Finanzielle Unterstützung wurde von der University of Minnesota (Start-up-Fonds) und dem ACS Petroleum Research Fund (54225-DNI3) zur Verfügung gestellt. Anschaffungen für die Chemie-Abteilung NMR-Anlage wurden durch einen Zuschuss von der NIH (S10OD011952) mit passenden Mitteln aus der Universität von Minnesota unterstützt. Wir erkennen die Minnesota NMR-Zentrum für Hochtemperatur-NMR. Die Finanzierung für die NMR-Messtechnik wurde von dem Büro des Vizepräsidenten für Forschung, der Medical School, College of Biological Science, NIH, NSF und der Minnesota Medical Foundation zur Verfügung gestellt. Wir danken John Walzer (ExxonMobil) für ein Geschenk von PEEK Hochdurch Rühren Paddel.

Achtung: Bitte beachten Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) vor dem Gebrauch. Einige der Chemikalien in diesen Synthesen verwendet werden, sind akut giftig und krebserregend, während mehrere sind pyrophor und an der Luft entzünden. Bitte verwenden Sie alle geeigneten Sicherheitspraktiken bei der Durchführung dieser Reaktionen einschließlich der Verwendung von technischen Massnahmen verwendet (Abzugshaube, Handschuhfach) und persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Labormantel, in voller Länge Hosen, geschlossene Schuhe). Teile der folgenden Verfahren beinhalten Standard-Luft-Handling-Techniken. 1. Herstellung von [Bis (2,6-dimethylphenyl) -2,3-butanediimine] NiBr 2, 21-25 <ol><li> Herstellung von Bis (2,6-dimethylphenyl) -2,3-butanediimine: (α-Diimin) <ol><li> Aufzulösen 2,3-Butan (1,0 ml, 11 mmol) und 2,6-Dimethylanilin (2,8 ml, 23 mmol) in 20 ml Methanol in einem 100 ml Rundkolben. </li><li> In Ameisensäure (0,4 ml, 11 mmol) zugegeben und die Reaktion eint Raumtemperatur, bis die Diimin-Ausscheidungen (in der Regel 1-2 Stunden, kann aber über Nacht stehen gelassen werden). Wenn ein Niederschlag nicht bildet, konzentriere das Reaktionsgemisch mit einem Rotationsverdampfer und kühlt im Eisbad. </li><li> Filtern Sie die Reaktionsmischung mit Glasfritte und Filterkolben und waschen Sie den gelben Feststoff mit 20 ml kaltem Methanol und im Vakuum getrocknet. Anmerkung: 1 H NMR (500 MHz, CD 2 Cl 2): δ 7,06 (d, J = 7,6 Hz, 4H), 6,92 (t, J = 7,5 Hz, 2H), 2,00-1,99 (m, 19H). </li></ol></li><li> Herstellung von (1,2-Dimethoxyethan) NiBr 2: DME-NiBr 2 <ol><li> Unter einer Stickstoffatmosphäre kombiniert wasserfreiem Nickelbromid (NiBr 2, 15 g, 0,069 mol), Triethylorthoformiat (30 ml, 0,185 mol) und Methanol (100 ml) in einem 2-Hals-Rundkolben mit Rückflußkühler und Gummi versehen Scheidewand auf einem Schlenk-Linie unter einer Stickstoffatmosphäre. </li><li> Rückfluß Das braune Reaktionsgemisch unter einer Stickstoffatmosphäre, bis eingrüne Lösung entsteht. Dies dauert in der Regel 2-3 Stunden, aber diese Reaktion unter Rückfluss über Nacht bei Bedarf überlassen werden. </li><li> Nachdem man die Mischung abkühlen, Konzentrieren des Reaktionsgemisches unter Verwendung der Vakuumpumpe auf der Schlenklinie um einen dunkelgrünen Gels. </li><li> Kanüle übertragen einen Überschuss 1,2-Dimethoxyethan (DME, 100 ml) auf den grünen Gel, das sofort bildet orangefarbenen Feststoff. Sobald alle DME zugegeben, Erhitze das Reaktionsgemisch bei 85 ° C für weitere 2 Stunden, bis eine hellorangefarbene Reaktionsgemisch bildet. Die Reaktion wird auf Raumtemperatur, an welcher Stelle ein lichtorangefarbenen Feststoff ausfällt. </li><li> Entfernen Sie die Rückflusskühler aus dem Reaktionskolben und ersetzen mit einem Schlenkfritte zu einem zweiten Schlenk Auffangkolben unter Stickstoffatmosphäre verbunden ist. Drehen Sie das ganze Gerät um 180 ° verursacht die orangefarbene Reaktionsmischung, um das Schlenkfritte geben und Filtern der Reaktionsmischung. </li><li> Das ursprüngliche Reaktionskolben zu entfernen und ein Septum am Schlenk frit. Kanüle Transfer DME (100 ml) und dann Pentan (100 ml), um den DME-NiBr 2 waschen. Trocknen im Vakuum die orangefarbenen Feststoff und bringen in das Handschuhfach. Anmerkung: DME-NiBr 2 kann beliebig unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gelagert werden. Wenn sie der Atmosphäre offen gelassen wird, bildet sich ein grünes, hydratisiertem Gel. </li></ol></li><li> Herstellung von [Bis (2,6-dimethylphenyl) -2,3-butanediimine] NiBr 2: ([α-Diimin] NiBr 2) <ol><li> Im Handschuhfach, kombinieren DME-NiBr 2 (1,0 g, 3,2 mmol) und Bis (2,6-dimethylphenyl) -2,3-butanediimine (1,1 g, 3,8 mmol) in einem 50 ml-Rundkolben. </li><li> In 20 ml Dichlormethan und rührt über Nacht bei Raumtemperatur. </li><li> Filtern der Reaktionsmischung mit einer Glasfritte und Saugflasche. Waschen im Vakuum Der braune Feststoff mit 75 ml Dichlormethan und trocken. Anmerkung: Diese Nickelkatalysator kann unbegrenzt in einer inerten Atmosphäre-Handschuhbox bei Raumtemperatur gelagert werden. Es ist alin den meisten Lösungsmitteln unlöslich ist, so wurden so Standard Charakterisierungen nicht durchgeführt. </li></ol></li></ol> 2. Herstellung der Katalysatoren-Stammlösungen <ol><li> Herstellung von [[α-Diimin] Ni (CH 3)] + [MAO] - Stammlösung <ol><li> Vorbereitung einer 1,0 x 10 -3 M Katalysator-Stammlösung durch Zugabe von 0,0041 g von [α-Diimin] NiBr 2 (8,0 x 10 -6 mol) in ein Fläschchen mit 7,5 ml Toluol gegeben. </li><li> Zu der gerührten Suspension Nickel, fügen 0,50 ml 30% Methylaluminoxan (MAO) in Toluol zu und rührt 1 min. Die Farbe wird von einer braunen Suspension auf eine blau-grüne Lösung zu ändern. Diese Lösung kann bei -30 ° C für bis zu 6 Stunden gelagert und in nachfolgenden Polymerisationen verwendet werden. Hinweis: Methylaluminoxan ist pyrophor und werden in Luft rauchen. Es sollte nur in einer inerten Atmosphäre-Handschuhfach verwendet werden, und es sollte beim Entfernen kontaminierter Spritzen / Glaswaren aus dem Handschuhkasten entnommen werden. Typischerweise werden die Spritzen einnd Glaswaren werden mit Toluol im Handschuhfach gewaschen und in einem Metall platziert werden können, getrennt von Kimwipes oder anderen brennbaren Stoffen. Das verunreinigte Toluol wird in einem Fläschchen verschlossen und aus dem Handschuhfach mit dem Metall entfernt. Diese Einzelteile werden mit dem Abzug, wo sie an die frische Luft und langsam hinter dem Schutzglas zu stillen übertragen. </li></ol></li><li> Herstellung von ZnEt 2 Stammlösung <ol><li> Bereiten Sie eine 1,2-M-Lösung durch Auflösen von 0,25 ml ZnEt 2 in 1,75 ml Toluol. Hinweis: Diethylzink ist pyrophor und werden in der Luft entzünden. Es sollte nur in einer inerten Atmosphäre Handschuhfach verwendet werden und Sorgfalt sollte bei der Entfernung von kontaminierten Spritzen / Glaswaren aus dem Handschuhkasten entnommen werden. Typischerweise werden die Spritzen und Glaswaren mit Toluol im Handschuhfach gewaschen und in einem Metall platziert werden können, getrennt von Kimwipes oder anderen brennbaren Stoffen. Das verunreinigte Toluol wird in einem Fläschchen verschlossen und aus dem Handschuhfach mit dem Metall entfernt. These Einzelteile werden an den Abzug, wo sie an die frische Luft überführt und langsam hinter dem Schutzglas zu stillen. </li></ol></li></ol> 3. Katalytische Polymerisationen Mit einem Paralleldruckreaktor <ol><li> Druck Scope <ol><li> Einrichten alle Polymerisationsreaktionen in einer parallelen Druckreaktor mit Überkopfrühren in einer N 2 -Atmosphäre Glovebox gebracht. Programmieren der Polymerisation in der Software: Gesamtreaktionsvolumen (3,0 ml), das Spülgas (N 2), der gewünschten Reaktionsgas (Ethylen), der gewünschte Druck (15-150 psi), und der gewünschten Reaktionszeit (1 h ). Anmerkung: Eine Biotage Endeavor Paralleldruckreaktor mit einem separaten Computer, der die Überwachung der Gasaufnahme wurde für Polymerisationen eingesetzt. Alle Polymerisationen wurden mindestens dreimal durchgeführt, um die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten. Mit dieser Art von Reaktor mehreren Variablen können innerhalb eines einzelnen Experiments oder im Verlauf von mehreren exp eingestellt werdeneriments umfasst: die Reaktionsgase, Druck, Temperatur, Zeit, Lösemittel, Volumen Katalysator oder Kettenübertragungsmittel. Indem acht Reaktionen gleichzeitig mit Echtzeit-Gas-Uptake werden katalytischen Reaktionen effizient getestet. In diesem Fall müssen die Reaktionsgefäße ein Volumen von maximal 5 ml, also ein Volumen von 3 ml wurde gewählt, um für die Bildung von Polymer ausmachen. Außerdem wurden Standardkonzentrationen, Drücke und Zeiten der Literatur Bedingungen. 21 Diese Polymerisationen können alle in den einzelnen Druckreaktoren oder sogar auf einer Schlenklinie durchgeführt werden, aber es ist schwieriger, höhere Drücke oder Gasaufnahme für die Reaktionen zu erzielen. </li><li> Legen Glaseinsatz Reaktionsgefäße in die acht Vertiefungen. Verwenden Sie die Tiefe Tool, um sicherzustellen, das Glas-Liner sind in der entsprechenden Höhe. Setzen Sie die Klinge Laufrädern in die Überkopfmontage. </li><li> Füllen Sie die Reaktionsgefäße nach Tabelle 1: <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Reaktionsgefäß </td><td> Druck (psi) </td><td> Katalysator Vol. (ml) </td><td> ZnEt 2 Vol. (ml) </td><td> Toluol Vol. (ml) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 15 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 15 </td><td> 0.1 </td><td> 0 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 30 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 30 </td><td> 0.1 </td><td> 0 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 60 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 150 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 8 </td&gt; <td> 150 </td><td> 0.1 </td><td> 0 </td><td> 2.9 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Die Reaktionsbedingungen für die Druck Umfang Reaktionen. </li><li> Sicherstellen, dass die O-Ringe ordnungsgemäß in den Metallrillen sitzt und vorsichtig die Kopfrühren Montage auf dem Grund und festschrauben abwechselnd. Achten Sie darauf, alle Schrauben fest angezogen sind, und drücken Sie Start in der Software. Überwachen Sie die Reaktion über Gasaufnahmemessungen. </li><li> Nach 1 Stunde der Polymerisation zu entfernen, die Reaktionsfläschchen aus dem Handschuhkasten und auszufällen Polyethylen mit Zusatz von 5% iger Salzsäure in Methanol, das Lösungsmittel entfernt und im Vakuum getrocknet. Massen das Polymer, um die Ausbeute zu erhalten und zu vergleichen, um den Ethylenverbrauch während der Reaktion. </li><li> Berechnung der Aktivität des Katalysators, die die Masse des Polymers pro Mol des Katalysators gebildet ist, pro Stunde Polymerisation. </li><li> Analyse, das Molekulargewicht und die Dispersität Index desgetrocknet Polyethylen mit Hochtemperatur-Gelpermeationschromatographie (GPC). Aufzulösen 0,002 g Polymer in 2 ml 1,2,4-Trichlorbenzol bei 135 ° C. Führen Sie das GPC nach dem Protokoll des Herstellers. Hinweis: Ein Agilent PL-GPC 220 Hochtemperatur GPC / SEC-System wurde bei 135 ° C verwendet werden, und die Daten wurden unter Verwendung von Polystyrol-Standards, um das Molekulargewicht des Polymers zu analysieren passen. </li><li> Den Grad der Verzweigung, die Verzweigungstyp und die Endgruppe Aktivität des getrockneten Polyethylen mit hoher Temperatur 13 C-NMR. Aufzulösen 0,050-0,080 g des Polymers in 0,5 ml Tetrachlorethan-d 2 (C 2 D 2 Cl 4) bei 130 ° C. Führen Sie die Proben auf einem 600 MHz NMR bei 130 ° C für mindestens 2.000 Scans. Zuweisen Polymerverzweigung nach der Literatur 26-28. Hinweis: Ein Agilent / Varian 600 MHz Spektrometer bei 130 ° C wurde für 13 C-NMR-Analyse verwendet. </li></ol></li><li> Chain transfer polymerization<ol><li> Nach dem gleichen Verfahren und Analyse wie in Abschnitt 3.1, füllen Sie den Reaktor und programmieren die Software entsprechend den Parametern in Tabelle 2: <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Reaktionsgefäß </td><td> Druck (psi) </td><td> Katalysator Vol. (ml) </td><td> ZnEt 2 Vol. (ml) </td><td> Toluol Vol. (ml) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,005 </td><td> 2.9 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,01 </td><td> 2.89 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,015 </td><td> 2.89 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td>0,025 </td><td> 2.88 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,042 </td><td> 2.86 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,06 </td><td> 2.84 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 60 </td><td> 0.1 </td><td> 0,085 </td><td> 2.82 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Die Reaktionsbedingungen für die Kettenübertragungs Polymerisationsreaktionen. </li><li> Darüber hinaus berechnen die Mol Ketten aufgrund der Anwesenheit von ZnEt 2 und die Anzahl der Ketten pro Mol Katalysator, basierend auf den folgenden Gleichungen initiiert erweitert. 7 <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/53212/53212eq1-2.jpg" width="250" /> (MR) verlängert - Mol Ketten ausgedehnt aufgrund des Vorhandenseins von ZnEt 2 (mol) Yield Polymer - Masse des Polymer (g) M n - Anzahl averAlter Molekulargewicht des Polymers von GPC (g / mol) Ketten initiiert - Anzahl der Ketten pro Mol Katalysator eingeleitet Mol Katalysator - Mole an Katalysator in der Polymerisation verwendet wird </li><li> Machen Sie eine graphische Darstellung der Anzahl Ketten initiiert gegen die Konzentration der ZnEt 2. </li></ol></li></ol> 4. Kinetische Analyse von Polymerisationen: Preise von Kettenübertragungs und Vermehrung <ol><li> Ausbreitungsgeschwindigkeit (k p) <ol><li> Für jeden Lauf, wo nur [α-Diimin] NiBr 2 vorhanden ist, stellen Sie ein Grundstück von Ethylenverbrauch gegenüber der Zeit. </li><li> Den anfänglichen Ethylengasaufnahme im linearen Bereich, um die Anfangsgeschwindigkeit zu erhalten. Im Fall von 2a wurden die Spuren von 500 bis 2000 sec passen. </li><li> Verwenden des Mittelwertes der Kurven eine Ausbreitungsgeschwindigkeit (k p) für den jeweiligen Katalysator mit dem gewünschten Druck zu erhalten. </li></ol></li><li> Teil vonKettenübertragung (k p) <ol><li> Schätzung der Konzentration von Ethylen, [C &amp; sub2; =], in 3,0 ml Toluol aus der durchschnittlichen Gasaufnahme (Löslichkeit) von der Suche nach der Anzahl der Mole des Gases in den Reaktoren, die Katalysator enthalten, nicht verbraucht wird. </li><li> Einen Mayo Grundstück von 1 / M n (von den Molekulargewichtsdaten von der GPC) gegen [ZnR x] / [C 2 =] (aus der Konzentration von ZnEt 2 in den Reaktor gegeben). 7, 29 </li><li> Passen die Daten in eine gerade Linie auf der Grundlage der Mayo-Gleichung. Multiplizieren die Steigung 28, das Molekulargewicht von Ethylen, um das Verhältnis der Geschwindigkeit der Kettenübertragung auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit (k e / k p) zu erhalten. <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/53212/53212eq3.jpg" width="230" /> Mn - Zahlenmittel des Molekulargewichts des Polymers von GPC mit ZnEt 2 M N O - Anzahl DurchschnittMolekulargewicht des Polymers von GPC ohne ZnEt 2 k e - Rate von Kettenübertragungs k p - Ausbreitungsgeschwindigkeit [ZnR X] - Konzentration der ZnEt 2 in der Reaktion [C &amp; sub2; =] - Konzentration von Ethylen in dem Reaktions 28 - Das Molekulargewicht der Ethylen </li><li> Multiply k e / k p durch im vorhergehenden Abschnitt erhalten k p, die Rate der Kettenübertragung k e zu erhalten. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Gibson, V. C., Spitzmesser, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+Non-Metallocene+Olefin+Polymerization+Catalysis.">Advances in Non-Metallocene Olefin Polymerization Catalysis.</a> Chem. Rev. 103 (1), 283-316 (2002).</li><li>Coates, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precise+Control+of+Polyolefin+Stereochemistry+Using+Single-Site+Metal+Catalysts.">Precise Control of Polyolefin Stereochemistry Using Single-Site Metal Catalysts.</a> Chem. Rev. 100 (4), 1223-1252 (2000).</li><li>Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selectivity+in+Propene+Polymerization+with+Metallocene+Catalysts.">Selectivity in Propene Polymerization with Metallocene Catalysts.</a> Chem. Rev. 100 (4), 1253-1346 (2000).</li><li>Valente, A., Mortreux, A., Visseaux, M., Zinck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinative+Chain+Transfer+Polymerization.">Coordinative Chain Transfer Polymerization.</a> Chem. Rev. 113 (5), 3836-3857 (2013).</li><li>Sita, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+Uno+Plures+(&amp;#34;Out+of+One,+Many&amp;#34;):+New+Paradigms+for+Expanding+the+Range+of+Polyolefins+through+Reversible+Group+Transfers.">Ex Uno Plures (&amp;#34;Out of One, Many&amp;#34;): New Paradigms for Expanding the Range of Polyolefins through Reversible Group Transfers.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 48 (14), 2464-2472 (2009).</li><li>Kempe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+Polymerize+Ethylene+in+a+Highly+Controlled+Fashion?.">How to Polymerize Ethylene in a Highly Controlled Fashion?.</a> Chem. Eur. J. 13 (10), 2764-2773 (2007).</li><li>van Meurs, M., Britovsek, G. J. P., Gibson, V. C., Cohen, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyethylene+Chain+Growth+on+Zinc+Catalyzed+by+Olefin+Polymerization+Catalysts:+A+Comparative+Investigation+of+Highly+Active+Catalyst+Systems+across+the+Transition+Series.">Polyethylene Chain Growth on Zinc Catalyzed by Olefin Polymerization Catalysts: A Comparative Investigation of Highly Active Catalyst Systems across the Transition Series.</a> J. Am. Chem. Soc. 127 (27), 9913-9923 (2005).</li><li>Wei, J., Zhang, W., Sita, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aufbaureaktion+Redux:+Scalable+Production+of+Precision+Hydrocarbons+from+AlR3+(R=Et+or+iBu)+by+Dialkyl+Zinc+Mediated+Ternary+Living+Coordinative+Chain-Transfer+Polymerization.">Aufbaureaktion Redux: Scalable Production of Precision Hydrocarbons from AlR3 (R=Et or iBu) by Dialkyl Zinc Mediated Ternary Living Coordinative Chain-Transfer Polymerization.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 49 (10), 1768-1772 (2010).</li><li>Arriola, D. J., Carnahan, E. M., Hustad, P. D., Kuhlman, R. L., Wenzel, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+Production+of+Olefin+Block+Copolymers+via+Chain+Shuttling+Polymerization.">Catalytic Production of Olefin Block Copolymers via Chain Shuttling Polymerization.</a> Science. 312 (5774), 714-719 (2006).</li><li>Mazzolini, J., Espinosa, E., D'Agosto, F., Boisson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalyzed+chain+growth+(CCG)+on+a+main+group+metal:+an+efficient+tool+to+functionalize+polyethylene.">Catalyzed chain growth (CCG) on a main group metal: an efficient tool to functionalize polyethylene.</a> Polymer Chemistry. 1 (6), 793-800 (2010).</li><li>Britovsek, G. J. P., Cohen, S. A., Gibson, V. C., van Meurs, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+Catalyzed+Polyethylene+Chain+Growth+on+Zinc:+A+Study+of+the+Factors+Delineating+Chain+Transfer+versus+Catalyzed+Chain+Growth+in+Zinc+and+Related+Metal+Alkyl+Systems.">Iron Catalyzed Polyethylene Chain Growth on Zinc: A Study of the Factors Delineating Chain Transfer versus Catalyzed Chain Growth in Zinc and Related Metal Alkyl Systems.</a> J. Am. Chem. Soc. 126 (34), 10701-10712 (2004).</li><li>Gibson, V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shuttling+Polyolefins+to+a+New+Materials+Dimension.">Shuttling Polyolefins to a New Materials Dimension.</a> Science. 312 (5774), 703-704 (2006).</li><li>Chenal, T., Olonde, X., Pelletier, J. -. F., Bujadoux, K., Mortreux, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+polyethylene+chain+growth+on+magnesium+catalyzed+by+lanthanidocene:+A+living+transfer+polymerization+for+the+synthesis+of+higher+dialkyl-magnesium.">Controlled polyethylene chain growth on magnesium catalyzed by lanthanidocene: A living transfer polymerization for the synthesis of higher dialkyl-magnesium.</a> Polymer. 48 (7), 1844-1856 (2007).</li><li>Busico, V., Cipullo, R., Chadwick, J. C., Modder, J. F., Sudmeijer, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Regiochemical+and+Stereochemical+Errors+on+the+Course+of+Isotactic+Propene+Polyinsertion+Promoted+by+Homogeneous+Ziegler-Natta+Catalysts.">Effects of Regiochemical and Stereochemical Errors on the Course of Isotactic Propene Polyinsertion Promoted by Homogeneous Ziegler-Natta Catalysts.</a> Macromolecules. 27 (26), 7538-7543 (1994).</li><li>Annunziata, L., Duc, M., Carpentier, J. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chain+Growth+Polymerization+of+Isoprene+and+Stereoselective+Isoprene-Styrene+Copolymerization+Promoted+by+an+ansa-Bis(indenyl)allyl-Yttrium+Complex.">Chain Growth Polymerization of Isoprene and Stereoselective Isoprene-Styrene Copolymerization Promoted by an ansa-Bis(indenyl)allyl-Yttrium Complex.</a> Macromolecules. 44 (18), 7158-7166 (2011).</li><li>Kretschmer, W. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+Chain+Transfer+between+Organoyttrium+Cations+and+Aluminum:+Synthesis+of+Aluminum-Terminated+Polyethylene+with+Extremely+Narrow+Molecular-Weight+Distribution.">Reversible Chain Transfer between Organoyttrium Cations and Aluminum: Synthesis of Aluminum-Terminated Polyethylene with Extremely Narrow Molecular-Weight Distribution.</a> Chem. Eur. J. 12 (35), 8969-8978 (2006).</li><li>Britovsek, G. J. P., Cohen, S. A., Gibson, V. C., Maddox, P. J., van Meurs, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron-Catalyzed+Polyethylene+Chain+Growth+on+Zinc:+Linear+&#945;-Olefins+with+a+Poisson+Distribution.">Iron-Catalyzed Polyethylene Chain Growth on Zinc: Linear &#945;-Olefins with a Poisson Distribution.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 41 (3), 489-491 (2002).</li><li>Xiao, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Linear-Hyperbranched+Multiblock+Polyethylene+Produced+from+Ethylene+Monomer+Alone+via+Chain+Walking+and+Chain+Shuttling+Polymerization.">A Novel Linear-Hyperbranched Multiblock Polyethylene Produced from Ethylene Monomer Alone via Chain Walking and Chain Shuttling Polymerization.</a> Macromolecules. 42 (6), 1834-1837 (2009).</li><li>Simon, L. C., Mauler, R. S., De Souza, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+alkylaluminum+cocatalyst+on+ethylene+polymerization+by+a+nickel-diimine+complex.">Effect of the alkylaluminum cocatalyst on ethylene polymerization by a nickel-diimine complex.</a> J. Polym. Sci. A Polym Chem. 37 (24), 4656-4663 (1999).</li><li>Hue, R. J., Cibuzar, M. P., Tonks, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Polymeryl+Chain+Transfer+Between+Group+10+Metals+and+Main+Group+Alkyls+during+Ethylene+Polymerization.">Analysis of Polymeryl Chain Transfer Between Group 10 Metals and Main Group Alkyls during Ethylene Polymerization.</a> ACS Catalysis. 4 (11), 4223-4231 (2014).</li><li>Johnson, L. K., Killian, C. M., Brookhart, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Pd(II)-+and+Ni(II)-Based+Catalysts+for+Polymerization+of+Ethylene+and+.alpha.-Olefins.">New Pd(II)- and Ni(II)-Based Catalysts for Polymerization of Ethylene and .alpha.-Olefins.</a> J. Am. Chem. Soc. 117 (23), 6414-6415 (1995).</li><li>Ittel, S. D., Johnson, L. K., Brookhart, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Late-Metal+Catalysts+for+Ethylene+Homo-+and+Copolymerization.">Late-Metal Catalysts for Ethylene Homo- and Copolymerization.</a> Chem. Rev. 100 (4), 1169-1204 (2000).</li><li>Bautista, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Diels-Alder+Cycloadditions+of+exo-Imidazolidin-2-one+Dienes.">Synthesis and Diels-Alder Cycloadditions of exo-Imidazolidin-2-one Dienes.</a> J. Org. Chem. 76 (19), 7901-7911 (2011).</li><li>Rulke, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMR+study+on+the+coordination+behavior+of+dissymmetric+terdentate+trinitrogen+ligands+on+methylpalladium(II)+compounds.">NMR study on the coordination behavior of dissymmetric terdentate trinitrogen ligands on methylpalladium(II) compounds.</a> Inorg. Chem. 32 (25), 5769-5778 (1993).</li><li>Ward, L. G. L., Pipal, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anhydrous+Nickel+(II)+Halides+and+their+Tetrakis+(Ethanol)+and+1,2-Dimethoxyethane+Complexes.">Anhydrous Nickel (II) Halides and their Tetrakis (Ethanol) and 1,2-Dimethoxyethane Complexes.</a> Inorg. Syntheses. 13, 154-164 (1972).</li><li>Galland, G. B., de Souza, R. F., Mauler, R. S., Nunes, F. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=13C+NMR+Determination+of+the+Composition+of+Linear+Low-Density+Polyethylene+Obtained+with+[&#951;3-Methallyl-nickel-diimine]PF6+Complex.">13C NMR Determination of the Composition of Linear Low-Density Polyethylene Obtained with [&#951;3-Methallyl-nickel-diimine]PF6 Complex.</a> Macromolecules. 32 (5), 1620-1625 (1999).</li><li>Cotts, P. M., Guan, Z., McCord, E., McLain, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Branching+Topology+in+Polyethylenes+As+Revealed+by+Light+Scattering+and+13C+NMR.">Novel Branching Topology in Polyethylenes As Revealed by Light Scattering and 13C NMR.</a> Macromolecules. 33 (19), 6945-6952 (2000).</li><li>Wiedemann, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monofunctional+hyperbranched+ethylene+oligomers.">Monofunctional hyperbranched ethylene oligomers.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (5), 2078-2085 (2014).</li><li>Mayo, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chain+Transfer+in+the+Polymerization+of+Styrene:+The+Reaction+of+Solvents+with+Free+Radicals1.">Chain Transfer in the Polymerization of Styrene: The Reaction of Solvents with Free Radicals1.</a> J. Am. Chem. Soc. 65 (12), 2324-2329 (1943).</li></ol>

Die Autoren erklären, keine konkurrierenden finanzielles Interesse.

Ein Methyl substituiertes kationischen [α-Diimin] NiBr 2 Ethylenpolymerisationskatalysator mit MAO aktiviert wurde für seine Kompetenz für die Ethylen-Kettenübertragungs Polymerisationen sucht. Die Reaktionen wurden über die Gasaufnahmemessungen überwacht werden, um die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Polymerisation und die Katalysatorlebenszeit, und das Molekulargewicht der resultierenden Polymere wurden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt, zu b...

Polyolefine sind eine wichtige Klasse von industriellen Polymeren mit Anwendungen in Thermoplasten und Elastomeren. Bedeutende Fortschritte bei der Gestaltung von Single-Site-Katalysatoren zur Herstellung von Polyolefinen ist, um die einstellbare Molekulargewicht, Polydispersität und Polymermikrostruktur, die eine Vielzahl von potentiellen Anwendungen führt geführt. 1-3 In jüngerer Kettenübertragung und Ketten pendelt Polymerisationen wurden entwickelt, um eine zusätzliche Strecke, um die Eigenschaften des Polymers zu modifizieren, ohne den Katalysator zu modifizieren ergeben. 4-6 Dieses System verwendet ein Single-Site-Übergangsmetall-Katalysator und ein Kettenübertragungsmittel (CTR), die typischerweise ein Hauptgruppenmetall-Alkyl. Während dieser Polymerisation wird die wachsende Polymerkette in der Lage, aus dem Katalysator zu dem CTR, wobei die Polymerkette bleibt inaktiv, bis sie wieder auf den Katalysator übertragen zu übertragen. Unterdessen kann die Alkylgruppe, die mit dem Katalysator überführt wurde ano initiierenther Polymerkette. In einer Kettenübertragung der Polymerisation kann ein Katalysator, eine größere Anzahl von Ketten im Vergleich zu einem Standard-katalytische Polymerisation einzuleiten. Die Polymerketten mit dem Kettenübertragungsreagens endständigem Metall; Daher ist ein weiterer Endgruppenfunktionalisierung möglich. Dieses System kann verwendet werden, um das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung der Polyolefine zu ändern, 7 bis Aufbau artigen Alkylkette Wachstum auf der Hauptgruppenmetalle, 8 und für die Synthese von Spezialpolymeren mit multicatalyst Systemen wie Blockcopolymere katalysieren. 9, 10 Kettenübertragungs Polymerisationen wurden am häufigsten mit frühen Übergangsmetalle (Hf, Zr) und Alkylzink oder Alkylaluminium Reagenzien beobachtet worden, obwohl es Beispiele für die Übergangsmetallreihe. 5,7,8,11-16 In typischen frühen Übergangsmetallkatalysatorsysteme, Ketten Übertragung ist schnell, effizient und reversibel die zu engen Molekulargewichtsverteilungen. Chain Transfer / Pendeln in mittleren bis späten Übergangsmetalle (zB Cr, Fe, Co und Ni) mit der Gruppe 2 und 12 Metallalkyle, obwohl die Raten der Übertragung im Vergleich zum frühen Metalle sind sehr variabel. 4,7 beobachtet, 17-19 Zwei Hauptfaktoren sind für eine effiziente Kettenüber offenbar notwendig: ein gutes Spiel von Metall-Kohlenstoff-Bindung Dissoziationsenergien für den Polymerisationskatalysator und Kettenübertragungsmittel und eine geeignete sterische Umgebung um bimolekulare Bildung / Bruch alkylverbrückten Bimetall-Zwischenprodukte zu fördern . 20 Im Fall der späten Übergangsmetalle, wenn der Katalysator nicht genügend sterische, beta-Hydrid enthalten (β-H) Eliminierung wird die dominante Kündigung Weg wird im allgemeinen Wettbewerbskettenübertragung und. Hierin auf einer Studie von Bimetall-Kettentransfer von Nickel zu Zink in einem bis (2,6-dimethylphenyl) -2,3-butanediimine basierenden Katalysatorsystem mit Diethylzink (ZnEt 2), durch sma berichten wirll angelegte Hochdurchsatz-Reaktionen. Kettenübertragungs wird und die Veränderungen im Molekulargewicht (M w) und Dispersitätsindex des resultierenden Polyethylen durch Gelpermeationschromatographie-Analyse identifiziert werden. Kettenübertragung wird auch durch 13 C NMR-Analyse des Verhältnisses von Vinyl gesättigte Kettenenden als eine Funktion der Kettenübertragungsmittel-Konzentration identifiziert werden. Eine eingehende kinetische Analyse der Geschwindigkeiten der Ausbreitung und Kettentransfer werden ebenfalls vorgestellt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:675px;" width="674">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:209px;">Endeavor Pressure Reactor</td>
			<td style="width:119px;">Biotage</td>
			<td style="width:107px;">EDV-1N-L</td>
			<td style="width:240px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Blade Impellers</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>900543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Glass Liners</td>
			<td>Biotage</td>
			<td>900676</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">2,3-butanedione, 99%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14217</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">2,6-dimethylaniline, 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D146005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">formic acid, 95%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F0507</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">methanol, 99.8%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>179337</td>
			<td>ACS Reagent</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">nickel (II) bromide, 99%</td>
			<td>Strem</td>
			<td>28-1140</td>
			<td>anhydrous, hygroscopic</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">triethylorthoformate, 98%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>304050</td>
			<td>dried with K2CO3 and distilled</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">1,2-dimethoxyethane, 99.5%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>259527</td>
			<td>dried with Na/Benzophenone and distilled</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">pentane, 99%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>P399</td>
			<td>HPLC Grade *</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">dichloromethane, 99.5%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>D37</td>
			<td>ACS Reagent *</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">toluene, 99.8%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>T290</td>
			<td>HPLC Grade *</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">methylaluminoxane</td>
			<td>Albemarle</td>
			<td>MAO</td>
			<td>pyrophoric, 30% in toluene</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">diethylzinc, 95%</td>
			<td>Strem</td>
			<td>93-3030</td>
			<td>pyrophoric</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">1,2,4-trichlorobenzene, 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>296104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">1,1,2,2-tetrachloroethane-D2, 99.6%</td>
			<td>Cambridge Isotopes</td>
			<td>DLM-35</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ethylene polymerizations using parallel pressure reactors and a kinetic analysis of chain transfer polymerization

Wir demonstrieren ein Verfahren zum Hochdurchsatz-Katalysatorscreening unter Verwendung eines parallelen Druckreaktor ausgehend von der anfänglichen Synthese eines Nickel α-Diimin Ethylenpolymerisationskatalysator. Anfangs Polymerisationen mit dem Katalysator führen zu optimierten Reaktionsbedingungen, einschließlich der Katalysatorkonzentration, Ethylendruck und Reaktionszeit. Verwendung von Gas-Aufnahme-Daten für diese Reaktionen wird ein Verfahren die anfängliche Ausbreitungsrate (k p) zu berechnen, ist dargestellt. Unter den optimierten Bedingungen, die Fähigkeit des Nickel α-Diimin-Polymerisationskatalysator Kettenübertragungsreagens mit Diethylzink (ZnEt 2) während der Ethylenpolymerisation unterzogen wurde, untersucht. Ein Verfahren, um die Fähigkeit des Katalysators zur Kettenübertragung (von Molekulargewicht und 13 C-NMR-Daten) Kettenübertragungsraten (k e) unterzogen werden, die Berechnung der Grad der Kettenübertragung und zu berechnen, ist einzuschätzen ist.

Der Ethylengasverbrauch als Funktion der Zeit ist in Figur 1 für die verschiedenen Ethylendrücken getestet dargestellt. Diese Daten werden zur optimierten Reaktionsbedingungen zu bestimmen. Der Ethylengasverbrauch als Funktion der Zeit ist in 2A für den Katalysator allein Proben, die verwendet werden, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit (k p) zu berechnen, ist dargestellt. 2B zeigt Gelpermeationschromatographie (GPC) verfolgt für Kettenübertragun...

Watch this Scientific Journal Video about Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization at JoVE.com

Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

Ein Protokoll für die Hochdurchsatzanalyse von Polymerisationskatalysator, Kettenübertragungs Polymerisationen Polyethylen Charakterisierung und Reaktions kinetische Analyse wird vorgestellt.

Ethylenpolymerisationen Mit Parallel Druckreaktoren und eine kinetische Analyse chain transfer polymerization

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel ...

ethylene-polymerizations-using-parallel-pressure-reactors-kinetic

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Gases

SCIENTISTS IN ACTION

12.7K Aufrufe.  University of Minnesota - Twin Cities.  Ein Protokoll für die Hochdurchsatzanalyse von Polymerisationskatalysator, Kettenübertragungs Polymerisationen Polyethylen Charakterisierung und Reaktions kinetische Analyse wird vorgestellt. 

Serie: Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

Steady-state, Pre-steady-state, and Single-turnover Kinetic Measurement for DNA Glycosylase Activity

Human 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) excises the mutagenic oxidative DNA lesion 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG) from DNA. Kinetic characterization of OGG1 is undertaken to measure the rates of 8-oxoG excision and product release. When the OGG1 concentration is lower than substrate DNA, time courses of product formation are biphasic; a rapid exponential phase (i.e. burst) of product formation is followed by a linear steady-state phase. The initial burst of product formation corresponds to the concentration of enzyme properly engaged on the substrate, and the burst amplitude depends on the concentration of enzyme. The first-order rate constant of the burst corresponds to the intrinsic rate of 8-oxoG excision and the slower steady-state rate measures the rate of product release (product DNA dissociation rate constant, koff). Here, we describe steady-state, pre-steady-state, and single-turnover approaches to isolate and measure specific steps during OGG1 catalytic cycling. A fluorescent labeled lesion-containing oligonucleotide and purified OGG1 are used to facilitate precise kinetic measurements. Since low enzyme concentrations are used to make steady-state measurements, manual mixing of reagents and quenching of the reaction can be performed to ascertain the steady-state rate (koff). Additionally, extrapolation of the steady-state rate to a point on the ordinate at zero time indicates that a burst of product formation occurred during the first turnover (i.e. y-intercept is positive). The first-order rate constant of the exponential burst phase can be measured using a rapid mixing and quenching technique that examines the amount of product formed at short time intervals (&lt;1 sec) before the steady-state phase and corresponds to the rate of 8-oxoG excision (i.e. chemistry). The chemical step can also be measured using a single-turnover approach where catalytic cycling is prevented by saturating substrate DNA with enzyme (E&gt;S). These approaches can measure elementary rate constants that influence the efficiency of removal of a DNA lesion.

Time courses for the glycosylase activity of 8-oxoguanine DNA glycosylase are biphasic exhibiting a burst of product formation and a linear steady-state phase. Utilizing quench-flow techniques, the burst and the steady-state rates can be measured, which correspond to excision of 8-oxoguanine and release of the glycosylase from the product DNA, respectively.

Steady-State-, Pre-Steady-State-und Einzel-Umsatz Kinetic Measurement für DNA Glycosylase Aktivität

Human 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) excises the mutagenic oxidative DNA lesion 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG) from DNA. Kinetic characterization ...

Forschung

Chemie

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large variety of PEG molecular weights and configurations (arm number, arm length, and branching pattern) affords researchers tight control over resulting hydrogel structures and properties, including Young&#8217;s modulus and mesh size. This video will illustrate a rapid, efficient, solvent-free, microwave-assisted method to methacrylate PEG precursors into poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEGDM). This synthetic method provides much-needed starting materials for applications in drug delivery and regenerative medicine. The demonstrated method is superior to traditional methacrylation methods as it is significantly faster and simpler, as well as more economical and environmentally friendly, using smaller amounts of reagents and solvents. We will also demonstrate an adaptation of this technique for on-resin methacrylamide functionalization of peptides. This on-resin method allows the N-terminus of peptides to be functionalized with methacrylamide groups prior to deprotection and cleavage from resin. This allows for selective addition of methacrylamide groups to the N-termini of the peptides while amino acids with reactive side groups (e.g.&#160;primary amine of lysine, primary alcohol of serine, secondary alcohols of threonine, and phenol of tyrosine) remain protected, preventing functionalization at multiple sites. This article will detail common analytical methods (proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (;H-NMR) and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight mass spectrometry (MALDI-ToF)) to assess the efficiency of the functionalizations. Common pitfalls and suggested troubleshooting methods will be addressed, as will modifications of the technique which can be used to further tune macromer functionality and resulting hydrogel physical and chemical properties. Use of synthesized products for the formation of hydrogels for drug delivery and cell-material interaction studies will be demonstrated, with particular attention paid to modifying hydrogel composition to affect mesh size, controlling hydrogel stiffness and drug release.

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

This video will illustrate a rapid, efficient method to methacrylate poly(ethylene glycol), enabling chain polymerizations and hydrogel synthesis. It will demonstrate how to similarly introduce methacrylamide functionalities into peptides, detail common analytical methods to assess functionalization efficiency, provide suggestions for troubleshooting and advanced modifications, and demonstrate typical hydrogel characterization techniques.

Mikrowellen-unterstützte Funktionalisierung von Poly (Ethylenglycol) und On-Harz Peptide zur Verwendung in Kettenpolymerisationen und Hydrogelierung

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. Specifically, the sapphire cell enables visual data collection from multiple loadings to solve a set of material balances to precisely determine phase composition. Ternary phase diagrams can then be established to determine the proportion of each component in each phase at a given condition. In principle, any ternary system can be studied although ternary systems (gas-liquid-liquid) are the specific examples discussed herein. For instance, the ternary THF-Water-CO2 system was studied at 25 and 40&#160;&#176;C and is described herein. Of key importance, this technique does not require sampling. Circumventing the possible disturbance of the system equilibrium upon sampling, inherent measurement errors, and technical difficulties of physically sampling under pressure is a significant benefit of this technique. Perhaps as important, the sapphire cell also enables the direct visual observation of the phase behavior. In fact, as the CO2 pressure is increased, the homogeneous THF-Water solution phase splits at about 2 MPa. With this technique, it was possible to easily and clearly observe the cloud point and determine the composition of the newly formed phases as a function of pressure.
The data acquired with the sapphire cell technique can be used for many applications. In our case, we measured swelling and composition for tunable solvents, like gas-expanded liquids, gas-expanded ionic liquids and Organic Aqueous Tunable Systems (OATS)1-4. For the latest system, OATS, the high-pressure sapphire cell enabled the study of (1) phase behavior as a function of pressure and temperature, (2) composition of each phase (gas-liquid-liquid) as a function of pressure and temperature and (3) catalyst partitioning in the two liquid phases as a function of pressure and composition. Finally, the sapphire cell is an especially effective tool to gather accurate and reproducible measurements in a timely fashion.

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus is a unique tool to study, without sampling, phase behavior under a wide range of pressures. Using a cathetometer, very precise volume measurements can be recorded to measure liquid expansion and phase composition. Thus, this synthetic method enables the study of (1) phase equilibria of multi-component mixtures and (2) the partition behavior of catalyst or model compounds as a function of pressure.

Hochdruck-Sapphire-Zelle für Phasengleichgewichte Messungen der CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Bio-/ Wasser-Systeme

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are encapsulated in polystyrene-block-poly(acrylic acid) (PSPAA) shells and then used as monomers for their self-assembly. Spherical PSPAA micelles upon acid treatment are known to assemble into cylindrical micelles. Exploiting this tendency, the core-shell nanoparticles are induced to aggregate, coalesce, and then transform into long chains. When more than one type of nanoparticles are used, random and block &#8220;copolymers&#8221; of nanoparticles can be obtained. Detailed procedures are reported for the PSPAA encapsulation of nanoparticles, homo- and co-polymerization of the core-shell nanoparticles, separation and purification of the resulting nanoparticle chains. Transformations of single-line chains into double- and triple-line chains are also presented. The synergy between the polymer shell and the embedded nanoparticles leads to an unusual chain-growth polymerization mode, giving long nanoparticle chains that are distinct from the products of the traditional step-growth aggregation process.

Using Polystyrene-block-polyacrylic acid-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We report protocols for &#8220;polymerizing&#8221; various types of polymer-encapsulated metal nanoparticles into long chains of &#8220;homo-&#8220; and &#8220;co-polymers&#8221;.

Verwendung Polystyrol-<em&gt; Block</em&gt; -Poly (Acrylsäure) beschichteten Metallnanopartikel als Monomere für ihre Homo- und Polymerisation

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

Tuning a Parallel Segmented Flow Column and Enabling Multiplexed Detection

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms of efficiency and sensitivity and to enable multiplexed detection. This form of AFT uses a parallel segmented flow (PSF) column. A PSF column outlet end-fitting consists of 2 or 4 ports, which can be multiplexed to connect up to 4 detectors. The PSF column not only allows a platform for multiplexed detection but also the combination of both destructive and non-destructive detectors, without additional dead volume tubing, simultaneously. The amount of flow through each port can also be adjusted through pressure management to suit the requirements of a specific detector(s). To achieve multiplexed detection using a PSF column there are a number of parameters which can be controlled to ensure optimal separation performance and quality of results; that is tube dimensions for each port, choice of port for each type of detector and flow adjustment. This protocol is intended to show how to use and tune a PSF column functioning in a multiplexed mode of detection.

Here, we present a protocol for the operation and tuning of parallel segmented flow chromatography columns to enable multiplexed detection.

Abstimmen eines Parallel Segmented Flow Säule und Aktivieren von Mehrfachanalysen

Active flow technology (AFT) is new form of column technology that was designed to overcome flow heterogeneity to increase separation performance in terms ...

Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline elastomers (LCEs) with facile control over network structure and programming of an aligned monodomain. Tailored LCE networks were synthesized using routine mixing of commercially available starting materials and pouring monomer solutions into molds to cure. An initial polydomain LCE network is formed via a self-limiting thiol-acrylate Michael-addition reaction. Strain-to-failure and glass transition behavior were investigated as a function of crosslinking monomer, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PETMP). An example non-stoichiometric system of 15 mol% PETMP thiol groups and an excess of 15 mol% acrylate groups was used to demonstrate the robust nature of the material. The LCE formed an aligned and transparent monodomain when stretched, with a maximum failure strain over 600%. Stretched LCE samples were able to demonstrate both stress-driven thermal actuation when held under a constant bias stress or the shape-memory effect when stretched and unloaded. A permanently programmed monodomain was achieved via a second-stage photopolymerization reaction of the excess acrylate groups when the sample was in the stretched state. LCE samples were photo-cured and programmed at 100%, 200%, 300%, and 400% strain, with all samples demonstrating over 90% shape fixity when unloaded. The magnitude of total stress-free actuation increased from 35% to 115% with increased programming strain. Overall, the two-stage TAMAP methodology is presented as a powerful tool to prepare main-chain LCE systems and explore structure-property-performance relationships in these fascinating stimuli-sensitive materials.

A novel methodology is presented to synthesize and program main-chain liquid-crystalline elastomers using commercially available starting monomers. A wide range of thermomechanical properties was tailored by adjusting the amount of crosslinker, while the actuation performance was dependent on the amount of applied strain during programming.

Synthese von Programmierbare Hauptkettenflüssigkristalline Elastomere unter Verwendung eines Zwei-Stufen-Thiol-Acrylat-Reaktions

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline ...

Atom Transfer Radical Polymerization of Functionalized Vinyl Monomers Using Perylene as a Visible Light Photocatalyst

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The procedure is performed under an inert atmosphere using air- and water-exclusion techniques. The outcome of the polymerization is affected by the ratios of monomer, initiator, and catalyst used as well as the reaction concentration, solvent, and nature of the light source. Temporal control over the polymerization can be exercised by turning the visible light source off and on. Low dispersities of the resultant polymers as well as the ability to chain-extend to form block copolymers suggest control over the polymerization, while chain end-group analysis provides evidence supporting an atom-transfer radical polymerization mechanism.

A method for the atom transfer radical polymerization of functionalized vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is described.

Atomübertragungsradikalpolymerisation funktionalisierter Vinylmonomeren Mit Perylen als sichtbares Licht Photokatalysator

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins with the synthesis of a hydrophilic poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (POEGMA) homopolymer using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization. Under mild visible light irradiation (&#955; = 460 nm, 0.7 mW/cm2), this macro-chain transfer agent (macro-CTA) in the presence of a ruthenium based photoredox catalyst, Ru(bpy)3Cl2 can be chain extended with a second monomer to form a well-defined block copolymer in a process known as Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). When PET-RAFT is used to chain extend POEGMA with benzyl methacrylate (BzMA) in ethanol (EtOH), polymeric nanoparticles with different morphologies are formed in situ according to a polymerization-induced self-assembly (PISA) mechanism. Self-assembly into nanoparticles presenting POEGMA chains at the corona and poly(benzyl methacrylate) (PBzMA) chains in the core occurs in situ due to the growing insolubility of the PBzMA block in ethanol. Interestingly, the formation of highly pure worm-like micelles can be readily monitored by observing the onset of a highly viscous gel in situ due to nanoparticle entanglements occurring during the polymerization. This process thereby allows for a more reproducible synthesis of worm-like micelles simply by monitoring the solution viscosity during the course of the polymerization. In addition, the light stimulus can be intermittently applied in an ON/OFF manner demonstrating temporal control over the nanoparticle morphology.

This article describes a process for producing polymeric self-assembled nanoparticles using visible light mediated dispersion polymerization. Using low energy visible light to control the polymerization allows for the reproducible formation of self-assembled worm-like micelles at high solids content.

Einfache Synthese von wurmartigen Mizellen durch sichtbares Licht Mediated Dispersion Polymerisation mit Photoredox Katalysator

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Spin Saturation Transfer Difference NMR (SSTD NMR): A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

This detailed protocol describes the new Spin Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance protocol (SSTD NMR), recently developed in our group to study processes of mutual-site chemical exchange that are difficult to analyze by traditional methods. As the name suggests, this method combines the Spin Saturation Transfer method used for small molecules, with the Saturation Transfer Difference (STD) NMR method employed for the study of protein-ligand interactions, by measuring transient spin saturation transfer along increasing saturation times (build-up curves) in small organic and organometallic molecules undergoing chemical exchange.
Advantages of this method over existing ones are: there is no need to reach coalescence of the exchanging signals; the method can be applied as long as one signal of the exchanging sites is isolated; there is no need to measure T1 or reach steady state saturation; rate constant values are measured directly, and T1 values are obtained in the same experiment, using only one set of experiments.
To test the method, we have studied the dynamics of the hindered rotation of N,N-dimethylamides, for which much data is available for comparison. The thermodynamic parameters obtained using SSTD are very similar to the reported ones (spin-saturation transfer techniques and line-shape analysis). The method can be applied to more challenging substrates that cannot be studied by previous methods.
We envisage that the simple experimental set up and the wide applicability of the method to a great variety of substrates will make this a common technique amongst organic and organometallic chemists without extensive expertise in NMR.

Spin Saturation Transfer Difference NMR SSTD NMR: A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

A detailed protocol describing the SSTD NMR method is presented here to help new users apply this new method to obtain the kinetic parameters of their own systems undergoing chemical exchange.

Spin Sättigungstransfer-Differenz-NMR (SSTD NMR): Ein neues Werkzeug zu erhalten kinetischen Parameter der chemischen Austauschprozesse

This detailed protocol describes the new Spin Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance protocol (SSTD NMR), recently developed in our ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

Ein einfaches und effizientes Protokoll für die katalytische Insertion Polymerisation von Functional Norbornene

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

Ethylenpolymerisationen Mit Parallel Druckreaktoren und eine kinetische Analyse chain transfer polymerization

Zusammenfassung

Weitere Videos entdecken

Kapitel in diesem Video