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中科院長春應(yīng)化所
高分子合成方法研究獲進(jìn)展
作者：沈春蕾 來源：中國科學(xué)報
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近期，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員陶友華團隊在陰離子結(jié)合催化聚合新方法等方面取得了系列新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—合成》（Nature Synthesis），并得到Nature Synthesis研究簡報（Research Briefing）的評述。
每一種高分子合成方法都會引發(fā)材料學(xué)家的研究熱潮，并推動高分子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而傳統(tǒng)高分子合成方法仍有較多重要的科學(xué)問題尚待解決。陶友華團隊致力于高分子合成新方法及其用于合成氨基酸高分子的研究。
《中國科學(xué)報》獲悉，陶友華團隊提出了陰離子結(jié)合催化的活性陽離子聚合新方法，通過設(shè)計合成一系列新型硒代環(huán)磷酰胺的氫鍵供體，構(gòu)建了溫和條件下針對大宗的富電子烯類單體的活性陽離子聚合，解決了傳統(tǒng)活性陽離子聚合體系環(huán)境欠友好的相關(guān)難題（如聚合溫度極低、反應(yīng)需嚴(yán)格無水、聚合物金屬殘余等）。
據(jù)了解，陽離子聚合是高分子科學(xué)中重要的聚合方法之一，也是制備聚異丁烯或丁基橡膠等關(guān)鍵材料的重要的聚合方法。傳統(tǒng)的金屬路易斯酸催化調(diào)控的活性陽離子聚合面臨聚合條件苛刻、水氧耐受性差和殘留金屬污染等難題。
陶友華介紹，陰離子結(jié)合原本是超分子化學(xué)的概念，是指通過動態(tài)/可逆的非共價作用來穩(wěn)定陰離子。團隊在前期研究中提出了“陰離子結(jié)合催化聚合”的策略來調(diào)控陰離子開環(huán)聚合，旨在通過動態(tài)可逆的陰離子結(jié)合作用，高效且特異性識別單體和聚合鏈末端，實現(xiàn)對聚合反應(yīng)的高效與高選擇性調(diào)控。
此外，這種動態(tài)/可逆的陰離子結(jié)合作用，有助于不同種類的增長鏈末端的“切換”，實現(xiàn)了序列選擇性的四嵌段共聚物的高效合成。
上述系列研究將“陰離子結(jié)合催化聚合”的方法從氨基酸環(huán)狀單體推進(jìn)到烯類單體，從而實現(xiàn)了“陰離子結(jié)合催化聚合”概念從陰離子聚合體系到陽離子聚合體系的飛躍。該方法將在當(dāng)前的可持續(xù)塑料合成研究的熱潮中發(fā)揮重要作用，并能實現(xiàn)丁基橡膠、石油樹脂、高性能火箭推進(jìn)劑等高分子材料的綠色合成。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s44160-022-00142-0
https://doi.org/10.1038/s44160-022-00143-z