具有規(guī)整組成與結(jié)構(gòu)的聚合物長期以來一直受到高分子科學家的廣泛關注。結(jié)構(gòu)新穎的聚合物的出現(xiàn)為探究聚合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關系提供了便利，大大拓寬了聚合物的實際應用價值。
眾多結(jié)構(gòu)新穎的聚合物中，接枝共聚物具有獨特的高密度刷狀結(jié)構(gòu)，能夠很好地包容具有不同功能的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，在表面活性劑、抗污表面、生物醫(yī)學、納米技術和超分子科學等領域具有廣泛的應用前景。接枝共聚物的結(jié)構(gòu)相對復雜，合成較為困難，特別是不對稱雙接枝共聚物的合成最具挑戰(zhàn)，如何構(gòu)建雙接枝共聚物的通用合成平臺，精確地向主鏈同一重復單元引入致密的雙側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，形成規(guī)整的Janus雙面神形狀(圖1)，是接枝共聚物制備中的重要難題。
中國科學院上海有機化學研究所有機功能分子合成與組裝化學院重點實驗室黃曉宇課題組長期以來一直致力于接枝共聚物合成平臺的精細構(gòu)筑，通過高分子合成化學的巧妙運用，取得了系列研究成果(Polym. Chem.2016, 7, 613. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 6685. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 16517.)。
在此基礎上，他們采用RAFT(可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移)聚合，ATRP(原子轉(zhuǎn)移自由基聚合)，CuAAC(銅催化的疊氮和塊基的環(huán)加成反應)，grafting-from (從主干接枝)和grafting-onto (向主干接枝)相結(jié)合的策略，巧妙設計了雙接枝共聚物的通用合成平臺。其關鍵在于他們合成了一種全新的基于丙烯酸酯結(jié)構(gòu)，同時含有炔基與2-羰基溴基團的三官能團功能性單體Br-acrylate-alkyne，并通過均聚得到了雙功能化大分子試劑poly(Br-acrylate-alkyne)，可以一鍋法同時進行ATRP與CuAAC反應，一步合成不同種類的雙接枝共聚物，并能對共聚物的組成進行精確控制。更為重要的是，他們通過后續(xù)側(cè)鏈聚五氟苯酯的官能團轉(zhuǎn)換，進一步拓寬了雙接枝共聚物合成平臺的單體適用范圍。這一平臺的成功構(gòu)建證明了ATRP與CuAAC反應可以在同一體系中正交互不干擾地進行，很大程度上解決了接枝共聚物的合成難題。相關工作已發(fā)表在(Nat. Commun. 2017, 8, 333.）
圖1：構(gòu)建雙接枝共聚物的通用合成平臺--雙功能化大分子引發(fā)劑的設計
上述研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委員會、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)、中國科學院青年創(chuàng)新促進會和上海市科委的資助。
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