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上海有机所在不对称双接枝共聚物的高效精准合成方面取得进展
2017-08-28 中科院有机功能分子合成与组装化学重点实验室 | 【】【打印】【关闭

  具有规整组成与结构的聚合物长期以来一直受到高分子科学家的广泛关注。结构新颖的聚合物的出现为探究聚合物结构与性质之间的关系提供了便利,大大拓宽了聚合物的实际应用价值。众多结构新颖的聚合物中,接枝共聚物具有独特的高密度刷状结构,能够很好地包容具有不同功能的侧链结构,在表面活性剂、抗污表面、生物医学、纳米技术和超分子科学等领域具有广泛的应用前景。接枝共聚物的结构相对复杂,合成较为困难,特别是不对称双接枝共聚物的合成最具挑战,如何构建双接枝共聚物的通用合成平台,精确地向主链同一重复单元引入致密的双侧链结构,形成规整的Janus双面神形状(1),是接枝共聚物制备中的重要难题。 

  中国科学院上海有机化学研究所有机功能分子合成与组装化学院重点实验室黄晓宇课题组长期以来一直致力于接枝共聚物合成平台的精细构筑,通过高分子合成化学的巧妙运用,取得了系列研究成果(Polym. Chem. 2016, 7, 613. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 6685. ACS Appl. Mater. Interfaces20179, 16517.)。在此基础上,他们采用RAFT(可逆加成断裂链转移)聚合,ATRP(原子转移自由基聚合)CuAAC(铜催化的叠氮和块基的环加成反应)grafting-from (从主干接枝)grafting-onto (向主干接枝)相结合的策略,巧妙设计了双接枝共聚物的通用合成平台。其关键在于他们合成了一种全新的基于丙烯酸酯结构,同时含有炔基与2-羰基溴基团的三官能团功能性单体Br-acrylate-alkyne,并通过均聚得到了双功能化大分子试剂poly(Br-acrylate-alkyne),可以一锅法同时进行ATRPCuAAC反应,一步合成不同种类的双接枝共聚物,并能对共聚物的组成进行精确控制。更为重要的是,他们通过后续侧链聚五氟苯酯的官能团转换,进一步拓宽了双接枝共聚物合成平台的单体适用范围。这一平台的成功构建证明了ATRPCuAAC反应可以在同一体系中正交互不干扰地进行,很大程度上解决了接枝共聚物的合成难题。相关工作已发表在(Nat. Commun. 2017, 8, 333. 链接:http://www.nature.com/articles/s41467-017-00365-2)   

  上述研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院战略性先导科技专项(B)、中国科学院青年创新促进会和上海市科委的资助。 

  1:构建双接枝共聚物的通用合成平台--双功能化大分子引发剂的设计 

 
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