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CJPS| 开环易位聚合制备亚胺基可降解聚合物

已有 297 次阅读 2025-1-26 10:26 |系统分类:论文交流

文章背景

       基于良好的极性基团耐受性,钌催化的开环易位聚合(ROMP)已被广泛应用于制备多种含极性基团的聚合物。其中,近年来可降解聚合物的制备引起了广泛的关注,不同种类可降解基元的引入以及不同的降解方式大大丰富了可降解聚合物的研究,而发展新型的可降解基元仍是此领域重点关注的方向。

文章概述

      基于上述背景,安徽大学物质科学与信息技术研究院陈敏教授课题组近期设计了一类含亚胺基的环状共聚单体(图1)。这类亚胺基环状单体可与环辛烯在钌催化剂的作用下进行共聚合成主链中含亚胺基的共聚物。由于亚胺基团可发生高效的水解反应,因此上述共聚物在温和条件下可进行高效的降解过程,形成胺基封端的遥爪聚合物。一方面胺基封端的遥爪聚合物直接制备难度大,另一方面该遥爪聚合物还可进行后续的衍生化实现其它新型聚合物的合成。

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图1 亚胺基可降解共聚物的设计思路。

其中,表1展示了环状单体与环辛烯的共聚过程。具体地,通过控制钌催化剂的种类,溶剂的类型,聚合温度以及单体的投料比可实现含亚胺基共聚物分子量、极性单体插入率的调节。

表1 钌催化亚胺基环状单体与环辛烯共聚a

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a聚合条件: 25 mmol 环辛烯,25 μmol 催化剂,反应时间4 h,b共聚物的分离收率,c共聚物的极性基团插入率,d共聚物的分子量和分子量分布。

含亚胺基的共聚物在室温、酸性条件可以高效的水解形成含胺基的遥爪聚合物(图2a), 1H-NMR谱图中降解前2.3 ppm处甲基的峰消失,降解后3.7 ppm胺基的峰生成(图2b),说明了这一降解过程的彻底性。同时,共聚物的分子量由45.6 kDa降低至15.3 kDa (图2c)。所形成的胺基封端遥爪聚合物反应活性高,可以进行后续的升级利用。例如它可以与双异氰酸酯反应合成含尿基的聚合物。

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图2 (a) 含亚胺基共聚物在酸性条件下的降解;(b) 共聚物降解前后的1H-NMR谱图对比;(c) 共聚物降解前后的分子量比较。

文章总结 

       综上所述,本论文利用开环易位聚合方式合成了一类基于亚胺基的新型共聚物。上述聚合物在温和条件下可进行高效的降解形成胺基封端的遥爪聚合物,并可进行进一步的衍生化。

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      该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science。合肥工业大学李武博士研究生和中国科学技术大学成思佳科研助理是该论文的共同第一作者,合肥工业大学李有桂教授和安徽大学陈敏教授为通信联系人。

原文信息:

Ring-Opening Metathesis Polymerization to Access Degradable Imine-Based Polymers

Li, W.; Cheng, S. J.; Li, Y. G.; Khan, M. A.; Chen, M.

Chinese J. Polym. Sci.

DOI: 10.1007/s10118-024-3220-7   



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