Synthese van poly-(orthophenyleen)

Voor het eerst zijn chemici erin geslaagd om een ortho-fenyleenpolymeer op een simpele manier te maken. De interessante eigenschappen van dit materiaal kun je nu beter onderzoeken, melden onderzoekers in JACS.

Fenyleenpolymeren zijn interessant vanwege hun symmetrie en makkelijk aan te passen structuur. In de praktijk zijn er nog geen toepassingen omdat je het materiaal tot nu toe nog niet makkelijk kon synthetiseren. Dit komt omdat het polymeer opgebouwd is uit zeer reactieve aryn-moleculen die het lastig maken om de reactie te voorspellen.

Masanobu Uchiyama en zijn collega’s van de University of Tokyo kunnen nu deze reactiviteit onder controle houden met koperkatalysatoren. Eerst vormen de onderzoekers de aryn-moleculen in situ door een trimethylsilyltriflaat-precursor te laten reageren met fluoride anionen. Vervolgens voegen ze een koperkatalysator toe, die een complex vormt met een aryn-molecuul en het tweede aryn-molecuul selectief naar de ortho-positie dirigeert. Uiteindelijk vormt het polymeer een helix-structuur.

De onderzoekers begonnen met een Lipschutz-type katalysator (Bu2Cu(CN)Li2), maar andere koperverbindingen zoals kopercyanide, koperchloride en koperbromide blijken ook te werken. Daarnaast heeft de ratio van het aryn ten opzichte van de katalysator invloed op de lengte van het polymeer. Door het aryn in overmaat te maken, worden de polymeerketens langer.

Volgens de onderzoekers kun je de reactie makkelijk aanpassen om polymeren te maken met uiteenlopende eigenschappen. Zo vermoeden ze dat je het materiaal als chirale katalysator kunt gebruiken en dat de helixstructuur veel nieuwe mogelijkheden biedt in de nanotechnologie. Wat er verder nog mogelijk is zijn de Japanners nu aan het onderzoeken.