La méthode la plus courante pour synthétiser les polymères avec un squelette de la chaîne principale en carbone est la polymérisation en vinyle, par laquelle de nombreux polymères importants industriellement, y compris des plastiques communs tels que le polyéthylène et le polypropylène, sont synthétisés. Cette méthode utilise la réaction d'une double liaison C = C de composés vinyle utilisée comme monomère, et donc le squelette de la chaîne principale est généré à partir d'unités à deux carbone.
Inversement, la polymérisation C1 est une méthode complémentaire pour préparer des polymères de chaîne principale carbone-carbone, où le squelette à base de carbone est construit à partir d'unités à un carbone en utilisant la réactivité unique des monomères tels que le diazoacétate et le méthylide sulfoxonium.
Par conséquent, des groupes fonctionnels dérivés du monomère peuvent être introduits à chaque atome de carbone de la chaîne principale, et les propriétés et fonctions caractéristiques devraient émerger en raison d'une accumulation plus élevée des groupes fonctionnels par rapport aux polymères vinyle correspondants portant les mêmes groupes fonctionnels sur tous les autres atomes de carbone.
Une équipe de l'Université d'Ehime a précédemment réussi à développer des «cyclopolymères C1» en effectuant une cyclopolymérisation (polymérisation supplémentaire qui se déroule tout en formant des structures cycliques dans la chaîne principale) des diazoacétates bifonctionnels.
Ces cyclopolymères C1 ont une structure unique, où tous les carbones de la chaîne principale sont incorporés dans un cadre cyclique. Leurs propriétés physiques sont intéressantes car elles ont une structure dans laquelle les unités répétitives cycliques sont plus densément accumulées que les cyclopolymères obtenus à partir de la cyclopolymérisation des composés de divinyle correspondants (cyclopolymères C2).
Cependant, en raison de la difficulté synthétique des diazoacétates bifonctionnels, il y avait des limites aux structures de polymère synthétisables.
Dans une nouvelle étude, maintenant publiée dans Macromoléculesl'équipe EHIME a tenté de développer une nouvelle méthode synthétique pour les diazoacétates bifonctionnelles qui surmontent ces limites et à effectuer une cyclopolymérisation C1 des monomères résultants. En conséquence, ils ont réussi à développer de nouvelles synthèses de monomères en utilisant le pentaérythritol, l'une des alcools polyhydriques, comme matériau de départ.
En utilisant des diazoacétates bifonctionnels obtenus avec ces méthodes, l'équipe a réussi à synthétiser de nouveaux cyclopolymères C1 avec des tailles de cycle diverses (anneaux 9 à 19 membres) et des groupes fonctionnels (tels que une liaison uréthane capable de former des liaisons hydrogène dans le cadre cyclique).
De plus, l'étude des propriétés thermiques d'une série des cyclopolymères C1 obtenus a révélé qu'ils possédaient des températures de transition de verre significativement plus élevées par rapport aux polymères C1 correspondants sans structures cycliques.
Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur la conception moléculaire des polymères de la chaîne principale carbone-carbone et devraient conduire à de nouveaux matériaux en polymère avec des propriétés améliorées.
