Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Полидиацетилендер (PDA) — полиацетиленге жақын туысқан өткізгіш полимерлер тобы. Олар диацетилендердің 1,4 топохимиялық полимерленуі арқылы құрастырылады. Олардың органикалық қабықшаларды жасаудан бастап, басқа молекулаларды бекітуге дейін алуан түрлі қолданыс салалары бар.
Polydiacetylenes (PDAs) are a family of conducting polymers closely related to polyacetylene. They are created by the 1,4 topochemical polymerization of diacetylenes. They have multiple applications from the development of organic films to immobilization of other molecules.
Тарих
Алғашқы полидиацетилен 1969 жылы Герхард Вегнер Poly(1,6 бигидрокси гекса 2,4 диацетилен) деп аталды. Бұл 1,6 бигидроксигекса 2,4 диин кристалдарын ультракөк сәулеге ұшырату арқылы қол жеткізілді. Полимерлену кристалдағы дииндердің кеңістіктегі орналасуының нәтижесі деп есептелді, бірақ бұл 1972 жылға дейін расталмады, ол кезде Реймонд Х. Баугман кеңістіктік орналасуға байланысты полимерленуді сипаттау үшін «топохимиялық полимерлену» терминін енгізіп, осы сияқты полимерлену үшін қажетті кеңістіктік талаптарды анықтады.
The first polydiacetylene to be discovered was Poly(1,6 bishydroxy hexa 2,4 diacetylene) by Gerhard Wegner in 1969. This was achieved by exposing crystals of 1,6 bishydroxy hexa 2,4 diyne to UV light. Polymerization was assumed to occur because of the spatial arrangement of diynes in the crystal, but this was not confirmed until 1972 when Raymond H. Baughman coined the term "topochemical polymerization" to describe polymerization due to spatial arrangement and put forth the spatial requirements needed for a polymerization of this sort.
Синтез
Полидиацетилендердің синтезі 1,3-дииннің топохимиялық полимерленуі арқылы жүзеге асырылады. Әдетте, бұл процесс қатты күйде өтуі тиіс, себебі көптеген дииндер ерітіндіде 1,2 және 1,4 полимерленуге ұшырайды. Мұндай жағдай дииодбутадиин және электронды тартымды топтармен алмастырылған басқа дииндерде де кездеседі. Дииндердің қатты күйдегі оптималды орналасуы – 5 Å қайталану аралығы, 45° бұрышпен еңіс және бір мономердің C1 атомы мен жанындағы диин мономерінің C4 атомы арасындағы 3,5 Å қашықтық. Мономердің құрылысына байланысты, алынған ПДА-ның ерекше қасиеттері болуы мүмкін, мысалы, везикула немесе түтік тәрізді құрылымдардың пайда болуы. ПДА-ның көк түстен қызыл түске өтуі оның негізгі электрондық құрылымымен байланысты, ол баламалы көміртек қос және үш байланыстармен сипатталады. Сыртқы факторларға, мысалы, жылулық, химиялық және механикалық әсерлерге ұшырағанда, конъюгация әсері осы материалға түстік қасиеттерді сыйлайды. Таза немесе "ішкі" ПДА-ға қатысты, көк түстен қызыл түске өту процесі қайтымсыз болып табылады. Алайда, егер ПДА-ның бүйір тізбегінің бас топтары басқа құрылыммен, мысалы, металл оксидінің нанобөлшектерімен келаттау арқылы нығайтылса, бұл негізгі құрылымның түсті өзгертуге төзімділігін арттырады. DFT модельдеуіне сүйенген бірнеше соңғы зерттеулер ПДА-ның бүйір тізбегі құрылымын өзгерту арқылы түстік қасиеттерді модификациялауға болатынын көрсетті. Жұқа пленка жасау технологиясының, мысалы, қапталды басу (inkjet printing) дамуымен ПДА-ны әртүрлі субстраттарға көпфункционалды сенсор ретінде жағуға болады, мысалы, Каптон пленкасы, алюминий фольгасы немесе тіпті қарапайым қағазға. Чжу және авторлар тобы жақында мыс катализаторын қолдана отырып полидиацетилен синтезі туралы мақала жариялады. Бұл ерітінді фазасында полидиацетилендерді синтездеу бойынша алғашқы хабарлама.
Synthesis of polydiacetylenes occurs through topochemical polymerization of 1,3 diynes. Typically, this must occur in the solid state, because many diynes undergo both 1,2 and 1,4 polymerization in solution – such is the case with diiodobutadiyne, and other diynes with electron withdrawing substituents. The ideal arrangement of diynes in the solid state is a repeat distance of 5Å, a 45° tilt angle, and a 3.5Å distance between C1 of one monomer and C4 of the adjacent diyne monomer. Depending upon the structure of the monomer, the resulting PDA can have interesting properties such as formation of a vesicle or tube structure. The chromatic transition from blue to red phase of PDA is caused by the electronic structure of PDAs' backbone which is featured by the alternative carbon double bond and carbon triple bond. Upon exposure to the external stimuli such as thermal, chemical and mechanical stimulus, the conjugation effect will endow the chromatic properties to this type material. As far as the pure or "intrinsic" PDAs are concerned, the blue to red phase transition is irreversible, however if the head groups of the PDAs' side chain are strengthened by other structure, for example chelation with metal oxide nanoparticles, it could provide resilience of the backbone to conduct the reversible color change. Several recent researches which assisted by DFT simulation have shown that the chromatic properties could be modified by adjusting the side chain structures of PDA. With the development thin film fabrication technology such as inkjet printing, PDAs could be coated on different substrate materials as multifunctional sensor, for example Kapton films, aluminum foil or even conventional paper. Zhu et al. have recently published an article about the synthesis of polydiacetylene using copper catalyst. This is first report on synthesis of polydiacetylenes in the solution phase.