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常州大學蔣必彪/楊宏軍團隊 Macromolecules:質子轉移聚合合成高分子量可降解聚合物
2022-09-14  來源:高分子科技

  可降解聚合物的合成一直是高分子科學發展的前沿課題。目前,可降解聚合物多由縮聚或開環聚合的方法制備,但是這些方法或局限于單體種類有限,或困囿于聚合成本太高,發展受限。乙烯基單體種類眾多、成本低廉,如若能通過特殊的合成方法(如質子轉移聚合)將乙烯基單體合成可降解聚合物則極具發展前景。但是,這類反應機理不明確,副反應眾多,更重要的是產物分子量太低,因此缺乏必要的力學性能。


  常州大學蔣必彪/楊宏軍團隊長期從事聚合物合成反應方法的研究。針對這一難題,該課題組詳細研究了質子轉移聚合的反應過程,并發現此聚合反應中的副反應主要為Rauhut-Currier (RC)反應(圖1)。該反應導致了體系中羥基和雙鍵比例嚴重失衡,因此無法得到高分子量聚合物。為此,該課題組提出通過在向聚合體系的引入少量二烯烴來調節羥基和雙鍵比例的策略。一方面,補加的二烯烴可以彌補原有雙鍵因RC反應導致的缺失,另一方面利用RC反應可將聚合物鏈偶合(圖2)。通過上述策略,該課題組最終借助質子轉移聚合方法成功合成了重均分子量高達355.8 kg/mol的可降解聚合物。 


圖1. 質子轉移聚合反應中,Rauhut-Currier 反應影響制備聚合物的分子量。


圖2. 二烯烴的偶聯劑作用合成高分子量可降解聚合物。


  在此基礎上,該課題組還通過質子轉移共聚反應得到了最大拉伸強度為30 MPa,斷裂伸長率為到27.8%的可降解聚合物材料。更重要的是,該聚合物材料因具有特殊的尼龍3結構,不僅沒有細胞毒性,而且可以明顯提高細胞活力(圖3)。 


3. (a) MTT法測定不同濃度的S3PEI的細胞活力;(b) Hoechst 33258細胞與DOX-S3孵育后的熒光顯微鏡圖像以及合并圖像。


  這項工作以“Preparing Degradable Polymers with Promising Mechanical Properties by Hydrogen Transfer Polymerization”為題,發表在Macromolecules上(DOI:org/10.1021/acs.macromol.2c01305)。本研究由江蘇省自然科學優秀青年基金(BK20170056)和江蘇省高等學校學術重點項目(PAPD)資助。第一完成人為常州大學碩士研究生姚洪新


  文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c01305

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(責任編輯:xu)
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