مبلمرات لاصقة, قوية محضرة بواسطة الضبط الكيميائي الفراغي

ان اخذ إشارة من الكيمياء هو امر شائع في الصناعات الدوائية, وقد استخدم الكيميائيون الانيونات الكيرالية لضبط الكيمياء الفراغية عند تحضير عديد(ايثرات الفينيل). المبلمرات اللاصقة والقوية الناتجة من هذه الطريقة يمكن ان يكون لها استخدامات في المواد المركبة الخفيفة لصنع الدراجات, القوارب, والسيارات على سبيل المثال حسب ما يقوله فرانك ا ليبفارث, وهو كيميائي في جامعة كارولينا الشمالية في تشابل هيل والذي تحدث عن العمل يوم الثلاثاء في الاجتماع الوطني للجمعية الكيميائية الامريكية في اورلاندو خلال جلسة في شعبة كيمياء المبلمرات.

حتى الان, فان عديد(ايثرات الفينيل) تعد من المنتجات المتخصصة , يقول ليبفارث, لانها كانت عشوائية بمعنى ان الكيمياء الفراغية للسلاسل الجانبية للايثر والخارجة من الهيكل الأساسي للبوليمر كانت عشوائية. المبلمرات الناتجة تكون سوائل لزجة على درجة حرارة الغرفة وتستخدم بشكل أساسي في المواد اللاصقة.

ليبفارث وطالب ما بعد الدكتوراة ارون ج تيتور اعتقدا ان بامكانهما تحسين خصائص عديد(ايثرات الفينيل) عن طريق ضبط الكيمياء الفراغية للسلاسل الجانبية للايثر بحيث تكون كلها متماثلة, او, كما يسميها كيميائيو المبلمرات, متناظرة. يقول ليبفارث ان مصدر الهامه كان عمل الفائزين بجائزة نوبل الكيميائيان كارل زيجلر و جوليو ناتا, وقد طورا محفزا ينتج عديد الاوليفينات متناظرة مثل عديد البروبلين.

“ان التبديل من عديد البروبلين العشوائي الى عديد البروبلين المتناظرخلق بشكل أساسي صناعة بمليارات الدولارات لان عديد البروبلين العشوائي تقريبا لا فائدة منه”, يقول ليبفارث. لكن محفزات زيجلر-ناتا تتسمم بوجود قواعد لويس غير متجانسة الذرات مثل الاوكسجين, مما يعني انه لا يمكن استخدامها لانتاج عديد(ايثرات الفينيل) غنية بالاوكسجين.

للتحكم بالكيمياء الفراغية عند صنع عديد(ايثرات الفينيل), تحول ليبفارث و تيتور الى التحفيز الانيوني الكيرالي, والتي تستخدم في التحكم بالكيمياء الفراغية للجزيئات الصغيرة منذ عام 2000. ان البلمرة الكاتيونية في مذيب بثابت عزل منخفض بحيث يتحد الكاتيون في نهاية عملية تكوين المبلمر مع الانيون الكيرالي بقوة تفرض اتجاه إضافة الوحدة التالية للمبلمر, فينتج عن ذلك المبلمر المتناظر(مبين).

ان عديد(ايثرات الفينيل) المتناظر يمتلك خصائص ممتازة, يقول ليبفارث. انها شبيهة ب عديدالاوليفين التجاري لكنها تلتصق بقوة اكبر بالسطوح القطبية مثل الزجاج. لقد نشر ليبفارث و تيتور العمل ايضا في مجلة العلم في نهاية شهراذار
(DOI: 10.1126/science.aaw1703) وتقدموا بملف براءة اختراع مبدئي لهذه الطريقة (62/719,240).

جيفري و كوتس, كيميائي مبلمرات في جامعة كورنيل, سمى العمل ب “عرض القوة الذي يجمع البصيرة الالية, التحضير, الكيمياء الفراغية وخصائص المبلمرات”. ويضيف “مع قلة العمل نسبيا في مجال الضبط او التحكم الفراغي في البلمرة الكاتيونية منذ التقارير الاصلية للكيميائي كالفن شيلدنيخت قبل سبعون عاما, فانه من الرائع ان نحظى بهذا التقدم المثير والذي سيعيد احياء البحث في هذا المجال المهم من كيمياء المبلمرات.