可視光

Mar 24, 2024

Nature Communications volume 13、記事番号: 3621 (2022) この記事を引用

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13 オルトメトリック

メトリクスの詳細

光制御リビング重合は近年大きな注目を集めています。 しかし、その大きな成功にも関わらず、光制御リビングカチオン重合に関する報告は大幅に限られている。 我々はここで、4-メトキシスチレンの重合のための光触媒としてトリス(2,4-ジメトキシフェニル)メチリウムテトラフルオロボレートを、連鎖移動剤(CTA)としてリン酸塩を使用することにより、脱色可能、金属フリー、可視光制御の新しいリビングカチオン重合システムを実証します。 。 緑色 LED 光照射下でのこの重合反応は、予測可能なモル質量、低いモル質量分散度 (± 1.25)、逐次重合能力などの明確なリビング特性を示します。 さらに、この光触媒システムは優れた「オン/オフ」光スイッチング特性を備えており、光制御カチオン重合ではこれまでで最長の 36 時間の「オフ期間」を示します。 さらに、残存した光触媒は、重合後に塩基を添加することにより容易に失活し、脱色することができる。 本研究は、新しい有機光触媒、リン酸CTAおよび重合性モノマー、ならびに優れた光安定性およびその場脱色能力という新しい特性を用いて、光制御リビングカチオン重合システムを拡張した。

過去 10 年間、外部刺激 (機械的、電気化学的など) によって媒介されるリビング重合にかなりの注目が払われてきました 1、2、3、4、5。 これらの刺激の中でも、光源の使用は、ポリマー鎖長の制御、リビング特性による低分散性のほかに、重合プロセスの時空間制御に大きな能力を発揮するため、非常に魅力的です。 たとえば、Hawker ら 6,7 によって先駆的に行われた光誘起原子移動ラジカル重合 (photo-ATRP) は、ここ数年で急速に開発されました。この技術では、Ir(ppy)36、ペリレン 8、 10-メチルフェノチアジン9、N-アリールフェノチアジン10、N,N-ジアリールジヒドロフェナジン11、N-アリールフェノキサジン12、ジメチルジヒドロアクリジン13、酸素ドープアンサントレン14、および複雑な構造を持つその他の有機光触媒（OPC）15、16、17。 ボイヤーら。 様々な光触媒と連鎖移動剤（CTA）としてチオカルボニルチオ化合物を用いた可視光誘起電子移動可逆付加フラグメンテーション連鎖移動（PET-RAFT）重合を設計し、リビング重合の優れたオンオフスイッチングを示しました18、19、20、21、 22、23、24、25。 可視光によって制御される開環メタセシス重合 (ROMP)26,27 および開環重合 (ROP)28,29,30 も報告されています。

これまで、ビニルモノマーの光制御重合戦略は主にリビングラジカル重合（LRP）に焦点を当ててきたが、リビングカチオン重合への応用は、わずかな例外を除いて驚くべきことに無視されてきた31、32、33、34。 特に、光のオン・オフにより高分子鎖のリビング成長を効率的に制御できる光制御リビングカチオン重合は、これまでほとんど報告されていない。 その中で、Fors らは、光酸化還元触媒として 2,4,6-トリス(p-メトキシフェニル)ピリリウム テトラフルオロボレート (図 1a) を使用して、照射下で分子量が制御され、分散性が低いポリ (ビニル エーテル) を合成するという方法を先駆的に開発しました。青色発光ダイオード（LED）32． この方法の時間的制御を改善することを目的として、同じグループはより安定したイリジウム錯体を使用して、鎖成長の優れた「オン-オフ」スイッチングを獲得しました（図1a）33。 Liao らは後に、光触媒としてビスホスホニウム塩を使用することにより、ビニルエーテルの光制御リビングカチオン重合を実現しました (図 1a)34。 これらの稀な例は、光制御リビングカチオン重合の分野が初期段階にあり、新しい光レドックス触媒とモノマーの範囲を広げることが非常に要求されていることを示しています 35,36。