ml Methanol gelöst und unter Rühren langsam mit 1.6 ml Triethylamin versetzt. </li><li> Die Reaktion wird bei Raumtemperatur für 24 Stunden. </li><li> Filtern des ausgefällten Produkts unter Verwendung einer Glasfritte und spülen Sie den Niederschlag dreimal mit je 10 ml Isopropanol und dann mit 10 ml trockenem Aceton waschen. Man trocknet die ausgefallene Produkt in einem Exsikkator unter Vakuum. </li></ol> 3. RAFT Glycopolymer Synthesis <ol><li> Um den Inhibitor MEHQ in kommerziellen N vorhanden entfernen - (2-Hydroxyethyl) Acrylamid (HEAA), 1 ml HEAA zu einem 2 ml Mikrozentrifugenröhrchen, gefolgt von der Zugabe von 0,5 g Aluminiumoxid-Nanopartikeln. Zentrifugieren Sie die Röhrchen bei 300 xg für 30 Sekunden, und verwenden Sie die obere Schicht HEAA in der folgenden Reaktion. </li><li> Vorsichtig werden 32,8 mg LAEMA (70,0 umol), 1,7 mg AEMA (10,5 umol) und 27,5 ul HEAA (270 umol), die alle in 0,4 ml dH 2 O gelöst, auf eine gut gereinigte 1 ml Schlenkrohr, wodurch mit einer monomER-Molverhältnis von 20: 3: 77. </li><li> In einer parallelen Reaktion, um die Kontrolle zu Polymeren, die keine Anhänger Zucker besitzen, statt der Verwendung LAEMA in Schritt 3.2 zu produzieren, zu ersetzen 21,4 mg GAEMA (70,0 umol) in der Reaktion. </li><li> An den jeweiligen Schlenkrohr (dh 3,2 oder 3,3), sequentiell hinzuzufügen 50 ul DMF, enthaltend 0,53 mg (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat (1,9 umol, RAFT Mittel) und 50 ul DMF, enthaltend 250 ug 4,4&#39;-Azobis- (4-cyanovaleriansäure) (0,9 &amp; mgr; mol, Initiator). Vorsichtig mischen durch Finger Klopfen. </li><li> Frieren Sie den Inhalt in den Schlenk-Rohr enthielt Verwendung eines Trockeneis: Ethanol-Bad (75 g Trockeneis in 100 ml Ethanol), gelten ein Vakuum innerhalb von 10-50 mTorr, schließen Sie das Ventil Schlenk und erlauben die Lösung langsam auf RT auftauen . Wiederholen Sie diesen gefrier evacuate-Tau-Zyklus zweimal. Stellen Sie sicher, dass alle Reagenzien sind nach dem letzten Schneeschmelze aufgelöst. </li><li> Legen Sie das Schlenk-Rohr in einen verschließbaren Plastik bag, evakuieren die Tasche der Luft, und dann verschließen Sie diese. Übertragen Sie den Beutel mit der Schlenkrohr auf einem Wasserbad bei 70 ° C vorgewärmt und Inkubation für 24 Stunden. </li><li> Die Lösung in dem Schlenk-Rohr vorsichtig in eine vorbereitete Dialyseschlauch (MWCO = 3.500) und Dialyse gegen dH 2 O (10 x 2 L) für 24 Stunden, die Änderung der dH 2 O pro Stunde für die ersten 8 Std. Nach der Dialyse Übertragung der Probe aus dem Dialyseschlauch wird in ein Teströhrchen, frieren die Probe bei -80 ° C und anschließend gefriertrocknen. </li></ol> Anmerkung: Das resultierende statistische Poly-Methacrylamid / Acrylamid (PMA) Copolymeren, die anhängende 4- O -β-D-galactopyranosyl-D-gluconamid (Lactobionamid) (aus Stufe 3.2) oder D-gluconamid (aus Stufe 3.3) sind jeweils erhalten. Zur Vereinfachung der Diskussion werden diese beiden Glycopolymeren als PMA-LAEMA und PMA-GAEMA jeweils abgekürzt. 4. Post-Modifikation Glycopolymere mit Fluorophore </p&gt; <ol><li> Man löst 5,0 mg Glykopolymer PMA-LAEMA oder PMA-GAEMA enthaltenden ~ 0,9 umol funktionelle primäre Amingruppen in 0,9 ml phosphatgepufferter Salzlösung (PBS, 0,1 M Natriumphosphat, 0,15 M NaCl, pH 7,5) auf. </li><li> Werden langsam 0,6 mg Carboxyfluorescein-succinimidylester in 100 ul DMF zu den Lösungen unter schnellem Rühren. Rühren Sie leicht die Reaktionen für 16 Stunden im Dunkeln bei RT. </li><li> Während vor Licht geschützt, laden Sie die Probe in eine vorbereitete Dialyseschlauch (MWCO = 3.500) und Dialyse gegen dH 2 O (2 l) für 16 Stunden, die Änderung der Dialyselösung pro Stunde für die ersten 8 Std. Nach der Dialyse Übertragung der Probe aus dem Dialyseschlauch wird in ein Teströhrchen, frieren die Probe bei -80 ° C und anschließend gefriertrocknen. </li></ol> Anmerkung: Nach dem Lyophilisieren Fluoreszenz Glycopolymeren PMA-LAEMA-Fluorescein und PMA-GAEMA-Fluorescein bzw. erhalten werden. 5. Charakterisierung des GlyCopolymere <ol><li> Bestimmung der zahlenmittleren Molmasse (M n), das gewichtsmittlere Molekulargewicht (M w) und die Dispersität (Mw / Mn) der Glycopolymeren auf kommerzieller HPLC-System mit Gelpermeationschromatographie (GPC) Software, ein GPC ausgestattete Kolonne für das Molekulargewicht von Interesse und einem Brechungsindexdetektor, unter Verwendung von 0,1 M Tris / 0,1 M Natriumchloridpuffer (pH 7) als Laufmittel bei einer Flussrate von 0,6 ml / min 14. Verwenden Sie Polyethylenglykol-Standards als Molekulargewichtsstandards (MW: 200-1,200,000 g / mol). </li><li> Quantifizierung der tatsächlichen Konzentrationen von primären Aminfunktionen in den Glycopolymeren 16. Analysieren Sie den Gesamtkohlenhydratgehalts der synthetisierten Glycopolymere nach einem veröffentlichten Verfahren 17. </li><li> Führen Sie die Tests der strukturellen Zusammensetzung und Reinheit des glycomonomers LAEMA, GAEMA und Glycopolymere PMA-LAEMA, PMA-GAEMA in D 2 O durch NMR-Spektroskopie 14. </li></ol> 6. Bindungstests der Synthetic Glycopolymere mit Lektin beschichteten Agarosekügelchen <ol><li> In 1,5 ml PBS zu 50 ul Suspension von Erythrina crista-galli Lektin (ECL) beschichteten Agarosekügelchen, Zentrifuge bei 300 · g für 1 min, und entfernen Sie vorsichtig und entsorgen Sie den Überstand. Wiederholen Sie diesen Schritt zweimal, und dann Resuspendieren der Kügelchen in 0,5 ml PBS. </li><li> Hinzuzufügen 3 ug PMA-LAEMA-Fluorescein oder PMA-GAEMA-Fluorescein (Negativkontrolle) in 6 &amp; mgr; l PBS zu den Kügelchen enthaltenden Suspension, und Inkubation der Mischungen im Dunkeln bei Raumtemperatur für 1 Std. </li><li> In 0,2 ml PBS waschen die Mischungen mit 1,5 ml PBS dreimal und Resuspension Perlen. Laden Sie eine Teilmenge (4 ul) in eine gut auf einem Immunfluoreszenz Mikroskop-Objektträger (Teflon-beschichtet), Deckel mit einem Deckglas, und beobachten durch Fluoreszenzmikroskopie unter Verwendung eines FITC-Filter (Anregungswellenlänge: 467-498 nm, Emissionswellenlänge: 513- 566 nm) und einem 10X-Objektiv zu prüfen, die die Bindung von ter fluoreszierend Glycopolymere mit den Kügelchen 14. </li></ol>

<ol>
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The authors have nothing to disclose.

Eine einfache und effiziente Protokoll für RAFT-basierten trikomponentige Fluoreszenz Glycopolymeren, mit und ohne Anhänger Kohlenhydrat und ihre Verwendung in einer Lectin-Bindungstest wird in diesem Bericht gezeigt. Das Protokoll beginnt mit der Herstellung von glycomonomers LAEMA und GAEMA. Durch eine Ein-Schritt-RAFT-gesteuert Copolymerisation Glycopolymere mit reproduzierbaren Ausbeute, vorhersehbare Monomerzusammensetzung und niedrige Dispersität, erhalten. Folge einer nachträglichen Modifikation Glycopolymeren mit Carboxyfluorescein-succinimidylester, die Bindung des resultierenden entsprechenden fluoreszenzmarkierten Glykopolymer leicht testbare seiner Lectin-Bindungsspezifität. In den anfänglichen Stufen der präparativen glycomonomers, die in den nachfolgenden Glykopolymer Synthesen eingesetzt werden sollen, wurden leicht verfügbar Lactobionsäure und Gluconolacton verwendet. In der Theorie keine Kohlenhydrate von Interesse, aus Monosacchariden, komplexe Oligosaccharide können converte seind zu glycomonomers durch Konjugieren des Ziel Zucker auf das primäre Hydroxylgruppe an C6 der Glucose. Nach der Oxidation des reduzierenden Glucoserest und dessen anschließende Dehydratisierung zu einem Lacton, das Produkt kann dann leicht umgesetzt werden, mit dem primären Amin auf AEMA die entsprechende glycomonomer bilden. Weitere Beispiele für diese Strecke kann in einem kürzlich veröffentlichten Bericht 14 zu sehen. Es sei darauf hingewiesen, dass vor dem Einleiten jeder Polymerisationsstufe MEHQ, einem potenten Polymerisationsinhibitor, muss von allen Monomer und glycomonomer Präparate unmittelbar vor der Verwendung entfernt werden kann. Dies wird leicht durch Verwendung der minimalen Menge an Methanol, die glycomonomer, die besitzt MEHQ dann sofort behandeln sie mit Aceton bei -20 ° C, um die Inhibitor-freie Produkt in hoher Ausbeute Niederschlag zu lösen erreicht. Unerlässlich in jeder radikalische Polymerisation Schema, Liebe zum Detail und Monomer Reinheiten werden betont. Als typische eines RAFT Polymerisationssystem beträgt, es besteht auseine Radikalquelle, ein RAFT-Reagenz, ein Monomer und Lösungsmittel. In dieser Darstellung sichtbar wird ein einstufiges RAFT-Polymerisation System beschrieben, das auf die Herstellung von statistischen Copolymeren aus einem Reaktionsgemisch besitzt drei verschiedenen Monomeren in einer wässrigen Lösung erzeugt, fokussiert. Zwei separate RAFT-vermittelte Reaktionen werden vorgestellt, bei dem man eine glycomonomer dass ein Anhänger besitzt nutzt, nicht-reduzierenden Kohlenhydrat Terminus (dh β-D-Galactose) und die andere, die über ein Polyol ohne gebundener Kohlenhydratrest. Gemeinsam ist den beiden RAFT-vermittelte Reaktionen waren Monomeren, die über eine singuläre Hydroxylgruppe, die als ein Spacer-Molekül dient, und eine andere besitzt eine freie Amin für die post-Modifikation mit einer aminoreaktiven Fluorophors. Da die Anwesenheit von Sauerstoff in der Reaktionsmischung und Umwelt schädlich RAFT-vermittelte Polymerisation ist, ist ihre Entfernung in den Spurenbereich leicht über mehrere gefrier eva bewerkstelligtcuate-Auftau-Zyklen, während die Schlenk-Rohr Reaktionsgefäß unter Hochvakuum. Es sei darauf hingewiesen, dass das Molverhältnis der verschiedenen Monomere in der Reaktion kann nach Bedarf eingestellt werden kann. Auch kann durch Variation der Menge an RAFT Mittel verwendet wird, kann die Länge der resultierenden Polymeren gesteuert werden 18. Jedoch sollte das Molverhältnis der RAFT Mittel zu Initiator immer größer als zwei sein, um die niedrige Dispersität des Produkts sicherzustellen. Unter diesen Bedingungen ist die Entwicklung der Copolymerisation stationären und der Reproduzierbarkeit der Reaktion sehr hoch ist. Davon abgesehen, ist es unwahrscheinlich, daß man eine völlig gleichmäßige Verteilung aller beteiligten Monomere in einem statistischen Copolymer, aufgrund ihrer unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Polymerisation. Charakterisierung der Verteilung der verschiedenen Monomeren im Polymer ist immer noch sehr schwierig. Die Post-Modifikationsverfahren, hier vorgestellten ist sowohl einfacher als amenable die Verwendung einer breiteren Auswahl von Fluoreszenzmarkern, im Vergleich zu anderen Protokollen zu Label Glycopolymeren 2,11 aufgetragen. Diese würden viele der wasserlöslichen, aminreaktive Fluorophore, Quantenpunkten, Biotine und andere. Die Bindungsspezifitäten der synthetisierten, beschriftet Glycopolymere leicht nachprüfbar mit Lektine mit bekannter Bindungsaffinitäten. PMA-GAEMA besitzen keine Anhänger Zucker ist eine geeignete Negativkontrolle. Glycopolymeren mit unterschiedlichen fluoreszierenden Markierungen auf diesem Weg hergestellt wurden erfolgreich bei der Untersuchung von Lectin-vermittelte bakterielle Bindungs ​​14 eingesetzt. Wie dargestellt, sollte diese leichte und effiziente Herstellung von statistischen Fluoreszenz Glycopolymeren großes Potenzial, eine Vielzahl von glykobiologischen Forschung.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten haben Untersuchungen mit synthetischen Glycopolymere langsame, aber kontinuierliche Entwicklung durchgemacht, was zeigt, erhebliches Potenzial bei der Prüfung der Infektionsmechanismen, die Forschung, die auf Lektin-Erkennung verarbeitet 1-3 konzentriert sind. Da synthetische Glycopolymere besitzen mehrwertige Zuckereinheiten weisen wesentlich höhere Wirkungsgrade Lektin-Bindung im Vergleich zu monovalenten Kohlenhydraten, sind sie von der großen Nachfrage in der glycobiology Feld 3. Von besonderem Interesse in der klinischen Forschung ist die Verwendung von fluoreszierenden Glycopolymeren um das Lectin-vermittelte bakterielle Bindung mit Kohlenhydraten auf menschlichen Atemzelloberflächen und Schleimhäuten Glykoprotein vorhanden charakterisieren. Früh in-vitro-Studien eingesetzten handelsüblichen Polyacrylamidbasis Glycopolymere in Bakterienbindungstests. Mehrere dieser Proben zeigten vielversprechende Ergebnisse, aber Bedenken in Bezug auf, Zugänglichkeit, und viel zu viele Abweichungen sowohl polYmer Molekulargewicht und glycoepitope Inhalt. Eine wirtschaftliche in-Laborprotokoll entwickelt, das für eine zufriedenstellende Kontrolle der Strukturgehalt, der Größe und Reinheit des synthetischen Glycopolymeren Targeting bakteriellen Lektine bieten würde. Auf der Suche nach einem geeigneten synthetischen Ansatz Glycopolymere, wurde eine relativ neue Polymerisationstechnik mit einer Art kontrollierte radikalische Polymerisation, die reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer (RAFT) Mittel 4 eingesetzt getestet. Solche RAFT-Reagenzien wurden vor kurzem in ein paar Glykopolymer Vorbereitungen 5-7 verwendet. Verglichen mit anderen Glykopolymer Herstellvorschriften, RAFT-vermittelte Polymerisationen zeigen mehrere Vorteile, einschließlich der Toleranz gegenüber einer Vielzahl von Monomerstrukturen und den Reaktionsbedingungen mögliche Kompatibilitäts mit wässrigen Lösungen und geringe Größe Dispersität der gewünschten Polymerprodukte 8,9. Von besonderem Interesse sind Protokolle für die Herstellung von RAFT-baSED trikomponentige Glycopolymeren und ermöglicht die Steuerung von Zusammensetzungen aus verschiedenen Monomeren, die jeweils unterschiedliche Funktionen 10-13 aufweisen. Allerdings sind die meisten der bisherigen Forschungsbemühungen entweder fehlten anomere Anhänger Kohlenhydrate 10 oder eingesetzt gestuften Polymerisationen was Triblockcopolymere, die aus kovalent verknüpften Homopolymere, die oft unterschiedlichen Zwecken dienen als statistischen Polymeren, die Copolymere sind, bestehen, in dem die Reihenfolge der Monomerzugabe Rückstände folgen eine statistische Regel 9-13. Kurzem Einsatz der RAFT Thiocarbonylthio-Verbindung (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat in einer wässrigen Umgebung, die Herstellung einer Gruppe von RAFT-basierte lineare trikomponentige statistischen Glycopolymeren die bestimmte Pendel Zuckern und deren Anwendung in der Lectin-vermittelte bakterielle Bindungs Tests wurden 14 gemeldet. Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens, in eine visuelle Art und Weise präsentiert, ist die Dreikomponenten-Vorbereitungstatistische Fluoreszenz Glycopolymere über RAFT-Copolymerisation gesteuert. Wegen der Leichtigkeit der einstufigen Polymerisation Protokoll das feine Kontrolle über die Polymerlänge und Zusammensetzungen, und die hohe Reproduzierbarkeit der Reaktion, dieses Protokoll kann leicht auf andere RAFT-basierten Synthesen Glycopolymeren mit gewünschten Strukturen angewendet werden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactobionic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>153516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Gluconolactone&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G2164</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-hydroxyethyl) acrylamide (HEAA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>697931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orange II sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O8126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroquinone monomethyl ether (MEHQ)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>54050</td>
			<td>Polymerization inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-aminoethyl) methacrylamide hydrochloride (AEMA)</td>
			<td>Polysciences, Inc</td>
			<td>24833-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP-616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anion-exchange resin IRN-78 hydroxide-form, 80 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10343-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cation-exchange resin 50Wx8, 200 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>217514</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum oxide, ~150 mesh&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A1522</td>
			<td>Type WN-6, Neutral, Activity Grade Super I</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ninhydrin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N4876</td>
			<td>An ethanol solution of 0.2 % ninhydrin was used in the test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>722995</td>
			<td>RAFT agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4,4&#8242;-Azobis(4-cyanovaleric acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11588</td>
			<td>Polymerization initiator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyfluorescein succinimidyl ester&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C1157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Erythrina Cristagalli lectin coated agarose bead</td>
			<td>Vector Laboratorie</td>
			<td>AL-1143&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dH2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Produced by Barnstead water purification system, 18 megOhm-cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A461-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A454-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2818-100</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>22705</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A929-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis membrane (MWCO: 3,500)</td>
			<td>Spectrum Labs</td>
			<td>132720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol analytical standard standard</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O2393</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk tube, 1 mL</td>
			<td>Quark Glass</td>
			<td></td>
			<td>Customized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TSK-GEL G4000 PWxl&#160;</td>
			<td>Tosoh Bioscience&#160;</td>
			<td>8022</td>
			<td>Used for GPC analysis of the glycopolymers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empower 3 with GPC/SEC package</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters Alliance HPLC system&#160;</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Equipped with refractive index detector (Waters 2414) and fluorescence detector (Waters 2475)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avance III 800 MHz NMR Spectrometer</td>
			<td>Brucker Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BX43 fluorescence microscope</td>
			<td>Olympus Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Used with FITC filter in the glycopolymer binding test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotavap / Rotoevaporator</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fritted disc funnel</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10-310-109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunofluorescence microscope slide</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18357-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Revco Ultima Plus -80C Freezer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Vacuum Bag and Hand Pump</td>
			<td>Ziploc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump, Direct Drive, Maxima C Plus</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Gauge</td>
			<td>Sargent-Welch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile and efficient preparation of tri-component fluorescent glycopolymers via raft-controlled polymerization

Synthetische Glycopolymere sind instrumental und vielseitige Werkzeuge in verschiedene biochemische und biomedizinische Forschung Bereichen eingesetzt. Ein Beispiel für eine einfache und effiziente Synthese von gut kontrollierten Fluoreszenz statistischen Glycopolymeren Verwendung reversible Additions-Fragmentierungs-Kettentransfer (RAFT) basierende Polymerisation wird demonstriert. Die Synthese beginnt mit der Herstellung von β-Galactose enthaltenden glycomonomer 2-lactobionamidoethyl Methacrylamid durch Reaktion Lactobionolacton und N erhalten - (2-Aminoethyl) -methacrylamid (AEMA). 2-Gluconamidoethyl methacrylamid (GAEMA) als strukturelles Analogon fehlt eine terminale β-galactosid verwendet wird. Die folgende RAFT-vermittelte Copolymerisationsreaktion umfasst drei verschiedene Monomere: N - (2-hydroxyethyl) acrylamid als Spacer, AEMA als Target zur weiteren Fluoreszenzmarkierung und die glycomonomers. Tolerant gegenüber wässrigen Systemen ist der RAFT-Mittels in der Reaktion (4-cyanopentansäure) -4-dithiobenzoat.Low Dispersitäten (≤1.32), berechenbar Copolymerzusammensetzungen und eine hohe Reproduzierbarkeit der Polymerisationen wurden unter den Produkten beobachtet. Fluoreszierende Polymere werden durch Modifizierung der Glycopolymere mit Carboxyfluorescein Succinimidylester gezielt die primären Aminfunktionen auf AEMA erhalten. Lektin-Bindungsspezifitäten der resultierenden Glycopolymere werden durch Tests mit entsprechenden Agarose-Kügelchen mit spezifischen glycoepitope Erkennen Lektine beschichtet verifiziert. Wegen der Leichtigkeit der Synthese, die strenge Kontrolle der Produktzusammensetzungen und die gute Reproduzierbarkeit der Reaktion, dieses Protokoll zur Herstellung von anderen RAFT-basierten Glycopolymeren mit spezifischen Strukturen und Zusammensetzungen umgesetzt werden, wie gewünscht.

Synthese von glycomonomer Lactobionsäure wurde hier als ein Beispiel für die Herstellung von glycomonomers verwendet. Mit Methoden im ersten Bericht über die Synthese von LAEMA 11 wurden variiert Ausbeuten bei der Herstellung mit unbefriedigende Reinheit beobachtet. Das modifizierte Reinigungsverfahren mit Kationen- und Anionenaustauscherharzen auf umgesetztes Ausgangsmaterial angeboten stabiles Produkt Ausbeute und hoher Reinheit, das durch 1 H und 13 C-NMR-Spektroskopie (Figur 1) bestätigt wird, zu entfernen. RAFT Glykopolymer Synthese und nach der Modifikation der Glycopolymere mit Fluorophoren Im Gegensatz zu den block Glycopolymere durch gestufte RAFT Polymerisationen hergestellt, bietet dieses Ein-Schritt-Copolymerisation Protokoll eine gleichmäßige Verteilung über die glycomonomer Polymergerüst. Die hier gezeigten Glycopolymere enthalten 20 Mol-% glycomonomer, 77 Mol-% HEAA als Abstandshalter, und 3 Mol-% AEMA als Ziel für die post-Modifikationen (siehe Abbildung 2). 1 H- und 13 C-NMR-Spektroskopie bestätigt, die Strukturen der PMA-LAEMA und PMA-GAEMA (Figuren 3 und 4). Wie in 5 gezeigt ist, wenn sie gegen den GPC Elutionsprofile Glykopolymer synthetisiert ohne RAFT aufgetragen, beide PMA-LAEMA und PMA-GAEMA haben niedrige Dispersionsgraden, zum Nachweis der Wirksamkeit der RAFT-Ansatz. Wie erwartet, hat PMA-GAEMA ein M n kleiner als die der PMA-LAEMA durch PMA-GAEMA Fehlen einer Pendel Zucker. Analyse der Kohlenhydrate und funktionelle primäre Amingruppen Gehalt der RAFT Glycopolymeren ergab, dass das Verhältnis von Monomeren in den Produkt Glycopolymeren ist konsistent mit dem stöchiometrischen Verhältnis ab dem RAFT-vermittelte Polymerisation (Tabelle 1) eingesetzten Monomeren. Dies bedeutet eine enge Kontrolle des Monomers compositions in den synthetisierten Glycopolymere, wie vorgesehen. Umsetzung von primären Aminfunktionen mit aktivierten Fluorophoren ist eine weit verbreitete Technik, die in der Proteinmarkierung. Hier wurde diese Technik eingesetzt werden, um gereinigte Glycopolymere mit Carboxyfluorescein zu kennzeichnen. Nach Post-Modifikation wurden fluoreszierende Polymere erhalten (Abbildung 6). Kein Abbau der Fluorescein-markierten Polymeren in der Umsetzung wurde durch GPC-Analyse nachgewiesen (Daten nicht gezeigt). Bindungstests der synthetischen Glycopolymere mit Lektin beschichteten Agarosekügelchen Um die Lektin-Bindungsspezifität der synthetisierten Glycopolymeren Beurteilung Lektin-beschichteten Agarosekügelchen mit bekannter Kohlenhydratbindungsspezifität verwendet. Erythrina crista galli Lektin (ECL), die in den Experimenten verwendet wird, hat eine Bindungsspezifität gegenüber β-D-galactosid. 7A zeigt deutlich, dass PMA-LAEMA-FlFluorescein, das β-D-galactosid als Anhänger Kohlenhydrat enthält, zeigte eine starke Bindung mit dem ECL-Lektin. Im Gegensatz dazu ist die Bindung an die negativen ECL des Glykopolymer PMA-GAEMA-Fluorescein, das kein Anhänger Zucker nicht besitzt, ist in 7B gezeigt. Dieses Ergebnis veranschaulicht die Bindung Wirksamkeit und Affinität der synthetisierten fluoreszierenden Glykopolymer. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig1.jpg" /> Abbildung 1. Assigned 1 H- (a) und 13 C-NMR (b) Spektren (D 2 O) für LAEMA. (Dieser Wert wurde von Wang verändert worden et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version davon zu sehen Abbildung.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig2.jpg" /> Abbildung 2. Schematische Darstellung der Synthese von fluoreszierenden Glykopolymer PMA-LAEMA haltigen β-galactosid als Anhänger Zucker. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig3.jpg" /> Abbildung 3. Zugewiesen 1 H- (A) und 13 C-NMR (B) Spektren (D 2 O) für PMA-LAEMA Glykopolymer. (Dieser Wert wurde von Wang verändert wurden 14 et al.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig3large.jpg" target="_blank">Plea</a>se Klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig4.jpg" /> Abbildung 4. Zugewiesene 1 H- (A) und 13 C-NMR (B) Spektren (D 2 O) für PMA-GAEMA. (Dieser Wert wurde von Wang verändert worden et al. 14) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version zu sehen von dieser Figur.</a> <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig5.jpg" /> Abbildung 5. Die Gelpermeationschromatographie Spuren RAFT-basierten PMA-GAEMA und PMA-LAEMA mit und ohne Verwendung RAFT Mittels hergestellt. Im Gegensatz zu dem PMA-LAEMA ohne RAFT Mittel (blau), hergestellt, RAFT-<html> basierend PMA-LAEMA (grün) hat eine viel geringere Dispersität (Mw / Mn). RAFT-basierte PMA-GAEMA (rot) und PMA-LAEMA haben ähnliche GPC-Profile, aber der ehemalige hat eine kleinere M n aufgrund der Abwesenheit von Anhänger Zucker. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig6.jpg" /> Abbildung 6. PMA-LAEMA vor und nach der post-Modifikation mit Fluorophor. (A) im Vergleich zu weiß nicht markierten Glykopolymer (links Rohr), zeigt fluoresceinmarkierten PMA-LAEMA eine starke gelbe Farbe (rechts Rohr). (B) unter UV, nicht markierten PMA-LAEMA (links Röhre, 1 mg / ml in PBS) dunkel ist und stellt ohne Fluoreszenz, wohingegen Fluorescein markierten PMA-LAEMA (rechte Rohr, 1 mg / ml in PBS) zeigt starke grüne Fluoreszenz.: //www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg &quot;Target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 7" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig7.jpg" /> Abbildung 7. Erythrina crista-galli Lektin (ECL) beschichteten Agarosekügelchen binden β-D-galactosid enthält Glycopolymere, und nicht diejenigen, die nicht besitzen einen Anhänger Zucker. (A) PMA-LAEMA-Fluorescein (3 ug) zeigten eine starke Bindung mit ECL , während in (B) PMA-GAEMA-Fluorescein, die keine hängende β-D-galactosid-Rest besitzt, zeigte keine Bindung mit dem Lektin beschichteten Kügelchen. Maßstabsbalken = 100 &amp; mgr; m. Tabelle 1 Targeting-Werte ein synthetischer Parameter und tatsächlichen Zusammensetzungen der Glycopolymere. A) Targeting-Werte, Werte,werden von den Produkten gewünscht ist; b) DP, der Grad der Polymerisation; c) NA: nicht verfügbar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody style="vertical-align:middle;text-align:center"><tr><td style="width:120px"></td><td style="width:40px"> DP b </td><td style="width:70px"> Dispersität </td><td style="width:120px"> Eigentlichen Inhalt glycomonomers mol% </td><td> Tatsächliche Gehalt an primären Amin mol% </td></tr><tr><td> Targeting-Werte </td><td> 100 </td><td> &lt;1,3 </td><td> 20 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> PMA-LAEMA </td><td> 99 </td><td> 1.26 </td><td> 19 </td><td> 3.2 </td></tr><tr><td> PMA-GAEMA </td><td> 89 </td><td> 1.32 </td><td> NAc </td><td> 2.7 </td></tr></tbody></table>

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Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

Leichte und effiziente Herstellung von Tri-Komponente Fluorescent Glycopolymere über RAFT-kontrollierte Polymerisation

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

facile-efficient-preparation-tri-component-fluorescent-glycopolymers

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.6K Aufrufe.  University of Missouri. An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

Serie: Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

Facile Herstellung von Intern Selbstorganisierte Lipidpartikel stabilisiert durch Kohlenstoff-Nanoröhren

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

Forschung

Chemie

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted 2-aminobenzophenones and thiourea in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO). This is a unique complementary reaction system in which thiourea undergoes thermal decomposition to form carbodiimide and hydrogen sulfide, where the former reacts with 2-aminobenzophenone to form 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate, whilst hydrogen sulfide reacts with DMSO to give methanethiol or other sulfur-containing molecule which then functions as a complementary reducing agent to reduce 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate into 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine. Subsequently, the elimination of ammonia from 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine affords substituted quinazoline derivative. This reaction usually gives quinazoline derivative as a single product arising from 2-aminobenzophenone as monitored by GC/MS analysis, along with small amount of sulfur-containing molecules such as dimethyl disulfide, dimethyl trisulfide, etc. The reaction usually completes in 4-6 hr at 160 &#186;C in small scale but may last over 24 hr when carried out in large scale. The reaction product can be easily purified by means of washing off DMSO with water followed by column chromatography or thin layer chromatography.

A protocol for facile preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from 2-aminobenzophenones, thiourea and dimethyl sulfoxide is presented.

Facile Herstellung von 4-substituierte Chinazolinderivate

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins with the synthesis of a hydrophilic poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (POEGMA) homopolymer using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization. Under mild visible light irradiation (&#955; = 460 nm, 0.7 mW/cm2), this macro-chain transfer agent (macro-CTA) in the presence of a ruthenium based photoredox catalyst, Ru(bpy)3Cl2 can be chain extended with a second monomer to form a well-defined block copolymer in a process known as Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). When PET-RAFT is used to chain extend POEGMA with benzyl methacrylate (BzMA) in ethanol (EtOH), polymeric nanoparticles with different morphologies are formed in situ according to a polymerization-induced self-assembly (PISA) mechanism. Self-assembly into nanoparticles presenting POEGMA chains at the corona and poly(benzyl methacrylate) (PBzMA) chains in the core occurs in situ due to the growing insolubility of the PBzMA block in ethanol. Interestingly, the formation of highly pure worm-like micelles can be readily monitored by observing the onset of a highly viscous gel in situ due to nanoparticle entanglements occurring during the polymerization. This process thereby allows for a more reproducible synthesis of worm-like micelles simply by monitoring the solution viscosity during the course of the polymerization. In addition, the light stimulus can be intermittently applied in an ON/OFF manner demonstrating temporal control over the nanoparticle morphology.

This article describes a process for producing polymeric self-assembled nanoparticles using visible light mediated dispersion polymerization. Using low energy visible light to control the polymerization allows for the reproducible formation of self-assembled worm-like micelles at high solids content.

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &#960;-&#960; Stacking Interactions

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE). Characterization of the copolymer revealed a narrow molecular distribution (PDI &#60; 1.03) and confirmed the degree of polymerization of mPEG122-b-(PheGE)15. The critical micelle concentration of the copolymer was evaluated using an established fluorescence method with the aggregation behavior evaluated by dynamic light scattering and transmission electronic microscopy. The potential of the copolymer for use in drug delivery applications was evaluated in a preliminary manner including in vitro biocompatibility, loading and release of the hydrophobic anti-cancer drug doxorubicin (DOX). A stable micelle formulation of DOX was prepared with drug loading levels up to 14% (wt%), drug loading efficiencies &#62; 60% (w/w) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions (acidic and neutral pH, presence of albumin). The high drug loading level and sustained release is attributed to stabilizing &#960;-&#960; interactions between DOX and the core-forming block of the micelles.

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &amp;#960;-&amp;#960; Stacking Interactions

The key steps of living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE) are described. The resulting block copolymer micelles (BCMs) were loaded with doxorubicin 14% (wt%) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions was obtained.

Die anionische Polymerisation eines amphiphilen Copolymer zur Herstellung von Blockcopolymermicellen Stabilisiert durch π-π-Stapelwechselwirkungen

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ethylene-propylene rubber, grafted with maleic anhydride, is thermo-reversibly cross-linked in two steps. The pending anhydride moieties are first modified with furfurylamine to graft furan groups to the rubber backbone. These pendant furan groups are then cross-linked with a bis-maleimide via a Diels-Alder coupling reaction. Both reactions can be performed under a broad range of experimental conditions and can easily be applied on a large scale. The material properties of the resulting Diels-Alder cross-linked rubbers are similar to a peroxide-cured ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) reference. The cross-links break at elevated temperatures (&#62; 150 &#176;C) via the retro-Diels-Alder reaction and can be reformed by thermal annealing at lower temperatures (50-70 &#176;C). Reversibility of the system was proven with infrared spectroscopy, solubility tests and mechanical properties. Recyclability of the material was also shown in a practical way, i.e., by cutting a cross-linked sample into small parts and compression molding them into new samples displaying comparable mechanical properties, which is not possible for conventionally cross-linked rubbers.

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

Die Herstellung und Eigenschaften von Thermo reversibel vernetzten Kautschuk Via Diels-Alder-Chemie

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

Ein einfaches und effizientes Protokoll für die katalytische Insertion Polymerisation von Functional Norbornene

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis of aqueous aluminum salts is known to produce a wide array of products with a wide range of size distributions, a variety of state-of-the-art instruments (i.e., 27Al/1H NMR, FTIR, ICP-OES, TEM-EDX, XPS, XRD, and BET) were used to characterize the synthesis products and identification of byproducts. The product, which was comprised of nanoparticles (10-30 nm), was isolated using gel permeation chromatography (GPC) column technique. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and powder X-ray diffraction (PXRD) identified the purified material as the gibbsite polymorph of aluminum hydroxide. The addition of inorganic salts (e.g., NaCl) induced electrostatic destabilization of the suspension, thereby agglomerating the nanoparticles to yield Al(OH)3 precipitate with large particle sizes. By utilizing the novel synthetic method described here, Al(OH)3 was partially loaded inside the highly ordered mesoporous framework of MCM-41, with average pore dimensions of 2.7 nm, producing an aluminosilicate material with both octahedral and tetrahedral Al (Oh/Td = 1.4). The total Al content, measured using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX), was 11% w/w with a Si/Al molar ratio of 2.9. A comparison of bulk EDX with surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) elemental analysis provided insight into the distribution of Al within the aluminosilicate material. Furthermore, a higher ratio of Si/Al was observed on the external surface (3.6) as compared to the bulk (2.9). Approximations of O/Al ratios suggest a higher concentration of Al(O)3 and Al(O)4 groups near the core and external surface, respectively. The newly developed synthesis of Al-MCM-41 yields a relatively high Al content while maintaining the integrity of the ordered silica framework and can be used for applications where hydrated or anhydrous Al2O3 nanoparticles are advantageous.

An ultrafine aluminum hydroxide nanoparticle suspension was prepared via the controlled titration of [Al(H2O)]3+ with L-arginine to pH 4.6 with and without cage-effect confinement within mesoporous channels of MCM-41.

Facile Vorbereitung von ultrafeinen Aluminiumhydroxidpartikeln mit oder ohne mesoporösem MCM-41 in Umgebungsbedingungen

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high atomic and step economy. However, this functionality-directed cross-coupling reaction has not been developed, as there are still limited directing groups in practical use. In particular, a stoichiometric amount of oxidant is usually required, producing a large amount of waste. Due to our interest in novel 1,3-butadiene synthesis, we describe the ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes using allyl acetate and without external oxidant. The reaction of 2-phenyl acrylamide and allyl acetate was chosen as a model reaction, and the desired diene product was obtained in 80% isolated yield with good stereoselectivity (Z,E/Z,Z = 88:12) under optimal conditions: [Ru(p-cymene) Cl2]2 (3 mol %) and AgSbF6 (20 mol %) in DCE at 110 &#186;C for 16 h. With the optimized catalytic conditions in hand, representative &#945;- and/or &#946;-substituted acrylamides were investigated, and all reacted smoothly, regardless of aliphatic or aromatic groups. Also, differently N-substituted acrylamides have proven to be good substrates. Moreover, we examined the reactivity of different allyl derivatives, suggesting that the chelation of acetate oxygen to the metal is crucial for the catalytic process. Deuterium-labeled experiments were also conducted to investigate the reaction mechanism. Only Z-selective H/D exchanges on acrylamide were observed, indicating a reversible cyclometalation event. In addition, a kinetic isotope effect (KIE) of 3.2 was observed in the intermolecular isotopic study, suggesting that the olefinic C-H metalation step is probably involved in the rate-determining step.

Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

The ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate is described here. By using aminocarbonyl as a directing group, this external oxidant-free protocol has high efficiency and good stereo- and regioselectivity, opening a novel synthetic route to (Z,E)-butadiene skeletons.

Facile Vorbereitung von (2<em&gt; Z</em&gt;, 4<em&gt; E</em&gt;) - Dienamide durch Olefinierung von elektronenarmen Alkenen mit Allylacetat

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) and fluorocarbon oil (perfluoro-n-octane, PFO) in aqueous surfactant (sodium dodecylsulfate, SDS) solutions. Since fluorocarbon oils are immiscible with hydrocarbon oils, the two oils are separated. Emulsions are prepared by stirring styrene/PFO/aqueous SDS solution mixtures at 80 &#176;C. The type of emulsions and the morphology of droplets in the emulsions are observed by light microscope and scanning confocal fluorescence microscope. It is found that oil droplets with Janus-type morphologies consisting of mutually immiscible styrene and PFO are formed in aqueous SDS solutions. Polystyrene particles are fabricated by radical polymerization of the ternary mixtures of styrene/PFO/aqueous SDS solution at 80 &#176;C. The morphologies of the polystyrene are confirmed by scanning electron microscopy and scanning transmission electron microscopy observations. These observations show the preparation of hollow polystyrene particles with a single hole on the surface. To our knowledge, this method is a novel strategy using the immiscibility of hydrocarbon and fluorocarbon oils. The hollow particles can also be applied to the preparation of microcapsules.

A protocol for the fabrication of hollow polymer particles and microcapsules by radical polymerization using emulsions consisting of styrene, perfluoro-n-octane, and aqueous SDS (sodium dodecylsulfate) solution is presented.

Vorbereitung der hohlen Polystyrol Partikel und Mikrokapseln durch radikalische Polymerisation von Janus Tröpfchen bestehend aus Kohlenwasserstoff und Fluorcarbon-Öle

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Co-expression of Multiple Chimeric Fluorescent Fusion Proteins in an Efficient Way in Plants

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent proteins and generation of fluorescent fusion proteins have been wildly used as an effective tool to directly visualize the protein localization and dynamics in cells. It is especially useful to compare them with well-known organelle markers after co-expression with the protein of interest. Nevertheless, classical approaches for protein co-expression in plants usually involve multiple independent expression plasmids, and therefore have drawbacks that include low co-expression efficiency, expression-level variation, and high time expenditure in genetic crossing and screening. In this study, we describe a robust and novel method for co-expression of multiple chimeric fluorescent proteins in plants. It overcomes the limitations of the conventional methods by using a single expression vector that is composed of multiple semi-independent expressing cassettes. Each protein expression cassette contains its own functional protein expression elements, and therefore it can be flexibly adjusted to meet diverse expression demand. Also, it is easy and convenient to perform the assembly and manipulation of DNA fragments in the expression plasmid by using an optimized one-step reaction without additional digestion and ligation steps. Furthermore, it is fully compatible with current fluorescent protein derived bio-imaging technologies and applications, such as FRET and BiFC. As a validation of the method, we employed this new system to co-express fluorescently fused vacuolar sorting receptor and secretory carrier membrane proteins. The results show that their perspective subcellular localizations are the same as in previous studies by both transient expression and genetic transformation in plants.

We have developed a novel method for co-expressing multiple chimeric fluorescent fusion proteins in plants to overcome the difficulties of conventional methods. It takes advantage of using a single expression plasmid that contains multiple functionally independent protein expressing cassettes to achieve protein co-expression.

Co Ausdruck von mehreren Chimären fluoreszierende Fusionsproteinen in effizienter Weise in Pflanzen

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent ...