Новости химической науки > Новый способ получения ароматических полимеров

Химики из Японии разработали первый прямой способ синтеза поли(орто-ариленов). Результаты их работы позволяют расширить круг существующих в настоящее время сопряженных полимеров полифениленовой структуры.

В инструментарии химии ароматических соединений до настоящего времени не присутствовали методы, позволяющие осуществить прямой синтез поли(орто-ариленов), и, хотя поли(пара-арилены) и поли(мета-арилены) были известны уже сравнительно давно, полиароматические макромолекулы, в которых ароматические кольца были связаны за счет атомов углерода, находящихся в орто-положении друг к другу, оставались недосягаемой целью.

Между открытием аринов в 1902 году и их использованием в качестве мономера в реакции получения поли(орто-ариленов) прошло более 100 лет. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ja5112207)

Связывание в орто-положении обеспечивает ароматическим полимерам спиралевидную структуру и, как предполагают исследователи, приведет к появлению у таких макромолекул возможности реагировать на фотохимическое, термохимическое и просто химическое воздействия иначе, чем реагируют на подобные «внешние раздражители» поли(пара-арилены) и поли(мета-арилены). Возможно, что такие свойства этих полимеров откроют новые возможности в создании наноуглеродных материалов, которые можно будет использовать, например, в хиральном катализе, для создания тонких пленок, селективно отражающих циркулярно поляризованный свет или же в качестве строительных блоков супрамолекулярно-структурированных материалов для электронных устройств и химических сенсоров.

Многостадийный, косвенный способ получения поли(орто-ариленов), разработанный ранее, заключается в полимеризации бициклических алкенов с последующим дегидрированием продукта полимеризации [2]. В новой работе Йосихиде Мизукоси (Yoshihide Mizukoshi), Коичиро Миками (Koichiro Mikami) и Масанобу Учияма (Masanobu Uchiyama) из Университета Токио первоначально обрабатывали прекурсор – арилтриметилсилилтрифлат – фторид-ионами, в результате чего происходило образование ариновых интермедиатов. Затем арины вступали в реакцию полимеризации, катализируемую производными меди(I); в результате такой полимеризации происходило образование поли(орто-арилена), степень полимеризации ароматической макромолекулы достигала 100.

Еиджи Ихара (Eiji Ihara), эксперт по химии полимеров из Университета Эхимэ (Япония), изучавший возможности осуществления полимеризации для аринов, отмечает, что с учетом более чем вековой истории аринов, а также определенного сходства аринов и алкинов, скорее странным обстоятельством можно считать тот факт, что за целое столетие никому так и не удалось осуществить полимеризацию таких реакционноспособных соединений, как арины.

Ихара предполагает, что причиной прежних неудач с полимеризацией аринов является их исключительно высокая химическая активность, не позволяющая провести контролируемую полимеризацию этих мономеров. Контролируемая полимеризация алкенов и алкинов между тем известна давно и отработана на примере большого количества различных синтетических протоколов. Ихара добавляет, что в этом контексте достижение группы Учиямы очень важно для химии полимеров, поскольку можно говорить о том, что исследователям из Токио удалось ввести нового члена в элитный клуб полимеризационных мономеров.

Источник: [1] J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ja5112207; [2] J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ja502073k

метки статьи: #новые материалы, #органическая химия, #химия полимеров