陈永明教授课题组在高分子合成与后修饰方法学研究中取得进展

      高分子合成与后修饰方法学旨在发展聚合物合成与修饰的新方法和新技术,在高分子科学的基础研究和应用研究中有着举足轻重的意义。陈永明教授课题组近几年从有机化学进展中寻找在高分子化学的应用这个思路,开展研究取得以下部分进展。

      溴代聚合物是高分子合成与应用研究中很重要的中间体,受限于直接聚合方式官能团的耐受性,可通过聚合物前驱体溴化后修饰进行合成。传统溴化反应存在反应效率低,毒性高,分离纯化困难等问题,我们开发出N,N-二乙基-S,S-二氟-硫化亚胺四氟硼酸盐/四丁基溴化铵/1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯组合,实现了聚合物侧羟基与端羟基的原位溴化转变。反应温和高效,转化率几乎100%(Polymer Chemistry 2017, 8, 2189-2196)。

      聚烯烃是世界上使用最广泛的合成高分子材料之一,因其缺乏极性结构单元和官能团导致亲水性差、表面能低等特点,限制了其在共混复合、粘接和印染等领域的应用。聚烯烃直接后修饰合成功能化聚烯烃可以克服官能团耐受性差,金属催化剂活性低等缺陷。我们开发出N-羟基邻苯二甲酰亚胺与偶氮酯组合实现了对聚乙烯的胺化后修饰,还开发出N-卤化胺类在光照条件下对聚乙烯和聚丙烯的氯化、溴化后修饰方法。反应条件温和,无金属催化剂参与,接枝含量可调,无交联断链现象。以上方法还可应用于薄膜表面化学改性上(Macromolecules 2017, 50, 3510-3515;Polymer Chemistry 2018, 9, 1309-1317)。

      含硫聚合物由于其特殊的性质,在特种塑料等领域上有潜在的应用前景。聚硫代酰胺作为一类含硫聚合物,其合成方法却鲜有报道。我们开发出一种在单质硫的参与下,以脂肪族二胺为单体一步聚合得到聚硫代酰胺的方法。通过对聚合条件的优化,得到了高产率、高分子量的聚硫代酰胺,得到的聚硫代酰胺有着良好的热力学性质。最后,折光性能测试结果显示,聚硫代酰胺的折光指数均在1.60-1.80范围内。考虑到此合成方法的简便性及聚硫代酰胺的可加工性,聚硫代酰胺有望发展成为一类重要的高折光性材料。(Macromolecules 2017, 50, 8505−8511)

      聚内酯材料在纳米医学领域有着巨大的应用潜能,带有氨基的聚内酯类材料更是非常少见。我们开发出以天然谷氨酸为原料,通过酯化、还原、Boc保护以及关环反应得到α位带氨基的戊内酯单体(NHBoc-VL),并实现其可控聚合的策略。脱保护后得到的氨基聚戊内酯研究发现其在pH 7.4时的降解速率要明显快于pH为5.6时的降解速率(Macromolecules 2018, 51, 2526−2532)。

   

      以上研究工作得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室的资助和支持。

相关论文链接:

 1. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c7py00283a

 2. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6b02572

 3. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/py/c8py00013a

 4. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b01788

 5. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.7b02489

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