The authors acknowledge funding from Fonds de Recherche du Qu&#233;bec - Nature et Technologies, from Conseil Recherches en Sciences Naturelles et G&#233;nie (program INNOV) and PrimaQu&#233;bec.

폴리 (5- 노보 넨 -2- 카르 복실 산), PNBE 1. 제조 (CO 2 H) <ol><li> 단량체의 제조 NBE (CO 2 H) <ol><li> 아크릴산 (AA) (327g, 4.5 몰, 2 당량). 하이드로 퀴논 (4.9 g, 4.5 X 10-2 몰, 0.02 당량). 칭량 및 냉각기가 장착 된 2 L 둥근 바닥 플라스크에 추가 및 자기 교반 막대. 실리콘 오일 욕을 사용하여 150 ℃에서 플라스크를 가열한다. </li><li> 역류가 정착되면, 하나의 부분에 DCPD (300g, 2.3 몰, 1 당량을.) 추가 한 다음 170 ° C까지 온도를 높일 수 있습니다. </li><li> 16 시간 동안이 온도에서 반응을 둡니다. 노란색 - 갈색 명확에서 색 변화를 관찰한다. </li><li> 파스퇴르 피펫으로 추출하여 샘플을 채취하고, (용매로서 CDCl3 중 사용) 1 H NMR (15)를 분석 할 수 있습니다. (6.0 및 6.5 ppm으로, 그림 2 상단 사이의 이중 결합 신호)를 NBE의 발현을 관찰한다. (16) </s&gt; 최대 </li></ol></li><li> NBE 정제 (CO 2 H) <ol><li> 차가운 물이 순환되는 응축기에 연결된 증류 간단한 설정 (하나 고원)와 콘덴서를 장착. </li><li> 약으로 설정 진공 하에서 반응 설치를 넣습니다. 1 mmHg로. 버려 질 수있는 투명한 액체 (약 40 ㎖)에 100 ℃에서 혼합물을 가열하고 수집한다. </li><li> 500 mL의 둥근 바닥 플라스크에 수집 플라스크를 교체합니다. 155 ° C에 오일 목욕을 가열하고, NBE의 적하 증류 (CO 2 H) 관찰 (317g, 2.3 몰. 수율 = 98 %). 증류는 7 시간 이상 소요됩니다. </li><li> 순도뿐만 아니라 엔도을 평가하기 위해 1 H NMR에 의해 무색 액체 분석 : 비율 (그림 2, 아래) 엑소. 엔도 15 : 증류뿐만 아니라 조 NBE (CO 2 H)의 제조에 사용되는 가열 시간이 사용 된 시간 엑소 비율이 변화한다. 일반적으로, 엔도 :(이 경우에는 60:40) 50:50 및 80:20 얻을 수있다 사이의 비율을 엑소. </li></ol></li><li> NBE 중합 (CO 2 H) <ol><li> 자기 교반 막대를 구비 한 500 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에 NBE (CO 2 H)을 300g (2.3 몰 당량 5000). 놓는다. 30 분 동안 질소를 버블 링하여 탈기 액. </li><li> (. 팔라듐 76 ㎎, 4.2 X 10-1 밀리몰, 1 당량) 알릴 팔라듐 (II) 클로라이드 이량 체, [의 PdCl (C 3 H 5) 2를 계량하고, 용액에 추가. 실버 안티몬의 AgSbF 6 추가 (180 ㎎, 5.2 × 10 -1 몰, 1.2 당량.). </li><li> 교반하에, 70 ℃에서 가열하여 팔라듐 염을 용해하고, 약간의 질소 흐름하에 70 ℃에서 온도를 유지한다. 7-8 시간 후, 교반하여 점도를 증가시키는 것으로 인한 정지한다. </li><li> 36 시간 후 반응을 정지. </li><li> 액체 질소로 둥근 바닥 플라스크를 냉각. 주걱으로 작은 조각으로 분해 중합체. </li><li> 2 L 비이커 동등에서pped 자기 교반 막대, 에틸 아세테이트 750 mL를 첨가. 격렬히 교반하면서, 에틸 아세테이트로 중합체 덩어리를 추가한다. 2 시간 동안 교반을 계속합니다. </li><li> 종이 필터 (등급 413, 15cm 직경)를 구비 한 15cm 직경 부 흐너 깔때기를 통해 용액을 필터. </li><li> 에틸로 중합체가 세 배 (500 mL 씩 세척) 아세테이트 씻는다. 오븐에서 12 시간 동안 50 ℃로 설정된 진공에서 중합체 (123g, 9.4 X 10-1 몰, 수율 = 41 %) 건조. </li></ol></li></ol> PNBE 2. 준비 (비닐) <ol><li> NBE의 중합 (비닐) <ol><li> 탈기 톨루엔 (약 200 mL) 및 NBE (비닐)을 30 분 동안 N 2로 버블 링하고, 글러브 박스에 배치하여 (약 200 mL)을 첨가 하였다. </li><li> 250 mL의 둥근 바닥 플라스크에서, 글로브 박스, 부하 톨루엔 (100g) 내. </li><li> 팔라듐 2 (DBA) 3 (76 ㎎, 1.6 × 10 -1 몰, 1 당량.의 Pd), AgSbF 6 (68 mg을 추가, 2.0 × 10 -1 m몰, 1.2 eq.)를 트리 페닐 포스 핀, PPH 3 (43 ㎎, 톨루엔 용액을 순차적으로 1.6 X 10-1 밀리몰, 1 당량.). </li><li> 완전한 용해가 일어날 때까지 70 ℃로 혼합물을 가열한다. 이는 10 분 내에 발생한다. </li><li> 이 보라색 용액에 NBE (비닐)의 100g (8.0 × 10 -1 몰, 5000 당량.)를 추가합니다. </li><li> 72 시간 동안 70 ℃에서 교반 하였다. </li><li> 글로브 박스 중의 용액을 제거하고, 자기 교반 막대를 함유하는 1 L의 유리 병에 점착성 블랙 용액 옮긴다. </li><li> 톨루엔 (200 mL) 및 교반을 추가합니다. </li><li> 실리카 분말 (실리카겔 40-63 μm의 10 g)을 추가한다. 실온에서 16 시간 동안 교반 하였다. </li><li> 교반 중지하고 분말 sedimentate하는 실리카 입자 위해서는 적어도 2 시간 동안 정착 할 수 있습니다. </li><li> 종이 필터 (등급 413, 15cm 직경)를 구비 한 15cm 직경 부 흐너 깔때기를 통해 용액을 필터. 뷰 흐너 깔때기에 침전 실리카 입자를 주입하지 마십시오. </li><li> 실리카 파를 씻어톨루엔 (50 mL)로 ticles 및 흐너 깔때기를 통해 필터링. </li><li> 자기 교반 막대가 구비 된 4 L 비이커에 메탄올 (1.2 L)를 첨가. </li><li> 점차 격렬하게 교반하면서 메탄올로 중합체를 함유하는 톨루엔 용액을 모두 추가 30 분 동안 계속 교반 하였다. </li><li> 종이 필터 (등급 413, 15cm 직경)를 구비 한 15cm 직경 부 흐너 깔때기를 통해 폴리머 필터. 메탄올의 세 분취 량 (400 mL 씩)을 가진 고분자를 씻으십시오. 각 세척 사이의 여과지를 변경합니다. </li><li> 잔존 단량체가 존재 (6.0 및 6.3 ppm의 사이에 이중 결합 신호)인지 확인하기 위해서, CDCl3 중 1 H NMR에 의한 폴리머의 순도를 평가한다. 이 경우 15, 16, 메탄올로 세정을 계속한다. </li><li> 실온에서 밤새 진공하에 중합체 (75g, 6.3 X 10-1 몰, 수율 = 78 %) 건조. </li></ol></li></ol> 삼.PNBE의 제조 (에폭시) <ol><li> PNBE의 에폭시 (비닐) <ol><li> 자기 교반기 및 콘덴서가 장착 된 500㎖ 환저 플라스크에 디클로로 메탄 150 g을 넣고. </li><li> 완전히 용해 될 때까지 교반 PNBE (비닐) (15g, 1.3 × 10-1 몰, 1 당량을.)를 추가합니다. </li><li> 얼음 용기에 플라스크를 배치하고, 15 분 동안 냉각하자. </li><li> 별도의 용기에서 함께 포름산 (30g, 6.5 X 10-1 몰, 5 당량.) 및 아세트산과 혼합 (5g, 8.3 X 10-2 몰, 0.6 당량.). 중합체 용액에 혼합 산을 추가한다. </li><li> 이 15 분 동안 냉각하자. </li><li> 중합체 용액에 과산화수소 수용액 (30 %) (75g, 6.5 X 10-1 몰, 5 당량). 추가. </li><li> 18 시간 동안 교반한다. 온도를 서서히 상온으로 증가로 빙욕을 제거 할 필요가 없다. </li><li> 작은 샘플을 아세톤으로 중합체를 침전 및 CD 1 H NMR하여 분석<html> CL 3. 이중 결합 (δ = 4.5-6.0 PPM)에 대한 신호가 충분히 (그림 3) 감소 된 경우 (15)는 다음 단계로 전달한다. 일반적으로, 다른 양성자 이중 결합의 적분 비율 미만 1시 20분 (1:83도 3)이다. 그렇지 않으면, 반응을 계속한다. </li><li> 자기 교반 막대가 구비 된 4 L 비이커에 아세톤 (750 ml)에 추가한다. </li><li> 15 분 동안 격렬하게 교반하면서 서서히 아세톤 중합체 용액을 추가한다. </li><li> 종이 필터 (등급 413, 15cm 직경)를 구비 한 15cm 직경 부 흐너 깔때기를 통해 폴리머 필터. </li><li> 아세톤 (200 ㎖마다)와 고분자 사 회 반복한다. </li><li> 각 세척 사이의 여과지를 변경합니다. </li><li> 실온에서 밤새 진공하에 중합체 (7.5 g)을 건조. </li></ol></li></ol><html> g &quot;/&gt; 그림 2 : 원유 (위), 정제 (아래) NBE (CO 2 H)의 1 H NMR 스펙트럼. 정제 된 생성물을 단순 증류에 의해 얻어진다. 엑소 비율 : 엔도을 평가하는 데 사용되는 피크를합니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54552/54552fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54552/54552fig3.jpg" /> 그림 3 : PNBE (비닐) (파란색)과 PNBE (에폭시) (적색)의 1 H NMR 스펙트럼. PNBE (비닐) 스펙트럼에서 비닐 기 (δ = 4.5-6.0 ppm으로)의 적분과 다른 양자 사이의 3 : 1 비율을합니다. H 2 O 2 반응 후, 비 따라서 발생한 비닐 기의 에폭시 확인, 1:83으로 감소한다.&quot;NK&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54552/54552fig4.jpg" /> 그림 4 : 감쇠 총 반사율 모드에서 획득 PNBE (비닐) (검정)과 PNBE (에폭시)의 FTIR 스펙트럼. 삽입 PNBE (비닐) 및 PNBE (에폭시)의 특성 밴드의 줌을 보여줍니다. 굴곡 아웃 오브 평면 875cm -1 밴드는 에폭시 링의 변형에 해당하는 반면, 902cm -1 992cm -1 밴드는 C = CH에 해당합니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54552/54552fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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여기에 제안 된 방법은 간단하고, 스케일 업에 쉽게 의무입니다. 어떤 정제없이 수신되는 모든 화학 물질이 사용될 수있다. 참고로 인해 처리 및 수집시 재료의 피할 수없는 손실 낮은 규모의 반응 (예 : ≤1 g 저울) 일반적으로 낮은 수익률을 산출 수행. 촉매는 cationizing 에이전트와의 상용 팔라듐 화합물의 반응시에 반응계 내에서 형성된다. (- 우리 손에...

도데 NBE 에틸렌과 (디 사이클로 펜타 디엔 (DCPD)의 「균열」에 의해 얻어지는) 시클로 펜타 디엔의 딜스 - 알더 부가 물은 쉽게 자유 라디칼 중합 한 양이온 중합이 개환 복분해 중합 3 촉매 삽입을 사용하여 중합 중합. 다른 메커니즘과 달리 4, 5, 6, 7, 촉매 삽입 중합 NBE의 바이 골격 보존된다 매우 높은 유리 전이 온도의 형성 (T의 g) 중합체를 이끈다. 이러한 메탈로 센계 촉매 및 후기 전이 금속 촉매와 같은 촉매의 다양한 NBE의 중합을 촉진하기 위해 사용될 수있다. 4, 5, 6, g 폴리머의 처리와 관련된 어려움은 PNBE 호모 폴리머는, 우리의 지식에, 어떤 사용을 찾은 적이있다. 그들은 바이 강성 반복 단위뿐만 아니라 작용기를 부여 바람직한 성질에 의해 부여 된 높은 T g의 결합 때문에 기능성 노르 보르 넨 (PNBEs)은 지난 20 년 동안 상당한 조사의 대상이되어왔다. 8, 9, 10 NBE 단량체는 시클로 펜타 디엔 및 친 디엔 관능 사이의 한 단계 딜스 - 알더 반응을 이용하여 비교적 간단하고 저렴한 공급 원료에서 얻어진다. 그러나, 딜스 - 알더 반응은 매우 반응성이 다른 두 입체가 엔도 및 엑소로 이끈다. 11 사실 12 엔도 스테레오엑소 이성질체 형태보다 반응성 촉매를 비활성화시킨다. (11) (12) 이와 같이, 과거에 작용 노르 보르 넨의 제조는 통상적으로 엔도 및 엑소 입체 이성질체의 분리를 요구하고, 전용 엑소 입체를 사용 하였다. 이러한 분리 과정은 시간 소모적이며, 바람직하지 못한 폐기물로 미 엔도 입체 축적되었다. 최근에 우리는 모두 입체 이성질체를 포함하는 작용 NBEs의 중합이 가능한 사실에 있음을 보여 주었다. (13) 따라서 우리는 그러한 에스테르, 무수물, 알데히드, 이미 드, 알콜 및 이중 결합과 같은 작용기를 함유하는, 치환 PNBEs 다양한을 제조 할 수 있었다. 때문에 높은 T의 g과 기능에,이 폴리머는 바람직한 특성을 보여줍니다. 우리는 기능성 폴리머를 제조 여기에 두 가지 방법을 설명합니다. 첫 번째로 연결수용성 중합체 폴리 (5- 노보 넨 -2- 카르 복실 산)의 합성 PNBE (CO 2 H), 양이온 Pd 촉매 (도 1)를 사용. 13, 14와 동일한 중합 방법 등의 에스테르, 알코올, 이미 드, 브로 모 알킬, 알데히드 및 산 무수물과 같은 다양한 펜던트 작용기와 기능적 PNBEs를 제조 할 수있다. 우리 손,이 양이온 Pd 촉매 펜던트 이중 결합 5- 비닐 -2- 노보 넨 등을 포함 NBEs 사용할 수 없다. 이 경우, 중합시의 펜던트 이중 결합의 부분적인 삽입은 가교 물질의 형성을 이끈다. 따라서, 여기의 Pd 2 (DBA) 3을 사용하여 폴리 (5- 비닐 -2- 노르 보르 넨) PNBE 비닐의 형성에 전용하는 제 방법을 제시한다 : AgSbF 6 : PPH 3 동일계 촉매에있다. 14 폴리머의 펜던트 비닐 그룹은 상기 제 이어질하는 에폭시되고PNBE (에폭시) (그림 1)의 전자 형성. 두 PNBE (CO 2 H) 및 PNBE (에폭시)는 T g만큼 높은 350 ℃로와 열경화성 수지의 형성을 유도하는 것으로 밝혀졌다. (14) 따라서, 여기서 설명하는 간단한 방법은 하나의 매우 높은 효율의 T g 및 다양한 응용에 사용될 수 작용기의 다양한 갖는 중합체를 제조 할 수있다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54552/54552fig1.jpg" /> 그림 1 : 팔라듐에 의해 제조 기능 PNBEs 중합 촉매. PNBE (CO 2 H)의 (A) 준비, PNBE의 (B) 준비 (비닐) 및 PNBE (에폭시). 점선 결합은 엔도와 엑소 이성질체의 혼합물을 나타냅니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54552/54552fig1large.jpg" target="_blank">이 파이의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>gure.

<table><tbody><tr><td>acrylic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>147230</td><td></td></tr><tr><td>hydroquinone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9003</td><td></td></tr><tr><td>dicyclopendadiene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>454338</td><td></td></tr><tr><td>palladium allyl dichloride dimer</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>222380</td><td></td></tr><tr><td>silver hexfluoro antimonate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227730</td><td></td></tr><tr><td>liquid nitrogen</td><td>Local Facility</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>ethyl acetate</td><td>Fischer Scientific</td><td>E14520</td><td></td></tr><tr><td>5-vinyl-2-norbornene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>148679</td><td></td></tr><tr><td>toluene</td><td>Fischer Scientific</td><td>T290-4</td><td></td></tr><tr><td>palladium dba</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227994</td><td></td></tr><tr><td>triphenyl phosphine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>93090</td><td></td></tr><tr><td>silica gel 40-63 microns</td><td>Silicycle</td><td>Siliaflash</td><td></td></tr><tr><td>methanol</td><td>Fischer Scientific</td><td>BPA412-20</td><td></td></tr><tr><td>dichloromethane</td><td>EMD Millipore</td><td>DX08311</td><td></td></tr><tr><td>formic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F0507</td><td></td></tr><tr><td>acetic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320099</td><td></td></tr><tr><td>hydrogen peroxide solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>216763</td><td></td></tr><tr><td>acetone</td><td>Fischer Scientific</td><td>A18-200</td><td></td></tr></tbody></table>

a simple and efficient protocol for the catalytic insertion polymerization of functional norbornenes

이중 결합이 중합하고, 단량체의 바이 성질이 보존된다 넨 삽입 중합을 포함하는 다양한 메커니즘에 의해 중합 될 수있다. 얻어진 중합체, 폴리 노르 보르 넨은 높은 유리 전이 온도 Tg를, 흥미로운 광학 및 전기적 특성을 갖는다. 그러나,이 메카니즘에 의해 작용 노보 넨의 중합 엔도 치환 된 노르 보르 넨 단량체는 일반적으로 매우 낮은 반응성을 갖는다는 사실에 의해 복잡하게된다. 또한, 엑소 모노머 엔도 치환 된 단량체의 분리는 지루한 작업이다. 카르 복실 산 또는 펜던트 이중 결합 중 베어링 (엑소 엔도 약 80:20) 여기서는 치환 된 노보 넨의 중합을위한 간단한 프로토콜을 제시한다. 이 과정은 두 이성질체는 분리 될 것을 요구하고, 낮은 촉매 로딩 (0.01 내지 0.02 몰 %)으로 진행하지 않는다. 폴리머 베어링 펜던개미 이중 결합은 또한 중합체 베어링 펜던트 에폭시기를 수득하기 위해 고 수율로 전환 할 수있다. 이 간단한 절차는 예컨대 에스테르, 알콜, 이미 드, 이중 결합, 카르 복실 산, 브로 모 알킬, 알데히드 및 ​​무수물 작용기의 다양한 노르 보르 넨을 제조에도 적용 할 수있다.

NBE 단량체 예컨대 아크릴산 DCPD 대한 간단한 딜스 - 알더 반응 및 적합한 친 디엔, (AA)에 의해 제조된다. 일반적 DCPD는 반응 전에 시클로 펜타 디엔 (CPD)을 수득 금이다. 17 갓 깨진 CPD이어서 딜스 - 알더 반응에 참여한다. 그러나,이 프로토콜에 모두 균열 딜스 - 알더 단계 한 냄비 반응에 수반하여 실행된다. 따라서, 빨리 CPD 형성 한, 5- 노보 넨 -2- 카복실산, ...

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

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.

기능 노보 넨의 촉매 삽입 중합을위한 간단하고 효율적인 프로토콜

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

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10.3K 조회수.  Université de Sherbrooke. 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. 

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Particles without a Box: Brush-first Synthesis of Photodegradable PEG Star Polymers under Ambient Conditions

Convenient methods for the rapid, parallel synthesis of diversely functionalized nanoparticles will enable discovery of novel formulations for drug delivery, biological imaging, and supported catalysis. In this report, we demonstrate parallel synthesis of brush-arm star polymer (BASP) nanoparticles by the &#34;brush-first&#34; method. In this method, a norbornene-terminated poly(ethylene glycol) (PEG) macromonomer (PEG-MM) is first polymerized via ring-opening metathesis polymerization (ROMP) to generate a living brush macroinitiator. Aliquots of this initiator stock solution are added to vials that contain varied amounts of a photodegradable bis-norbornene crosslinker. Exposure to crosslinker initiates a series of kinetically-controlled brush+brush and star+star coupling reactions that ultimately yields BASPs with cores comprised of the crosslinker and coronas comprised of PEG. The final BASP size depends on the amount of crosslinker added. We carry out the synthesis of three BASPs on the benchtop with no special precautions to remove air and moisture. The samples are characterized by gel permeation chromatography (GPC); results agreed closely with our previous report that utilized inert (glovebox) conditions. Key practical features, advantages, and potential disadvantages of the brush-first method are discussed.

Poly(ethylene glycol) (PEG) brush-arm star polymers (BASPs) with narrow mass distributions and tunable nanoscopic sizes are synthesized in via ring opening metathesis polymerization (ROMP) of a PEG-norbornene macromonomer followed by transfer of portions of the resulting living brush initiator to vials containing varied amounts of a rigid, photo-cleavable bis-norbornene crosslinker.

상자없이 입자 : 주위 조건에서 광분해 성 고분자 PEG 브러쉬 최초의 합성

Convenient methods for the rapid, parallel synthesis of diversely functionalized nanoparticles will enable discovery of novel formulations for drug ...

연구

화학

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large variety of PEG molecular weights and configurations (arm number, arm length, and branching pattern) affords researchers tight control over resulting hydrogel structures and properties, including Young&#8217;s modulus and mesh size. This video will illustrate a rapid, efficient, solvent-free, microwave-assisted method to methacrylate PEG precursors into poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEGDM). This synthetic method provides much-needed starting materials for applications in drug delivery and regenerative medicine. The demonstrated method is superior to traditional methacrylation methods as it is significantly faster and simpler, as well as more economical and environmentally friendly, using smaller amounts of reagents and solvents. We will also demonstrate an adaptation of this technique for on-resin methacrylamide functionalization of peptides. This on-resin method allows the N-terminus of peptides to be functionalized with methacrylamide groups prior to deprotection and cleavage from resin. This allows for selective addition of methacrylamide groups to the N-termini of the peptides while amino acids with reactive side groups (e.g.&#160;primary amine of lysine, primary alcohol of serine, secondary alcohols of threonine, and phenol of tyrosine) remain protected, preventing functionalization at multiple sites. This article will detail common analytical methods (proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (;H-NMR) and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight mass spectrometry (MALDI-ToF)) to assess the efficiency of the functionalizations. Common pitfalls and suggested troubleshooting methods will be addressed, as will modifications of the technique which can be used to further tune macromer functionality and resulting hydrogel physical and chemical properties. Use of synthesized products for the formation of hydrogels for drug delivery and cell-material interaction studies will be demonstrated, with particular attention paid to modifying hydrogel composition to affect mesh size, controlling hydrogel stiffness and drug release.

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

This video will illustrate a rapid, efficient method to methacrylate poly(ethylene glycol), enabling chain polymerizations and hydrogel synthesis. It will demonstrate how to similarly introduce methacrylamide functionalities into peptides, detail common analytical methods to assess functionalization efficiency, provide suggestions for troubleshooting and advanced modifications, and demonstrate typical hydrogel characterization techniques.

전자 레인지를 이용한 폴리의 기능화 (에틸렌 글리콜) 및 체인 중합 및 하이드로 겔 형성에있는 사용을위한 온 수지 펩티드

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

Dichloro-bis(aminophosphine) complexes of palladium with the general formula of [(P{(NC5H10)3-n(C6H11)n})2Pd(Cl)2] (where n = 0-2), belong to a new family of easy accessible, very cheap, and air stable, but highly active and universally applicable C-C cross-coupling catalysts with an excellent functional group tolerance. Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium [(P(NC5H10)3)2Pd(Cl)2] (1), the least stable complex within this series towards protons; e.g. in the form of water, allows an eased nanoparticle formation and hence, proved to be the most active Heck catalyst within this series at 100 &#176;C and is a very rare example of an effective and versatile catalyst system that efficiently operates under mild reaction conditions. Rapid and complete catalyst degradation under work-up conditions into phosphonates, piperidinium salts and other, palladium-containing decomposition products assure an easy separation of the coupling products from catalyst and ligands. The facile, cheap, and rapid synthesis of 1,1',1"-(phosphinetriyl)tripiperidine and 1 respectively, the simple and convenient use as well as its excellent catalytic performance in the Heck reaction at 100 &#176;C make 1 to one of the most attractive and greenest Heck catalysts available.
We provide here the visualized protocols for the ligand and catalyst syntheses as well as the reaction protocol for Heck reactions performed at 10 mmol scale at 100 &#176;C and show that this catalyst is suitable for its use in organic syntheses.

Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-phosphinetriyltripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions

Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium [(P(NC5H10)3)2Pd(Cl)2] (1) is an easy accessible, cheap, and air stable, but highly active Heck catalyst with an excellent functional group tolerance that efficiently operates under mild reaction conditions to give the coupling products in very high yields.

온화한 반응 조건 하에서 팔라듐 - 디클로로 {비스 [(phosphinetriyl) tripiperidine 1,1 &#39;, 1 &#39;&#39;]} 의해 촉매 Mizoroki-헥 크로스 커플 링 반응

Dichloro-bis(aminophosphine) complexes of palladium with the general formula of [(P{(NC5H10)3-n(C6H11)n})2Pd(Cl)2] (where n = 0-2), belong to a new family ...

Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel &#945;-diimine ethylene polymerization catalyst. Initial polymerizations with the catalyst lead to optimized reaction conditions, including catalyst concentration, ethylene pressure and reaction time. Using gas-uptake data for these reactions, a procedure to calculate the initial rate of propagation (kp) is presented. Using the optimized conditions, the ability of the nickel &#945;-diimine polymerization catalyst to undergo chain transfer with diethylzinc (ZnEt2) during ethylene polymerization was investigated. A procedure to assess the ability of the catalyst to undergo chain transfer (from molecular weight and 13C NMR data), calculate the degree of chain transfer, and calculate chain transfer rates (ke) is presented.

A protocol for the high-throughput analysis of polymerization catalyst, chain transfer polymerizations, polyethylene characterization, and reaction kinetic analysis is presented.

병렬 반응기 압력 및 연쇄 이동 중합 키네틱 분석을 사용하여 에틸렌 중합

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, allowing for the synthesis of isotactic poly(&#945;-hydroxy acids) with expected molecular weights (&#62;140 kDa) and narrow molecular weight distributions (Mw/Mn &#60; 1.1). This ring-opening polymerization is mediated by Ni and Zn complexes in the presence of an alcohol initiator and a photoredox Ir catalyst, irradiated by a blue LED (400 - 500 nm). The polymerization is performed at a low temperature (-15 &#176;C) to avoid undesired side reactions. The complete monomer consumption can be achieved within 4 - 8 hours, providing a polymer close to the expected molecular weight with narrow molecular weight distribution. The resulted number-average molecular weight shows a linear correlation with the degree of polymerization up to 1000. The homodecoupling 1H NMR study confirms that the obtained polymer is isotactic without epimerization. This polymerization reported herein offers a strategy for achieving rapid, controlled O-carboxyanhydrides polymerization to prepare stereoregular poly(&#945;-hydroxy acids) and its copolymers bearing various functional side-chain groups.

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

A protocol for the controlled photoredox ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides mediated by Ni/Zn complexes is presented.

O-Carboxyanhydrides Ni/Zn 단지 중재의 Photoredox 반지 개통 중 합 제어

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Photogeneration of N-Heterocyclic Carbenes: Application in Photoinduced Ring-Opening Metathesis Polymerization

We report a method to generate the N-heterocyclic carbene (NHC) 1,3-dimesitylimidazol-2-ylidene (IMes) under UV-irradiation at 365 nm to characterize IMes and determine the corresponding photochemical mechanism. Then, we describe a protocol to perform ring-opening metathesis polymerization (ROMP) in solution and in miniemulsion using this NHC-photogenerating system. To photogenerate IMes, a system comprising 2-isopropylthioxanthone (ITX) as the sensitizer and 1,3-dimesitylimidazolium tetraphenylborate (IMesH+BPh4-) as the protected form of NHC is employed. IMesH+BPh4- can be obtained in a single step by anion exchange between 1,3-dimesitylimidazolium chloride and sodium tetraphenylborate. A real-time steady-state photolysis setup is described, which hints that the photochemical reaction proceeds in two consecutive steps: 1) ITX triplet is photo-reduced by the borate anion and 2) subsequent proton transfer takes place from the imidazolium cation to produce the expected NHC IMes. Two separate characterization protocols are implemented. Firstly, CS2 is added to the reaction media to evidence the photogeneration of NHC through formation of the IMes-CS2 adduct. Secondly, the amount of NHC released in situ is quantified using acid-base titration. The use of this NHC photo-generating system for the ROMP of norbornene is also discussed. In solution, a photopolymerization experiment is conducted by mixing ITX, IMesH+BPh4-, [RuCl2(p-cymene)]2 and norbornene in CH2Cl2, then irradiating the solution in a UV reactor. In a dispersed medium, a monomer miniemulsion is first formed then irradiated inside an annular reactor to produce a stable poly(norbornene) latex.

We describe a protocol to photogenerate N-heterocyclic carbenes (NHCs) by UV irradiation of a 2-isopropylthioxanthone/imidazolium tetraphenylborate salt system. Methods to characterize the photoreleased NHC and elucidate the photochemical mechanism are proposed. The protocols for ring-opening metathesis photopolymerization in solution and miniemulsion illustrate the potential of this 2-component NHC photogenerating system.

N-이종 환 식 Carbenes의 Photogeneration: Photoinduced 반지 개통 Metathesis 중 합에 응용

We report a method to generate the N-heterocyclic carbene (NHC) 1,3-dimesitylimidazol-2-ylidene (IMes) under UV-irradiation at 365 nm to characterize IMes ...

Depolymerizable Olefinic Polymers Based on Fused-Ring Cyclooctene Monomers

The growing consumption of synthetic polymers and the accumulation of polymer waste have led to a pressing need for new routes to sustainable materials. Achieving a closed-loop polymer economy via chemical recycling to monomer (CRM) is one such promising route. Our group recently reported a new CRM system based on polymers prepared by ring-opening metathesis polymerization (ROMP) of trans-cyclobutane fused cyclooctene (tCBCO) monomers. This system offers several key advantages, including the ease of polymerization at ambient temperatures, quantitative depolymerization to monomers under mild conditions, and a broad range of functionalities and thermomechanical properties. Here, we outline detailed protocols for the preparation of tCBCO-based monomers and their corresponding polymers, including the preparation of elastic polymer networks and compression molding of linear thermoplastic polymers. We also outline the preparation of high ring strain E-alkene tCBCO monomers and their living polymerization. Finally, the procedures for the depolymerization of linear polymers and polymer networks are also demonstrated.

Here, we describe protocols for the preparation of trans-cyclobutane fused cyclooctenes (tCBCO),&#160;their polymerization to prepare depolymerizable olefinic polymers, and the depolymerization of these polymers under mild conditions. Additionally, protocols for the preparation of depolymerizable networks and compression molding of rigid linear plastics based on this system are described.

융합 고리 사이클로옥텐 단량체를 기반으로 하는 해중합 가능한 올레핀 폴리머

The growing consumption of synthetic polymers and the accumulation of polymer waste have led to a pressing need for new routes to sustainable materials. ...

Controlling Particle Fraction in Microporous Annealed Particle Scaffolds for 3D Cell Culture

Microgels are the building blocks of microporous annealed particle (MAP) scaffolds, which serve as a platform for both in vitro cell culture and in vivo tissue repair. In these granular scaffolds, the innate porosity generated by the void space between microgels enables cell infiltration and migration. Controlling the void fraction and particle fraction is critical for MAP scaffold design, as porosity is a bioactive cue for cells. Spherical microgels can be generated on a microfluidic device for controlled size and shape and subsequently freeze-dried using methods that prevent fracturing of the polymer network. Upon rehydration, the lyophilized microgels lead to controlled particle fractions in MAP scaffolds. The implementation of these methods for microgel lyophilization has led to reproducible studies showing the effect of particle fraction on macromolecule diffusion and cell spreading. The following protocol will cover the fabrication, lyophilization, and rehydration of microgels for controlling particle fraction in MAP scaffolds, as well as annealing the microgels through bio-orthogonal crosslinking for 3D cell culture in vitro.

Minimizing the variability in the particle fraction within granular scaffolds facilitates reproducible experimentation. This work describes methods for generating granular scaffolds with controlled particle fractions for in vitro tissue engineering applications.

3D 세포 배양을 위한 미세 다공성 어닐링 입자 스캐폴드의 입자 분획 제어

Microgels are the building blocks of microporous annealed particle (MAP) scaffolds, which serve as a platform for both in vitro cell culture and in vivo ...

생체공학

Cationic Chain-Growth Polymerization: Mechanism

The cationic polymerization mechanism consists of three steps: initiation, propagation, and termination. In the initiation step of the polymerization process, the &#960; bond of a monomer gets protonated by the Lewis acid catalyst, which is formed from boron trifluoride and water. The protonation of the &#960; bond generates a carbocation stabilized by the electron&#8208;donating group. In the propagation step, the &#960; bond of the second monomer acts as a nucleophile and attacks the generated carbocation, thereby producing a dimer that acts as a new carbocation. The propagation step repeats itself and builds the polymer chain. In the termination step, the propagating chain gets terminated either by adding a base that deprotonates the carbocation and forms a new &#960; bond or by the attack of a nucleophile on the carbocation, where the nucleophile adds to the cationic end of the chain.

양이온 사슬 성장 중합 : 메커니즘

The cationic polymerization mechanism consists of three steps: initiation, propagation, and termination. In the initiation step of the polymerization ...

교육

유기화학

Unit 1

Synthetic Polymers

주요 용어 및 개념

Ziegler&ndash;Natta Chain-Growth Polymerization: Overview

Ziegler&#8211;Natta polymerization is another form of addition or chain&#8208;growth polymerization used for synthesizing linear polymers over branched polymers. The catalyst used for polymerization is the Ziegler&#8211;Natta catalyst, named after Karl Ziegler and Giulio Natta, who developed it in 1953. This catalyst is an organometallic complex of titanium tetrachloride and triethyl aluminum, with the active form of the catalyst being an alkyl titanium compound. Using the Ziegler&#8211;Natta catalyst, high molecular weight and stereochemically controlled linear polymers can be synthesized at a large scale. For example, high molecular weight and ultrahigh molecular weight polyethylene, used for making underground pipes and bulletproof vests, are synthesized using the Ziegler&#8211;Natta catalyst. This catalyst also facilitates the synthesis of polymers of specific tacticity. For instance, isotactic&#160;polypropylene, with chiral centers on the same side, can be synthesized using a specific Ziegler&#8211;Natta catalyst.

Ziegler&amp;#8211;Natta Chain-Growth Polymerization: Overview

Ziegler-Natta 연쇄 성장 중합: 개요

Ziegler&#8211;Natta polymerization is another form of addition or chain&#8208;growth polymerization used for synthesizing linear polymers over branched ...