Poly(trimethylene 2,5-furandicarboxylate) (PTF) is an emergent biobased polymer potentially able to outperform the fossil-based poly(ethylene terephthalate) counterpart. In this work, computational chemistry and vibrational spectroscopy tools are combined to elucidate the conformational preferences of PTF in both crystalline and amorphous regions. This approach departs from previous studies and leads to a new proposal for the crystal structure of this significant biobased polymer. In crystalline domains, PTF chains take on a helical conformation due to the gauche–gauche kinks present in 1,3-propanediol (PDO) segments, while 2,5-furandicarboxylate (FDCA) moieties adopt the syn–syn motif. Similarly to its counterparts, poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate) (PEF) and poly(butylene 2,5-furandicarboxylate) (PBF), syn–syn FDCA units allow the formation of a vast array of C–H⋯O contacts between furanic hydrogens and adjacent carbonyl moieties. The proposed crystal structure of PTF consists of two-dimensional sheets of chains connected by C–H⋯O bonds, which are stacked upon one another forming π–π interactions among furanic rings. A thorough vibrational analysis of PTF's infrared and inelastic neutron scattering intensity profiles, with identification of vibrational modes sensitive to conformation and degree of crystallinity, sets a blueprint for future studies employing vibrational spectroscopy techniques.

中文翻译：

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聚（三亚甲基 2,5-呋喃二羧酸酯）redux 的晶体结构 – 一种由计算光谱学支持的新模型


聚（三亚甲基 2,5-呋喃二羧酸酯） （PTF） 是一种新兴的生物基聚合物，可能能够胜过化石基聚对苯二甲酸乙二醇酯。在这项工作中，计算化学和振动光谱工具相结合，以阐明 PTF 在结晶和非晶区域中的构象偏好。这种方法与以前的研究背道而驰，并为这种重要的生物基聚合物的晶体结构提出了新的建议。在结晶域中，由于 1,3-丙二醇 （PDO） 片段中存在的 gauche-gauche 扭结，PTF 链呈螺旋构象，而 2,5-呋喃二羧酸酯 （FDCA） 部分采用 syn-syn 基序。与聚（乙烯 2,5-呋喃二羧酸酯） （PEF） 和聚（丁烯 2,5-呋喃二羧酸丁酯） （PBF） 类似，syn-syn FDCA 单元允许在呋喃氢和相邻的羰基部分之间形成大量的 C-H⋯O 接触。拟议的 PTF 晶体结构由由 C-H⋯O 键连接的二维链片组成，它们相互堆叠，在呋喃环之间形成 π-π 相互作用。对 PTF 的红外和非弹性中子散射强度分布进行彻底的振动分析，并识别对构象和结晶度敏感的振动模式，为未来采用振动光谱技术的研究设定了蓝图。