近日,蘭州大學(xué)鄔金才教授課題組在J.Am.Chem.Soc.上發(fā)表了單體序列精確受控的活性聚合工作。作者利用兼具高區(qū)域選擇性和立體選擇性的鋅配合物引發(fā)劑首次實(shí)現(xiàn)了乳酸與扁桃酸等規(guī)交替、雜規(guī)交替和ABAA型共聚物的合成,其中聚合反應(yīng)的區(qū)域選擇性、立體選擇性、和交替選擇性都大于95%。文章DOI:10.1021/jacs.1c00902.
正如DNA,蛋白質(zhì)等生物大分子的功能依賴(lài)于特定的單體序列結(jié)構(gòu)(一級(jí)結(jié)構(gòu)),在人工合成聚合物中,單體序列結(jié)構(gòu)也在很大程度上影響其物理和機(jī)械性能。精確調(diào)節(jié)聚合物序列結(jié)構(gòu)可以豐富聚合物的多樣性,并能更清楚地定義單體序列對(duì)其性能的影響。因此,控制聚合物的序列結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是高分子合成方法學(xué)中的圣杯,精確序列結(jié)構(gòu)控制則更具有挑戰(zhàn)性,特別是在聚合物分子量可預(yù)期、分子量分布度窄的活性聚合反應(yīng)方面。
圖1. 隨機(jī)序列結(jié)構(gòu)聚合物(左圖),精確序列結(jié)構(gòu)聚合物(右圖)。
(圖源自Science, 2013, 341, 1238149)
在當(dāng)今大力提倡開(kāi)發(fā)可降解聚合物的時(shí)代背景下,生物來(lái)源、生物相容的聚羥基酸受到了極大的關(guān)注。然而,有限種類(lèi)的天然羥基酸會(huì)限制其應(yīng)用,而且聚羥基酸的性能也需要被改善以適應(yīng)更廣泛的市場(chǎng)需求。所以,合成帶有不同單體序列的聚羥基酸對(duì)豐富共聚物多樣性、調(diào)節(jié)共聚物性能有重要意義。近年來(lái)鄔金才教授課題組在扁桃酸聚合物及序列可控環(huán)酯開(kāi)環(huán)活性聚合方面開(kāi)展了系列工作(J. Am. Chem. Soc.2017, 139, 10723-10732; Macromolecules 2019, 52, 7564-7571; Macromolecules 2020, 53, 946-955.; Macromolecules 2021, 54, 10.1021/acs.macromol.0c02730)
最近,蘭州大學(xué)鄔金才教授課題組合成了帶有乳酸和扁桃酸單元的不對(duì)稱(chēng)交酯(MPDD),并利用鋅配合物作為引發(fā)劑通過(guò)S,S-MPDD(或R,R-MPDD)的區(qū)域選擇性均聚合成了等規(guī)交替的乳酸-扁桃酸共聚物,區(qū)域選擇性(Preg)高達(dá)0.96。進(jìn)一步地,研究者們發(fā)現(xiàn)鋅配合物引發(fā)外消旋MPDD聚合在保持其高區(qū)域選擇性的同時(shí)存在高達(dá)0.97的雜規(guī)選擇性(Pr),從而成功合成了雜規(guī)交替的乳酸-扁桃酸共聚物。研究者們進(jìn)一步使用鋅配合物引發(fā)手性相反的丙交酯(LA)和MPDD共聚得到了ABAA型乳酸-扁桃酸共聚物,兩種單體的交替程度高達(dá)97%。研究者們還成功證明了共聚物的單體和立體序列對(duì)其玻璃化溫度和結(jié)晶性能的影響。
圖2. 等規(guī)交替、雜規(guī)交替和ABAA型序列可控共聚酯的合成。
以上相關(guān)成果以“Isotactic-Alternating, Heterotactic-Alternating, and ABAA-Type Sequence-Controlled Copolyester Syntheses via Highly Stereoselective and Regioselective Ring-Opening Polymerization of Cyclic Diesters”為題發(fā)表在Journal of the American Chemical Society上。本研究得到了包括國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省自然科學(xué)基金和111計(jì)劃的資助,論文第一作者為蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2019級(jí)博士研究生賈朝瑋。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00902
- GTRP的帽子戲法 - 上海交大朱晨教授 Angew:通過(guò)官能團(tuán)遷移自由基聚合制備可降解和序列可控的脂肪族聚砜 2025-02-07
- 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所張科課題組 JACS:級(jí)聯(lián)反應(yīng)基可控大環(huán)開(kāi)環(huán)聚合新方法 2023-11-13
- 中山大學(xué)黃漢初/華南理工曹德榕 Angew:烯丙基硫大環(huán)單體的自由基脫硫可控開(kāi)環(huán)聚合策略 2023-07-22
- 中山大學(xué)黃漢初/華南理工曹德榕 JACS:邁克爾加成–斷裂開(kāi)環(huán)聚合 2025-05-21
- 青科大沈勇團(tuán)隊(duì) Angew:結(jié)晶 / 沉淀驅(qū)動(dòng)δ-硫代戊內(nèi)酯非平衡開(kāi)環(huán)聚合制備具有優(yōu)異阻隔性能的閉合循環(huán)聚硫酯材料 2025-05-14
- 四川大學(xué)朱劍波教授團(tuán)隊(duì) Angew:開(kāi)環(huán)聚合制備化學(xué)可回收的高性能半芳香性聚酰胺 2025-04-11
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 港理工王立秋、張藝媛/港大...
- 香港理工大學(xué)方波團(tuán)隊(duì)《Adv....
- 上海交通大學(xué)顏徐州團(tuán)隊(duì) Ang...
- 西南大學(xué)張同華/王蜀、河工...
- 江蘇大學(xué)聶儀晶團(tuán)隊(duì) Macromo...
- 大連理工大學(xué)劉野教授 JACS ...
- 中科院納米能源所李琳琳 AFM...
- 廣西大學(xué)林寶鳳教授團(tuán)隊(duì) Car...
- 南京林業(yè)大學(xué)詹天翼等《Acta...
- 南林蔡旭敏、港中深唐本忠/...
- 同濟(jì)大學(xué)劉國(guó)鋒、張弛與華東...