機械力化學合成一種難製備的含氟聚乙炔

2020-12-27 科學網

機械力化學合成一種難製備的含氟聚乙炔

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/12/25 14:29:19

近日，一個由美國史丹福大學Noah Z. Burns領導的合作小組通過機械力化學合成了一種難製備的含氟聚乙炔。2020年12月22日出版的《自然·化學》發表了這項成果。

研究人員通過高分子機械力化學合成了一種含氟聚乙炔，這是一種長久以來夢寐以求的空氣中穩定的聚乙炔，但傳統手段很難合成它。研究人員通過四步化學反應合成了克級的單體，其中包括通過一個奇異的光化學串聯反應快速摻入氟原子，該反應的機理和特殊的手性選擇性是通過計算得知的。然後，在聚合後，通過超聲力活化生成了一種金色的半導體含氟高分子。這項研究表明高分子機械力化學是一種在製備級水平上獲得新材料的有價值的合成工具。

據介紹，傳統意義上的高分子機械力化學主要研究機械力對高分子骨架中的化學鍵的作用，以合成力響應材料。然而，通過對聚合物進行化學轉化，高分子機械力化學在規模化合成其他方法無法合成的高分子材料方面的應用潛力仍有待挖掘。

附：英文原文

Title: Mechanochemical synthesis of an elusive fluorinated polyacetylene

Author: Benjamin R. Boswell, Carl M. F. Mansson, Jordan M. Cox, Zexin Jin, Joseph A. H. Romaniuk, Kurt P. Lindquist, Lynette Cegelski, Yan Xia, Steven A. Lopez, Noah Z. Burns

Issue&Volume: 2020-12-22

Abstract: Polymer mechanochemistry has traditionally been employed to study the effects of mechanical force on chemical bonds within a polymer backbone or to generate force-responsive materials. It is under-exploited for the scalable synthesis of wholly new materials by chemically transforming the polymers, especially products inaccessible by other means. Here we utilize polymer mechanochemistry to synthesize a fluorinated polyacetylene, a long-sought-after air-stable polyacetylene that has eluded synthesis by conventional means. We construct the monomer in four chemical steps on gram scale, which involves a rapid incorporation of fluorine atoms in an exotic photochemical cascade whose mechanism and exquisite stereoselectivity were informed by computation. After polymerization, force activation by ultrasonication produces a gold-coloured, semiconducting fluoropolymer. This work demonstrates that polymer mechanochemistry is a valuable synthetic tool for accessing materials on a preparative scale.

DOI: 10.1038/s41557-020-00608-8

Source: https://www.nature.com/articles/s41557-020-00608-8

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