En kemisk funktionel fosforversion af naturgummi

Goodyears opdagelse i 1839 af vulkaniseringen af ​​naturgummi opnået fra gummitræer markerer begyndelsen på den moderne gummiindustri. En række syntetiske gummiprodukter blev efterfølgende udviklet. I journalen Angewandte Chemie , forskere har nu introduceret en ny, interessant variant:et fosforholdigt gummi med en struktur, der svarer til naturgummi.

De lignende egenskaber ved dobbeltbindinger mellem carbonatomer (C=C) og phosphor-carbon dobbeltbindinger (P=C) førte til ideen om at prøve generelle polymerisationsteknikker på sidstnævnte. Efter en række vellykkede forsøg, forskere, der arbejder med Derek P. Gates ved University of British Columbia (Vancouver, Canada) ønskede at anvende dette koncept på molekyler, der indeholder både P=C og C=C dobbeltbindinger:fosforanaloger af gummiens byggesten, isopren (2-methylbuta-1, 3-dien) og dets nære slægtning, 1, 3-butadien.

Startende med fosforholdige prækursorer, holdet var i stand til at syntetisere de første eksempler på poly(1-phospha-isopren) og poly(1-phospha-1, 3-butadien). Præcis karakterisering med en række spektrometriske teknikker gav en vis indsigt i de resulterende polymerers molekylære strukturer. Ligesom ved polymerisationen af ​​isopren og beslægtede diener (forbindelser med to carbon-carbon dobbeltbindinger), en af ​​dobbeltbindingerne i hver byggeblok bibeholdes. Polymeriseringen sker hovedsageligt gennem C =C dobbeltbindinger, og kun en lille andel sker ved P =C dobbeltbindinger. Dette betyder, at kun få fosforatomer er inkorporeret i polymerrygraden. Størstedelen af ​​phosphoratomerne danner sidekæder, hvori P=C-dobbeltbindingerne opretholdes, efterlader dem tilgængelige for yderligere reaktioner eller ændringer af polymererne.

"Vores funktionelle phosphorholdige materialer er sjældne eksempler på polymerer, der indeholder phosphaalkendele og tilbyder mange muligheder for yderligere derivatisering og tværbinding, " ifølge Gates. F.eks. forskerne var i stand til at binde guldioner til polymererne. "Som en makromolekylær ligand for guldioner, de nye polymerer kan være af fremtidig interesse inden for katalyse og nanokemi. Desuden, den vellykkede polymerisering af P =C/C =C hybridmonomerer åbner døren for at inkorporere P-funktionaliteter i kommercielle gummier, såsom butylgummi eller styren-butadiengummi, der traditionelt anvender isopren- eller butadienkomonomerer. Sådanne nye copolymerer lover unikke arkitekturer, ejendomme, og funktionalitet sammenlignet med deres kulstof-only analoger."