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华南理工大学唐本忠院士团队秦安军教授等:新型自发炔-胺点击聚合反应
2020-03-22  来源:高分子科技

  含氮聚合物不仅在生命体中广泛存在,而且还作为合成聚合物的重要种类之一,在我们的生产生活中发挥着重要作用。但受制于单体较低的反应活性,传统的含氮聚合物合成方法大多需要用到高温或催化剂,不仅增加了成本和操作难度,而且对生产设备有着较高的要求。而点击反应可以利用活性底物发展出具有选择性好、适用范围广、条件温和、高效、无副产物、原子经济等优点的反应,对开发新的含氮聚合物高效合成方法有着极大的启发。

  华南理工大学唐本忠院士团队秦安军教授等曾报道了利用酯基或磺酰基活化炔与胺类单体发展了高效的自发炔-胺点击聚合反应(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5437?5443; Macromolecules 2019, 52, 4526?4533.),并用于含氮聚合物的合成。最近,在之前工作的基础上,他们又新开发了一种基于羰基活化炔的自发炔-胺点击聚合反应。相较于之前所报道的活化炔单体,羰基活化炔不仅表现出较高的反应活性和稳定性,而且具有良好的生物相容性。如图1所示,该炔类单体能够在室温、无催化条件下与胺类单体顺利进行聚合反应;反应对浓度要求低,聚合产率高(最高可达99%);而且具有优异的区域选择性和立体选择性。

图1. 羰基活化炔单体与胺类单体的自发点击聚合反应

  羰基活化炔和二级胺反应可以100%地得到能量更低的E式构型的产物;而与一级胺反应时由于分子内氢键的稳定化能够得到全Z式构型的产物。通过与浙江大学凌君教授合作,通过对反应过渡态的理论模拟进行了证明(图2)。此外,文中还对聚合物产物的可降解性能进行了研究,在水体系中得到了结构确定的小分子降解产物。

图2. 对聚合反应过渡态的理论模拟

  以上成果近期发表在Macromolecules(2020, doi: 10.1021/acs.macromol.9b02747)上。论文的第一作者为华南理工大学材料科学与工程学院博士生陈旭,第二作者为浙江大学凌君教授课题组博士生白天闻秦安军教授唐本忠院士为共同通讯作者。

  文章作者:Xu Chen,Tianwen Bai,Rong Hu,Bo Song,Lin Lu,Jun Ling,Anjun Qin* & Ben Zhong Tang*

  文章题目:Aroylacetylene-Based Amino-Yne Click Polymerization toward Nitrogen-Containing Polymers

  文章链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.9b02747

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