سنتز پلیمر متا آکریلات دارای نانو حفره اختصاصی برای جداسازی۶_هیدروکسی _۲ ،۴ ،۵_ تری …

۲-۳ برهمکنشهای بین مولکول هدف و منومر عاملی
قالب زنی مولکولی فرآیندی است برای سنتز موادی که دارای سایت های تشخیص ویژه برای مولکولهای کوچک اند. فرآیند با مولکول هدف مورد نظر شروع می شود. مولکول هدف دو کارکرد دارد: اول یک شیئ سه بعدی است که اطراف آن می تواند یک حفره درون پلیمر تشکیل شود. دوم گروه های عاملی روی مولکول هدف می توانند در بسیاری از موارد گروههای عاملی مونومرها را از پیش آرایش(برهمکنش) دهند. این باعث می شود که مونومرهای عاملی با جهت گیری خاصی که مکمل مولکول هدف است وارد شبکه پلیمری شوند.
روشهای مختلف برهمکنشهای بین مولکول هدف و مونومر عاملی عبارتند از: کوئوردیناسیون یون- فلز، نیمه کووالانسی، کووالانسی و غیرکووالانسی. اختلاف بین این روشها اساساً در آرایش و آماده سازی اولیه مولکول هدف و مونومرهای عاملی پیش از پلیمریزاسیون می باشد(پیلتکسی و ترنر[۳۸]،۲۰۰۶).
از بین روشهای ذکر شده روشی که ساده و مؤثرتر باشد مورد استفاده قرار می گیرد که دو روش آخر بیشتر مورد توجه هستند. اساس این روشها بر پایه بر هم کنش های کووالانسی و غیرکووالانسی بین مولکول هدف و مونومرهای عاملی است . این برهمکنش ها در میزان گزینش پذیری پلیمرهای قالب مولکولی موثر است همچنین انتخاب دقیق مونومر عاملی هم عامل دیگری در میزان بر هم کنش می باشد.
۲-۳-۱ روش کوواانسی
در این روش یک پیوند کووالانسی بین مولکول هدف و مولکول قابل پلیمریزه (مونومر عاملی) شکل می گیرد. پس از انجام پلیمریزاسیون توسط عامل اتصالات عرضی مولکول هدف باید از پلیمر خارج شود بنابراین پیوندهای کووالانسی شکسته و مولکول جدا می شوند.
در روش کووالانسی گونه های مزدوج مونومر عاملی – مولکول هدف پایدار است. فرآیند قالب بندی مولکولی و نیز ساختار محل های اتصال پلیمر کاملا مشخص و واضح است. و همچنین گستره وسیعی از شرایط پلیمریزاسیون ( برای مثال دمای بالا، pH پایین یا بالا و حلال هایی که بسیار قطبی هستند ) را می توان در اینجا به کار گرفت، زیرا محصولات تشکیل شده دارای پیوند کووالانسی بوده و به اندازه کافی پایدار هستند.
از طرفی این روش دارای معایبی نیز می باشد سنتز گونه مزدوج مونومر عاملی – مولکول هدف اغلب بسیار دشوار و وقت گیر است. تعداد نمونه هایی که بر هم کنش کووالانسی با مونومر عاملی انجام می دهند محدود است. این روش بیشتر برای یک دسته محدود از ترکیبات خاص مورد استفاده می باشد.
خروج مولکول هدف به دلیل بر هم کنش های کووالانسی قوی به سختی انجام می شود و حتی بعضی مواقع ممکن است مقداری از نمونه در شبکه پلیمر باقی بماند(کومیاماو همکاران[۳۹]،۲۰۰۳). سینتیک اتصال و خروج مولکول هدف کند است، چون در این مرحله عمل تشکیل و شکستن پیوند کووالانسی اتفاق می افتد.
۲-۳-۲ روش غیر کووالانسی
در این روش برای اتصال مولکول هدف و مونومر عاملی از برهمکنش غیرکووالانسی استفاده می شود. بنابراین کمپلکس بین مونومر عاملی و مولکول هدف با اضافه کردن اجزاء واکنش درمحل[۴۰] سنتز می شود بعد از پلیمریزاسیون مولکول هدف توسط حلال یا حلال های مورد نظر خارج می شود.
برهم کنش های غیر کووالانسی که بین مولکول هدف و مونومر عاملی شکل می گیرد معمولاً یونی و هیدورژنی هستند. البته واکنشهای دیگر مانند دوقطبی- دوقطبی، دوقطبی- دوقطبی القایی و مکانیسم های انتقال بار نیز می توانند در تشکیل کمپلکس نقش داشته باشند.
بطور کلی از بین این دو روش ذکر شده روش غیر کووالانسی به دلایل زیر کاربرد بیشتری دارد :

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  pipaf.ir  مراجعه نمایید.

  1. بر هم کنش غیر کووالانسی به راحتی انجام شده و همچنین از تشکیل پلیمرهای مزاحم جلوگیری می شود.
  2. بر هم کنش های غیر کووالانسی ضعیف بوده و در نتیجه مرحله اتصال و شکست پیوند بسیار سریع رخ می دهد.
  3. خروج مولکول هدف از شبکه پلیمر بسیار آسان و معمولاً از طریق استخراج مداوم صورت می گیرد.
  4. انواع مختلفی از گروههای عاملی را می توان به داخل محل های اتصال پلیمر وارد کرد.
  5. نیازی به تشکیل کمپلکس اولیه یا پیش پلیمر از مولکول هدف و مونومر عاملی نیست.

از معایب این روش این است که فرآیند قالب مولکولی خیلی واضح و روشن نیست. وشرایط پلیمریزاسیون بایستی با دقت انتخاب شود تا تشکیل محصول حاصل از برهمکنش غیر کووالانسی به حداکثر برسد.
امروزه بیشترین و مؤثرترین کارها که بر اساس اتصالات غیر کووالانسی بین مونومر و مولکول هدف است به پژوهشهای گروه ماسباخ[۴۱] مربوط می شود که یک سنتز موفق از پلیمرهای آلی قالب مولکولی را با کمک بر هم کنش غیر کووالانسی انجام دادند و این دانشمند این روش را بنام پلیمریزاسیون میزبان – میهمان[۴۲] نامگذاری کرد(ارشادی[۴۳] وماسباخ،۱۹۸۱).
در شکل(۲-۳) تصویر شماتیک از فرآیند پلیمر قالب مولکولی کوالانسی و غیر کووالانسی
شکل ۲- ۳ تصویر شماتیک از فرآیند پلیمر قالب مولکولی کوالانسی و غیر کووالانسی
۲-۳-۳ روش نیمه کووالانسی
شیوه نیمه کووالانسی در حقیقت ترکیبی از دو روش کووالانسی و غیرکووالانسی می باشد. پیوندهای کووالانسی بین مولکول هدف و مونومر عاملی قبل از پلیمریزاسیون پایدار بوده ولی بعد از اینکه مولکول الگو از بافت پلیمر خارج شود، اتصالات مجدد الگو با پلیمر از نوع غیر کووالانسی است.
۲-۳-۴ روش فلز- کئوردیناسیون
در این روش ابتدا یک کمپلکس اولیه بین مونومر عاملی و یک یون فلزی تشکیل می شود که در اینجا در حقیقت به جای یون فلزی یک مولکول هدف با مونومر پیش از پلیمریزاسیون کئوردینه می شود.
۲-۴ عوامل مؤثر در سنتز پلیمر قالب مولکولی
بطور کلی عواملی که در سنتز یک پلیمر قالب مولکولی دخالت دارند عبارتند از:

  1. نمونه یا مولکول هدف[۴۴]
  2. مونومر عاملی[۴۵]
  3. عامل اتصالات عرضی(کراس لینکر)[۴۶]
  4. حلال[۴۷]
  5. آغازگر[۴۸]