Полидиацетилены ( PDA ) представляют собой семейство проводящих полимеров, тесно связанных с полиацетиленом . Они созданы 1,4-топохимической полимеризацией диацетиленов. У них есть множество применений, от проявления органических пленок до иммобилизации других молекул. [1]
История
Первым открытым полидиацетиленом был поли (1,6-бисгидроксигекса-2,4-диацетилен) Герхарда Вегнера в 1969 году. Это было достигнуто путем воздействия на кристаллы 1,6-бисгидроксигекса-2,4-диина УФ-светом. . [2] Предполагалось, что полимеризация происходит из-за пространственного расположения диинов в кристалле, но это не было подтверждено до 1972 года, когда Раймонд Х. Боуман ввел термин «топохимическая полимеризация» для описания полимеризации из-за пространственного расположения и выдвинул пространственное требования, необходимые для полимеризации такого рода. [3]
Синтез
Синтез полидиацетиленов происходит путем топохимической полимеризации 1,3-диинов. Обычно это должно происходить в твердом состоянии, потому что многие диины подвергаются 1,2- и 1,4-полимеризации в растворе - например, в случае дииодбутадиина [4] и других диинов с электроноакцепторными заместителями. Идеальное расположение диинов в твердом состоянии - это повторяющееся расстояние 5 Å, угол наклона 45 ° и расстояние 3,5 Å между C1 одного мономера и C4 соседнего динового мономера. [3]
Обычно полимеризация сопровождается изменением цвета из-за наличия протяженной π-системы . Кроме того, многие КПК проявляют термохромизм, вызванный скручиванием основной цепи полимера, изменяя степень конъюгации в системе. [5] В зависимости от структуры мономера, полученный PDA может обладать интересными свойствами, такими как образование везикул или трубчатой структуры. [6]
Хроматический переход от синей к красной фазе КПК вызван электронной структурой основной цепи КПК, которая характеризуется альтернативной двойной связью углерода и тройной связью углерода. При воздействии внешних раздражителей, таких как термические, химические и механические раздражители, эффект конъюгации придаст этому типу материала хроматические свойства. Что касается чистых или «внутренних» КПК, фазовый переход от синего к красному необратим, однако, если головные группы боковой цепи КПК усилены другой структурой, например хелатированием с наночастицами оксида металла, это может обеспечить устойчивость позвоночника к обратимому изменению цвета. [7] Несколько недавних исследований, проведенных с помощью моделирования методом DFT, показали, что хроматические свойства могут быть изменены путем настройки структур боковой цепи КПК. [8] С развитием технологии изготовления тонких пленок, такой как струйная печать, КПК могут быть покрыты различными материалами подложки, такими как многофункциональный датчик, например, каптоновые пленки, алюминиевая фольга или даже обычная бумага. [9] [10]
Рекомендации
- ^ Реппи, Мэри А .; Пиндзола, Брэдфорд А. (2007). «Биосенсор с полидиацетиленовыми материалами: структуры, оптические свойства и области применения». Химические коммуникации (42): 4317–38. DOI : 10.1039 / b703691d . PMID 17957278 .
- ^ Вегнер, Герхард (1969), «Topochemische Reaktionen von Monomeren mit konjugierten Dreifachbindungen / Tochemical Reactions of Monomers with Conjugated Triple Bonds», Zeitschrift für Naturforschung B , 24 (7): 824–832, doi : 10.151915 / zn708
- ^ а б Богмэно, Раймонд Х. (1972), "Твердотельная полимеризация диацетиленов", Журнал прикладной физики , 43 (11): 4362-4378, DOI : 10,1063 / 1,1660929
- ^ Ло, Лян; Вильгельм, Кристофер; Сунь, Айу; Грей, Клэр П .; Лаухер, Джозеф В .; Goroff, Нэнси С. (2008), "Поли (Diiododiacetylene): Подготовка, изоляция, и полная характеристика очень простой поли (диацетиленовых)", журнал Американского химического общества , 130 (24): 7702-7709, DOI : 10.1021 / ja8011403 , PMID 18489101
- ^ Сюэмэй Сунь, Тао Чен, Саньцин Хуанг, Ли Ли и Хуэйшэн Пэн (2010). «Хроматический полидиацетилен с новой чувствительностью» . Chem. Soc. Ред . 39 (11): 4244–4257. DOI : 10.1039 / C001151G . PMID 20877863 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Сюй, Те-Юнг; Фаулер, Фрэнк У .; Lauher, Джозеф (2012), "Подготовка и структура трубчатая Добавка полимера: Правдивая Синтетический нанотрубка", журнал Американского химического общества , 134 (1): 142-145, DOI : 10.1021 / ja209792f , PMID 22168532
- ^ Ву, помощник; Бек, Кристиан; Федеричи, Джон; Икбал, Зафар (3 сентября 2013 г.). «Термохромизм в нанокомпозитах полидиацетилен-ZnO». J. Phys. Chem. C . 117 (38): 19593–19600. DOI : 10.1021 / jp403939p .
- ^ Ву, помощник; Гу, юань; Тянь, Хуэцюань; Федеричи, Джон; Икбал, Зафар (12 августа 2014 г.). «Влияние длины алкильной цепи на химическое восприятие нанокомпозитов полидиацетилен и полидиацетилен / ZnO». Colloid Polym Sci . 292 (12): 3137–3146. DOI : 10.1007 / s00396-014-3365-у .
- ^ Ву, помощник; Гу, юань; Бек, Кристиан; Икбал, Зафар; Федеричи, Джон (28 ноября 2013 г.). «Реверсивный хроматический датчик, изготовленный методом струйной печати TCDA-ZnO на бумажной основе». Sens. Привод B-Chem . 193 : 10–18. DOI : 10.1016 / j.snb.2013.10.130 .
- ^ Ву, помощник; Гу, юань; Старвоу, Константино; Казерани, Хамед; Федеричи, Джон; Икбал, Зафар (8 июля 2014 г.). «Струйная печать колориметрических контролируемых и обратимых композитов поли-PCDA / ZnO». Sens. Привод B-Chem . 203 : 320–326. DOI : 10.1016 / j.snb.2014.06.132 .
Внешние ссылки
- Полидиацетилены из Университета Висконсина в Мэдисоне.